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王维洛:三峡工程对长江航运的危害

作者: 王维洛 来源:中国报道周刊 本网发布日期:2010/3/3 0:44:00

  长江三峡大坝两线五级船闸能担负起长江航运发展的需要吗?
  
  三峡大坝造成2003年4月10日到6月15五日长江航运中断,人们把希望寄托在六月十五日之后能投入运行的三峡工程两线五级船闸。按照三峡工程可行性论证报告中提出的航运效益,两线五级船闸能使长江航运单向年通过能力达到5千万吨。三峡工程的这个航运目标能够实现吗?
  
  两线五级船闸本身有致命的弱点。第一通过能力小,在最理想条件下,能力能力只是相同规模的两线一级船闸的50%;第二保证通航的可靠率低,两线五级船中的12道闸门中的任何一道门发生故障,就会使通航能力减小到原设计的五分之一;第三,三峡工程闸门规模过大,闸门规模超过德国工程师认为的许可范围。最后是三峡船闸的施工质量问题。
  
  一、船闸
  
  船闸是一种通航构筑物,利用调整水位的方法,使船舶克服由于建坝所造成的水位落差,从而保障航道的畅通。
  
  船闸由闸室、闸首和引航道三个基本部分组成。位于上游一侧的引航道和闸首称上引航道和上闸首,位于下游一侧的称下引航道和下闸首。一般船闸只有一个闸室,称一级船闸(如葛洲坝船闸),三峡船闸有五个闸室串联而成,称五级船闸。
  
  三峡船闸闸室的长为280米宽为34米水深为5米,与葛洲坝船闸的大闸室的尺寸一样,最多一次可以通过一支万吨船队。但是三峡工程的五线船闸的通力能力和保证率要远远低于葛洲坝工程,这是由于五级船闸结构上的弱点所决定的。
  
  二、一级船闸的工作原理
  
  在阅读下面几章时,希望读者能拿一张纸,一只笔,先勾画两个草图,便于理解。
  
  一级船闸∶
  
  在纸上画两根1.5厘米长,间隔2厘米的垂直平行线作为船闸;在船闸上部淡淡地画一个跟水平线,作为高水位,在船闸下部淡淡地画一个跟水平线,作为低水位.将高水位向左延长几个厘米,作为水库的水位,将低水位向右延长几个厘米,作为大坝下游河道的水位.这样一级船闸的草图就绘制完毕了.
  
  闸室处于低水位,与坝下游的水位相平,下闸首门打开,上行的船只进入闸室,关闭下闸首门。在闸室中充水,水位升高,与坝上水库的水位相平。打开上闸首门,轮船驶出闸室,通过引航道进入水库继续航道。紧接着下行的轮船进入闸室,关闭上闸首门。闸室排水,水位降至低水位,打开下闸首门,轮船驶出闸室,通过下引航道进入下游河道,接着上行的轮船又进入闸室……船闸中的水位由低变高,由高变低,完成一艘(批)轮船过坝上行和一艘(批)轮船过坝下行。如果一艘(批)轮船通过船闸上行或下行的时间是30分钟,那么,一个船闸一天可以保证24艘(批)轮船上行和24艘(批)轮船下行。如果并行布置两个一级船闸,就称两线一级船闸,其通过能力就一线船闸的两倍,即保证48艘(批)轮船上行和48艘(批)轮船下行。两线一级船闸中的任何一线船闸发生故障,或是需要维修,或是需要冲沙,其他一线船闸可以同时担当上下行的任务。
  
  三、五级船闸的工作原理
  
  五级船闸∶
  
  在纸上画六根间隔2厘米的垂直平行线作为五个船闸,自左向右每个船闸往下错位一个厘米;最左一个船闸中画一个高水位,向左延长,成为水库的水位,再在这个船闸中画一个低水位,向右延长,成为右边一个船闸的高水位;在右边的船闸再画一个低水位,向右延长,成为更右一侧船闸的高水位;直至最后一个船闸的低水位和大坝下游河道的水位.这样绘成的五级船闸就象一个从右向左逐步升高的台阶一样.
  
  每个闸室有两个水位标准,即高水位和低水位。每个闸室高水位与水库的水位或上一级闸室的低水位相同;每个闸室低水位与下一级闸室的高水位或大坝下游河道的水位相同。从下游往上游分别以闸室1,闸室2………闸室5命名。初始状态,五个闸室均处于低水位。打开闸室1下闸首门,上行轮船进入闸室1,关闭下闸首门,输水抬高水位,打开闸室1和闸室2之间的闸门,轮船进入闸室2,关闭闸门,输水……这样轮船经过闸室3,闸室4,闸室5,最后进入上游河道。这时五个闸室均处于高水位。下行的轮船进入闸室5,关闸门,排水至低水位,开闸门,进入闸室4,关闸门,排水至低水位……这样下行的轮船经过闸室3,闸室2,闸室1,最后进入下游河道。同样通过一个船闸的时间是30分钟,那么通过5个船闸的时间就是2个半小时。一上一下,一共要5小时。一线五级船闸一天最多只能保证4.8艘(批)轮船上行和4.8艘(批)轮船下行。
  
  可见一线五级船闸的能力只是一线一级船闸的能力百分之二十。
  
  三、两线五级船闸的工作原理
  
  由于一线五级船闸的效率太低,三峡工程采用两线五级船闸,并改变了运行方法,即其中一线五级船闸只担任上行任务,另一线只担任下行任务。以上行为例。初始状态,五个闸室均处于低水位(请再使用五级船闸的草图)。打开闸室1下闸首门,上行轮船A进入闸室1,关闭下闸首门,输水抬高水位。打开闸室1和闸室2之间的闸门,轮船A进入闸室2,关闭闸门,输水至高水位。于此同时,闸室1排水至低水位。打开闸室1下闸首门,轮船B进入闸室1。于此同时轮船A进入闸室3。在闸室3和闸室1输水,至高水位;在闸室2排水至低水位。打开闸门,轮船A进入闸室4,轮船B进入闸室2。在闸室4和闸室2输水,至高水位;在闸室3和闸室1排水至低水位。打开闸门,轮船A进入闸室5,轮船B进入闸室3,轮船C进入闸室1。在闸室5、闸室3和闸室1输水,至高水位;在闸室4和闸室2排水至低水位。打开闸门,轮船A进入上游河道,轮船B进入闸室4,轮船C进入闸室2。在闸室4和闸室2输水,至高水位;在闸室5、闸室3和闸室1排水至低水位。打开闸门,轮船B进入闸室5,轮船C进入闸室3,轮船D进入闸室1……
  
  同样通过一个船闸的时间是30分钟,那么通过五级船闸需要2.5小时。由于每次有一个水位调节过程(第二只船只必须等待的时间),所以通过五级船闸以3小时计算。这就是三峡工程可行性报告中所说的平均需要3小时。一线五线船闸一天可以通过24艘(批)上行轮船,同理,另一线可以通过24艘(批)下行轮船,其通过能力为两线一级船闸的二分之一。
  
  五级船闸与一级船闸相比有致命的弱点,五级船闸运行复杂、通过能力小,就是在正常运行时,也有50%的能源和50%的时间花费在无效的水位调节上。两线船闸一天最多只能保证24只(批)轮船上行和24只(批)轮船下行,与一线一级船闸的能力相仿。就是说,到2003年6月,三峡工程通航设施的最大通过能力只相当于下游葛洲坝一个船闸的通航能力,这个能力显然也不能满足目前长江客运和货运任务的要求。
  
  四、两线五级船闸的保证率低
  
  采取两线五级船闸一线上行一线下行的运行方案的先决条件是,两线五级船闸中的任何一线都不会出故障,也不需要冲沙,更不需要检验维修。任何一线船闸需要维修,只剩下一线五级船闸来维持长江航运的上下行,其困难情景可以想象。一天只能通过4.8艘(批)轮船上行和4.8艘(批)轮船下行。这时虽然通过船闸的时间为2.5小时,但等待的时间也为2.5小时。如果更改运行方式,比如船闸12小时专供上行,12小时专供下行,虽然可以在一定程度上提高通过船闸能力,但是要大大增加通航船只的等待时间。
  
  其实可以把两线五级船闸看作是大型地铁中心、火车站、港口港的步行电梯,一座电梯专供上行,一座电梯专下行。但是读者只要仔细观察,就会发现在这些地方的步行电梯的座数都在两座以上,为的就是其中一座电梯发生故障时,有一座甚至两座后备电梯可以投入运用。本来升船机是当作这个第三个电梯来使用的,但是由于升船机制造上的困难,只能由两线五级船闸来独臂支撑了。
  
  根据葛洲坝船闸的运行经验来看,船闸中最容易出故障的就是船闸闸门。船闸闸门要有足够的强度和刚度,在荷载、气温变化、闸首底板和支座发生允许的沉降时,要保证正常的工作状态。一级船闸船闸有上首闸门和下首闸门,上闸首和下闸首各有两扇门,共四扇门。如果一扇闸门发生故障和需要检修的概率为2.5%,那么一级船闸因闸门故障或检修停止运营的可能性为10%。两线一级船闸同时发生故障或检修造成长江航运中断的可能性为百分之一。
  
  五级船闸6个闸首(即6道门),每道门两扇,共12扇闸门。12扇门中的任何一扇门出问题,都会中断这线船闸的通航。那么一线船闸因闸门故障或检修停止运营的可能性为30%。两线五级船闸同时发生故障或检修造成长江航运中断的可能性为百分之九,是两线一级船闸的九倍。
  
  2003年1月31日起葛洲坝二号船闸进行停航大修,工期为八十天。将来两线五级船闸都需要这样的大修,以及规定的中修和经常性的检修,为了保证航道和船闸不受淤积,还要经常中断船闸使用进行冲沙。此时只能要求由另一线船闸单独担负通航任务,届时通过能力就特别小。两线五级船闸同时发生故障或检修而造成长江航运中断的可能性颇大。
  
  五、天下第一门的天字第一号问题
  
  根据德国工程师的经验,一级船闸可以克服的水位差不能超过30米。因为闸门在水中由于深度不同而承受的的压力差别也很大,特别是闸门还要经常启闭,这对材料和制造以及运行就有很高的要求。虽然美国在哥伦比亚河的支流上建造了几座水头超过30米的船闸,但是这都是规模小利用的频率也不高的船闸,哥伦比亚河支流的航运重要性和长江根本不能相比。
  
  三峡水库在坝址处的水位变化在海拔145—175米之间,绝对的水位变化就达30米,加上5米水深,闸门的高度必须大于35米。另外三峡水库第一期蓄水至海拔135米,至正常蓄水位175米,水位相差40米。这就要求船闸闸门的规模很大。以南线第五闸首闸门为例,该门扇高38.5米,宽20.2米,厚3.0米,相当于有两个篮球场那么大,重达800吨。被号称为“天下第一门”。可以预计,这些“天下第一门”会给长江通航带来天字第一号的问题。
  
  六、三峡工程船闸的施工质量问题
  
  2002年年初,海外许多媒介报导了三峡大坝出现裂缝的施工质量问题。人们只是注意到大坝表面的裂缝,而没有注意到大坝坝体中的孔穴,也没有注意到船闸底部的混凝土浇铸中出现孔穴。这些孔穴有的就出现在安置800吨重闸门的关键部位。船闸底部的混凝土中到底有多少孔穴?孔穴多大?这需要通过钻孔才能确定。只有在确定孔穴位置和孔穴体积之后,再采用填补浇铸的办法来补救,才能确保大坝工程质量。这也是参加质量检查的一位专家提出的要求和措施。但是三峡工程领导人只考虑工程进度,因为在整个施工进程中,船闸施工进度最慢,而闸门安装和无水、有水调试也需要很多时间。因此三峡工程领导人决定只是在船闸底部的混凝土出现裂隙的部位增涂了一层化学涂料,以防止出现渗漏现象,而没有采用那位专家的建议,先钻孔后补浇铸的补救办法。所以,三峡工程船闸底部的混凝土中所暗藏的孔穴将来必然会制造大麻烦,很可能在开庆典大会时,船闸还能运行,庆典大会之后,就要关闭船闸、中断长江航运来进行检修。
  
  同样,由于三峡船闸的水深超过38米,为高边坡开挖,尽管边坡进行了加固处理,但是最后还是出现了意想不到的裂缝。这些裂缝是混凝土施工中的温度控制问题所造成的,还是由于边坡不稳定所引起的,尚不清楚。如果是后者,问题将很严重。
  
  七、5000万吨的单向通过能力
  
  三峡工程可行性报告说,两线五级船闸的每年单向通过能力为5000万吨。那么这个结论是怎么得出来的呢?
  
  在三峡工程论证中长江航运局和长江水利委员会分别提交了他们的的计算。长江航运局按3000吨的船队担任下水过坝总运量的20%,其余的80%由6000吨和12000吨的船队担任,三峡船闸的每年单向通过能力为2900—3600万吨。长江水利委员会有两个设定条件,一个是3000吨的船队占过闸次数的20%,其余闸次均为12000吨的船队,结果是每年单向通过能力为4438—4650万吨;另一种是全部使用12000吨的船队,每年单向通过能力为5226—5473万吨。三峡工程论证的结论是,计算结果虽然有一定的差距,但可以看出,三峡船闸单向通过能力要达到5000万吨,需要尽可能多使用万吨级船队。但是这个结论最后就成了三峡船闸的每年单向通过能力为5000万吨,经全国人民代表大会批准。
  
  说实在的,这个结果∶“三峡船闸单向通过能力要达到5000万吨,需要尽可能多使用万吨级船队”,并没有说三峡船闸的每年单向通过能力为5000万吨。因为三峡工程完工之后,由于水库水位的调节,万吨级船队只有5—6个月时间可以通航。所以100%使用万吨级船队不可能,80%使用万吨级船队也不可能。所以长江水利委员会的这两个计算都是不符合实际的计算。就是长江航运局预测的每年单向通过能力为2900—3600万吨,也偏于乐观。因为目前长江航运的主要是1500吨——3000吨的船队,通过船闸的还有许多小型货船。所以三峡船闸的实际通过能力比2900万吨还低,应在2000—2500万吨。而这个通过能力,只要通过常规的航道整治、不需要建造三峡大坝就可以达到的。
  
  人们从SARS事件中,对张文康部长的撒谎技术有所了解,其实张文康部长的技术远不如三峡工程决策中的撒谎骗人技术。可以说,三峡船闸每年单向通过能力5000万吨,是个没有任何科学论证的结论。可以肯定地说,这个每年单向通过能力5000万吨的目标是无法达到的。但是将来说应该对此负责呢?政治家要对此负责吗?他们会把责任推给工程技术人员,而书写可行性报告的工程技术人员会说,我们根本没有这么写,我们只写了∶“三峡船闸单向通过能力要达到5000万吨,需要尽可能多使用万吨级船队。”不知道水利部、国务院三峡工程建设委员会、国务院是否有勇气来澄清一下这个结论,给国人一个准确的回答?
  
  葛洲坝工程对长江航运的影响
  
  长江三峡大坝下游的葛洲坝工程,本来是三峡大坝工程的反调节工程,应该在长江三峡大坝工程完工之后再建.但是葛洲坝工程作为给毛泽东的生日礼物,早在70年代初就开始动工.这样葛洲坝工程通航建筑物的通过能力,就已经成为长江三峡大坝工程通航能力的上限。葛洲坝工程共有三座一级船闸,其中二只大的船闸闸室长280米,宽34米,水深5米,可以通过四艘三千吨的船只;一个小的船闸,闸室长120米,宽18米,水深3.5米,只可通过一艘三千吨客货轮。葛洲坝工程二只大船闸的规模与三峡工程的两线五级船闸一样,不同的是葛洲坝工程是一级船闸,而三峡工程船闸分两线布置,每线有五个与葛洲坝工程二号船闸一样规模的船闸前后相连.葛洲坝工程小船闸的规模,则与三峡工程的升船机一样。按设计,通过葛洲坝工程船闸的时间为45分钟。葛洲坝工程船闸的近期总单向通过能力为每年2500万吨,远景为5000万吨。
  
  有人说,葛洲坝工程是“利航工程”,理由是葛洲坝水库的常年回水区110公里,淹没了险滩30处,航道水深增加,水流平稳,一年四季航行条件得到根本改善。另外在长约80公里的变动回水区内,淹没了险滩37处,使航运条件在9个月内得到改善。
  
  也有人说,葛洲坝工程是“碍航工程”,因为船舶必须通过船闸。原全国政协副主席周培源先生,就是持这种观点。在50年代毛泽东提出三峡工程后,周培源先生是最积极的支持者,并且担任当时三峡工程论证的负责人。但在1986年之后的三峡工程决策过程中,周培源先生则是反对派的领头人之一。有一次周培源先生乘船过葛洲坝船闸,葛洲坝工程局的一位同志陪他,周培源先生问他∶“过船闸要多长时间?”他们说∶“四十五分钟。”周培源先生上驾驶台问船长,船长说∶“一般要四个小时。”因为通常要待船只把闸填满后一起过。周培源等政协委员会坐的船,当然到了就过闸。笔者曾十多次经过葛洲坝船闸,从关闭闸门到排水或输水,再到打开闸门,一共只需要四十多分钟。但是加上等候的时间,就大不一样,长则3—4个小时,短则2小时,也有一次很幸运,一共只花了一个小时.和客船相比,货船过坝等候的时间更长.
  
  据不完全的统计,自1981年6月,葛洲坝工程的船闸投入运行以来,至1990年的10年时间中,二座大的船闸因事故抢修,正常和非正常检修,泄洪冲沙,造成停航的时间累积,算成双闸停航时间高达416天,加上运行期双闸断航36天,共452天,按此计算,葛洲坝工程因事故和工程本身的缺陷(泄洪冲沙),造成长江航运中断的时间高达12.4%.平均每年长江航运中断的时间达45天.其损失之大,难以估算.下面仅举几例:1981年9月1日,三号船闸人字门启闭机发生故障,停航40天。1982年8月2日,二号船闸左下人字门顶板拉杆断裂,重达600吨的门发生倾斜,当时也正值三号船闸大修(三号船闸刚投产不久就要大修),导致长江干线航运受阻,积压的船只达600艘.1982年10月,刚刚大修完毕的三号船闸连动失控,上人字门发生夹船事故,被迫停航修理41天。15年来,二号船闸挡船索装置曾四次被撞断,四次被迫停航检修。三座船闸上下六道人字门,多次被船驳碰撞,12扇门翼,无一幸免。门体的背拉杆被撞变形,根本无法修复。
  
  近年来发生最严重的事故为1997年3月8日,葛洲坝工程的二号船闸下首的人字门发生故障。为了维持长江航运的通航,二号船闸冒着会发生重大航运事故的风险,带病运行.但是到了3月11日,二号船闸不得不被迫停航检修.由于三号船闸也在进行六年一次的大修,长江航运只能依靠剩下的一号船闸.长江主要货物航运实际上已经中断.从3月11日到3月29日,葛洲坝大坝上下游共积压船驳几百只(一说近千只),这对近年来一直发展不顺的长江航运打击极大,后果不可估量.这个恶性事故,中国的主要报刊电台均未作报导,害怕影响到正在施工的长江三峡工程.
  
  葛洲坝工程单向设计通过能力为每年5000万吨。这个设计通过能力,从来没有达到过,也不可能达到.葛洲坝工程的船闸自1981年6月投入运行以来,至2001年6月,共运行20年,累计运行22.8万多闸次,平均每年约1.1万闸次,每天30闸次,每个船闸每天10闸次,每个船闸每天单向5闸次;20年来,通过各类船舶144万多艘次,货运量1.7亿多吨,输送旅客6133万多人次.这20年的双向货物总运量1.7亿多吨,如果上下行货物以1∶2计算的话,这20年下行货物总计1.13亿吨,平均每年下行通过能力560万吨,离单向设计通过能力每年5000万吨相去甚远.在这20年间,平均每闸通过的货运量仅为746吨,仅为三峡工程论证中所采用的每闸通过的货运量12000吨的百分之六!
  
  按葛洲坝工程船闸1981年—2001年的运输管理水平和船队的构成,葛洲坝工程船闸要达到设计能力每年单向通过5000万吨,则每年要开闸13.4万闸次,每天367闸次,每个船闸每天122闸次.就是每个船闸都不出事故,365天一分钟也不停,通过船闸的时间最多不能超过12分钟.葛洲坝工程船闸的设计通过时间为45分钟,可见葛洲坝工程船闸的设计通过能力(远景)每年单向通过5000万吨根本不可能达到!
  
  由于葛洲坝工程建设在前,三峡工程建设在后,这就给长江航运造成了许多新的问题.比如,在三峡工程建成之后,由于泥沙在三峡水库中的沉积,下泄的江水中的泥沙量减少,同样葛洲坝的下泄的江水中的泥沙量也相应减少,将挖深大坝下游的河道.这本来对长江航运是好事,但是同样也会造成在枯水季节葛洲坝船闸下游航道水深不足的问题.葛洲坝船闸下游航道水深不足,也会使下游的船只无法进入船闸,上游的船只无法离开船闸进入下游航,由此造成长江航运中断。按照三峡工程论证,在枯水期间三峡水库必须增加下泄水量,才能增加葛洲坝船闸下游航道的水深,以保证船闸的使用。但是根据2002年至2003年冬春发生的长江上游水量不足的问题来分析,三峡工程的这个措施可能只是纸上谈兵。又比如,未来葛洲坝水库的通航问题,特别是接近三峡大坝处的航道通航安全问题。由于三峡水库是日调节水库,在丰水期水库泄水主要是根据发电的需要来决定,泄水量变化大,这会引起葛洲坝水库水位的大变化,给航运造成很大困难。考虑到三峡大坝要利用丰水期来冲沙,以及下泄水所造成的波浪的影响,未来葛洲坝水库航道的通航安全也将成为大问题。
  
  造成长江航运中断的直接原因——升船机的难产
  
  从2003年4月10日到6月15日三峡大坝处长江航运中断。如果三峡工程可行性论证报告曾保证在大坝施工期间长江航运将畅通无阻。三峡工程可行性论证报告提出三峡工程必须在1999年之前完成三峡升船机的施工与投产,以保证道流明渠被截流时(就是2002年长江第二次截流后)和临时船闸停止通航(2003年4月15日后)担任支撑长江航运的任务,以保证航运不中断。
  
  当时全国政协委员陆钦侃先生就指出了三峡工程升船机的技术问题。陆钦侃认为,三峡工程有些重大技术,超过我国和国际现有水平,其中垂直升船机.需要慎重对待.但是在1990年7月6日举行的国务院三峡工程可行性论证报告会上,三峡工程论证领导小组技术总负责人潘家铮说∶“工程建设中需要解决的技术难题,包括这几年提出的一些有疑虑的问题,各有关专家已作出明确的结论,技术上没有不可逾越的障碍,兴建三峡工程技术上是可行的。”就在1992年4月全国人民代表大会审批兴建三峡工程议案前,在1992年2—3月,邹家华副总理还专门召开会议讨论三峡大坝施工期间的长江通航问题和三峡升船机的建造问题。如果国务院向全国人民代表指出三峡大坝将造成长江断航的可能,三峡工程可能难以通过审批。所以国务院的提案报告中就有意回避了这个问题。
  
  但是就在全国人民代表大会批准了兴建三峡工程的提案后,升船机的设计、制造、施工与投产就被推迟,因为当时三峡工程确实还不掌握升船机技术。
  
  一、升船机和它的作用
  
  简单地说,升船机就是一架大电梯。电梯塔的上部是定滑轮,滑轮上挂有钢丝绳,钢丝绳的一端系着一个装满水的大水箱,叫盛船箱,钢丝绳的另一端系着和大水箱一样重的水泥块,盛船箱往上升,水泥块就往下降;反之,盛船箱往下降,水泥块就往上升。由于钢丝绳两边的重量一样,所以只要在任何一边施加很小的力,就可以使盛船箱上升下降。当盛船箱下降到与坝下水位一致时,打开箱门,上行的轮船进入盛船箱,关闭箱门,盛船箱上升。由于轮船进入盛船箱时所排出的水量与轮船重量一样,所以盛船箱的重量不变。当盛船箱上升到与坝上水位一致时,打开另一侧的箱门,上行的轮船驶出盛船箱,这样轮船就克服了三峡大坝所造成的人为水位差,航运也不会因为大坝而中断。此时下行的轮船又进入盛船箱。一下一上,帮助轮船克服水位差。升船机的原理很简单,模型制造也简单。关键问题是升船机的规模和运行的安全。
  
  三峡大坝上下游水位相差113米,三峡工程升船机的提升高度为113米(相当于40层楼高,每层楼以2.75米计);盛船箱和水以及船的重量为11300吨,另一端的水泥块重量也为11300吨。三峡升船机承船厢长120米,宽18米,船厢水深3.5米,可以装载一艘3000吨客货轮或一条895千瓦的顶推轮带一条1500吨的驳船。根据三峡工程论证,利用升船机过坝,只需要30分钟,比利用三峡五级船闸要节省很多时间.
  
  三峡升船机的任务有两个∶一是永久通航,为客班轮,旅游船,工程船,公务船及运送鲜活货的货轮等船舶提供快速过坝的通道;二是保证三峡工程施工期间长江通航.
  
  参加三峡工程航运组论证的石衡工程师认为∶“三峡工程通航建筑物的垂直升船机,是条供船舶快速过坝的通道,除客班轮使用外,还可适应运送鲜活货等快速物资以及通过旅游船,工程船,公务船等的需要.1987年上行和下行通过葛洲坝船闸的客班轮已达774艘次,今后还会有较大的发展.运送快速物资的货轮,一旦发展起来就会很快增长.如果没有升船机这一通道,所有上述船舶均通过船闸,不仅每次过坝时间要增加四五倍(初步计算通过升船机升约需半个小时,通过连续五级梯级船闸约需2.5小时),而且势必影响船闸的通过能力.因此,三峡工程永久通航建筑物要设置两线船闸和一线升船机。
  
  二、中国制造升船机的经验
  
  到三峡工程论证时,国内已建成的最大升船机为丹江口升船机,其形式为斜坡和垂直相结合的干式升船机。干式升船机是将船驳固定在不盛水的承船厢内设有弹性支承的承台上。然后用卷扬机把承船厢和船只拉上斜坡。接着用卷扬机把承船厢垂直拉高,超过大坝坝顶的高度,最后利用行车越过大坝,再用卷扬机把承船厢放入大坝上游的水库中。原理就是利用机械动力,使船只飞越大坝,完成过坝任务。丹江口升船机承船厢加船舶共450吨(三峡升船机承船厢为11300吨),可通过150吨船舶(三峡升船机提升的船只的重量为3000吨),年过坝能力83万吨。从丹江口升船机到三峡升船机是个货真价实的“大跃进”。
  
  三、三峡升船机与国际上最大的升船机相比
  
  目前世界上已经建成的最大的湿式垂直平衡重升船机,位于德国吕内堡(汉堡附近).该升船机承船厢总重为5720吨(三峡工程升船机为11300吨),过坝船只重量为1350吨(三峡工程升船机的过坝船只为3500吨),最大提升高度为38米(三峡工程升船机最大提升高度为113米),吕内堡升船机的一次过坝时间为20余分钟(三峡工程升船机设计过坝时间为30分钟).吕内堡的升船机是建立在人工运河上的,上下航道的水位变幅很小,而长江三峡工程升船机航道水位变幅大达40米(海拔135米——175米),而且变化快,下游航道水位的最大变化达每小时1米,升船机闸门和运行很难适应这样大的变化。
  
  在三峡工程论证期间,曾派出一个考察团到欧洲去考察升船机,走马观花一番,就得出这样的结论∶经过科研试验和国外考察,均已有解决措施,可以立足国内制造.为使工作做得落实可靠,已组织了国内十六个科研单位,大专院校,制造厂对若干技术难题进行攻关.同时,还选择了清江隔河岩水电站垂直升船机作为中间试验机.此外还就三峡升船机的技术问题与国内外专家进行了技术交流河技术咨询,认为三峡升船机设计方案是可行的,存在的问题可以解决的.可惜在三峡工程论证报告中,连升船机的示意图都没有画对。就是给全国人民代表观看的三峡大坝模型中,升船机的部分也是错误的。
  
  四、直到2002年三峡工程才完成升船机的设计
  
  按照三峡工程论证,升船机必须在三峡工程施工1999年末建成投入运行,和导流明渠,临时船闸一起保证施工期间长江航运的畅通。在1992年4月全国人民代表大会批准了三峡工程后,在同年工程初步设计阶段,有关人员根本无法拿出可行的设计方案,因此建议将升船机的投产时间推迟到2003年,并建议将升船机上游起始通航水位由初步设计65.7米抬高到135.0米,以降低升船机水工建筑物和设备制造的技术难度,进一步提高升船机的安全度,可靠性和改善升船机的整体运行条件.该建议获得国务院三峡工程建设委员会的正式批准.这样升船机就不可能参加施工期通航。
  
  施工期能否保证长江通航的问题,在三峡工程论证时曾是一个很重要的问题.如果当时就提出施工期间不能保证长江通航,这个工程方案可能会被拒绝.但是在批准三峡工程之后,情况就不同了.全国人民代表大会对三峡工程在批准之后,发生了什么变化,根本没有检查的权利.事实证明,在论证期间认为三峡升船机技术上是可行的,可以保证施工期长江的通航,是假话.林彪说过∶“不说假话办不成大事.”所以国务院三峡工程建设委员会对三峡升船机技术上是可行的这个错误论证,根本也没有追查行政和技术责任.
  
  1993年又派出升船机考察组到欧洲来考察升船机。这次看得比上一次要仔细一点。问题的关键不在于升船机的原理,而在于升船机的规模,由于规模太大,在制造技术和工艺上有很多困难,特别是升船机的安全保险装置。所以就提出,既然安全保险装置制造有困难,就省掉保险装置,只利用钢丝绳的保险系数。
  
  但是在三峡升船机招标设计阶段中,没有一个企业能拿出像样的投标书,来证明三峡工程论证的结论“三峡升船机设计方案是可行的,存在的问题是可以解决的”是正确的,连国外的企业也不敢。所以国务院三峡工程建设委员会不得不作出决定,将升船机的制造和投产再次地推迟.当然国务院三峡工程建设委员会不敢直接指明,升船机的制造和投产是由于技术上不可行而推迟的,他们必须另外找借口∶“国家主管部门对长江航运现状的认识和永久船闸在投入运行初期能满足通过能力方面尚有一定余富等因素的考虑,为进一步优化建设资金分配,决定将升船机投入运行时间进一步推迟到2009年或稍后,并根据水库运行调度安排,决定将升船机上游起始通航水位进一步抬高至145.0米,升船机仅作为枢纽后期(上游通航水位为145—175米)运行的永久通航设备.”。国务院三峡工程建设委员会的这个理由显然不能成立,因为三峡船闸和升船机担当完全不同的运输任务,尽管长江航运货运的增长与三峡工程论证时的预测相去甚远(三峡工程论证错误的又一实例),但是客运部分,特别是旅游船部分(告别三峡游),增长颇快,对升船机的要求不是减小了,而是增加了.
  
  后来朱容基总理访问德国时,向德国政府提出要求,要求德国专家帮助解决三峡工程升船机问题。1999年10月下旬,三峡总公司副经理贺恭到德国,具体商量德国专家参加三峡工程升船机主体部分的可行性研究。
  
  就在这时中国传来了一个好消息,中国三峡总公司郑大迪高级工程师解决了世界难题,创造了水力浮动式转矩平衡重升船机.说是这种升船机靠水的浮力,改变了传统升船机的运行原理,特设的平衡重装置,集中了平衡、提升、同步和安全制动四种功能于一体,无论在什么情况下,这种升船机都十分安全,解决了人民长期关心的安全问题。为此钱正英女士也匆匆赶去观看。其实水力浮动式升船机,也是传统升船机的运行原理之一,德国瓦特鲁普升船机,就是水力浮动式升船机。这只升船机能提升1500吨的船,承船厢及船只共3100吨,但是提升高度只有14米。
  
  直到2003年初,太原重工集团和河海大学才提出三峡升船机方案,在2月21日至23日,中国三峡总公司在北京召开了《长江三峡水利枢纽垂直升船机主体部分方案比选报告》审查会。
  
  在三峡工程批准后的第11年,中国三峡总公司才完成升船机的方案。升船机将采用齿轮齿条爬升、长螺母柱短螺杆安全装置。三峡升船机将在2005年开始制造施工,计划2009年能投入运行。在这之前,通过三峡大坝的客轮只能通过五级船闸才能克服大坝造成的水位差。
  
  在前面的文章中已经介绍了五级船闸的特性和它的缺点,所以在今后旅客在三峡大坝等候过坝和过坝的时间将长达平均5—7小时。这么长的时间将使长江客运失去竞争能力。
  
  


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