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[分享]世界超级水坝的奇迹——长江三峡

发表于2018-09-27     512人浏览     1人跟帖    筑龙币+50  复制链接  只看楼主

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张琦0001

世界超级水坝的奇迹——长江三峡_1

世界上最大的水电站:总装机容量2250万千瓦,年发电量847亿度

世界上历时最长的水利工程:从首倡到正式开工历时75年

世界上工程量最大的水利工程:土石方挖填量1.25亿立方米,混凝土浇筑量2643万立方米,钢材59.3万吨

世界上规模最大的升船机:升船机尺寸120×18×3.5米,总重11800吨,最大升程113米,过船吨位3000吨

世界上泄洪能力最大的泄洪闸:最大泄洪能力10万立方米/秒

世界上级数最多、总水头最高的内河船闸


如此多的世界第一,相信不用更多的言语,人们也能从一长串数字中充分感受到三峡工程那举世无双的超级规模和宏伟气势。放眼世界,从大海深处到茫茫太空,人类征服自然、改造自然的壮举中有许多规模宏大技术高超的工程杰作。三峡工程在工程规模、科学技术和综合利用效益等许多方面都堪为世界超级工程的前列,创造出人类文明史上的旷世奇观。


长江是中国第一大河,名列世界第三。干流自西向东横贯中国大陆流入太平洋,全长6300余公里。它有3600多条支流,全流域集水总面积180万平方公里,占我国大陆总面积的18.8%。年入海水量近万亿立方米。由于自然的变迁和人为的原因,长江也给中华民族带来了一定的灾难。高原泥沙从上游被带到中游平原河段,淤积于河道之中,洪水季节河床水位高出两岸陆地6至17米,致使富饶的江汉平原和洞庭湖区的1500万人口和150万公顷良田每年都受到洪水的威胁,这是我国的心腹大患。

驾驭长江洪魔,国人梦寐以求。长江自汉代到清末的2000多年中,共发生水灾210多次,平均每十年一次。1998年汛期,长江上游先后出现八次洪峰并与中下游洪水遭遇,使长江遭遇特大洪水,长江溃垸1075个,涉及人口229万,死亡1562人,国家投入抗洪人员670万人。因此治理长江是几代中国人的愿望。三峡水利枢纽工程便承载着这一梦想。

一、三峡工程选址

长江三峡水利枢纽工程(简称三峡工程),因位于长江干流三峡河段而得名。三峡河段全长约200km,上起四川奉节白帝城,下迄湖北宜昌南律关,由翟塘峡、巫峡、西陵峡组成。选定的坝址位于西陵峡中的三斗坪镇。三斗坪距湖北省宜昌市区40公里,这里河谷开阔,基岩为坚硬完整的花岗岩,具有修建混凝土高坝的优越地形、地质和施工条件,被瑞士一位著名水电专家称为“上帝送给中国人的礼物”。

三峡大坝选址之初,从三峡出口南津关起,上溯至石牌止,13公里河段中初选了5个坝段,统称为南津关石灰岩坝区。另外,从莲沱起,上溯至美人沱止,25公里河段中初选了10个坝段,统称为美人沱花岗岩坝区。然后,对这15个坝段进行勘察研究,经筛选,选择南津关坝区的南津关坝段和美人沱坝区的三斗坪坝段进行深入的地质勘察。1959年,初定美人沱花岗岩坝区为三峡工程坝址。

美人沱花岗岩坝区的10个坝段,地质构造背景、岩性条件基本相似,地质条件的差异主要反映在河谷地貌和岩石表面风化深度两个方面,大体分为两种类型,经比较,一类选择了中等宽河谷的太平溪坝段为代表,另一类选择了宽河谷的三斗坪坝段为代表。前者适合于布置地下厂房,工程防护条件较好;后者适合于布置坝后式厂房,施工场地开阔。这两个坝段均具备兴建混凝土高坝的地质条件。

经综合比较后,在1979年的选址会议上,最终选定三斗坪为三峡工程拦江大坝的坝址。三斗坪坝址,是经过了大量的地质勘探,在两个坝区、15个坝段、数十个坝轴线中,历时24年、经由专家充分论证才最终选定的。

二、三峡工程的投资额度

早在新中国三峡工程论证之时,按当时物价估算三峡工程静态投资要高达300多亿元,以1978年为例,中国GDP仅为3624.1亿元。三峡工程投资与GDP之比是1:10。当时,有不少人担心中国国力能否支撑起这一巨额投资。不过,日益富强的中国很快打消了这一疑问。改革开放使中国经济挣脱束缚,1986年中国GDP首次突破了1万亿元,2002年GDP又一举迈过10万亿元大关。2007年,中国GDP达到近25万亿元。现在中国一周的生产总值,就能抵得上1978年的全年总额,三峡工程总投资与GDP之比仅为1:120,可谓轻而易举。

三峡工程所需投资,静态(按1993年5月末不变价)900.9亿元人民币,(其中:枢纽工程500.9亿元,库区移民工程400亿元)。动态(预测物价、利息变动等因素)为2039亿元。一期工程(大江截流前)约需195亿元;二期工程(首批机组开始发电)需347亿元;三期工程(全部机组投入运行)约需350亿元;库区移民的收尾项目约需69亿元。考虑物价上涨和贷款利息,工程的最终实际投资总额预计在1800亿元左右。值得注意的是,三峡工程并不完全依赖国家直接投资,中国长江三峡工程开发总公司自开工起就确立了多种妥善筹资手段,1993年三峡工程正式动工后,前期由于只有投入没有产出,其建设资金主要依靠国家注入的资本金、国内外银行贷款和市场融资。2003年三峡左岸首批机组投产发电后,三峡工程进入边投入、边产出阶段,发电量已超过千亿度,预计当三峡发电达1万亿度时,可收回全部投资。

三、三峡工程历史回顾

三峡工程从最初的设想、勘察、规划、论证到正式开工,经历了75年。在这漫长的梦想、企盼、争论、等待相互交织的岁月里,三峡工程载浮载沉,几起几落。在中国综合国力不断增强的20世纪90年代,经过中华人民共和国的最高权力机关――全国人民代表大会的庄严表决,三峡工程建设正式付诸实施。 

1、孙中山首倡三峡建坝

1918年第一次世界大战刚结束,孙中山便希望利用西方战时的工业设备和科学技术发展中国实业。这一年,他在上海用英文撰写了《国际共同发展中国实业计划――补助世界战后整顿实业之方法》,意在引起国际实业界的响应。1919年,他又在上海创办了《建设》杂志,遂将上文编译为《实业计划》发表。在《实业计划》之“改良现存水路及运河”一节中,孙中山对改良长江上游水路作如下论述:“自宜昌而上,入峡行,约一百英里而达四川之低地,即地学家所谓红盆地也。此宜昌以上迄于江源一部分河流,两岸岩石束江,使窄且深,平均深有六寻(36英尺),最深有至三十寻者。急流与滩石,沿流皆是。”。“改良此上游一段,当以水闸堰其水,使舟得溯流以行,而又可资其水力。其滩石应行爆开除去,于是水深十尺之航路下起汉口,上达重庆,可得而致。”

1924年8月17日,孙中山在广州国立高等师范学校演讲《民生主义》时,再次提及:“象扬子江上游夔峡的水力,更是很大。有人考察由宜昌到万县一带的水力,可以发生三千余万匹马力的电力,比现在各所发生的电力都要大得多,不但是可以供给全国火车、电车和各种工厂之用,并且可以用来制造大宗的肥料。”在这里,孙中山进一步阐述了长江三峡水力资源的丰富,强调开发三峡水电的重要性。这是目前所见关于开发三峡水力资源的最早计划。

2、国民政府的中美合建三峡工程梦

孙中山开发三峡水电资源的论著发表后,国民政府工商部曾于1930年初,拟在长江上游筹设水电厂,并着手收集有关资料和图表,但对坝区的勘察工作始终未能进行。两年后,即1932年,国民政府建设委员会主持组成长江上游水力发电勘测队。该队查勘后提出《扬子江上游水力发电测勘报告》,计划在西陵峡内黄陵庙和葛洲坝修建两座总装机容量分别为32万千瓦、50万千瓦的低水头电站,总预算1.665亿美元。但这一计划也仅仅是纸上谈兵。

抗战后期,美国政府推行“金元外交”政策,企图独占中国的经济利益。美国派战时生产局局长纳尔逊担任中国政府的高级经济顾问。纳尔逊到重庆后便与蒋介石密商设立中国战时生产局。1944年4月,任中国战时生产局顾问的美国专家潘绥向国民党政府提交了一份题为《利用美贷筹建中国水力发电厂与清偿贷款方法》的报告,建议由美国贷款9亿美元并提供设备,在三峡修建一座装机容量为1000万千瓦的水电厂和年产500万吨化肥的化肥厂,用向美国出口化肥的办法还债。潘绥报告一发表,就引起中美朝野的高度重视。

同年5月,世界著名水坝专家、美国垦务局总工程师萨凡奇(John Lucian Sovage)博士应中国政府之邀抵达重庆。他到任后便立即投入工作,先考察了大渡河和岷江,接着便冒险查勘西陵峡。查勘后,他提出了《扬子江三峡计划初步报告》。在该“报告”中,他建议在南津关至石牌之间选定坝址、修建电站。该电站设计坝高225米,总装机容量1056万千瓦,兼有防洪、航运、灌溉之利。这个以发电为主的综合利用方案,当时被视为水利工程的一大创举。

1945年,中国政府原则同意萨凡奇的三峡计划。随后,资源委员会邀集全国水利委员会、扬子江水利委员会和国家交通、农业、地质、科研等部门组成三峡水利发电计划技术研究委员会,同时在四川长寿设立全国水力发电工程总处,在宜昌设立三峡勘测处,负责坝区的测量钻探工作。

1946年,扬子江水利委员会组队入峡进行地形测量和经济调查。资源委员会分别与美国马力森公司、垦务局就坝区地质钻探、工程设计等事项签约。根据合约,46名中国工程技术人员赴美参与设计。钻探、航空测量等各项工作也逐渐展开。

1947年5月,在国内经济形势日趋恶劣的情况下,三峡工程设计工作奉命结束;8月,设计工作全部停止,除极少数人员留美外,大部分人员分批返回中国。三峡工程在当时的中国只能是一个梦幻。

3、新中国成立后,三峡工程纳入国家战略

新中国成立后,在党中央国务院的大力支持下,三峡工程开始了更大规模的勘测、规划、设计与科研工作。

自20世纪50年代至今,从毛泽东、周恩来、刘少奇、朱德、邓小平等老一辈革命家,到江泽民、李鹏、朱熔基等中央领导人,无一不专程深入三峡视察。自1953年2月乘“长江舰”视察到1958年1月的南宁会议,在不到五年的时间里,毛泽东主席先后6次会见“长办”主任林一山,都是为了三峡工程和长江水利建设问题。他对三峡工程兴趣浓厚,垂询甚多。比如,三峡工程在技术上有无可能性?坝区地质基础如何?水库会不会变成泥库?能不能长期使用?要多少投资?等等。

1970年12月,中央根据武汉军区和湖北省的报告批准兴建葛洲坝工程。由于工程仓促上马,采取“边设计,边准备,边施工”的办法,开工后暴露不少问题。但实践证明,建葛洲坝工程,从各方面积累经验,可以说是三峡工程最全面的实战准备。葛洲坝工程规模巨大,技术问题复杂。它的建成,说明我国技术人员已有能力修建世界第一流的水利工程。这对于三峡工程的获准兴建有很大的影响。如果没有葛洲坝工程,三峡工程的上马可能更困难一些。

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。1980年7月中旬,中共中央副主席、国务院副总理邓小平自渝乘船东下,途中视察了三斗坪坝址、葛洲坝工地和荆江大堤,听取了“长办”关于三峡工程的汇报;抵汉后,又召集国务院其他领导人研究三峡工程问题。

1982年11月24日,邓小平同志在听取国家计委关于修建三峡工程以缓解电力紧张局面的汇报时表示:赞成低坝方案,希望看准了就下决心,不要动摇。当时的中央主要领导人陈云、李先念、万里等都赞同低坝方案。

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150米方案可行性研究报告》进行审查。

1989年7月24日,中共中央总书记江泽民同志上任不久,就过问三峡工程问题。他在视察了三斗坪坝址、葛洲坝工程和荆江大堤后,到长江委了解三峡工程和长江中下游防汛情况。

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。其时,出席会议的代表2633人。是日下午3时许,大会以1767票赞成,宣布三峡工程议案通过,会场上响起一片掌声。

4、三峡工程十年建设历程

自1992年4月3日全国人民代表大会七届五次会议通过关于兴建三峡工程的决议后,三峡工程经过了近十年的建设历程,高峡出平湖的理想正一步步成为现实。

四、三峡工程的施工工期

三峡工程分三期,从1992年开工,到2009年竣工,总工期17年。

一期工程5年(1992一1997年),主要工程除准备工程外,主要进行一期围堰填筑,导流明渠开挖。修筑混凝土纵向围堰,以及修建左岸临时船闸(120米高),并开始修建左岸永久船闸、升爬机及左岸部分石坝段的施工。

二期工程6年(1998-2003年),工程主要任务是修筑二期围堰,左岸大坝的电站设施建设及机组安装,同时继续进行并完成永久特级船闸,升船机的施工。

三期工程6年(2003一2009年),本期进行的右岸大坝和电站的施工,并继续完成全部机组安装。届时,三峡水库将是一座长远600公里,最宽处达2000米,面积达10000平方公里,水面平静的峡谷型水库。

五、世界上难度最大的大江截流

1997年11月6日,世界上最大的水电工程--长江三峡工程在经过5年施工之后,开始进行大江截流。大江截流是三峡一期工程胜利结束的标志,也是三峡工程由投入期向收益期过渡的重要转折点。此外,大江截流后江水将改由人工开挖的导流明渠下泄,通航方式将发生大的变化。因而,三峡工程的大江截流为国内外所瞩目。


三峡工程要进行的大江截流,就是通过修筑上下游两道围堰截断长江主河床,将两道围堰包围起来的63万平方米江面抽去江水,清除淤泥,然后在干枯的河床上修筑三峡工程左岸电站厂房和大坝。大江截流,实际上是指对上游围堰的龙口进行合龙。这场横锁长江的“世纪之战”从1996年11月就拉开了序幕。到11月8日止,经过三峡建设者的艰苦奋战,上游截流围堰仅剩下40米的小龙口。


11月8日上午9时,李鹏总理在龙口附近的工地上正式下达了合龙令。现场副总指挥发射的3颗信号弹腾空而起。刹那间,上下游围堰4个堤头上整装待发的车辆如同一群威武的雄狮,直逼江水奔腾的龙口。葛洲坝集团一公司车一队司机朱显清驾驶着自卸车一马当先,向龙口抛投下第一车石料。400多辆百吨级巨型装载车紧张有序地轮番在上下游围堰4个堤头向龙口抛投石料,激起阵阵浪花,发出巨大的轰响。龙口被逐步收窄至30米、20米、10米、5米……


下午3时30分,上游围堰截流成功,左右两道戗堤完全连接在一起。


李鹏总理宣布截流成功,紧接着3 颗信号弹划破长空。此刻,截流现场的1000多名施工大军、5000多名来宾和两岸4万多名当地干群、移民和游客欢腾雀跃。


三峡截流是目前世界水利工程中截流综合难度最大的截流工程。三峡截流合龙时选定的设计流量为每秒1.4万立方米至1.94万立方米,是迄今为止世界水电工程最大截流流量--巴西伊泰普工程截流流量的1.75倍;是国内最大截流流量--葛洲坝截流流量的2.9倍。三峡截流最大水深为60米,是世界水电工程最大的截流水深--美国达勒斯工程截流水深的1.3倍,比葛洲坝截流水深深40米。由于三峡水急浪涌,水下地质状况十分复杂,在深水和大流量条件下截流,防止围堰坍塌和解决防渗问题,是三峡工程开工以来面临的第一道世界级技术难题。


长江是我国的黄金水道。在长江上修建三峡大坝,必须确保施工期间的长江航运畅通。能不能确保正常通航,是三峡能否截流的关键所在。


1981年1月葛洲坝工程大江截流后,约有半年时间这一带长江断航。三峡工程的设计对于航运问题考虑得比较充分。为解决通航问题,三峡工程决定采用导流明渠结合临时船闸的通航方案。导流明渠位于长江南岸,全长3726米,底宽350米左右,渠底高程58米。它的河宽和深度都要大于世界上著名的苏伊士运河和巴拿马运河。明渠断面采用复式断面,可以较好地调整明渠内的流速分布。它要保证安全宣泄50年一遇( 流量为每秒7.9万立方米)的长江洪水。当长江流量小于每秒2万立方米时,船只从明渠通过。据测算,一年中平均有272天可以由明渠通过。经建设者奋力拼搏,导流明渠在1997年5月1日破堰进水,比合同工期提前1个月。


10月6日上午9时,导流明渠正式投入运行,三峡坝址长江主河床封航,往来船舶顺畅地从这段“人造长江”通过。


11月8日下午3时30分,随着最后一车石料倾入江中,举世瞩目的三峡工程胜利实现大江截流。


六、三峡工程的布局结构


三峡工程由大坝、水电站厂房、通航建筑物等主要建筑物组成。选定的枢纽布置方案是:泄流坝段位于河床中部,即原主河槽部位,两侧为电站坝段及非泄流坝段(亦称非泄洪、非溢流、非溢洪坝段);水电站厂房位于电站坝段坝后,另在右岸留有将来扩机的地下厂房位置;通航建筑物均位于左岸,设有双线5级连续梯级船闸、巨型升船机。另设施工期临时通航船闸1座,闸室有效尺寸为240m*24m*4m。


七、超级大坝的坝体


三峡大坝位于湖北省宜昌市的三斗坪镇,在葛洲坝水利枢纽上游约40公里处,是目前世界上规模最大的混凝土重力坝。三峡大坝是三峡水利枢纽工程的核心,由中国长江三峡工程开发总公司承建,坝体全长2335米,分为左岸、右岸两个坝段,底部宽115米,顶部宽40米,坝顶面积相当于80多个篮球场。走完整个大坝,需要半小时以上。坝体高度185米,相当于60多层楼,正常蓄水位175米。大坝坝体可抵御万年一遇的特大洪水,最大下泄流量可达每秒钟10万立方米。整个工程的土石方挖填量约1.34亿立方米,相当于万里长城的工程量;耗用钢材59.3万吨,相当于10艘大型航空母舰。


大坝混凝土浇筑量约1610万立方米,刷新了巴西伊泰普水电站1257万立方米的纪录,总浇筑时间为3080天。与三峡大坝具有可比性的世界另外两个著名大坝混凝土浇筑量也远不如三峡大坝。美国华盛顿州的大古力坝,混凝土浇筑量为726万立方米。委内瑞拉的古里大坝,以堆石坝为主,混凝土浇筑量671万立方米。

左岸大坝全长1600多米,于1998年底开始浇筑,2002年10月建成。右岸大坝全长660多米,于2003年7月开始浇筑,2006年5月20式完工,相对于原计划2007年3月底大坝达到185米高程的目标,提前了10个月。各坝段布置从右至左依次为:右岸非溢流坝段、右厂房坝段、泄洪坝段、左厂房坝段、左岸非溢流坝段等。


三峡坝区总面积约15平方公里,在坝区制高点——坛子岭,可清楚地鸟瞰大坝全貌。三峡大坝坝顶于2005年7月1日正式开放。



八、三峡工程巨型水电站


三峡电站装设有32台70万千瓦巨型水轮发电机组,其中左岸14台,右岸12台,地下6台,另外还有2台5万千瓦的电源机组,总装机容量2250万千瓦,远远超过位居世界第二的巴西伊泰普水电站,规模居世界第一。相当于20座百万千瓦核电站的发电量,或者全台湾三座核电站加17座火力发电站再加上34座水力发电站的发电能力总和。


水轮机为混流式,单机容量均为70万千瓦,年平均发电量847亿千瓦时。在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站,设6台70万千瓦的水轮发电机。2009年三峡工程完工后,届时的年发电量可达1000亿度。


三峡左岸电站14台已经于2006年9月全部投产,右岸电站首台机组2007年6月11日正式并网发电,预计到2008年底,三峡右岸12台机组将全部投入运行,目前土建施工已全面铺开的三峡地下电站,将安装6台70万千瓦机组,计划2010年投产发电。


如果将三峡水电站替代燃煤电厂,相当于7座260万千瓦的火电站,每年可少烧煤炭5000万吨,少排放二氧化碳约1亿吨,二氧化硫200万吨,一氧化碳约1万吨,氮氧化合物约37万吨以及大量的工业废物。



三峡电站32台机组全部由葛洲坝集团安装。2007年4月3日15时48分,三峡右岸电站首台国产水电机组———26号机组转子开始起吊,70分钟后,转子平稳落入既定的26号机坑。26号机组转子由哈尔滨电机厂有限责任公司研制,葛洲坝集团机电建设公司负责安装。总成后的转子重量为1799吨,直径达18.43米,高3.435米,整体起吊重量达1999吨。该转子组装工作于2006年7月14日开始,至2007年4月2日全部完成,历时近10个月,整体组装质量优良,这是目前世界上最大的水轮机转子。


三峡水电站的输变电系统由中国国家电网公司负责建设和管理,预计共安装15回500千伏高压输电线路连接至各区域电网。


九、三峡工程巨型地下电站


三峡地下电站与三峡垂直升船机并称为“三峡工程的最后两个谜底”。相当长时间以来,人们只知道三峡大坝有两座电站:左岸电站安装14台70万千瓦机组,右岸电站安装12台70万千瓦机组,总共装机26台,是什么时候冒出个地下电站,而且是个要安装6台70万千瓦机组的巨型电站呢?


要弄清缘由,时间得朝前推至三峡工程准备阶段。1993年公布的《三峡水利枢纽初设报告》在谈及枢纽布置时提到:“在右岸留有后期扩机的地下厂房”。2001年8月,有细心的记者发现了新情况:三峡大坝右岸邻近茅坪防护大坝的山体凹陷处,有大型挖掘机在实施打洞作业,而且是并排6个大洞。一打听,原来是为抢在蓄水前在干地上完成的预建项目-----地下电站进水塔及金属结构制安预建工程。2004年底,国务院三峡建委批准,原则同意三峡工程增建项目地下电站土建工程开工,标志着三峡地下电站已从幕后走到台前。


兴建三峡地下电站是为了充分利用水库充足的水源,增加发电效益。换成行话,建设三峡地下电站旨在“调峰”。三峡工程全部建成后,每年汛期到来前必须将175米高程的库内蓄水降至145米。因此,每年5月至10月的汛期,白白泄走大量蓄水。地下电站将“吃掉”这些弃水,产出37亿度电量。三峡的水量利用系数可望超过90%。此外,若三峡左、右岸电站里有机组要检修,而发电所需的水量供大于求时,地下电站也可以及时“补位”。

世界超级水坝的奇迹——长江三峡_2


十、三峡永久船闸——巨型船闸堪称“长江第四峡”


左岸通航建筑物为双线五级梯级船闸,三峡工程的双线五级船闸是目前世界上规模最大、级数最多、总水头最高、施工难度最大的船闸。包括上、下游引航道,船闸总长6442米,其中船闸闸室部分长1621米。船闸总水头113米,采用5级方式分级减小落差。三峡船闸的闸门每扇重800吨,高40米的人字门每套重达1700吨,面积比3个篮球场还要大,堪称“天下第一门”。为世界已建或在建船闸工程之首,其总工程量相当于目前世界上已建成的最大船闸美国邦纳威尔船闸的20倍以上。三峡船闸可以通过万吨级船队,设计单向年通过能力5000万吨。因此,人们将它称作可与瞿塘峡、巫峡和西陵峡相媲美的“长江第四峡”。


双线五级梯级船闸,所谓“双线”,即一条为上行航道,一条为下行航道,可通过万吨级船队,所谓“五级”,即永久船闸分为五个层次。双线五级船闸分南北两线独立布置,相当于陆路上的双车道。船上下大坝分开通行,每条线上有五个闸室,总长6442米。比如,船从坝下往坝上行船时,先进入五闸室,入口处的闸门关闭后,船闸自动充水,将停舶在闸室内的船舶往上抬升,待该闸室内的水位与四闸室平行时,打开闸门,船上到四闸室。如此反复,船像爬楼梯一般不断攀升,直至到达坝上水面,完成过闸过程。另外一种船舶过坝方式,是通过升船机完成,相当于人坐电梯。吨位较小的船只将通过升船机一次性提升过坝,通过时间比走双线五级船闸要少。由于永久船闸分为五级,因此通行速度较为缓慢,理论上过闸要2小时40分钟,在目前实际运行中,往往需要4个小时以上才能通过。


三峡永久船闸土石方开挖量占三峡工程土石方开挖总量的40%。用去2.2万吨炸药,硬是在花岗岩山体上凿出了这个世界最大船闸。


十一、巨型升船机使过坝只需45分钟


三峡枢纽工程的升船机是船舶过坝的快速通道,是一座特大型电梯,只不过它不是直接运载人,而是运载承船箱及其中的水和船。它的有效尺寸为120×18×3.5米,最大升程113米,船箱带水重量达11800吨,过船吨位3000吨,其中水和重载船舶重9000吨。


这一升船机建成后,在世界同类型升船机中,将是规模最大、难度最高的。这一世界罕见的大型垂直升船机启用后,客班轮、旅游船以及运送鲜活物船泊、工程船、公务船等均可升船过坝,只需四五十分钟。不愿意因过船闸而耽搁时间的旅客,可以乘快班轮船,通过垂直升船机过坝。


   三峡工程的升船机除上、下闸首外,主要由塔柱、机房、承船箱、提升系统和自动控制系统组成。4座塔柱是升船机的主要承重结构。顶部高程197米,建筑高度151米。4座塔柱双双对称分设于承船箱两侧,沿坝轴线方向距离25米。机房位于塔柱上方,顶部高程230米,净高30米,是坝轴线上最高的建筑物。顶盖采用大跨度网架结构,自重轻、抗震性能好且造型美观、安全可靠、施工简便。这一升船机可望在2009年启用。


十二、三峡水库


三峡水库是三峡水电站建立后蓄水形成的人工湖泊,是一个典型的狭长条带型水库水库,平均宽度为1576米;当三峡水库蓄水至175米正常蓄水位时,水库总长度为663千米(水库末端位于江津市花红堡),总面积1084平方公里,淹没陆地面积632平方公里,范围涉及湖北省和重庆市的21个县市。水库两岸总共有50多条较大的支流汇入,干流库岸长度加上所有的支流库岸长度总共为5930公里。

十三、三峡工程的效益


三峡工程主要有三大效益,即防洪、发电和航运,其中防洪被认为是三峡工程最核心的效益。历史上,长江上游河段及其多条支流频繁发生洪水,每次特大洪水时,宜昌以下的长江荆州河段(荆江)都要采取分洪措施,淹没乡村和农田,以保障武汉的安全。在三峡工程建成后,其巨大库容所提供的调蓄能力将能使下游荆江地区抵御百年一遇的特大洪水,也有助于洞庭湖的治理和荆江堤防的全面修补。


十四、防洪库容调控百年一遇大洪水


三峡水库221.5亿立方米的防洪库容,可削减洪峰流量达每秒2.7万-3.3万立方米,将对长江中下游的防洪形势起决定性作用。在“万里长江,险在荆江”的荆江河段,防洪标准将从现在的十年一遇提高到百年一遇,长江中下游防洪的可靠性和灵活性将大大增强。每年6月上旬末,水库水位降到145米,175米到145米间的落差使得水库空出221.5亿立方米的容量调控洪水。汛期,当上游来水汹涌,下游河道可能出现险情时,水库拦洪蓄水,抬高库水位;洪峰过去,危险排除后,水库又开始排水,使水位仍降至145米运行,腾出防洪库容,迎接下一次洪峰。到10月份,防洪压力减小时,水库开始蓄水,水位逐步升高至175米运行,使水电站按电网调峰要求运行。第二年6月上旬又下降到145米高程。有了这个防洪库容,如1998年洪水再现,通过调度,沙市水位可限制在43.5米(1998年达45.22米),武汉的水位可降低1米,长江中下游的防洪局面将根本改观。当年那种全民抗洪、受灾地区人畜漂流的局面难以再现。

三峡工程每年防洪的直接经济效益将达到22亿-25亿元。若遇特大洪水,一次即可减少淹没损失几百亿元。


十五、三峡电能可“照亮”半个中国


当26台70万千瓦水轮发电机组全部运行时,三峡水电站的年均发电量将达到847亿度,相当于10座大亚湾核电站的发电量;平均每台机组年发电32亿度,这相当于一个百万人口城市的全年用电量,三峡电能可“照亮”半个中国。这些电力将送往上海、浙江、湖北、湖南、江苏、安徽、河南、江西等八省市,缓解这些地方电力不足与经济发展的矛盾。到2009年前,三峡差不多每年都有4台70万千瓦机组投产,发电量相当于每年增加一个葛洲坝电站。


到2009年,26台机组全部运转时,15条超高压输电线路将把电力运往上述八省市和广东省。三峡水电站将和华中、华东地区已建、在建和将建的火电站和水电站群相结合,为这些经济发达地区增添新的动力。相对于火电、核电而言,水电清洁、安全、不会枯竭。26台机组的电量相当于10座装机容量200万千瓦的大型火电厂。为此,每年可减少煤耗4000万-5000万吨,少排放二氧化硫200万吨、一氧化碳1万吨和大量工业废水。清洁安全的水电可以让我们的天更蓝、水更碧、空气更清新。


十六、万吨级船队将使“黄金水道”名副其实


自古以来,长江三峡段下行湍急,唐代诗人李白曾有“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还,两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。”(《早发白帝城》)的千古名句。但同时,船只向上游航行的难度也非常大,并且宜昌至重庆之间仅可通行三千吨级的船舶,所以三峡的水运一直以单向为主。

目前,长江川江航道的年货运在1500万吨到2000万吨左右。660公里的重庆至宜昌江段落差120米,有滩险139处,单航段46处,重载货轮需牵引段25处。三峡工程蓄水后,将加深重庆至宜昌天然航道的水深,水库回水到重庆,形成深水航道,平均水深为70米,最大水深达170米,淹没所有滩险、单航段和牵引段,航道将平均扩宽至1100米,比建库前航道宽度拓展约1倍,回水区流速减少50%。船舶每马力拖载量因此增加至7-10吨,是原来的10倍,与中下游基本一致。万吨级船队将通江达海,航运成本可降低37%,年单向航运能力将超5000万吨,是原来的5倍。航道将得到大大改善,为长江川江航道航运发展创造了良好的条件,船舶运行周期将缩短一半左右。


十七、移民与环境保护工程


移民是三峡工程最大的难点,在工程总投资中,用于移民安置的经费便占到了45%。当三峡蓄水完成后,将会淹没兴山县等129座城镇,其中包括万州、涪陵等两座中等城市和十多座小城市,预计移民数量将大大超过工程初期计划的数量,涉及移民超过120万人,涉及湖北、重庆的20个县、区(市),安置地遍及全国10余个省(直辖市),历时长达20余年,为世界之最。移民的安置主要通过就地后靠或者就近搬迁来解决,但后来发现,水库淹没了大量耕地,从而导致整个库区人多地少,生态环境趋于恶化,于是对农村人口又增加了一种移民方式,就是由政府安排,举家外迁至其他省份居住,目前已经有大约14万名库区移民迁到了上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、湖北(库区外)、湖南、广东、重庆(库区外)、四川等省市生活。


十八、大坝军事防护能力

三峡军事安全经几十年论证,实际上,早在1958年,三峡工程人防安全问题就已经提到议事日程。1958年中央成都会议决定兴建三峡工程,要实现毛主席“高峡出平湖”的宏愿。1959年,中央开始规划三峡工程,考虑到战争因素,同时也开始了对大坝人防安全问题的研究。国家成立的人防小组汇集了60多名各方面专家,从1959年到1961年,首先进行了三峡工程抵御常规武器袭击的实验,取得了大量真实可靠的实验数据。近十多年来,仅模拟尖端武器的试验就达200多次。

从1964年到1972年,我国科学家曾对4座模拟大坝进行了7次核武器轰炸实验,取得了极其珍贵的数据。实验显示的最严重情况是,当大坝被100万吨当量的核武器命中时,会产生1000米溃口。从1978年到1988年,专家又连续进行了三峡溃坝实验,研究大坝在遭受核武器袭击后,溃坝洪水的影响范围,以及减少损失的对策。为了得到三峡工程万一遭核武器袭击而溃决后的水灾影响范围的准确数据,水利部门进行了多年的研究试验,试验表明,大坝溃口在宽度为1000米、700米、400米3种不同情况下,在宜昌测得的最高水位基本相同。多次溃坝实验结果表明,三峡万一溃坝,对下游地区的破坏作用有限。

另外,三峡水库是“一线水”,而不是很多人想像中的“一盆水”,水库的长度达600多公里,平均宽度仅1.1公里,其下游段为三峡河谷,千回百转,全长200公里,这是一个少见的“河床型”水库。据三峡工程论证报告中称,即使水坝被突然炸溃,对于下游大城市威胁也不大。溃坝后,由于库区曲折河道的阻滞,江水从库上游流到大坝处,少说要两天的时间。而且,从三峡到宜昌江面上有3个大的转弯,每个转弯处都是很高的山峰,可以有力地缓冲水流。到宜昌以后,江面变宽,水流骤缓。宜昌附近有长江的几条小支流,可以容纳一部分水流。长江第一坝葛洲坝可以阻挡一部分水流。从宜昌到荆州有长江几条比较大的支流可以回水。进入荆江分洪区后,还可通过分洪减轻中游武汉、九江等大城市压力。

此外,即使爆发核战争,三峡大坝也有事前的防范措施。第一,大坝有10万立方米/每秒的巨大的泄洪能力,即便假设1秒钟泄洪5万立方米,一天就可泄掉43亿立方米的库容。正常运用状态下,在145米的水位以上,三峡大坝库容大约是220亿立方米,四五天时间就可以全部泄完,如果加大泄洪量,这个时间还会缩短。这种情况下,即便大坝瞬间被毁,也不会造成大影响。


兴建三峡工程是国家经过长达30多年的反复论证后才决定的,对三峡大坝可能成为未来军事打击的重要目标早有考虑。因此,在建设大坝的同时,我国也构筑起了一个严密的防御网。虽然工程全部竣工要到2009年,但有关的防御早就部署就绪,并仍在不断加强。组成防御的主要兵器大致有:地空导弹,各种类型作战飞机,单兵对空导弹,各型高射炮和高射机枪等。据悉,负责保护三峡大坝的防空作战人员和武器装备的基本工作是以三峡大坝为圆心,从里到外按陆军防空部队、空军防空部队、空军航空兵循序进行疏散配置。其任务分配是:高中空由空军航空兵主要负责,中低空由空军、陆军的防空部队负责。


来源:网络

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 发表于2018-09-27  | 只看该作者      

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世界上最大的水电工程--长江三峡工程在经过5年施工之后,开始进行大江截流。大江截流是三峡一期工程胜利结束的标志,也是三峡工程由投入期向收益期过渡的重要转折点。

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