2 长江流域规划办公室开展三峡水利枢纽勘察规划设计
为了在计划经济体制下集中各部委优势力量,加快三峡水利枢纽勘察规划设计研究,国务院在1956年第一季度就积极安排在长江水利委员会的基础上成立由国务院领导(水利部代管)的长江流域规划办公室(简称“长办”),责成各部委加派专业力量参加相关工作。地质部盛莘夫、何鉴荣等带领一批又一批钻机和勘探人员进入三峡两个坝区和丹江口坝址现场,快速积累了地质钻探成果。
1956年年初,长办党委组织部部长叶扬眉给我们看了钱正英的信,要求从水利部借调到长办的我和朱志新安心参加长江流域规划和三峡枢纽设计,跟随苏联专家学习。信上还讲已安排把朱的妻子由上海调来武汉。长办结合编制长江流域规划和三峡水利枢纽前期水文勘测及与坝址选择相关的规划性设计,成立了上游室,下设有三峡枢纽组;杨贤溢兼上游室主任和三峡组组长,龙燕和我任副组长,从事与坝址选择有关各专业协调与移民、效益评估等工作。朱志新被分在水工设计室从事枢纽设计。
编制流域综合利用规划要点报告草稿和为三峡水利枢纽选择坝区是长办1956年的中心工作。在上游室三峡组,我的工作侧重于坝区选择,几次跟中苏地质专家跑两个坝区。整个西陵峡东翼(石牌至南津关)的各个年代石灰岩中有许多天坑、落水洞和延伸很远的大溶洞,如石龙洞、黄鳝洞等。石灰岩岩溶现象关系到水库可能漏水,查清楚岩溶情况及其研究处理都属重大技术问题。为了解、利用石牌页岩防阻水库漏水的可行性,我还曾和地质人员陈锡周一道背着仪器沿石牌溪踏勘页岩的露头,判别它的完整性状,并往上游溯源考查到超过水库水位的高处。花岗岩坝区1955年已有了美人沱、长木沱、黄陵庙、南沱4个断面各4孔岩芯钻探柱状资料,显示花岗岩风化层竟有30m以上厚度,花岗岩坝区坝基需要清除风化层,开挖规模很大。根据地质资料,上游查勘时决定放弃黄陵庙、南沱两段,明确就美人沱三斗坪间的8条坝线开展深入勘探设计作进一步比选。对石灰岩坝区以南津关为代表坝线,加快地质勘探是当务之急。
1956年第二季度,苏联枢纽设计和科研各方面专家陆续到达长办。5月初,由我陪同新来的梅纳布吉和罗加乔夫两位枢纽设计专家专门考察了两个坝区的15条坝线,看了花岗岩风化带、石灰岩溶洞和两个坝区最新钻出的岩芯。在有李总、杨总和我参加的一次会议上,他们对规划性设计做了具体技术指导。电力部门移交给了长办的由美国经办的国民政府期间对三峡工程的一些规划勘探设计英文资料,成为我们了解三峡工程研究历史的依据。3月,地质部技术力量在三峡两个坝区到位后边勘察钻探边扩充培训队伍;4月,初南津关第一工区5台钻机开钻;5月,两个坝区全部5个工区都迅速积累岩芯钻探成果,水上钻船也开始了钻探,石灰岩溶洞及大面积岩溶现象调查也迅速开展。这样的进度使苏联专家也感到惊诧。自苏联设计、科研专家来后,长办水文泥沙观测技术与手段持续改进提高,地勘资料不断更新,两个坝区代表性坝线枢纽布置比较工作逐步展开。在汉苏联专家们帮助长江科学院迅速充实并扩展各科研专业,如高速水流实验方面试做减压箱及材料土工实验方面筹划建6m直径的大离心机等,都在赶超当时最新科学实验技术水平。长办的机构与专业都陆续充实调整:成立了包括研究大耗电工业布局、库区经济与移民调查等内容的经济室,涉及铁路、航运的交通运输室。
1956年,通过收集与整编水文资料,专家组查明最近四五百年中的中游最大洪水发生在1870年。三峡水利枢纽的规划性设计围绕坝区坝线比选、正常蓄水位论证进行;其他重大技术措施的探索与试验也积极开展。在苏联枢纽布置专家的指导下,花岗岩坝区研究逐渐集中到太平溪坝址(美Ⅲ)和三斗坪坝址(美Ⅷ)。对于石灰岩坝区,中苏专家一致同意选用南津关坝址(南Ⅲ)。设计人员根据坝址的地形地质与枢纽布置计算出了枢纽的各项工程量,还按苏联专家建议的混凝土折算法估算出了工程造价。随着几位施工专家的先后到来,大型水利枢纽的施工组织设计业务结合汉江规划中的丹江口水利枢纽逐步深入,干支流水力资源与社会综合经济调查也结合流域规划展开。诸如在混凝土工程设计中占重要地位的砂石骨料建筑材料来源选择与专项查勘都在进行,科研人员还在乐天溪利用风化花岗岩制作人工砂开展试验。
在得到三峡两个坝区多方面地质勘探资料的基础上,中苏两国地质专家侯德封、袁复礼、李承三、谷德振、张宗祜、张仲胤、任美谔、冯景兰和波波夫、西蒙若夫、索科洛夫、商采尔、雅库舍娃等人在8月底考察温塘峡、猫儿峡后,于9月中下旬与陈离副主任率领的长办中苏专家们在南津关会合,开始对三峡两个坝区进行鉴定。经过专题审核分析地勘资料、现场补充水文地质观测、讨论鉴定意见后,认为花岗岩坝区还需查清风化规律,如证实凹下地段不存在袋状风化,地质上这里是理想的坝区。根据地勘队的喀斯特地貌分布示意图中坝区两岸大量石灰岩溶洞天坑的尺寸规模、位置和水位高程及水文地质指标,喀斯特专家索科洛夫结合现场的补充观测梳理出岩溶总体发育规律:近水面溶洞是水平的,高处落水洞是铅直的,估计溶蚀形成于第三纪;地下水温度比较低;近代不会再发生溶蚀。鉴定明确这里的岩溶可望经处理后筑坝。
苏联专家和中国工程师在坝址研究枢纽布置
1957年2月,苏联电站部派总工程师瓦西连科、援埃及阿斯旺高坝负责人马雷雪夫和台尔曼来华检查长办苏联专家组工作。燃料工业部水电总局局长李锐、总工程师胡慎思、留苏回国的章冲陪同他们从北京飞到重庆。长办林主任、李总和我在重庆陪同他们看过猫儿峡坝址后乘专轮顺江而下,与武汉来的中苏专家汇合并查勘三峡两个坝区的坝址,后到长办听李总关于长江流域规划要点大纲的介绍。三位贵宾跟长办苏联专家单独开了两天会,离开长办前,他们对长江流域规划要点大纲谈了各自的个人意见。李锐没有和长办同志交流讨论。
随着三峡规划工作的推进,长办的机构又有调整。三峡室于1957年年初成立,牟同波为主任,吴康甯为室总工程师,我和朱志新分别担任枢纽组正副组长。此外,三峡室还有坝工组和厂房组。地质鉴定专家组组长波波夫和长办工程师于第一季度还查勘了三峡和清江隔河岩坝址。
1957年,大量专业技术研究都是按蓄水位200m开展。长办提出了三峡水利枢纽不同坝址的枢纽布置比较方案,论证了施工工期及施工导流的工程措施,还开展了提前围堰发电和以减少投资为目的的分期蓄水和水轮发电机组研究。夏季,在庐山集中时,为了缩短厂房进水前缘的长度,中方工程师提出开展双列式厂房枢纽布置方案的研究,得到了苏联专家赞扬。这一年多对两个坝区的勘探和规划性设计显示,花岗岩坝区三斗坪坝址在枢纽布置和施工条件上更为方便切实,石灰岩坝区还需进一步查清岩等问题,设计研究重点移向了三斗坪坝址。
在上游查勘时,苏联专家就强调过,水电站负荷可以迅速调节变化是水力发电的特有优点。像三峡这样的特大型水力发电站会因日调节在坝下形成不稳定水流,对航运不利,因此,巨型水电站下游可能需要修建能壅水缓解不稳定流便利航运的反调节梯级。当时,设计人员倾向先研究不建反调节梯级的各种方案。上游室在王明庶主持下做过从坝址右岸通向南津关出口右岸的“卷(砖)桥河”另辟航道方案,长办交通运输室曾做过在太平溪左岸建高渠的“天河”方案。
南津关一带江底最低处的高程为-75.00m,三峡水利枢纽施工期近百米高的深水围堰使设计面临严峻挑战。在苏联专家的帮助下,武汉长江大桥开创了管柱钻孔法在通航的江水中建造围囹桥墩的新工艺。我们的专家组曾邀请大桥局的苏联专家和共同指导施工设计方面的同志研究管柱钻孔法深水围堰的施工方案。研究表明,南津关坝址围堰施工程的序工期和所需钻孔设备与工程量都极不寻常,枢纽建筑物大量为地下工程,而且还有不能阻碍长江航运的前提。三斗坪坝址地形开阔江底又高于海平面,基本不需做地下工程,其围堰及建筑物工程和施工期维持航运方案都简单得多。
结合早已开展的汉江流域规划和丹江口水利枢纽勘测设计,长办于1956年和1957年在有关部委和相关省市的大力协助下做了扎实充分的基本自然资料(水文、地形、地质、资源)与经济社会调查等工作。此外,中苏专家还进行了一些支流的查勘,基本完成了长江流域规划的各方面工作。整个流域的规划工作内容目标在1957年都已得出清楚的轮廓;干流金沙江河段明确进行以发电为主的水利枢纽规划,宜宾至宜昌河段明确进行以防洪发电和航运为主的水利枢纽规划,中下游河段进行以防洪航运与岸线利用为目标的河道整治规划。继汉江之后对主要支流岷江、嘉陵江、乌江、清江、洞庭湖水系、鄱阳湖水系等长办都提出了治理开发规划意见要点。
西陵峡中部三斗坪坝址