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水利枢纽工程认识有感

时间:2008/3/13栏目:实习报告

水工认识实习是学习水工建筑物等水工专业课程的重要环节,我们于2005年3月21日至2005年3月30日对葛洲坝、三峡等伟大的水利枢纽工程进行了认识实习,收获很大。尤其对在建的中国最大水利枢纽工程——三峡工程感触颇深。结合实习实际和本人认识对三峡工程发表不成熟的看法。 

一.坝址及基本枢纽布置 

三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪,在已建成的葛洲坝水利枢纽上游约40公里处。坝址区河谷开阔,两岸岸坡较平缓,江中原有一小岛(中堡岛),具备良好的分期施工导流条件。枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体。修建了宜昌至工地长约28 公里的专用高速公路及坝下游4公里处的跨江大桥——西陵长江大桥。还修建了一批坝区码头。坝区具备良好的交通条件。 

二.重要水工建筑物 

1 大坝 

拦河大坝为混凝土重力坝,坝长2309米,坝顶高程185米,最大坝高181米。 

泄洪坝段位于河床中部,总长483米,设有22个表孔和23个泄洪深孔,其中深孔进口高程90米,孔口尺寸为7×9米;表孔孔口宽8米,溢流堰顶高程158米,表孔和深孔均采用鼻坎挑流方式进行消能。 
  电站坝段位于泄洪坝段两侧,设有电站进水口。进水口底板高程为108米。压力输水管道为背管式,内直径12.40米,采用钢筋混凝土受力结构。 
  校核洪水时坝址最大下泄流量102500立方米/秒。 

2 水电站 
  水电站采用坝后式布置方案,共设有左、右两组厂房和地下厂房。共安装32台水轮发电机组,其中左岸厂房14台,右岸厂房12台,地下厂房6台。水轮机为混流式,机组单机额定容量70万千瓦。 
3 通航建筑物 
  通航建筑物包括永久船闸和升船机(技术公关中,计划用螺旋杆技术取代原计划的钢缆绳提升技术),均位于左岸。 

永久船闸为双线五级连续梯级船闸。单级闸室有效尺寸为280×34×5米(长×宽×坎上最小水深),可通过万吨级船队。 

升船机为单线一级垂直提升式设计,承船厢设计有效尺寸为120×18×3.5米,一次可通过一条3000吨的客货轮。承船厢设计运行时总重量为11800吨,总提升力为6000万牛顿。 

三. 枢纽工程量及工期安排 

工程主体建筑物及导流工程的主要工程量为:土石方开挖10283万立方米,土石方填筑3198万立方米,混凝土浇筑2794万立方米,钢筋46.30万吨,水轮发电机组制安32台套。全部工程施工任务分三个阶段完成,全部工期为17年。 
  第一阶段(1993-1997年)为施工准备及一期工程,施工需5年,以实现大江截流为标志。 
  第二阶段(1998-2003年)为二期工程,施工需6年,以实现水库初期蓄水、第一批机组发电和永久船闸通航为标志。 
  第三阶段(2004-2009年)为三期工程,施工需6年,以实现全部机组发电和枢纽工程全部完建为标志。 

一、二工程均已如期完成,三期工程也在计划内施工,升船机攻关在紧张进行中。 

四.三峡工程的巨大效益 

三峡工程是中国、也是世界上最大的水利枢纽工程,是治理和开发长江的关键性骨干工程。三峡工程水库正常蓄水位175米,总库容393亿立方米;水库全长600余公里,平均宽度1.1公里;水库面积1084平方公里。它具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。 

1 防洪 
  兴建三峡工程的首要目标是防洪。三峡水利枢纽是长江中下游防洪体系中的关键性骨干工程。经三峡水库调蓄,在上游形成库容为393亿立方米的河道型水库,可调节防洪库容达221.5亿立方米,能有效地拦截宜昌以上来的洪水,大大削减洪峰流量,使荆江河段防洪标准由现在的约十年一遇提高到百年一遇。遇千年一遇的特大洪水,可配合荆江分洪等分蓄洪工程的运用,防止荆江河段两岸发生干堤溃决的毁灭性灾害,减轻中下游洪灾损失和对武汉市的洪水威胁,并可为洞庭湖区的治理创造条件。 

2 发电 
  三峡工程最直接的经济效益就是发电。平衡当代中国高速发展经济与严重能源短缺的矛盾,清洁的可以再生的水电资源无疑是最优的选择。三峡水电站总装机容量1820万千瓦,年平均发电量846.8亿千瓦时。它将为经济发达、能源不足的华东、华中和华南等地区提供可靠、廉价、清洁的可再生能源,对经济发展和减少环境污染起到重大的作用。 

三峡工程所提供的电力资源,如果以火电来算,就意味着要多修建10座180万千瓦级的火电厂,平均每年多采掘原煤5000万吨。除废渣影响环境外,每年还将排放大量形成全球温室效应的二氧化碳,造成酸雨的二氧化硫,有毒气体一氧化碳和氮氧化物,还会产生大量的飘尘、降尘等;火电厂和弃渣场大规模的占地将从华东、华中这本来就人多地少的地区夺去更多的土地。这不仅使中国今后将承受更大的环境所带来的压力,也对全球环境造成不利的影响。 

3 航运 
  三峡水库将显著改善宜昌至重庆660公里的长江航道,万吨级船队可直达重庆港。航道单向年通过能力可由现在的约1000万吨提高到5000万吨,运输成本可降低35-37%。经水库调节,宜昌下游枯水季最小流量,可从现在的3000立方米/秒提高到5000立方米/秒以上,使长江中下游枯水季航运条件也得到较大的改善。 

五.兴建三峡工程中的问题 

1 泥沙问题 

长江宜昌段年输沙量5.3亿吨,将淤塞三峡水库。水库正常挡水位175m高程,总库容393亿m3,死水位145m高程,死库容172亿m3,防洪库容221亿m3,蓄水调节库容165亿m3。水库运行方案为:汛期限制水位145m高程,3年一遇洪水56700m3/s以下不调洪,经泄深孔和水电站畅泄,可减少水库沙淤积。来大洪水,水库调洪,仍下泄56700m3/s;汛后冲水库淤积。九月水库开始蓄水,约两个月到正常蓄水位175m高程。次年汛前库水位降至155m高程,利用蓄水发电。在155m水位,可保持川江航运。到汛期,水位又降至145m水位,由于当时流量大,仍可保持川江航运。这是创新的水库运行方案。 

2 库区岸边边坡滑坡问题 

经详细地质调查,三峡水库库岸有若干潜在滑坡,大的可达数百万m3。但是离坝址最近的潜在滑坡,也远于26km,如发生滑坡,激起的冲击波到坝前消减到2~3m高,不影响大坝安全。此外,库岸如发生滑波,由于水库宽深,不会影响航运。 

3 枢纽工程技术问题 

三峡枢纽185m高混凝土重力坝和1820万kW·h发电厂房,工程量大,但毕竟都是常规工程,我国有较多经验。局部地基稳定问题经过处理,能满足安全要求。70万kW水轮发电机组,首批从国外进口,后来由国内自制。较复杂的是两线五级船闸,在岩岸内深挖,最高边坡达170m,下部闸室垂直60m,高岩坡稳定性是担心的。但工程师和施工人员的精心研究设计、爆破和锚固、开挖,岩坡长期稳定。还有3000t客轮的升船机,是世界上最大的,正在设计研究中,并先修试验用升船机。 

6 生态环境问题 

修建三峡工程对生态环境有利方面为:防治下游土地和城镇淹没,减少火电空气污染,改善局部气候,水库可养鱼等。对生态不利方面为:淹没耕地30余万亩,果地20余万亩,移民到库边高地,将破坏生态环境,水库静水减弱污水自净能力,恶化水质,影响野生动物的繁殖等。所以有利有弊,不妨碍修建三峡工程。应该把不利减少到最低程度,主要是水库移民要植树种草,修建梯田,保护生态环境,不要求粮食自给。做到这些,要化大力气和资金。控制重庆、涪陵、万县等城市排污,进行污水处理,保护水库水质,保护野生动物,设立保护区。保护生态环境虽有难度,但必须解决也可以解决。至于三峡风景,由于岩岸高近千米,而三峡坝只高出原来江面110m。风景基本依旧,高峡出平湖,更增加了秀丽。 

六.库区移民问题 

三峡水库将淹没陆地面积632平方公里,涉及重庆市、湖北省的20个县(市)。三峡水库淹没涉及城市2座、县城11座、集镇116个;受淹没或淹没影响的工矿企业1599家,水库淹没线以下共有耕地2.45万公顷;淹没公路824.25公里,水电站9.22万千瓦;淹没区房屋面积为3459.6万平方米,淹没区居住的总人口为84.41万人(其中农业人口36.15万人)。考虑到建设期间内的人口增长和二次搬迁等其它因素,三峡水库移民安置的动态总人口将达到113万人。任务艰巨,但必高速发展经济与严重能源短缺的矛盾,清洁的可以再生的水电资源无疑是最优的选择。三峡水电站总装机容量1820万千瓦,年平均发电量846.8亿千瓦时。它将为经济发达、能源不足的华东、华中和华南等地区提供可靠、廉价、清洁的可再生能源,对经济发展和减少环境污染起到重大的作用。 

三峡工程所提供的电力资源,如果以火电来算,就意味着要多修建10座180万千瓦级的火电厂,平均每年多采掘原煤5000万吨。除废渣影响环境外,每年还将排放大量形成全球温室效应的二氧化碳,造成酸雨的二氧化硫,有毒气体一氧化碳和氮氧化物,还会产生大量的飘尘、降尘等;火电厂和弃渣场大规模的占地将从华东、华中这本来就人多地少的地区夺去更多的土地。这不仅使中国今后将承受更大的环境所带来的压力,也对全球环境造成不利的影响。 

3 航运 
  三峡水库将显著改善宜昌至重庆660公里的长江航道,万吨级船队可直达重庆港。航道单向年通过能力可由现在的约1000万吨提高到5000万吨,运输成本可降低35-37%。经水库调节,宜昌下游枯水季最小流量,可从现在的3000立方米/秒提高到5000立方米/秒以上,使长江中下游枯水季航运条件也得到较大的改善。 

五.兴建三峡工程中的问题 

1 泥沙问题 

长江宜昌段年输沙量5.3亿吨,将淤塞三峡水库。水库正常挡水位175m高程,总库容393亿m3,死水位145m高程,死库容172亿m3,防洪库容221亿m3,蓄水调节库容165亿m3。水库运行方案为:汛期限制水位145m高程,3年一遇洪水56700m3/s以下不调洪,经泄深孔和水电站畅泄,可减少水库沙淤积。来大洪水,水库调洪,仍下泄56700m3/s;汛后冲水库淤积。九月水库开始蓄水,约两个月到正常蓄水位175m高程。次年汛前库水位降至155m高程,利用蓄水发电。在155m水位,可保持川江航运。到汛期,水位又降至145m水位,由于当时流量大,仍可保持川江航运。这是创新的水库运行方案。 

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