三峡大坝“孔”的学问_慧聪工程机械网

三峡大坝“孔”的学问

慧聪工程机械网 2003-06-12 00:00 来源：长江水利网

中华民族标志性工程——三峡大坝雄居大江，奔腾千古的长江水开始按照人类的意愿滔滔东流。这属于人类的奇迹，凝聚了多少科学的奥妙。从6月1日下闸蓄水，人们的视线关注在“西江石壁”上，巍巍大

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中华民族标志性工程——三峡大坝雄居大江，奔腾千古的长江水开始按照人类的意愿滔滔东流。这属于人类的奇迹，凝聚了多少科学的奥妙。从6月1日下闸蓄水，人们的视线关注在“西江石壁”上，巍巍大坝上布置了层层叠叠过流孔，远远看去，那线条将大坝勾勒得有棱有角，巨大的坝体变得精致美妙又神秘。近看坝下，导流底孔的水流涌动下水面翻滚，深孔喷射出的庞然水柱腾空而落，霎时壮观。享有世界之最的三峡大坝，不仅以浇筑量巨大据称，而且还以它的复杂程度夺魁。仅泻洪坝段就布置了表孔、深孔、导流底孔，三层67个孔，还有在左右厂房坝段的中部及两端设置的7个排沙孔、电站的3个排漂孔，总共77个孔！也堪称世界之最。为何要设计数量如此之多、层次复杂的孔？它们都有什么功能？承担设计重任的长江水利委员会专家为此而解密。防洪是三峡工程的首要效益，三峡天然河段洪水量和落差大，而大坝担负着拦蓄洪水、调蓄库水位的功能。根据水文资料，设计者考虑库容必须具备在拦蓄历史上长江上游最大洪峰流量时，再根据中下游干堤防洪标准使大坝有一定规模的泄洪能力。为此，设计者从3个方案优选出目前的河床泻洪——混凝土重力坝的泄洪坝段设深、表孔方案。由于长江汛期过洪流量大，加之三期施工导流需要，这就决定了大坝过流孔的数量不能少。但最佳数应当是多少，每个孔大小的界定，排列的合理性等等，都是经过反反复复的计算，周密的思考，包括技术上的安全可靠、经济上的合理性、施工难度的承受力等等。如此庞杂的技术方案，倾注了几代设计者的心血。他们脑子里有根弦：“设计图纸一条线，国家投资千千万，施工人员流血汗。”图纸的质量何等重要！根据总体设计方案拟定的水库调度规划，为充分发挥枢纽的防洪作用，在百年一遇洪水、防洪限制水位145米（初期135米）时，要有56700立方米/秒的泄洪能力；遭遇百年以上、千年以下洪水时，库水位保持百年一遇相应水位，要求具有70000立方米/秒的泄洪能力；遭遇千年以上、直至校核洪水（万年一遇加大10%）时，要求具有100000立方米/秒的泄洪能力。也就是说，大坝的泄洪孔流量的总和要达到100000立方米/秒，且不包括导流底孔，因为在初期蓄水135米、围堰挡水发电后，它就完成了使命而永久地封堵了。对于孔的布置，设计者煞费苦心。他们又研究了深、表孔相间平面布置、分开布置、重叠布置3个方案，从缩短泄洪坝段长度、利于左侧电站布置、减少工程量，以及下游水力条件等综合因素进行比较，选定了现在的深、表孔相间平面布置方案。孔口的高程、大小、数量选择也是有一番讲究，要考虑中下游防洪调度、工程防洪、水库排沙、坝体应力和结构安全、工程防护，同时也考虑了闸门、启闭机制造和应用等诸多因素。现在我们看到的大坝最上一层为22个净宽8米的表孔，堰顶高程为158米；第二层为23个7米宽、高9米的深孔，底部高程为90米；最下一层22个6米×8.5米导流底孔在导流明渠截流时已埋入水下。6月1日的下闸蓄水，就是指关闭最后的20号导流底孔（此前已陆续关闭导流底孔）。当6月10日坝前水位蓄到接近135米时，我们看到开启深孔泻洪的壮观景色。这便是发挥深孔调蓄作用的开端。今后使用最多的孔便是第二层的深孔。因为它所处的位置在库水位较低至百年一遇、千年以下洪水调蓄线上。当发生千年以上洪水时，深、表孔将同时泄洪。22个导流底孔虽然使用一次，因为关系到三期施工安全，大坝长久运行的稳定，对此的设计也是经过深入的研究，要求绝对可靠。至于7个排沙孔除了防淤功能外，也能担负汛期泄洪的作用。而3个排漂孔，是在总结葛洲坝水电站因汛期大量漂浮物堆积坝前、堵塞拦污栅、影响发电的教训，为保护发电增设的，其中2个也可兼作泄洪。这些研究的过程，都曾经过严格的科学模型试验加以论证，以及国内外大型水电站泻洪孔水流磨损状况的调查，还集中了国内大坝专家的集体智慧。用专家的话说，水利工程是一次性的建筑，不容许出一丁点差错，出了事故是要掉脑袋的。几代设计者流传铭记着五十年代周恩来总理谆谆教诲的话“战战兢兢，如临深渊，如履薄冰”。科学是严谨的。大坝 77“孔”的来历颇费周折，学问深奥，个中无数的演算、试验、绘制，甚至自我否定。就是这些细微之处，甚至是无处不在的极致，铸就了这巨大而耀眼的辉煌。今天，设计方案终于从蓝图变为现实，巍然耸立的大坝凝聚着中华民族的骄傲。当我们欣赏这令人钦佩的杰作时，不要忽略建设者殚尽竭虑的境界。

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