专题学术报告：三峡工程专题学术报告：三峡工程主讲：三峡监理咨询公司总监主讲：三峡监理咨询公司总监 教授级高工教授级高工 长江流域规划要点（提纲） 一、概况（图一、概况（图1） 二、水系组成和湖泊二、水系组成和湖泊 2.1干流干流 （1）雅砻江（2）岷江 支流大渡河在乐山注入岷江（3）嘉陵江（4）汉江 2.2主要支流（主要支流（表表1） 2.3湖泊（湖泊（表表2） 三、流域自然地理特征三、流域自然地理特征 3.1地理位置与地形地貌地理位置与地形地貌 (1)气候特征(2)水文特征(3)流域暴雨区和洪灾(图2) 3.2气候与水文特征气候与水文特征 3.3水资源水资源 流域多年平均降雨量1100mm 年径流量(入海总量)9616亿m3 流域人均占有水量2760m3，高于全国人均占有水量（2400m3），仅为世界人均占有量的1/4，长江水资源时空分布特征 全国情况 长江流域及其以南内河径流量占80%，黄淮海流域占6.5%，其他流域占13.5%四四、长长江江流流域域治治理理与与水水资资源源综综合合开发利用开发利用 （1）20世纪50年代长办提出治江三个阶段 第一阶段:加固堤防，适当扩大河道安全泄量； 第二阶段:以中游为重点，开辟蓄泄垦殖区； 第 三 阶 段 :以 防 洪 为 重 点 的 干 支 流 综 合 开 发 ， 修建山谷水库，调蓄超额洪水。4.1流域治理与开发简史流域治理与开发简史 4.2长江流域规划与三峡工程论证长江流域规划与三峡工程论证 （2）长江流域综合利用规划要点报告（简称要点报告）的提出 （3）长江流域规划报告的主要内容： 1）水资源开发利用； 2）防洪； 3）治涝； 4）水力发电； 5）航运； 6）灌溉； 7）水土保持 8）南水北调； 9）水产养殖； 10）沿江城市布局； 11）城市供水； 12）水资源保护与环境影响评价； 13）干流治理开发规划； 14）主要支流治理开发规划； 15）近期治理开发工程和下一步的规划意见。 （4）三峡工程论证 防洪（表3） 三峡水库防洪库容221.5亿m3,1%频率洪水8.37万m3/s，经水库调蓄枝城下泄流量6万m3/s（5.67万m3/s），沙市水位44.50m（荆江大堤从10年一遇提高到百年一遇）当0.1%频率洪水发生时(9.88万m3/s)，经水库调蓄,使枝城流量8万m3/s(相当50年一遇7.9万m3/s)，加上分蓄洪区运用,可保荆江大堤安全,沙市水位45.00m。 发电 地面装机26台70万kW=1820万kW 发电量（多年平均）847亿kWh航运 渠化川江660km，万吨级船队全年160天直达重庆，年单向货运量5000万t（2030年），运输成本下降35%-37%。4.3长江流域综合开发利用的目标和实施情况(1)水资源开发利用目标实施情况(2)防洪(图3)近期目标三峡工程建成后(3)治涝(4)水力发电(表4)(5)航运(6)灌溉(表5)(7)水土保持与水资源保护水土保持水资源保护(表6)(8)南水北调西线中线东线引江济淮(9)河道整治(10)湖区治理(表2) 太湖洞庭湖鄱阳湖(11)长江口整治规划(12)长江江源的生态保护长江三峡工程概况 一、枢纽位置及坝址自然条件一、枢纽位置及坝址自然条件1 枢纽位置枢纽位置 长江三峡水利枢纽工程（简称三峡工程），位于西陵峡中的湖北省宜昌市三斗坪镇，控制流域面积100万km2。 三峡枢纽位置见图1。 2 坝址自然条件坝址自然条件（1）地形地质 坝址河谷宽阔，谷底宽约1100m，河床右侧有中堡岛顺江分布，岛顶面高程70-78m，按高程65m计，中堡岛长570m，宽90-160m。葛洲坝水利枢纽蓄水后，中堡岛左侧主河槽枯水期河宽约600m，右侧面有一汊河（称后河），宽约300m。两岸为低山丘陵，左岸坛子岭和右岸白岩尖为临江最高山脊，高程分别为263m和243m，主要山脊多呈北东向。 坝址基岩为前震旦纪闪云斜长花岗岩，岩体中有片岩俘虏体和闪长岩包裹体，以及后期侵入的酸基性岩脉。闪云斜长花岗岩100MPa，变型模量30-40GPa。坝区主要有两组断裂构造，一组走向北北西，一组走向北北东，倾角多在60以上。断层规模不大，且胶结良好。通过坝基规模较大的断层有F7及F23，出露在左漫滩上。缓倾角裂隙不甚发育，仅占裂隙总数的13%，其中北北东组占缓倾角裂隙总数的68.5%，倾向东南为主，倾角15-30，是坝址区缓倾角结构面的优势面。缓倾角裂隙发育程度不均一，F7及F23两条大断层之间，左厂房1# -5#机组坝段，为相对发育区。 花岗岩体的风化层，分为全、强、弱、微4个风化带，风化壳厚度（指全、强、弱3个风化带），以山脊部位最厚。可达20-40m，山坡与一级阶地次之，沟谷、漫滩较薄，主河床中一般无风化层或风化层厚度很小，平均厚度21.5m。坝基除利用微风化岩体外，部分弱风化下亚带岩体亦可用作建基岩体。混凝土与建基岩面间的抗剪（断）强度，摩擦系数（f）取值1.0-1.3，凝聚力（c）为1.2-1.5MPa。建基岩体岩石与岩石间的抗剪断强度，视不同的结构类型的岩体，f与c值分别为1.0-1.7和1.2-2.0MPa。第四纪松散堆积物主要是河流冲积层，葛洲坝水库蓄水后，主河槽及后河普遍淤积有厚5-18m的细沙。 坝址水文地质条件简单，微风化和新鲜岩体的透水性微弱，有80%以上的压水试验段的岩体单位透水率小于1Lu，其余试验段主要为弱、中等透水性。 坝址区域地壳稳定条件好，不具备发生强烈地震的背景，为典型的弱震构造环境，基本烈度为VI度。经过多年的勘测研究，三峡工程坝址地质条件甚为优越，是一个难得的好坝址。 （2）水文特性 坝址至宜昌间无大支流汇入，宜昌流量资料可作为坝址的代表。长江宜昌站多年平均流量为14300m3/s，年径流量4510亿m3。宜昌以上干支流主要测站汛期水量占年水量70%-75%。根据调查洪水推算，1153年以来的坝址历史最大洪峰流量为105000m3/s。按1877年以来实测水位推算的坝址最大洪峰流量为71100m3/s。坝址各种频率的设计洪水流量如表1。 表1 各种频率的设计洪水流量表洪 水 频 率洪水流量（m3/s）20年一遇7230050年一遇79000100年一遇837001000年一遇9880010000年一遇113000 宜昌多年平均最小流量为3560m3/s。以1937年2770m3/s为最小值。 葛洲坝水利枢纽建成后，三峡坝址洪枯水位变幅减少，枯水位由41m左右提高至62-66m，洪水位约由73m提高为76m（相应流量为68000m3/s），枯、洪水位分别约提高21m及3m。 长江干流悬移质泥沙的多年平均输沙量，寸滩站为4.62亿t,宜昌站为5.26亿t,相应多年平均含沙量分别为1.32kg/m3和1.2kg/m3。输沙量集中于汛期，510月的输沙量一般占全年的80%-90%以上。长江泥沙中推移 质数量相对较小。推移质泥沙多年平均输移量，宜昌站704万t，为悬沙量的1.33%,5-10月输移量占全年的96.7%。卵石推移质多年平均输移量，宜昌站为75.7万t。 二、工程规模二、工程规模 三峡水利枢纽建筑物由大坝、电站厂房、船闸及升船机组成。 大坝为混凝土重力坝，轴线全长2309.5m，坝顶高程185m，最大坝高电站厂房为坝后式，分设左岸及右岸厂房，分别安装14台及12台水轮发电机组，单机容量700MW，总装机容量18200MW。右岸预留后期扩机6台机组（单机容量700MW）地下厂房位置。永久船闸为双线五级连续船闸，位于左岩坛子岭左侧，单级闸室有效尺寸为280m34m5m (长宽坎上水深)，可通过万t级船队。升船机为单线 一 级 垂 直 提 升 式 ， 承 船 厢 有 效 尺 寸 为120m18m3.5m(长宽水深)，一次可通过一艘3000t级客货轮或1500t级船队。工程施工期间，在升船机右侧设单线一级临时船闸，闸室有效尺寸为240m24m4m（长宽坎上水深），后期改建为冲沙闸。 大坝设计正常蓄水位175m，总库容393m3，防洪库容221.5亿m3。三峡水库淹没面积632km2，涉及重庆市、湖北省22个县（市、区），淹没县城13座、集镇114座。受淹人口84.41万人，其中城镇人口占57%；淹没耕（园）地41万亩。考虑三峡工程建设期内的人口增长和城镇迁建引起的二次搬迁等因素，最终需要安置的移民总数达113万人。 三峡工程主体建筑（含导流工程）的主工程量为：土石方开挖12000万m3 ，土石方填筑4000万m，混凝土浇筑2800m3，钢筋56万t。三峡工程施工采用三期导流方案，设计总工期为17年，其中施工准备及一期工程施工5年，二期工程施工6年，三期工程施工6年。三峡工程于1997年11月8日大江截流，2003年蓄水、永久船闸通航、第一批机组发电，2009年建成。三、工程效益三、工程效益1 效益防洪效益防洪2 发电效益发电效益 3 航运效益航运效益 4 南水北调及其他效益南水北调及其他效益 三峡水库防洪库容221.5亿m3,防洪效益十分显著。三峡工程可使荆江河段防洪标准从10年一遇提高到100年一遇，即遇到100年及100年一遇以下洪水时，经三峡水库调蓄后，可控制枝城流量不超过56700m3/s，沙市水位不超过44.5m，可不启用荆江分洪区。遇100年一遇以上洪水至1000年一遇洪水，经三峡水库调节后，可以使枝城最大泄量不超过80000m3/s，再配合运用荆江分洪区及其他分蓄洪区，可以使沙市水位不超过45m，避免荆江两岸提防决口。减少汛期分流入洞庭湖的水沙，不但可有效减轻洪水对洞庭湖区的威胁，还可延缓洞庭湖泥沙淤积速度，延长洞庭湖寿命，提高了对城陵矶以上洪水的控制能力。配合丹江口水库和武汉附近分蓄洪区的运用，不但提高了武汉市防洪调度的灵活性，还对武汉市防洪起到保障作用。 据1991年调查资料综合分析，按1992年价格水平，三峡工程防洪多年平均直接经济效益为每年22-25.2亿元。另据计算，若遇1870年特大洪水时，直接防洪经济效益为：可减少农村淹没损失510亿元，减少中小城市和城镇淹没损失240亿元，减少江汉油田淹没损失19亿元，以上3项合计为769亿元。除直接经济效益外，还可避免因大堤、垸提溃决而造成的大量人口伤亡；避免了洪水对武汉市的严重威胁，避免了京广、汉丹等铁路干线中断或不能正常运行；避免了灾区的生态与环境恶化，疾病流行，传染病蔓延；避免了洪灾带来的灾民安置等一系列社会问题，这些效益是很难用经济指标具体表示的。 三 峡 电 站 装 机 容 量 18200MW， 保 证 出 力4990MW，平均年发电量846.8亿kWh。三峡电站地处我国中部，向华中、华东及广东地区，供电距离都在400-1000km的经济输电落围以内（参见图1）。三峡电站的500kV交流输电线路共有15回和二回500kV直流线路向华东送电，可以把华中、华东、西南、华北电网联成跨区的大电力系统，还将促进全国电网的形成。三峡电站正处于西电东送的中间环节，可起到电压支撑作用，为大规模西电东送创造有利条件。 三峡电站日平均最小下泄流量可达5800m3/s左右，使得下游的葛洲坝电站枯水时的来水流量增加近一倍，保证出力可提高到1048-1198MW，发电量有所增加。三峡电站具有调峰作用，也使葛洲坝电站起到相应的调峰作用，改善了葛洲坝电站供电质量。三峡电站建成后，年发电量846.8亿kWh，按电价0.3元kWh计，每年毛收入即达254亿元，三峡电站还具有巨大的环境效益。所发电能可替代燃煤4000-4500万t，每年可少排放1亿多t的二氧化碳、200万t二氧化硫、1万t一氧化碳、数10万t的氮氧化合物，以及大量灰尘、废渣，将减轻环境污染和有害气体的排放而引起的酸雨等危害。 三峡水库为实现万t级船队重庆至武汉直达运输创造了条件，有利于促进西南地区经济发展和对外联系。目前，川江碍航滩险处，航道水流条件差，只能通航3000t级船队。三峡工程建成后，滩险淹没，航深和航宽增加，水流条件根本改善。每年约有50%的时间可行驶万t级船队，使川江通航能力由目前的每年1000万t左右提高到每年5000万t以上，由于船队规模加大，船舶单位马力拖载增加，单位耗能降代，周转速度提高，从而可大幅度减少运输成本费用，经过测算，三峡库区航运成本可比目前的航运成本减少35%-37%。 三峡工程建成有利于发挥长江航运的潜力，有利于我国经济的沿海向内地、由东向西逐步发展的宏伟战略的实施。 南水北调中线方案从汉江丹江口水库引水，向黄淮海平原西部和北京、天津供水，多年平均调水量约150亿m3。远量规划修江汉运河从三峡水库引水，年引水量可增至230亿m3。 三峡水库蓄水后，据旅游部门透露，三峡水库中可新辟旅游景点70多个，可吸引大批海内外游人，进一步发展旅游业。 此外三峡水库还可提供灌溉、水库养殖等条件，对发展库区经济效益显著。四、枢纽布置四、枢纽布置 三峡水利枢纽主要由大坝（挡水、泄水建筑物）、电站和通航建筑物组成，枢组布置见图2。 1 挡水及泄水建筑物挡水及泄水建筑物 拦河大坝为混凝土重力坝，坝顶高程185m，最大坝高181m。大 坝轴线总长度为2309.5m（从右岸非溢流坝段至升船机左侧非溢流坝段），轴线方向为NE43.5。 泄水建筑物为大坝泄洪坝段，布置在河床中部，泄水设施为深孔和表孔。 2 电站建筑物电站建筑物 电站厂房为 坝后式，布置在泄洪坝段 两侧的厂房坝段下游，左、右厂房分别安装14台和12台700MW水轮发电机组，左岸厂房总长度643.7m，右岸厂房总长度584.2m。 电站进水口布置在大坝上游侧，采用单机单管引水，进水口底高程108m，引水管道内径12.4m。 电站尾水渠底高程29.9m至50m，渠长110m，左岸电站尾水渠宽580-310m，右岸电站尾水渠宽556-350m。 3 通航建筑物通航建筑物 通航建筑物包括永久船闸和升船机，均布置在左岸。 永久船闸位于临江最高峰坛子岭左侧，为双线连续五级船闸，船闸轴线与大坝轴线延长线的交角为672520 ,闸室有效尺寸280m34m5m（长宽坎上水深）。船闸主体段长度1607m，上游引航道长2113m，其在临时船闸坝段右侧布置长2720m的隔流堤；下游引航道长2722m，右侧布置有与升船机共用的隔流堤长3550m。 升船机位于永久船闸右侧，靠左岸电站厂房，距永久船闸约1000m。升船机轴线与大坝轴线交角为80，主体段（包括上、下闸首，塔柱及柱顶机房）长243.5m，上游引航道与永久船闸共用，下闸首至下游引航道口门长4500m，其中距下游口门段长约1800m与永久船闸航道共用。五、三峡工程施工进展五、三峡工程施工进展 及投资完成情况及投资完成情况 1、主要工程量及完成情况、主要工程量及完成情况 土石方开挖 1.2亿m3 土石方填筑 4000万m3 砼浇筑 2800万m3 钢筋 46万t 金属结构制造安装 26万t 水轮发电机组安装 26万t 截至2004年12月31日已完成80%工程量 2、投资概算及造价控制、投资概算及造价控制 （1）枢纽工程，静态投资（按1993年5月价格）500.9亿元 （2）移民（84.4万人）静态投资（按1993年5月价格）400亿元 （3）枢纽加移民静态总投资900.9亿元 （4）动态投资（2009年）1800亿元截至2004年12月31日已完成投资约1300亿元