中国水电工程泰斗张超然:六十载打造世界级大坝传奇

问题——超高坝与巨型水电站建设面临多重“极限挑战” 我国西南地区水能资源丰富,但河谷深切、地质构造复杂、气候差异大,使大型水电工程往往需要高海拔、大温差、高地应力等条件下建设并长期运行。随着坝高不断抬升、装机规模持续扩大,混凝土温度裂缝控制、深厚覆盖层与断裂带处理、泄洪消能、巨型机组稳定运行等难题相互叠加,任何一个薄弱点都可能演变为系统性风险。如何在大规模开发与高标准安全之间取得平衡,成为我国水电跨越式发展的关键课题。 原因——能源结构转型与工程能力提升相互推动 改革开放以来,电力需求快速增长,清洁低碳转型加速推进。水电作为可再生能源的重要支撑,承担供电、调峰和优化能源结构等多重任务。同时,我国工程科技和产业体系逐步完善,为突破高坝与大容量机组等关键难题提供了条件。从上世纪80年代起,我国需要通过一批标志性工程检验自主设计、施工和装备制造能力,形成可复制、可推广的成套技术体系。二滩等工程的建设实践,成为我国迈向世界级高坝的重要验证。 影响——关键技术突破带动工程质量与行业标准升级 在二滩工程建设阶段,我国首次系统性挑战200米级高坝与百万千瓦级装机规模,带动高坝设计、复杂地质处理、施工组织与质量控制体系整体提升。进入三峡工程建设期,混凝土浇筑规模、温控防裂要求和施工管理复杂度达到世界先进水平。围绕“温度—应力—裂缝”此关键链条,行业逐步形成以全过程控制为核心的技术路线:从原材料发热特性、入仓温度、分层分块浇筑、冷却通水与养护管理,到监测反馈与施工参数调整,推动管理方式由经验驱动转向数据驱动。随着溪洛渡、向家坝等300米级高拱坝工程推进,结构安全与运行可靠性更受关注,光纤传感、实时监测、模型分析等技术应用不断深化,为“建得成、管得住、用得久”提供更扎实的支撑。 对策——以安全为底线,推进“数字化监测+全寿命管理” 多项工程实践表明,高坝安全不能靠某一个环节单点加固,而需要覆盖勘测设计、施工建设、蓄水运行、检修维护的全链条治理体系:一是坚持地质先行,提高勘察精度和风险分区能力,针对断裂带、软弱夹层等不利条件制定差异化处理方案;二是加强混凝土质量与温控防裂的系统管理,推动关键参数标准化、工序可追溯,提高现场执行一致性;三是推进智能监测与数字化管理,通过多源传感对温度、应力、渗流、变形等关键指标持续观测,结合模型分析进行风险识别与趋势研判,实现隐患早发现、早处置;四是统筹工程运行目标,兼顾防洪、发电、生态与航运等需求,提升流域梯级联合调度水平。近年来,白鹤滩、乌东德等工程在大容量机组与高坝安全管理上持续探索,以更精细的监测和更前置的预警提升运行韧性,为超大型水电站群安全稳定运行积累经验。 前景——水电高质量发展将更强调韧性、安全与绿色协同 面向“双碳”目标与新型电力系统建设,水电保障电力安全、提升系统调节能力、促进新能源消纳各上的作用将更加突出。未来,大型水电工程建设与运行将呈现三方面趋势:其一,技术重点由“建造能力”转向“全寿命韧性”,安全标准更严、监测更密、评估更准;其二,管理重点由单站优化转向流域协同,梯级电站联合调度与数字化管控能力将成为核心能力;其三,发展重点更注重生态保护与民生导向,在工程建设、库区治理与流域修复中实现绿色协同。业内人士指出,随着数字化技术与工程实践深入融合,高坝安全管理将从事后处置更多转向事前预防、从静态验收更多转向动态评价,为重大工程安全运行提供更可靠的支撑。

从二滩的攻坚探索到白鹤滩、乌东德的高标准运行,我国高坝水电的跨越式发展表明:重大工程的竞争力不仅在装备与规模,更在对安全规律的把握、对关键技术的长期积累,以及对系统治理能力的持续提升。把“每一滴水的价值”转化为高质量发展的动能,最终要落到更严格的标准、更精细的管理、更务实的创新和更明确的责任上。