三峡蓄水制造六大悬念危机扼待解决

慧聪工程机械网   2003-06-02 00:00   来源:网络

从零时起,三峡工程正式下闸蓄水。人们在为这一重大标志性成就欢欣鼓舞的时候,却难以体会建设者们既兴奋而紧张的复杂心情:

从零时起,三峡工程正式下闸蓄水。人们在为这一重大标志性成就欢欣鼓舞的时候,却难以体会建设者们既兴奋而紧张的复杂心情:


三峡蓄水,意味着大自然将考验人类最新的水利水电科技成果;蓄水将带来的发电和通航效益,意味着新的生产要素将考验我们现行的经济体制。


悬念之一:蓄水容器,漏不漏水,怕不怕水?


水库,实际上就是一只巨碗般的大容器,不同的是,水库的碗边绝大部分是天然的山体,只有最下游豁口一小段是人工建筑物。要蓄上水,必须有两个要素:天然山体固若金汤,不能被水冲刷而垮塌;人工建筑物牢不可破,象铜墙铁壁一样滴水不漏。前者要求进行库区地质灾害治理,后者就是建筑质量问题。


近两年内,国家投入40亿元用于防治三峡库区地质灾害,对影响135米水位的197处滑坡、81处塌岸防护工程以及奉节、巫山、巴东3个县城的高边坡、超深基础进行防治和处理,对可能出现问题的地方进行监测和预警。


长江水利委员会总工程师郑守仁院士告诉记者,蓄水过程中,由于受水的冲刷,可能部分地段会出现小规模的塌方,但从目前治理的效果看,不会出现大规模的可能影响水库容量和安全的地质灾害。


目前,三峡蓄水的核心人工建筑物由已竣工的左岸大坝和右岸围堰组成,大坝顶高海拔185米,围堰高140米,因此现在只能蓄水至135米高程,这个水位从专业角度叫“围堰发电期水位”。大坝和围堰都是成千上万吨混凝土浇筑起来的庞然大物,一般情况下都可以做到滴水不漏。现在人们最关心的是大坝的裂缝问题。


中国长江三峡开发总公司总工程师张超然说,人类用混凝土浇筑大坝的历史只有两百年,目前为止世界上还没出现没有裂缝的大坝,一种叫结构裂缝,贯穿坝体,把大坝分成两个部分,这是不允许的,影响也非常大;另一种叫温度裂缝,主要存在于坝体表面,主要因为温度变化导致。


在一般工程上算作"粗活"的混凝土浇筑,在三峡工程上却是"高精尖"的细活。建设者对三峡大坝混凝土设计、各种材料配合比都非常考究,甚至从拌和到运输直到入仓各阶段的温度控制都有严格规定。正因为施工时具有严格的操作规范,三峡大坝没有一条结构裂缝,完全可做到运行千年牢不可破。


三峡大坝出现了一些温度裂缝。冬天坝体内温度较高,坝体外面的温度较低,内外温差大,导致混凝土产生裂缝。不要说混凝土,就说人,冬天我们的皮肤暴露在寒风中,如果不加保护,皮肤也会开裂。按照大坝出现裂缝的统计情况,三峡大坝每万方出现的裂缝小于0.5条,与国内外其它工程相比其质量肯定是优异的。


但专家对大坝的要求是容不得毫发差池。发现裂缝后,三峡总公司采取了很细致的检查手段和很严格的处理方案,进行了全面处理,在三道保险措施基础上又采用了两道防护手段。经国务院专家组检查,裂缝经处理以后,对三峡大坝安全绝对没有影响。


位于坝体底部的一些处理过的裂缝至今已触水一年多,监测资料表明,触水以后,坝体变形的幅度一直在监测仪器发生误差的范围之内。也就是说,由于水温变化幅度小,坝体外部条件好了,不再象以前那样风吹日晒,从而解除了新出现裂缝之忧。


从目前情况综合分析,三峡水库不怕水,不漏水,完全具有蓄水的实力与条件。


悬念之二:江水有了“新家”,移民是不是有了新生活?


三峡工程全面竣工后,库区600多平方公里的陆域面积将成为江水的“新家”,那么,百万移民把自己的家园腾给江水后,是否拥有了更富足的生活?


三峡蓄水而成的"平湖",不是一望无垠的大片湖面,是一个绵延460公里的狭长带状范围。135米水位涉及湖北和重庆市的20个县(市、区),三峡工程水库动态移民最终可达113万,是世界上水库移民最多、工作也最为艰巨的移民建设工程。经过10年的艰辛努力,库区不仅顺利完成了移民搬迁安置,还大大改善了落后的面貌。


移民之前,库区是我国18个连片贫困地区之一。受特殊的地理条件制约,三峡库区基础条件落后,经济发展相当滞后。坝首第一移民县秭归,是屈原故乡,也是著名的脐橙之乡。老城归州,处于"雨天一身泥,晴天一身灰"尴尬境地。各种房屋见缝插针,最宽敞的街道撑不起两把伞。交通不便,距离四周最近的城市需要4个小时路程。


应搬迁安置需要,库区已在淹没线上复建了大量的公路、码头、输变电、通讯等专项设施,一个个环境优美、功能完善的移民小区拔地而起。为库区今后的经济社会发展创造了空前的机遇。2002年,三峡库区21个区县国内生产总值比1993年增长近3倍,财政收入增长2倍多,农村人均纯收入增长近2倍,城镇职工生活水平也有了明显提高。


秭归移民周大义风趣地说:“新秭归好,如果屈原在世,他也不会回到老秭归的。”三峡蓄水后,包括屈原祠、牛肝马肺峡、兵书宝剑峡在内的44个旅游景点都将被江水淹没。在采访中,记者常常感受到,峡江唱晚、巫山神女、纤夫号子,这些外人眼中的美丽故事,已经与峡江居民生活融为一体。为了大坝蓄水至135米,70余万人已经离开他们繁衍生息的的土地,1200万平方米房屋被拆除。为了给江水干净的家园,近3万亩林木和471万吨固废物被清理,卫生部门还对即将沉入江底的近500万平方米的厕所等进行了消毒处理。


故土难离,近几天,江边满是看水人。目睹江水一点点盖过自己往昔的家园,人们少不了唏嘘感叹。作家何建明说,移民的眼神中既有对家乡的眷恋,也有困扰,还有对未来的向往,更透露出“舍小家,顾大家”的奉献精神。


悬念之三:蓄一库水,会不会拦一库沙?


从外观上看,长江水与我们家中自来水最大的不同就是浑浊。流经三峡的一方水里就有2斤4两的泥沙,如果换成是米,足够一个人吃两天。


蓄水后,这些泥沙沉淀下来,会不会把水库淤满?这是个世界级的难题。面对这一事关三峡工程命运的重大问题,有关部门正动员科技、工程、社会等方方面面的力量,采取加强监测、改善生态环境和在上游再建水库等措施,积极应对。


据测算,建成后,三峡水库年平均入库泥沙量达5.3亿吨,如处理不好,不仅会缩短水库使用寿命,而且可能影响长江“黄金水道”的通畅。


早在十多年前三峡工程论证阶段,泥沙问题一直是关注的焦点。著名泥沙问题专家季学武教授说,黄河三门峡水库就曾因泥沙问题几近淤废,但后来通过改建使其重焕青春,其采用的方式叫“蓄清排浑”。


这一方式被三峡工程的设计者采用。“蓄清排浑”就是利用三峡水库巨大的入库水量,通过大坝设有的23个海拔90米的大孔,在来水量占全年61%、输沙量占全年84%的汛期6至9月,水库水位维持在145米时,将大量泥沙由深孔泄洪排出库外,实现“排浑”;汛末10月,来水中含沙量降低,水库蓄水至175米的正常蓄水位,实现“蓄清”。负责设计总成的郑守仁院士说,采用这一水库调度运用方式,入库来水中的绝大部分泥沙可排出库外,保证水库的长期有效运用;再在三峡工程建筑物布置上采取的一系列排沙、防淤工程措施,配合恰当的调度和辅助清淤,可以确保航道畅通和水电站正常运行。尽管这个办法得到普遍认可,但我国政府仍保持科学审慎的态度。国务院三峡建设委员会成立了专门的泥沙专家组,投入大量资金进行研究,加强原型观测、模型实验,以验证长江水利委员会的设计。三峡总公司已投资近2亿元委托长江水文局进行三峡水库至2009年的泥沙冲淤监测项目。


在加强监测研究的同时,有关决策者将视野拓得更宽,斥巨资在长江上游与三峡库区建设防护林,治理上游水土流失。已持续实施13年的水土保持工程投资已逾20亿元人民币。最近,国家再次对规模庞大的长江天然林保护工程增加投资。最新监测表明,三峡库区的水土流失正以年均1%的速度递减。还有一个好消息就是,金沙江上的溪洛渡、向家坝水利枢纽工程去年10月已经立项,由三峡总公司负责兴建,仅溪洛渡就可减少三峡水库47%的入库泥沙量。


虽然采用这种立体化、全流域的治理措施,但郑守仁院士依然出言谨慎:“只要通过蓄水实践的检验,我们才能验证一系列模型和试验的结果的正确性,现在的任务是加强监测。”


悬念之四:拦一江水,会不会囤一库垃圾?


水里的泥沙是大问题,水面上各种垃圾等漂浮物会不会囤积,则是非常紧迫的问题。因为葛州坝前,漂浮物就曾攒聚在一起,坚硬得可行走汽车,影响电厂正常发电。


三峡总公司副总工程师张曙光说,在蓄水到135米水位期间,估计有30至50万立方米漂浮物来到三峡大坝前,漂浮物处理形势非常严峻。


他介绍说,为保证电厂能如期发电,目前正采取多种办法,一是租用两艘2000马力的拖轮进行打捞。二是与舟桥部队取得联系,当漂浮物来量巨大时请求他们的支援。三是密切关注并测量电站拦污栅压差。如压差过大或压差快速增大,则采取措施清除拦污栅前漂浮物或更换备用拦污栅。四是通过合理调度,不断积累经验,摸索出枢纽最佳的运行工况。


他希望造船厂能专门生产一种“清漂船”,解决目前拖轮效率太低的问题。


但他同时建议,国家投入资金建设的三峡沿岸17个垃圾厂、12个治污水厂应尽快投入运行发挥作用;加强对三峡水域海事管理,尽量不要发生海损船舶撞坝事件;吁请国务院制定三峡水库管理条例,运行几年后再立法,实行“依法治库”。


看来,让三峡水库成为真正意义的清洁水库,彻底解除垃圾困扰之忧,还有很长的路要走。


悬念之五:三峡电力,让谁用,怎么用?


虽然两个月后,三峡电站首批机组才正式投产,但“用三峡的电”现在就成了热门话题。


5月31日三峡总公司召开的新闻通气会上,几乎有三分之一的问题是关于三峡电的。上海的记者为上海最有可能用上三峡的第一度电而引以为荣,江苏的记者异想天开地要求专门命名一台发电机组为“江苏号”,重庆的记者为重庆今年用不上三峡电而愤愤不平……三峡总公司总工程师张超然说,今年三峡至少发电55亿度,主要输往华东和华中地区,用电量最大的上海最有可能使用来自三峡的第一度电。三峡电厂上网电价为每度0.25元,输到华东电网的成本每度约0.07元,加起来比上海市上网电价每度要便宜6分钱。鉴于目前华东、华中地区供电形势紧张,三峡电厂加快了调试安装机组的进度,在确保8月份4台机组发电的情况,力争再让2台机组发电。


按计划,今年55亿度电中有28.8亿度送往华中,26.2亿度送往华东;华中具体分配比例为湖北35%、河南25%、湖南22%、江西18%,华东为上海40%、江苏28%、浙江23%、安徽9%。明年,三峡电力将新增广东市场,其为广东提供的装机容量为300万千瓦,华东720万千瓦,华中900万千瓦。2009年,装机总容量1820千瓦的电站全部投入运营,年发电量846.8亿度。


三峡总公司副总经理曹广晶说,最初制定电力消纳方案时,我国正处于电力饱和时期,多个电站出现有电没销路的局面。三峡电的销路,也成为当时的重大隐忧。而眼下,市场已经发生了巨大变化。我国电力已进入短缺局面,彻底解决电荒,还“不是一年两年的事”。三峡电将以强大的竞争优势进入电力市场,并且不会使当地电价攀升。换句话说,三峡电力是皇帝的女儿--不愁嫁。看来,三峡电荣耀出世已成定局。对国家电力公司而言,如何以此为契机,推进电力体制改革,则是迫在眉睫的重任。目前我国电力市场改革正在进行。分省平衡、地方保护格局将被打破,开放市场、鼓励竞争成为发展方向。三峡总公司一再强调,电价将随市场调节。在加剧市场竞争的同时,也为电力体制改革添了把柴。


我国电力体制改革的目标是:加强电网调度,促进西电东送和网间丰枯、峰谷和余缺调剂,发挥电网间的“错峰”效应。自20世纪80年代末,我国开始实施"西电东送"战略,目前已形成北、中、南三个输电大通道的雏形。


随着三峡电厂投产,中部将形成从川渝经华中到华东地区的输电通道。以三峡电站为中心方圆一百公里范围内,将配合三峡输变电工程建三个世界最大的换流站,加上已经投入运营的葛洲坝换流站,四个世界级换流站换流总容量达1020万千瓦,我国三峡地区不久将成为全球设备最先进、技术最领先、站线最密集的直流输电中心和全国电网中心。


三峡总公司副总经理曹广晶说,具有价格优势的三峡电在电力市场中能否如鱼得水,关键看电力体制改革的成效如何。


悬念之六:轮船过坝,会不会提高运营成本?


三峡工程完工后,船过三峡大坝,有两种方式,形象的说法是“大船爬楼梯,小船坐电梯”。


2005年才动工的升船机是“电梯”。永久船闸就是船只的“楼梯”,来回双向两个航道,6个闸门,5级闸室,学名叫“双线五级船闸”。5月16日,永久船闸将开始试通航。


船爬“楼梯”,需要水来当脚。从下游到上游,相连两个闸室之间水位持平,船就上了一个台阶。永久船闸每个闸室长280米,宽34米。蓄水至175米后,落差113米的三峡永久船闸将担负起长江主航道的责任。


令人振奋的消息是,水位至135米后,万吨级船队可上溯至重庆涪陵,航运效益初步显现,船闸对过往船只免费通行,每年上千万元的运行维护费用将由三峡总公司从发电收入中开支。


三峡总公司副总经理曹广晶说,蓄水至135米时,永久船闸将开放下游三个闸室,设计通过时间为一个半小时。船舶免费通过永久船闸和下游的葛洲坝船闸。


三峡水库的形成,将大大改善长江干流上“中游水浅、上游滩险”的局面。大坝建成并投入使用,宜昌与重庆660公里江段的所有险滩将被淹没,川江航道水深增加40%,平均航宽增加两倍,江水流速减缓。同时,还能对下游航道进行调剂。


到2009年,三峡库区最终达到175米蓄水水位后,永久船闸设计通过时间为两个半小时。运行时为提高效率,三个闸门同时开合,万吨级船舶可安全、通畅地直达重庆,航运运输成本将降低35%。这将使长江相当于4至6条铁路的运量,单向年通过能力将从目前的1000万吨增加到5000万吨。


由于目前长江上只有30%的是大船,可以单独“爬楼梯”,为提高船闸的使用效率,其余的船必须肩并肩地编队“爬楼梯”。试通航后,影响航运效率的原因将是船舶编队问题,由于目前长江上的各种船只型号不一,参差不齐,很难以最节约成本的方式将它们编队,到时候可能出现“你等我、我等你”的状况。


张超然总工程师说,解决这问题的方法只有两个,一是优化调度方案,二是加快我国船舶标准化的进程。一句话,“黄金水道”需要规范化管理,标准化的船闸呼唤标准化船舶。


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