賈金生：建壩儲水 利在千秋

王涵

“尋根溯源，人類的歷史離不開修建治水工程。我國傳說中有‘大禹治水，西方《圣經(jīng)》里則相信世界是從漂泊于洪水汪洋中的諾亞方舟上衍生而來的。人類從古至今，為了抵御洪水侵襲，為了灌溉取水，為了航運、漁業(yè)、發(fā)電等多種原因，一直在探索治水良方，治水理念也從堵住水、疏導水到儲泄水以求人水和諧的新階段，并由此伴生了各種水庫和大壩”，身為中國大壩工程學會副理事長兼秘書長的賈金生果然三句話離不開老本行。

多年來，他一直致力于水庫大壩建設(shè)與運行的關(guān)鍵技術(shù)、水庫調(diào)度以及生態(tài)環(huán)境保護等水利水電多方面的課題研究。在三峽、小灣、小浪底、水布埡、南水北調(diào)等世界級的水利水電工程建設(shè)與運行研究中，都能找到他的身影。

繼2015年憑借“水庫大壩安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項目榮獲國家科技進步獎一等獎之后，賈金生帶領(lǐng)著自己的團隊再接再厲，憑借著“高混凝土壩結(jié)構(gòu)安全關(guān)鍵技術(shù)研究與實踐”項目，再度站在了國家級的科技獎臺上，榮獲2016年度國家科技進步獎二等獎。

水庫大壩是國家綜合實力的體現(xiàn)

作為水利專家，賈金生經(jīng)常到都江堰去，他特別推崇這一建于兩千多年以前的綜合性水利工程。他向記者介紹，很多現(xiàn)代工程發(fā)揮的功能和解決的問題，諸如防洪、分水、泥沙以及如何管理維護，都江堰工程也都存在著，但是歷經(jīng)兩千多年依然保持功能完好，至今仍灌溉著1000多萬畝土地，造福著當?shù)厝嗣??！熬褪俏覀冏嫦鹊拇笾腔?，它代表了一種文明的高度”，每次賈金生都會受到很大的啟發(fā)，他說：“我們現(xiàn)在建的大壩一定要立足長遠，要打造像都江堰這樣千年的大壩工程，最大程度地造福人類！”

對世界大壩的功能統(tǒng)計表明，最常見的功能是灌溉，其次是發(fā)電、供水和防洪。在水利領(lǐng)域，大壩建設(shè)是一項十分重要的工程措施。我國的江河治理歷史悠久。但直到20世紀初期，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，才有了現(xiàn)代意義上的大壩。根據(jù)1950年國際大壩委員會統(tǒng)計資料，全球5268座水庫大壩（壩高高于15米）中，中國僅有22座，數(shù)量極其有限，處于非常落后的階段。但是1950年之后，特別是改革開放以來的30多年間，國家投入了大量財力和人力，在我們水利工作者的努力攻關(guān)下，我國的水庫大壩建設(shè)和壩工技術(shù)都有了突飛猛進的發(fā)展。

目前，我國已建成的大壩數(shù)量位居世界首位，在筑壩技術(shù)的許多領(lǐng)域也有較高的水平。在未來相當長的時間內(nèi)，我國水庫大壩建設(shè)任務(wù)依然非常繁重。賈金生說：“大壩建設(shè)關(guān)系人民生命財產(chǎn)安全，必須科學論證，精心設(shè)計，精心施工，確保萬無一失。同時，還要十分重視對生態(tài)環(huán)境的影響，做到人與自然和諧共處?！?/p>

聯(lián)合國曾經(jīng)定義過一個人類發(fā)展指數(shù)，以綜合反映各國人均的GDP、壽命和教育水平。當把各國人類發(fā)展指數(shù)與人均水庫庫容進行比較時可以發(fā)現(xiàn)，對絕大多數(shù)國家而言，一個國家的水庫大壩發(fā)展水平與國家人類發(fā)展水平是呈正比例的。這更印證了賈金生所表達的觀點：水庫大壩不僅僅是一項建筑工程，更是一個國家的綜合實力體現(xiàn)！

別人交的學費，我們要吸取教訓

賈金生向記者介紹，1900年以前壩高超過30米的大壩只有31座，最高的也只有60米。目前世界上已建在建200米以上的高壩有77座，我國就有20座。從某種程度上說，壩高體現(xiàn)了技術(shù)水平，同時高壩也意味著高風險。

風險的一個重要內(nèi)容就是不確定性事件的影響。針對重大不確定風險，既要不斷創(chuàng)新，也應(yīng)在方案的選擇上慎之又慎。日本福島核電站事故在極端自然災害下的安全問題上給全世界上了一課，事故之后，日本35%的電力供應(yīng)受到影響。由于面臨諸多不確定性，因此關(guān)于地震、海嘯對于重大工程的影響要引起高度重視?，F(xiàn)在我國的水電開發(fā)多集中在地震頻發(fā)、地質(zhì)條件惡劣的西部.不確定性因素更為突出，這更需要我們通過提高標準和安全度來規(guī)避風險。

賈金生舉了幾個例子，在高壩大庫發(fā)展走在前面的一些國家，在他們的發(fā)展進程中都曾付出過昂貴的學費。瑞士在上世紀50～60年代的水電發(fā)展過程中潰了幾個土石壩，于是后期發(fā)展大多都采用了混凝土結(jié)構(gòu)。奧地利在發(fā)展高拱壩的過程中由于對不確定性問題認識不清，過于追求經(jīng)濟和節(jié)省，上世紀70年代建起的幾座大壩，運行中接連出現(xiàn)了大壩開裂、地基拉裂的險情。而前蘇聯(lián)曾在一段時期內(nèi)引領(lǐng)了世界壩工技術(shù)潮流，但是薩揚·舒申斯克水電站運行初期遭遇長達兩年漏水堵不住的事故后，引起了上下的一片驚慌并嚴重影響了發(fā)展。

前車之鑒，后車之覆。我國目前正在集中建設(shè)200米甚至300米量級的高壩大庫，應(yīng)該認真吸取其他國家發(fā)生事故的教訓，在加強安全風險管理方面更下功夫。

雖然我國現(xiàn)在各種壩型都達到了引領(lǐng)世界先進水平的程度，但是在賈金生看來還不可過于自信，應(yīng)該結(jié)合我國工程建設(shè)實際加大相應(yīng)標準的合理性研究，要加強措施和方案選擇的研究，像三峽、二灘等重大工程，運行兩三百年甚至更長時間都是有可能的，但是在幾百年的運轉(zhuǎn)過程中會遇到各式各樣的問題，比如大壩會不會高壓水劈裂、在強地震烈度區(qū)會不會破壞、會不會漏水堵不住等等問題，一定要做到未雨綢繆。

創(chuàng)新驅(qū)動，以科技助力大壩安全

大壩的安全運行始終是效益發(fā)揮的首要條件，也是必要條件，賈金生坦誠地講：“水壩凝結(jié)了大量水利人的心血，它的安全也一直是公眾關(guān)注的焦點。所以像我們這樣的從業(yè)者無時無刻不在思考如何提高大壩安全保障的問題！”隨著我國經(jīng)濟水平和科技水平的飛躍發(fā)展，賈金生越來越意識到，科技是提升核心競爭力的決定性因素，而創(chuàng)新是提高科技水平的關(guān)鍵。科技創(chuàng)新是加快水利水電改革發(fā)展的必由之路，也必須依靠科技創(chuàng)新才能打造出新一代大壩的安全堡壘。

混凝土壩作為世界高壩建設(shè)的主要壩型之一，歐美在引領(lǐng)混凝土大壩建設(shè)過程中都曾發(fā)生過嚴重開裂漏水、潰壩等重大事故，造成了巨大的生命財產(chǎn)損失。這表明混凝土大壩安全問題尚未得到根本解決。自從上世紀90年代以來，在國家科技支撐等重大科研項目支持下，賈金生率領(lǐng)著他的團隊圍繞高混凝土壩結(jié)構(gòu)安全核心問題，通過20多年艱苦卓絕的科研攻關(guān)，取得了一系列突破性的研究成果。

首先提出了基于大壩真實性態(tài)的設(shè)計新理念。針對國內(nèi)外以材料力學、剛體極限平衡法為基礎(chǔ)設(shè)計200米以上高混凝土壩存在的問題，提出了有限元等效應(yīng)力、變形體時程動態(tài)穩(wěn)定、高壓水劈裂等分析方法及控制標準，取得重大技術(shù)突破。

其次發(fā)現(xiàn)了多元膠凝粉體的緊密堆積和復合膠凝效應(yīng)，基于該發(fā)現(xiàn)提出了配制高壩混凝土的新方法，解決了傳統(tǒng)方法配制混凝土時高強度與高抗裂、高耐久難以兼顧的難題。

另外還提出了施工防裂智能監(jiān)控新方法，創(chuàng)立了高混凝土壩安全、優(yōu)質(zhì)、高效成套施工技術(shù)。實現(xiàn)了混凝土拌制入倉、倉面環(huán)境控制、通水冷卻、表面保護全過程智能監(jiān)控，全面提升了溫和區(qū)與高寒、大溫差區(qū)混凝土壩施工防裂水平。

最后，賈金生和他的團隊還提出了高混凝土壩后期溫升、混凝土性能衰減預測等9個模型，開發(fā)了混凝土壩真實性態(tài)仿真平臺。實現(xiàn)了大壩從混凝土澆筑、運行、到老化全生命期仿真與預測，解決了高混凝土壩性態(tài)預測誤差大的難題。

賈金生和團隊的以上成果已經(jīng)應(yīng)用于三峽巨型工程和錦屏一級、小灣等300米級特高壩工程，為這些世界級工程的成功建設(shè)做出了重要貢獻，也為南水北調(diào)中線水源工程丹江口大壩的加高提供了重要技術(shù)支撐。

正所謂：水利興則倉廩實、農(nóng)業(yè)穩(wěn)、民安居、市井美。建壩儲水是一項功在當代，利在千秋的事業(yè)。水利工程在社會經(jīng)濟發(fā)展和人民群眾生產(chǎn)生活中的作用不言而喻。未來擺在賈金生和他團隊面前的課題是如何將可持續(xù)發(fā)展的治水道路走下去，如何大力推進“民生水利”和水利現(xiàn)代化，他一定會交上一份滿意的答卷。