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70年经典论文回首|王化云:黄河三门峡水利水力枢纽工程的重大意义|亚博App安全有保障

2021-07-25 

本文摘要:黄河三门峡水利水力枢纽工程的重大意义王化云(黄河水利委员会主任,黄河三门峡工程局副局长)自从第一届全国人民代表大会第二次集会上,同意了国务院邓子恢副总理的“关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合计划”陈诉,并通过了关于“根治黄河水害和开发黄河水利的综合计划”的决议以后,两年来在中央向导和有关部、省、市向导下,在黄河流域展开了为实现黄河综合计划中第一期工程的各项事情。

黄河三门峡水利水力枢纽工程的重大意义王化云(黄河水利委员会主任,黄河三门峡工程局副局长)自从第一届全国人民代表大会第二次集会上,同意了国务院邓子恢副总理的“关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合计划”陈诉,并通过了关于“根治黄河水害和开发黄河水利的综合计划”的决议以后,两年来在中央向导和有关部、省、市向导下,在黄河流域展开了为实现黄河综合计划中第一期工程的各项事情。在这些事情中,三门峡水利水力枢纽工程的准备工程,有着极为重要的意义,这是因为三门峡枢纽工程在整个根治黄河的计划中,是一项庞大的、关键性的、我们从来还没有举行过的大工程。现在各项准备在紧张地举行,开端设计将于1957年1月完成,如果不发生特殊的情况,将于1957年正式开工。

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为了使体贴三门峡工程的人们,能够实时地相识一些情况,特凭据“开端设计要点报吿”,分为下列三个问题先容一下三门峡工程的轮廓和这个庞大工程对根治黄河的作用。一、三门峡水利水力枢纽作为开发黄河的第一期工程是合理的三门峡是我国自古以来就很有名的地方,古籍所载大禹治水,“凿龙门,劈砥柱”的所谓中流砥柱就在三门峡的脚下。

从地质学的看法来看,三门峡的岩石是一种质量很好,很坚硬的闪长斑岩,抗压强度达2 000公斤/平方公分,作为水利枢纽的基础,是天然的极为优良的条件;也正是由于这里的岩石很坚硬,黄河凶猛的洪流虽然日日夜夜地经由若干万年的打击,直到今天河心里依然屹立着三座石岛,把河流分而为三,障碍着航行,这就是鬼门、神门、人门三门峡名称的由来。选定三门峡作为第一期开发黄河的水利枢纽的坝址,地质优良虽然是一个很重要的条件,但黄河有优良的地质条件的地方还许多,为什么选定三门峡作为第一期工程中首先举行的工程呢?这是因为三门峡在黄河上不仅地质条件优良,而且它的安置也是一个最适合于解决开发黄河任务的。从整个黄河来看,三门峡位于黄河中游的下部,距河源3 800余公里,距海口1 000余公里,在河南陕县下游23公里处,居于豫、晋之间,它的下游连系着豫、鲁、冀、苏、皖(苏北皖北)等省的宽大平原,是历史上水患最为严重的地方之一,古代所谓“洪水横流泛滥于天下”或许就指的是这个“天下”吧!它的上游有很大的水库库址可以使用,它的周围有富厚的种种矿藏,与西安、太原、郑州、洛阳等工业都会距离也不远。

由于有上述的优越的自然条件,所以在这里修建高峻的水坝和洪流库,就成了一个最为理想的地方。这个水利枢纽工程建成后,将能实现黄河流域计划中给它确定的下列四项任务:第一是防洪,能排除下游住民受洪水的威胁和危害;第二是浇灌;第三是保证工业区供电(即在发电容量及电量两方面满足工业需要);第四是到达水库通航,并为下游通航以及全河通航缔造有利的条件。

除了这四项主要的任务外,使用水库生长水产,也是要注意举行的一个问题。所有上述目的实现后,一定就会把黄河水害变为水利,大大有利于黄河流域工农业和交通运输业的生长,给人民带来庞大的利益。

可是利害经常是相连的,纯利无弊的事情是很少的甚至于是没有的,故在三门峡建设水利枢纽工程从各方面看,也有一些倒霉的方面:第一是河水含沙量很大,每公方水平均有33公斤泥沙(即约为3.3%的泥沙),凭据陕县水文站35年的记载,平均年输沙总量达13.6亿公吨(即全年经由陕县送到下游去的泥沙,为13.6亿公吨),这样庞大的含沙量,对于修建物(坝)的设计尺度和水库淤积都有倒霉的影响;第二是黄河的径流很不稳定,变化很大,年平均流量仅1 300秒公方,而最大流量(即在道光23年曾经岀现过的洪水),则达3万秒公方以上,这就要求有庞大的库容,才气把丰水年和洪水季节的水蓄存起来,等到枯水年和枯水季节予以使用,就是说要做到多年的调治;第三是工厂地形较为狭窄,施工部署比力难题;第四这里是八级地震区(开端查定),是相当严重的地震区,根据设计规范应按九级盘算,这就增加了大坝的事情量;除了上述自然条件存在着若干倒霉的情况外,还要迁移众多的人口,付岀庞大的投资,也是水利枢纽修建事情的难题和困难的任务。虽然如此,但这些难题和倒霉的情况都是可以设法克服的,而且这个工程完成后,给国家带来庞大的久远的利益和我们支付的价格相比力,很显然是十分自制的,因此选择三门峡作为开发黄河的第一期工程的决议是完全正确的合理的。二、三门峡水利水力枢纽工程的轮廓这个水利枢纽工程,正在举行技术设计。

在这里要想详细先容这个工程的情况是不行能的,现在仅凭据苏联专家组提出的开端设计,把水利枢纽工程的轮廓,作一个简要的先容:第一是坝址选定问题。凭据三门峡地质特点,坚硬的闪长斑岩的地段长约700公尺,在这个地段的上游和下游都是沙页岩、石灰岩、煤系等不宜于修筑高坝的岩层,这给选择坝址提供了便利的条件。虽然如此,但坝址的优劣,选定的坝址是否正确,对大坝的宁静牢固和事情量的几多,造价巨细,有极为重大的关系。

因此我们为了选好坝址,在坝址区举行了庞大的地质勘探事情。凭据地质勘探所取得的资料,苏联专家组提出了上游的、中间的和下游的三个位置,作为三条坝轴线来比力。为便于比力,三个方案都接纳了重力坝及坝后式电厂的型式。这三个方案的情况是:愈往上移则左岸坝端与上煤系岩层接触愈多;愈往下移,则坝基的闪长斑岩愈薄,很显然这是对大坝的宁静倒霉的;同时地形情况是愈往上河面愈宽,这对水利枢纽的工程量有影响,据盘算,上坝址方案比中坝址方案须多浇筑混凝土20万公方,中坝址方案比下坝址方案须多浇筑混凝土20万公方,而且下坝址岩石开挖量也比上、中两坝址少;从三门峡整个工程的事情量来看,几十万方混凝土虽不占很大的比例,但这个数目还是很大的,举一个例子来说,这些混凝土可以筑成像梅山、佛子岭水库这样一个大型的水利工程,因此下坝址方案是较为经济的,同时由于下坝址的位置是脱离了三门峡的三个岛(即处于三岛之下中流砥柱之上的位置),从施工方面来思量,使用三个岛分两期做围堰导流工程,既经济又利便,比上、中两坝址大为有利。

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可是下坝址坝基必须满足最小厚度的要求。凭据以上各方面的情况,经由重复思量,确定接纳以下坝址为主举行水利枢纽工程的设计,同时建议在设计中注意将下坝址的位置稍为上移。

第二是坝型选择的问题。坝型选择也是一个重要问题,这个问题在开端设计时受到了极大的重视,提出了较多的比力方案,而且把各方案的造价作了如下的开端比力:从上表可以看出,把12种坝型大要上可以分为三类:第一类是混凝土重力坝,与小丰满水电站那样拦沙坝的型式相似;第二类是薄型坝,与淮河上梅山、佛子岭水库拦河坝的型式相似;第三类是土石坝,与我国官厅水库、狮子滩水电站的拦河堤型式相似。

固然这三类坝各有它们的优点和缺点,必须凭据水利枢纽工程所在所在的种种条件来思量选用适合当地条件的坝型。三门峡的地质条件是很好的,可是八级地震区;上游有很洪流库库址,能够建成容纳600多亿公方水的水库是好的,可是下游大平原上住居着亿万人民,这就要我们的大坝必须有绝对的宁静,薄型坝虽然比重力坝略为自制,修建时间可能稍短,但就确保宁静的看法来看,不如重力坝更为可靠,因为黄河千年一遇的洪水总量也不外200亿公方左右,如果在未来水库蓄水到达六七百亿公方的时候,大坝出了纰漏,黄河的水从天倾下,对下游亿万人民所造成的灾害是不堪设想的!因此权衡利害还是接纳重力坝为宜。至于土坝和堆石坝,它们的事情量很大,造价很高,修建的时间较长,从各方面来比力,都不如重力坝。

经由上述各种坝型的比力,最后决议接纳重力式坝型,在设计中作岀表中所列的第一和第二两种坝型的设计,以备最后选定。第三是正常高水位的选择问题。这个问题牵涉很广,比力庞大,不仅包罗着泥沙和洪水的盘算、水能使用等等许多极为庞大的技术问题,而且还包罗着如何使用开发黄河以生长工农业等重要的经济和政治问题,所以说这个问题在整个三门峡水利枢纽的设计中是一个最为重要的问题。

我们海内和苏联专家组对此曾经举行了恒久的详细的盘算、研究,在许多问题的研究中,由于黄河的泥沙许多,水库淤积对于水库使用的影响究竟如何,就成为一件特别重要的事情。多年来举行的考试盘算,开端的结果是,每年平均从上游来泥沙13.6亿公吨,其中细砂颗粒(小于0.01公厘)占40%,大于0.01公厘的为60%,凭据官厅水库的履历,水库的水分为两层,上层为清水,下层为含泥的水,粗粒的泥沙淤积在水库的首部,而细粒的泥沙则向坝前推进,进到坝前的泥沙一部门淤在坝前,另一部门有约占总泥沙量20%的泥沙,将被溢流孔(6 000秒公方)和水电站运转时流出去的1 000秒公方的水冲到下游去,这就是说有80%的泥沙,即每年平均约有11亿公吨淤沙淤在库内。这对水库是一个严重的问题,怎么办呢?基础解决的措施,是在西北地域做好水土保持事情,使大量的泥沙保持在原地,不进入或很少进入河流,从我国人民和水土流失现象斗争的履历息争放后各地推行水土保持的成效来看,这是可能的,我们预计如果鼎力大举举行水土保持事情,到1967年即三门峡水库建成的五年时,黄河泥沙可以淘汰50%左右。

但为了慎重起见,苏联专家建议按水库建成8年淘汰20%,50年后到达50%,这是按最坏的情况估算的,照此盘算,50年后除了冲往下游的20%的细粒泥沙外,还约有350亿公方泥沙淤在库内。凭据上述泥沙数量和淤积的估算情况,再加上防御千年一遇的黄河洪水和浇灌4 000万亩农田(航运水在内)、发电机容量110万千瓦所需用的库容是很大的,原来我们在做黄河流域计划时思量的把三门峡水库的正常高水位划定为海拔350公尺的高程,总库容为360亿公方,很显然满足不了上述的各项要求,因此苏联专家建议把水库正常高水位由350公尺提高到360公尺或370公尺。不用说水库容量越大,获得的利益越大,但水库是用淹没一部门土地换来的,水库越大,淹没损害也随之增加,解决这个问题的原则是:既要解决下游的防洪浇灌问题,又要照顾到上游的淹没不能过大,既要解决几千年来威胁亿万人民的生命产业的黄河洪水为害的问题,又要解决浇灌、发电、航运等问题,以生长陕、晋、豫、鲁、冀等省的国民经济,这就是“上下兼顾,各方有利,全面思量,综合开发”的原则,在这一原则下,开端思量三门峡水库的正常高水位应划定为360公尺,总库容将到达647亿公方,以满足上述各方面的要求。

凭据这一正常高水位的要求和三门峡自然条件思量,在这里修建一座长约一公里,高达120公尺,带有水电站的混凝土重力式的大坝,水电厂的厂房可能放在坝内,也可能放在坝后,厂房内装有8个庞大的机组,每组发电容量13.5万千瓦,这就是三门峡水利水力枢纽的大要轮廓。第四是施工部署和进度问题。这也是一个很重要的问题,根据三门峡地质和地形的特点,制定大坝的左边溢流,电厂设在右边。

为了便于导流,将使用河中的三个石岛,首先在左岸的人门筑起围堰举行挖基坑、灌浆和浇筑混凝土坝身工程,在浇筑时预留16个梳齿,以备拆除左岸围堰时过水之用,在左岸举行上述工程时,水是从右边即神门鬼门流下去,待左边坝身混凝土筑到一定的高程(300公尺左右)即拆除左边围堰,修筑右边围堰,把神门鬼门堵起来,使黄河水流改由左边预留的梳齿泄到下游去,然后在右边举行基坑开挖和混凝土浇筑,这时整个围堰导流工程才告完成。由于黄河沙洪流猛,神门河槽深达25公尺左右,围堰导流工程是整个工程中最重要的关键,如果能够胜利地完成这一工程,整个工程的胜利完成就有了可靠的基础,为了顺利地举行围堰导流和大坝电厂的修建安装,对于交通运输,水、电、风的供应,开挖、起重、混凝土浇筑设备,也都做了周密的部署。

在进度方面的开端划定1957年开工,1962年基本竣工。虽然时间另有6年,但就这个工程的规模和我们缺乏履历及重型机械设备的条件来看,时间还是很紧迫的。除了庞大的辅助工程不计外,要在6年之中完成数以百万计土石方的围堰导流和清基工程,近三百万公方的混凝土浇筑工程,以及巨型水轮机的安装工程,简直是一件十分困难的任务,没有克服难题、坚定顽强的战斗精神,是不能够取告捷利的。

三、三门峡水利水力枢纽工程的重大意义三门峡工程的兴修,标志着中国人民在共产党向导下,在治理与使用河流即治河思想与治河措施方面,有了划时代的生长。就黄河来说,早在四千年前,我国人民就曾和洪水做了庞大的斗争。

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以大禹为代表的治河的疏导方略,在很长的历史时期内,对缩小水灾起了不小的作用。从那时到解放前,治河的思想和方策,也有不少的生长,除了明代潘季驯“以堤束水,以水攻沙”继续了大禹的疏导思想,而生长成为较为完备的理论与方策外,也有人提出过控制水和泥沙而加以使用的措施。

例如汉代贾让的“治河三策”,近代水利学者李仪祉以防除水害开发黄河下游通航为主的主张,都指出了使用黄河的理想,但由于历史条件的限制,他们的理想都没有能够完全付诸实行。现在我们除继续已往治河的优良思想外,在比已往高得多的水平上提出了人民治河的思想与方策,这就是治河的目的不仅是根除水害,而且要开发水利,不仅是使用黄河的四百多亿公方的水来为人民服务,而且要使用黄河流域的黄土来为人民谋利益。依据这一思想联合黄河情况,提岀了新的根治黄河的方策,这就是邓子恢副总理在“关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合计划的陈诉”中所提出的“从高原到山沟,从支流到干流,节节蓄水,分段拦泥,尽一切可能把河水用在工业、农业和运输业上,把黄土和雨水留在农田上——这就是控制黄河的水和泥沙,根治黄河水害,开发黄河水利的基本方法”。

今后看出三门峡工程是人民治河开始实行新的方策的标志,是治理河流事业上一个庞大的生长。这不仅对使用黄河来说是一个庞大的事件,而且也是我国人民综合地充实地使用我国富厚的河流的一个伟大的开端。三门峡工程建成后,将为我国人民带来庞大的利益,特别是黄河中下游等省的人民更将获得直接的利益,这首先是几千年来威胁着河南、山东、河北、皖北、苏北等省八千余万人民生命产业的洪水,将由35 000秒公方(水库拦蓄)淘汰为6 000秒公方,如果下游的伊洛河与上游同时发生千年一遇的洪水,将思量除了发电放水约1 000秒公方外完全关闭闸门,同时由于水库不只蓄了水而且拦了沙,黄水基本上变为清流(下游河水的含沙量大大淘汰),预计河流将有由淤积变为刷深的可能,这就不只大大淘汰了洪水,而且除去了黄河为患的祸根,可以说这是根治黄河水害的一个重大的措施。其次是使用水库蓄存的水量,兴修渠系工程,计划在山东、河南、河北等省平阔的土地上,浇灌4 000余万亩农田。

我们知道,这些地方的土地是肥沃的,是我国种植粮、棉、油料、烟叶等等农作物的重要基地,可是由于水旱灾害的侵袭,生产的生长和稳定受到了很大的影响,如果我们实现了上述计划,不仅免去了旱灾,而且由于水库拦洪和渠系工程中的排水工程的作用,还可以免去水灾,在互助化与施肥耕作条件都获得革新情况下,加上水旱灾害的消失,我们相信这个地域的农业一定会有很大的生长,获得稳定的年年丰收,到达生长农业纲要中所提出的要求(即黄河以北400斤,黄河以南500斤)是完全可以办到的。固然我们不能把农业增产全部记在水利的账上,就拿水利对农业增产的作用按每亩100斤粮食盘算,每年即将增产粮食40亿斤,对国民经济和改善人民生活也有不小的作用。

第三,水库调治的水量除了浇灌之外,每年还能发电约60亿度,如果一度电按卖一角钱盘算,那么每年就能收入6亿元,而且不仅是可以为国家扩大财政收入,更重要的是由于有了这样庞大而低廉的电力,就为开发三门峡周围的富厚资源,提供了有利的条件,这就是刘少奇同志在党的第八次代表大会上的政治陈诉中所提出的:“除继续建设华北、华中、内蒙古的钢铁工业基地以外,将在三门峡周围地域、甘肃、青海、新疆地域,西南地域建设新的工业基地。”很显然,三门峡的水电站对建设三门峡周围地域新工业基地,有着重大的作用。有的人说不修三门峡水电站,还可以用火电站取代。

这是可行的,可是不经济的,因为三门峡有特殊的优越条件,水电站的造价特别低廉,每度电的成本不外几厘钱,而当前火电的成本比水电贵得多。如果三门峡周围地域新工业基地不是用水火电配合来解决动力要求,而完全用火力取代三门峡的水力发电,那么按一度电需用0.5公斤的煤耗来盘算,每年就需要300万吨煤才气发出三门峡水电站这样多的电,把开煤井、输煤的运费及火电站比水电站多用的治理费加上去,是很不合算的。

因此撇开防洪与浇灌不谈,单就水电站的作用来说,也是庞大的。第四,由三门峡水库放到下游的浇灌用水,还可以开发下游的航运。

除了三门峡到郑州铁桥一段,须将八里胡同、小浪底等几个水坝修建起来把这一段组成梯级后方能通航外,由郑州铁桥到海口原来只能通行风帆的河流,经由整治,便能通航五百吨的拖轮,这一段航道长达七百公里,通航后即是增加了一段陇海铁路的复线,对于工具偏向的物资交流,将有良好作用。此外由郑州铁桥上游和寿张县位山等地,向黄河南北开挖的引水灌田的干渠,水量和渠道规模都相当的大,我们建议设计这些渠系时,要思量联合航运的开发,如果这个愿望能够实现,那时在黄河北岸从郑州上游向北经由石家庄到达首都北京作为一条总干渠同时作为一条运河;另外还可以由位山向北到达天津恢复古代大运河的通航,在黄河南岸也可以使用贾鲁河作为干渠和航道通到淮河。这一些不外是举出的几个例子,究竟如何摆设须在设计中凭据种种条件予以研究。总之使用浇灌渠道,组成华北平原上的航运网,对国民经济的孝敬有庞大意义,应该予以充实的注意。

除了上述下游航运有很好的远景外,还可使用水库通航,水库回水约二百公里,水深河宽,是很好的航道,能够资助解决由陕县到西安铁路运输能力不足的问题。从上述三门峡水利枢纽的几个主要目的来看,在工程完成后,将要获得庞大的效益,为生长国民经济,促进社会主义建设,起着相当大的作用。

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可是不付价格要取得上述的效益也是不行能的,首先是要除水害并充实的使用水就需要水库,可是水库就须占用土地,因此三门峡水库是用迁移相当多的住民换来的,这是一件困难的事情。其次还要有庞大的投资,三门峡整个工程加上移民等用度,总计约需16亿余元,这也是一个很大的数字。

虽然这些投资很大,但和所获得的效益比力,还是合算的,况且解决八千万人民的生命产业不受威胁的重大意义更非数字所能盘算的呢?!我国是一个拥有大江大河的国家,有异常富厚的水利水力资源,因此水工修建的科学,在我国有极为远大的前途。三门峡工程是我国水工修建方面的一项空前庞大的工程,举行这一项工程不仅对我国社会主义建设有很大的作用,而且设计施工以至最后完成这项工程的历程中,会使我们学到苏联几十年来水工修建方面许多的先进履历,从而生长我国的水工修建的科学。可以说三门峡工地就是一座水工修建的大学,如果我们虚心学习,认真地钻研,在这一项工程胜利完成的时候,就可以把我国水工修建的水平提高到国际水平,对以后开发和使用河流,为国民经济服务,有难以估量的意义。

这也是我们到场建设这一工程人们的一项重大而困难的任务。(本文原载于《黄河建设》1957年第1期)。


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