三峡工程:百年梦想今朝圆(三)

三峡工程:百年梦想今朝圆

三峡工程:百年梦想今朝圆(三)

鸟瞰三峡升船机 摄影/ 陈臣

科技创新

Ⅰ由鱼而“渔”的机组国产化

三峡工程开工之前,我国能够设计、制造的最大水电机组的容量是32 万千瓦,国内没有70 万千瓦级的机组。

发电机组是三峡工程的关键设备,其性能和质量的好坏直接影响到三峡工程发电效益。如果仅靠自主研发,不仅代价高,而且技术难以达到国际先进水平,在工程进度和质量上还要冒风险;如果全部依赖进口,不仅要大幅增加成本,更重要的是难以摆脱对国外的技术依赖,永远受制于人。

为了既确保三峡工程的质量达到一流,又不失时机地扶持民族工业,三峡工程采取了一条独具特色的“技术路线”:一方面积极开展国际合作交流,引进世界上已有的先进技术和产品;另一方面坚持自力更生,通过引进关键技术,消化、吸收和再创新,最终实现三峡机组的国产化。

三峡工程:百年梦想今朝圆(三)

三峡机组转子吊装 摄影/ 马宁

在三峡左岸14 台机组国际招标采购中,中国三峡总公司认真贯彻国务院作出的“技贸结合、技术转让、联合设计、合作生产”的重大决策,充分发挥业主的统筹和主导作用,在机组招标文件中明确提出了“三个必须”:投标者必须与中国制造企业联合设计、合作制造;必须向中国制造企业全面转让核心技术,培训中方技术人员;中国制造企业分包份额不低于合同总价的25%,14 台机组中的最后2 台必须以中国企业为主制造。

哈尔滨电机厂有限责任公司和东方电机有限责任公司作为技术受让方,通过与国外企业联合设计和合作生产,引进、吸收了国外先进技术并开展自主创新,技术水平和制造能力实现了跨越式提高,具备了成套设计制造70 万千瓦水轮发电机组的能力,拥有了水轮机水力设计、定子绕组绝缘、发电机空冷等具有自主知识产权的核心技术,并在三峡右岸电站12 台机组采购中,与国际水电巨头同台竞争,凭借自身的实力各自承担了右岸电站4 台机组的设计制造任务,随后拿下地下电站全部机组设计制造合同,最终实现了“左岸机组以国外为主、右岸机组以国内为主、地下电站机组设计制造安装全面国产化”的机组国产化目标。

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东方电机厂生产的水轮机转轮运抵三峡工地。 摄影/ 王连生

目前由哈尔滨电机厂有限责任公司和东方电机有限责任公司自主设计、自主制造的机组运行安全稳定,性能优良,综合指标达到国际先进水平。这标志我国水电装备制造业实现了重大跨越,国产化战略取得重大成果。

实践证明,以三峡工程为依托,通过引进消化吸收再创新,走出了一条以市场换技术、最终以技术占领市场的新路子。

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哈尔滨电机厂自主设计、自主制造的机组转轮出厂

Ⅱ精益求精的三峡升船机

2016 年9 月18 日,三峡工程的收官之作——三峡升船机试通航。三峡升船机是当今世界上最大的升船机,提升总重达到15500 吨,提升最大高度113 米,和双线五级船闸一样,都属于三峡工程的通航建筑物。船只通过船闸过坝,就像在爬五级楼梯,一般需要四个小时左右时间,而三峡升船机为过坝的客货轮和特种船舶提供了一个大电梯,使整个过坝时间控制在四十分钟左右。由于升船机的设计更便于机械故障、船舶事故以及地震等自然灾害发生时人员的安全疏散撤离,所以,三峡升船机既是一条快捷通道,更是一条适合客轮通行的安全通道。

我国原有大型升船机都是采用钢丝绳卷扬提升方案,通过卷扬机缠绕或释放钢丝绳,升、降承船厢。但在试验验证中,专家发现,由于三峡升船机承船厢体量巨大、提升高度高,现有工程技术难以保证多组卷扬机在承受巨大重量的条件下保持同步平衡,确保运行安全。因此,三峡升船机改用了齿轮齿条爬升方式。

简单来说,齿轮齿条爬升方式就是在承船厢两侧的塔柱上各安装两组齿条,然后在承船厢两边对应的位置各安装两组驱动装置,带动四组小齿轮同步旋转,在四组齿条上爬升或下降,从而带动承船厢沿着齿条这条“天梯”上升和下降。

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试运行中的三峡升船机 摄影/ 刘华

放弃钢丝绳卷扬提升方式,采用齿轮齿条爬升方式,使升船机设计、制造、安装难度大大增加。从1999 年开始,三峡集团多次派出专家奔赴欧洲考察各升船机项目,并与国内外专家和厂商一道,进行技术攻关,破解了众多技术难题,出色完成升船机建设。

为保证运行安全,三峡升船机配备的是经过反复比较,被专家们一致认定为最安全方案的“长螺母- 短螺杆”锁定装置。

这是一套科学而复杂的系统,在承船厢两侧的塔柱上各安装两组柱状螺母,在承船厢两侧对应位置各安装两组短螺杆,短螺杆螺牙与螺母柱螺牙保持60 毫米间隙。承船厢正常升降运行时,短螺杆在螺母柱里空转。

而出现紧急情况时,驱动系统将自动停止运行,液气弹簧动作,短螺杆与螺母柱之间的间隙逐渐消失,短螺杆螺牙与螺母柱螺牙贴合,靠螺牙之间的巨大摩擦力将承船厢锁定在螺母柱上。

三峡升船机投入试运行后,能为部分客船、货船和工作船提供快速过坝通道,确保旅客过坝安全,在一定程度上缓解坝区船舶拥堵状况,有利于提高三峡枢纽的通过能力,助力沿江经济和长江航运发展。

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游客体验升船机过三峡大坝 摄影/ 杨文

库区涅槃

根据三峡工程水库淹没处理及移民安置规划,三峡工程建成后水库淹没涉及湖北省、重庆市20 个县区的277 个乡镇、1680 个村、6301 个组,淹没涉及的城市2 座、县城11 座、集镇116 个。淹没陆地面积约632 平方公里,淹没耕园地36.09 万亩,淹没房屋面积3473.15 万平方米,淹没工矿企业1599 个。

三峡工程的正式移民,从1992 年坝区施工征地移民开始。按照三峡工程“一级开发,一次建成,连续蓄水,分期移民”的方针,三峡库区移民安置实施共分为四期进行。

国家对三峡库区移民实施“开发性移民”的方针。三峡工程移民工作从1985 年开始,经过8 年试点,1993 年随着枢纽工程开工而全面展开。截至2008 年底,移民工程累计搬迁安置人口125.5 万人,其中,外迁人口20 万人。

为保证移民得到妥善安置,真正实现“搬得出、稳得住、逐步能致富”,党中央、国务院在移民资金安排、财政税收、产业发展和结构调整、招商引资、生态环境保护等方面实施了一系列优惠政策。

三峡城镇迁建,按类型可分为城市和集镇两大类,按时间大致可分为150 米方案和175 米方案两个阶段。前者完成于1983 年至1984 年,由国家环保局委托中国城市规划设计研究院,会同四川、湖北两省实施。后者完成于1992 年至1993 年,由长江委会同地方政府对库区所有迁建城市的新址进行考察和地质勘探,并提出了推荐意见。

截至2008 年底,三峡库区12 座城市、116 座集镇基本完成搬迁。新迁建的库区城镇面貌焕然一新,与老城区相比,基础设施发生了巨大变化。一座座古老破旧的故城逐水而去,一座座生机盎然的新城拔地而起。

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历史上的万县(现更名为万州)。

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三峡蓄水后的万州新城 摄影/ 黎明

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秭归老县城 摄影/ 张爱忠

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秭归新城 摄影/ 郑家裕

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奉节老县城 摄影/ 孙荣刚

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奉节新城 摄影/ 何俊

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归州老城 摄影/ 黄正平

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归州新城 摄影/ 何俊

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蓄水后的白帝城 摄影/ 何俊

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蓄水后的石宝寨 摄影/ 黎明

环保承诺

三峡工程既是一项具有巨大综合效益的水利枢纽工程,也是优化库区资源环境的生态工程。通过防洪功能,既避免了洪灾,又保护了流域生态,减少了中下游的泥沙淤积;通过调蓄对下游进行补水,可有效改善枯水期下游航道和生态环境。中国三峡集团在三峡工程建设运行中,高度重视生态环保问题,积极履行社会责任,在长江流域生态环境治理和珍稀动植物保护方面投入大量人力物力,取得显著成效。

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2008 年11 月7 日,三峡大坝首次冬季泄洪。

Ⅰ守护好库区的那片绿

三峡库区蓄水后,直接受淹没影响的陆生植物物种有120 科、358 属、560 种,其中绝大部分在未受淹没影响的地区广为分布,不会造成物种的灭绝。外界广泛关注两种珍稀植物(荷叶铁线蕨、疏花水柏枝),已经采取了妥当的保护措施。

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三峡大坝前的水质监测 摄影/ 黄正平

荷叶铁线蕨是我国近年来在重庆市中部发现的珍稀草本植物。有关部门已经在重庆市万州区建立了物种保护点,禁止采挖,并采用分枝或孢子繁殖技术,对荷叶铁线蕨进行人工栽培。

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长江珍稀植物研究中心培育的荷叶铁线蕨。 摄影/ 黎明

疏花水柏枝是三峡峡谷地带特有的国家级保护植物。国家在湖北省秭归县建立疏花水柏枝护点,禁止采挖,并研究采用多种繁殖手段扩大种源数量。

中国三峡集团2007 年成立苗圃研究中心(后更名为长江珍稀植物研究所),对包括荷叶铁线蕨和疏花水柏枝在内的356 种植物进行引种保护,其中,国家一级保护植物9 种,二级保护植物52 种,重点保护植物8 种。通过不断的对植物资源开展野外调查,研究中心引种的植物品种以每年80 余种的速度增长。

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长江珍稀植物研究中心进行珙桐移栽 摄影/ 黄正平

长江珍稀植物研究所逐步引进国内农林专业重点院校的博士、硕士等高精尖人才,建立了与国内重点植物科研保护机构和相关院校的交流联系机制。

除了十年间逐步建成的现代化接种室、配置室、培养室、苗圃大棚,中国三峡集团投资5000 多万兴建的新实验室也即将竣工。同时,研究所的植物保护范围也开始向金沙江流域拓展。

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山清水秀的新三峡风光 摄影/ 黄正平

Ⅱ呵护长江精灵

早在1981 年1 月葛洲坝枢纽工程实现大江截流后,就阻断了水中国宝——中华鲟自长江口进入金沙江的洄游通道。为了保护这种被誉为水中“活化石”的珍稀鱼类,自1984 年以来,中华鲟研究所累计放流59 次,向长江中放流多种规格的中华鲟500 多万尾,有效补充了自然环境中的中华鲟物种资源。

2009 年10 月4 日,中华鲟研究史上第一尾全人工繁殖的“子二代”中华鲟从受精卵里破膜而出;次年6 月22 日,首批5 尾“子二代”中华鲟送归长江。之后多年取得成功,标志着全人工繁殖体系基本成熟。再者,在葛洲坝大江截流后,葛洲坝下又形成了自然产卵场,这说明中华鲟适应了葛洲坝工程截流带来的环境变化,在坝下开始繁育。

伴随着中国三峡集团开发金沙江的脚步,中华鲟研究所的研究保护对象,已经由当初的中华鲟、胭脂鱼两种,扩展到整个长江流域的近七十种珍稀特有鱼类。

近年来,随着长江沿线经济社会发展,长江水生环境受到人类活动影响日益增大,鱼类种质资源出现衰退势头。中国三峡集团于2011 年启动了针对长江中游“四大家鱼”自然繁殖的生态调度。通过科学调度,三峡水库在长江中游制造持续上涨的人造洪峰过程,产生适合鱼类自然繁殖所需的水文条件,“四大家鱼”在内的鱼类繁殖情况出现明显好转。

2017 年,三峡水库即将实施第七次生态调度。七年间科研人员对“四大家鱼”繁殖规律、繁殖环境条件逐步掌握,调度更加精准、有效。调查数据显示,生态调度时间占整个繁殖期时间1/10 以内,但生态调度期产卵数量却占到总繁殖期的40% 左右,生态调度成效明显。

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2015 年4 月,中国三峡集团举行中华鲟增殖放流活动。 摄影/ 黎明


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