三峽工程 百年夢圓——寫在三峽工程完成整體竣工驗收之際
科技日報記者 唐 婷
從提出設想到科學論證，再到三峽工程正式開工和建成運行，已經走過了百年歲月。彈指一揮間，在如期完成建設任務并連續經受了13年試驗性蓄水檢驗后，三峽工程又迎來了其建設歷程中的高光時刻。
水利部、國家發展改革委1日公布，三峽工程日前完成整體竣工驗收全部程序。根據驗收結論，三峽工程建設任務全面完成，工程質量滿足規程規范和設計要求、總體優良，運行持續保持良好狀態，防洪、發電、航運、水資源利用等綜合效益全面發揮。
在國際大壩委員會榮譽主席、中國大壩工程學會秘書長賈金生看來，三峽工程產生的效益跟其設計功能相比，在很多方面已經完全實現甚至超額實現。三峽工程的成功建設和高效運行，推動了我國乃至世界水電技術的快速發展。
工程運行穩定可靠 綜合效益全面發揮
作為一項舉世矚目的重大工程，三峽工程的建設質量一直備受關注。三峽工程大壩為混凝土重力壩，最大壩高181米，最大壩底寬度126米，其防洪設計、抗震設計、建筑物穩定和應力的控制等均采用非常嚴苛的設計標準。
同時，為全面、準確、及時地掌握三峽各建筑物的工作性態和安全狀況，三峽樞紐工程區域布置了門類齊全、數量龐大的安全監測設施，總共有3大類、14科目、12087支監測儀器，對工程的工作性態進行自動化實時監測和分析。
據介紹，各項監測成果表明，三峽工程投入運行以來，攔河大壩及泄洪消能、引水發電、通航及茅坪溪防護工程等主要建筑物工作性態正常，機電系統及設備、金屬結構設備經過各種工況運行檢驗，運行安全穩定；輸變電工程運行安全穩定可靠，設備狀態良好，滿足電站電力送出需要。
穩如磐石的三峽工程，在防洪、發電、航運、水資源利用等方面交出一份份表現卓越的答卷。
今年汛期，受強降雨影響，長江流域發生流域性大洪水，編號洪水接連而至，三峽水庫出現建庫以來最大入庫洪峰流量75000立方米每秒。在與洪水的反復較量中，三峽工程力挽狂瀾，與長江上中游其他水庫聯手筑起“銅墻鐵壁”，避免了城陵磯附近蓄滯洪區分洪運用。
據統計，從蓄水至2020年8月底，三峽水庫累計攔洪總量超過1800億立方米。2010年、2012年和2020年，三峽入庫最大洪峰均超過70000立方米每秒，經過水庫攔蓄，削減洪峰約40%，極大減輕了下游地區防洪壓力，大幅度降低了防汛風險和成本。
在積極抵御洪水的同時，三峽工程有力支持了華東、華中、廣東等地區電力供應。三峽電站是世界上總裝機容量最大的水電站，截至2020年8月底，其累計發電量達13541億千瓦時。投產以來，三峽電站發出的優質清潔電力能源，相當于節約標準煤4.30億噸，減少二氧化碳排放11.69億噸。
大壩建設攻堅克難 創造多項世界第一
“作為當之無愧的大國重器，三峽工程在土石方開挖工程、大壩混凝土工程、金屬結構制作與安裝工程、機電設備制造與安裝工程等方面取得的技術進步有目共睹，是中國水電技術追趕并達到國際先進水平的重要標志。”賈金生表示。
大江截流是三峽工程建設中的第一場關鍵戰役。1997年11月8日下午3時30分，三峽大江截流勝利合龍，創造了截流流量8480—11600立方米每秒，截流水深60米，上下游戧堤進占24小時拋投強度19.4萬立方米的世界紀錄。大江截流的實現標志著三峽一期工程完成。
長江多年平均降水量1100毫米，多年平均入海水量近l萬億立方米，占中國河川徑流總量的36%左右，水量居世界第三位。三峽工程所在的長江干流宜昌站多年平均徑流量4510億立方米，在這樣大的河流上進行截流，其難度可想而知。
截流水深、流量大，截流施工強度高和工期緊，截流進程中有通航要求，以及戧堤基礎覆蓋層深厚等是三峽大江截流面臨的幾大難點。如何防止戧堤進占時堤頭坍塌，保證堤頭穩定，成為截流實施過程中的關鍵問題。
為確保大江截流順利完成，建設者們開展了大量水力學模型試驗、數值計算和機理分析研究。結果表明，當水深減少到20米左右時，可以有效防止堤頭坍塌，保證堤頭安全穩定。據此，最終確定采用“預平拋墊底，上游單戧立堵，雙向進占，下游尾隨進占”的方案，解決了深水截流的一系列技術難題。