在三峡设计这一充满艰辛、曲折和辉煌的进程中,我委以创新的思维,充分运用最新科技成果、最新工程技术,在大坝泄洪及消能,电站进水口型式、引水压力管道及电站排沙,船闸输水系统水力学、深切高边坡、人字门及启闭机设备,大江截流及深水围堰等方面,很好地解决了三峡工程设计中众多技术难题,填补了多项国内空白,创造了一个又一个世界奇迹。例如,在枢纽布置上,经过多种方案和建筑物型式的研究与试验,针对枢纽泄洪、导流流量大,防洪、排沙任务重,上游水位变幅大等特点,拦河大坝采用混凝土重力坝,泄洪建筑物在主河槽布置深孔结合表孔的河床泄洪坝段,在两岸河滩布置坝后式厂房,并根据坝址河势特点,从上下游引航进出口水力条件和防止泥沙淤积碍航考虑,通航建筑物布置在左岸。在大坝设计上,研究并解决了三层泄洪孔口不同运行条件下体型选择和高速水流下抗空化和防泥沙磨蚀问题,以及深孔与表孔联合泄洪、深孔与底孔联合泄流时下游水力衔接与消能防冲等重大问题。又如,三峡电站大容量、大引用流量机组采用单孔小孔进水口型式,是我国在水电站进水口设计技术上的一大突破;电站引水压力管道采用坝后背管型式,既很好地解决了钢衬和混凝土结构的联合受力问题,又方便了施工;根据葛洲坝水利枢纽成功经验和三峡工程的科学试验,采用分散排沙方式,可保证泥沙不淤堵电站进水口,防止粗沙过机,保证电站安全应用。再如,三峡双线五级连续船闸是世界上规模最大、水头最高、级数最多的船闸。由于是连续闸室,充泄水时水力学问题十分复杂,大量的闸、阀门在高水头下运行,要求相互协调、水流平稳,结构设计和自动化控制系统设计至关重要。通过对船闸输水系统布置、阀门设备研究,采取通气和快速开启方式,解决了高水头的船闸水力学问题;采用防排结合降低边坡地下水位及预应力锚索、锚杆等锚固技术,解决了船闸高边坡稳定,以及闸首变形影响人字门的应用等问题;为适应高大人字门变形,在其底枢采用了自润滑结构形式;船闸闸室采用了高强锚杆和薄衬砌墙新型结构形式;大跨度高水头人字门及液压启闭机居世界领先。
如何安置好三峡库区百万移民,是三峡工程规划设计中的一大世界级难题。纵观世界水库移民史,迁移百万人口的工程还从未出现过,今后也很难发生。三峡库区大部分县市位于川东、鄂西的山区,地区经济发展水平低,人口增长快,自然生态环境容量有限,移民安置难度很大。因此,从某种意义上说,三峡工程成败的关键在于移民。我委从事库区移民工作的工程技术人员,从50年代就投身到三峡库区移民工作,经过多年的努力和实践,创造性地完成了对安置三峡百万移民具有指导意义的报告——《长江三峡工程水库淹没处理及移民安置规划报告》。这一报告全面贯彻了我国政府对三峡工程实行“开发性移民”的方针,在解决移民环境容量、规划设计、补偿与发展、投资包干、限额规划、山城建设等关键性技术问题中,开辟了一条崭新的道路。
在三峡工程设计的各个阶段,国内诸多专家尤其是一批知名专家积极参与,精心指导,热忱帮助,严格审查,国内一些科研单位和高等院校都给予了密切合作。在三峡工程规划设计的日日夜夜,长江委几代人为之倾注了全部心血,他们焚膏继晷,殚精竭虑,戒慎恐惧,孜孜以求,涌现出以郑守仁院士为代表的一批优秀专家,他们是三峡的脊梁,是长江委精神的化身。这一切必将永远镌刻在三峡历史的丰碑上。
人类在自身生存发展中,经过实践-认识-再实践-再认识的过程,不断地认识客观世界,掌握自然规律,适应自然变化,改造自然条件并获得可持续发展。在21世纪的今天,人们从全球环境与可持续发展的更广阔的视角,来关注人类与流域的关系,为实现人类与环境和谐共处而努力。三峡工程的建设,为我们建立人类与长江的亲和关系提供了新手段、新平台。目前,摆在我们面前的任务是,在精益求精地做好三峡三期工程各项技术服务工作的同时,要以极大的热情和足够的精力,来认识三峡工程建成后对长江生态系统带来的新变化、新影响,积极研究解决相关重大课题,通过科学合理的调度以及采取必要的措施,确保三峡枢纽及长江水资源的可持续利用,促进经济社会的可持续发展。为此,我们必须进一步研究和处理好以下关系:经济效益与社会效益、生态效益之间的关系。从本质上看,三峡工程是一项重大的生态环境工程,发电要服从于防洪、服从于生态。因此,在调度方案研究中要充分协调防洪、发电、航运与生态环境的关系,对三峡水库的调洪计算方法、三峡水库泥沙淤积、水库防洪调度方式(包括对荆江补偿或对城陵矶补偿等)及双汛限或多汛限调度方式等问题进行深入研究,科学合理地制定三峡工程的调度运行方式。过去,对三峡工程综合效益的研究重点放在了防洪、发电、航运等方面,虽然在三峡工程的环境影响评价上做了大量工作,但是对生态效益的研究还显得不够。下一步,要对如何发挥三峡枢纽的综合作用,更好地实施可持续发展战略,作进一步深入的研究。
三峡水库与长江综合防洪体系的关系。相对于长江中下游河道泄洪能力与洪水峰高量大的突出矛盾而言,三峡水库的防洪库容仍显不足,解决长江中下游地区的防洪问题,要靠包括三峡在内的长江综合防洪体系。为此,必须继续抓紧长江中下游分蓄洪区的定位、分类、调整和建设,对不同的分蓄洪区,采取不同的规划思路,加大投入力度,分轻重缓急,分期分批地安排防洪工程与安全设施建设,使分蓄洪区在防洪减灾中发挥应有的作用。同时,研究上游干支流水库蓄洪能力,规划好金沙江梯级水库的防洪库容。
长江中下游干流水位流量关系以及江湖关系。三峡水库运用后,将引起长江中下游干流水势水位的变化。在洪水期,因河道冲刷使荆江、螺山同水位条件下的流量增加,分洪量将有所减少,但是城陵矶以下河段防洪压力可能会增加,分洪量的分配将有所调整,需要进一步深入研究。随着清水下泄,荆江河床冲刷,水位降低,将使三口分流入洞庭湖的水沙量明显减少,江湖关系发生调整,洞庭湖的淤积情况将随之改变。这一方面增强了洞庭湖的调蓄能力,减轻了防洪压力,同时也对洞庭湖水系的洪道调整及河道整治提出了新的要求。
河流泥沙运动与河床演变的关系。三峡工程对水沙的调节,将会对水库的库容、航道、港口及回水等产生影响;清水下泄将会引起河床冲刷、变形。为防止不利影响的发生,防患于未然,保证三峡工程的正常运转,必须及时掌握这些变化,加强水文、泥沙及河道资料的观测分析与科学试验研究。
征程未有穷期。恩格斯在《自然辩证法》中指出:“我们一天天地学会更加正确地理解自然规律,学会认识我们对自然界的惯常行程的干涉所引起的比较近或比较远的影响。”对于三峡工程这样宏伟浩大的工程,其影响之广、之深,需要我们不断地去认识,去探索,去把握。同时,长江的复杂性也决定了认识长江、治理长江是一个不断深化的过程。长江委人必将一如既往,始终以对人民、对国家、对历史高度负责的精神,不断提高设计水平,继续优化调度运用,真正做到让人民满意,对历史负责,共同铸就中华民族的千秋大业!
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