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十八年竣工的水利樞紐 葛洲壩

葛洲壩水利樞紐位於中國湖北省宜昌市境內的長江三峽末端河段上,距離長江三峽出口南津關下游2.3公里,距上游的三峽水電站38公里。大壩北抵江北鎮鏡仙,南接江南獅子包,全長2561米,雄偉高大,氣勢非凡,是世界上最長的水壩之一,也是世界上最大的低水頭大流量、徑流式水電站。

葛洲壩工程整個工期耗時18年,分為兩期:自1970年12月30日動工,第一期工程1981年完工,實現了大江截流、蓄水、通航和二江電站第一台機組發電;工程曾於1981年7月19日經受了長江百年罕見的特大洪水(72000m3/S)考驗,大壩安然無恙,工程運行正常。第二期工程1982年開始,1986年5月31日大江電廠第1台機組併網發電,1988年底整個葛洲壩水利樞紐工程建成。1991年11月27日,第二期工程通過國家驗收,葛洲壩工程宣告全部竣工。

葛洲壩工程由中國葛洲壩集團公司獨家興建,累計完成土石方工程10804萬立方米,混凝土澆築1145.8萬立方米,金屬結構製作安裝22.3萬噸,鋼筋製作安裝7.6萬噸,水電機組安裝271.5萬千瓦,在當時創造了100多項中國水電施工紀錄。「葛洲壩大江截流」榮獲國家優質工程金質獎章,葛洲壩二、三江工程及水電機組安裝榮獲國家科技進步特等獎。集團公司在葛洲壩工程中的成功實踐,為長江三峽水利樞紐工程建設進行了實戰準備,標誌中國水電施工技術躍居世界先進水平。

葛洲壩水利樞紐工程由船閘、電站廠房、泄水閘、沖沙閘及擋水建築物組成,壩址處江面總寬達2200m,被葛洲壩、西壩2個小島自右至左分隔成大江、二江和三江。大江為主航道,二江、三江在枯水期斷流。壩址以上流域面積約100萬km?,樞紐正常蓄水位高程66m,壩頂高程70m,最大壩高48m,總庫容15.8億m?。

葛洲壩作為一項綜合利用長江水利資源的工程,具有發電、航運、池洪、灌溉等卓越效益。

首先,葛洲壩水電站為河床式,二江電站裝機2台17萬kW和5台12.5萬kW,大江電站裝機14台12.5萬kW,總裝機容量為271.5萬kW,年發電量157億kW·h。相當於每年節約原煤1020萬噸,對改變華中地區能源結構,減輕煤炭、石油供應壓力,提高華中、華東電網安全運行保證度都起了重要作用。僅發電一項,在1989年底就可收回全部工程投資。其中,17萬kW水輪機是中國自行設計、製造的,是20世紀世界上大型低水頭轉槳式水輪機之一。

其次,大壩的興建,使水庫水位增高20多米,向上游回水淹沒了100公里內的青灘、泄灘等急流灘21處,崆嶺等險灘9處,取消單行航道和絞灘站各9處,形成一個蓄水巨大的人造湖,改善了川江200公里三峽峽谷航道條件,使這一航道的水面比降降低,航道流速減小,為航運發展提供了有利條件,同時也有效地改善了三峽航道的險情,並縮短了宜昌至巴東的航行時間區間;降低了航運成本,提高了小馬力船拖帶量。使貨運量由400萬噸左右猛增到5000萬噸以上。

為保證建壩後的順利通航,大壩建有三座大型船閘,其中二號船閘是世界上少數巨型船閘之一。但同時也增加船舶(隊)過壩的環節和時間。三條船閘設計年通航時間320天。每於過閘時間51~57分鐘(大船閘)和30~40分鐘(中船閘),三江航道汛期停航流量60000秒立米(施工期45000秒立米),實際運行結果,船閘和航道的設計指標,除下游航道在枯水季有時達不到設計航深外,可達到設計值並略有提高。據長江三峽通航管理局統計,截至2009年10月,葛洲壩船閘累計運行35.74萬閘次,通航船舶197.89萬艘次,旅客7329.2萬人次,貨運量4.86億噸。

再次,葛洲壩的防洪效益也相當可觀。為了防止泥沙淤積,以及在特大洪水時泄洪的需要,大壩還建造了沖沙閘及泄洪閘。二江泄洪閘是葛洲壩工程的主要泄洪排沙建築物,共有27孔,最大泄洪量83900立方米/秒,採用開敞式平底閘,閘室凈寬12米,高24米,設上、下兩扇閘門,尺寸均為12×12米,上扇為平板門,下扇為弧形門,閘下消能防沖設一級平底消力池,長18米。大江沖沙閘為開敞式平底閘,共9孔,每孔凈寬12米,採用弧形鋼閘門,尺寸為12x19.5米,最大排泄量20000立方米/秒。三江沖沙閘共有6孔採用弧形鋼閘門,最大泄量10500立方米/秒。大壩控制流域面積100萬平方千米,占長江流域總面積一半以上。

葛洲壩工程是三峽水利樞紐工程的重要組成部分,在長江幹流梯級開發規劃中,葛洲壩工程是三峽工程的航運反調節梯級,修建三峽工程就必須修建葛洲壩工程。從航運方面考慮,三峽電站在枯水期擔負電網調峰任務時,發電與不發電時的下泄流量變化較大,下游會產生不穩定流,一天24小時內的水位變幅也較大,對船舶航行和港口停泊不利。因此,必須用葛洲壩水庫進行反調節。

此外,三峽壩址三斗坪至南津關有38公里的山區河道,如不加以渠化而讓其仍處於天然狀態,航道條件較差,難以通過萬噸級船隊,三峽工程的航運效益也難以發揮。因此,必須用葛洲壩水庫渠化該段航道。

葛洲壩這一偉大的工程,在世界上也是屈指可數的巨大水利樞紐工程之一。水利樞紐的設計水平和施工技術,都體現了我國當前水電建設的最新成就,是我國水電建設史上的里程碑。

作者寫於2016-05-17
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