(一)樞紐布置
三峽水利樞紐由大壩、電站和通航建筑物等3大部分構成。泄洪壩段布置于河床中部;兩側為電站廠房壩段和非溢流壩段,電站廠房位于溢流壩段兩側的電站壩段后。通航建筑物均布置于左岸。另右岸還預留后期擴機的地下廠房。
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大壩:攔河大壩為混凝土重力壩,壩頂高程185米,最大壩高181米,壩軸線長2309.47米。
河床中部泄洪壩段長483米,分23個壩段,每個壩段長21米。設23個深孔和22個表孔。為滿足三期導流及截流和圍堰發(fā)電期間泄洪的需要,在表孔正下方跨縫布置22個臨時導流底孔。另外還布置了3個排漂孔,7個排沙孔。
左岸廠房壩段長581.8米,右岸廠房壩段長525米。
電站廠房電站廠房為壩后式廠房,建筑物包括進水口及引水鋼管、主廠房及安裝場、副廠房、尾水渠,排沙及排漂設施等。左廠房安裝14臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機組;右廠房安裝12臺70萬千瓦水輪發(fā)電機組。電站采用單機單管引水,機組中心間距38.3米,進水口底高程108米,鋼管內直徑12.4米。主廠房凈寬34.8米,廠房總高度93.8米。主廠房機組段發(fā)電機層高程75.3米,尾水平臺高程82米。右岸預留地下廠房,與右岸廠房并列,布置6臺70萬千瓦機組。
通航建筑物(永久船閘 升船機)
永久船閘設計總水頭113米,為雙線五級連續(xù)梯級船閘,每線船閘有5個閘室、6個閘首,船閘航槽寬34米,主體結構全長1621米。船閘閘室有效尺寸280米×34米×5米長×寬×坎上水深 ,船閘運行一次充泄 水量23.7萬立方米。
升船機布置于左岸。主要為大型客輪提供快速過壩通道。升船機過船規(guī)模為3000噸級,最大提升高度113米。升船機主體部分包括承船廂、主提升機設備、平衡重系統(tǒng)、承重塔柱與頂部機房以及電力拖動、控制、檢測設備等。承船廂有效尺寸120米×18米×3.5米長×寬×水深 ,總重11800噸。船廂結構、設備連同廂內水體的總重量約13000噸。船廂驅動系統(tǒng)布置在船廂兩側,采用齒輪沿齒條爬升的型式。
臨時船閘 臨時船閘位于左岸非溢流壩8號與9號壩段之間(升船機右側)。
茅坪溪防護工程茅坪溪緊臨三峽大壩上游,為減少淹沒耕地和移民而興建。由防護大壩和泄水建筑物兩部分構成,主壩長889米,最大壩高104米,是國內興建的第一座瀝青混凝土心墻高土石壩。
對外交通對外交通采用“公路為主,水運為輔”的方案。專用公路與漢武漢 宜宜昌 高速公路連接,公路等級為山嶺重丘準Ⅰ級,設4車道,中間分隔封閉管理,全長26.94公里。
三峽工程主要特征指標見表1。
?。ㄒ娤卤恚┒?、工程施工
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初步設計工程量為:土石方開挖10283萬立方米,土石方填筑3198萬立方米,混凝土2794萬立方米,金屬結構25.65萬噸,26臺70萬千瓦機組。
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針對工程壩址水文、地形、地質條件和樞紐建筑物布置特點以及施工通航要求,選定為分三期導流三期施工方案。
第一期圍河右側。利用中堡島作為縱向圍堰,修建上、下游土石圍堰形成一期基坑,開挖導流明渠,修建臨時船閘。長江水流仍從主河道渲泄,照常通航。
第二期圍主河道。進行大江截流,修建二期上、下游土石圍堰與已建的混凝土縱向圍堰形成二期基坑,長江水流改從導流明渠渲泄。二期的主要任務是修建泄洪大壩和左岸廠房壩段及電站廠房,完成雙線五級船閘。船舶從導流明渠和臨時船閘通行。
第三期再圍長江右側。進行導流明渠截流,長江水從泄洪壩段內導流底孔渲泄。為早日發(fā)揮效益,利用一個枯水季節(jié),在上、下游土石圍堰保護下,搶修三期碾壓混凝土圍堰,提前蓄水發(fā)電。三期工程要完成右岸大壩和廠房。船舶從雙線五級船閘通行,左岸電站發(fā)電。
(三)施工工期
三峽工程總工期17年。其中一期5年(1993~1997);二期6年(1998~2003);三期6年(2004~2009)。
三峽工程建設10年來,各項進度計劃均如期實現并略有提前,蓄水、通航圓滿實施,首批機組提前發(fā)電,2003年將有6臺機組投產發(fā)電。
三峽工程與世界已建500萬kW以上水電站對比表2。(見右上表)三、工程重大關鍵技術問題研究
(一)關于三峽工程泥沙問題
泥沙是三峽工程的重大關鍵技術問題之一,一直為水利界和國內外人士所關注。三峽水庫會不會被泥沙淤滿而報廢?變動回水區(qū)航道會不會因淤積而礙航?泥沙淤積抬高庫尾水位是否會威脅重慶安全?
從上世紀50年代起,有關部門就水庫長期使用開展了廣泛的研究。到上世紀80年代,葛洲壩工程泥沙問題的成功解決,為三峽工程泥沙問題的研究解決奠定了基礎。1983年以來,國家組織全國泥沙專家,對三峽工程泥沙問題開展全面研究,迄今未中斷,除觀測調查和數學模型計算外,還先后建立9座水庫變動回水區(qū)泥沙模型和2座壩區(qū)泥沙模型進行試驗,對水庫下游河床沖刷、淺灘演變和對河口影響進行研究。其研究程度之深和規(guī)模之大,是國內外水利工程建設史上罕見的。得出一致的結論是:“三峽工程的泥沙問題經過研究,已基本清楚,是可以解決的”。
三峽水庫長660公里,是國內外少見的典型河道型水庫,另長江來沙主要集中在汛期6~9月入庫沙量占全年的89%,水量占63% 。根據這兩個特點,借鑒國內外成功的工程經驗,提出以“蓄清排渾”的運用方式來解決泥沙問題。即大壩設置有足夠的排洪排沙設施泄洪壩段設23個深孔和左右電站廠房壩段設置7個沖沙孔。低于電站進水口18米和33米 ,汛期來沙多時,庫水位降低到“防洪限制水位”145米 ,利用洪水流量排洪排沙;汛后10月水清后,再開始蓄水至175米。當然庫內仍有泥沙淤積,主要淤積部位在死庫容和邊灘庫尾地段。經80~100年運行后,進、出水庫的泥沙量將基本平衡沖淤平衡 ,三峽水庫仍然能保持86%的防洪庫容和92%的興利庫容,長期發(fā)揮防洪、發(fā)電和航運效益。
?。ǘ╆P于三峽工程對生態(tài)與環(huán)境影響問題
三峽工程是一項宏偉的水利工程,具有防洪、發(fā)電和航運等巨大綜合效益。當然,如此大型工程不可避免地會對環(huán)境帶來影響。會不會使長江流域自然生態(tài)遭到破壞?這是人們極為關注的問題。三峽工程從可行性論證開始,就成立了生態(tài)環(huán)境專家組,經長期論證認為,“三峽工程對生態(tài)與環(huán)境的影響主要在長江中下游和庫區(qū),其中既有有利影響,也有不利影響,但總的說來是利大于弊”。
有利影響主要有兩大方面。一是三峽建成后形成水庫,可以有效地減輕長江洪水災害給中下游人口稠密、經濟發(fā)達的平原地區(qū)所帶來的生態(tài)與環(huán)境的嚴重破壞。二是水電為清潔無污染的能源,其年發(fā)電量相當于5000萬噸原煤所發(fā)電力,避免了對周圍環(huán)境的污染。另還可以改善局部地區(qū)氣候,減少洞庭湖泥沙淤積,有利于調節(jié)長江流量。
不利影響主要在庫區(qū)。一是水庫蓄水后將淹沒部分耕地和一些文物古跡、自然景觀,這是不可逆轉的影響。但實際上三峽兩岸陡崖林立,高達上千米,水位抬高100米左右不致對自然景觀產生大的影響。而且隨著水位的抬高,又將出現新的景觀。大部分文物也可以搬遷。二是影響較大但采取措施可以減輕的。如移民后靠城鎮(zhèn)遷建過程中產生的生態(tài)與環(huán)境影響,存在環(huán)境容量和水土流失等問題,可采取不大規(guī)模擴大耕地面積,改造低產田,發(fā)展柑桔、油桐及其它經濟作物、開發(fā)荒山草坡發(fā)展畜牧業(yè)和漁業(yè),減少植被破壞;發(fā)展污染少,對生態(tài)與環(huán)境影響小的農副產品加工業(yè)和旅游業(yè);控制人口增長,提高人口素質;部分移民外遷等方式減輕影響。三是影響較小,采取有效措施可減少危害。如對人群健康和對陸生動植物的影響。實際上三峽庫區(qū)海拔200米以下未見成片天然森林植被,珍稀植物一般分布在海拔300米以上,淹沒區(qū)珍稀動物分布較少,總體影響不大;對一般魚類有一定影響,如適于急流環(huán)境的魚類,家魚產卵場將移至庫尾以上繁殖;對于珍稀水生物中華鱘,修建葛洲壩工程時已受阻,但在壩下游江段仍可自然繁殖,人工繁殖也已成功;其它如白鰭豚、揚子鱷、大鯢和江豚等均分布在壩下游,無明顯影響。
?。ㄈ╆P于開發(fā)性移民、安置問題
三峽工程移民人數和淹沒實物量也是空前的,是重大論證專題之一,也是工程成敗的關鍵。對移民專題論證工作,中央領導高度重視,親自主持。聘請多學科、多部門的專家學者和有經驗的省市政府領導、移民機構負責人組織移民專題論證專家組,總結吸取過去水庫移民的經驗教訓,貫徹開發(fā)性移民的方針,科學地分析有利條件和不利因素,堅持移民安置規(guī)劃與庫區(qū)建設、資源開發(fā)、水土保持、環(huán)境保護、地方經濟發(fā)展結合起來。論證結論是“經過努力可以把移民安置好”。
水庫淹沒實物指標。三峽工程淹沒實物指標按高程劃線,逐村、逐戶、逐鎮(zhèn)、逐巷調查反復核對的成果為基礎。按正常蓄水位175米方案,1992年調查,淹沒涉及20個縣區(qū)中 ,277個鄉(xiāng)鎮(zhèn),1680個村;涉及城集鎮(zhèn)129座,其中城市2座,縣城11座;人口84.75萬人,其中農村人口28.82萬人,城鎮(zhèn)41.16萬人,集鎮(zhèn)14.49萬人,企業(yè)人口0.28萬人,淹沒耕地38.95萬畝,公路816公里??紤]移民遷建期內人口自然增長,最終移民的總數約為113萬人。
環(huán)境容量。環(huán)境容量取決于地區(qū)的自然條件、資源狀況及經濟和科技發(fā)展水平。三峽水庫水面面積1084平方公里,扣除原河道水面,受淹的陸地面積632平方公里,僅占淹沒涉及20個縣市 總面積的1%。工程移民數量雖大,庫區(qū)土地資源有限,但從宏觀判斷,環(huán)境容量是足夠的,通過資金、技術、信息、人才、物資的引進和投入,啟動庫區(qū)內的活力,調整產業(yè)結構,合理安排城市布局,加速合理開發(fā)進程,把開發(fā)和治理、保護結合起來,就可擴大環(huán)境容量,就近安置百萬移民。
實行開發(fā)性移民方針。建國以來,全國已建水庫8萬余座,移民總數近1000萬人。三峽工程移民工作總結過去移民的經驗教訓,實事求是,堅持合法、合規(guī)、合理的搬遷建設與補償標準,實施開發(fā)性移民方針。其基本點是:要改變過去單純將水庫移民看作賠償對象的處理方式,對水庫移民遷建后生產和生活安置做出全面安排,統(tǒng)一規(guī)劃,負責到底,使水庫移民得以妥善安置,達到長治久安。其補償標準按當時生產水平是全國最高標準。城市和縣城規(guī)劃人口用地規(guī)模每人達到88平方米,集鎮(zhèn)接近70平方米,達到國家城鎮(zhèn)建設規(guī)劃指標,并略有提高,為城鎮(zhèn)建設條件改善和發(fā)展留了余地。
移民試點和政策措施。為搞好開發(fā)性移民工作,自1982年開始,國家即撥出專款,實行大規(guī)模的、內容廣泛的試點工作。有結合移民安置的新建工廠企業(yè)和老廠搬遷改造;有結合水土保持,開發(fā)荒山草坡、建水平梯地柑桔園、茶園、安置移民的農業(yè)項目;有奶羊養(yǎng)殖示范等各類型一百多個試驗項目。充分吸收移民試點的正反經驗,深入研究安置方式,制定開發(fā)土地的分配方案,確保移民和老居民的利益,做到移民區(qū)和保護區(qū)兩頭受益和移民區(qū)分享部分工程效益,用于處理移民遺留問題和庫區(qū)建設。
開發(fā)性移民工程進展。實踐表明:三峽庫區(qū)搬遷的10年,也是經濟社會發(fā)展最快的10年。截至2003年6月底,已累計搬遷安置移民72.4萬人,完成移民工程規(guī)劃總任務的75.67%,比規(guī)劃同期移民搬遷安置進度超前15.04%,充分體現了我國社會主義制度的優(yōu)越性和改革開放的巨大成績,體現了開發(fā)性移民安置的開拓性和創(chuàng)新性。
三峽工程移民安置已取得巨大成績,但按照“移民搬得出、穩(wěn)得住、逐步能致富”的要求,特別是逐步能致富的要求,還要走很長的路,但我們相信,把三峽移民安置好的目標一定能實現!
(鄭守仁系長江水利委員會總工程師,中國工程院院士;
謝修發(fā)系長江水利委員會三峽工程代表局副局長,教授級高工,享受國務院政府特殊津貼專家。)
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