□ 本报通讯员 李真 贾海

　　锲而不舍开展泥沙研究

　　三峡工程的泥沙问题一直是三峡论证期间的核心课题之一。早在1956年，长江 科学院就开始对三峡泥沙进行研究。在三峡工程论证期间，提交给专家组最终审核的 泥沙论证报

告长达110万字。长期以来，长江科学院按照国家科技攻关计划和长江 三峡泥砂问题研究计划，围绕三峡水库长期使用问题、库区泥沙问题、坝区泥沙问 题、坝下游泥沙问题等方面开展了大量的研究工作。围绕“三峡工程坝区泥沙问题研 究”，河流所进行了1∶150的坝区正态泥沙模型试验，对枢纽运用不同年限中最大 年碍航清淤量作了分析和计算。1994年至1998年，长江科学院承担了国家自 然科学基金项目“三峡工程泥沙研究”课题的研究工作，负责进一步对引航道防淤清淤 措施、电站泥沙问题、模型变率对水流泥沙运动规律及河床冲淤的影响进行研究。这 些研究成果已被工程设计单位采用，为枢纽建筑物、通航建筑物设计、施工及运行提 供了科学依据，其中施工一期泥沙问题研究成果已为原型观测资料所证实。三峡水库 泥沙问题研究成果经鉴定达到国际先进水平，获得水利部科技进步一等奖。

　　科学需要有锲而不舍的精神。长江科学院主管三峡科研工作的原副院长王德厚说， 长江科学院目前已经开始了三峡工程建成后清水下泄对中下游河床河势的影响等研 究。

　　就科学而言：发现问题比解决问题更有意义

　　水力学研究的是以水为代表的液体的宏观机械运动规律，及其在工程技术中的应 用。三峡工程在中国第一条大河上分三期进行导流，两次截流，整个枢纽建筑物横跨 长江，有很多水力学问题需要研究。例如，在主河道上建这样一个大坝，如何做好枢 纽布置的优化设计？大江截流能否一次成功？巨大的导流流量对通航船只及行驶会有 什么影响？——这一系列关键技术问题最后都被科研人员攻克了。

　　爱因斯坦说，提出问题比解决问题更有意义。在三峡大江截流水力学研究中，长江 科学院科研工作者紧密配合设计施工部门研究了产生截流戗堤堤头坍塌的主要原因， 对预平抛垫底工程措施及抛投参数和预报截流过程中不同流量、各种进占口门宽度的 截流落差、最大流速、水深等重要参数，进行了系统的研究分析。在截流过程中，科 研人员采用先进的计算机网络技术把这些参数及时传输到截流指挥中心，为三峡工程 大江截流的实施提供了可靠的科学依据。经大江截流实践证明，模型试验所预报的数 据与原型实测资料十分接近，使截流施工抛投到位准确，成功地解决了施工与通航的 矛盾。该项目经鉴定居国际领先水平，1998年获水利部科技进步一等奖，199 9年获国家科技进步一等奖。在此基础上，长江科学院随后又对导流明渠截流的各种 方案进行系统研究，为设计和施工部门提供了大量成果。在2002年11月导流明 渠截流过程中进行跟踪试验，再次取得成功。

　　此外他们还围绕三峡大坝消能防冲、大坝防护与溃坝试验等5个方面开展了泄水建 筑物水力学研究；围绕船闸、升船机、航道开展了通航水力学方面研究。

　　无疑，三峡工程建设的伟大实践为科研人员提供了广阔的研究领域，而广大科研工 作者经过不懈的努力，又使长江科学院在多个研究领域走在了世界的前列。 研究“上帝恩赐的地方”

　　一位外国水利学家在考察了三峡坝址后致信一位中国翻译说：三峡那天然的落差， 对于建造一座水利枢纽工程，简直就是上帝的恩赐。但这“上帝恩赐的地方”其地质状 况十分复杂。三斗坪坝址基岩主要为闪云斜长花岗岩，坝址区岩体风化壳较厚，按工 程地质性质分为全、强、弱、微4个风化带，各风化带力学性质差异很大。

　　1958年国家科委18个单位近百名科技人员汇集在长江科学院，组成“三峡岩基 专题研究组”，使得岩石力学成为长江科学院科研的又一强项。

　　他们采用打平硐、大口径钻机取岩芯等方式对坝址基岩力学性能以及地下渗流的问 题进行研究。通过现场地应力测试和计算分析给出了船闸区域的地应力分布。

　　由于永久船闸是人工开挖出的“峡谷”，船闸闸线选定后，沿闸线开挖的高边坡是否 稳定？将来对船闸运行会产生什么样的影响？这些问题一直是设计、施工部门关注的 焦点。长江科学院研究人员在过去工作的基础上，1993年又在二闸室的山体中开 挖了11号平洞和19条支洞，开展了大量的现场岩石力学试验工作。对闸室两侧高 边坡涉及的各种风化带和岩体结构面的分布及岩体物理力学性质，采用现场与室内试 验相结合并辅以声波测试和综合分析计算的方法，进行了系统的研究。同时对施工期 与运行期边坡的渗流状态进行了分析。还在模拟开挖和加固措施条件下，进行边坡岩 体应力、位移计算和锚固效果分析。对边坡岩体施工期及运行期的变形规律和边坡整 体稳定性作出了评价。

　　永久船闸高边坡稳定技术研究是国家“七五”、“八五”科技攻关专题，长江科学院岩 基所科研人员紧密结合工程实际，建立了不连续面岩体三维网络模型，进行数值计算 分析，同时对花岗岩块进行全过程拉应力及拉剪状态下力学性能试验，研究成果与现 在已施工的工程实际监测结果基本吻合。该成果针对性强、涉及面广，研究中很多成 果具有创新性，被设计采纳后，产生了较大的经济效益和社会效益。该项成果经国家 科委专家组验收，鉴定为总体上达到国际先进水平，某些成果居国际领先水平。 累累硕果 不胜枚举

　　三峡二期深水围堰是三峡工程中重要的最具有挑战性的临时建筑物。为此，长江科 学院土工研究所从围堰结构型式、深水抛填风化砂、防渗墙材料、粗粒料力学特征、 基础淤砂的渗透稳定性和动力特征等方面开展了历时15年的研究。所有成果通过了 国家级专家组的评审，并且已为工程实践所证实。二期围堰的研究成果，总体上达到 国际先进水平，部分达到国际领先水平，目前已准备申报国家科技进步奖。

　　在三峡工程结构力学研究上，最值得一提的是对电站建筑物复杂的蜗壳结构所进行 的研究。1999至2001年，长江科学院材料结构所对电站厂房发电机组及选定 的充水保压蜗壳方案，采用了大型物理仿真模型试验，并结合大量的数值计算，研究 了蜗壳结构的受力特性、超载能力和破坏形态。其模型规模和试验技术在同类结构模 型试验中居国内外领先水平；同时，在考虑温度、徐变、自重、水压等荷载和缝面接 触问题的情况下对混凝土浇筑过程进行了仿真计算，提出了保压保温控制标准和措 施，在蜗壳计算中达到了国际先进水平。

　　粉煤灰在三峡工程大坝浇筑中的大量运用，是对筑坝材料的一项突破。粉煤灰原是 火电厂的一种废料，但如何将其“变废为宝”？长江科学院材料结构所的研究人员从性 能、渗合量、工艺、质量控制等方面作了大量工作。许多电厂为了使自己的这种废料 成为产品，不断提高工艺，加强管理。受三峡总公司委托，1998年7月，材料结 构所在三峡坝区右岸设置了粉煤灰质量检测站，使工程使用的粉煤灰质量得到充分保 证。除了对原材料进行研究外，他们还对大坝混凝土、碾压混凝土、塑性混凝土等6 种三峡工程适用的混凝土及灌浆材料、灌浆技术进行了广泛而深入的研究，取得了重 要的研究成果，为大方量、不同环境下的混凝土浇筑提供了技术保证。

　　爆破与振动研究所成立至今，一直把三峡工程一些特殊爆破技术问题作为他们攻关 的目标。1996年在三峡左岸厂房坝段钢管槽爆破开挖施工过程中，运用塑料导爆 管微差顺序起爆技术及光面爆破技术，严格控制单响药量和爆破振动影响，采用合理 的开挖方案，确保了槽壁及各岩石隔墩的成型，为今后类似工程的开挖积累了珍贵经 验。同年，爆破所承担了三峡二期工程开挖爆破地震波传播规律及厂坝基岩开挖爆破 控制标准研究课题。通过研究，提出了二期土石围堰安全爆破控制标准、岩石边坡及 隔墩安全爆破控制标准、新浇大体积混凝土安全爆破控制标准、建基面验收标准等， 这些成果已被设计采纳并编入施工技术规范。

　　辩证唯物主义认识论告诉我们，人类对于事物的认识要经过实践及认识的多次往 复，呈螺旋式上升。三峡工程今后的运行、维护要依赖于科学的监测。长江科学院全 面参与了三峡工程建筑物安全监测的相关科研工作。为了及时掌握大坝的各项安全性 能，在三峡工程的修建中，安全监测研究所配合施工，承担了多项监测项目，埋设了 大量监测仪器，及时收集数据，做好安全监测。1994至1999年，他们承担了 国家自然科学基金重大项目“三峡工程安全监控系统结构与方案优化研究”。按照监测 系统总体结构优化目标和仪器布置优化目标，通过研究分析提出了切实可行的优化建 议，减少了系统的结构层次，精简了监测仪器数量，提高了系统的工作效率，该项研 究于2002年12月获得省级科技进步一等奖。

　　长江科学院不仅紧密配合工程建设攻克技术难关，还致力于基础和应用基础以及一 些“软科学”项目的研究。长江科学院空间信息技术应用研究所受三峡工程开发总公司 的委托，开展三峡水库库容计算与复核工作，采用较大比例尺地形资料、航摄资料， 运用数字摄影测量、遥感、全球定位等新技术方法和手段，在计算机中模拟建立三峡 库区淹没区的真实三维地面模型（即电子沙盘模型），再利用专业地理信息系统平台 作空间叠加分析，精准地测算出不同水位下的水库容积，最后将计算结果进行可视 化。为建成后的三峡工程提供有效的运行管理和科学调度依据，也为三峡水库未来的 调度运行管理的信息化、决策科学化奠定了基础。三峡总公司对该项研究成果十分重 视，目前，研究进展顺利，已接近尾声。

　　事实上，在三峡工程建设的每一个科研领域，都有长江科学院科技工作者辛勤耕耘 的足迹。而每一个领域里的鏖战背后，又有无数感人故事。

　　人类对世界的认识永无止境，人类在科学道路上的探索也将永无止境。实践是检验 真理的唯一标准。“只有那些不畏艰险勇于攀登的人才能达到光辉的顶峰。”当三峡工 程开始下闸蓄水之时，也是科技之花结果之日。

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