日前,中国三峡集团三峡枢纽运行管理局正式向社会发布《长江三峡工程运行实录(2003年—2012年)》(以下简称《实录》)。这是中国三峡集团首次发布关于三峡工程运行情况的系统记录。《实录》的发布,旨在让社会各界人士全面准确地了解三峡工程,同时也为相关设计单位、科研院所和广大科技工作者提供科研资料。据介绍,中国三峡集团今后每年都将编制一本上一年度的运行实录,如实向社会公布三峡枢纽的运行情况。
《实录》通过数据资料、图片图表等多种形式,介绍了三峡枢纽建筑物、三峡水库运行实况、发电、航运以及生态环保等内容,全面真实记录了三峡工程自2003年蓄水10年来的枢纽工程及水库运行情况。《实录》表明,自蓄水发电以来,三峡枢纽运行安全稳定,工程综合效益全面发挥,极大地造福了国家和人民。
枢纽运行安全稳定
三峡枢纽主要由大坝、电站厂房、通航建筑物和茅坪溪防护坝组成。为全面、及时、准确掌握枢纽建筑物的工作状态和安全状况,中国三峡集团在三峡枢纽建筑物内布设了1.2万个监测点,通过预先埋设的各类传感器和监测仪器,进行自动和人工观测以及巡视检测。借助这些设备和手段,技术人员能够对枢纽建筑物的变形、渗流、应力应变等进行跟踪监测,从而对枢纽的运行情况进行准确判断。
《实录》披露的监测数据表明,自2003年蓄水以来,三峡大坝及电站渗流、应力应变等相关指标监测值均在设计范围内;坝基实测扬压力小于设计扬压力,坝基渗流量总体呈减小趋势,均在设计允许范围内。大坝和电站建筑物工作性态正常。
三峡船闸是世界上规模最大的内河船闸,其边坡开挖最大高度达170米,居世界第一位。数据显示,自2003年以来,三峡船闸渗流、应力应变等相关指标监测值均在设计范围内,船闸高边坡位移年变化稳定,呈收敛趋势,船闸建筑物工作性态正常。
茅坪溪防护坝是为保护秭归县茅坪溪流域不被淹没而建设的一道土石防护坝。截至2012年,大坝基础沉降、坝顶累计水平和垂直位移在设计允许范围内,坝基渗流总量小于设计值,茅坪溪防护坝工作性态正常。
良好的运行工况是三峡工程卓越质量的证明。在长期的建设过程中,中国三峡集团始终坚持质量第一,全方位严格把控各单元工程建设质量,将三峡打造成为世界水电工程的标杆。国务院三峡枢纽工程质量检查专家组组长、中国工程院院士陈厚群说,通过各方共同努力,三峡工程进展一直都很顺利,综合效益显著。实践证明,三峡工程质量优良。
长江防洪的"中流砥柱"
长江是中华民族的母亲河,但也给两岸人民带来深重灾难。三峡工程的建设,从根本上改变了人们面对长江洪水"逆来顺受"的历史,开启了"工程治江"时代,成为长江防洪的"中流砥柱",谱写了人水和谐的新篇章。
2008 年汛期,三峡水库具备正常运行期防洪能力。自此,荆江河段的防洪标准由不足十年一遇提到到百年一遇,遇类似1870年洪水或千年一遇洪水,在已有分洪配合下,可以保证荆江河段行洪安全,使得长江中下游的防洪能力大大提升,调度的安全性、可靠性、灵活性显著增强。
2009年8月6日8时,三峡水库迎来洪峰流量每秒55000立方米的洪水,若不进行拦洪调度,荆江干流河段将超过警戒水位。应湖北省防汛抗旱部门要求,三峡水库首次对中小洪水滞洪调度进行了尝试,三峡水库控制最大出库流量每秒40000立方米,避免了荆江河段高洪水位及下游防洪的紧张态势,降低了防汛响应级别,减少了下游防汛成本。
2010年汛期,三峡水库对7次洪水过程进行了防洪运用,其中有3次洪峰流量大于每秒55000立方米,最大洪峰流量每秒70000立方米,最大削峰量每秒30000立方米。整个汛期,三峡水库最高拦洪水位161.02米,累计蓄洪量266.3亿立方米。据长江委测算,这一年,三峡工程防洪的经济效益达260多亿元。
2012年7月24日20时,三峡工程遭遇流量高达每秒71200立方米的建库以来最大洪峰。三峡水库充分发挥蓄洪削峰功能,最大削峰量每秒28200立方米,削峰率达40%,最高拦洪水位163.11米,累计拦蓄洪水228.4亿立方米。通过三峡水库拦洪错峰作用,控制最大出库流量不超过每秒45000立方米,避免了荆南四河超过保证水位。水利部副部长、时任长江委主任蔡其华评价说,连续几年,通过科学调度,及时拦洪、适时泄洪,三峡工程尽可能地发挥削峰、错峰作用,有效缓解了长江中下游地区的防洪压力。
地震活动处于正常范围
因水库蓄水而使坝区、水库库盆或近岸范围内发生的地震,称为水库诱发地震。水库诱发地震一般震中密集于库坝附近,震源深度浅,多在地下10千米范围内,多为微震、极微震,影响范围小。
三峡工程论证期间,预测水库诱发地震最大震级不会超过5.5级;从最不利的情况分析,即使在距坝址最近的九湾溪断裂处产生较强的水库诱发地震,影响到坝区的地震烈度也不超6度,而三峡大坝等枢纽建筑物的抗震设计设防烈度为7 度。据中国三峡集团三峡枢纽管理局技术人员介绍,三峡大坝坝址位于黄陵背斜核部,是一个稳定性高的刚性地块。建坝前近2000年的历史记载证明,区内地震水平不高,强度小,频度低,属典型弱震环境。
早在1997年,中国三峡集团就建立了长江三峡工程诱发地震监测系统,对三峡坝址和库区的地震及水库诱发地震活动进行常规监测,并取得了连续的监测资料。
监测结果显示,2003年6月1日至2012年12月31日,三峡重点监视区共记录到0级以上地震3535次,其中,0至0.9级地震2993次,1至1.9级地震479次,2至2.9级地震60次,3至3.9级地震2次,4至4.9级地震1次,最大震级4.1级。
蓄水后,重点监视区的地震主要在库盆和距离库岸边10千米的范围内。蓄水以来,三峡重点监视区大多数地震的成因依然与岩溶洞穴内壁破裂塌落、库岸再造、煤矿坑道变形破裂和库区浅层失稳滑动等因素相关;重点监视区范围内微震、极微震发生频次较蓄水前增加,小地震频次与蓄水前相当,没有发生明显变化。总体看,三峡水库蓄水以来,地震活动强度整体不高,没有超出三峡工程论证结论的预测范围。
国务院三峡枢纽工程质量检查专家组组长、中国工程院院士陈厚群说,研究表明,三峡工程所在区域地质构造格局清晰,具有较高稳定程度的区域地质构造环境,区内地震活动水平不高、强度小、频率低,库区干流各个库段的地质构造和岩性均不具备引发较强水库地震的条件。三峡工程自2003年135米蓄水以来,工程的枢纽建筑物稳定性、库岸稳定性和水库地震震情等都在设计预期范围内,整个工程的安全稳定运行情况好于预期。
可靠的"水资源银行"
三峡工程建成后,形成了393亿立方米的库容,是我国十分重要的淡水资源宝库。近年来,在枯期给下游实施补水调度,已经成为三峡工程一项重要的公益功能。
早在2003年至2004年枯水期,三峡水库就开始发挥补水效益。2004年3月4日至14日,三峡工程为下游实施11天的航运补偿调度。库水位从138.7米降至136.8米,补水总量8.79亿立方米,平均增加葛洲坝下游航道水深0.74米。
2006年至2007年枯水期,三峡水库分两个阶段进行航运补偿调度。累计补水80天,补水总量35.8亿立方米,平均增加航道水深0.38米。
随着三峡工程启动175米试验性蓄水,三峡水库巨大的补水能力进一步发挥。从2009年起,三峡水库的枯水期跨年补水时间都在四个月以上:2009年至2010年枯水期,三峡水库补水141天,补水总量139. 7亿立方米,平均增加航道水深约0.7米;2010年至2011年枯水期,三峡水库补水164天,补水总量215亿立方米,平均增加下泄流量每秒1520立方米,平均增加航道水深约1米;2011 年至2012年枯水期,三峡水库补水150天,平均增加航道水深约1米。截至2012 年底,三峡水库为下游补水的总量达693.4亿立方米。
除正常年份消落期向下游补水外,遇特枯年份,三峡水库还可以加大下泄流量,发挥抗旱功能。
2011年汛前,长江中下游部分地区遭遇百年一遇的大面积干旱,三峡库水位在已经接近枯季消落水位155米,且入库流量持续偏小的情况下,实施应急抗旱调度。从5月7日10时起,三峡水库开始加大下泄流量,库水位从155.35米下降至6月10日24时的145.82米,抗旱补水总量54.7亿立方米,日均向下游补水每秒1500立方米,有效改善了中下游生活、生产、生态用水和通航条件,为缓解特大旱情发挥了重要作用。
清洁能源造福神州
2003年7月10日,三峡电站首台机组投产发电;2005年9月16日,三峡左岸电站14台机组比初步设计提前一年全部投产;2008年10月30日,右岸电站比初步设计提前一年投产发电;2012年7月4日,随着三峡地下电站27号机组的交接投运,三峡电站34台机组全部投产发电,成为世界上规模最大的水电站和清洁能源生产基地。
中国三峡集团董事长、党组书记曹广晶说,我国东部地区经济发达,能源需求量大,三峡电站的建设,有利于发挥中西部地区的资源和能源优势。三峡电站年发电量近900亿千瓦时,输电范围覆盖上海、江苏、浙江、安徽、河南、湖北、湖南、江西、重庆、广东等10个省市,对于保障我国能源安全具有重要意义。
《实录》表明,自2003年开始发挥发电效益以来,通过精益运行、精心维护,三峡电站电力生产可靠性指标始终保持较高水平,为我国经济社会发展提供了强大的能源支持。
统计数据显示,2003年至2012年,三峡电站累计发电量超过6291亿千瓦时,有效缓解了华中、华东地区及广东省的用电紧张局面,支援了国民经济的发展。
为提高电站的综合发电效益,三峡电站根据机组运行工况及上游实际来水情况,采取了节水调度等一系列优化措施增加发电量。2008年至2012年,三峡电站节水增发电量221.5亿千瓦时,水能利用提高率达5.55%,其中汛期累计滞洪调度增发电量超过140亿千瓦时。
水电是可再生的清洁能源,具有巨大的节能减排效益。《实录》称,截至2012年9月9日,三峡电站累计发电量达6000亿千瓦时,相当于替代标煤约1.98亿吨、减少二氧化碳排放量4.5亿吨、减少二氧化硫排放量约540万吨、减少烟尘排放量约53.4万吨。三峡工程的建设运行,对节能减排、应对气候变化具有重要意义。
水电具有较好的调峰和调频效益,有利于维护电网的安全稳定。数据显示,2008年至2012年,三峡电站参与电网系统调峰运行,缓解了电力市场供需矛盾,改善了调峰容量紧张局面,促进了电网安全稳定运行。5年间,三峡电站的调峰容量提高了325万千瓦,增幅达85%。
原国务院三峡办副主任、三峡工程输变电稽察组组长张德楠评价说,三峡建设者应以实际行动响应了国家提出的加快重点电源电网建设的要求,为支援国家建设做出了应有贡献。
中西部交流融通的纽带
三峡工程的通航效益十分显著。三峡船闸的运行,让长江成为名副其实的黄金水道,极大地带动了库区及沿岸地区的经济社会发展。
《实录》显示,三峡水库蓄水后,上游江面明显变宽,水深大幅增加,长江干流宜昌至重庆660公里河段的航道等级从三级升级为一级,实现了全年全线昼夜通航;葛洲坝枯水期出库最小通航流量和航道水深显著增加;船舶载运能力明显提高,单位运输成本大幅下降;库区船舶标准化、大型化得到快速发展。这些因素,使得水运成为库区经济的重要增长极。
据统计,目前,重庆地区水运直接从业人员达15万人,其中近8万人来自三峡库区,依赖水运业的三峡库区煤炭、旅游、公路货运等产业的从业人员达50万人以上,水运业及其关联产业吸纳了库区200多万劳动力。由于蓄水后水位明显升高,三峡库区大部分码头作业条件得到根本改变,一批现代化的新码头陆续兴建,改善了库区港口货物运转环境,为构建现代化的库区水运体系创造了基础条件。
自三峡船闸通航以来,中国三峡集团开展了一系列科技创新工作,先后采取了多项工程和管理措施,提高了船闸的管理水平,拓展了通航效益,船闸运行效率和通过能力不断提高。2012年3月,中国三峡集团组织开展了三峡船闸通航近9年来的首次岁修工作。本次岁修突破了国内外大型船闸检修的传统模式,仅用20天时间就安全完成了全部检修任务,极大缩短了检修停航时间,确保通航效益的充分发挥。
统计表明,自2003年6月投入运行以来至2012年,三峡船闸已累计运行83788闸次,累计通过货运量5.5亿吨,加上翻坝转运货物,通过三峡枢纽的货运总量达6.5亿吨,是三峡工程蓄水前葛洲坝船闸投运后22年过闸货运量2.1亿吨的3倍多。2011年,三峡船闸通过货运量突破亿吨大关,为蓄水前葛洲坝最大年货运量的5.6倍,提前19年达到并超过2030年单向5000万吨的设计通过能力指标。
中国工程院院士梁应辰评价说,三峡船闸年货运量快速增长,充分印证了三峡工程蓄水对长江航运的巨大推动作用,三峡工程已真正成为东中西部交流融通的纽带。
泥沙情况好于预期
泥沙淤积问题曾是三峡工程最主要的技术问题之一,它关系到水库寿命以及航运等方面。三峡工程论证及初步设计阶段,针对三峡水库上游来水来沙、水库淤积与长期使用、库尾淤积等方面的问题进行了研究,并提出了一些预测成果。三峡水库蓄水以来的泥沙监测成果显示,库区及下游泥沙冲淤满足或优于原设计成果。
由于三峡入库泥沙较初步设计值大幅减小,三峡库区泥沙淤积大为减轻。《实录》称,根据三峡水库入库与出库沙量之差,在不考虑区间来沙的情况下,2003 年6月至2012年12月,三峡水库泥沙淤积14.37亿吨,年均淤积1.44亿吨,仅为论证阶段的39%左右,水库排沙比为24.4%。
今年1月10日,长江委召开新闻发布会称,三峡水库蓄水10年来,泥沙淤积量仅为预测值的四成,这有利于延长水库使用寿命,保证水库防洪库容的全面发挥。
为了应对三峡水库库尾泥沙淤积,中国三峡集团通过适时增加三峡水库下泄流量、加大库尾河段水流速度等方式,增大消落期库尾走沙能力,减少泥沙对库尾重庆江段的淤积。
2012年和2013年,三峡水库均实施了库尾减淤调度试验。结果显示,调度试验效果明显,可有效缓解库尾重庆江段的泥沙淤积。
生态调度效果显著
水库生态调度是当前国内外大型河流生态恢复的一项重要举措,即通过改进水库调度方式,制定合理的大坝调度规程等方法,弥补或减缓其造成的生态环境问题。
"四大家鱼"是我国的主要淡水经济鱼类,其自然产卵繁殖需要适宜的水温和水流条件。天然情况下,要到每年的4月下旬至7月上中旬才能达到这样的水温条件。中国三峡集团和有关单位通过研究发现,可以采取一定的水库调度措施,形成"人造洪峰",为"四大家鱼"产卵创造合适的水流条件,即在"四大家鱼"产卵期,通过实施科学调度,在长江中游产生持续上涨的洪峰过程,以促进四大家鱼产卵繁殖。
2011年6月,三峡水库首次开展生态调度试验。期间,三峡水库通过控制下泄流量,为下游创造持续涨水过程。2012年5月至6月,三峡水库实施了两次生态调度。结果显示,生态调度试验促进了"四大家鱼"的自然繁殖,三次生态调度过程中均监测到四大家鱼产卵现象,根据监测结果推算,2011年和2012年两年生态调度期间的总卵苗数分别为1.31亿粒和5.15亿粒。
今年1月10日,长江委召开新闻发布会称,三峡工程自2011年起实施的生态调度试验达到了预想结果,四大家鱼"鱼卵汛"多次出现。