作为国家重大工程,三峡水运新通道 工程从设想到开工建设已历时十余年。自2013年以来,中国工程院院士钮新强全面参与了工程前期论证工作。
钮新强现任长江设计集团首席科学家、湖北省科学技术协会副主席、中国大坝工程学会副理事长。从1992年起,他开始负责三峡工程船闸、升船机等通航专业设计;1998年任长江设计院三峡工程设计负责人。三十多年来,他主持和参与主持国家重大水利水电工程设计20余项,是三峡工程、南水北调中线工程主要设计负责人之一。
三峡水运新通道工程建设有哪些重大意义?工程建设将遇到哪些重点难点问题?如何通过科技创新来解决这些问题?工程建设过程中如何保护环境?在工程开工建设之际,《中国三峡工程报》记者赴湖北武汉,对钮新强院士进行了专访。
▲中国工程院院士、长江设计集团首席科学家钮新强。 摄影:陈旋
三峡工程已超标准完成既定航运开发任务与目标,三峡水运新通道工程是推动长江经济带高质量发展的标志性工程
作为横贯我国东西的水运大动脉,长江串起世界最大内河经济走廊。
钮新强告诉记者,三峡库区蓄水后,长江航道通航条件得到显著改善,促进长江中上游航运事业快速发展。2011年,三峡枢纽通过货运量突破1亿吨,三峡河段货运量提前19年达到规划运量。2025年,三峡枢纽通过量1.73亿吨,超过设计水平73%。可见,三峡枢纽已超标准完成既定的航运开发任务与目标。
▲ 三峡双线五级船闸摄影:汤伟
三峡枢纽通过货运量快速增长,对长江航运效率和船闸服务水平提出了更高要求。根据可研阶段研究成果,预测2035年—2050年,三峡船闸过闸货运需求将分别达到2.2亿吨和2.5亿吨。
钮新强表示,依托黄金水道推动长江经济带发展,打造中国经济新支撑带,是党中央、国务院作出的重大战略决策。三峡水运新通道是推动长江经济带高质量发展的标志性工程,工程建设任务就是提升三峡枢纽和葛洲坝枢纽船闸通过能力,提高航运效率和服务水平,以适应长江水运发展需要。三峡水运新通道一方面可以全面释放长江上游水运需求,加快沿江区域生产要素流通,带动区域经济持续发展,有利于解决东中西部之间发展不平衡、不充分的问题;另一方面,还将推动优化重大生产力布局。
钮新强说,立足新发展阶段,加快推进三峡水运新通道工程建设,对保障长江航运安全稳定,构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,落实国家区域协调发展战略,推动长江经济带高质量发展,落实“双碳”行动具有重要意义。
三峡水运新通道工程建设是促进长江航运高质量发展、完善沿江综合交通运输体系的关键工程
长江经济带覆盖11个省市,人口和生产总值均超过全国的40%,沿江地区已形成以冶金、电子、机械、汽车、原油、化工等为主体,以高新技术产业为主导的新型产业布局。全国500强企业有近200家分布在沿江地带,是我国最富活力和最具竞争力的经济区域之一。
长江航运的货运量长期位居全球内河第一,沿江85%铁矿石、83%电煤和85%外贸货物运输依靠长江航运实现。干线航道里程2838公里,到2025年已实现5万吨级船舶直达南京,万吨级船舶直达武汉,5000吨级船舶直达重庆的发展目标。干线货运量持续增长,从2005年的6.5亿吨增长到2025年的超42亿吨,连续20年居世界首位。多式联运和江海联运发展迅速,2023年完成铁水联运量52万标准箱、江海运输量15.2亿吨。
钮新强表示,三峡水运新通道建设将大幅提升长江通道服务水平,预计到2050年,枢纽单向通过能力将由设计的约5000万吨提升至1.68亿吨,充分满足长江上游地区对外交流的货运需求。预测通过船舶大型化、船舶通行效率提高、替代陆路运输费用等措施,可有效提升航运效益。建设三峡水运新通道工程是进一步发挥长江航运比较优势的重要举措,对于有效降低全社会物流成本、增强产业核心竞争力、提高经济运行效率具有重大意义。
三峡水 运新通道工程技术指标位居世界前列,必须始终把科技创新贯穿于工程建设全过程
三峡水运新通道工程包含三峡枢纽新通道和葛洲坝枢纽航运扩能,是在三峡工程和葛洲坝水利枢纽已建成运用并全面发挥效益的前提下,通过新建和改建巨型船闸,进一步优化和提升既有水利枢纽的通航能力,以适应新形势下长江航运发展和推动长江经济带高质量发展的需要。
为满足预测运量的需求,三峡枢纽新通道将新建双线五级船闸,葛洲坝航运扩能将改建原3号船闸为两线大船闸,新建船闸规模巨大,闸室宽度、人字门宽度和淹没水深等技术指标远超现有内河船闸,再加上三峡枢纽新通道需要克服113米通航水头,葛洲坝航运扩能是在已建枢纽上改建船闸,均面临很大的技术挑战。
钮新强说,三峡水运新通道通航船舶尺度、闸室尺度、人字门、启闭机、输水系统、土石方开挖量等方面,在内河船闸建设史上均位居世界第一。全体建设者将围绕重大技术难题开展技术攻关和创新,在设备设施和材料选型、超长进泄水箱涵水动力学、阀门及廊道水动力和抗空化特性及防空化措施、人字门启闭机运行特性、土石方高强度开挖及渣料运输绿色施工等方面,推动行业工程科学和技术进步。
三峡水运新通道是在已建成的水利枢纽上增改建通航建筑物,周边环境复杂、限制性条件多,工程规模巨大,船闸水力学条件复杂,设备设计、制造及安装难度空前,施工技术难度高。钮新强表示,这对工程设计、建设、运行和管理等均提出很多挑战,需要针对工程建设不同阶段的重难点问题开展技术攻关,确保工程建设适用、安全、经济,并促进工程技术和科学进步与发展。
▲2026年4月,钮新强院士在三峡水运新通道先导工程项目现场勘察。摄影:徐利福
钮新强说,结合三峡水运新通道工程建设实际开展科技创新,需要把握实用性、阶段性和普适性等原则。围绕工程建设,三峡集团和长江设计集团共同制定了一系列科技创新规划并开展技术攻关研究。
——基础研究方面,包括深切槽挖硬岩高边坡开挖卸荷机理及变形控制关键技术研究、城区临水深厚覆盖层直立边坡新型支挡结构关键技术研究、葛洲坝航运扩能施工爆破对基岩软弱夹层力学参数的劣化效应研究等8个项目。
——应用研究方面,包括深切岩槽双线船闸中隔墩结构型式专题研究、三峡新通道船闸超长进泄水箱涵水动力学特性研究、三峡新通道船闸中间级阀门及廊道水动力和抗空化特性及防空化措施研究、葛洲坝扩能船闸旁侧泄水方案研究等16个专题。
——技术开发方面,包括超大型船闸人字闸门支枕垫块材料专题研究、超大型船闸人字闸门底枢摩擦副材料专题研究、万吨级船闸浮式系船装备关键技术研究等7个课题。
三峡水运新通道工程建设坚持生态优先、绿色发展,对环境影响总体可控
推动长江经济带发展是国家重大战略,加强生态保护是长江经济带发展的首要任务和基础前提。长江经济带高质量发展战略和交通强国建设对长江航运提出“畅通、高效、平安、绿色”的发展要求。
三峡水运新通道工程建设坚持生态优先、绿色发展,将生态环境保护理念充分融入工程设计中,从源头上保护生态环境。工程建设围绕过鱼设施、弃渣综合利用、保护提升风景名胜区的景观质量等环境影响,提出一系列针对性措施。
钮新强表示,采取一系列生态保护和污染防治措施后,工程对环境的影响总体可控,可进一步保护修复长江生态环境,建设成为推动长江大保护的示范工程。