第一节 中国大坝枢纽概述

一、水工建筑物的发展历程及状况

早期的蓄水工程，是兴建堤坝提高低洼地带蓄水能力以形成淹没很大的平原水库。这种堤坝，长度很大，形状不规则，宽度、特别是高度尺寸都很小，但这确实是挡水建筑物，即堰坝。现保留最完整最典型的是安徽省寿县的安丰塘，也称芍坡，建于公元前598—前591年间，至今已有2600年历史。这类水库在宋代以前的历史上，黄河、淮河、海河以及长江中下游广泛存在，相应的堰坝很多，著名的如：汉代的鸿隙陂（今河南省信阳地区淮河与支流汝河之间）、六门陂（今河南省南阳地区）等，在古代地理名著《水经注》中有大量的关于平原水库的记载，有的成群存在。

平原水库淹没土地面大，管理和维护很不方便，特别是库区，低水位时，滩涂易被围垦和挤占，从宋代开始，随人口增加，平原水库的消失就是必然的了。利用山丘间的沟谷洼地蓄水，堰坝的工程量将大为减少，维护与使用十分方便，也相对节省工程量。汉代建造的马仁陂（今河南省泌阳县境内）、陈公塘（今江苏省仪征市境内）和唐代扩建的东钱湖（今浙江省鄞县境内）等，都是历史上很有影响的工程。其中，东钱湖至今犹存，马仁陂经改造仍在发挥作用。

中国历史建造最多的坝是引水工程中的壅水坝，它不形成水库，在古文献中称堰、堨或遏等，都是这一类。最早的这类坝智伯渠坝（今山西省太原市境内），建于公元前453年。接着，引漳十二渠（今河北省邯郸地区）、灵渠（今广西壮族自治区安县境内）、戾陵堰（今北京市西郊）等工程相继出现。多年来，这类工程越来越多，广泛运用在农田水利、城市供水和航运水源等方面。其中有许多长时间利用，保留至今的也有一些，灵渠是最为著名的。

中国古代堰坝数量众多，规模不一，最大的工程是在南北朝时建造的浮山堰，明代开始形成的高家堰，今称洪泽湖大堤。有大量的古代文献包括历史著作、地理著作、工程专著、个人文集、地方志，对古代堰坝的建设、使用和效益做了多方面的记述，是发掘和研究古代堰坝发生、发展和效益的珍贵资料依据。

二、20世纪上半叶坝工技术的发展

进入20世纪以来，中国留学欧美学者陆续归来，促进了西方坝工技术的传入，结合中国实际情况和传统技术成就，开展科学研究与规划设计工作。但因资金匮缺，只有少量的工程得到建设，其中最著名的是李仪祉先生在陕西建成的现代水利灌溉体系，为关中农业增产发挥了巨大效益，闻名于世。后来，在日本占领下的东北的松花江、鸭绿江上分别开始建设丰满重力坝和水丰混凝土重力坝。

1917—1924年为了解决供水，在大连市马栏河上曾修过一座叫做王家店的砌石坝，坝高29.09m，库容505万m³，有溢流设施。1920—1926年在小溪修建了龙王塘砌石坝，坝高37.9m，长326.6m，库容157.8万m³。1927—1939年在马栏河上又完成了大西山砌石坝，长583.3m，砌体总量12.54万m³，库容1680.3万m³。这三座坝都属自来水公司，迄今仍在使用。1927年在福建厦门为供水修建的上里砌石坝是中国第一座拱坝，坝高27.3m，长113m，库容105.4万m³（图1-1），也属自来水公司，在继续使用中。

图1-1 厦门上里砌石拱坝平面、断面

（1）1912年，为了发展水电，在云南昆明曾修建了石龙砌石闸坝，坝高仅2.0m、长55m，经长1960m的引水渠发电。1922年在四川泸州修建了济和水电厂，洞窝拦河坝用条石砌成，高2.5m。

（2）1944—1947年甘肃金塔县讨赖河建成了鸳鸯池土坝，坝高30.3m，长220m，库容5345万m³，目的是灌溉防洪。1958—1964年陆续加高7.4m，库容加大到1.1亿m³，又增加了电站。

（3）1950年根据国际大坝委员会统计世界大坝登记资料，在坝高15m以上大坝5196座坝中，中国只有22座，可见落后程度。

三、20世纪下半叶坝工技术进展

随着生产的发展和科学技术的进步，尤其是进入20世纪以后，在西方发达国家兴起了水工建设的高潮，水工建筑物的型式和规模得以迅速发展。以坝工建设为例，无论在建坝的高度，还是在技术难度上都有了一个飞跃。如瑞士在1962年建成了世界上最高的混凝土重力坝——大狄克逊坝，高度达到285m；在混凝土拱坝方面，苏联在1980年建成了当时世界上最高的拱坝——英古里双曲拱坝，高272m；至于土石坝的建设更是发展迅速，苏联在1961年开工建设努列克水电站，1972年首台机组运行，总装机270万kW，建成的世界第一高坝——努列克心墙土石坝，最大坝高300m。建坝高度的增长，一方面反映了筑坝设计理论的逐步改善和提高；另一方面和施工技术水平的提高，尤其是施工机械能力的增强关系极为密切。自20世纪80年代以后，发达国家大型水利水电工程建设的高潮已基本停息，水电能源的开发已接近饱和，如法国和瑞士水力资源的开发程度已近100%，德国、瑞典、挪威、意大利、日本已分别达到80%～90%，中国和加拿大已接近70%～80%，而中国的开发率按电量算至今仍不够20%，远远落后于发达国家的平均水平，而且也落后于巴西、埃及、印度等发展中国家。

新中国成立以后，坝工技术的发展大体分为四个阶段。

第一阶段：1950—1957年为发展初期，从治淮开始，根治海河、开始治黄。比较著名的大坝有位于北方永定河的官厅土坝（高46m），淮河北支流有白沙（高47.82m）等土坝，淮河南支流有佛子岭（高74.4m）、梅山连拱坝（高88m）、响洪甸重力拱坝（高87.5m）等。在海河流域各支流上也开始建设。1955年黄河流域开发规划完成，首批开工的有三门峡重力坝（高106m）。

第二阶段：1958—1966年进入高速发展时期，全国基本建设全面展开。特别是中小型坝建设，因各地积极投入，数量猛增，大型工程比较著名的有黄河刘家峡重力坝（高147m）、新丰江支墩坝（高105m）、新安江重力坝（高105m）、云峰重力坝（高114m）、流溪河拱坝（高78m）以及礼河一级水电站的毛家村土坝（高82m）等。

第三阶段：1967—1986年属停滞期，建坝速度降低，但重视工程质量，特别是后期实行了开放政策，技术上有明显提高。这一阶段兴建的大坝有：龙羊峡（高178m）、乌江渡拱形重力坝（高165m）、白山重力坝（高149m）、湖南镇支墩坝（高129m）、龚嘴重力坝（高86m）、凤滩重力坝（高113m）、石头河土石坝（高105m）、碧口土石坝（高102m）等，最大的长江葛洲坝水电站（高48m）也在此时完成，装机271.5万kW，此外，还完成了群英砌石重力坝（高101m）。

第四阶段：1987—1999年为巩固和技术大发展时期。在改革开放经济发展阶段，大坝建设速度显著回升，新型坝出现而且迅速发展。一些达到世界先进水平的工程陆续开工，完成了一大批高坝和大型水电站，包括安康重力坝（高120m）、紧水滩拱坝（高102m）、东江拱坝（高155m）、东风拱坝（高168m）、隔河岩拱坝（高151m）、漫湾重力坝（高132m）、鲁布革土石坝（高101m）等水电站。举世瞩目的三峡巨型水电站（高181m，装机1820万kW），最高的二滩拱坝（高240m，装机330万kW）和小浪底水利枢纽土石坝（高155m，装机180万kW）等陆续开工。这些工程都将于20世纪末或21世纪初投产。除这些大型工程外，还有一大批中小型水电和大型抽水蓄能电站竣工，不仅改善了电网的构成，也使一些河流的防洪、灌溉、供水、航运有了明显的进展。更为21世纪的更大发展打下了可靠的基础。

根据统计资料表明，世界各国总平均施工期限为三年半左右，而我国则约为两年半。当然对大型工程则时间要长得多，若资金到位及时，施工期需要5～6年，特大工程10年以上。

从中国地区来看，1999年正建的坝以福建（80座）、云南（58座）最多，浙江（23座）、广东（20座）、湖北（19座）、贵州（20座）次之。在北方，包括东北、华北各省区正建的坝数仅几座，这是由于水资源较少，也是因为过去建坝较早的缘故。我国主要河流已建和待建的控制性大水库枢纽及其主要特性见表1-1。

四、21世纪中国大坝建设概况

进入21世纪至2010年，是中国水电站和大坝枢纽继续发展的10年，如果按水电装机容量比2000年大致再增加1.6～1.7倍估计，全国水电总容量将达110000～120000MW。目前建成世界上最大的三峡水利枢纽；完成长江上游最高的二滩拱坝枢纽；完成黄河中、下游最大的小浪底水库和最高的土石坝枢纽；在红水河上游完建最高的天生桥一级面板堆石坝枢纽，并将建成一批大型和特大型水电站及其高坝。其中1000MW以上的水电站共20座，250～1000MW的水电站共18座。

随着改革开放的不断深入，国家综合实力迅速增强，近年来我国坝工建设水平有了极大的提高，很多水工建筑物的规模已跃居世界第一位，一些被世界坝工权威、专家定为“难以克服”的技术难题也已被相继征服。毫无疑问，中国已经成为水利工程建设最具权威技术的国家之一。