葛洲壩水利樞紐
一、工程概括
葛洲壩水利樞紐是長(zhǎng)江干流上興建的第一座大型水利水電樞紐工程。它是長(zhǎng)江三峽水利樞紐反調(diào)節(jié)水庫和航運(yùn)梯級(jí)，具有發(fā)電、航運(yùn)、旅游等綜合效益。同時(shí)修建葛洲壩工程也為興建三峽水利樞紐作實(shí)戰(zhàn)準(zhǔn)備。
葛洲壩水電站系徑流式電站，裝機(jī)21臺(tái)，總裝機(jī)容量271.5萬kw，保證出力76.8萬kw，多年平均均電量157億度是華中電網(wǎng)的骨干電源，并可向華東地區(qū)輸送部分電能，后期與三峽電站聯(lián)合運(yùn)行還可增加發(fā)電效益。
葛洲壩汛期回水110kw，到達(dá)湖北巴東，枯水期回水約200kw，抵三峽進(jìn)口的奉節(jié)附近。為保證長(zhǎng)江航運(yùn)暢通，樞紐二條航道三座船閘，近期年單向通過能力2000萬噸，運(yùn)期為5000萬噸，可通行萬噸級(jí)大型船隊(duì)。
樞紐設(shè)計(jì)洪水流量為860003/s，校核洪水流量為110003/s，大壩設(shè)計(jì)蓄水位為66m，校核洪水位為67m，水庫總庫容15.8億m3。壩頂高程70m，最大壩高53.8m，樞紐壩軸線全長(zhǎng)2606.5m，樞紐布置左右兩側(cè)為三江，大江人工航道，中間為電站廠房和泄水閘，具體建筑物左邊為土石壩，三江人工航道內(nèi)布置三號(hào)及二號(hào)船閘和六孔沖沙閘及上游防淤堤。二江布置7臺(tái)機(jī)組廠房（二臺(tái)17萬kw，五臺(tái)12.5萬kw）和二江二十七孔泄水閘，大江布置十四臺(tái)12.5萬kw機(jī)組廠房，大江航道內(nèi)布置一號(hào)船閘和九孔泄洪沖沙閘以及上游防淤堤，右側(cè)為混凝土重力壩與右岸山坡相連。
樞紐主體建筑物工程量有：混凝土約990萬m3，土石方開挖約5000萬m3，其中第一期工程混凝土約580萬m3，土石方開挖約4000萬m3。
工程于1970年12月30日動(dòng)工，由于一些重大技術(shù)問題未得到解決，1972年11月暫停施工，1974年10月工程復(fù)工，1981年大江截流，1986年大江機(jī)組開始發(fā)電，1989年工程完工，設(shè)計(jì)總工期17年。
按1974年價(jià)格計(jì)算工程概算投資35.56億元。
二、解決的重大技術(shù)問題
泥沙問題 解決壩區(qū)引航道泥沙淤積，是保證航運(yùn)暢通的首要問題。根據(jù)宜昌站二十五年泥沙測(cè)驗(yàn)資料，平均每年泥沙輸移癖量約5.26 億噸。根據(jù)顆粒分析：其中小于0.1毫米的沖瀉質(zhì)泥沙4.64億噸；0.1～1.0毫米以上的粗沙、礫石、卵石約57萬噸，全部推移。懸移質(zhì)汛期占90%，推移質(zhì)更集中在汛期，枯季只占1～2%。
為了解決水流條件與泥沙淤積的矛盾，參照我國(guó)多年來治河工程以及水庫沖淤的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合長(zhǎng)江水量豐沛、含沙量不大的特點(diǎn)，考慮采用防淤堤把引航道與主流分開，并設(shè)置沖沙閘，形成有利于束水沖沙的人工航道，通過“靜水過船，動(dòng)水沖沙”的途徑，解決引航道淤積問題。
通航問題 川江航道全長(zhǎng)660公里，水流湍急，灘險(xiǎn)很多，有些灘險(xiǎn)在洪枯期需設(shè)絞過灘，通過能力受到限制。
葛洲壩水利樞紐建成后，汛期大洪水時(shí)，回水110公里，到巫峽下口的官渡口；非汛期回水180公里，到瞿塘峽下的黛溪?；厮?，正是川江航道最艱險(xiǎn)的一段，這段航道得到了改善。
建壩后，對(duì)于通航問題，除防止航道淤積問題已如前述外，主要有：引航道布置問題；船閘規(guī)模問題和南津關(guān)航道整治問題。
① 引航道布置問題 據(jù)長(zhǎng)航資料，川江航運(yùn)近期最大駁船為1500噸，吃水2.6m。現(xiàn)在營(yíng)運(yùn)的最大船隊(duì)組成，為二艘1500噸駁船，一艘800噸駁船，加拖輪，三駁一頂，船隊(duì)長(zhǎng)163m，寬27m，要求航道最小水深2.9m，最小寬度90m，規(guī)劃遠(yuǎn)景最大船隊(duì)為四艘3000噸駁船加拖輪，天平形船隊(duì)，長(zhǎng)230m，寬31.6m，吃水3.30m。上游引航道直線段長(zhǎng)度為1000m，三江下游航道寬為150m，水深減為4.5m，可以滿足通航要求。
② 關(guān)于船閘規(guī)模 地方航運(yùn)部門規(guī)劃，一九九零年過壩貨運(yùn)量為473萬噸（其中下水440萬噸）。
三江船閘選用一大一小方案，大船閘長(zhǎng)280m，寬34m，檻上水深5m；小船閘長(zhǎng)120m，寬18m，檻上水深3.5m。
③ 南津關(guān)航道整治問題 建壩后，船隊(duì)出南津關(guān)進(jìn)入三江和大江航道，需繞開泡旋區(qū)或穿過泡旋區(qū)，航行有困難。
整治標(biāo)準(zhǔn)：考慮到遠(yuǎn)景三峽樞紐建成后，百年一遇下泄流量不超過45000m3/s。因此要求在5000m3/s時(shí)，能正常通航近遠(yuǎn)期最大船隊(duì)，上游口門外500m范圍內(nèi)，航道寬度為200m，能保證船隊(duì)安全航行。要求縱向流速不大于2m/s，橫向流速不大于0.3m/s。最高通航流量為60000m3/s，考慮船隊(duì)減駁減載，要求上游口門外500m范圍內(nèi)，航道寬度為120m。
二江泄水閘消能防沖和導(dǎo)流截流問題 三江泄水閘承擔(dān)著以下主要任務(wù)：①永久性長(zhǎng)期泄洪時(shí)，有良好的上下游水流銜接條件，保持有利的河勢(shì)；②大江截流時(shí)過水，保證勝利截流；③二期導(dǎo)流時(shí)，通過絕大部分的水流，消能防沖問題得到很好解決，保證建筑物安全；④排泄推移質(zhì)泥沙；⑤加大導(dǎo)流過水能力，降低二期大江上游圍堰施工強(qiáng)度，使圍堰能在汛前搶修至設(shè)計(jì)高程。通過一九七三年以來的模型試驗(yàn)研究和分析計(jì)算，二江泄水閘數(shù)量以25～28孔為宜，截流水頭可降為3m左右，采用一定措施，可以實(shí)現(xiàn)勝利截流，當(dāng)通過71100m3/s流量時(shí)，單寬流量約120～140m3/s，下游消能防沖條件得到改善，可以做到安全導(dǎo)流。
大型水輪發(fā)電機(jī)組 葛洲壩水電站最大水頭27m，過去選擇的ZZ560型（即A30）水輪機(jī)組，四個(gè)葉片，直徑11.3m，容量為17萬千瓦。該機(jī)組（2臺(tái)）安裝在二江。二江電站其余機(jī)組，均采用五個(gè)葉片的，單機(jī)容量12.5萬KW。
大型閘門及啟閉機(jī) 船閘下閘首的大型人字閘門，水頭達(dá)27m，單扇高34m，寬20.3m，重600噸。人字門的啟閉機(jī)采用機(jī)械傳動(dòng)扇形齒輪曲柄連桿啟閉。上閘首工作門也采用人字門。
泄水閘閘門采用雙扉門，上扉平板門，高12m，寬12m；下扉弧形門，高12m，寬12m。在通過一般洪水時(shí)，運(yùn)用弧形門，遇到大洪水時(shí)，打開全部閘門。既可克服完全采用平板門難以解決的閘門槽氣蝕、震動(dòng)和啟閉機(jī)設(shè)計(jì)制造等復(fù)雜的技術(shù)問題，又可做到操作靈活。并使弧形閘門支座推力減小，便于設(shè)計(jì)制造。每扇弧形閘門支座推力約4000噸，閘墩采用予應(yīng)力錨拉裝置，可以滿足結(jié)構(gòu)的要求。
巨大經(jīng)濟(jì)效益 發(fā)電方面，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量271.5萬kw，多年平均發(fā)電量157億kw.h，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，最大出力和多年平均發(fā)電量均可超過設(shè)計(jì)值，與火電比較，每年可節(jié)約原煤約1000萬噸左右，大體上相當(dāng)于3～5個(gè)荊門熱電廠（裝機(jī)容量62.5萬kw）、一個(gè)平頂山煤礦（1979年年產(chǎn)量1047萬噸）、一條焦枝鐵路（近期綜合通過能力約1100萬噸）近期的功能。
航運(yùn)方面，葛洲壩工程建成后改善了川江200km三峽峽谷航道條件，淹沒了100公里內(nèi)的青灘、泄灘等急流灘21處，崆嶺等險(xiǎn)灘9處，取銷單行航道和絞灘站各9處，使這一航道的水面比降降低，航道流速減小，為航運(yùn)發(fā)展提供了有利條件，航運(yùn)安全度增加，宜昌至巴東的航行時(shí)間縮短區(qū)間；航運(yùn)成本降低及小馬力船拖帶量提高。但也增加船舶（隊(duì)）過壩的環(huán)節(jié)和時(shí)間。三條船閘設(shè)計(jì)年通航時(shí)間320天。每于過閘時(shí)間51～57分鐘（大船閘）和30～40分鐘（中船閘），三江航道汛期停航流量60000m3/s（施工期45000m3/s），實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，船閘和航道的設(shè)計(jì)指標(biāo)，除下游航道在枯水季有時(shí)達(dá)不到設(shè)計(jì)航深外，可達(dá)到設(shè)計(jì)值并略有提高。
三、工程進(jìn)展
工程于1970年12月30日開工，1972年11月停工，1974年底復(fù)工，1981年元月大江截流，6月三江通航，9月二江第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，1988年工程全部完建。實(shí)際工程投資48.48億元。1984年二江工程獲國(guó)家優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，1985年二、三江工程及其水輪發(fā)電機(jī)組獲首屆國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，1987年獲國(guó)家優(yōu)秀工程勘察金質(zhì)獎(jiǎng)，1997年大江工程獲國(guó)家優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。