三峽工程是世界最大的水利樞紐工程,是治理和開發(fā)長江的關(guān)鍵性骨干工程。工程控制流域面積達100萬km2,年平均徑流量4510億m3。三峽水電站是世界上迄今為止建設(shè)的規(guī)模最大的水電站,是中國也是世界上有史以來建設(shè)的最大的水壩!緢D為】長江三峽水利樞紐工程、葛洲壩水利樞紐工程地理位置圖(據(jù)Google 地球資料編繪)。
長江三峽水利樞紐工程位于三峽西陵峽內(nèi)的宜昌市夷陵區(qū)三斗坪。三峽水電站于1992年獲得中國全國人民代表大會批準建設(shè),于1994年12月14日正式動工興建【圖為】長江三峽水利樞紐水庫庫區(qū)圖(據(jù)Google 地球資料編繪)。
三峽水電站的功能有十多種,主要有防洪、航運、發(fā)電、補水、養(yǎng)殖等。工程于1994年正式動工興建,2003年開始蓄水發(fā)電。2012年7月,電站32臺機組全面投產(chǎn)【圖為】長江三峽水利樞紐工程全景圖(據(jù)Google 地球資料編繪)。
三峽水電站大壩高185m,蓄水高175m,水庫長600余km,安裝32臺單機容量為70萬kW的水輪發(fā)電機組,是全世界上裝機容量(規(guī)模)最大的水力發(fā)電站。2010年7月,三峽電站機組實現(xiàn)了電站第一期26臺水輪發(fā)電機組1820萬kW滿出力168小時運行試驗?zāi)繕恕?日發(fā)電量可突破4.3億kWh,占2010年全國日發(fā)電量的5左右)!緢D為】長江三峽水利樞紐工程俯瞰(據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖片資料編繪)。
三峽水電站初期的規(guī)劃是26臺70萬kW的機組,裝機容量為1820萬kW,設(shè)計年均發(fā)電量847億kWh;后又在右岸大壩“白石尖”山體內(nèi)建設(shè)地下電站,裝6臺70萬kW的水輪發(fā)電機;再加上三峽水電站自身的兩臺5萬kW的電源電站,總裝機容量達到了2250萬kW,設(shè)計年均發(fā)電量約1000億kWh。三峽水電站裝機容量比巴西伊泰普水電站多了850萬kW,所安裝的32臺70萬kW水輪發(fā)電機組是目前世界上單機尺寸最大的混流式水輪發(fā)電機組!緢D為】長江三峽水利樞紐工程雙線5級船閘全景圖(據(jù)Google 地球資料編繪)。
三峽大壩建成前(1987年)后(2006年)長江三斗坪段水域變化圖。
在長江三峽建造大壩的設(shè)想最早可追溯至中華民國開創(chuàng)者孫中山,他在《建國方略》(1919年發(fā)表)一書中《實業(yè)計劃》認為長江“自宜昌以上,入峽行”的這一段“當(dāng)以水閘堰其水,使舟得溯流以行,而又可資其水利”(第二計劃第四部庚)。按此設(shè)想,1940年代中期,國民政府與美國墾務(wù)局簽約,對三峽工程做過一些勘測、設(shè)計和研究工作。準備利用美國資金建設(shè)水電站,并邀請該局總工程師、世界知名壩工專家薩凡奇(John Lucian Savage)來華考察!緢D為】世界知名水利專家薩凡奇(John Lucian Savage)在三峽地區(qū)考察。
薩凡奇先生在三度實地考察三峽地區(qū)后,寫出了《揚子江三峽計劃初步報告》,建議在南津關(guān)至石牌之間選定壩址、修建電站。時為電站設(shè)計壩高225m,總裝機容量1056萬kW,兼有防洪、航運、灌溉之利!秷蟾妗氛J為三峽工程可行,并安排開展前期工作。但后因內(nèi)戰(zhàn),此事無果而終!緢D為】美國墾務(wù)局總工程師、世界著名壩工專家薩凡奇(John Lucian Savage)構(gòu)想的三峽大壩。
中華人民共和國成立后,由于長江上游洪水頻發(fā),屢屢威脅武漢等長江中游城市的安全,因此三峽工程被重提。中共中央主席毛澤東于1953年初視察三峽時曾說:“三峽水利樞紐是需要修建,而且可能修建的”,“但最后下決心確定修建及何時開始修建,要待各個重要方面的準備工作基本完成之后,才能作出決定。”又作“更立西江石壁,截斷巫山云雨,高峽出平湖。”(《水調(diào)歌頭?游泳》)的詞句,表示出建設(shè)三峽工程的設(shè)想,并指定由國務(wù)院總理周恩來督辦!緢D為】1958年3月,國務(wù)院總理周恩來到三峽工程選址地現(xiàn)場考察。
在周恩來總理的主持下,開始了三峽工程的勘探、設(shè)計、論證工作,并邀請了蘇聯(lián)的水利專家參與。在當(dāng)時的情況下,考慮國力、技術(shù)和國內(nèi)國際形勢等其他因素,毛澤東最終決定暫緩實施三峽工程,“積極準備,充分可靠”,先修建葛洲壩水電站,作為三峽水電站的實驗工程。葛洲壩水電站位于湖北省宜昌市區(qū),工程于1971年開工,實行“邊設(shè)計、邊準備、邊施工”。但不久后因施工質(zhì)量實在不合格而停工。在多次修改設(shè)計和施工方案后,于1974年復(fù)工,1981年實現(xiàn)長江截流,1988年全部建成。葛洲壩水電站為無調(diào)節(jié)能力的徑流式水電站,電站共安裝19臺12.5萬kW和2臺17萬kW水輪發(fā)電機組,總裝機容量271.5萬kW,電站建成后曾一度是中國最大的發(fā)電廠。三峽水電站建成后,也成為三峽水電站的反調(diào)節(jié)電站【圖為】葛洲壩水利樞紐工程全景圖(據(jù)Google 地球資料編繪)。
文化大革命結(jié)束后,政府重新將重點放到建設(shè)“四個現(xiàn)代化”的方向上來,并決心興建一批骨干工程以拉動國民經(jīng)濟的發(fā)展,三峽工程的建設(shè)被再次提上議事日程。1983年,國家水利電力部提交了工程《可行性研究報告》,并著手進行前期準備。1984年,國務(wù)院批準了這份《可行性研究報告》。1986年~1988年,國務(wù)院又召集張光斗、陸佑楣等412位水電專家,分14個專題對三峽工程進行全面重新論證。結(jié)論認為:技術(shù)方面可行、經(jīng)濟方面合理,“建比不建好,早建比晚建更為有利”。1992年3月,總理李鵬等國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)將工程議案提交給第七屆全國人民代表大會第五次會議審議。1992年4月3日,該議案獲得通過,標志著三峽工程正式進入建設(shè)期。1993年,國務(wù)院設(shè)立了三峽工程建設(shè)委員會,為工程的最高決策機構(gòu),由國務(wù)院總理兼任委員會主任。此后,工程項目法人——中國長江三峽工程開發(fā)總公司成立,實行國家計劃單列,由國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會直接管理!緢D為】1994年12月14日,三峽工程開工典禮在三斗坪隆重舉行,國務(wù)院總理李鵬宣布:三峽工程正式開工。
三峽工程的總體建設(shè)方案是“一級開發(fā),一次建成,分期蓄水,連續(xù)移民”。工程共分三期進行,總工期17年!疽黄诠こ獭(1993~1997年):施工準備及一期工程,工期為5年。利用中堡島修建一期土石圍堰圍護右岸叉河。一期基坑內(nèi)修建導(dǎo)流明渠和混凝土縱向圍堰。同時,在左岸岸坡修建臨時船閘。江水及船舶仍從主河槽通過。1997年導(dǎo)流明渠正式通航,同年11月8日實現(xiàn)大江截流!緢D為】1997年11月8日,三峽工程大江截流,標志著一期工程完成,二期工程開始
三峽工程的大江截流,具有截流水深、流量大,截流施工強度高和工期緊,截流進程中有通航要求,以及戧堤基礎(chǔ)覆蓋層深厚等難點。三峽壩址位于葛洲壩樞紐水庫回水區(qū),截流時河床最大水深約60m,截流水深居世界首位。如何防止戧堤進占時堤頭坍塌,保證堤頭穩(wěn)定,成為截流實施過程中的關(guān)鍵問題。為此,工程設(shè)計人員開展了大量水力學(xué)模型試驗、數(shù)值計算和機理分析研究。結(jié)果表明:當(dāng)水深減少到20m左右時,可以有效防止堤頭坍塌,保證堤頭安全穩(wěn)定。據(jù)此,最終確定采用預(yù)平拋墊底、上游單戧立堵,雙向進占,下游尾隨進占的方案。隨著長江流量的遞減,截流戧堤連續(xù)預(yù)進占。1997年11月8日下午3時30分,大江截流勝利合龍。三峽大江截流,創(chuàng)造了截流流量8480~11600 m3/s,截流水深60m,上下游戧堤進占24小時拋投強度19.4萬m3的世界紀錄。“大江截流設(shè)計及施工技術(shù)研究與工程實踐”榮獲1999年“國家科技進步一等獎”。
1997年11月8日,三峽工程大江成功截流。大江截流的施工規(guī)模、截流設(shè)計流量、施工水深和施工強度,均居世界前列!緢D為】1997年11月,國家郵政局發(fā)行“長江三峽工程?截流”特種(T)郵票一套,以連票形式展示長江三峽工程明渠通航和大江截流的壯觀場景,以紀念三峽工程大江截流成功。
【二期工程】(1998~2003年)二期工程從大江截流后的1998年開始,工期為6年。修建二期上下游橫向圍堰,與混凝土縱向圍堰形成二期基坑。進行河床泄洪壩段、左岸電站壩段和左岸電站的建設(shè)。同時,在左岸修建永久通航建筑物。二期導(dǎo)流期間,江水經(jīng)導(dǎo)流明渠下泄,船舶經(jīng)導(dǎo)流明渠或臨時船閘通行。到2002年中,左岸大壩上下游的圍堰先后被打破,三峽大壩開始正式擋水。2002年11月6日實現(xiàn)導(dǎo)流明渠截流,標志著三峽全線截流,江水只能通過泄洪壩段下泄。2003年6月1日起,三峽大壩開始下閘蓄水;到6月10日蓄水至135m,永久船閘開始通航;7月10日,第一臺機組并網(wǎng)發(fā)電;當(dāng)年11月,首批4臺機組全部并網(wǎng)發(fā)電,標志著三峽二期工程結(jié)束【圖為】三峽工程樞紐布置圖。
【三期工程】(2004~2009年)三期工程在二期工程的導(dǎo)流明渠截流后就開始建設(shè),工期為6年。修建三期碾壓混凝土圍堰,攔斷導(dǎo)流明渠。水庫蓄水至135m高程。左岸電站及永久船閘開始投入運行。三期圍堰與混凝土縱向圍堰形成三期基坑,基坑內(nèi)修建右岸大壩和電站。三期導(dǎo)流期間,江水經(jīng)由泄洪壩段的永久深孔和22個臨時導(dǎo)流底孔下泄,船舶經(jīng)雙線五級船閘通行。2006年5月20日,三峽大壩主體部分完工;2009年年底全部完工。【圖為】三峽水利樞紐工程三維效果圖。
三峽工程在建設(shè)中全面實行項目法人負責(zé)制、招標投標制、建設(shè)工程監(jiān)理制、合同管理制等制度,以確保工程質(zhì)量。三峽工程的業(yè)主是中國長江三峽工程開發(fā)總公司,設(shè)計單位和主要監(jiān)理單位為水利部長江水利委員會。主要施工單位有中國葛洲壩集團公司(葛洲壩股份有限公司)、中國安能建設(shè)總公司(中國人民武裝警察部隊水電部隊)、中國水利水電第四工程局(聯(lián)營體)、中國水利水電第八工程局(聯(lián)營體)、中國水利水電第十四工程局(聯(lián)營體)等,這些企業(yè)曾經(jīng)承擔(dān)了包括葛洲壩水電站、二灘水電站、引灤入津工程在內(nèi)的許多大型水利工程建設(shè)【圖為】三峽樞紐工程水工建筑物結(jié)構(gòu)圖。
三峽工程預(yù)測的靜態(tài)總投資大約為900億元人民幣(1993年5月末價格),其中工程投資500億元,移民安置400億元。預(yù)測動態(tài)總投資將可能達到2039億元。2013年6月7日,國家審計署公布對長江三峽工程竣工財務(wù)決算草案審計結(jié)果。這是審計署從2011年6月到2012年2月以來對長江三峽工程竣工財務(wù)決算草案進行的第20次審計。審計結(jié)果顯示:三峽工程財務(wù)決算總金額為2078.73億元!緢D為】三峽樞紐工程水工建筑物結(jié)構(gòu)圖。
三峽工程建設(shè)資金主要來自三峽工程建設(shè)基金及電費附加費。國務(wù)院1992年規(guī)定,全國人民每使用1kWh電能便需附加上交0.003元以投入三峽工程,此后這一數(shù)字又被多次調(diào)升,有的省份甚至達到0.0124元。1994年起,葛洲壩水電站的利潤也被直接轉(zhuǎn)為三峽建設(shè)資金。到2002年,以葛洲壩電廠為主體的中國長江電力股份有限公司成立,掌管葛洲壩和三峽的所有發(fā)電資產(chǎn)。該公司2003年在上海證券交易所公開發(fā)行股票上市,其募集的資金和此后獲得的發(fā)電利潤也成為建設(shè)資金的重要來源。此外,三峽總公司還發(fā)行了數(shù)期國內(nèi)債券募集資金【圖為】三峽水利樞紐工程廠房壩段典型剖面圖。
三峽大壩的選址最初有南津關(guān)、太平溪、三斗坪等多個候選壩址。最終選定的三斗坪壩址,位于葛洲壩水電站上游38km處,地勢開闊,地質(zhì)條件為較堅硬的花崗巖,地震烈度小。江中有一沙洲中堡島,將長江一分為二,左側(cè)為寬約900m的大江和江岸邊的小山壇子嶺,右側(cè)為寬約300m的后河,可為分期施工提供便利。大壩的壩高,在籌劃中曾有低壩、中壩、高壩三種方案。1950年代,在蘇聯(lián)專家的影響下,各方多支持高壩方案。到了1980年代初,“短、平、快”的思路占了主流,因而低壩方案非常流行。但是,出于為重慶改善航運條件的考慮,各方最終同意建設(shè)中壩【圖為】三峽水利樞紐工程泄洪壩段典型剖面圖。
三峽大壩為混凝土重力壩,它壩長2335m,底部寬115m,頂部寬40m,壩頂高程為海拔185m,最大澆筑壩高181m,正常蓄水位海拔175m。大壩下游的水位約海拔66m,壩下通航最低水位海拔62m,通航船閘上下游設(shè)計最大落差113m。工程主體建筑物的土石方挖填量約1.34m3,混凝土澆筑量約2794萬m3,耗用鋼材59.3萬噸。其中金屬結(jié)構(gòu)安裝占25.65萬噸,鋼筋制作安裝46.30萬噸。水庫全長600余km,壩軸線全長2309.47m,水面平均寬度1.1km,總面積1084km2,總庫容393億m3,其中調(diào)洪庫容約221.5億m3,調(diào)節(jié)能力為季調(diào)節(jié)型【圖為】三峽水利樞紐工程廠房壩段模型剖面圖。
三峽大壩設(shè)計成由多個功能模塊組成,從左至右(面向下游)依次為永久船閘、升船機、泄沙通道(臨時船閘)、左岸大壩及電站、泄洪壩段、右岸大壩及電站、山體地下電站等。大壩的永久船閘為雙線五級船閘,建于壇子嶺背對長江的一側(cè),年通過能力5000萬噸【圖為】三峽水利樞紐工程全景圖。
三峽水電站的機組布置在大壩的后側(cè),共安裝32臺70萬kW水輪發(fā)電機組,其中左岸14臺,右岸12臺,地下6臺,另外還有2臺5萬kW的電源機組,總裝機容量2250萬kW,設(shè)計年發(fā)電量約1000億kWh。機組設(shè)備主要由德國福伊特(VOITH)公司、美國通用電氣(GE)公司、德國西門子(SIEMENS)公司組成的VGS聯(lián)營體和法國阿爾斯通(ALSTOM)公司、瑞士ABB公司組成的ALSTOM聯(lián)營體提供。它們在簽訂供貨協(xié)議時,都已承諾將相關(guān)技術(shù)無償轉(zhuǎn)讓給中國國內(nèi)的電機制造企業(yè)【圖為】三峽水利樞紐工程地下廠房施工場景。
三峽水利樞紐工程右岸廠房壩段施工場景。
三峽水利樞紐工程右岸廠房壩段水輪機蝸殼安裝施工場景
三峽水利樞紐工程水輪機蝸殼安裝施工場景
三峽水利樞紐工程水輪機蝸殼安裝施工場景
三峽工程直徑12.4m的世界最大引水壓力鋼管安裝施工
三峽水利樞紐工程右岸地下廠房尾水施工場景
2002年10月21日,三峽大壩最關(guān)鍵的泄洪壩段已經(jīng)全部建成,全線達到海拔185m大壩設(shè)計高程;2002年10月26日,全長1.6km的三峽二期大壩全線封頂,整段大壩都已升高到海拔185m設(shè)計壩頂高程【圖為】2010年12月1日,大型工程機械對三峽地下電站圍堰進行拆除。
三峽水利樞紐工程全景
閃電輝映下的三峽水利樞紐工程全景
晚霞輝映下的三峽水利樞紐工程全景
在鳳凰山復(fù)古建筑群前遠眺三峽水利樞紐工程
三峽水利樞紐工程遠眺
【世界著名水電工程】中國-三峽水電站(多圖)(5)
三峽水利樞紐工程泄洪時的場景
三峽水利樞紐工程大壩雄姿
經(jīng)國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會審批的三峽輸變電方案是:三峽電站采用15回500kV出線,并留有2回擴建余地。其中2回向川渝電網(wǎng)送電,送電容量按200萬kW考慮。其中8回送到左岸、右岸換流站和葛洲壩換流站500kV母線上,從換流站通過3回直流共720萬kW向華東電網(wǎng)送電。其余5回加上由左岸、右岸換流站500kV交流母線出來的4回共9回500kV線路聯(lián)接到華中電網(wǎng),其送電容量按1200萬kW考慮。
三峽輸變電工程總量為:500kV交流線路6900km,其中華東850km,華中4970km,重慶1080km;500kV交流變電容量2475萬kVA,其中華東850萬kVA,華中1350萬kVA,重慶275萬kVA;直流線路2200km,直流換流站容量1200萬kW。
按1993年5月末價格測算,三峽輸變電工程靜態(tài)總投資275.32億元,動態(tài)投資589億元。工程所需資金主要來源于三峽電網(wǎng)建設(shè)基金。
三峽水電站的輸變電系統(tǒng)由中國國家電網(wǎng)公司負責(zé)建設(shè)和管理
圍堰拆除后的三峽工程地下電站外景
三峽水利樞紐工程雙線5級船閘
三峽水利樞紐工程雙線5級船閘投入運行,大型船隊進入船閘
2003年6月16日,雙線5級船閘成功試通航
三峽水電站水輪機轉(zhuǎn)輪
運輸途中的三峽水電站水輪機轉(zhuǎn)輪
三峽水電站機組安裝中,針對巨型機組的技術(shù)特點,就大型定子組裝焊接自動化技術(shù),大容量、大尺寸機組現(xiàn)場定子疊片組裝技術(shù),轉(zhuǎn)子不圓度焊接測量技術(shù)和磁軛、磁板不圓度等項目開展了技術(shù)攻關(guān),使機組安裝總體水平居世界前列。監(jiān)測結(jié)果表明, 己安裝投產(chǎn)機組運行平穩(wěn),各項技術(shù)參數(shù)均滿足設(shè)計要求。在2007年,三峽電廠一年內(nèi)有7臺70萬kW機組相繼完成安裝并投產(chǎn), 刷新了大型水輪發(fā)電機組年度安裝總量的世界紀錄【圖為】三峽水電站水輪機轉(zhuǎn)輪吊裝
三峽水電站首臺機組定子安裝
2002年3月17日,三峽工程首臺發(fā)電機組轉(zhuǎn)子吊裝成功。轉(zhuǎn)輪的順利安裝為三峽工程在2003年實現(xiàn)首批機組發(fā)電創(chuàng)造了條件【圖為】三峽地下電站第二臺機組轉(zhuǎn)子成功安裝
2003年7月10日,三峽首臺機組(左岸2號機組)投產(chǎn)發(fā)電
2010年7月,三峽電站機組實現(xiàn)了電站1820萬kW滿出力168小時運行試驗?zāi)繕?日發(fā)電量可突破4.3億kWh電,占當(dāng)時全國日發(fā)電量的5左右)。1949年,中國總發(fā)電量僅為43億kWh【圖為】三峽水電站右岸第8臺轉(zhuǎn)子吊裝。
三峽水電站16號機組轉(zhuǎn)子吊裝
加緊建設(shè)中的三峽水電站地下發(fā)電車間
技術(shù)人員在三峽地下電站廠房內(nèi)指揮吊裝發(fā)電機定子構(gòu)架
工人在三峽地下電站30號機組內(nèi)進行發(fā)電機定子線圈安裝施工
2011年4月26日,工程技術(shù)人員加緊對三峽地下電站30號機組進行安裝施工。當(dāng)日,三峽地下電站32號機組率先啟動了充水實驗,進入投產(chǎn)發(fā)電前的有水調(diào)試階段。按計劃,若調(diào)試順利,地下電站首臺機組將于5月正式投產(chǎn)。三峽地下電站6臺機組中有3臺機組計劃于今年汛前陸續(xù)投產(chǎn),其中擬最先發(fā)電的32號機組安裝調(diào)試進展順利、進度最快,另2臺發(fā)電機組目前也正按計劃組裝并聯(lián)機調(diào)試。
水輪發(fā)電機組上支架安裝
2011年5月8日,機電安裝技術(shù)員,在三峽地下電站32號機組進行試運行前的檢測。三峽地下電站首臺機組32號機組,順利完成投產(chǎn)前的各項調(diào)試工作,當(dāng)天下午13時開閘起動,并于16時50分,進行72小時合閘并網(wǎng)發(fā)電試運行,標志著三峽地下電站首臺機組即將投產(chǎn)發(fā)電圖為三峽地下電站首臺機組進入72小時并網(wǎng)發(fā)電試運行 【圖為】三峽地下電站全景。
三峽水電站左岸電廠中央控制室
三峽工程左岸電站廠房內(nèi)景
2011年5月8日,機電安裝技術(shù)員,在三峽地下電站32號機組進行試運行前的檢測
2011年5月8日,機電技術(shù)員,在三峽地下電站32號機進行組噪聲檢測
2011年5月8日,機電技術(shù)員在三峽地下電站32號機組進行配電觀測
2011年5月8日,機電技術(shù)員在三峽地下電站32號機組進行配電觀測
2011年5月8日,三峽地下電站試運行總指揮,在三峽地下電站32號機組指揮開閘啟動
2012年5月4日,三峽地下電站27號機組首次啟動成功,此舉標志著三峽工程最后一臺70萬kW機組投產(chǎn)發(fā)電進入倒計時階段。27號機組由東方電機公司設(shè)計生產(chǎn),是目前三峽工程國產(chǎn)化程度最高的機組,與已投產(chǎn)發(fā)電的28號機組為同一型號機組,均是世界單機容量最大的巨型蒸發(fā)冷卻機組,采用了中國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“定子繞組自循環(huán)蒸發(fā)冷卻”技術(shù)【圖為】單機容量70萬kW的巨型蒸發(fā)冷卻機組
2012年7月4日,三峽工程最后一臺70萬kW巨型機組正式交付投產(chǎn)。至此,經(jīng)過10多年的安裝、調(diào)試,世界裝機容量最大水電站三峽電站32臺機組全部投產(chǎn),三峽工程發(fā)電效益全面發(fā)揮
三峽地下電站廠房全景
進行充水實驗調(diào)試的三峽地下電站32號機組
2011年4月26日,三峽地下電站工程技術(shù)人員對調(diào)試的有關(guān)數(shù)據(jù)進行采集
技術(shù)人員在查看三峽地下電站最后一臺水輪機組的運行情況
技術(shù)人員在查看三峽地下電站最后一臺水輪機組的運行情況
工人從已安裝好的三峽水電站地下發(fā)電車間32號機組前走過
三峽工程主要有三大效益,即防洪、發(fā)電和航運等。其中,防洪被認為是三峽工程最核心的效益。【防洪效益】歷史上,長江上游河段及其多條支流頻繁發(fā)生
洪水,每次特大洪水時,宜昌以下的長江荊州河段(荊江)都要采取分洪措施,淹沒鄉(xiāng)村和農(nóng)田,以保障武漢的安全。在三峽工程建成后形成的水庫,正常蓄水位高程175m,設(shè)計預(yù)留的防洪庫容為221.5億m3,其巨大的庫容量所提供的調(diào)蓄能力將能使下游荊江地區(qū)抵御百年一遇的特大洪水,可使江漢平原1500萬人口和150萬公頃耕地免受洪水威脅,在遭遇特大洪水時可避免發(fā)生大量人口傷亡的毀滅性災(zāi)害,也有助于洞庭湖的治理和荊江堤防的全面修補。三峽水利樞紐最大泄洪能力為116 110 m3/s,可削減的洪峰流量達27 000~33 000 m3/s,屬世界水利工程之最。1931年的長江洪水,受災(zāi)面積達13萬km2,淹沒農(nóng)田339萬公頃,被淹房屋180萬間,受災(zāi)民眾2 855萬人,被淹死亡者達14.5萬人,估計損失13.45億銀元【圖為】1931年7月以后,武漢三鎮(zhèn)雨水連綿,長江水位逐日增高,而當(dāng)局又疏于防范,終致漢口城區(qū)被江水淹沒,人員財產(chǎn)損失極其慘重。照片紀錄了武漢被江水淹沒街道的實景。
1954年,長江中下游地區(qū)雨季提前到來,洪水發(fā)生也比一般年份早,洞庭湖、鄱陽湖水系于4月份即進入汛期,長江中下游干流高水位持續(xù)時間長,漢口至南京江段水位自6月25日起全線超過警戒水位,超警歷時一般在100天~135天,中下游洪水位全線突破當(dāng)時的歷史最高值。長江中下游洪水與川水遭遇,形成全流域性大洪水。該年該年長江上游宜昌站最大洪峰流量66 800 m3/s,在無奈情況下考慮荊江分洪方案,雖保住武漢市,但受災(zāi)人口1890萬,被淹房屋427.66萬間,淹死3.4萬人,淹沒良田317萬公頃,受災(zāi)縣市123個,京廣鐵路不能通車達100天,損失數(shù)十億元。在荊江采取分洪措施后,沙市最高水位仍達44.67m;中游漢口站最高水位29.73m,超過1931年的最高水位,相應(yīng)流量76 100 m3/s;下游大通站最高水位16.64m,相應(yīng)流量92 600 m3/s。最大30天洪量,1954年分洪潰口水量達1 023億m3【圖為】1954年的武漢洪水,漢口著名的標致性建筑物——江漢關(guān)的街道上已成澤國
1998年長江洪水是繼1954年以來的又一次全流域性大洪水,長江中下游干流沙市至螺山、武穴至九江共計359km的河段水位超過了歷史最高水位。鄱陽湖水系五河、洞庭湖水系四水發(fā)生大洪水后,長江上中游干支流又相繼發(fā)生了較大洪水,長江上游接連出現(xiàn)8次洪峰。據(jù)分析:1998年7~8月,長江上游來水量略大于1954年,中、下游水量略小于1954年【圖為】1998年8月25日,沈陽軍區(qū)某舟橋團官兵奮力封堵被洪水沖垮的堤壩
為抗擊98’洪水,國家動用大量人力、物力,歷經(jīng)近3個月的抗洪搶險,從全國各地調(diào)用130多億元的搶險物資,高峰期有670萬群眾和數(shù)十萬軍隊參加抗洪搶險,但仍有重大的損失。湘鄂贛皖四省共淹沒耕地23.9萬公頃,受災(zāi)人口231.6萬人,死亡1526人【圖為】人民子弟兵奮力抗擊98’洪水
三峽水庫的泄洪閘最大泄洪流量是按照1870年長江大洪水為設(shè)計依據(jù),泄洪流量可達10.25萬m3/s,是世界上泄洪能力最大的泄洪閘。其洪水調(diào)節(jié)能力強大,可以消減洪峰流量高達2.7~3.3萬m3/s。該水利工程可以有效控制長江上游洪水,受其保護的長江中下游的地區(qū),其人口大約為1500萬,土地約為2300萬畝。通過調(diào)節(jié)洪水到達前所調(diào)節(jié)的實際壩前水位以及泄洪流量,至少可實現(xiàn)不同的防洪目標,甚至可以抵抗千年一遇的洪水【圖為】1931~1998年期間,長江流域發(fā)生的4大洪水淹沒范圍圖
2010年7月20日晨,三峽大壩迎來70 000 m3/s特大洪峰規(guī)模超1998年。7月19日下午,三峽大壩開啟7個泄洪深孔和2個排漂孔泄洪。7月19~20日上午,三峽水庫將迎來峰值接近70 000 m3/s的洪水,是三峽工程建成以來的最大規(guī)模的洪水。為減輕長江中下游的防洪壓力,三峽工程積極發(fā)揮削峰、錯峰作用,避免此次洪峰和下游洪水疊加在一起給下游造成安全威脅。洪水經(jīng)由三峽大壩攔截后,出庫流量減少到40 000 m3/s,相當(dāng)于三峽工程利用防汛庫容攔截了30 000 m3/s的流量,有效地減小了洪水對下游造成的危害。
【發(fā)電效益】三峽水電站共安裝32臺單機容量為70萬kW的水輪發(fā)電機組(含右岸地下電站6臺單機70萬kW的機組),加上電源電站安裝的2臺單機容量5萬kW的機組,總裝機容量2250萬kW,年最大發(fā)電能力約1000億kWh,是世界上最大的水電站,發(fā)電效益顯著。三峽水電站最大輸電半徑是1000km。機組所發(fā)電能主要送往華中、華東、廣東等地。三峽水電站強大的電能,不僅可以緩解受電地區(qū)電力緊缺的形勢,而且通過三峽水電站,可以把華中、華東、華南電網(wǎng)聯(lián)成跨區(qū)的大電力系統(tǒng),取得地區(qū)之間的錯峰效益、水電站群的補償調(diào)節(jié)效益和水火電廠容量交換效益【圖為】三峽大壩前,電網(wǎng)密布。