執(zhí)著水電夢(mèng)

遍布中國(guó)大地的近10萬(wàn)座水壩，如同“定水神針”屹立在群山江河間，守護(hù)著一片又一片家園。巍峨屹立的大壩，是人類智慧和勇氣的結(jié)晶，是設(shè)計(jì)和建設(shè)者用堅(jiān)韌和智心創(chuàng)造的雄偉奇跡。作為奇跡的創(chuàng)造者之一，中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司副總工程師金偉從事水利水電設(shè)計(jì)已29年，他先后主持和參與40余座大中型水電水利工程的設(shè)計(jì)和病險(xiǎn)、震害工程的治理工作，是世界最高土石壩兩河口水電站、世界最大混蓄兩河口混合式抽水蓄能電站、牙根二級(jí)水電站等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人。他率隊(duì)攻克了特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)、深厚覆蓋層滲流控制理論及關(guān)鍵技術(shù)等世界級(jí)難題，建成的兩座特高土石壩獲評(píng)國(guó)際里程碑工程。2019年金偉被授予“中央企業(yè)勞動(dòng)模范”稱號(hào)，2024年他成為四川省工程勘察設(shè)計(jì)大師。

對(duì)金偉來(lái)說(shuō)，榮譽(yù)、成績(jī)是對(duì)過(guò)去的總結(jié)，更是對(duì)他的鼓勵(lì)。未來(lái)，除深化研究超深厚覆蓋層滲流控制、超高土石壩筑壩關(guān)鍵技術(shù)外，他還將開展大型流域混合式抽水蓄能電站關(guān)鍵技術(shù)研究，服務(wù)全球最大水風(fēng)光互補(bǔ)基地建設(shè)，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)出力獻(xiàn)策。偉大的時(shí)代造就偉大的工程，偉大的工程是集體智慧的結(jié)晶。以服務(wù)國(guó)家重大需求為己任，金偉正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，以創(chuàng)新為魂，與時(shí)代共進(jìn)。

水電情懷縈繞心頭

俯視大壩下方的水流，看它們咆哮著向前沖去，童年的金偉對(duì)此事總是樂(lè)此不疲。在水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院長(zhǎng)大，對(duì)大壩他有別樣的感情。

金偉的父親是水電工程師，20世紀(jì)70年代，我國(guó)自主修建了白山水電站，父親正是它的主要設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人之一。親眼目睹大壩雄姿，聽父輩講述建壩故事，熟知大禹治水、李冰父子治水的歷史典故，耳濡目染，水電情懷早早在金偉心頭縈繞。1991年考大學(xué)時(shí)，國(guó)家大的水電基建工程還未全面開展，金偉就毅然報(bào)考了河海大學(xué)工程力學(xué)系。

河海大學(xué)當(dāng)時(shí)是水利部所屬重點(diǎn)院校，工程力學(xué)是學(xué)校的拳頭專業(yè)。國(guó)內(nèi)工程可靠度理論的創(chuàng)始人之一吳世偉是系主任。力學(xué)家、教育學(xué)家、兩院院士徐芝綸的著作《彈性力學(xué)》曾作為教材被各大高校力學(xué)系采用。系里有108個(gè)老師，107個(gè)學(xué)生，師資力量足以能關(guān)注到每個(gè)學(xué)生的成長(zhǎng)。老師們水平高，講課感染力強(qiáng)，激起了大家對(duì)知識(shí)的探索欲。有一大批教授不僅做科學(xué)研究，還與工程實(shí)踐結(jié)合緊密，這樣大家不僅筑牢了基礎(chǔ)知識(shí)，還早早有了理論聯(lián)系實(shí)踐的意識(shí)。

畢業(yè)前的1994年，金偉參加葛洲壩的工程實(shí)踐活動(dòng)。位于中國(guó)湖北省宜昌市境內(nèi)的葛洲壩是長(zhǎng)江上第一座大型水電站。“葛洲壩除了能夠泄洪防澇，還能利用長(zhǎng)江水力進(jìn)行發(fā)電。如果乘著萬(wàn)噸巨輪過(guò)葛洲壩，可以親眼目睹巨大的輪船通過(guò)大壩的水位調(diào)節(jié)，在轉(zhuǎn)眼間上升幾十米的場(chǎng)面。而葛洲壩泄洪時(shí)的磅礴氣勢(shì)令人震撼。”泄洪時(shí)迸發(fā)的波濤和巨大的水聲將金偉拉回小時(shí)候，他一如既往地著迷于這種觸動(dòng)人心的大型工程。正因如此，設(shè)計(jì)修建大壩，從事水利水電事業(yè)，就成為他心中一個(gè)清澈的夢(mèng)想。

持續(xù)沖擊新高度

帶著對(duì)事業(yè)的向往和追求，金偉成了一名水利水電人。畢業(yè)后，他先到水利部東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院水工處工作近10年。2005年，在西部大開發(fā)和西電東送國(guó)家西部水利水電大開發(fā)背景下，他來(lái)到成都，在中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司任職至今，完成了一個(gè)又一個(gè)大工程項(xiàng)目。

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)水電資源大約7成在西南，而西南的7成在四川，金偉坦言，到四川是因?yàn)樗恢庇兴Υ蠊こ糖閼选５匠啥紩r(shí)，他趕上了土石壩壩型的蓬勃發(fā)展。四川甚至西南地區(qū)能源電力水電發(fā)電占比極高，但又缺少具有年調(diào)節(jié)能力的大水庫(kù)，導(dǎo)致完成冬季電力保供困難極大，嚴(yán)重影響四川經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而具備年調(diào)節(jié)能力的大水庫(kù)又在川內(nèi)雅礱江、大渡河和金沙江等流域上游，需要建造特高大壩形成超大水庫(kù)。由于地形地質(zhì)條件制約和土石壩適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，大壩壩型多采用土石壩，故突破特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)已迫在眉睫。

在東北時(shí)，金偉的工作正是以設(shè)計(jì)建造高土石壩工程為主，在黑龍江建的蓮花水電站，是當(dāng)時(shí)東北最大的在建水電站，也是第一個(gè)建在寒冷地區(qū)的高土石壩工程。包括設(shè)計(jì)、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)期間的工程處理，金偉投入到大壩全生命周期的問(wèn)題解決中。

“東北大工程的建設(shè)要早于西南，隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間加長(zhǎng)，一些問(wèn)題相繼暴露，如滲漏風(fēng)險(xiǎn)、變形風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際上相比建成大壩，我們?cè)趩?wèn)題的解決中收獲得更多。當(dāng)時(shí)有個(gè)概念，做水電大型工程項(xiàng)目，只做前期研究，沒(méi)做過(guò)技施，相當(dāng)于紙上談兵。關(guān)注大型水利水電工程全生命周期的設(shè)計(jì)施工問(wèn)題，會(huì)將問(wèn)題看得更遠(yuǎn)、更深刻。”金偉說(shuō)。

雖然在早年的高土石壩設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中金偉已積攢了經(jīng)驗(yàn)，在成都院也參與了川內(nèi)大流域高土石壩的高度從百米級(jí)到接近兩百米級(jí)的快速發(fā)展，但作為設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人承擔(dān)起兩河口水電站的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，他還是感到困難重重。位于我國(guó)四川省甘孜州雅江縣的雅礱江上的兩河口水電站，是我國(guó)海拔最高的百萬(wàn)千瓦級(jí)水電站。水電站的壩高達(dá)到303米，比三峽大壩還高出122米，是目前已建成世界第一高的土石壩水電站。在海拔3000米的高原上，建起一座如此高的水電站，其復(fù)雜性可見一斑。

巖石風(fēng)化卸荷強(qiáng)烈、料源條件差的天然防滲土料、冬季防滲土料日凍融條件、超高流速泄洪建筑物、超高工程邊坡、高烈度地震條件的抗震加固、超大變形和超長(zhǎng)量程的監(jiān)測(cè)等高海拔特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)難題已超出國(guó)內(nèi)外已建高土石壩工程的認(rèn)知，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，理論研究也走向瓶頸。

而近年來(lái)深厚覆蓋層壩基上的水電工程相繼出現(xiàn)了滲漏和滲透穩(wěn)定問(wèn)題，即將建設(shè)的水電站壩基覆蓋層深度越來(lái)越高，技術(shù)難度遠(yuǎn)超已建工程水平，深厚覆蓋層的滲流控制和安全成為我國(guó)水電開發(fā)的重大技術(shù)瓶頸。

面對(duì)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，金偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)迎難而上，充分發(fā)揮強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的優(yōu)勢(shì)，邀請(qǐng)專家院士現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持下，突破了高海拔特高土石壩建造的一系列關(guān)鍵技術(shù)難題和深厚覆蓋層滲流控制理論及關(guān)鍵技術(shù)難題，并實(shí)現(xiàn)了技術(shù)精細(xì)化、智能化的飛躍，成功建成了我國(guó)最高土石壩。

在高海拔特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方面，金偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了高土石壩心墻剪切滲漏控制理論和分析方法，將心墻體型和料源設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)定性提升到科學(xué)定量；提出了特高土石壩計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法；建立了特高土石壩抗震分析和加固技術(shù)；研發(fā)了土料場(chǎng)數(shù)字化勘察和高效改良工藝，解決了土料施工損耗和質(zhì)量控制的難題；研發(fā)并成功應(yīng)用了凍融防控一體化監(jiān)測(cè)體系和全流程施工成套技術(shù)，開創(chuàng)了高海拔地區(qū)冬季心墻大規(guī)模連續(xù)施工的先例。

研究成果獲得中國(guó)大壩學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)7項(xiàng)，應(yīng)用于兩河口等工程，取得直接和間接經(jīng)濟(jì)效益55億元。成果被選為四川省10個(gè)重大高新技術(shù)推廣項(xiàng)目，還被中央十套《創(chuàng)新進(jìn)行時(shí)》欄目專題報(bào)道。馬洪琪、鐘登華等院士評(píng)價(jià)“成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，推動(dòng)我國(guó)高土石壩技術(shù)邁上新臺(tái)階”。

在深厚覆蓋層滲流控制理論及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方面，金偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)結(jié)合病險(xiǎn)壩滲漏治理的工程實(shí)踐，提出了天然砂礫石覆蓋層內(nèi)部滲流侵蝕的分析理論和方法，形成了內(nèi)部侵蝕和出口破壞風(fēng)險(xiǎn)雙控的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，推進(jìn)了深厚覆蓋層防滲體系由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)展為理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)；研發(fā)了高壓動(dòng)水條件下覆蓋層深部（150米級(jí)）滲漏處置的難題。

研究成果應(yīng)用于瀘定等近10座滲漏處理工程，化解了對(duì)下游數(shù)十萬(wàn)群眾生命財(cái)產(chǎn)的威脅，創(chuàng)造發(fā)電效益超25億元。張建民等院士評(píng)價(jià)“研究成果對(duì)于西藏深厚覆蓋層水電工程建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義”。

兩河口水電站建設(shè)的多項(xiàng)關(guān)鍵工程特性指標(biāo)位居國(guó)內(nèi)外同類型項(xiàng)目前列，是我國(guó)水電開發(fā)向高海拔寒冷地區(qū)發(fā)展的標(biāo)志性工程，在世界水電建設(shè)史上具有里程碑意義。兩河口水電站的系列創(chuàng)新成果提升了300米級(jí)特高土石壩建設(shè)水平，推動(dòng)了我國(guó)高土石壩技術(shù)邁上新臺(tái)階。目前雙江口水電站大壩填筑也已超過(guò)100米，其最大壩高達(dá)314米，未來(lái)將重新定義世界最高壩。此外，瀾滄江如美大壩、金沙江拉哇大壩等也正在建設(shè)中。正是高土石壩建造技術(shù)的飛速發(fā)展，讓古老的土石壩煥發(fā)新活力，持續(xù)沖擊新的高度。

服務(wù)國(guó)家重大需求

從1965年選址規(guī)劃到2021年正式投入發(fā)電，兩河口水電站的設(shè)計(jì)建造歷時(shí)近50年。參與其中的人，長(zhǎng)期堅(jiān)守在高寒缺氧之地，為工程的順利推進(jìn)付出了很多。

作為兩河口水電站的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，金偉常年在外奔波，對(duì)家庭的投入極少，他常將工程進(jìn)展作為時(shí)間坐標(biāo)，記錄著家里發(fā)生的大事。金偉今年51歲，結(jié)婚雖早，但孩子要得晚。“兩河口工程似乎與我的生活息息相關(guān)，2014年9月工程核準(zhǔn)全面開工，2015年3月我的孩子出生，工程2021年投入發(fā)電，孩子也在那年上了小學(xué)。”

為工作舍小家，是水利水電人不得不做出的取舍。而環(huán)境對(duì)身體的挑戰(zhàn)、工作本身的壓力，是他們需要直面的問(wèn)題。在高海拔地區(qū)行走，人會(huì)出現(xiàn)不同程度的高原反應(yīng)，尤其高原反應(yīng)讓大家夜晚很難入睡。“夏天睡覺(jué)像踢足球，冬天像打籃球，像一場(chǎng)比賽分好幾局，夜晚入睡也要經(jīng)歷睡了醒、醒了睡的多次折騰。”金偉說(shuō)。

水利水電是系統(tǒng)性工程，設(shè)計(jì)建設(shè)要求精細(xì)化。兩河口工程設(shè)計(jì)建設(shè)涉及60余個(gè)專業(yè)，國(guó)內(nèi)幾百家科研單位參與，帶領(lǐng)大團(tuán)隊(duì)進(jìn)行攻關(guān)，金偉不僅要融會(huì)貫通各種知識(shí)，還要在不同單位間做協(xié)調(diào)。盡管工作的復(fù)雜性讓他面臨巨大壓力，但憑扎實(shí)的積累、堅(jiān)韌的毅力，他還是帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)出色完成了任務(wù)。

創(chuàng)新無(wú)止境。金偉團(tuán)隊(duì)雖已取得了眾多領(lǐng)先國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際的科研突破，但他坦言應(yīng)對(duì)未來(lái)川藏地區(qū)的水電開發(fā)難題，他們面臨著更大挑戰(zhàn)。水利水電工程具有非定型特征，地形、地質(zhì)條件不同決定了每個(gè)工程都有其獨(dú)特性，因此前面工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)并不適用于后面的工程實(shí)踐，這就需要不斷突破，提高設(shè)計(jì)建設(shè)水平。

作為高土石壩領(lǐng)域科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人，依托金偉勞模工作室、四川省水風(fēng)光儲(chǔ)清潔能源開發(fā)創(chuàng)新中心等科研平臺(tái)，無(wú)論在基礎(chǔ)理論創(chuàng)新還是解決工程實(shí)際問(wèn)題上，金偉都有信心做到更好。

繼續(xù)服務(wù)國(guó)家重大需求，未來(lái)5年，除在超高土石壩筑壩關(guān)鍵技術(shù)、超深厚覆蓋層滲流控制方面繼續(xù)深入研究外，金偉還將開展大型流域混合式抽水蓄能電站與梯級(jí)水電協(xié)同優(yōu)化安全運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究。

金偉介紹，加快發(fā)展抽水蓄能是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切要求，是黨中央、國(guó)務(wù)院做出的重大決策部署。大型混合式抽水蓄能電站聯(lián)合梯級(jí)水電站進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度，可極大提高消納新能源能力，增加新型電力系統(tǒng)靈活性，提升系統(tǒng)安全性。然而，混合式抽蓄電站在規(guī)劃建設(shè)上目前正處于起步階段，國(guó)內(nèi)也尚無(wú)投入運(yùn)行的案例，優(yōu)化協(xié)同運(yùn)行技術(shù)體系研究基本處于空白。

為此，作為兩河口世界最大混蓄電站的設(shè)計(jì)總工程師，金偉擬從規(guī)劃和運(yùn)行兩個(gè)層面，深入開展水動(dòng)力學(xué)響應(yīng)機(jī)理、梯級(jí)混合式抽蓄一體化協(xié)同運(yùn)行方法等研究，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白，指導(dǎo)大規(guī)模混合式抽水蓄能電站的建設(shè)和運(yùn)行。通過(guò)對(duì)接國(guó)內(nèi)科研院所和能源領(lǐng)軍企業(yè)，金偉將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)采用產(chǎn)學(xué)研結(jié)合方式共建聯(lián)合創(chuàng)新體、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)與合作，提升科技創(chuàng)新水平和科技成果轉(zhuǎn)化能力，積極參與打造清潔能源開發(fā)與利用原創(chuàng)技術(shù)策源地。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)也致力于加強(qiáng)與國(guó)外科研機(jī)構(gòu)的合作和交流，依托國(guó)際工程項(xiàng)目，提升創(chuàng)新能力，更好服務(wù)“一帶一路”倡議。

“水利水電工程項(xiàng)目的完成不是一個(gè)人的獨(dú)角戲，而是集體智慧的結(jié)晶。水利水電人也注定不是活在鮮花和掌聲中，在山水間勞碌一生、忍辱負(fù)重，大家只為無(wú)愧于心。”金偉說(shuō)。用一生的精力成就一部部好作品，正是金偉等千千萬(wàn)萬(wàn)水利水電人共同的職業(yè)追求。