【时讯】三峡水利枢纽的工程特征及重大技术问题研究

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三峡水利枢纽由水库、电厂、通航建筑物等三大部分组成。 泄洪坝配置在河床中央部的两侧是电站厂房坝段和非溢流坝段，电站现场位于溢流坝段两侧的电站坝段之后。 通航建筑物都部署在左岸。 右岸还预约了后期扩建机的地下现场。

水库:水库为混凝土重力坝，坝顶海拔185米，最大水库高度181米，水库轴线长2309.47米。

河床中央部的泄洪坝长483米，分为23个坝段，各坝长21米。 设置23个深孔和22个表孔。 为了满足三期传导及切断和围堰发电中放水的需要，在表孔正下方跨过狭缝配置22个临时传导底孔。 另外，配置了3列导流孔、7列排沙孔。

左岸现场水库长581.8米，右岸现场水库长525米。

电站现场的电站现场是水库后式现场，建筑物包括进水口和引水钢管、主现场和安装场、副现场、尾水路、排沙和排漂流设施等。 左现场设置了14台70万千瓦的水轮发电机组，右现场设置了12台70万千瓦水轮发电机组。 电站使用单机单管引水，机组中心间距38.3米，进水口底部海拔108米，钢管内径12.4米。 主现场净宽34.8米，现场总高93.8米。 主现场机组级发电机楼层海拔75.3米，尾水平台海拔82米。 在右岸确保地下现场，与右岸现场并列，配置6台70万千瓦机组。

建筑物(永久船闸升降机)

永久船门设计总水头113米，双线五段连续船门，每线船门有5个闸室，6个闸颈，船门闸宽34米，主体结构全长1621米。 船闸室比较有效尺寸为280米×34米×5米长×宽×坎水深，船闸一次充泄水量23.7万立方米。

升降机布置在左岸。 第一，为大型客船提供快速通过水库通道。 升降机的船规模是3000吨级，最大升降机高度是113米。 升降机主体部分包括承船轿厢、主升降机设备、平衡重量系统、承重塔柱和顶部室以及电力拖动、控制、检测设备等。 承船比较有效尺寸为120米×18米×3.5米长×宽×水深，总重量为11800吨。 船的结构、设备和笼内水体总重量约为13000吨。 小船驱动系统配置在小船的两侧，是使用齿轮沿着齿条爬的风格。

临时船闸临时船门位于左岸非溢流坝8号和9号坝段之间(升降机右侧)。

茅坪溪防护工程茅坪溪面临三峡水库上游，为减少淹没耕地和移民而建设。 由防护坝和泄水建筑物两部分组成，主坝长889米，最大坝高104米，是国内第一座修建的沥青混凝土心墙高土石坝。

对外交通使用“道路为主，水运辅助”的方案。 专用公路与武汉宜昌高速公路相连，公路等级为山岳重丘准I级，设有4车道，中间划分封闭管理，全长26.94公里。

三峡工程的第一个特征指标如表1所示。

(见下表)二、工程施工

(一)主要建筑物的工程量

初步设计工程量为土石方开挖10283万立方米、土石方填筑3198万立方米、混凝土2794万立方米、金属结构25.65万吨、26台70万千瓦单元。

(二)施工方案

比较了工程水库所在地的水文、地形、地质条件和枢纽建筑物的布置优势和施工通航要求，分三期选定了三期施工方案。

第一期围河右侧。 利用伯格岛作为纵向围堰，建设上下游土石围堰形成一期基坑，挖掘导流明渠，建设临时闸门。 长江的流动依然由主河道组成，照常通航。

二期包围主河道。 进行大江截流，建设二期上、下游土石围堰和已经建成的混凝土纵向围堰形成二期基坑，长江水流改为从导流明渠排出。 二期的首要任务是建设泄洪坝、左岸厂房坝段和电站厂房，完成双线五级闸门。 船在向导明渠和临时船闸通行。

第三期围在长江右边。 进行导水管阻断，长江水从泄洪坝段内的导水底孔流出。 为了早日发挥效益，利用枯水季节，在上、下游土石围堰的保护下，修理三期碾压混凝土围堰，提前蓄水发电。 三期工程必须完成右岸水库和现场。 船舶由双线五级水闸通行，由左岸发电厂发电。

(三)工程工期

三峡工程总工期为17年。 其中一期五年( 1993~1997年)第二期六年( 1998~2003年)三期六年( 2004~2009 )。

三峡工程建设十年来，各项进度计划如期实现，提前一点，蓄水、通航顺利实施，第一批机组提前发电，2003年6台机组开始发电。

三峡工程和世界已经对表2建设了500万kW以上的水电站。 (见右上表)三、工程重大技术问题研究

(一)关于三峡工程泥沙问题

泥沙是三峡工程的重大技术问题之一，一直受到水利界和国内外人士的关注。 三峡水库会被泥沙掩埋废弃吗？ 回路的变动不会因停滞而妨碍航行吗？ 泥沙沉积提高库尾水位会威胁重庆的安全吗？

从20世纪50年代开始，有关部门就长时间采用水库展开了广泛的研究。 到20世纪80年代，葛洲坝工程泥沙问题的成功处理为三峡工程泥沙问题的研究处理奠定了基础。 1983年以来，国家组织全国泥沙专家，对三峡工程泥沙问题展开全面研究，至今未中断，除了观测调查和数学模型计算外，还建立了9个水库变动回流区域泥沙模型和2个水库区泥沙模型进行试验，水库下游 其研究程度的深度和规模的大小在国内外水利工程建设史上是罕见的。 得出了“三峡项目泥沙问题经过研究，基本明确，可以处理”的一致结论。

三峡水库长660公里，是国内外罕见的典型河道型水库，长江来沙汛期6~9月入库沙量占全年的89%，水量占63%。 根据这两个优势，借鉴国内外成功的工程经验，提出用“蓄清排泥”的运用方法处理泥沙问题。 也就是说，水库在足够排水排沙设施的放水坝段设置了23个深孔和左右电站现场的坝段设置了7个排沙孔。 低于电站供水口18米和33米，汛期来沙时，库水位下降到“防洪限制水位”的145米，利用洪水流量排出洪水排水沙。 汛期的10月水澄清后，恢复蓄水到175米。 当然库内堆积着泥沙，第一堆积部在死库容和边滩库尾部。 经过80~100年的运行，进出水库的泥沙量基本平衡，三峡水库依然保持86%的防洪库容和92%的兴利库容，可以长期发挥防洪、发电和航运效益。

(二)关于三峡工程对生态和环境的影响问题

三峡工程是一项宏伟的水利工程，具有防洪、发电和航运等巨大的综合效益。 当然，这样的大型工程不得不影响环境。 破坏长江流域的自然生态？ 这是人们极为关注的问题。 三峡项目从可行性论证出发，成立了生态环境专家小组，经过长期论证，“三峡项目对生态和环境的影响主要在长江中下游和仓库地区，其中既有有利的影响，也有不利的影响，但总的来说利益大于缺点

影响主要有两个方面。 一三峡建成水库，可以比较有效地减轻长江洪水灾害给中下游人口密集、经济发达的平原地区带来的生态和环境的严重破坏。 二是水和电是清洁无污染的能源，其年发电量相当于5000万吨原煤发电的电力，不污染周围环境。 另外，有助于改善局部气候，减少洞庭湖泥沙沉积，调节长江流量。

不利的影响第一在仓库地区。 一是水库蓄水后，淹没耕地的一部分和文物古迹、自然景观，这是不可逆转的影响。 但是，实际上三峡两岸的悬崖林立，达到数千米的高度，水位上升100米左右也不会对自然景观产生大的影响。 然后随着水位的上升，又出现了新的景观。 大部分文物也可以转移。 二是影响很大，但通过采取措施可以减轻。 移民后，由于城镇迁移过程中产生的生态和环境影响，存在环境容量和水土流失等问题，不大规模扩大耕地面积，改造低产田，迅速发展柑桔、梧桐及其他经济作物，开发荒山草斜坡迅速发展畜牧业和渔业，植被 控制快速发展污染少、对生态和环境影响小的农副产品和工业和旅游业人口的增加，提高人口素质的一部分移民移动等减轻影响。 三是影响小，采取比较有效的措施可以减少危害。 人的健康和对陆地生动植物的影响等。 实际上，三峡库区海拔200米以下，未见片天然森林植被，稀有植物通常海拔分布在300米以上，淹没区稀有动物分布少，整体影响小。 通常对鱼类有一定的影响。 例如，适合急流环境的鱼类，家鱼产卵场会移动到库尾以上繁殖。 对于稀有的水生物中华鲨鱼，建设葛洲坝的工程受到了阻碍，但在水库下游的江段依然可以自然繁殖，人工繁殖也成功了。 其他如鳉、扬子鳄、大鲵、江豚等分布在水库下游，无明显影响。

(三)关于开发性移民、安置问题

三峡工程的移民数量和淹没实物量也是空前的，是重大的论证主题之一，也是工程成败的关键。 对移民专业论证工作，中央领导高度重视，自行主办。 聘请多学科、多部门专家学者和有经验的省市政府领导、移民机构负责人组织移民专家小组，总结过去水库移民的经验和教训，贯彻开发性移民方针，拆除科学有利条件和不利因素，建设移民安置计划和仓库地区 论证说“努力的话就能很好地安置移民”。

水库淹没实物指标。 三峡工程的淹没实物指标是根据在海拔上画线，在每个村庄、每个房子、每个城镇、每个巷道的调查中反复核对的成果。 根据正常蓄水位175米方案，1992年调查，淹没了20个县区中的277个乡镇、1680个村。 关于城市集镇129座，其中城市2座，县城11座人口84.75万人，其中农村生活人口28.82万人，城市41.16万人，集镇14.49万人，公司人口0.28万人，耕地38.95万亩，道路816公里被淹没 考虑到移民建设期间人口的自然增加，最终移民的总数约为113万人。

环境容量。 环境容量取决于地区的自然条件、资源状况以及经济和科学技术的迅速发展水平。 三峡水库水面面积1084平方公里，扣除原河道水面，浸水陆地面积632平方公里，仅占与淹没有关的20个县市总面积的1%。 工程移民人数多，仓库地区土地资源有限，但从宏观评价来看，环境容量充分，通过资金、技术、新闻、人才、物资的引进和投入，启动仓库地区内的活力，调整产业结构，合理安排城市布局，合理布局

实行发展性移民方针。 建国以来，全国修建水库8万多人，移民总数接近1000万人。 三峡工程移民事业总结过去移民的经验和教训，实事求是，反复合法、合规、合理的转移建设和补偿标准，实施开发性移民方针。 其基本点是过去单纯改变以水库移民为赔偿对象的解决办法，全面安排水库移民搬迁后的生产和生活安排，统一计划，负责到最后，妥善安置水库移民，达到长治久安。 其补偿标准在当时的生产水平上是全国最高水平。 城市和县规划人口用地规模人均达88平方米，集镇达近70平方米，达到国家城市建设的规划指标，并略有提高，为城市建设条件的改善和快速发展留有馀地。

移民考试和政策措施。 为了搞好开发性移民工作，从1982年开始，国家出资特别资金，实施了大规模、复印广泛的试验业务。 结合移民安置的新工厂公司和老工厂搬迁改造的水土保持，有荒山草坡、建水级柑桔园、茶园、开发安置移民农业项目的奶牛养殖示范等各类100多个试验项目。 充分吸收移民试验正反经验，深入研究配置方法，制定开发土地分配方案，确保移民和老居民利益，移民区和保护区两者利益和移民区共享部分工程利益，用于解决移民遗留问题和仓库区建设。

开发性移民工程的进展。 实践表明，三峡库区转移的十年也是经济社会快速发展的十年。 到2003年6月底，累计转移安置移民72.4万人，完成移民工程计划总任务的75.67%，比同期移民转移安置进度超前15.04%，充分体现了中国社会主义制度的优势和改革开放的巨大成绩，开发性移民安置的开拓性

三峡工程移民的安置已经取得了巨大的成绩，但按照“移民搬家，稳定，逐渐致富”的要求，特别是能逐渐致富的要求，将走很长的路，但我们一定要制定安置三峡移民的目标

(郑守仁系长江水利委员会总工程师，中国工程院院士；

谢修发是长江水利委员会三峡工程代表局副局长、教授级高工，享受国务院政府特殊津贴专家。 ）