案例2三峡工程可行性研究

案例2：三峡工程的可行性研究
一、三峡工程的背景
1．中国的经济发展状况
三峡工程实施之前，中国正处在一个经济高速发展的时期，经济持续稳定发展。

十五年来，国民生产总值从1980年的4470亿元增长到1994年的43800亿元，扣除物价增长因素，实际增长了261％。

可以预计到20世纪末，中国人民的生活质量可达到小康水平，年人均收入可达800～1000美元。

2．长江的自然状态
长江是中国第一大河，名列世界第三。

它发源于世界屋脊——青藏高原腹部的唐古拉山脉的主峰西南侧，干流自西向东横贯中国大陆流入太平洋，全长6300余公里。

长江水量丰沛，有3500多条支流。

全流域集水总面积为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。

沿长江两岸有重庆、武汉、南京、上海等重要城市，长江流域是我国人口密集、经济繁荣的地区。

长江中下游平原地区是由长江干支流挟带泥沙长期淤积而成，地势平坦，土地肥沃，现有耕地9000余万亩，人口7500余万。

由于地面低于洪水位五六米至十余米，因此主要靠堤坝防御洪水，但如果暴雨形成的洪水超过了河道的宣泄能力，就会使堤坝溃决，造成中下游严重的洪水灾害，并严重影响到国民经济的全局发展。

历史上长江曾多次发生洪水灾害，例如1954年的洪水，夺去了3万人的生命，受灾人口达1000万，受淹地区达300万公顷，使该地区乃至全国的经济发展受到严重影响。

1954年大水以后，长江水利委员会正式开展了长江流域规划，通过流域总体规划的研究，认识到：防洪是综合治理开发长江的首要任务。

3．长江的防洪能力
新中国成立后40多年的防洪建设，投入了大量人力物力加固加高堤防，建设并安排了一批分蓄洪区，进行了部分河道整治，并建成了一批具有一定防护作用的水库，防御一般洪水能力大大提高。

但是目前防护标准仍不高，特别是有些重点保护区防护标准与其重要地位极不相称。

目前中下游各河段的安全泄量仍远比其上游洪水来量小：荆江河段的枝城站只能安全承泄约60000～68000立方米／秒，城陵矾附近的60000立方米/秒，汉口约70000立方米/秒，湖口以下约75000～80000立方米/秒。

可是自1877年有实测水文记录以来的100多年中，三
峡出口宜昌洪峰流量超过60000立方米/秒的有23次。

据历史洪水调查近800年中大于80000立方米/秒的有8次，其中大于90000立方米/秒的有5次，最大的1870年高达105000 立方米/秒，可见上游洪水来量不仅超过荆江河段安全泄量的机会甚多，而且特大洪水的洪峰流量超过河道的安全泄量也很大。

4．建设三峡的早期没想
1952年初，中央人民政府政务院，根据长委会的规划设计发布了《关于荆江分洪工程的决定》，1952年底建成了荆江分洪工程，同时决定中已明确提出了长江治本工程的问题。

1952年下半年开始，为研究长江防洪治本工程的方案，长江水利委员会对上游干支流金沙江和岷江、嘉陵江、乌江三条重要支流兴建控制性水库方案进行了研究。

研究结果表明，即使上述干支流有了控制水库，也解决不了中下游特别是荆江地区的防洪问题。

当时有专家建议修三峡大坝，首先用来防洪。

1989年2月，三峡工程论证领导小组召开了第十次扩大会议，审议并原则通过了根据论证报告重新编写的三峡工程可行性研究报告。

同年9月，由长江水利委员会补充修改完成，并由论证领导小组正式向国务院三峡工程审查委员会报送了《长江三峡水利枢纽可行性研究报告》。

二、三峡工程的必要性分析
1．防洪的需要
洞庭湖区现有圩垸和汉江平原的地面高度都低于长江洪水位10余米，溃口的巨量洪水直泻而下，不仅造成巨大的经济损失，而且不可避免地还会造成数以万计的大量人口死亡，产生难以估计的严重后果和社会经济影响，这是长江中下游防洪最突出的问题。

因此，三峡工程首要的建设目标就是防洪。

2．对电力能源的需要
三峡工程将给沿江的工业城镇和广大地区提供廉价而清洁的电力，这是三峡工程最主要的直接经济效益，也是三峡工程建设的充分条件。

建设三峡工程，将兴建成115米高的水头，是目前世界上最大的水电站。

其总装容量1820万千瓦。

年发电量达847亿千瓦时，相当于4000万吨标准煤炭的能源。

3．改善航运，促进内河航运业的发展
由于三峡水库的形成，改善了峡谷河段的航道，万吨级船队有半年时间可以
直达重庆，通航能力可以从现在的每年1000万吨提高到5000万吨，而且可以降低航运成本30％～37％，这些都将极大地促进内河航运业的发展。

4．巨大投资带动内需，促进相关产业的发展
三峡工程的投资巨大，必然要带动包括建筑、材料、机电、钢材、水泥、电力、信息等相关产业的巨大发展，其对经济产生的巨大拉动作用，也必将促进这一地区和全国的经济发展。

5．有着较好的综合效益
建成后的三峡工程，作为中国的大西南同东部沿海经济发达地区有机联系的纽带，以其巨大的综合效益（诸如：生态改善、发展旅游、增加能源、引进先进的管理经验和技术设备等）必将有力地带动和促进长江流域的经济发展和腾飞。

对加快我国现代化建设进程，提高综合国力具有重要意义。

三、三峡工程的地址选择
三峡工程选定的三斗坪坝址，是从2个坝区、15个坝段中经过多年反复比较研究后确定的，坝址位于古老的前震旦纪结晶岩体上。

坝址处地形低缓河谷开阔，河床覆盖层厚度不大。

基岩为花岗岩，风化层的厚度在两岸约22～30米，但河床中风化层很薄。

新鲜基岩岩性均一，岩体完整，力学强度高，平均论和抗压强度1000公斤/平方厘米，岩体透水性微弱，断裂规模小，以陡倾角为主，且多胶结良好。

坝址上下游各10余公里结晶岩分布的范围内，无活动性断裂及大的不良物理地质现象。

坝址工程地质条件优越，是一个难得的好坝址，尤其适宜于建造混凝土高坝。

坝址区地震基本烈度经地质、地震部门确定为6度。

地震不会影响工程的安全。

按保守的假定，在距坝址最近的九湾溪断层发生强度为6级的诱发地震，影响到三斗坪坝址的烈度也不超过6度。

白帝城以上库段，主要由中生代砂页岩组成，构造条件简单，地震活动微弱，一般不具备发生水库诱发地震的条件。

较强的水库房发地震，是天然构造地震在水库蓄水的诱导作用下，提前分散释放能量的一种表现。

从各种不利条件分析，影响到坝址，也不会超过工程建筑物抗震设计烈度7度，所以不会影响工程安全。

三峡水库建成后，水深加大数十至百余米，水面扩宽200～800米，从最坏的情况估计，干流库岸稳定性差的大型崩、滑体失稳入社会发生的土石体积占据
的断面，不足库水位在防洪限制水位时水下断面的30％，剩余过水断面远大于天然过水断面，基本不碍航。

四、三峡工程的技术可行性
1．淤泥的技术解决方案
从水文、泥沙资料分析，近30多年干流寸滩、宜昌站和主要支流控制站的输沙量没有明显增长的趋势。

长江泥沙来生各年不同，主要与当年水量大小和上游暴雨是否落在强产沙区有关。

不能以某一年或某几年的来沙量多少判定来沙量的增减趋势。

根据长江宜昌多年实测资料，平均年悬沙输沙量5.3亿吨，江水平均含沙量每立方米为1.15千克，此外，还有数十万吨推移质进入三峡水库。

通过科学计算，三峡水库平均每年有约5.3亿吨泥沙进入水库。

这些泥沙如全部沉积在库内，不到百年，水库将被淤积成为远流河床，丧失水库的效益。

为了使三峡水库能长期保持绝大部分有效库容，必须采取措施减少入库泥沙量和增加排向水库下游的出库泥沙量，使之逐渐趋于库内泥沙冲淤平衡。

减少入库泥沙量的办法，在于在坝址上游流域内进行水土保持工作，和在长江上游于支流上建造大型水库以栏蓄部分泥沙。

这两项措施虽势在必行，但估计在三峡水库投入运行后的短期内尚难于明显见效。

为此，必须在三峡水库的运行调度和枢纽工程布置方面采取增加排沙出库量的措施。

三峡水库为河道型水库，在长约600多公里的库区中，库面宽度一般小于1000米，其中只有一小部分库段的库面宽度在1000米～1700米之间，断面窄深，滩地少。

长江入库泥沙量主要集中在汛期，根据国内外工程泥沙研究理论和实践，采用“蓄清排浑”的方式运行，可使部分有效库容长期保留。

即在汛期多沙期保持水库在低水位条件下运行，使泥沙能较多地排出库外，并减少在水库内较高部位的淤积、汛末则开始蓄水供枯水期调节之用。

这样，水库绝大部分的有效库容可以长期保留并发挥调节作用。

从远期看泥沙淤积坝区和库尾变动回水区，这对航道及港口会产生一定的影响，妨碍船舶的正常航行。

但作为三峡工程的后继工程，还将在金沙江河段修建一系列梯级水库，拦截推移质泥沙对三峡库尾的影响。

试验成果表明，在枢纽运行的前30年内，由于坝区泥沙淤积量很少，对通航建筑物和电站运行均无大的影响。

运行80年后，泥沙冲淤积达到初步平衡，运行
100年后，防洪库容可保留92％。

因此，采用“蓄清排浑”的运行方式，水库的绝大部分库容，均可以长期保留，其防洪和发电效益基本不受泥沙淤积的影响。

2．设备和技术的难点
三峡五级船闸在总的提升高度和级数方面居世界首位，但每级船闸的尺寸和提升高度均未超过当前世界水平。

三峡船闸超出目前世界水平的技术难题主要有两个：一是输水系统的水位差，需要解决输水廊道的阀门水力学问题；一是上阐首闸门的运行条件，在闸门启闭时淹没水深较大。

这两个问题通过试验研究已有解决措施。

同时，我国还有修建葛洲坝巨型船闸的实践经验，因此，结合科研工作，精心设计，在技术上是可行的。

国内已建成的最大升船机为丹江口升船机，其承船厢加水重仅450吨，可通过150吨船舶。

三峡升船机将是世界上规模最大的升船机，主要的技术难题是：升船机的安全问题、承船厢在悬吊状态下的动态稳定问题和大容量升船机的制造问题。

经过科研试验和国外考查，均已有解决措施，可以立足国内制造。

三峡工程规模大，总装机1768万千瓦，水轮发电机组单机容量68万千瓦，属于70万千瓦等级，相当于国际上20世纪70年代的水平。

从世界水平看，设计。

制造高水平的三峡机组是没有问题的。

关于最大水轮发电机组，美国在20世纪60年代初，能制造的最大水轮发电机组未超过30万千瓦。

由制造30万千瓦的水电机组到制造60万千瓦花了近13年。

我们目前的条件比美国当时的情况要好得多，一是世界上已有成熟的经验；二是我国国内在制造大型水轮发电机组上已有相当水平；三是有改革开放政策，便于与国外交流，引进技术。

因此，三峡机组在国内制造是完全有可能的。

但目前，我国水轮发电机组制造水平，同世界先进水平相比尚有些差距。

因此，必须通过科技攻关与国外合作，迎头赶上。

如经努力仍难达到，必要时可以引进部分设备与技术，以提高我们的技术水平。

通过这些措施三峡机组不但能在国内制造，而且一定能够达到世界先进水平。

3．其他技术难点
三峡枢纽工程主要包括混凝土大坝，电站厂房和通航建筑物三大部分。

除了设备和相应的技术难点之外，三峡工程枢纽在施工中还有一些难点问题：工程量巨大。

土石方开挖量8800万立方米，填筑量3100万立方米，混凝土浇筑量约2700
万立方米，金属结构安装25.52万吨，巨型水轮发电机组安装26台。

施工强度高，土石方开挖、混凝土浇筑的年、月、施工强度也都超过国内外的水平。

施工范围大，左右岸施工，同时施工的项目多、工序多、施工干扰多，这些特点决定了三峡工程施工是艰巨的。

虽然有上面的这些困难，但修混凝土重力坝和坝后式厂房，我国有丰富经验，早在50年代就开始修建三门峡这样的大型工程，70年代开始修建葛洲坝工程，80年代修建与三峡大坝高度相当的龙羊峡工程（坝高178米）。

有了上述建设大型水利水电工程的经验，相比之下90年代开始修建三峡工程是完全可能的。

五、三峡工程的工程布置
三峡工程的工程布置主要选用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的建设方案，这个方案的具体内容是：
所谓一级开发，是指从三斗坪坝址到重庆市630公里江段一级开发，中间不再修建其他水利水电枢纽；所谓一次建成，是指三峡水利枢纽建筑物均一次建成，混凝土重力坝建到坝顶高程185米；所谓分期蓄水，是指水库蓄水不是一次就蓄到正常蓄水位175米，而是初期蓄到156米，回水末端恰好位于重庆市下游的铜罗峡下口，库尾泥沙淤积不致影响重庆港区和嘉陵江口，以便有一个对库尾回水变动区和泥沙淤积进行观测和验证的时期；所谓连续移民，是指从准备工程开始，库区即分期分批地连续进行，中间不停顿，论证阶段暂按连续20年将移民安置完毕，即从准备工程开始至全工程全部建成后二年。

为满足防洪、发电、通航的需要和人防方面的考虑，三峡工程的枢纽建筑物主要有：挡水泄洪建筑物、坝后式水电站厂房和通航建筑物。

通航建筑物布置在左岸，由双线连续式五级船闸和垂直升船机组成。

五级船闸可使过坝船只的最大升高达113米。

垂直升船机布里在大坝左端，采用一级钢丝绳卷扬平衡重式垂直升船机，一次可通过一条3000吨级客轮或一条880千瓦（1200马力）顶推轮和1500吨驳船对。

承船厢最大提升高度113米，承船厢加尔总重约11500吨，为当今世界上最大的垂直升船机。

为满足下水每年过坝货运量5000万吨的需要，三峡工程永久通航建筑物主要考虑双线五级船闸和双线三级分散船闸两种方案。

目前在可行性阶段中暂按双
线连续五级方案考虑。

所以，三峡工程永久通航建筑物初步定为两线船闸和一线升船机。

为了确保三峡工程施工期间川江不断航，可行性研究阶段考虑采用导流明渠通航、施工临时通航船闸和升船机相结合的施工临时通航方案。

每年单向过坝运量为2000万吨。

六、三峡工程的施工安排
三峡工程枢纽工程计划分三期进行施工，除准备工程工期3年外，一期工程3年，二期工程6年，三期工程6年。

第一批2台机组在二期工程的最后一年，即正式开工后的第9年开始发电。

全部工程15年建成。

准备工程的主要项目有：坝区施工征地和移民、场地平整、内外交通、风水电通讯系统、砂石料混凝土系统、附属企业系统、房屋建筑等。

一期工程主要是在中堡岛右侧后河内修建导流明渠，兼作施工期临时通航用，同时在左岸修建临时船闸。

长江水仍由主河槽流向下游。

二期工程是在大江（主河槽）截流后，主要修建混凝土重力坝、左侧坝后式电站厂房，双线连续五级船闸，垂直升船机等。

土石方开挖、混凝土浇筑、机电设备与金属结构安装均进入高峰，且相互穿插进行。

本期工程第六年末，第一批2台水轮式发电机组开始运行。

因此，二期工程是三峡工程最艰巨最关键的阶段。

三期工程是又回到中堡岛右侧后河，修建右侧混凝土重力坝及坝后式厂房。

本期工程的六年内，每年投产水轮发电机组4台（合计272万千瓦）。

七、三峡工程对环境的影响
1．对生态的影响
长江流域大部分处于亚热带，是我国经济发达地区。

三峡工程的建设不可避免地对长江流域的整体生态环境造成影响，这些影响可分有利影响和不利影响，分别如下：
（1）有利影响
①三峡水库可以有效地减轻长江洪水灾害对中游人口稠密、经济发达的平原湖区生态与环境的严重破坏，及洪灾对人们心理造成的威胁。

从而使沿江人民的生产、生活环境得到改善，增加人们心理的安全感，还可以减少对洞庭湖的淤积，延长湖泊寿命，改善湖泊生态。

②可提供大量的清洁能源，与火力发电相比可避免大量污染。

每年可少排放二氧化碳1亿吨，二氧化硫200万吨，一氧化碳1万吨，氢氧化合物37万吨，工业废渣约1200万吨以上。

③有效地改善库区和坝下游的航运环境。

由于三峡水库的兴建，川江的大量急流险滩均被淹没，库区航运条件有很大改善，降低海损风险。

坝下枯水流量增加、荆江河段航道也有所改善。

④扩大鱼类及水生物生长环境，为渔业发展提供有利条件。

建坝后，库区改变原来滩多急流型河道的生态环境，水面校天然河道增加近两倍，上游有机物质、营养盐将有部分滞留库区，库水湿度变肥、变清，有利于饵料生物和鱼类的繁殖生长。

冬季下游流量增大，鱼类越冬条件将有所改善。

⑤对中、下游血吸虫病的防止有利。

⑥库区及其周围气候有所改善，水禽及鸟类将有所增加。

（2）不利影响
①不可逆转的影响：水库蓄水后部分文物古迹、三峡自然景观和部分耕地被淹没。

②影响严重或较大、但采取措施后可减轻的影响：水库淹没、城镇迁建、移民过程中产生的生态与环境问题；对白暨豚等珍稀物种资源的影响；对上游库尾洪涝灾害的影响；滑坡、诱发地震等问题。

③对局部气候、一些水文因素、人群健康、陆生动物和植物将产生一些影响，但影响较小。

水污染现在虽不严重，但按目前各种污水不作处理排入长江的情况继续下去，这是长江污染的潜在危险。

2．对居民生活、文物保护的影响
按三峡工程正常蓄水位175来加风浪起高2米和20年一遇洪水回水位线作为移民迁建的范围，水库长约568公里，水面约1084平方公里，其中淹没陆地面积约632平方公里。

淹没范围涉及湖北省的宜昌、秭归、兴山、巴东等四县；四川省的巫溪、巫山、奉节、云阳、开县。

万县、万县市、忠县、石柱、丰都、涪陵市、武隆、长寿、江北、巴县等15个县市。

总的淹没范围涉及19个县市。

三峡工程的迁移的人口分别按两种办法计算。

一种是计算淹没区现有人口，总共有72.55万人。

其中农村人口33.26万人；集镇人口10.78万人；城市人口
28.51万人。

另一种是推算规划动迁人口。

推算办法是：农村按直接受淹人口年自然增长率1.2％递增至2008年，并考虑居住地淹没而种植的耕地被淹或不足，需作生产安置的人口共有51.98万人；城市规划人口是以直接受淹人口为基数加10％的随迁人口，再加10％常住无户籍人口，又加10％机械增长人口，另加新城占地需迁移的人口，以上人口加起来后按每年1. 2％递增至2008年的规划动迁人口为45.82万人；集镇迁建人口也按此推算为15.47万人。

规划动迁人口合计为113．18万人。

综上所述，三峡工程在册受淹人口72.55万。

推算至2008年的规划还建人口为113.18万人。

除了人口以外，主要淹没的还有大量的实物，包括：耕地35.69万亩；工厂657个，全部固定资产原值为8.19亿元；水火电站139处总装机7.7万瓦；各级公路956 公里；高压输电线1106公里；通讯线27300杆公里；广播线5200多杆公里；文物古迹44处（其中省级重点文物保护地5处，国家级1处）。

在三峡工程淹没区内，受淹没影响的有国家重点文物保护单位1处，即涪陵城北长江水下的白鹤梁枯水题刻。

此外还有5处省级重点文物保护单位：即忠县石宝寨、忠县丁房双阙、干井沟无铭阙、云阳县张飞庙、秭归屈原庙。

还有县级重点保护文物十余处及一般保护文物20余处。

3．其他影响
对于是否会加剧四川的洪涝灾害，专家认为：四川省的洪灾有三种类型：一是江河洪涝，重点在成都平原；二是分散的山区洪灾，即山洪灾害；三是暴雨后一些陡峻的山体滑波、岩角和泥石流灾害，即所谓的“山地灾害”。

这些灾害都不会受三峡工程的影响而加重。

三峡建库后，上游受水库壅水影响水位是要抬高的，其影响是有一定范围的，三峡坝高175米，20年一遇洪水末端在巴东木洞镇。

成都平原，高度一般在500～700米，嘉陵江合川县城附近高度一般也在214米以上，重庆朝天门码头（候船室）的高度为200米，市中心区约250米，都不会受三峡水库回水的影响。

八、三峡工程的人防问题
三峡水利枢纽坝高175米，总库容393亿立方米，能有效地控制拦蓄长江洪
水。

电站装机1768万千瓦，是华中、华东和西南三大经济区的重要电源，又是我国横贯东西重要的电力大动脉。

它的建成，对整个国民经济发展和促进社会主义建设具有重大意义，因而，战时势必成为敌人实施战略袭击的重要目标之一。

所以在研究兴建三峡工程时，必须考虑人防问题。

三峡大坝是混凝土重力坝，由于其地理位置和体积厚实，其本身就有较强的抗御常规武器袭击的能力。

即使从最不利的情况出发，万一遭到核袭击，对三峡工程也能以有效措施进行防御。

三峡工程先后进行了数百次不同条件的溃坝模型试验。

当大坝受袭破坏，巨大洪水破坝而出，但经长数十公里的狭窄弯曲峡谷的约束、调蓄及消能作用，出南津关时流速及流量均大为减少，随着溃坝供水进入丘陵地区，水流渐趋平稳，逐步减弱到河道能够承受的安全泄量范围以内，使溃坝洪水对下游的破坏威胁大为降低。

溃坝洪水造成的灾害损失，从战争时期看，仍属局部地区性的，而非全局性的灾害。

如遇特别紧急情况，还可将水库水位进一步降低，水库内绝大部分水体基本放空，变成径流电站，这就会使溃坝的危害发生了根本性缓和，减少到最低限度。

三峡工程人防问题实质上属战争风险分析与对策问题。

基于现代战争是有征候可察，战时预警放水，库存水位下降后，由于库内水体大量减少，可以减轻万一溃坝带来的影响损失，因而作为战略目标打击的价值也相应降低。

因此，专家认为：人防问题不致成为三峡工程可否兴建的决定因素。

九、三峡工程的经济效益和社会效益
1．防洪效益
长江上游和中下游支流洪水，峰高量大，长江中下游子流河道安全泄量远不能与之相适应，根据多年来的研究认为：解决长江防洪问题，应该按照“蓄泄兼顾，以泄为主”的方针，以及“江湖两利”，“南北岸兼顾”和“上、扒下游相互协调”的原则，采取综合措施进行治理。

三峡水库虽只有221.5亿立方米的防洪库容，但可以消减洪峰，有效地调整上游100万平方公里流域面积泄向中下游的洪水。

根据分析计算，当荆江河段入口处枝城站遇到百年一遇的87100立方米/秒时，经三峡水库的调蓄，可将洪峰流量消减到56700立方米每/秒，即可不使用荆江分洪区而安全通过河道下泄。