大江浪痕
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3 两大枢纽工程带动水电建设领先全球

改革开放迎来了国民经济发展和科学技术进步的春天。1979年,中美两国正式建交。随宝山钢铁厂采用巴西进口矿石,3月应巴西矿产能源部植木茂彬部长邀请,中国派出水电、火电、核电三个代表团出访巴西。水电代表团由葛洲坝工程局6人、长办6人、水电站5人组成刘书田魏廷琤为正副团长,主要考察水电大国巴西的水电建设发展,特别是1978年10月胜利截流的伊泰普水电站工程和相应的科研设计施工先进技术。1979年5月,在武昌召开了三峡水利枢纽坝址选择会议未取得一致意见(后来于9月在廊坊会议上讨论商定选用三斗坪为坝址)。1979年8月,美国和中国签署了《中美水力发电和水资源利用合作议定书》。1980年3月,美国政府派田纳西流域管理局陆军工程兵团和垦务局领导与专家的代表团访问中国,考察了葛洲坝工程和三峡坝址。1980年7月,魏廷琤汇报了三峡工程的情况视察葛洲坝工程贺汉江丹江口水利枢纽,国务院决定为三峡工程作论证准备。1980年10月,黄有若、李镇南为正副团长的三峡代表团赴美国考察并与美国垦务局协商三峡项目科技合作事宜,有交通部水电部代表和长办我们科研设计人员参加。在水电科技方面国际合作交流不断发展,中国和加拿大在世界银行专家组下还合作编制三峡工程可行性报告十一卷。中国水利学会也与国际学术团体合作,受到欢迎。如1993年创办、两年一次的国际水科学与工程会议1993年华盛顿首次会议,就特邀我们介绍长江三峡水利枢纽工程。

长江上第一座水利枢纽的建成及通航发电综合效益的显现,“长江葛洲坝二三江工程及其水轮发电机组”1985年10月荣获我国首届评选出的科技进步特等奖。在纪念中国共产党成立70周年大会上中央领导把葛洲坝工程同原子弹、亚洲一号卫星、核潜艇等并称为我国社会主义建设的伟大成就。

结合三峡水利枢纽的全面论证,葛洲坝工程富有说服力的实战准备成绩促成三峡工程顺利纳入国家建设计划。1993年7月,三峡水利枢纽初步设计经国务院三峡工程建设委员会审查批准后,我已超龄5年多,8月从长科院退居二线;9月受三建委办聘为泥沙专家组成员,参加有些工作,对三峡泥沙通航等技术研究和工程的进展保持接触关注。

1994年12月,三峡工程正式开工,2003年开始初期挡水通航发电。2008年,汛后开始以库水位175.00m为目标的试验性蓄水,2010年10月26日成功蓄水到设计水位。

三峡水库2010年和2012年遇到两次超过7万m3/s的入库洪峰流量(1988年入库洪峰流量6.48万m3/s)经过调蓄后下泄流量削减到4万多m3/s。有效减轻了长江荆江河段及中下游防洪压力。

三峡和葛洲坝两大水电站促进了全国电网互联格局。它们以合共约1000亿kW·h的年水力发电量引领近30年我国水力资源的开发利用。需要强调,国家对水电工程投资融资经营体制的改革促进了水电建设快速发展,清江水电开发就是明证。1986年开工的清江隔河岩工程国家只支付29%的投资,湖北支付71%的投资。国家出资的代表华中电力集团公司和湖北省清江水电投资公司两家共同筹措资金、享受收益、并用于清江水电再开发。1994年隔河岩枢纽建成后,立即着手进行高坝洲枢纽建设,并成立水布垭枢纽筹建处直到2000年开工;步步跨上新台阶。隔河岩最初两台机组利用加拿大混合贷款,采取联合设计、合作生产、技术转让、设备换货的方式;另外两台机组则由哈尔滨电机厂总承包。这就促使我国机电设备制造技术水平进步。这类改革也使长江上游支流雅砻江、岷江、大渡河、嘉陵江、乌江等一系列水电站和航电梯级纷纷建设先后运行。1996年北京约我就长江上游水电开发前景写了篇文章,罗列了包括两大枢纽及其上游共24座水电工程,其中待筹建的13座。20年后的今天,除个别未修建外,向家坝、溪洛渡、锦屏一二级、桐子林、瀑布沟、亭子口、洪家渡、构皮滩、彭水等电站都已发电,白鹤滩电站正在兴建。到金沙江两电站投产,2014年我国年水力发电量已1万亿kW·h,居全球第一。全国年总发电量达54000亿kW·h超过美国。

三峡水库淹没重庆港下游众多滩险、绞车牵引和单行段,600多km江变成了黄金水道,带动两岸和西部腹地的经济发展。很难想象40年前三峡行船“青滩泄滩不是滩,崆坽才是鬼门关”的民谚。连年蓄水满库运行,初春可给下游荆江补水增深,从前两千吨级货轮难以往来的芦家河等浅段,如今安稳航行5000t级货轮。航行安全性提高且运输成本下降1/3以上,两大枢纽过船闸年货运量最近三年都超过了1亿t。2016年12月1日起,垂直升船机全天试航(图4),通航设施科学技术跨上新高峰。

两大枢纽旱季往长江中游调水也是重要效益,年调水量高达180亿~220亿m3。科学补水能有效缓解旱情,2015年遇监利沉船事故还可减小出库流量方便应急处置。

长系列水文泥沙观测资料数据说明,三峡水库的泥沙淤积实际情况不及预期的那么严重。总体归功于汛期严格限制降低水位泄洪排沙的水库长期使用的科学调度。再是三峡水利枢纽2003年发电通航以来的入库年水量和年输沙量都比论证所采用数值减少,变动回水区常年回水区或坝区泥沙淤积量自然均少于预期。曾备受外界关注的变动回水区推移质淤积问题,观测数据显示推移质输移量比论证预期值减小大半。涉及重庆主城区的泥沙,观测到年内随水库蓄泄虽有相应的淤冲变化但没有累积淤积,因而不至于引起百年一遇洪水位抬高。随向家坝和溪洛渡水电站近年运行,来沙进一步锐减,重庆主城区泥沙总体上进入冲刷为主年代。对港埠和航道运用有利。当然,三峡水库尚未经大水多水年的考验,水库长期使用的科学调度与水文泥沙观测决不可放松。

图4 2016年12月1日全球最大的三峡升船机正式试航


[1]本文原载于《江花心语》2017年第1期,收录于本书时略有修改。