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我院泥沙所老所长曾庆华教授退而不休赴长江三峡考察为“大国重器”行稳致远阐述利弊建言献策

发布时间: 2018-07-10 来源: 网站群管理

习近平总书记今年4月25日在湖北长江三峡考察调研时强调,“大国重器”要掌握在自己手里,核心技术、关键技术要靠自己拼搏。三峡工程在我国社会主义建设发展的道路上无疑占有举足轻重的地位,尽管开建至今仍有部分人在意识上对该项工程还有争议,但这十多年来实际运行的实践已使其强大功能日益呈现,昭示着这项伟大战略工程的正确性,也映衬着它是我中华民族伟大复兴的造福者。

我院年届耄耋的泥沙所老所长曾庆华于4月11日至16日,以当年曾担任长江三峡工程论证航运和泥沙专家组专家的身份,经院泥沙所介绍,离退休职工处联系,自行前往长江三峡沿线的西陵峡等多个地段进行了探访,细看了船闸、升船机、水轮机、中控室及大坝的泄水建筑物等的工作情况,实地考察并分析了长江三峡工程清水下泄冲刷中下游河道,对航道、河道防洪,江湖关系以及生态环境的影响。

这是曾老所长第一次看到这个30多年前进行论证的175米正常蓄水位方案的长江三峡工程的全貌,他万分高兴,心潮澎湃,久久难以平静。他深情回忆到,1984年当国务院批准了长办提出的长江三峡工程正常蓄水位150米的开发方案后,在国内政界科技界引发了一片反对之声。他当时也认为150米的开发方案不可取,其发电、防洪效益低,库水位末端在长寿,离重庆还有80公里,万吨船队到达不了重庆,重庆至长寿河段泥沙淤积的问题不好解决。一种焦急的状态下他写了一篇文章“蓄清排洪的水库运行方式,解决不了长江三峡水库的泥沙淤积问题”,引起各方重视。他曾应邀在全国政协经济建设组作报告,并在国家科委在成都金牛坝召开的三峡工程问题讨论会上作大会发言。1984年11月10日在李鹏同志考察三峡时,在轮船上当面向李鹏同志陈述,不同意150米的长江三峡工程开发方案,原因是泥沙和航运问题不好解决,万吨轮船到达不了重庆。李鹏同志非常重视,在自己撰写的“众志宏图”三峡日记第39页记录下了水科院泥沙所曾庆华的发言。曾老所长向李鹏同志请求,在澳门赌场攻略泥沙所进行重庆河段泥沙模型试验(实体模型)。李鹏同志在11月11日的日记中写到:“今天是川江航行的第二天,经过实地考察,我有几点感想:1.泥沙问题确实存在,关键在于枯水期能否顺利走沙,川江航道对重庆至关重要……”1985年2月18日下午李鹏同志来到澳门赌场攻略,由娄溥礼和曾庆华陪同来到水科院南院,看了即将进行的重庆河段泥沙实体模型试验场地。由此,水科院担负起了研究长江三峡水库重庆河段泥沙问题的实验重任。这段回忆,让曾老所长深深感到了党和国家领导人实事澳门赌场攻略和尊重科学的高贵品德。李鹏总理在日记中写到“这次考察的重点是泥沙是否碍航”,后来他向邓小平同志汇报三峡问题时,小平同志问:“三峡工程建设现在开始没有?”李鹏同志说:“现在还没有正式开始,泥沙和航运等问题没有弄清楚前不能开工。”邓小平同志说:“低坝(150米)方案不好,中坝(180米)方案是好方案。中坝可以多发电,万吨船队可以开到重庆。看来电有希望,翻两番有希望。”中央决定对长江三峡工程重新论证。成立了长江三峡工程论证专家组,聘请了412位专家担负十多个专题的论证工作,曾老所长被国家科委、水利部、电力部聘请为航运专家组专家,他又是泥沙方面的专家,论证时泥沙专家组和航运专家组基本上是在一起活动的。

1985年水科院院领导指定曾庆华老所长为“三峡重庆河段泥沙问题实验研究”项目负责人。1985年初曾老所长担起了重担,他挑选了吕秀珍和王兆印为助手,并请求院领导同意,让应届分来水科院的大学生全部参加到该实验项目,且为期一年。由于院领导的重视,项目的人员组成很顺利。这个项目的负责人是曾庆华、吕秀珍、王兆印,项目参加人有张新玉、黄金池、戴清、胡光斗、李希霞、王延贵等人。参加工作的还有罗福安、郭来骏、胡婉明、于博、王晓玲、常德礼、彭润泽、任炳吉、曹文洪、李和平、朱力阳、马翠颜、杨占军、周少平、陈明等同志。

2000多平米的实验厅(位于现北京市玉渊潭南路3号的地方)只用了不到半年的时间就建成了。模型的建造几乎与实验厅建设同步,1985年的下半年就进入正式试验放水。j经过1985—1990年5年时间全体同志的艰苦努力,水科院泥沙所完成了“七五”国家重点科技攻关项目第16项“长江三峡工程重大科学技术研究”,并通过国家鉴定和验收,为攻关项目的完成做出了贡献。水科院三峡泥沙的实验研究项目获水利部科技进步一等奖。论证期间重庆河段经80年淤积量可达1.2亿吨,占80年悬沙来量的0.46%,虽占百分数少,但对重庆河段来说仍值得重视。尤其是对九龙坡码头来说比较让人忧心。整体来说问题不大,基本可以保证航道的要求。经历了长江三峡工程的论证、否定和重新论证的过程,曾老所长认为三峡工程的决策是科学的、民主的。所以曾老所长在1986年7月在长江三峡工程航道泥沙论证书上签了字。他欣喜地看到,国家在兴建三峡工程的同时,在水库上游于支流上兴建了一些水电工程,采取重大的水土保持工程和护坡工程,使水库的年来沙量由4~5亿吨,减少到年来沙量几千万吨,重庆河段出现冲刷,水库的泥沙淤积很少,水库出库基本是清水。

曾老所长说长江三峡水利枢纽工程是世界最大的水电站和水利工程,是我国的“国之重器”。

一、发电效益:2003—2017年其累计发电量10889亿度(其中2014年发电量达到创单座电站世界纪录的988亿度),有效缓解了华中、华东地区及广东省的用电紧张局面,亦为节能减排做出了贡献。2016年向八省二市(上海、重庆)送电930.32亿度。三峡电站水轮机运行至今无磨损,过机水轮机含沙量很低,泥沙粒径很细。三峡电站实现连续安全生产3790天的纪录。

二、防洪效益:自2003年初期蓄水,尤其是2008年175米实验性蓄水以来,有效保障了长江流域的防洪安全。截至2017年底,三峡水库累计拦洪运用44次,总蓄洪量1322亿立米,干流堤防未发生一起重大险情,安定了民心。三峡水库成功应对了2010、2012年两次洪峰流量超过70000秒立米的洪水,以及面对2016、2017年长江中下游区域性大洪水,有效控制下游沙市站水位不超过警戒线水位(45米),和城陵矶站的保证水位,保证了长江中下游的防洪安全。

三、航运效益:自2003年6月18日至2016年12月,三峡船闸年均通航率达94.6%,高于设计水平(84.1%),累计运行12.7万闸次。通过船舶72.5万艘次,通过旅客1181.3万人次。通过货物9.8亿吨。2016年过闸货运量1.1983亿吨。三峡升船机已于2016年9月进入试运行。

水库175米蓄水位运行,库区回水可至江津,出现“高峡出平湖”的美丽景观。重庆以下至宜昌航道单项通航能力由建库前的1000万吨提高到5000万吨,实现了全年全线昼夜通航。葛洲坝下游枯水期出库最小通航水位提升到39米高程。枯水期航道维护水深达3.2~3.5米。

四、水资源利用和生态效益:三峡水库有调节库容165亿立米,防洪库容221.5亿立米,有很好的“拦洪补枯”的调节性能,可以有效利用洪水资源,增加枯水期长江中下游的下泄流量。它是长江经济带的淡水资源库和生态环境良性发展的保障。有效满足了长江中下游沿江生产生活和生态用水的需求。2011年以来,水库采取了持续加大下泄流量的调节方式,创造了促进四大家鱼(青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼)繁殖的水力学条件。今年4月在葛洲坝下游观测到20多尾白鳍豚,中华鲟亦得到繁殖。

五、水库泥沙来量大幅减少,向家坝一寸滩出现冲刷,重庆河段出现冲刷,库区淤积量不大,坝前淤积不多,出库含沙量很小,这要归功于水库上游干、支流水电站的蓄水发电拦沙,国家重点水土保持和护坡工程生效。令人感到意外的是,泥沙来量减少的如此之多,这是史无前例的,也是别的国家难以做到的。这是我国党和国家领导人的坚定决心,在三峡工程建设的同时,在其上游于支流开发建设一系列的水电站,同时进行国家级的水土保护工程、护坡工程,保护环境。经过艰苦努力,实现了绿水青山,这是世界水电开发中的奇迹。当曾老所长在西陵峡的游轮上看到三峡水库下泄的清澈的水流时,他情不自禁地为我国治山治水的成功而自豪。他不为长江三峡水库的清水下泄所引起的长江中下游河道(包括河口)的冲刷而担心,他认为这是为中下游航道的改善和整治带来了极好的时机。

长江三峡水库下游的清水冲刷不用受到惊吓。水库的修建会使得河流改变原有的平衡,会得到新的平衡,使其恢复和发展新的生态和环境。在我国水库下游清水冲刷的例子不少。如:(1)官厅水库下游,永定河的清水冲刷;(2)三门峡水库蓄水拦沙期,1960年9月至1964年10月为黄河下游河道有史以来第一次强烈的冲刷期,历时4年,水库淤积泥沙43.94亿立米,下游河道冲刷泥沙23.10亿吨。冲刷直抵利津河口。黄河下游河床冲刷的深度一般都超过了1958年的河底,部分河底高程低于1954年。(3)黄河小浪底水库修建后,黄河下游又经历河床的长距离冲刷,和山东河段的微淤。黄河真正出现了“黄河清”,2016年潼关的年输沙量1.08亿吨,黄河下游花园口站的年输沙量只有0.063亿吨,黄河中游11万平方公里水土流失最严重的几条支流(无定河、窟野河、皇甫川)产沙量极少,真正实现了“绿水青山就是金山银山”。

三峡水库建成后,清水下泄,下游河道强烈冲刷,从2002年10月至2015年10月,宜昌至武汉河段平滩河槽总冲刷量为10.329亿立米。汉口以下至大通(河口)河道的冲刷量(2007—2016年这10年间)为3.896亿吨。

值得指出的是,大通站(1951—2015年间)多年平均年径流量为8964亿立米,与近10年平均值8715亿立米相差不多,而年输沙量则分别为3.68和1.302亿吨。长江口入海泥沙量减少了2.378亿吨。近年来南支有呈冲刷加大的趋势,对长江口的发展可能是有利的。

在三峡工程建成以后,荆江大堤仍然是三峡工程的配套工程,因此大堤本身的安危是必须密切关注的。荆江大堤,它抵挡着高出荆北地面十多米的巨大洪水,关系着千百万人民的生命。

据历史资料记载,荆江大堤始建于东晋,至今1600余年。它全长为182.35公里,保护的范围包括荆江以北、汉江以南,东抵武汉,西迄沮漳河的广大平原地区,总面积约为13500平方千米,耕地800万亩,人口500万。

经调查,宜昌站在1153年至1985年的800多年间,可定量的洪水、流量大于80000m3/s的有8年。流域为宜昌至城陵矶流经湖北省的宜昌、枝江、松滋、荆州、公安、沙市、江陵(荆州)石首、监利和湖南省的华容、岳阳等地,全长408公里。其中包括宜枝河段长60.8km,荆江有上荆江长约171.7 km,下荆江长约175.5 km。宜枝河段属低山丘陵地带,是长江由山区向平原的过渡区,上荆江为微弯分汊河型,下荆江为典型的蜿蜒型河道,有“九曲回肠”之称。城陵矶至武汉全长250公里。

荆江最高洪水位每年出现于7—9月间,最低水位多出现于2—3月间,沙市站最高水位为1954年8月7日的44.67m,最低为1979年3月10日的31.21 m,所以荆江的防洪警戒水位定为沙市水位45 m。

近500年来,从河型的演变上看,上荆江基本上保持微弯分汊的河型,河曲发展缓慢。下荆江,尤其是沙市以下,是典型的蜿蜒型河道。它们均服从弯道河床演变的规律,受弯道环流作用下的泥沙运动规律。

所以,要研究荆江河演变的历史,研究长江和洞庭湖的关系,河道的平面演变与四口分流的关系。藕池口(河)是荆江四口分流分沙进入洞庭湖的主要通道。

从1951—1986年的实测资料表明,这几十年分流量和分流比是逐渐减少的。上世纪五十年代藕池口分流量是6992亿立米,分流比是5.52 %;上世纪八十年代其分流量是1400亿立米,分流比是5.10%。每年1亿多吨的泥沙进入西洞庭,其淤积是可想而知的。另据历史的记载,16世纪初,荆江只有太平、调弦两口与洞庭相通,当时湖面广阔。1870年藕池、松滋先后决口,分泄流量、沙量大增,湖内淤积严重,湖泊面积容积大为缩减,调蓄洪水的作用相对降低。因此,我们当今要研究清水分流对口门河道的冲刷作用,研究分流河道的疏浚的可行性。

曾老所长认为,泥沙研究的重点应放在长江中下游河道(航道)的治理上。

长江是横贯我国东、中、西部的水上通道,流域人口5亿,占全国人口的1/3往上,耕地占1/4,工农业总产值占全国一半以上。一定要打造好这条黄金水道。习主席4月下旬视察了三峡工程,指示:要“大抓保护”,“不搞大开发”,“生态优先”,“绿色发展”。这对我国长江经济带的发展战略指明了方向。

2009年11月12日《人民日报》发表了一篇报道,从2009年—2020年,我国共投入430亿元用于长江干线航道建设。其中300亿元用于航道整治。到“十一五”末,长江干道航线将实现千吨级船舶至宜宾,万吨级船队全年到达城陵矶,季节性到达重庆,5000吨级全年通安庆并季节性到达宜昌,8000吨级船舶季节性到达武汉,5万吨级海轮到达太仑,季节性到达南京。任务十分艰巨。曾老所长认为,长江三峡水库清水下泄造成长江中下游直至河口的全程冲刷,总体来看对航道是有利的,也是河道(航道)治理的极佳时机。现在下游航道有了很大改善,但由于清水下泄,造成了河道平面河势极不稳定,河道岸线崩坍,对长江中下游的防洪安全、航道、生态环境,甚至人民的生产生活带来极为不利的影响,也使洞庭湖、鄱阳湖的进水分流受到一些影响,急需研究解决。

曾老所长特别建议做好以下方面:

一、要研究河道平面河势变化,包括直河段、弯道、连续河弯、分汊河段。要做河段的实体模型试验。

二、要利用卫星和地面测量手段,观测荆江及其以下河段河流主流动力轴线的变化,了解清水冲刷条件下,河势控制的重点河岸段的位置,以便布设控导工程。了解分汊河段控制分流比的河势控制点(段)。

三、研究河道控制的工程结构,将河道防洪工程和航道整治工程结合起来。可以采用我国钱塘江海塘采用过的沉井式的结构,来防止河岸的冲刷和崩坍,控导河势和稳定河岸。要改革防洪的年年抛石年年照样坍塌,石头被水流带走且不见踪影。

四、荆江3个洞庭湖的口门的分流比会趋稳定和增加,过去三口入湖的泥沙每年约1亿多吨,年年淤积,三口入湖后由于淤积形成河网,西洞庭年年淤积抬高,使洞庭湖入湖的三口的长江的分流比由上世纪50年代至80年代呈减少的趋势。清水入湖后,河网会逐渐冲刷,口门的情况会逐渐变好。而且近年的人工采砂亦可使分流比增大。三口的进水绝不能以建拦河坝的措施来解决。在黄河上曾有深刻教训,三门峡水库修建后,黄河下游的建筑低坝,如岗李、位山等都炸掉了。

五、要正确看待清水冲刷下的江湖关系。不要因为一时间的入湖水量的变化就要建闸。曾老所长不赞成鄱阳湖、洞庭湖和长江下游各湖建闸。以鄱阳湖为例,在湖口,水流是双向的,对调节鄱阳湖是有好处的,鄱阳湖的水可补充下游的水量,对长江下游和长江口的水量的调剂有好处。长江不同于黄河,黄河下游没有支流的汇入,黄河下游水量是越近河口越少,而长江是越近河口水量越大。长江河口大通站年径流量几乎比汉口站要大30%~40%。现在泥沙来量少了,年径流量变化相对较少。这对长江口涨、落潮流的输沙和南支、北支的冲刷和淤积都会有影响,要因势利导地扩大长江口的吞吐能力,有利于长江经济带的发展,有利于扩大开放。


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