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葛洲壩水利樞紐:為中國水利事業積累五大經驗
2011/8/10 8:41:18 新聞來源:中國經濟網
中國經濟網宜昌8月8日訊(記者魏勁鬆柳潔)30年前,三峽出口的南津關,漩渦滾滾,礁石密布,稍不留神就船毀人亡,有著“鬼門關”之稱。如今,這裏江闊水深,風平浪靜,萬噸級船隊往來其間,“川江不夜航”已成曆史。

南津關的改變,源於葛洲壩的修建。這座中國人在長江幹流上首次自行設計、施工、管理的大型水利樞紐,因先於三峽大壩問世,被譽為“萬裏長江第一壩”。

今年7月30日,葛洲壩電站投產發電30周年。葛洲壩水利樞紐,這座承載了中華民族興利除弊、根治水患夢想,由我國自行設計、施工、製造、安裝、運行管理的民族典範工程,已安全運行30周年。

8月5日,由中國長江三峽集團公司、188BETApp 共同主辦的“葛洲壩水利樞紐運行30周年紀念活動暨水電開發與經濟社會可持續發展主題論壇”,在湖北宜昌隆重舉行。

攻堅克難 十萬大軍鑄就長江第一壩

長江是一條雨洪河流,自古水患不斷。特別是“九曲迥腸”的荊江河段,從明朝初年到民國時期,平均每6年就要潰堤一次。1954年洪水來勢凶猛,令長江和漢江幹堤多處潰口,京廣線鐵路交通命脈中斷行車100天,農田淹沒4700萬畝,死亡30000餘人。

1954年長江發生大水災後,毛澤東主席就建議在長江三峽設卡子,建三峽大水庫“畢其功於一役”,永遠消除長江水患。50年代中期,毛澤東又描繪出“更立西江石壁,截斷巫山雲雨,高峽出平湖”的宏偉藍圖。然而,由於“文革”、“備戰”等製約因素,毛澤東主席並沒有匆忙批準三峽工程的修建計劃。

1970年11月,周恩來總理主持中央政治局會議,原則批準了關於提前修建三峽水利樞紐的組成部分---葛洲壩水利樞紐的報告。周恩來總理親自給毛澤東主席寫了《關於興建長江葛洲壩水利樞紐工程的報告》。

1970年12月26日,在毛澤東77歲生日這天,他在這份報告上揮筆寫下了“讚成興建此壩。現在文件設想是一回事,興建過程中將要遇到一些現在想不到的困難問題,那又是一回事。那時,要準備修改設計。”的批示。

1970年12月30日,時任湖北省革委會副主任張體學同誌為葛洲壩工程鏟下了第一鍬土,拉開了葛洲壩工程建設的序幕。

葛洲壩工程雖然開工了,但在工程初期建設中,由於未按基本建設程序辦事,許多基礎工作沒有做好,加之當時又缺乏統一的規劃、設計和科研。因此,開工不久許多嚴重的問題逐步暴露出來。在這種情況下,周恩來總理於1972年10月下令,暫停施工,修改設計。

經過兩年對重大技術問題的研究,1974年下半年提出修改初步設計,經技術委員會和有關部門審定並報國務院批準後,1974年10月,停工二十二個月後的葛洲壩工程正式複工。

1978年10月20日中共中央副主席、國務院副總理李先念專門給葛洲壩工程局黨委並全體職工寫了一封信。信中說:“葛洲壩這樣大的工程,在我國188體育官網app 史上還是第一個,必須堅持高標準,嚴要求,質量第一。這是黨和人民賦予我們的曆史重任。工程質量,務必做到一絲不苟,持之以恒,千萬不能反反複複,好一陣壞一陣。因為這是百年大計,千年大計,馬虎不得,如稍有疏忽,必後患無窮。”

1980年7月12日,在葛洲壩工程建設的關鍵時刻,時任中共中央副主席的鄧小平來到了沸騰的工地,親切看望了廣大建設者,給參建者以極大的鼓舞。

1981年1月4日19時,曆時36小時23分鍾,順利實現了大江截流。

1981年5月23日17時26分,27孔泄水閘開始下閘實施分期蓄水。

1981年6月27日,葛洲壩三江船閘正式通航。

1981年7月30日,葛洲壩電站首台水輪發電機組並網發電。

1988年12月6日,21號水輪發電機並網發電,標誌著工程主體全部完工。

葛洲壩水利樞紐全長2606.5米,壩頂高程70米。它主要由水工建築物,通航建築物,電站建築物組成。葛洲壩電站是一座低水頭、大流量、徑流式水電站,設計裝機21台,總容量271.5萬千瓦,年均發電量141億千瓦小時,實際年均發電量157億千瓦小時。機組全麵投產後,葛洲壩電廠又開展了1台保安電源機組的擴建和2台機組改造增容,現裝機容量為277.7萬千瓦,最大出力達293萬千瓦,最高發電量達170.48億千瓦時。

“實戰準備” 為“夢圓三峽”奠定堅實基礎

從葛洲壩到三峽,距離雖隻有38公裏,在從“實戰演習”修低壩到“夢圓三峽”建高壩,時間跨度卻用了20多年。

“38公裏”和“20多年”,見證了中國水電技術不斷開拓創新的軌跡。

葛洲壩工程初步設計的主要任務,就是確定壩體和樞紐布置,而要解決樞紐布置問題,最要緊的就是解決泥砂淤積問題。在長江上建壩,泥沙問題、航運問題、大江截流技術、大型機電設備製造等是中國20世紀70年代中國水利建設最大的挑戰之一。

“靜水通航,動水衝沙”解決了航道的泥沙淤積問題。長江平均每年下泄泥沙達5.21億噸,如果有十分之一或是二十分之一淤積在壩前航道口區域,那每年就有2000萬至4000萬立方米,容易導致整個航道淤塞,長江斷航。設計人員經過反複論證和試驗,巧妙提出了“靜水通航,動水衝沙”方案。所謂“靜水通航”,就是船隊經引航道過船閘時,衝砂閘全部關閉,航道完全處於靜水狀態;“動水衝砂”,即在通航間隙,或臨時性停航,全開衝砂閘,達到清理航道和排除粗砂卵石的目的。

運用“河流辯證法”科學布置“一體兩翼”樞紐格局。葛洲壩河段水流狀態、河勢變化極其複雜,林一山運用“河流辯證法”,創造性地提出“一體兩翼”的樞紐布置格局。在葛洲壩攔河建築物上遊2100米寬的河麵中,兩側利用防淤堤與河岸形成各300米寬的引航道,中間為800米寬的主泓河床。從南津關到泄水閘的長江主泓即:“一體兩翼”中的“一體”,它兩側從引航道口門(也稱運河口門)開始通向下遊的航道為“兩翼”。同時,在這個主泓之下端接近泄水閘的部位,其兩側又各有一個側向進水的電站引水渠道,它也叫第二個“兩翼”。“一體兩翼”的布置,把所有過水建築物連成為一個整體,包括建築物以下的河道在內,從總體上解決了泄洪、排沙問題,保證了工程的安全和正常運行。葛洲壩工程是運用河流辯證法成功的傑作。

這一設計思想的科學性和有效性,在三峽的規劃設計和樞紐布置方麵得到了應用與發展。三峽工程樞紐布置的“一體兩翼”格局就借鑒於葛洲壩工程的實踐經驗,較好地解決了通航建築物與發電、泄洪的關係和壩區泥沙淤積與通航水流條件問題,適應了分期施工、導流、截流和提前發揮通航、發電效益的要求。

在長江上首次截流,單戧立堵的方案成為創舉。在每秒4720立方米流量的長江上,葛洲壩工程采用上遊單戧立堵的截流方案進行截流,這在我國水利188體育官網app 史上是一個創舉。截流能否成功也直接關係到整個葛洲壩工程的成敗。為了降低截流難度,改善拋投物料的穩定條件並有利於截流安全施工,在龍口合龍的困難段設置了石壩護底。龍口護底在大江截流施工中堪稱傑作。截流時用粗壯的鋼絲纜繩把三至四個25噸重的混凝土塊聯成“葡萄串”,搞“集團衝鋒”。兩岸同時把兩串共重二百多噸的七、八個大混凝土塊同時填進龍口。原計劃7天,結果僅用36小時就順利實現截流。並創下了單戧堤立堵截流拋投強度7.2萬立方米的紀錄。36小時23分橫鎖大江的速度,更是舉世罕見!

三峽工程大江截流與葛洲壩工程大江截流相同,采用立堵截流方案。在大江截流合龍過程中,借鑒葛洲壩工程大江截流水下拋投護底結構的經驗,采用龍口河槽預平拋墊底、減小龍口水深的技術措施,並輔以優選戧堤堤頭進占方式及拋投方法等安全保障措施,防止了截流戧堤堤頭坍塌事故的發生,創造了截流戧堤進占日拋投強度19.4萬立方米的世界紀錄,安全、優質、順利地實現大江截流龍口合龍。

大型船閘具有世界規模。葛洲壩工程船閘是我國在多沙河流上修建的第一座大型通航建築物。船閘為單級,1、2號兩座船閘閘室有效長度為280米,淨寬34米,與三峽船閘大小相同,一次可通過載重為1.2萬至1.6萬噸的船隊。3號船閘閘室的有效長度為120米,淨寬為18米,可通過3000噸以下的客貨輪。每次過閘時間約40分鍾,其中充水或泄水約5至8分鍾。上、下閘首工作門均采用人字門。其中1、2號船閘下閘首人字門,每扇寬9.7米、高34米、厚27米,質量約600噸。麵積相當於兩個藍球場,被譽為“天下第一門”。其安裝標準要求正向和側向允許誤差隻有5毫米,而實際安裝誤差均小於2.5毫米。

葛洲壩船閘設計基本理論、研究方法和工程經驗,在三峽工程船閘設計中發揮了重要作用。三峽工程雙線五級船閘是當今世界規模最大,水頭最高、技術複雜的多級船閘。其通航建築物規模和尺度與葛洲壩工程通航建築物相匹配。由於啟用和發展了葛洲壩船閘的實踐經驗,較好地解決船閘布置、通航水流條件,引航道淤積,輸水係統水力學、高邊坡穩定、建築物結構型式,超大型人字門及啟閉設備等係統關鍵技術問題。

葛洲壩工程提升了我國設計製造大型水力機械設備的水平。葛洲壩二江電站1號、2號機組,是完全由我國自行設計、製造和安裝的發電機組,轉輪直徑達11.3米,至今依然是世界上尺寸最大的軸流轉漿式機組之一,被譽為“世界卡普蘭式水輪機的裏程碑”。這一項目實現了我國水電設備製造史上的重大突破,推動了裝備製造業的發展,榮獲1985年國家科技進步特等獎。

中國工程院院士梁維燕說,我國大型水電機組設計、製造、安裝技術是從葛洲壩打的底子,後來通過技術引進,使三峽機組又達到一個新的高度。葛洲壩起到了很好的帶頭作用,是一個成功的範例。

葛洲壩至上海直流輸電工程,推動了我國超高壓輸電技術的發展。高壓直流輸電,一直被世界公認為大型電力係統中的一項重要輸電方式。1990年,我國第一個超高壓換流站在葛洲壩建成投產。同時,我國第一個超高壓、大容量、遠距離直流輸電工程,500千伏葛洲壩至上海直流輸電工程投入運行。葛洲壩的電能,穿越湖北、安徽、江蘇、浙江四省一市35個縣1045公裏直至上海。葛上直流輸電工程的建成,使華中、華東兩個大電網實現了強聯網,開創了西電東送的新格局,拉開了跨大區聯網的序幕,為三峽工程電力外送和全國電力聯網做了多方麵的技術準備。

“全人工繁殖”成功地解決了中華鱘生態保護問題。中華鱘是我國特有的古老珍稀魚類,是世界現存魚類中最原始的種類之一,已在地球上繁衍生息了1億4千萬年,被稱為魚類“活化石”“水中熊貓”,屬國家一級保護動物。它們生在長江,長在大海。每年夏秋季節,成魚要沿著長江逆流而上,到金沙江一帶產卵繁殖。長江上修建葛洲壩後,中華鱘的洄遊通道被大壩阻斷。

為了使中華鱘更好的繁衍生息,經過反複實驗、考察論證,1976年首次提出了以人工增殖放流作為保護中華鱘的主要方法。2009年,中華鱘研究所成功實現了中華鱘的全人工繁殖,極大地促進了中華鱘的物種保護工作。到2010年,中華鱘研究所共向長江、珠江放流多種規格中華鱘近450萬尾。經過大量的觀測,發現具有頑強生命力的中華鱘已經適應新的水壩環境,在葛洲壩大壩和宜昌市下遊附近,形成了三個自然產卵場。葛洲壩的建設也很成功地解決了中華鱘生態問題。

葛洲壩工程的投產,為我國大型水利樞紐的建設、運行管理實踐積累了豐富的經驗,為長江三峽水利樞紐工程建設進行了實戰準備。

創新發展 樞紐工程平穩運行30年

截至今年7月30日,葛洲壩電站已累計發電超過4160億千瓦時,相當於節約原煤1.6億噸。跟同等發電量的火電站相比,減少CO2排放超過4億噸,減少SO2排放量約380萬噸,減少氮氧化物約170萬噸。

葛洲壩樞紐70%以上發電量用於湖北,對保障湖北能源需求的增長和地區經濟的發展以及武鋼等國家重點工程的運行起到了重要作用。

葛洲壩工程建成後改善了川江200公裏三峽峽穀航道條件,淹沒了100公裏內的青灘、泄灘等急流灘21處,崆嶺等險灘9處,為航運發展提供了有利條件,航運安全度增加,航運成本降低,小馬力船拖帶量提高。特別是三峽工程建成後,葛洲壩三座船閘貨運量從上世紀八十年代通航初期不到400萬噸,2003年首次突破2千萬噸,2008年超過了五千萬噸的設計標準,到2010年突破8千萬噸,創曆史新高。截至2011年6月27日,通航達30年葛洲壩船閘已安全運行38.6萬閘次,通過船舶208萬艘次,過閘貨運量6.29億噸。

通過精確調度,葛洲壩樞紐在特殊時期也發揮了攔洪錯峰效益。1998年長江遭遇百年不遇特大洪水期間,葛洲壩電站三次超常規提高水庫水位攔蓄洪水,攔截水量1億立方米以上,削減洪峰流量達2700立方米每秒,降低沙市水位0.14米,減輕了洪峰對下遊的影響。

為“三峽工程做實戰練習”的葛洲壩工程,使我國水電設計、施工、製造和運行管理隊伍得到了鍛煉,水平實現了提高。今天,無論是在三峽工程還是國內其它大型水電工程,都可以看到在葛洲壩工程中承擔過項目的隊伍和人才。2003年,三峽電廠接機初期270餘名員工,其中90%以上來自葛洲壩電廠。四川二灘、福建水口、貴州天生橋等水電站的籌建和初期運行,也是在葛洲壩電廠選派的專家參與和指導下進行的。

實踐出真知,管理出成果。葛洲壩工程作為三峽工程的重要組成部分,為三峽工程、為中國水利水電事業積累了五個方麵經驗:

第一,大型水利水電工程的建設、運行管理經驗;第二,大江大河幹流上進行水庫調度、航運管理及防洪度汛的經驗;第三,大型水輪發電機組檢修方式選擇和現代檢修(試驗)專業化技術管理的經驗;第四,500千伏超高壓遠距離交直流輸電的經驗;第五,安全生產、文明生產、科學管理、人才培訓和使用的經驗。

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