名存实亡!长江第一坝因葛洲坝小岛命名,小岛却为枢纽“舍生”
《东湖县志》插图:葛洲坝与西坝位置图
枢纽横穿葛洲坝小岛,工程命名葛洲坝
朋友,你知道万里长江第一坝在哪儿么?它位于长江三峡东口,即西陵峡口下游3公里之宜昌市境内。此境江心有两座天然小岛(沙洲),一个是西坝,另一个是葛洲坝。万里长江第一坝,因其枢纽建筑横穿葛洲坝小岛,故而该大坝工程以葛洲坝小岛命名。
鲜为人知的是:宏伟的葛洲坝建成了,真实存在亿万年之久的沙洲葛洲坝却没了踪影。我们今天看到的葛洲坝,只是一座钢筋混凝土构成的物质大坝,原始的葛洲坝已被人为挖掉了。
一一为什么要挖掉葛洲坝,舍弃水电专家们欣赏不已的天然“纵向围堰”呢?它的存在,不是有利于截流,有利于上下游围堰填筑施工么?
330工程手绘图(左前留白处即葛洲坝小岛)
一一要弄清原委,得从整个枢纽布置与顺应河流走势说起。而今人们知道:1970年底开工的“330工程”,曾因枢纽布置设计方案未最终确定和施工质量问题而于1972年停工。1972年周恩来总理指示“长江王”林一山成立葛洲坝工程技术委员会,由钱正英、张体学、王英先、马耀骥、沈鸿、谢北一、袁宝华,林一山、廉荣禄9人组成,负责修改设计。该技委会其后陆续增补赵修、林木森、田英、陶琦、李鹗鼎为委员,并聘张瑞瑾、严恺、张光斗为技术顾问。自1972年11月至1982年1月,技委会先后召开了13次全体会议,为葛洲坝工程顺利建成做出了重要贡献。
林一山(右2)检查葛洲坝枢纽模型
葛洲坝工程分两期施工:第一期利用葛洲坝滩地,先围左岸二江和三江部位,修建泄水闸、二江电站、三江船闸等,江水由大江宣泄;第二期在大江上、下游围堰内修建大江厂房、船闸及冲沙闸,江水由二江泄水闸、冲沙闸宣泄,并利用二期围堰提前挡水发电。
暮年文伏波院士
修改设计时段,文伏波被任命为现场代表处处长,兼长江流规规划办公室(简称长办)修改设计的主要技术负责人。
1973年1月,葛洲坝技术委员会召开第二次会议,明确要求:枢纽布置要根据安全合理而又经济的原则解决好3个关系:①河势、泥沙与航道的关系;②各建筑物之间的关系;③截流导流时临时泄水建筑物与永久泄水建筑物之间的关系。
技委会主任林一山(右)在葛洲坝工地
为此,专家们除研究原坝轴线外,又研究了两个坝线下移方案,即全部下移450米和700米方案,进行研究比较。研究结果表明:下移方案虽可增加上游航道静水段和直线段的长度,但由于坝线上大江、二江总宽度分别只有1300米和1200米,建筑物布置不下,不仅要全部挖掉葛洲坝还要大量开挖西坝,工程量增加,截流和导流的困难更大。另外要拆迁已建的主要施工企业和部分道路,不仅已完成的工程量大部分要报废,而且工期要延长,投资要增加。
若在原坝轴线上,建筑物的布置经过适当调整,也可解决存在的问题。长办据情上报,技术委员会于1973年3月底至4月初,召开第三次会议进行审议,决定维持原坝线,并要求积极开展枢纽布置和建筑物的结构形式比较及设计试验研究工作。
忍痛割爱,挖除葛洲坝小岛
大江围堰:葛洲坝小岛位置
挖除葛洲坝小岛,当年专家们争论很激烈,因为它利于围堰施工。
挖除葛洲坝小岛,却又是围绕葛洲坝工程修改设计的一个重大突破。它凝聚着长办工程技术人员的心血与智慧,文伏波功不可没。
1970年6月,长办在进行最初的水工模型试验时,就发现存在三个明显的淤积区,将影响航运安全。为此,张瑞谨教授提出了兴建束流坝的建议,但经过试验,证明它能解决大江淤积问题,但对于三江却无能为力。文伏波在当年9月曾提出将四孔泄洪闸移到三江,这样可暂时避免三江的淤积问题,但他当时觉得这样做枢纽布置显得非常别扭。
林一山(左3)与专家们在葛洲坝工地
在随后的水工试验中,文伏波发现:大坝蓄水后,长江的主泓明显左移,顶冲到葛洲坝小岛,致使水流极不平顺。为此,文伏波组织设计人员想尽办法,试图让主流回到大江,但无法成功,不得不另辟蹊径:大江主泓左移,顶冲到了葛洲坝,这是坏事;但换一个角度想,左移后的主流趋于河道中央,非常符合一体两翼的河势规划,这反而是求之不得的好事。只是,坏事要变成好事,首先就必须挖除葛洲坝小岛。
挖除葛洲坝小岛
恰巧,有关葛洲坝工程的导截流试验和大坝泄洪试验,也传来不好的消息:导截流试验表明,如果不采取有效措施,大江截流的水头将达到4.6米,截流难度太大;泄洪试验表明,葛洲坝泄水闸的宽度不够,一旦出现设计洪水,每米泄洪闸宣泄的的流量(单宽流量)过于巨大,远远超出了世界现有水平,难以保证安全。文伏波将各项试验过程和结果向林一山汇报,结论清晰,林一山遂正式提出了挖除葛洲坝小岛的方案。
文伏波(中)在葛洲坝工地
挖除葛洲坝,还有一个不得不为之的原由:机组大改小,台数增多,大坝预留的位置不够。
1970年,武汉军区与湖北省联合上报的计划是:葛洲坝装机12台,单机容量17万千瓦,总容量为204万千瓦。1974年,随着葛洲坝技术委员会决定放弃原订17千瓦的发电机组,改用12.5万千瓦的小机组,这样,挖除葛洲坝小岛的方案被最终确定。
水电专家张光斗(左3)教授在葛洲坝工地
不过,由于在施工过程中葛洲坝小岛可以作为大江截流的前进基地,长办在施工前期作出了一个葛洲坝“打滚右移”的方案,即将小岛左侧挖掉的土石暂时填到右侧,以利于大江截流时的施工布置。在大江截流后,整个小岛被全部挖除。
挖除葛洲坝小岛,是整个葛洲坝工程修改设计的关键步骤。在此基础上,长办正式形成了一个全新的“一体两翼”枢纽布置方案,工程建设由此步入新轨。
修改设计后的葛洲坝模型
葛洲坝工程坝轴线全长2606.5米,坝顶高程70.0米,最大坝高53.8米。
建成后葛洲坝工程呈“一体两翼”布置。河势规划的“一体两翼”,即从南津关以下到二江泄水闸的长江主泓为“一体”,两侧大江、三江航道为“两翼”;在主泓下端,接近二江泄水闸部位两侧,为大江、二江电站的进水渠,是第二个“两翼”。与此相应的水工建筑物的布局则以二江泄水闸为“一体”,“两翼”呈对称布置,在靠左岸一侧,有二江电厂、三江防淤堤、黄草坝挡水坝、二号船闸、三江非溢流坝、三江冲沙闸、三号船闸,左岸土石坝;在靠右岸一侧有大江电厂、大江防淤堤、一号船闸、大江泄洪冲沙闸、大江挡水坝。葛洲坝工程坝轴线全长2606.5米,坝顶高程70.0米,最大坝高53.8米。
建成后的葛洲坝