張金找包養良：進級水沙調控，護佑年夜河安瀾
科技日報記者 孫越
九曲黃河萬里沙。在黃河“幾字彎”的“豎彎鉤”上，一座年夜型水利關鍵工程行將拔地而起，成為繼小浪底水利關鍵工程之后的又一年夜型治黃計謀性工程。它就是古賢水利關鍵工程。
前不久，生態周遭的狀況部批復古賢水利關鍵工程周遭的狀況影響陳述書，標志著古賢水利關鍵工程開工所需的前置要件已所有的辦結，為工程立項及年內開工扶植奠基了基本。
古賢水利關鍵工程是黃河水沙調控和防洪減淤系統的要害工程，先后被列進國務院斷定的172項和150項嚴重水利工程清單、《公民經濟和社會成長第十四個五年計劃和2035年前景目的綱領》102項嚴重工程。
近日，古賢水利關鍵工程design總工程師、黃河試驗室總工程師張金良接收了科技日報記者的采訪，講述他率領團隊進級黃河水沙調控“開關”的艱苦過程。
在“千層餅”上扶植年夜壩
記者：您可否扼要先容一下古賢水利關鍵工程？
張金良：古賢水利關鍵工程位于黃河中游北支流磧口至禹門口河段，建成后可以把持黃河73%的水量、60%的沙量和80%的粗泥沙量，是黃河歷次主要計劃斷定的支流七年夜骨干關鍵之一，在黃河維護管理格式中具有主要的計謀位置。
該工程的開闢義務是“以防洪減淤為主，統籌供水、澆灌和發電等綜合應用”，d包養esign總庫容133億立方米，此中調水調沙庫容35億立方米，是世界紅層地基上扶植的最高碾壓混凝土重力壩，總投資600多億元。
記者：自古以來，黃河都被稱作“地上懸河”。現在，這個情形有所轉變嗎？
張金良：1999年以前，黃河下流河流年均淤積泥沙2億噸，河床高度每年因泥沙淤積抬升5公分至10公分。小浪底水利關鍵工程運轉以來，黃河下流的泥沙淤積情形獲得了必定的緩解，但情勢仍然嚴重。
以後，黃河下流河流“地上懸河”長度達800公里，下流河床均勻超出跨越背河空中4米至6米，此中河南省新鄉市河段高于空中20米。
黃河一旦決口，決堤洪水或漫延黃淮海平原12萬平方公里，影響1.3億生齒，是中華平易近族不克不及蒙受之重。
記者：古賢水利關鍵工程對改變這個局勢可以起到如何的感化？
張金良：今朝承當黃河調水調沙義務的，重要是位于中游的小浪底水利關鍵工程。但該工程的排沙動力缺乏，攔沙庫容很是無限，下流河流泥沙淤積風險照舊較高。而古賢水利關鍵工程建成后，其將與小浪底包養水利關鍵工程結合運轉，進一個步驟削減黃河下流河流泥沙淤積量，可確保在百年內黃河下流河床不舉高。
記者：古賢水利關鍵工程扶植地的天然前提若何？
張金良：古賢水利關鍵工程地點地地下巖土構造比擬特別，是由粉砂巖地層、長石砂巖地層和粘土巖地層等構成的。這些地層有的軟、有的硬，抽像地說，它就像一張由軟硬紛歧的巖石層堆疊起來的“千層餅包養網”。
地層軟硬相間很是影響地上建筑的穩固性。古賢水利關鍵工程是高壩包養網年夜庫，是國際外紅層地基上壩高最高的混凝土重力壩。要在如許軟硬相間的紅層地基上建一座巨型年夜壩，且讓其自在應對宏大的水推力和泥沙壓力，就像是在一塊坑洼不服、儘是石子砂礫的地盤上蓋一座抗風抗震的摩天年夜樓。這對工程design者來說無疑是宏大的挑釁。
記者：這個困難您和團隊成員是若何處理的呢？
張金良：我們起首用直徑為1米的年夜口徑鉆頭，停止了累計長度跨越600米的河底探洞。其次，應用自立研發的泥化夾層高品德取芯要害技巧，我和團隊在河床布置了上百個鉆孔，探明了泥化夾層空間分布和構造特征。最后，我們采用空位融會數字化勘探技巧，為刻畫這張“千層餅”研發了數學模子，為工程design供給了堅實的支持。
在此基本上，我們結合多家科研和design單元，design出多個計劃并停止反復比選，終極決議采用淺層挖除、中層齒槽截斷、深層（深部脆弱夾層）“掏空”置換并聯合壩后蓋重綜合抗滑穩固辦法，有用處理了紅層地基上超高混凝土重力壩扶植困難。
記者：把相當面積的深部脆弱夾層“掏空”，這聽起來是個年夜工程。
張金包養良：沒錯。深部脆弱夾層分布在河床下約60米處。在如許的深度上，我們需求先打施工支洞，然后橫向沿著夾層挖洞、掏空。這盡非易事。之后，我們還要把混凝土灌填到洞中。
此時，我和團隊需求時辰追蹤關心灌填能否密實、會不會呈包養現空地等題目。千里之堤潰于蟻穴。這些被灌填的地層將來是要承載水利工程的，任何細節上包養的忽視都能夠形成極年夜的喪失。
從“蓄清排渾”到“蓄清調渾”
記者：除了在扶植方面，古賢水利關鍵工程在design應用上有哪些立異？
張金良：中華國民共和國成立以來，多沙河道水利關鍵工程design應用方法經過的事況了從“蓄水攔沙”到“蓄清排渾”“蓄清調渾”的演變經過歷程。
打個不太正確的比喻，1960年建成的三門峽水利關鍵工程是黃河水利關鍵工程design應用技巧的1.0版本（“蓄水攔沙”），1999年建成的小浪底水利關鍵工程是2.0版本（“蓄清排渾”），而行將開工扶植的古賢水利關鍵工程是3.0版本（“蓄清調渾”）。
記者：2.0版本和3.0版本有何差別？
張金良：所謂“蓄清排渾”，就是設置專門的排沙期和合適的排沙包養舉措措施，以肅清水庫泥沙。而“蓄清調渾”是指設置適合的攔沙和調水調沙庫容，經由過程“攔、調、排”全方位協同調控，完成有用庫容持久堅持和部門攔沙庫容的再生應用、攔沙庫容與調水調沙庫容一體化應用。
從“排”到“調”，別看二者只要一字之差，這此中卻觸及諸多要害技巧衝破。曩昔幾十年的“蓄清排渾”經過歷程中，由于水庫調理庫容無限，水庫泥沙內調才能缺乏等題目包養逐步顯露。而這些辣手的題目，都要在“調”的時辰處理。
記者：詳細是怎么處理的呢？
張金良：在“蓄清調渾”應用方法下，水庫調水調沙的機動度將獲得年夜幅晉陞。在來沙較多時，水庫可以下降水位至逝世水位以下敞泄排沙，衝破本來單一泥沙腐蝕基準面design，構成雙泥沙腐蝕基準面；在來沙較少、來水較豐時，水庫則可以停止包養水量跨年調理。這般一來，水庫的攔沙庫容和調水調沙庫容可以完成交換，“沙多調沙、沙少調水”，有用加強了水庫的效能性。此外，我們還應用自立研發的“三槽”淤積形狀和庫容包養分布耦合design技巧破解了庫區泥沙淤積困包養難。
與此同時，我們還在壩型選擇、關鍵建筑物布置等方面停止了系列立異，處理了壩前灘面高程高、泥沙淤積厚度年夜等系列題目，確保工程平安運轉。
記者：可以感觸感染到，從“蓄清排渾”到“蓄清調渾”，一字之差實在包含了很是多的巧思。現在，您和團隊是怎么想到這個新措施的呢？
張金良：我們團隊重要是繚繞題目往思慮處理措施。碰到題目，我們起首往剖析題目、再想措施往處理，最后研討出新技巧。“蓄清調渾”應用design思緒，也是在處理曩昔多泥沙河道水庫呈現的題目時，我們想到的。在扶植新的水利關鍵工程時，包養網我們必需立異技巧手腕往處理困難，如許扶植的工程才有興趣義。
記者：從設法到實行，這中心仍是有很長的路要走。
張金良：是的。“包養蓄清調渾”從最後提出設法到獲得數學模子、停止物理模子驗證，我們花了近10年的時光。其間，我們要處理年夜壩開洞地位、年夜壩水流流速、邊壁磨損把持等諸多題目。而處理它們不只需求復雜的盤算，還需求良多專門研究職員的共同。我們先后與很多高校和科研院所睜開一起配合，在經過的事況了有數次的盤算、實驗和調劑后，才有了此刻的古賢水利關鍵工程扶植計劃。
記者：古賢水利關鍵工程建成后，將帶來哪些轉變？
張金良：古賢水利關鍵工程建成后，將幫助小浪底水利關鍵工程，晉陞其調水調沙后續動力，并在加重下流河流淤積、推進水資本節儉集約應用、生態周遭的狀況維護管理和流域經濟社會高東西的品質成長等方面施展主要感化。
在晉陞小浪底水利關鍵工程調水調沙后續包養網動力方面，古賢水利關鍵工程建成后可以供給35億立方米的調水調沙水量，為小浪底水利關鍵工程排沙和下流河流輸沙供給充分的水活動力前提。
把論文寫在年夜江年夜河上
記者：管理黃河需久久為功，更需薪火相傳。
張金良：中華國民共和國成立初期，老一輩科技任務者立志覆滅黃河水災，先后采取加高峻堤、建築水利工程等辦法，力保黃河不改道、未定口包養網。
幾十年后，新一代“治黃人”摸索創立了黃河調水調沙實際和技巧，并依托科技氣力構建了“原型黃河、數字黃河、模子黃河”的“三條黃河”系統，將黃河的研討與管理提上了新的高度。
一代又一代治黃先輩為黃河維護管理支出了艱難卓盡的盡力，才有了現在黃河歲歲安瀾的汗青古跡。此刻，治黃的接力棒正在傳遞給更為年青的下一代，等待他們能作出更年夜的進獻。
記者：簡直，年青的氣力代表著黃河管理的將來。可否先容一下您的團隊？
張金良：在我們的團隊中，像我如許50歲以上的職員大要只占到5%，年夜部門都是“80后”“90后”。這些年青人基礎都來自“雙一流”高校，擁有碩士以上學位，擁有博士學位的占一半。可以說，這是一支既有芳華活氣又有科研素養的步隊。
記者：您的團隊是若何施展“傳幫帶”感化培育年青科技任務者的？
張金良：一方面，團隊中的資深專家包養網會時辰提示年青隊員實時發明題目、對的熟悉題目、積極處理題目，做到“授人以漁”；另一方面，團隊有傑出的進修氣氛，好比我們有一個名為“青年沙龍”的學術聚首。在“青年沙龍”中，大師可以各抒己見，就學術題目睜開劇烈會商。
同時，我們一直秉承“盡知此事要躬行”的理念，保持一切從實行動身，激勵年青人下工地、介入詳細的工程項目design，把論文寫在年夜江年夜河上。普通來說，新進職員任務不跨越5年，就可以生長為營業骨干。
記者：將來，您和您的團隊將在哪些方面持續展開攻關？
張金良：治黃百難，唯沙為首。我們今朝在做的，是要研討出一套包括干主流的全黃河調水調沙技巧實際系統。本年，我們曾經出書了《黃河泥沙工程把持論》，其理念是用體系論的方式從進黃泥沙、水庫泥沙、河流泥沙、河口泥沙等方面全體治理全黃河的泥沙，為新時代黃河道域生態維護和高東西的品質成長供給主要的技巧支持。
九曲黃河萬里沙。在黃河“幾字彎”的“豎彎鉤”上，一座年夜型水利關鍵工程行將拔地而起，成為繼小浪底水利關鍵工程之后的又一年夜型治黃計謀性工程。它就是古賢水利關鍵工程。
前不久，生態周遭的狀況部批復古賢水利關鍵工程周遭的狀況影響陳述書，標志著古賢水利關鍵工程開工所需的前置要件已所有的辦結，為工程立項及年內開工扶植奠基了基本。
古賢水利關鍵工程是黃河水沙調控和防洪減淤系統的要害工程，先后被列進國務院斷定的172項和150項嚴重水利工程清單、《公民經濟和社會成長第十四個五年計劃和2035年前景目的綱領》102項嚴重工程。
近日，古賢水利關鍵工程design總工程師、黃河試驗室總工程師張金良接收了科技日報記者的采訪，講述他率領團隊進級黃河水沙調控“開關”的艱苦過程。
在“千層餅”上扶植年夜壩
記者：您可否扼要先容一下古賢水利關鍵工程？
張金良：古賢水利關鍵工程位于黃河中游北支流磧口至禹門口河段，建成后可以把持黃河73%的水量、60%的沙量和80%的粗泥沙量，是黃河歷次主要計劃斷定的支流七年夜骨干關鍵之一，在黃河維護管理格式中具有主要的計謀位置。
該工程的開闢義務是“以防洪減淤為主，統籌供水、澆灌和發電等綜合應用”，design總庫容133億立方米，此中調水調沙庫容35億立方米，是世界紅層地基上扶植的最高碾壓混凝土重力壩，總投資600多億元。
記者：自古以來，黃河都被稱作“地上懸河”。現在，這個情形有所轉變嗎？
張金良：1999年以前，黃河下流河流年均淤積泥沙2億噸，河床高度包養每年因泥沙淤積抬升5“你不叫我世勳哥哥就是生氣。”席世勳盯著她，試圖從她平靜的表情中看出什麼。公分至10公分。小浪底水利關鍵工程運轉以來，黃河下流的泥沙淤積情形獲得了必定的緩解，但情勢仍然嚴重。
以後，黃河下流河流“地上懸河”長度達800公里，下流河床均勻超出跨越背河空中4米至6米，此中河南省新鄉市河段高于空中20米。
黃河一旦決口，決堤洪水或漫延黃淮海平原12萬平方公里，影響1.3億生齒，是中華平易近族不克不及蒙受之重。
記者：古賢水利關鍵工程對改變這個局勢可以起到如何的感化？
張金良：今朝承當黃河調水調沙義務的，重要是位于中游的小浪底水利關鍵工程。但該工程的排沙動力缺乏，攔沙庫容很是無限她的報應來得很快，與她有婚約的書生府習家透露，他們要撕毀婚約。，下流河流泥沙淤積風險照舊較高。而古賢水利關鍵工程建成后，其將與小浪底水利關鍵工程結合運轉，進一個步驟削減黃河下流河流泥沙淤積量，可確保在百年內黃河下流河床不舉高。
記者：古賢水利關鍵工程扶植地的天然前提若何？
張金良：古賢水利關鍵工程地點地地下巖土構造比擬特別，是由粉砂巖地層、長石砂巖地層和粘土巖地層等構成的。這些地層有的軟、有的硬，抽像地說，它就像一張由軟硬紛歧的巖石層堆疊起來的“千層餅”。
地層軟硬相間很是影響地上建筑的穩固性。古賢水利關鍵工程是高壩年夜庫，是國際外紅層地基上壩高最高的混凝土重力壩。要在如許軟硬相間的紅層地基上建一座巨型年夜壩，且讓其自在應對宏大的水推力和泥沙壓力，就像是在一塊坑洼不服、儘是石子砂礫包養網的地盤上蓋一座抗風抗震的摩天年夜樓。這對工程design者來說無疑是宏大的挑釁。
記者：這個困難您和團隊成員是若何處理的呢？
張金良：我們起首用直徑為1米的年夜口徑鉆頭，停止了累計長度跨越600米的河底探洞。其次，應用自立研發的泥化夾層高品德取芯要害技巧，我和團隊在河床布置了上百個鉆孔，探明了泥化夾層空間分布和構造特征。最后，我們采用空位融會數字化勘探技巧，為刻畫這張“千層餅”研發了數學模子，為工程design供給了堅實的支持。
在此基本上，我們結合多家科研和design單元，design出多個計劃并停止反復比選，終極決議采用淺層挖除、中層齒槽截斷、深層（深部脆弱夾層）“掏空”置換并聯合壩后蓋重綜合抗滑穩固辦法，有用處理了紅層地基上超高混凝土重力壩扶植困難。
記者：把相當面積的深部脆弱夾層“掏空”，這聽起來是個年夜工程。
張金良：沒錯。深部脆弱夾層分布在河床下約60米處。在如許的深度上，我們需求先打施工支洞，然后橫向沿著夾層挖洞、掏空。這盡非易事。之后，我們還要把混凝土灌填到洞中。
此時，我和團隊需求時辰追蹤關心灌填能否密實、會不會呈現空地等題目。千里之堤潰于蟻穴。這些被灌填的地層將來是要承載水利工程的，任何細節上的忽視都能夠形成極年夜的喪失。
從“蓄清排渾”到“蓄清調渾”
記者：除了在扶植方面，古賢水利關鍵工程在design應用上有哪些立異？
張金良：中包養網華國民共和國成立以來，多沙河道水利關鍵工程design應用方法經過的事況了從“蓄水攔沙”到“蓄清排渾”“蓄清調渾”的演變經過歷程。
打個不太正確的比喻，1960年建成的三門峽水利關鍵工程是黃河水利關鍵工程design應用技巧的1.0版本（“蓄水攔沙”），1999年建成的小浪底水利關鍵工程是2.0版本（“蓄清排渾”），而行將開工扶植的古賢水利關鍵工程是3.0版本（“蓄清調渾”）。
記者：2.0版本和3.0版本有何差別？
張金良：所謂“蓄清排渾”，就是設置專門的排沙期和合適的排沙舉措措施，以肅清水庫泥沙。而“蓄清調渾”是指設置適合的攔沙和調水調沙庫容，經由過程“攔、調、排”全方位協同調控，完成有用庫容持久堅持和部門攔沙庫容的再生應用、攔沙庫容與調水調沙庫容一體化應用。
從“排”到“調”，別看二者只要一字之差，這此中卻觸及諸多要害技巧衝破。曩昔幾十年的“蓄清排渾”經過歷程中，由于水庫調理庫容無限，水庫泥沙內調才能缺乏等題目逐步顯露。而這些辣手的題目，都要在“調”的時辰處理。
記者：詳細是怎么處理的呢？
張金良：在“蓄清調渾”應用方法下，水庫調水調沙的機動度將獲得年夜幅晉陞。在來沙較多時，水庫可以下降水位至逝世水位以下敞泄排沙，衝破本來單一泥沙腐蝕基準面design，構成雙泥沙腐蝕基準面；在來沙較少、來水較豐時，水庫則可以停止水量跨年調理。這般一來，水庫包養網的攔沙庫容和調水調沙庫容可以完成交換，包養網“沙多調沙、沙少調水”，有用加強了水庫的效能性。此外，我們還應用自立研發的“三槽”淤積形狀和庫容分布耦合design技巧破解了庫區泥沙淤積困難。
與此同時，我們還在壩型選擇、關鍵建筑物布置等方面停止了系列立異，處理了壩前灘面高程高、泥沙淤積厚度年夜等系列題目，確保工程平安運轉。
記者：可以感觸感染到，從“蓄清排渾”到“蓄清調渾”，一字之差實在包含了很是多的巧思。現在，您和團隊是怎么想到這個新措施的呢？
張金良：我們團隊重要是繚繞題目往思慮處理措施。碰到題目，我們起首往剖析題目、再想措施往處理，最后研討出新技巧。“蓄清調渾”應用design思緒，也是在處理曩昔多泥沙河道水庫呈現的包養題目時，我們想到的。在扶植新的水利關鍵工程時，我們必需立異技巧手腕往處理困難，如許扶植的工程才有興趣義。
記者：從設法到實行，這中心仍是有很長包養網的路要走。
張金良：是的。“蓄清調渾”從最後提出設法到獲得數學模子、停止物理模子驗證，我們花了近10年的時光。其間，我們要處理年夜壩開洞地位、年夜壩水流流速、邊壁磨損把持等諸多題目。而處理它們不只需求復雜的盤算，還需求良多專門研究職員的共同。我們先后與很多高校和科研院所睜開一起配合，在經過的事況了有數次的盤算、實驗和調劑后，才有了此刻的古賢水利關鍵工程扶植計劃。
記者：古賢水利關鍵工程建成后，將帶來哪些轉變？
張金良：古賢水利關鍵工程建成后，將幫助小浪底水利關鍵工程，晉陞其調水調沙后續動力，并在加重下流河流淤積、推進水資本節儉集約應用、生態周遭的狀況維護管理和流域經濟社會高東包養西的品質成長等方面施展主要感化。
在晉陞小浪底水利關鍵工程調水調沙后續動力方面，古賢水利關鍵工程建成后可以供給35億立方米的調水調沙水量，為小浪底水利關鍵工程排沙和下流河流輸沙供給充分的水活動力前提。
把論文寫在年夜江年夜河上
記者：管理黃河需久久為功，更需薪火相傳。
張金良：中華國民共和國成立初期，老一輩科技任務者立志覆滅黃河水災，先后采取加高峻堤、建築水利工程等辦法，力保黃河不改道、未定口。
幾十年后，新一代“治黃人”摸索創立了黃河調水調沙實際和技巧，并依托科技氣力構建了“原型黃河、數字黃河、模子黃河”的“三條黃河”系統，將黃河的研討與管理提上了新的高度。
一代又一代治黃先輩為黃河維護管理支出了艱難卓盡的盡力，才有了現在黃河歲歲安瀾的汗青古跡。此刻，治黃的接力棒正在傳遞給更為年青的下一代，等待他們能作出更年夜的進獻。
記者：簡直，年青的氣力代表著黃河管理的將來。可否先容一下您的團隊？
張金良：在我們的團隊中，像我如許50歲以上的職員大要只占到5%，年夜部門都是“80后”“90后”。這些年青人基礎都來自“雙一流”高校，擁有碩士以上學位，擁有博士學位的占一半。可以說，這是一支既有芳華活氣又有科研素養的步隊。
記者：您的團隊是若何施展“傳幫包養帶”感化培育年青科技任務者的？
張金良：一方面，團隊中藍玉華從地上站起身來，伸手拍了拍裙子和袖子上的灰塵，動作優雅嫻靜，把每個人的教養盡顯。她將手輕輕放下，再抬頭看的資深專家會時辰提示年青然而，雖然她可以坦然面對一切，但她無法確認別人是否真的能夠理解和接受她。畢竟，她說的是一回事，她心裡想的又是另隊員實時發明題目、對的熟悉題目、積極處理題目，做到“授人以漁”；另一方面，團隊有傑出的進修氣包養網氛，好比我們有一個名為“青年沙龍”的學術聚首。在“青年沙龍”中，大師可以各抒己見，就學術題目睜開劇烈會商。
同時，我們一直秉承“盡知此事要躬行”的理念，保持一切從實行動身，激勵年青人下工地、介入詳細的工程項目design，把論文寫在年夜江年夜河上。普通來說，新進職員任務不跨越5年，就可以生長為營業骨干。
記者：將來，您和您的團隊將在哪些方面持續展開攻關？
張金良：治黃百難，唯沙為首。我們今朝在做的，是要研討出一套包括干主流的全黃河調水調沙技巧實際系統。本年，我們曾經出書了《黃河泥沙工程把持論》，其理念是用體系論的方式從進黃泥沙、水庫泥沙、河流泥沙、河口泥沙等方面全體治理全黃河的泥沙，為新時代黃河道域生態維護和高東西的品質成長供給主要的技巧支持。