金偉 | 執(zhí)著水電夢

遍布中國大地的近10萬座水壩，如同“定水神針”屹立在群山江河間，守護著一片又一片家園。巍峨屹立的大壩，是人類智慧和勇氣的結(jié)晶，是設(shè)計和建設(shè)者用堅韌和智心創(chuàng)造的雄偉奇跡。作為奇跡的創(chuàng)造者之一，中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司副總工程師金偉從事水利水電設(shè)計已29年，他先后主持和參與40余座大中型水電水利工程的設(shè)計和病險、震害工程的治理工作，是世界最高土石壩兩河口水電站、世界最大混蓄兩河口混合式抽水蓄能電站、牙根二級水電站等項目的設(shè)計負責(zé)人。他率隊攻克了特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)、深厚覆蓋層滲流控制理論及關(guān)鍵技術(shù)等世界級難題，建成的兩座特高土石壩獲評國際里程碑工程。2019年金偉被授予“中央企業(yè)勞動模范”稱號，2024年他成為四川省工程勘察設(shè)計大師。

▲金偉

對金偉來說，榮譽、成績是對過去的總結(jié)，更是對他的鼓勵。未來，除深化研究超深厚覆蓋層滲流控制、超高土石壩筑壩關(guān)鍵技術(shù)外，他還將開展大型流域混合式抽水蓄能電站關(guān)鍵技術(shù)研究，服務(wù)全球最大水風(fēng)光互補基地建設(shè)，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)出力獻策。偉大的時代造就偉大的工程，偉大的工程是集體智慧的結(jié)晶。以服務(wù)國家重大需求為己任，金偉正帶領(lǐng)團隊，以創(chuàng)新為魂，與時代共進。

水電情懷縈繞心頭

俯視大壩下方的水流，看它們咆哮著向前沖去，童年的金偉對此事總是樂此不疲。在水利水電勘測設(shè)計院長大，對大壩他有別樣的感情。

金偉的父親是水電工程師，20世紀70年代，我國自主修建了白山水電站，父親正是它的主要設(shè)計負責(zé)人之一。親眼目睹大壩雄姿，聽父輩講述建壩故事，熟知大禹治水、李冰父子治水的歷史典故，耳濡目染，水電情懷早早在金偉心頭縈繞。1991年考大學(xué)時，國家大的水電基建工程還未全面開展，金偉就毅然報考了河海大學(xué)工程力學(xué)系。

河海大學(xué)當時是水利部所屬重點院校，工程力學(xué)是學(xué)校的拳頭專業(yè)。國內(nèi)工程可靠度理論的創(chuàng)始人之一吳世偉是系主任。力學(xué)家、教育學(xué)家、兩院院士徐芝綸的著作《彈性力學(xué)》曾作為教材被各大高校力學(xué)系采用。系里有108個老師，107個學(xué)生，師資力量足以能關(guān)注到每個學(xué)生的成長。老師們水平高，講課感染力強，激起了大家對知識的探索欲。有一大批教授不僅做科學(xué)研究，還與工程實踐結(jié)合緊密，這樣大家不僅筑牢了基礎(chǔ)知識，還早早有了理論聯(lián)系實踐的意識。

畢業(yè)前的1994年，金偉參加葛洲壩的工程實踐活動。位于中國湖北省宜昌市境內(nèi)的葛洲壩是長江上第一座大型水電站?！案鹬迚纬四軌蛐购榉罎?，還能利用長江水力進行發(fā)電。如果乘著萬噸巨輪過葛洲壩，可以親眼目睹巨大的輪船通過大壩的水位調(diào)節(jié)，在轉(zhuǎn)眼間上升幾十米的場面。而葛洲壩泄洪時的磅礴氣勢令人震撼?！毙购闀r迸發(fā)的波濤和巨大的水聲將金偉拉回小時候，他一如既往地著迷于這種觸動人心的大型工程。正因如此，設(shè)計修建大壩，從事水利水電事業(yè)，就成為他心中一個清澈的夢想。

持續(xù)沖擊新高度

帶著對事業(yè)的向往和追求，金偉成了一名水利水電人。畢業(yè)后，他先到水利部東北勘測設(shè)計研究院水工處工作近10年。2005年，在西部大開發(fā)和西電東送國家西部水利水電大開發(fā)背景下，他來到成都，在中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司任職至今，完成了一個又一個大工程項目。

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全國水電資源大約7成在西南，而西南的7成在四川，金偉坦言，到四川是因為他一直有水力大工程情懷。到成都時，他趕上了土石壩壩型的蓬勃發(fā)展。四川甚至西南地區(qū)能源電力水電發(fā)電占比極高，但又缺少具有年調(diào)節(jié)能力的大水庫，導(dǎo)致完成冬季電力保供困難極大，嚴重影響四川經(jīng)濟發(fā)展。而具備年調(diào)節(jié)能力的大水庫又在川內(nèi)雅礱江、大渡河和金沙江等流域上游，需要建造特高大壩形成超大水庫。由于地形地質(zhì)條件制約和土石壩適應(yīng)性強的特點，大壩壩型多采用土石壩，故突破特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)已迫在眉睫。

在東北時，金偉的工作正是以設(shè)計建造高土石壩工程為主，在黑龍江建的蓮花水電站，是當時東北最大的在建水電站，也是第一個建在寒冷地區(qū)的高土石壩工程。包括設(shè)計、監(jiān)理、運營期間的工程處理，金偉投入到大壩全生命周期的問題解決中。

“東北大工程的建設(shè)要早于西南，隨著運營時間加長，一些問題相繼暴露，如滲漏風(fēng)險、變形風(fēng)險，實際上相比建成大壩，我們在問題的解決中收獲得更多。當時有個概念，做水電大型工程項目，只做前期研究，沒做過技施，相當于紙上談兵。關(guān)注大型水利水電工程全生命周期的設(shè)計施工問題，會將問題看得更遠、更深刻?！苯饌フf。

雖然在早年的高土石壩設(shè)計建設(shè)過程中金偉已積攢了經(jīng)驗，在成都院也參與了川內(nèi)大流域高土石壩的高度從百米級到接近兩百米級的快速發(fā)展，但作為設(shè)計負責(zé)人承擔(dān)起兩河口水電站的設(shè)計任務(wù)時，他還是感到困難重重。位于我國四川省甘孜州雅江縣的雅礱江上的兩河口水電站，是我國海拔最高的百萬千瓦級水電站。水電站的壩高達到303米，比三峽大壩還高出122米，是目前已建成世界第一高的土石壩水電站。在海拔3000米的高原上，建起一座如此高的水電站，其復(fù)雜性可見一斑。

巖石風(fēng)化卸荷強烈、料源條件差的天然防滲土料、冬季防滲土料日凍融條件、超高流速泄洪建筑物、超高工程邊坡、高烈度地震條件的抗震加固、超大變形和超長量程的監(jiān)測等高海拔特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)難題已超出國內(nèi)外已建高土石壩工程的認知，沒有經(jīng)驗可借鑒，理論研究也走向瓶頸。

而近年來深厚覆蓋層壩基上的水電工程相繼出現(xiàn)了滲漏和滲透穩(wěn)定問題，即將建設(shè)的水電站壩基覆蓋層深度越來越高，技術(shù)難度遠超已建工程水平，深厚覆蓋層的滲流控制和安全成為我國水電開發(fā)的重大技術(shù)瓶頸。

面對嚴峻挑戰(zhàn)，金偉帶領(lǐng)團隊迎難而上，充分發(fā)揮強強聯(lián)合的優(yōu)勢，邀請專家院士現(xiàn)場指導(dǎo)，在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目支持下，突破了高海拔特高土石壩建造的一系列關(guān)鍵技術(shù)難題和深厚覆蓋層滲流控制理論及關(guān)鍵技術(shù)難題，并實現(xiàn)了技術(shù)精細化、智能化的飛躍，成功建成了我國最高土石壩。

在高海拔特高土石壩建造關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方面，金偉帶領(lǐng)團隊首創(chuàng)了高土石壩心墻剪切滲漏控制理論和分析方法，將心墻體型和料源設(shè)計由經(jīng)驗定性提升到科學(xué)定量；提出了特高土石壩計算理論和設(shè)計方法；建立了特高土石壩抗震分析和加固技術(shù)；研發(fā)了土料場數(shù)字化勘察和高效改良工藝，解決了土料施工損耗和質(zhì)量控制的難題；研發(fā)并成功應(yīng)用了凍融防控一體化監(jiān)測體系和全流程施工成套技術(shù)，開創(chuàng)了高海拔地區(qū)冬季心墻大規(guī)模連續(xù)施工的先例。

▲金偉（左二）在施工現(xiàn)場

研究成果獲得中國大壩學(xué)會科技進步獎特等獎2項、省部級科技進步獎一等獎7項，應(yīng)用于兩河口等工程，取得直接和間接經(jīng)濟效益55億元。成果被選為四川省10個重大高新技術(shù)推廣項目，還被中央十套《創(chuàng)新進行時》欄目專題報道。馬洪琪、鐘登華等院士評價“成果達到國際領(lǐng)先水平，推動我國高土石壩技術(shù)邁上新臺階”。

在深厚覆蓋層滲流控制理論及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方面，金偉帶領(lǐng)團隊結(jié)合病險壩滲漏治理的工程實踐，提出了天然砂礫石覆蓋層內(nèi)部滲流侵蝕的分析理論和方法，形成了內(nèi)部侵蝕和出口破壞風(fēng)險雙控的設(shè)計準則，推進了深厚覆蓋層防滲體系由經(jīng)驗設(shè)計發(fā)展為理論指導(dǎo)設(shè)計；研發(fā)了高壓動水條件下覆蓋層深部（150米級）滲漏處置的難題。

研究成果應(yīng)用于瀘定等近10座滲漏處理工程，化解了對下游數(shù)十萬群眾生命財產(chǎn)的威脅，創(chuàng)造發(fā)電效益超25億元。張建民等院士評價“研究成果對于西藏深厚覆蓋層水電工程建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義”。

兩河口水電站建設(shè)的多項關(guān)鍵工程特性指標位居國內(nèi)外同類型項目前列，是我國水電開發(fā)向高海拔寒冷地區(qū)發(fā)展的標志性工程，在世界水電建設(shè)史上具有里程碑意義。兩河口水電站的系列創(chuàng)新成果提升了300米級特高土石壩建設(shè)水平，推動了我國高土石壩技術(shù)邁上新臺階。目前雙江口水電站大壩填筑也已超過100米，其最大壩高達314米，未來將重新定義世界最高壩。此外，瀾滄江如美大壩、金沙江拉哇大壩等也正在建設(shè)中。正是高土石壩建造技術(shù)的飛速發(fā)展，讓古老的土石壩煥發(fā)新活力，持續(xù)沖擊新的高度。

服務(wù)國家重大需求

從1965年選址規(guī)劃到2021年正式投入發(fā)電，兩河口水電站的設(shè)計建造歷時近50年。參與其中的人，長期堅守在高寒缺氧之地，為工程的順利推進付出了很多。

作為兩河口水電站的設(shè)計負責(zé)人，金偉常年在外奔波，對家庭的投入極少，他常將工程進展作為時間坐標，記錄著家里發(fā)生的大事。金偉今年51歲，結(jié)婚雖早，但孩子要得晚?！皟珊涌诠こ趟坪跖c我的生活息息相關(guān)，2014年9月工程核準全面開工，2015年3月我的孩子出生，工程2021年投入發(fā)電，孩子也在那年上了小學(xué)。”

為工作舍小家，是水利水電人不得不做出的取舍。而環(huán)境對身體的挑戰(zhàn)、工作本身的壓力，是他們需要直面的問題。在高海拔地區(qū)行走，人會出現(xiàn)不同程度的高原反應(yīng)，尤其高原反應(yīng)讓大家夜晚很難入睡?！跋奶焖X像踢足球，冬天像打籃球，像一場比賽分好幾局，夜晚入睡也要經(jīng)歷睡了醒、醒了睡的多次折騰?！苯饌フf。

水利水電是系統(tǒng)性工程，設(shè)計建設(shè)要求精細化。兩河口工程設(shè)計建設(shè)涉及60余個專業(yè)，國內(nèi)幾百家科研單位參與，帶領(lǐng)大團隊進行攻關(guān)，金偉不僅要融會貫通各種知識，還要在不同單位間做協(xié)調(diào)。盡管工作的復(fù)雜性讓他面臨巨大壓力，但憑扎實的積累、堅韌的毅力，他還是帶領(lǐng)團隊出色完成了任務(wù)。

創(chuàng)新無止境。金偉團隊雖已取得了眾多領(lǐng)先國內(nèi)甚至國際的科研突破，但他坦言應(yīng)對未來川藏地區(qū)的水電開發(fā)難題，他們面臨著更大挑戰(zhàn)。水利水電工程具有非定型特征，地形、地質(zhì)條件不同決定了每個工程都有其獨特性，因此前面工程的建設(shè)經(jīng)驗并不適用于后面的工程實踐，這就需要不斷突破，提高設(shè)計建設(shè)水平。

作為高土石壩領(lǐng)域科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人，依托金偉勞模工作室、四川省水風(fēng)光儲清潔能源開發(fā)創(chuàng)新中心等科研平臺，無論在基礎(chǔ)理論創(chuàng)新還是解決工程實際問題上，金偉都有信心做到更好。

繼續(xù)服務(wù)國家重大需求，未來5年，除在超高土石壩筑壩關(guān)鍵技術(shù)、超深厚覆蓋層滲流控制方面繼續(xù)深入研究外，金偉還將開展大型流域混合式抽水蓄能電站與梯級水電協(xié)同優(yōu)化安全運行關(guān)鍵技術(shù)研究。

金偉介紹，加快發(fā)展抽水蓄能是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切要求，是黨中央、國務(wù)院做出的重大決策部署。大型混合式抽水蓄能電站聯(lián)合梯級水電站進行運行調(diào)度，可極大提高消納新能源能力，增加新型電力系統(tǒng)靈活性，提升系統(tǒng)安全性。然而，混合式抽蓄電站在規(guī)劃建設(shè)上目前正處于起步階段，國內(nèi)也尚無投入運行的案例，優(yōu)化協(xié)同運行技術(shù)體系研究基本處于空白。

為此，作為兩河口世界最大混蓄電站的設(shè)計總工程師，金偉擬從規(guī)劃和運行兩個層面，深入開展水動力學(xué)響應(yīng)機理、梯級混合式抽蓄一體化協(xié)同運行方法等研究，填補國內(nèi)技術(shù)空白，指導(dǎo)大規(guī)?；旌鲜匠樗钅茈娬镜慕ㄔO(shè)和運行。通過對接國內(nèi)科研院所和能源領(lǐng)軍企業(yè)，金偉將帶領(lǐng)團隊采用產(chǎn)學(xué)研結(jié)合方式共建聯(lián)合創(chuàng)新體、聯(lián)合實驗室，加強人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)與合作，提升科技創(chuàng)新水平和科技成果轉(zhuǎn)化能力，積極參與打造清潔能源開發(fā)與利用原創(chuàng)技術(shù)策源地。同時，團隊也致力于加強與國外科研機構(gòu)的合作和交流，依托國際工程項目，提升創(chuàng)新能力，更好服務(wù)“一帶一路”倡議。

“水利水電工程項目的完成不是一個人的獨角戲，而是集體智慧的結(jié)晶。水利水電人也注定不是活在鮮花和掌聲中，在山水間勞碌一生、忍辱負重，大家只為無愧于心?！苯饌フf。用一生的精力成就一部部好作品，正是金偉等千千萬萬水利水電人共同的職業(yè)追求。