三峽工程焦點(diǎn)問題及方案論證-05

1、三峽工程焦點(diǎn)問題及方案論證第五小組 有些人把三峽工程比做是中國工程師或中國人民的一個偉大的夢。最早做這個夢的是我國民主革命先行者孫中山先生。年前，他的建設(shè)計(jì)劃中就有開發(fā)長江三峽水力資源的設(shè)想。1924年8月17日，孫中山在廣州國立高等師范學(xué)校做了題為民生主義的演講。 在這次演講中，孫中山更加明確地提出，應(yīng)當(dāng)在三峽地區(qū)建壩發(fā)電。但是，為當(dāng)時的認(rèn)識水平所限，孫中山只能從航運(yùn)航運(yùn)、水電、水電方面設(shè)想，沒有考慮三峽建壩的防洪功效。 1944年5月，國民黨政府資源委員會邀請美國墾務(wù)局設(shè)計(jì)總工程師、世界著名高壩專家、當(dāng)時擔(dān)任印度巴克拉大壩工程顧問的薩凡奇博士來華，在中國工程師陪同下查勘了三峽，隨后提出了揚(yáng)

2、子江三峽計(jì)劃初步報(bào)告，這就是同年10月由美國白宮披露、轟動世界的薩凡奇計(jì)劃。 薩凡奇是世界知名水利專家，主持修建包括胡佛大壩在內(nèi)的美國60多座大壩。他冒著日本飛機(jī)轟炸和掃射的危險(xiǎn)到三峽沿江山川地勢進(jìn)行實(shí)地考察，前后共歷三次，寫出了揚(yáng)子江三峽計(jì)劃初步報(bào)告。報(bào)告結(jié)論認(rèn)為，三峽工程可行，并安排開展前期工作。這就是水利史上著名的“薩凡奇計(jì)劃”。抗戰(zhàn)之后，中國很快陷入內(nèi)戰(zhàn)，國民政府無暇顧此，三峽修建大壩的計(jì)劃遂無果而終。 1944年9月，薩凡奇考察長江三峽。 該計(jì)劃的壩址在南津關(guān)上游約2000米處，最大壩高225米，水庫正常蓄水位200米高程，水電廠水電廠裝機(jī)總?cè)萘?056萬千瓦，單機(jī)容量11萬千瓦，設(shè)

3、船閘通航通航，萬噸級船隊(duì)可通達(dá)重慶，還可攔蓄攔蓄洪水洪水，估計(jì)投資935億美元。應(yīng)當(dāng)說，薩凡奇計(jì)劃是第一個比較具體的、可以充分利用三峽水能資源的計(jì)劃。 毛澤東對三峽關(guān)注的原因，首先是起于長江上游頻發(fā)洪水，威脅武漢等長江中游城市的安危，因此三峽工程被重提。 以毛澤東為核心的第一代中央領(lǐng)導(dǎo)集體高度關(guān)注長江水患治理問題，于是在新設(shè)立的國家水利部中專設(shè)了長江水利委員會，組織專家研究長江的治理。 1952年10月30日，新中國成立后，毛澤東第一次出京巡視。 在河南鄭州黃河邊的邙山，黃河水利委員會主任王化云匯報(bào)了黃河的治理情況，并提出了一個從長江引水補(bǔ)充黃河的構(gòu)想。毛澤東自上而下望著滔滔黃河，略作沉吟，忽

4、然說:“南方水多，北方水少，借一點(diǎn)來是可以的。” 南水北調(diào)南水北調(diào)這個宏大的戰(zhàn)略構(gòu)想就這樣被提出來了。 在那個戰(zhàn)云密布的時代，一切建設(shè)總要考慮到戰(zhàn)爭的威脅。原子彈戰(zhàn)爭的威脅成為建國后三峽工程不敢上馬的重要原因。 為了三峽工程，中華民族經(jīng)過了幾代人、70余年的構(gòu)想、勘測、設(shè)計(jì)、研究、論證。1992年4月3日，第七屆全國人民代表大會第五次會議審議并通過了關(guān)于興建長江三峽工程決議。從此，三峽工程才由論證階段走向了實(shí)施階段。 長江中下游平原面積12.6萬km2 ，土地肥沃，人口密集，城市眾多，是長江流域工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值最高，經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，也是洪災(zāi)最頻繁、最嚴(yán)重的地區(qū)。該地區(qū)地勢低洼，地面高程多在長江干流

5、洪水位以下幾米至十幾米，全靠堤防保護(hù)，一旦破堤或分蓄洪水，將危及眾多居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，防洪減災(zāi)是興建三峽工程的首要任務(wù)。 選址：選址： 三斗坪壩址，是經(jīng)過了大量的地質(zhì)勘探，在2個壩區(qū)、個壩段、數(shù)十個壩軸線中，歷時年、經(jīng)由專家充分論證才最終選定的。 據(jù)了解，三峽大壩選址之初，從三峽出口南津關(guān)起，上溯至石牌止，公里河段中初選了個壩段，統(tǒng)稱為南津關(guān)石灰?guī)r壩區(qū)。另外，從蓮沱起，上溯至美人沱止，公里河段中初選了個壩段，統(tǒng)稱為美人沱花崗巖壩區(qū)。然后，對這個壩段進(jìn)行勘察研究，經(jīng)篩選，選擇南津關(guān)壩區(qū)的南津關(guān)壩段和美人沱壩區(qū)的三斗坪壩段進(jìn)行深入的地質(zhì)勘察。年，初定美人沱花崗巖壩區(qū)為三峽工程壩址。 三峽

6、大壩的選址最初有太平溪、南津關(guān)、三斗坪等多個候選壩址。 美人沱花崗巖壩區(qū)的個壩段。 經(jīng)比較，一類選擇了中等寬河谷的太平溪太平溪壩段為代表，另一類選擇了寬河谷的三斗坪三斗坪壩段為代表。前者適合于布置地下廠房，工程防護(hù)條件較好；后者適合于布置壩后式廠房，施工場地開闊。這兩個壩段均具備興建混凝土高壩的地質(zhì)條件。 經(jīng)綜合比較后，在年的選址會議上，最終選定三斗坪為三峽工程攔江大壩的壩址。 最終選定的三斗坪壩址，位于葛洲壩 水電站上游38千米處，地勢開闊，地質(zhì)條件為較堅(jiān)硬的花崗巖，地震烈度小。江中有一沙洲中堡島，將長江一分為二，左側(cè)為寬約900米的大江和江岸邊的小山壇子嶺，右側(cè)為寬約300米的后河，可為分

7、期施工提供便利。 壩高：壩高： 關(guān)于大壩的壩高，在籌劃中曾有低壩、中壩、高壩三種方案。1950年代，在蘇聯(lián)專家的影響下，各方多支持高壩方案。到了1980年代初，“短、平、快”的思路占了主流，因而低壩方案非常流行。但是，出于為重慶改善航運(yùn)條件的考慮，各方最終同意建設(shè)中壩。 三峽大壩長達(dá)14年的登攀全線到達(dá)185米設(shè)計(jì)高程。185米其實(shí)并非三峽大壩的實(shí)際高度，而是以長江吳淞口海拔高度為參照物的相對高度。 大壩的高度直接影響到大壩的高度直接影響到工程建設(shè)投資額、防洪效益、工程建設(shè)投資額、防洪效益、發(fā)電能力、通航能力、庫區(qū)淹發(fā)電能力、通航能力、庫區(qū)淹沒面積及移民搬遷量等。為何沒面積及移民搬遷量等。為何

8、三峽大壩決定要建到三峽大壩決定要建到185米高米高程，而不是程，而不是195米、米、175米或米或其他高程呢？其他高程呢？ 建壩之前設(shè)計(jì)有低壩、中壩、建壩之前設(shè)計(jì)有低壩、中壩、高壩三種方案供選擇，低壩方案高壩三種方案供選擇，低壩方案壩高壩高160米，正常蓄水水位米，正常蓄水水位150米，米，淹沒庫區(qū)面積較小，移民量也較淹沒庫區(qū)面積較小，移民量也較少，但防洪效益稍弱，且回水到少，但防洪效益稍弱，且回水到不了重慶港，對通航條件提高不不了重慶港，對通航條件提高不大，故舍棄大，故舍棄; 高壩方案設(shè)計(jì)蓄水水位高壩方案設(shè)計(jì)蓄水水位200米，米，壩高超過壩高超過200米，防洪、發(fā)電、通米，防洪、發(fā)電、通航三

9、個效益均最大，但壩上游淹航三個效益均最大，但壩上游淹沒面積和移民量、工程投資量也沒面積和移民量、工程投資量也大增。大增。 經(jīng)綜合權(quán)衡比較各種方經(jīng)綜合權(quán)衡比較各種方案，最后確定了案，最后確定了185米高程米高程的建壩方案，既保證了較好的建壩方案，既保證了較好的防洪效益，又兼顧了發(fā)電、的防洪效益，又兼顧了發(fā)電、通航效益，也使工程建設(shè)投通航效益，也使工程建設(shè)投資和移民搬遷量控制在可承資和移民搬遷量控制在可承受范圍內(nèi)。受范圍內(nèi)。大壩類型：大壩類型： 大壩可分為混凝土壩和土石壩兩大類。大壩的類型根據(jù)壩址的自然條件、建筑材料、施工場地、導(dǎo)流、工期、造價(jià)等綜合比較選定。 土石壩包括土壩、堆石壩、土石混合壩等

10、，又統(tǒng)稱為當(dāng)?shù)夭牧蠅?。它具有就地取材、?jié)約水泥、對壩址地基條件要求較低等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)（1）壩身不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便。（2）粘性土料的填筑受氣候等條件影響較大，影響工期。（3）壩身需定期維護(hù)，增加了運(yùn)行管理費(fèi)用。 依靠壩體自重與基礎(chǔ)間產(chǎn)生的摩擦力來承受水的推力而維持穩(wěn)定。重力壩的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，施工較容易，耐久性好，適宜于在巖基上進(jìn)行高壩建筑，便于設(shè)置泄水建筑物。 拱壩具有較高的超載能力。拱壩對地基和兩岸巖石要求較高，施工上亦較重力壩難度大。 支墩壩混凝土用量較小，但側(cè)向穩(wěn)定性差，抗震抗凍性差，對地基要求較高。 混凝土壩分為重力壩、拱壩和支墩壩3種類型。重力壩拱壩支墩壩 所謂混凝土重

11、力壩，是用混凝土澆筑，主要依靠壩體自身重量來抵抗上游來水壓力及其他外荷載并保持大壩建筑穩(wěn)定。 世界各國修建于寬闊河谷處的高壩，多選擇混凝土重力壩。這種壩體混凝土方量較多，施工中需要嚴(yán)格的溫度控制措施；壩頂可以溢流泄洪，壩體中可以布置泄流孔洞。 三峽水電站正處于我國能源結(jié)構(gòu)西電東送和北煤南運(yùn)的交匯處，便于向華中、華東輸電，與華南、華北、山東、西北電網(wǎng)聯(lián)接的距離也不遠(yuǎn)，三峽水電站裝機(jī)1820萬kW，年發(fā)電量847億kW/h，可為全國的電力聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造十分有利的條件。巨大的發(fā)電效益是三峽工程建設(shè)及運(yùn)行資金的主要保障。 三峽電站是世界最大水電站，發(fā)電機(jī)組尺寸和容量大，水頭變幅寬，設(shè)計(jì)和制造難度居世界之最。

12、三峽電站共設(shè)有臺萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，分別位于左、右岸電站和地下電站，加上兩臺萬千瓦電源機(jī)組，三峽電站總裝機(jī)容量達(dá)到萬千瓦。 發(fā)電機(jī)組：發(fā)電機(jī)組： 三峽電站初期的規(guī)劃是26臺70萬千瓦的機(jī)組，也就是裝機(jī)容量為1820萬千瓦，年發(fā)電量847億度。 后根據(jù)需要并通過中國環(huán)保審評，又在右岸大壩“白石尖”山體內(nèi)建設(shè)地下電站，建6臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)。在加上三峽電站自身的兩臺5萬千瓦的電源電站?？傃b機(jī)容量達(dá)到了2250萬千瓦，年發(fā)電量約1000億度。 三峽水電站裝機(jī)總?cè)萘繛?820萬kW，年均發(fā)電量847億kWh。三峽水電站若電價(jià)暫按0.180.21/（kWh)計(jì)算，每年售電收入可達(dá)181億219億

13、元，除可償還貸款本償還貸款本息息外，還可向國家繳納大量所得稅繳納大量所得稅。（ 26臺70萬千瓦的機(jī)組） 年月日，世界最大的水電站三峽電站最后一臺機(jī)組正式交付并網(wǎng)發(fā)電?？傃b機(jī)容量達(dá)萬千瓦的三峽電站全面建成投產(chǎn)，成為世界最大水電站最大水電站和清潔能源清潔能源基地。至此,世界最大水電站三峽電站臺機(jī)組全部投產(chǎn)，截至當(dāng)日,三峽電站累計(jì)發(fā)電億千瓦時，為緩解中緩解中國用電緊張國用電緊張局面作出了巨大貢獻(xiàn)。 三峽泄洪壩段分三層，布置有69個孔，107扇大閘門，有的閘門相當(dāng)于半個籃球場大。整個壩段金屬結(jié)構(gòu)安裝總量約7萬噸，相當(dāng)于十多個百萬千瓦級水電站金屬結(jié)構(gòu)安裝的總量。 泄洪壩段：泄洪壩段： 三峽電站發(fā)電情況

14、與長江上游來水量和上下游水位落差有關(guān)，其中左岸臺發(fā)電機(jī)組需要水位落差米左右，右岸電站機(jī)組滿發(fā)需要水位落差米左右。 需要泄洪壩段予以控制。 三峽工程建成蓄水后，可使宜昌到重慶660余千米山陡谷深、水面狹窄、多急流險(xiǎn)灘的河段變成水庫區(qū)內(nèi)寬闊的靜水航道，宜昌以下也增加了枯水期流量和航道水深，萬噸級大型船隊(duì)可由上海直達(dá)重慶，航運(yùn)效益十分顯著。 泥沙淤積問題：泥沙淤積問題： 對于一般的觀察者來說，河流幾乎只是水的流動；其實(shí)，它們既是水的流動，也是泥沙的流動。 興建三峽工程的長江，無論從流量（居第四位）看，還是從輸水得（居第五位）看，都是世界上主要的大河之一。長江全長6300公里，是亞洲最長的河流 。雖然

15、長江是中國大河之一，但它的輸沙量相對于它的流量來講卻甚小，和中國及亞洲其他部分的其他河流相比，含沙量也極低。 在三峽工程的壩址三斗坪，長江的年平均流量約為4530億立方米，平均流量為14300立方米/秒。枯水季節(jié)流量約為3000立方米/秒。壩址處的平均年輸沙量約為5.23億噸，相應(yīng)的含沙量僅為1.19公斤/立方米。每年輸送的泥沙中僅有幾百萬噸是細(xì)沙。 正如前述，大多數(shù)河流并不僅是水的流動，而是水與泥沙的流動。長江挾輸著巨大的沙量，但由于相應(yīng)的流量也很大，因而含沙量相對地是偏小的。 對于三峽工程，擬議中的泥沙處理策略看來是妥當(dāng)?shù)?。每?月及4月，當(dāng)汛期來臨之前，降低庫水位。在汛期，將有4個月的時

16、間，水庫保持低水位，因此，高含沙量的水流可以以較大的流速和較高的輸沙能力通過水庫。每年9月和10月，汛期將結(jié)束，水庫開始蓄水，維持枯水季節(jié)較深的航深以利通航和較高的水頭來發(fā)電。總而言之，總的策略是降低庫水位，促使大流量挾帶高含沙量水流通過水庫，而在枯水季節(jié)儲蓄相對而言含沙量很小的水流 。 宜昌水文站的統(tǒng)計(jì)，平均年懸移質(zhì)輸送量為5.23億噸，平均含沙量僅為1.19公斤/立方米。510月豐水期間，懸移質(zhì)輸送量占年總量的95.7%，而79月卻要占年總量的72.9%。年推移質(zhì)輸送量是很小的，每年只有600萬噸，并且粒徑大于10毫米的卵石的平均年輸送量僅約75.8萬噸。 “蓄清排渾”，就是汛期來沙較多時

17、，在下游防洪承受能力范圍內(nèi)降低三峽水庫水位運(yùn)行，讓含沙量較大的洪水順利排到下游；汛期過后，水中的含沙量少了，10月份水庫開始存蓄清水，保證發(fā)電和航運(yùn)航運(yùn)。 根據(jù)泥沙專家的計(jì)算，采取“蓄清排渾”的運(yùn)用方式，三峽水庫運(yùn)行100年后、水庫沖淤基本達(dá)到平衡時，防洪庫容仍能保持86%，興利調(diào)節(jié)庫容仍能保留92%，這意味著三峽水庫可以長期使用。 而在水庫建筑物的布置上，更充分考慮了泥沙問題，他們已采取了一系列措施，增加排沙出庫量。如，三峽工程船閘、泄洪閘高程比兩岸電站低18米，下面布設(shè)了沖沙孔，保證了電站不會被淤積。還借鑒了葛洲壩的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置了沖沙閘。地質(zhì)問題：地質(zhì)問題： 地質(zhì)問題體現(xiàn)在三個方面，一是因水

18、庫蓄水而使山體長期遭受浸泡，原來相對穩(wěn)定、平衡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，力學(xué)性質(zhì)改變，一些滑坡、崩塌可能重新發(fā)生。二是原來沒有滑坡，沒有灘巖的地方，因長期浸泡，支撐力減少，也可能出現(xiàn)變形。“就像一堆土，可以抵抗100噸壓力，但泡軟后，10噸都抵抗不了。”第三個變數(shù)是消落帶。當(dāng)蓄水至175米以后，水庫兩岸將在145175米之間形成高程差為30米、以半年為周期的約290平方公里的消落區(qū)。消落帶因水位大漲大落，可能使一些舊滑坡復(fù)活，并誘發(fā)新的滑坡、崩塌、塌岸等災(zāi)害。 目前，三峽庫區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治，一是工程治理，二是搬遷或監(jiān)測的非工程方式。在有一定保障措施前提下，通過這兩種方式，我們目前是有能力和技術(shù)將地質(zhì)災(zāi)害危害

19、控制到最低程度的。監(jiān)測由專業(yè)機(jī)構(gòu)和群眾機(jī)構(gòu)結(jié)合，庫區(qū)各區(qū)縣，鄉(xiāng)鎮(zhèn)村，組織群眾，明確責(zé)任人，對滑坡隱患點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。 由于三峽庫區(qū)多處地段為峽谷型山區(qū)，地表巖石脆弱。據(jù)課題研究顯示，在三峽庫區(qū)的長江河谷兩岸，50-5000萬平方米的崩塌、滑坡共計(jì)有214個，滑坡、崩塌總體積為13.5億平方米。 對庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了治理，涉及重慶三峽庫區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共有3671處，其中673處實(shí)施工程治理，482處實(shí)施搬遷避讓，其余2516個隱患點(diǎn)確定為群測群防或?qū)I(yè)監(jiān)測項(xiàng)目。規(guī)劃治理，取得了階段性成效，避免了重大地質(zhì)災(zāi)難的上演。 鏈子崖位于秭歸境內(nèi)的兵書寶劍峽和牛肝馬肺峽之間，距三峽大壩僅26公里。在江中仰望

20、，危巖高聳，直逼云天，道道裂縫將山體割裂，大有分崩離析之勢，怪石挺拔，搖搖欲墜，令人膽戰(zhàn)心驚。千百年來，這座危巖山體不知制造了多少事端，使無數(shù)生靈葬身魚腹，使三峽庫區(qū)腹地航運(yùn)、商貿(mào)頻頻受困。 三峽工程興建之時，正值鏈子崖危巖體新的形成期，一旦危巖崩坍，鏈子崖將有8億多方巖石涌入長江，不僅使“黃金水道”斷航，沿江幾十個城鎮(zhèn)、上億居民、無數(shù)房屋和農(nóng)田都將毀于一旦，還將危及世界上最大的水利樞紐工程三峽工程。 鏈子崖的危巖防治引起了國務(wù)院的高度重視，被確定為“國”字號工程，抽調(diào)了百余名專家，采用國際上最先進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)行了長達(dá)4年的綜合治理。 發(fā)育在崖底有煤層的石灰石順斜向陡坡，因煤層開挖和陡壁卸荷而形

21、成，有數(shù)百年的崩滑史，緊臨江邊，是防治重點(diǎn)，主要防治對策是煤層采空區(qū)承重阻滑工程和上部危巖體錨固工程。 經(jīng)三峽水庫調(diào)蓄后，下泄的枯水流量增加了20003000m3/s，這對于長江中下游兩岸灌區(qū)及城鎮(zhèn)供水條件都有改善。 歷次長江流域規(guī)劃和南水北調(diào)規(guī)劃中明確南水北調(diào)中線工程的水源地是長江干流三峽水庫和支流漢江丹江口水庫。同樣，歷次規(guī)劃中也多次確認(rèn)，南水北調(diào)中線工程近期先從漢江丹江口水庫引水，后期視發(fā)展情況再從長江干流三峽水庫引水。 根據(jù)我國南方水多北方水少的特點(diǎn)，充分利用長江水資源的一個重要途徑，就是從長江調(diào)一部分水到嚴(yán)重干旱缺水的北方地區(qū)。三峽工程的主要功能之一就是通過水庫控制調(diào)蓄，使水資源輸出

22、在時間上重新分配，便于更好地利用;南水北調(diào)的主要功能是完成水資源在地區(qū)間優(yōu)化配置，南水北調(diào)巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)環(huán)境效益，也是三峽工程綜合效益的重要組成部分。 2010年10月26日，三峽水庫首次達(dá)到175米正常蓄水位，三峽工程防洪、發(fā)電等綜合效益開始全部發(fā)揮。至此，持續(xù)18個年頭的三峽大移民也宣告結(jié)束。三峽水庫淹沒區(qū)涉及重慶、湖北兩地20多個區(qū)縣近140萬人，移民數(shù)量之多、遷建任務(wù)之重、外遷地域之廣，都堪稱空前絕后。巍巍大壩，凝聚著三峽建設(shè)者們的心血和汗水，更凝聚著三峽庫區(qū)百萬移民的無私奉獻(xiàn)和支持。 三峽工程成敗，關(guān)鍵在移民。三峽水庫成功蓄水至175米水位，在三峽工程建設(shè)史上樹起一座新的里程碑。它記載著18年來庫區(qū)百萬移民“舍小家、為國家”的無私奉獻(xiàn)、全國各省份對移民遷建工作的大力支援、國家安置移民政策措施的不斷調(diào)整完善，彰顯了中華民族萬眾一心團(tuán)結(jié)奮進(jìn)的偉大精神。 三峽工程按照壩前分期蓄水90米、135米、156米、175米的建設(shè)方案,三峽庫區(qū)移民工程分為一、二、三、四期。 任何一個水利水電建設(shè)工程系統(tǒng)，主要包括樞紐工程、庫區(qū)移民工程以及配套的輸變電或輸水工程3個子系統(tǒng)，它們是緊密相連的有機(jī)統(tǒng)一體。 按國家批準(zhǔn)并正在施工建設(shè)的三峽大壩正常蓄水位175m高程方案，三峽水庫水面面積1 084km2，其