我國(guó)水電科技世界領(lǐng)先但仍存在難題
我國(guó)自1910年云南石龍壩水電站開工興建以來(lái)，水電發(fā)展經(jīng)歷了艱難而輝煌的百年征程。目前，已建在建30米以上的大壩近5200座，其中壩高100米以上的大壩140多座，水電裝機(jī)容量突破2億千瓦，水電裝機(jī)容量和年發(fā)電量穩(wěn)居世界第一。我國(guó)先后建成了世界最大規(guī)模的三峽水電站(裝機(jī)容量2250萬(wàn)千瓦)、世界最高的龍灘碾壓混凝土重力壩 (216.5米)、世界最高的水布埡面板堆石壩(233米)，正在建設(shè)世界最高的錦屏一級(jí)混凝土拱壩 (305米)和雙江口心墻堆石壩(312米)。我國(guó)在水電規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理、主要機(jī)電設(shè)備制造等方面已形成較為完備的產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，形成了具有中國(guó)特色的水力發(fā)電成套技術(shù)，創(chuàng)造了世界水電工程史上的多項(xiàng)第一，包括超高壩筑壩、高水頭大流量泄洪消能、超大型地下洞室群開挖與支護(hù)、高邊坡綜合治理以及大容量機(jī)組制造安裝、大型抽水蓄能電站建設(shè)等水力發(fā)電成套技術(shù)。目前，我國(guó)不僅是世界上水電裝機(jī)規(guī)模最大的國(guó)家，也是在建規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國(guó)家，水電科技水平已躋身國(guó)際先進(jìn)行列，并且在高壩工程技術(shù)領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位，引領(lǐng)著國(guó)際壩工技術(shù)的發(fā)展方向。
水電科技國(guó)際先進(jìn)并不意味著所有難題和挑戰(zhàn)都獲得解決。中國(guó)水電工程顧問集團(tuán)公司副總經(jīng)理周建平介紹：“我國(guó)水電資源時(shí)空分布特點(diǎn)決定了水電開發(fā)面臨挑戰(zhàn)的獨(dú)特性和復(fù)雜性。”他介紹，我國(guó)水電建設(shè)任務(wù)重，建設(shè)條件復(fù)雜，技術(shù)要求高，水電開發(fā)主要面臨以下四類問題。
第一類問題是復(fù)雜區(qū)域地質(zhì)條件下高壩工程防震抗震安全問題。我國(guó)西南地區(qū)地處青藏高原及其向第二級(jí)臺(tái)階過(guò)渡邊緣地帶，受印度板塊與歐亞板塊碰撞的影響，該區(qū)域地殼運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)構(gòu)造作用強(qiáng)烈、地殼抬升幅度大。西南地區(qū)地震烈度高且地震頻繁，崩塌、滑坡、泥石流等物理地質(zhì)作用強(qiáng)烈，地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)頻繁，工程安全，尤其是高壩防震抗震安全已成為西南地區(qū)水電工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題。
第二類問題是復(fù)雜工程地質(zhì)條件下大型水電工程建設(shè)技術(shù)難題。我國(guó)正在規(guī)劃設(shè)計(jì)或建設(shè)的一批200米級(jí)300米級(jí)高壩、上百座百萬(wàn)千瓦級(jí)大型水電站大都集中在大江大河的上中游。高海拔高原高寒地區(qū)建設(shè)這些大型水電工程，需要研究破解一系列復(fù)雜技術(shù)難題，諸如流域梯級(jí) 水電站的洪水安全問題，高水頭大流量泄洪消能難題，高壩工程筑壩技術(shù)難題，高邊坡及深覆蓋層地基處理難題，高邊墻大跨度地下工程的技術(shù)難題，大容量水電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、安裝難題，連續(xù)高效機(jī)械化施工技術(shù)等。
第三類問題是水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系問題。如何協(xié)調(diào)水電開發(fā)與自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、飲水水源保護(hù)區(qū)的關(guān)系，如何處理水電開發(fā)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響，以及水電開發(fā)與魚類生存環(huán)境的影響等問題仍有較多爭(zhēng)議，主要問題是缺乏環(huán)境影響評(píng)價(jià)的定量標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境變化和環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不一致。水電開發(fā)的環(huán)境影響有利有弊，應(yīng)該采取措施盡量降低不利影響。未來(lái)水電建設(shè)中，要更加重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境，研究珍稀特有魚類的人工繁殖技術(shù)、河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)等。
第四類問題是水電開發(fā)與水庫(kù)移民安置之間的協(xié)調(diào)關(guān)系問題。水電開發(fā)中不可避免地存在著水庫(kù)淹沒和移民安置問題，我國(guó)人多地少，加上西南地區(qū)少數(shù)民族人口眾多，生產(chǎn)力水平不高、耕地資源缺乏、移民安置容量有限，當(dāng)?shù)厝罕妼?duì)土地資源、林地資源等自然資源的依賴性很強(qiáng)，土地和林地成為他們賴以生存的基礎(chǔ)。同時(shí)，受宗教信仰影響，不同少數(shù)民族存在不同的生產(chǎn)和生活方式，部分少數(shù)民族信仰神山、圣水。隨著水電開發(fā)向河流上游延伸，適宜安置的土地越來(lái)越少、移民安置工作難度越來(lái)越大，并成為影響到水電開發(fā)整體進(jìn)程的主要問題。
“十二五”水電科技規(guī)劃指向世界制高點(diǎn)
世界級(jí)難題，需要世界級(jí)的智慧來(lái)解決。這一重任，責(zé)無(wú)旁貸落在中國(guó)水電人的肩上。記者在采訪中，水電專家普遍認(rèn)為，要科學(xué)合理解決上述四類挑戰(zhàn)和課題，促進(jìn)水電可持續(xù)發(fā)展，最重要、最根本的途徑，就是毫不動(dòng)搖地堅(jiān)持科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新。
中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)張博庭掰著手指向記者列舉了水電科技工作者面臨的艱巨任務(wù)：要根據(jù)能源規(guī)劃，結(jié)合水電工程具體開發(fā)條件，積極開展科技攻關(guān)，建立與國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的工程安全體系，切實(shí)保障工程安全;要以工程建設(shè)帶動(dòng)裝備制造自主創(chuàng)新，促進(jìn)水電產(chǎn)業(yè)整體、有序、可持續(xù)發(fā)展;要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上有序開發(fā)水電，要通過(guò)水電開發(fā)促進(jìn)移民群眾脫貧致富，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人與自然、工程與自然的和諧共處。
由此，《規(guī)劃》給出的水電科技發(fā)展思路是：深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，適應(yīng)未來(lái)能源發(fā)展形勢(shì)，以水電科學(xué)發(fā)展為主題，以轉(zhuǎn)變水電發(fā)展方式為主線，圍繞“安全、高效、環(huán)境友好”的要求，以增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力為著力點(diǎn)，通過(guò)重大技術(shù)研究、重大技術(shù)裝備、重大示范工程及技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，完善水電科技創(chuàng)新體系，開展水電戰(zhàn)略性科技攻關(guān)與推廣應(yīng)用，為開發(fā)建設(shè)和諧水電，為保障我國(guó)能源安全、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排發(fā)展目標(biāo)提供技術(shù)支撐和保障。張博庭認(rèn)為，這個(gè)規(guī)劃說(shuō)得比較全面了。
《規(guī)劃》還列明了五項(xiàng)水電科技發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)。
其一，建立與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平相適應(yīng)的水電工程防洪安全、抗震安全及結(jié)構(gòu)安全標(biāo)準(zhǔn)體系，特別是要結(jié)合汶川地震震害分析，解決我國(guó)水電工程抗震安全的成套技術(shù)，切實(shí)保障我國(guó)大型水電工程的安全。
其二，針對(duì)西南地區(qū)大型水電工程的關(guān)鍵共性技術(shù)，開展新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝和新方法的系統(tǒng)性研究，提出具有普適意義的科研成果，指導(dǎo)我國(guó)西南水電的有序、科學(xué)開發(fā)。
其三，針對(duì)水電開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，研究提出減緩負(fù)面影響的技術(shù)方案和工程措施，以及針對(duì)性的生態(tài)修復(fù)技術(shù);提出節(jié)能環(huán)保的水電施工技術(shù)，并形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
其四，以工程建設(shè)帶動(dòng)裝備制造業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)400兆瓦及以上抽水蓄能機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，研制出具有國(guó)際先進(jìn)水平的大型貫流機(jī)組，開展1000兆瓦混流水電機(jī)組設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。
其五，提出流域梯級(jí)水電站多目標(biāo)的運(yùn)行調(diào)度理論、方法，研究科學(xué)合理的調(diào)度模型，開發(fā)具有普適意義的信息系統(tǒng)管理平臺(tái)和梯級(jí)電站群優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。
《規(guī)劃》還指出，“十二五”水電科技重點(diǎn)任務(wù)，一是構(gòu)建國(guó)家水電科技創(chuàng)新體系，提升我國(guó)水電科技自主創(chuàng)新能力;二是立足自主創(chuàng)新，加大戰(zhàn)略性科技攻關(guān)投入，通過(guò)重大技術(shù)研究、重大裝備研發(fā)，解決水電資源“安全、高效”開發(fā)與利用的技術(shù)瓶頸，帶動(dòng)生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展，提升行業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)能力;三是組織開展生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究與工程示范，科學(xué)處理水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，開發(fā)建設(shè)生態(tài)友好的水電工程。
在張博庭看來(lái)，這些都是“進(jìn)入新級(jí)別”的攻關(guān)。“汶川地震檢驗(yàn)了已建高壩的抗震能力，但那都是200米高度以下的。
規(guī)劃建設(shè)的200米以上高壩的防震安全問題，完全是世界級(jí)的難題。”“西南水電是高壩和復(fù)雜地基的世界級(jí)難題的疊加，還有難點(diǎn)。”……“這些都是中國(guó)水電工作者的光榮任務(wù)。”張博庭說(shuō)，“‘十二五’后，中國(guó)水電技術(shù)將當(dāng)之無(wú)愧世界第一。”
