1、第六章 中国三峡工程和南水北调工程改后第六章 中国三峡工程和南水北调工程长江三峡工程截断巫山云雨，高峡出平湖。南水北调工程三纵通南北，四横济东西，南北配置，东西互济。第一节 中国三峡工程长江流域水系庞大，流域面积180104Km2，河川径流丰沛，多年平均径流量9600108m3，落差达5400m，蕴藏着巨大水能资源。其理论蕴藏量为2.68108kw，约占全国水能资源的40%。可开发水能为1.97108kw，占全国可开发水能资源的53.4%。年均可发电10270108kwh，相当于年产原煤5.6108t。早在1919年，孙中山先生在建国方略一书中的“实业计划”部分内就已提出了开发三峡、改善川江航
2、道、结合水力发电的设想。1944年5月，国民党政府资源委员会邀请美国垦务局设计总工程师、世界著名高坝专家萨凡奇博士来华，在中国工程师陪同下查勘了三峡，随后提出了“萨凡奇计划”。这是第一个比较具体的、可以充分利用三峡水能资源的计划。随后资源委员会组成了“三峡水力发电计划技术研究委员会”，并且着手进行部分勘测和调查工作。但是，三峡水力发电计划在1947年5月被国民党政府明令中止。1954年汛期，长江流域出现了20世纪以来最大的洪水，解决长江中下游严重洪水灾害的威胁，成为治理长江首要而紧迫的任务。中央人民政府要求加快长江流域规划和三峡工程研究，并决定在1952年成立的长江水利委员会的基础上成立长江流
3、域规划办公室。从1955年开始，长江流域规划办公室在原苏联专家协助下，全面开展了长江流域规划和三峡工程勘测、科研与设计工作，历时3年，于1957年底基本完成。三峡工程位于长江三峡的西陵峡中段，坝址在湖北省宜昌市三斗坪，下距已建的三斗坪水利枢纽40Km。1992年3月16日，国务院向七届全国人大五次会议提交了国务院关于提请审议兴建长江三峡工程的议案。3月21日，在七届全国人大五次会议全体会议上作了关于提请审议兴建长江三峡工程的议案的说明。4月3日下午，第七届全国人大五次会议关于兴建三峡工程决议通过。决议批准将兴建长江三峡工程列入国民经济和社会发展十年规划，由国务院根据国民经济发展的实际情况和国家
4、财力物力的可能，选择适当时机组织实施。长江三峡工程从最早（1919年）由中国民主革命先驱孙中山先生提出，到1992年全国人大通过决议，已有70年的沧桑，其中调查了50年，勘测论证了40年，争论了30年。其中特别是工程方案的论证，历时20年。一、长江三峡工程背景1 三峡工程的重要性和必要性长江洪水多由暴雨形成。一般年份，上游和中下游洪水能够相互错开，故不致形成威胁中下游平原区的大洪水。但是，一旦上游和中下游雨季重叠，或上游发生特大暴雨，洪水相互遭遇，中下游就会出现较大或特大洪水。在中国的近现代历史上，长江中下游曾数次爆发特大洪水，对人民生命和财产造成了极大危害，成为全流域洪涝灾害的严重地区。特别
5、是素有“九曲四肠”和“万里长江陷在荆江”之称的荆江河段，其安全下泄流量（包括洞庭湖分洪）仅达66.8104 m3/s，加上平原临时分洪和防汛抢险，勉强可达8104 m3/s。接近800多年以来的史载，荆江洪峰来量超过8104 m3/s的有8次之多，其中1870年达到10.5104 m3/s。因此，每到汛期，荆江河段的洪水水位高出两岸堤外地区610m，成为“悬河”。洪水严重威胁着洞庭湖和江汉平原1500104 人口和153.3104 hm2耕地的安全。同时，长江下游平原地也时受洪灾袭击。因此，经几十年的研究表明，只有兴建控制性三峡工程，有效调节川江洪水，长江中下游地区才能在防洪上长治久安。长江三
6、峡工程是一特大型的水利枢纽，其中药学女冠和必要性决定了工程要实现多目标开发利用，发挥巨大综合效益，主要目标是防洪，次为发电、航运等目标。（1） 重在防洪长江流域尤其是长江中下游平原是国家的重要经济区域。长江防洪治理方针是全江“上拦、下排、两岸分滞”，中下游“蓄洪兼顾、以泄为主”。“上拦”是在干支流上游地区进一步搞好水土保持，加强防护林体系建设；二是在干支流上兴建大中型水库，拦蓄洪水；“下排”是加强中下游堤防建设和整治，提高喝道行洪能力；“两岸分滞”是建好管好滞蓄洪区，疏浚通江湖泊发挥其滞蓄超额洪水功能同时整治河道，做到“蓄洪兼顾，以泄为主”，最终泄洪水入海。但需要指出，在长江各主要支流及干支流
7、上游兴建水库，仍无法控制这些水库至宜昌区间30104km2面积上产生的暴雨洪水，也就对荆江河段洪峰流量的削减作用不大。工程体系中的主题工程，能控制荆江洪水来量的95以上，控制武汉以上洪水来量的60，三峡工程是防洪的关键性工程，可将荆江河段的防洪标准由十年一遇提高到百年一遇，配合分蓄洪工程，可防止荆江河段发生毁灭性洪水灾害。 (2)提供重要电力能源三峡水电站地处我国中部，它所供电的华中、华东和广东地区，供电距离都在4001000km的经济输电范围以内。三峡水电站全部投入发电后，可把华中、华东、华南电网联成跨区的大电力系统，取得地区之间的错峰效益、水电站群补偿调节效益和水火电厂容量交换效益。仅华中
8、、华东两大电网联网，就可取得300400104kw的错峰效益。同时，还具备了北联华北、西北，西联西南，组成全国联合电力系统的条件。按华中、华东地区1990年每kw时电量创造工农业产值6元计算，三峡水电站每年可为增加工农业产值5040亿元提供电力保证。这一产值相当于华中地区四省1990年全年的工农业总产值（图6-1）。三峡水电站建成后，无论从装机总容量来看，还是从多年平均发电量来看，在一定时期内，都将是世界上第一大水电站。三峡水电站装机总容量达1820104kw，年均发电量达847108kw时。这就相当于建设一座年产5000104t原煤的特大型煤矿或年产2500104t的特大型油田，相当于10座
9、装机容量为 200104kw的大型火力发电厂以及相应的运煤或运油的铁路，发电效益十分可观，伎水电的产出补偿投入。(3) 改善川江航道通航能力长江干流通航里程达2800多km，历来就是沟通我国东南沿海和西南腹地的交通运输大动脉，也是联结我国东、中、西部的重要经济纽带，目前已形成一个较为完整的内河航运体系，年货运量从20世纪50年代初期的3600104t上升到目前的近3108t。因此，长江干流素有“黄金水道”之称。但是，汉口至重庆航道，特别是其中的宜昌至重庆航道仍然处于航行条件极为复杂的天然状态，严重阻碍着长江中、上游航运事业的进一步发展。三峡工程位于南津关上游38 km处，地理位置得天独厚，对上
10、可以渠化三斗坪至重庆江段，对下可以增加葛洲坝工程以下长江中游航道枯水季节流量和水深，能较为充分地改善重庆至汉口间通航条件，满足长江上中游航运事业远期发展的需要。三峡工程与葛洲坝工程联合运行，对长江上中游的航运效益十分显著。首先，三峡工程建成后，可以淹没原有急流险滩，一年中有半年以上时间库区航道成为深水航道，可满足万吨级船队对航道的要求。经三峡水库调节，每年枯水季节中游航道水深平均约增加 0.5m，万吨级船队可以从重庆直达汉口和上海。其次，三峡工程扩大了重庆至汉口门航道通过能力，可满足长江上中游航运事业远景发展的需要。受航道条件限制，目前重庆至汉口门航道年单向下水通过能力仅为1000104t。三
11、峡工程建成后，年单向下水通过能力可达1108t，过坝下水货运量可达5000104t。第三，三峡工程的建成，可以大幅降低运输成本，充分发挥水运优势。每马力拖载量可由目前的0.70.9t增加到27t；船舶运输耗油量可从目前的 26kg/kt km降低到 7.66kg/ktkm；运输成本可降低35%37%。三峡的建成也有利于库区港口、航道建设和航标管理。三峡工程还可与重庆以上长江干流的小南海工程、乌江的大溪口工程、嘉陵江井口工程等相衔接，可使长江干流及几大支流的航运事业进一步发展。可使大宁河、香溪等中小支流的通航里程增加约550km。图6-1 三峡水电站发电受益区示意图(4) 环境效益。三峡水电站具
12、有巨大的环境效益，与燃煤发电相比，每年可少排放大量CO2，100200104t SO2，1104t CO，37104t氮氧化合物，以及大量灰尘、废渣，将减轻环境污染和因有害气体的排放而引起的酸雨等危害。水力发电与燃煤、燃油、核能发电相比，能源是可再生的。三峡工程兴建后，相当于每年减少使用5000104t原煤或2500104t原油。2 三峡的特征水位和特征库容(1) 正常蓄水位和总库容正常蓄水位使在水库正常运用下，为满足兴利要求应在开始供水时蓄到的最高水位（正常高水位）使水库的一项最终要的特征水位，该水位决定水库的规模、效益和调节方式。三峡工程的初步设计阶段，确定“一级开发、一次建成、分期蓄水、
13、连续移民”建设方案及最终正常蓄水位为175m，同时又重点研究了172m、177m三个方案。正常蓄水位愈高，防洪、发电、航运等综合效益愈大，但水库淹没及移民数量愈大，泥沙淤积愈难处理，投资愈多，对库区生态与环境的不利影响愈大。175m正常蓄水位方案经论证阶段经有关专家组、有关部门和地方政府反复研究确定，最后经国务院三峡工程审查委员会审查通过并经国务院批准。175m正常蓄水位相应的三峡水库总库容为393108m3（图6-2）。图6-2 三峡水库水位示意图(2) 防洪限制水位和防洪库容 防洪限制水位使指水库汛期兴利蓄水的上限水位，也是水库在汛期防洪运用时的起调水位。该水位的拟定，要兼顾防洪与行礼的结
14、合。在同样的正常蓄水位条件下，防洪限制水位愈低，防洪库容愈大，防洪调度有更大灵活性，对水库排沙愈有利，从而对库尾回水变动区航道也有利；但减小了汛期的发电水头，对发电不利。初设阶段，在可行性研究基础上，进一步研究了140m、145m、150m三个方案。140m方案虽有246108m3防洪库容，但汛期发电量约损失3038108kw时，机组出力降低约9%。150m方案，在水库运行初期对库尾泥沙淤积影响不大，但随着水库运用时间的延长，高于145m方案，重庆河段的累积性淤积将增加，工程整治措施的难度有所增大。因此，全面考虑，三峡水库防洪限制水位最终确定的145m。三峡水库防洪限制水位145m时，145m
15、至175m之间的防洪库容有221.5108m3。(3) 死水位和兴利库容 死水位是指在正常运用条件下，水库允许消落的最低水位，死水位必须满足水电站工作时的最低水头和航运所需的水位。三峡工程死水位的确定，取决于发电与航运。在同样的正常蓄水位条件下，枯水期最低消落水位愈高，上游航道水深愈大、发电水头愈大，但兴利库容愈小，发电流量减少，枯季水库下泄流量也减少，不利于发电出力和下游航道水深。初设阶段，在可行性研究基础上，进一步比较了150m、155m、160m三个方案。从满足航运要求考虑，枯水期最低消落水位不能低于155m，如果选用150m方案，长寿以上的上下洛碛、王家滩等浅滩将出露而碍航，155m时
16、，上述浅滩则全部被淹没；如果选用160m方案，水库兴利库容较155m方案减少约30108m3，枯季下泄流量约减少300 m3/s。综合考虑发电和航运要求，枯水期最低消落水位仍采用可行性研究报告推荐的155m。死水位以下的水库容积为死库容，不直接用于调节径流，此时兴利库容为165108m3。3 工程背景按照我国水利水电行业标准，三峡工程永久枢纽建筑物均为一级建筑物，要求按千年一遇洪水标准进行设计（洪水流量为98800m3/s），万年一遇洪水再加10%的标准进行校校（洪水流量为124300 m3/s）。抗震标准按比坝址区地震基本烈度度提高1度设防，即按度设防。1992年全国人大审议通过的三峡工程设
17、计方案是：“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的建设方案。水库正常蓄水位175m，大坝坝顶高程185m，工程初期蓄水位156m，防洪限制水位135m，枯季消落低水位140m，正常蓄水位175m，总库容393108m3，其中防洪库容221.5108m3，兴利库容165108m3，与防洪库容共用，防洪限制水位145m，枯期消落低水位155m。水电站机组单机容量70104kw，初期装机26台，总装机容量1820104kw，年发电量846.8108kwh；远景扩机后总装机容量可达2240104kw。三峡工程为峡谷河道型水库，全长660km，平均宽为1.1km，当三峡水库蓄水至175m时，水库的水
18、面面积为1084 km2。水库蓄水后，库区回水改善川江通航条件，通航能力可从现在的每年1000104t提高到5000104t，而且可降低航运成本约1/3，万吨级船队有半年时间可以直达重庆。当三峡水库蓄水至175m时，水库淹没区人口7.255105人。考虑人口自然增长及其它因素，规划迁移安置人口约113104人，耕地2.38104hm2。二、三峡工程的枢纽布置和主要枢纽建筑物1 枢纽布置三峡枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物等3大部分组成。选定的枢纽总体布置方案为：泄洪坝段位于河床中部，即原主河槽部位，两侧为电站坝段和非溢流坝段。水电站厂房位于两侧电站坝段后，另在右岸留有后期扩机的地下厂房
19、位置。永久通航建筑物均布置于左岸。（1）为挡水泄洪建筑物。由混凝土重力坝的非溢流坝段和溢流坝段组成，坝轴线全长2309m。非溢流坝段用来挡水，溢流坝段顶部装有弧形闸门，非汛期闸门关闭，用来挡水，汛期闸门打开，用来泄洪。大坝坝顶高程185m、最大坝高181m。（2）为水力发电建筑物。由左右两侧各一座坝后式水电站厂房组成，两座厂房均紧靠混凝土重力坝的下游坡脚。左侧厂房内安装单机容量为70104kw的水轮发电机组14台，右侧厂房内安装同样容量的水轮发电机组12台，共安装26台，装机总容量为1820104kw。（3）为通航建筑物。由双线五级连续梯级船闸、垂直升船机和施工期通航用的临时船闸组成，均位于左
20、岸。双线五级连续梯级船闸每年下水货运通过能力为5 000104t，垂直升船机每次可通过一艘3000t级客轮，临时船闸每年下水货运通过能力为1000104t。2 主要枢纽建筑物(1) 大坝 三峡为混凝土重力坝，坝顶高程185m，最大坝高181m，坝顶宽度40m，底部宽度为124m，从右岸非溢流坝段起点至左岸非溢流坝段终点，大坝轴线全长2309m。泄洪设备最大泄洪能力10104m3/s，枢纽总泄洪能力为11.6104m3/s。泄洪设备建有27个宽7m，高9m的深孔和22个净宽8没的表孔，深孔进水口底高程90m，低水位运行时泄洪，即既可排沙又可泄洪，表孔堰顶高程158m，校核洪水位运行时泄洪。 (2
21、) 水电站 三峡为坝后式水电站，分左右两侧布置，以便于河床中部布置溢流泄洪坝段。左侧厂房全长643.6m，安装第1号至第14号共14台水轮发电机组；右侧厂房全长584.2m，安装第15号至第26号共12台水轮发电机组；单机容量均为70104kw，装机总容量为1820104kw。 (3) 通航建筑物 大坝上游水位175m，下游最低水位62m，上下水位差113m。通航建筑物包括永久船闸和升船机，均位于左岸山体内。永久船闸为双线五级连续梯级船闸。单级闸室有效尺寸为280345m（长宽坎上最小水深），可通过万吨级船队。升船机用于客轮快速过坝，实行客货轮分流。升船机由上游引航道、上闸首、升船机主体和下游
22、引航道组成。为单线一级垂直提升式，承船厢有效尺寸为120183.5m，一次可通过一条3000t的客货轮。承船厢运行时总重量为11800t，总提升力为6000n。104图6-3 三峡工程平面布置示意图表6-1 三峡水利枢纽特性表编号项目名称单位指标备注1水库正常需水位防洪限制水位枯季消落低水位设计洪水位校核洪水位总库容防洪库容水库库面面积mmmmm108m3108m3108m2175145155175180.4393221.51084初期1542大坝型式坝顶高程最大坝高轴线全长 mmm混凝土重力坝1851812309.473电站型式装机容量保证出力平均发电量单机容量装机台数MWMW亿kwhMW台
23、坝后式182004990846.8700264船闸型式闸室尺寸m双线五级连续梯级280345.05升船机型式承船厢尺寸m单线单级垂直提升式120183.56水库淹没耕地（含果园）淹没区人口10hm2104人24.584.411992年调查7静态投资其中：枢纽工程水库淹没补偿108元108元108元900.9500.94001993年5月末价格三、三峡工程施工计划与工程概算1 施工计划三峡工程分三期进行施工。总施工期为17年：1993-1997年，施工准期及一期工程施工，共5年；1998-2003年，二期工程，施工6年，2003年6月大坝临时蓄水至135m；2004-2009年，三期工程施工6年
24、。一期工程主要任务有：填筑一期土石围堰，将中堡岛及右岸后河围护起来，形成一期基坑，将水抽干，开挖至新鲜花岗岩石，修建混凝土导流通航明渠，长江水流和过往船舶仍从大江主河道通行。导流通航明渠和左岸临时船闸竣工后，拆除一期土石围堰，进行三峡工程的第一次截流大江截流。1997年11月8日，大江截流的胜利实现，标志着一期工程的完成和二期工程的开始。二期工程阶段主要任务有：在一个枯水期内完成二期上、下游土石围堰的填筑，将围堰围护的大江基坑内的水抽干，开挖至新鲜岩石后，浇筑混凝土重力坝的泄洪、左岸电厂、垂直升船机、左岸非溢流坝等坝段，浇筑水电站厂房、安装首批水轮发电机，同时修建左岸永久船闸。长江水流从导流明
25、渠通过，过往船舶从导流明渠或临时船闸中航行。2002年11月6日进行了三峡工程的第二次截流导流明渠截流。截流成功后，在导流明渠内抢修碾压混凝土围堰至140m高程，长江水流从泄洪坝段底部的22个导流底孔中宣泄，船舶从临时船闸通行。2003年6月1日，三峡水库开始蓄水，6月中旬，蓄水至135m，永久船闸开始通航，10月，首批机组开始发电。三期工程阶段主要任务有：完成右岸厂房坝段和右岸非溢流坝段、右岸电站厂房的混凝土浇筑及相应的金属结构安装，左右岸电站全部26台机组的安装，全部输变电工程，建成垂直升船机，拆除碾压混凝土围堰和三期下游土石围堰，河床封堵泄洪坝段导流底孔等。2 枢纽工程概算1993年7月
26、，国务院三峡工程建设委员会批准的枢纽工程的静态总投资为500.9亿元；1994年11月，国务院三峡工程建设委员会批准的水库移民搬迁与安置的静态总投资为400亿元；两项合计，三峡工程静态总投资为900.9亿元。动态总投资为2039亿元。1993年之后，我国国民经济宏观调控的效果很好，价格指数逐年下降，三峡工程的动态总投资可以控制在1800亿元以内。三峡工程的资金来源包括三峡工程建设基金、葛洲坝和三峡水电站利润。另外，还需要从国家开发银行贷款、国内发行债券、商业借贷、利用国外出口信贷等多渠道筹集。四、三峡工程公众关注的主要问题和决策1论证和决策过程新中国成立后，在党中央国务院的大力支持和关怀下，三
27、峡工程开始了大规模的勘测、规划、设计与科研工作。1970年12月，中共中央在文化大革命的特殊环境下，为解决华中缺电问题，根据武汉军区和湖北省的报告批准兴建葛洲坝工程。实践证明，兴建葛洲坝工程，从各方面积累经验，成为了三峡工程最全面的实战准备。党的十一届三中全会召开后，中央从国家的四个现代化建设需要兴建一批骨干工程的角度着眼，又将三峡工程提上议事日程。1984年2月，国务院财经领导小组在京召开会议，对国家计委报送的三峡水利枢纽150m方案可行性研究报告进行审查。在1985年3月召开的全国政协七届三次会议上，三峡工程问题成为会议的重要议题。一些政协委员从关心国家建设的角度提出了不同意见并引起争论。
28、在150m方案的设计与施工准备工作正在进行时，重庆市政府于同年11月间向中央提出不同意见。重庆市认为，150m方案，大坝抬高水位有限，水库回水末端仅在忠县至长寿之间，长寿至重庆间的航道不能改善，万吨级船队不能直达重庆。重庆市希望将正常蓄水位提高至180m。中共中央和国务院鉴于重庆市和社会各界人士对三峡工程的兴建还有不同意见，认为应当充分体现决策的民主和科学性，乃于1986年6月联合发出关于长江三峡工程论证工作有关问题的通知。通知要求：.由水利电力部广泛组织各方面专家，对“150m方案可行性研究报告”进行深入论证和修改，根据论证意见重编报告；.成立国务院三峡工程审查委员会，负责审查新编报告，再经
29、中共中央和国务院批准，最后交全国人大代表会议审议。水利电力部随即成立了长江三峡工程论证领导小组。1989年3月，长江委根据各专题论证报告重新编制的三峡工程175m方案可行性报告经论证领导小组研究通过。1990年7月6至14日，国务院在京召开三峡工程论证汇报会，听取论证领导小组关于论证工作和新编可行性报告的汇报。出席会议的有中央领导、民主党派负责人、一些学会的理事长、国务院有关部委与湘、鄂、渝等中上游沿江省市及地区的负责人以及特邀代表、专家共178人。会上，绝大部分人同意论证的结论“建比不建好，早建比晚建更为有利”，少数人有不同意见。会议认为：新编可行性报告已无原则问题，可报请国务院三峡工程审查
30、委员会审查。1990年12月，国务院三峡工程审查委员会第一次会议决定组织力量审查新编报告，并于次年6月审毕。1991年7月中旬，国务院三峡工程审查委员会第二次会议决定将新编报告上报国务院批准，再转报全国人民代表大会常务委员会审议通过。1992年4月3日，全国人民代表大会七届五次会议，根据对议案审查和出席会议代表投票的结果，通过了关于兴建长江三峡工程的决议，要求国务院适时组织实施。并根据全国人大财政经济委员会的审查报告，决定批准将兴建长江三峡工程列入国民经济和社会发展十年规划，由国务院根据国民经济发展的实际情况和国家财力、物力的可能，选择适当时机组织实施，对已发现的问题继续研究，妥然解决。2生态
31、环境问题建设长江三峡工程，是治理和开发长江的关键工程。三峡工程首要的建设目标是防洪，使荆江大堤的防洪能力由十年一遇提高到百年一遇。同时，它也具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。三峡工程的生态环境效益是巨大的，首先，它有效地减免洪水灾害对长江中游富庶的江汉平原和洞庭湖区的生态与环境的严重破坏。最重要的是可以避免人口的大量伤亡，避免京广、汉丹铁路干线中断或不能正常运行而造成的生活和生产环境的恶化，避免疾病流行、传染病蔓延，避免洪灾带来的饥荒、救灾赈济和灾民安置等一系列社会问题；可减免洪灾对人们心理上造成的威胁；有利于中、下游血吸虫病的防治；减缓洞庭湖淤积速度，延长湖泊寿命；还可改善中下游枯水期的水质。其次，三峡水电站每年发电847108kw时，与火电相比，少燃烧5000104t原煤，可以有效地减少对周围环境的污染，具有巨大的环境效益。每年可少排放1000104t二氧化碳，100104t二氧化硫，1104t一氧化碳，37104t氨氧化合物，以及大量的废水、废渣；可减轻因有害气体的排放而引起的酸雨的危害。三峡工程还可使长江中下游枯水季节的流量显著增大，有利于减少长江口盐水上溯长度和
