本報(bào)記者：作為白鶴灘水電站工程的院士顧問(wèn)，您對(duì)白鶴灘水電站工程建設(shè)有何評(píng)價(jià)？
張楚漢：白鶴灘工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃、科學(xué)研究、方案選擇經(jīng)歷了10多年。從2006年5月份開(kāi)始，我參與該工程相關(guān)的規(guī)模較大的會(huì)議就有10多次,現(xiàn)場(chǎng)查勘兩次。白鶴灘工程抗震安全專(zhuān)題研究和評(píng)價(jià)，一直是在三峽集團(tuán)和華東院支持下，由清華、中國(guó)水科院和大連理工等共同承擔(dān)完成。從我參加的經(jīng)歷來(lái)看，白鶴灘水電站工程建設(shè)可行性研究的時(shí)間經(jīng)歷比較長(zhǎng)，無(wú)論是從調(diào)查研究、地質(zhì)勘測(cè)、工程設(shè)計(jì)，還是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，白鶴灘工程的研究都是相當(dāng)深入、精心、精細(xì)的，工程咨詢環(huán)節(jié)也比較全面。迄今為止，我認(rèn)為這個(gè)工程在安全、環(huán)保、移民等方面的工作做得是比較扎實(shí)到位的。
本報(bào)記者：在您看來(lái)白鶴灘水電站工程建設(shè)有何重要意義？
張楚漢：第一，從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，我國(guó)水電“富礦”就在金沙江這段流域上，四座水電站（溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘）全部建成后，加上三峽，其發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到7萬(wàn)兆瓦，占我國(guó)水電裝機(jī)接近20%。從發(fā)電量來(lái)看，這四座電站年發(fā)電量可達(dá)到2千億千瓦時(shí)，其效益相當(dāng)可觀。白鶴灘水電工程是這四座電站中發(fā)電、防洪、經(jīng)濟(jì)效益最大的一座水電站。
第二，目前全球各國(guó)提倡使用清潔能源，降低二氧化碳排放。作為全球二氧化碳排放總量最高的國(guó)家，我國(guó)在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型方面承受的壓力是非常大的。2015年12月，習(xí)近平總書(shū)記在巴黎氣候變化大會(huì)上提出幾點(diǎn)承諾，其一是到2030年，我國(guó)二氧化碳排放達(dá)到峰值；其二是到2020年和2030年，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重分別達(dá)到15%和20%（目前占比約為12%）。任務(wù)是非常艱巨的。
水電是可再生的清潔能源，對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整意義重大。2015年，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量為43億噸。白鶴灘水電站建成后，每年發(fā)電624.91億千瓦時(shí)，可節(jié)約標(biāo)煤約1968萬(wàn)噸，可減少排放二氧化碳約5160萬(wàn)噸，二氧化硫約17萬(wàn)噸。工程建成后，與其他大型水電站一起，對(duì)我國(guó)二氧化碳的減排將作出可觀的貢獻(xiàn)。
第三，白鶴灘水電站的建成對(duì)長(zhǎng)江防洪的意義也是重要的，特別是對(duì)川江河段。白鶴灘工程防洪庫(kù)容為75.0億立方米，它與溪洛渡水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，將提高川江河段沿岸宜賓、瀘州、重慶等城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)。另外，它們與三峽水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，則將進(jìn)一步提高長(zhǎng)江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)。盡管長(zhǎng)江洪量非常大，但上述工程在削減洪峰方面，效果是非常顯著的。
第四，水庫(kù)在旱季期間對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)補(bǔ)充水資源有貢獻(xiàn)，解決干旱問(wèn)題。此外，區(qū)域航運(yùn)也因大壩的修建而有所改善，水庫(kù)攔沙也對(duì)下游三峽水庫(kù)減淤起到重要作用。
總的來(lái)看，白鶴灘水電站工程在發(fā)電、減排、防洪、攔沙、供水、航運(yùn)等方面效益顯著。
本報(bào)記者：建設(shè)工程，安全第一。您認(rèn)為白鶴灘水電站建設(shè)過(guò)程中在安全方面應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？
張楚漢：安全第一。影響白鶴灘工程安全的有幾個(gè)因素。
首先是地質(zhì)因素。金沙江一帶有很大一片流域地質(zhì)層都由柱狀節(jié)理玄武巖組成。這種地質(zhì)條件并不是白鶴灘獨(dú)有的，溪洛渡和金安橋水電站的地基也是這種巖石。由于拱壩主要是依靠大壩兩岸壩肩的支撐作用，而白鶴灘水電站最大壩高有289米，水庫(kù)總庫(kù)容可達(dá)206億立方米，作用的水推力巨大。因此，大壩基礎(chǔ)穩(wěn)定非常重要。工程設(shè)計(jì)已經(jīng)對(duì)玄武巖的開(kāi)挖、卸荷、變形、穩(wěn)定問(wèn)題采取了許多措施，我認(rèn)為這對(duì)確保白鶴灘工程基礎(chǔ)穩(wěn)定問(wèn)題是很重要的。
其次是地震。十多年來(lái)，我就一直參與關(guān)于白鶴灘水電站工程地震的研究和咨詢工作。由于對(duì)白鶴灘壩址區(qū)地震斷裂帶的活動(dòng)性和強(qiáng)度有新的認(rèn)識(shí)，抗震設(shè)防烈度有較大提高。地震對(duì)大壩的影響在白鶴灘水電站安全中是一個(gè)更為突出的問(wèn)題（迄今在全國(guó)大壩抗震設(shè)防中排名第二）。
地震的發(fā)生很難預(yù)測(cè)，如果發(fā)生強(qiáng)烈地震可能會(huì)造成幾個(gè)方面的影響。首先，壩頭的抗震穩(wěn)定性是首要關(guān)注點(diǎn)；其次，要關(guān)注壩址區(qū)高邊坡穩(wěn)定問(wèn)題；再者，大壩在強(qiáng)震中抗裂穩(wěn)定性也非常重要，它影響大壩的整體性。
第三個(gè)影響安全的因素是壩肩河谷邊坡的變形。金沙江是干熱河谷，正常情況下，兩岸地下水位很低，而當(dāng)水庫(kù)蓄水后，水位抬高達(dá)到三百米，水庫(kù)的水往兩岸山體滲透，導(dǎo)致原本干燥的巖石變成飽和或局部飽和狀態(tài)，山體巖石有效應(yīng)力下降，河谷兩岸向河床中間移動(dòng)，從而產(chǎn)生兩岸峽谷的相對(duì)位移。其結(jié)果是對(duì)拱壩應(yīng)力有所調(diào)整，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致拱壩產(chǎn)生裂縫。這在國(guó)內(nèi)外高拱壩中已有先例，因此要進(jìn)行預(yù)研究，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作。
我關(guān)心的第四個(gè)安全因素是泄洪。巨大的泄洪流量對(duì)下游產(chǎn)生的沖擊力是巨大的，大壩與隧洞可能產(chǎn)生的空蝕、沖刷，下游霧化對(duì)邊坡的影響，大壩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動(dòng)等都是應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問(wèn)題。
最后，我還想提一下大壩施工的安全問(wèn)題。白鶴灘工程大壩高，兩岸邊坡陡峻，要十分注意人員安全和設(shè)備安全。
本報(bào)記者：白鶴灘水電站在建設(shè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了哪些創(chuàng)新突破？
張楚漢：在我國(guó)，與白鶴灘水電站壩高類(lèi)似的大壩不止一座，例如小灣水電站、溪洛渡水電站等都已經(jīng)運(yùn)行一段時(shí)間了，有許多經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。但是它也有區(qū)別于其他大壩的特點(diǎn)：柱狀節(jié)理玄武巖、地震強(qiáng)烈、泄洪量巨大、河谷不對(duì)稱(chēng)等，因而建設(shè)的綜合難度更高，需要在建設(shè)這一世界一流工程中有所創(chuàng)新。
白鶴灘工程建設(shè)的創(chuàng)新有幾個(gè)方面。首先，為防止產(chǎn)生裂縫，工程普遍采用低熱混凝土?；炷猎谑┕み^(guò)程中有一個(gè)重要的問(wèn)題就是在澆筑過(guò)程中容易產(chǎn)生“溫度裂縫”。如果出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫就會(huì)影響大壩的整體性、耐久性和受力條件。利用低熱混凝土并優(yōu)化溫度控制，可保證大壩基本上不產(chǎn)生宏觀裂縫。希望在智能優(yōu)化溫控防裂方面有所突破，這是一個(gè)我非常期待的創(chuàng)新。
其次，就如何解決白鶴灘水電站拱壩不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題方面有所創(chuàng)新。白鶴灘工程的河谷與拱壩不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)外來(lái)看都是比較突出的。拱壩不對(duì)稱(chēng)一般會(huì)導(dǎo)致大壩受力不均勻。這個(gè)問(wèn)題我們清華與華東院合作，在可研階段就進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的研究。從設(shè)計(jì)上通過(guò)地基處理與拱壩基座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量使它對(duì)稱(chēng)，從計(jì)算分析上通過(guò)詳細(xì)的比較和研究，測(cè)算出不對(duì)稱(chēng)性究竟對(duì)大壩有多大的影響，如何降低這種影響。科學(xué)研究表明，大壩的受力條件與穩(wěn)定性是可以保證的，不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致的影響是可以承受的。
此外在大壩的抗震措施方面，如何加強(qiáng)壩肩抗力錨索，如何布置壩體抗震鋼筋等，都需要?jiǎng)?chuàng)新性的設(shè)計(jì)和研究。
本報(bào)記者：您剛剛提到白鶴灘水電站的地震情況較其他水電站更為復(fù)雜，您能和我們具體談?wù)勅绾谓鉀Q這些問(wèn)題的嗎？
張楚漢：由于在對(duì)白鶴灘工程做可行性報(bào)告研究期間，我國(guó)發(fā)生了汶川地震和一些其他地震，我們拿到的壩址資料更加豐富，新的抗震規(guī)范要求更高，對(duì)白鶴灘工程制定的設(shè)防地震烈度提高了要求，這就加大了設(shè)計(jì)、施工和科研的工作難度。在過(guò)去30年中，我國(guó)高壩抗震的研究人員花了大量的人力、物力研究這個(gè)問(wèn)題，已取得了舉世矚目的先進(jìn)成果：
其一是我們研究國(guó)際上的案例，考慮如何設(shè)計(jì)一個(gè)耐震的大壩。
其二是在抗震理念與措施方面，主要有以下幾點(diǎn)：第一是改變過(guò)去讓地震波在壩基局部地區(qū)來(lái)回反射的假設(shè)，而是考慮地震波向外輻射，從而降低大壩本身的震動(dòng)。這種抗震理念可以減少大壩震動(dòng)20%到30%。第二個(gè)方法是利用拱壩的結(jié)構(gòu)橫縫在發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí)，考慮縫隙張開(kāi)，釋放拱向應(yīng)力。但這一現(xiàn)象將導(dǎo)致大壩梁向產(chǎn)生拉力，故需采取梁向鋼筋，以加強(qiáng)抗裂能力。
此外，對(duì)地基和兩岸邊坡進(jìn)行抗震錨索加固，增強(qiáng)兩岸壩肩的抗震能力，同時(shí)還要加強(qiáng)上游防滲措施。
本報(bào)記者：您對(duì)白鶴灘水電站工程有什么期望和建議？
張楚漢：百年大計(jì)，安全第一。精心設(shè)計(jì)、謹(jǐn)慎施工。注意生態(tài)環(huán)境，做好移民工作。關(guān)鍵技術(shù)上，希望相比之前的幾座大壩有若干引人注目的創(chuàng)新成果。
?。ū疚脑d于《中國(guó)三峽工程報(bào)》于2017年8月3日出版的白鶴灘水電站主體工程全面建設(shè)特刊）