中日韩第五次学术交流会于2008年10月19日至10月24日在日本横滨召开。会议由日本大坝委员会具体承办，除讨论“大坝与环境”议题外，还讨论了“已建大坝的有效利用”和“高坝的最新技术进展”等议题。来自近中、日、韩、美、泰5个国家的200多名专家、学者出席了本次会议。

    为了加强东亚地区大坝技术方面的合作与经验交流，在各单位的领导和支持下，中国大坝委员会代表团的27名代表参加了此次会议。其中，中国大坝委员会张国新副秘书长受陆佑楣主席和贾金生秘书长委托担任团长，三峡总公司6人、淮河水利委员会3人、长江科学院5人、小浪底水利枢纽建设管理局2人、龙滩水电开发公司1人、中国水电顾问集团西北勘测设计研究院2人、水科院等单位7人。参加此次会议的领导和专家有：三峡总公司胡斌副总工、淮委刘玉年副主任、中国水科院张国新所长等。

    本次会议中，中国有6位专家在大会上作技术报告。张国新副秘书长作了题为‘汶川大地震大坝震害分析’的报告，向与会代表介绍了今年5月发生的汶川大地震中震区大坝的受损情况，对大坝震损成因进行了的简要的分析，充分肯定了政府所采取的应急措施及在防止次生灾害方面所发挥的作用；三峡总公司的张海泉以“突破理念，创新技术，建设人与自然和谐、人与社会和谐的工程”为题介绍了向家坝在环境方面所做的保护经验；中国水科院的孙高虎就官厅水库做了“官厅水库泄洪排沙洞前冲刷漏斗稳定性分析”；三峡总公司靳鹏介绍了向家坝结构和温控研究；长科院科技信息研究所所长谭德宝介绍了基于空间信息技术的大型水库库容的计算方法。中国水科院的徐泽平教授和日本公共工程研究所（PWRI）Yoshikazu YAMAGUCHI先生分别就大家所关心的地震问题分别做了专题报告，并交流了抗震方面的经验和做法。

    20日下午，中日韩三国大坝委员会领导进行了亲切会谈，并签署了继续合作协议，中国大坝委员会张国新副秘书长代表陆佑楣主席签了字。参加签字仪式的还有中国大坝委员会代表团副团长、淮河水利委员会副主任刘玉年博士。三方共同回忆了2004年以来中日韩会议所取得的成果及三国坝工学者之间的友谊，并对未来的发展与合作进行了探讨。按照新的协议，从2009年第七次会议以后，中日韩大坝会学术交流会将每两年召开一次。

    本次会议还邀请了美国和泰国的专家参加，各国代表围绕会议议题进行了广泛交流，增强了合作，也加深了中日韩大坝委员会之间的友谊。

    我国代表在本次会议期间，严格遵守外事纪律，积极参加会议、认真学习和交流经验，并积极提交了各自的收获体会和会后技术考察报告，完成了预定的任务。收获体会汇总如下：

    一、会议组织

    日本对本次会议安排周到，会议期间不仅安排了同传，会后的技术考察组织工作到位，认真负责。技术参观由专业的旅游公司派专业导游全程陪同，一路上精心安排，服务到位，还安排了中文翻译的专家，便于中国代表团学习和交流。

    二、日本大坝工程

    1、水资源状况

    日本位于亚欧大陆东端，属于亚洲，是一个四面临海的岛国，自东北向西南呈弧状延伸。东部和南部为一望无际的太平洋，西临日本海、东海，北接鄂霍次克海，隔海分别和朝鲜、中国、俄罗斯、菲律宾等国相望。日本位于环太平洋火山地震带，国内火山活动频繁。日本国土面积约37.7737万平方公里平方公里，人口约1.273亿。年均降水量1718毫米。总平均降水量6490亿方，其中平均年径流量为4240亿方。全国理论水能资源蕴藏量是每年7176亿千瓦时，技术水能资源蕴藏量是每年1357.50亿千瓦时(4622.8万千瓦)。

    日本的河流大多发源于中部山地，向东西两侧流入太平洋和日本海。全国有水系5000多个，由于东西狭窄，加之山势陡峭，河流多短而急促。在梅雨和台风季节，水量增大，容易形成洪水。为此，日本修筑了大量的堤防和水库，用于防洪。河水广泛用于生活用水、农业和工业用水、水力发电。 日本的平原主要分布在河流的下游近海一带，多为冲积平原，规模较小，较大的平原有关东平原、石狩平原、越后平原、浓尾平原、十胜平原等。最大的湖泊是琵琶湖，面积672.8平方公里。最高的山是著名的富士山，海拔3,776米。

    2、水电工程发展概况

    日本燃料资源贫乏，煤、油、气都要靠进口，水能资源是本土的主要能源，所以日本过去执行水主火辅的电力方针，水电比重曾达到80%～90%。1960年水电比重超过50%。以后因进口廉价石油大量发展火电，70年代以来又积极发展核电，因而水电比重逐年下降，变为火主水辅，目前日本水电每年提供的发电量占全国电力总量的6%。

    2007年，日本国内运行的大坝有2794座，总库容超过210万方。在建60m以上的大坝有32座。运行中的水电装机容量约2213.4万千瓦，在建装机容量85.4万千瓦。2006年，水电年发电量924.64亿千瓦时（占总发电量的近5.4%）。

    为满足迅速增长的用电需求，日本大量发展高参数火电机组和核电站，这些电站只适宜于担负电力系统基荷，缺乏调峰容量，因而必须兴建一大批抽水蓄能电站。1960年日本抽水蓄能电站装机仅有6万千万，到现在已发展到2515.9万千瓦，在建装机约625万千瓦，增长了400多倍。这些抽水蓄能电站装机大都在20万千瓦以上，已建成的100万千瓦以上的有10多座，而且水头都比较高，在200～700m之间。抽水蓄能电站2006年发电81.39亿千瓦时。

    黑部第Ⅳ坝（Kurobe No Ⅳ Dam）位于富山县，黑部川（Kurobegawa）、支流御前泽川汇口以下，距河口55km。混凝土双曲拱坝，最大坝高186m，水库总库容1.99亿m³。电站装机容量38.5万千瓦。工程于1956年开工，1963年6月完工，主要目的是发电。大坝坝顶全长489m，坝顶高程1454m，其中双曲拱坝坝顶长367m，顶宽8.1m，底宽38m。厚高比为0.213，最大半径259.4m，体积136万m³。

    德山（Toduyama）堆石坝，位于岐阜县、木曾川水系（Kisogawa）揖斐川上。最大坝高161m，坝顶长440m，坝体积1467万m³。坝址控制流域面积254.5km2，水库面积hm2。水库总库容6.6亿m³，有效库容3.51亿m³。工程用于防洪、维持河道正常功能、城市用供水、工业用水和发电。

    川治（Kawaji）混凝土抛物线拱坝，位于盐谷郡、利根川水系（Tonegawa）支流鬼怒川（Kinu）上，最大坝高140m，水库总库容0.83亿m³。位列国内第四高拱坝，1970年开工，1983年建成，是一座具有防洪、保护东京地区约500公里免受洪水袭击、兼具灌溉、城市供水和工业用水功能的工程。坝址约100m范围内两岸河谷陡峭。高程590m以下，谷坡坡角约70°～80°以上，谷坡变缓。河床为崩塌的块石堆积。坝址基岩由凝灰角砾岩和闪长岩组成。坝址流域面积323.6平km2，多年平均流量12.6m³/s。有效库容0.76亿m³。最高洪水位619m，正常水位616m，最低水位544m，坝顶高程619m。水库工作深度72m，淤积库容700万m³。

    3、未来发展情况

    由于水能资源开发比例已经很高，并且受到经济和环境条件的约束，日本当前已经很少进行大规模的水电开发。此外，由于温室气体排放的问题日益受到关注，日本政府正在制定了水电发展的激励政策，其目的是促进水能资源的进一步开发，降低开发成本和改善水电产业的效益。未来水电发展的特征是趋向于小型化（平均规模在460万千瓦）以及更多的地区（大约2700个）。

    国内正大力提倡开发太阳能和风能，预期到2010年，太阳能发电装机容量由1999年的20.9万千瓦增加至482万千瓦，风力发电装机容量从1999年的8.3万千瓦增为300万千瓦。

    三、日本技术参观考察报告

    1、独立行政法人土木研究所和土地及基础设施管理国家研究所

    独立行政法人土木研究所（PWRI）和土地及基础设施管理国家研究所（NILIM）是姐妹院所，她们负责在土木工程领域及坝工领域制定技术标准和推动工程技术的发展。

    独立行政法人土木研究所的大型离心力荷载实验装置是目前世界上最大的离心机之一，其有效回转半径为6.6m，最大离心加速度为150g，最大承载能力为5吨。该离心机安装的振动台通过将摆动平台一体化固定于刚性旋臂上，可精确地模拟历史强震的运动过程，并进行相关的试验。

    大型三维振动台试验设施振动台的尺寸为4m×6m，可沿水平面X向、Y向（最大振幅为±15.0cm，最大速度为±75cm/s，最大加速度±0.5g）以及垂直Z向（最大振幅为±5.0cm，最大速度为±50cm/s，最大加速度±0.55g）进行振动，最大载重为50吨，振动频率为40赫兹。该设备可用于进行坝体破坏、滑坡过程的试验，并可与数值模拟分析相互验证，从而促进动态模拟方法的发展，提高土工结构抗震设计的水平。

    大坝水力学实验室拥有日本多座大坝的模型，是日本交通省通过模型试验对大坝的溢洪道、泄水口等建筑物进行水工设计的试验场所。

    2、五十里大坝和川治大坝

    五十里大坝和川治大坝都位于鬼怒川上游流域，属鬼怒川流域综合事务管理所管辖。工程技术指标分别为：

    在遭受9号台风引发洪水威胁时，鬼怒川流域水库群发挥了重要防洪作用，削减洪峰流量达548 m³/s，拦蓄洪水1500万m³，为下游群众的安全撤离赢得了充分的时间。

    五十里坝和川治坝直线距离很近（仅1.1km），但因分水岭隔开而分属于不同的流域，降雨量和雨季时间都不同。五十里坝有效库容较小（4600万m³），但来水量较大（年均36000万m³）；川治坝水库有效库容较大（7600万m³），但来水量较小（年均13000万m³）。为了更有效的利用水资源，改善下游水流状态和生态环境，通过修建相通的引水隧道，对两座水库采取联合调节的方式运行。从五十里坝到川治坝方向的最大引水流量为20 m³/s，而相反方向的最大引水流量为1 m³/s。该项工程费用达到195亿日元，实施后两坝下游水流状况、生态环境均得到改善，并有效地降低了下游地区每年用水短缺的天数，具有较大的社会效益和生态效益。

    3. 今市（Imaichi）抽水蓄能电站

    今市抽水蓄能电站位于枥木县（tochigi），修建于1988年，最大输出功率为105万KW，上、下水库用长3.1公里的引水道连接，最大有效水头524m。是世界上最大级别的纯抽水蓄能电站之一。厂房采用地下式，安装有世界上最大级别的泵/水轮机（360MW）和发电机/电动机（390MW）。装机105万千瓦，主要是满足东京高峰用电需求。1979年开工，1988年第一台机组投运。

    上下水库大坝的主要技术参数为：

    4、羽地（Haneji）大坝和太保（Taiho）大坝

    羽地大坝位于冲绳县北部名护市，距离那霸市65公里，于1996年3月开工，2000年建成。水库面积1.1532 km2 ，用于防洪、灌溉、城市用供水、工业用水等。工程采用压缩空气节能环保技术，有效的降低了水库的管理成本，并且修建了鱼道，采用压气鱼道技术，有利于回游性鱼类的繁殖、生长。

    正在修建的太保混凝土重力坝，位于冲绳县北部太保河上游，是一座具有防洪、维持河道正常功能和供水等综合效益的工程。主体工程于2003年3月开始施工，副坝于2002年8月开始施工，采用CSG技术。

    5、Yambaru海水抽水蓄能发电站

    随着电力需求的增长、高峰负荷的加大，近年日本国内修建了一大批抽水蓄能电站，用于满足高峰用电需求。冲绳四面环海，海岸线多陡峻地形的特点，因而在冲绳北部修建了世界上首例利用海水为水源的Yambaru海水抽水蓄能电站。

    上池位于距海岸约600m，海拔约150m的该台地上，上池深25m、宽252m的八角形，有效库容564000m³。与海面间有效落差136m，使用水量26m³/s，最大发电装机容量30MW。工程于1991年开始建设，1999年通过竣工试验开始进行试验运行。电厂厂房位于地下约150m深处的宽17m、高32m、长41m的洞室内。为确保取排水的稳定及排水口的安全，设置了消力墩。

    由于海水具有腐蚀性，因此采用了防渗性、变形性及耐大气腐蚀性优良的乙丙二烯单体橡胶板作为上池表面的防渗材料。防渗构造由厚度50cm的过渡层（压紧的碎石）、铺设于过渡层之上的垫料层（长纤维聚酯无纺布）和位于最上层2mm厚的防渗面板（EPDM）构成。为防止海水向周围岩体渗漏，在与过渡层相连的检查廊道内的排水管上每隔一定距离设置了盐分检测装置及压力计，当橡胶板损坏时可及时检测海水的渗漏，将报警信号传输至控制所，同时启动水泵将海水回灌入上池。

    输水路中的压力管道采用了强化塑料（FRP）管，耐海水腐蚀性。水泵水轮机的转轮及导叶采用了添加钼金属的改良型奥氏体系不锈钢材料，具有耐气蚀性、耐磨损性和耐腐蚀性特点。

    海水抽水蓄能电站的发电采用了变速抽水发电（GTO）方式。常规的抽水蓄能发电系统的水泵水轮机、发电电动机以一定速度运转，只有在发电运行时可进行调频。而变速抽水发电系统在发电及抽水工况下均可进行调频运行，可在抽水工况时通过调节抽水量降低对系统的影响，克制任何落差及出力条件下进行高效运行。

    此外，为防止排水对珊瑚的影响，在排水口外设置了消力墩（50吨重的消力墩350个，32吨重的消力墩550个），将发电时的流速控制在10cm/s以下。

    四、收获、体会、意见和建议

    1、科研机构的主要研究方向。日本作为一个发达国家，重要基础设施的建设工作已基本完成。目前科研机构研究工作的重点放在已有工程的利用和修复，提高工程的抗震防灾能力，改善工程与环境、社会之间关系等方面了。

    2、 资源能源利用方式。日本国土面积狭小，资源相对短缺，工程规模一般不大（如参观的大坝库容均不足1亿m³），但对资源和能源进行利用的效率非常高，极少见到浪费资源能源的现象，如为保证下游用水的常年下泄流量仅仅1m³/s，只要能满足需求，决不浪费，计算精确程度令人惊讶；但为了充分利用水资源而不惜采用大量的工程措施，如修建连接五十里坝和川治坝的输水隧道工程，耗费近200亿日元，还有大量的运行维护费用，然而对下游水流的改善也仅仅在区区1~2 m³/s左右，工程管理人员仍对此津津乐道，说是产生了很大的生态效益，不禁让我们深思。

    3、工程建设质量很好。由于施工技术先进，施工过程中质量控制严格，无论是坝体混凝土浇筑质量，或是边坡处理等，工程施工质量非常好，川治坝下游面混凝土非常平整，鲜见裂缝，坝体接缝处也只有极微弱的渗湿，廊道内几乎不漏水。由于工程建设质量可靠，管理工作也较为轻松。

    4、大坝管理全部实行视频监控。各座大坝地管理机房内全部实行了实时的视频监控，摄像头遍布大坝、边坡各个部位，水情测报、安全监测、闸门控制等也完全实现了自动化，管理人员非常少。

    5、重视生态与环境保护。日本在大坝建设时，注重生态平衡，注重人类活动与环境的协调。如Haneji大坝在环境保护方面，不仅进行了贵重物种移植、河川鱼类残骸迁移、动物避难设施、裸地面树林化，而且修建了鱼道，有利于回游性鱼类的繁殖、生长。此外，管理单位还把管理所周围修建的像公园一样，植树种草、美化环境，使水利工程与环境、生态相互映衬，协调发展。

    6、意见和建议。过去，我们在建设大坝时，追求多快好省，考虑的多是技术上可行、经济上合理，但实质上修建大坝还带来环境问题和社会问题，我们却关注很少。在有关大坝建设的技术规范里，也少有环境保护的内容。从本次大坝会看，许多国家在大坝建设与管理中，已经把社会和环境考虑其中，综合考虑经济、技术、环境和社会4个因素，并把环保理念逐步融入规程、规范里，体现在技术中。特别是保护和适应自然要求的提高，对大坝建设技术的要求会更高，要从技术层面上考虑，把大坝建设引发的负面环境影响降到最小，这需要工程技术人员做很多工作。

    目前的大坝建设正在向生态水利工程转化，制定生态环境友好型水电建设技术规范。例如，在设计中综合考虑河流生态需水的要求，增设供应生态需水的排水孔（闸）等，杜绝河流断流现象的发生，维持生态平衡。

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