鄭守仁

Changjiang Water Resources Commission, Ministry of Water Resources, Wuhan 430010, China

三峽工程運行以來的幾個問題思考

鄭守仁

Changjiang Water Resources Commission, Ministry of Water Resources, Wuhan 430010, China

1. 概述

三峽工程初步設計將三峽水庫蓄水分為：圍堰擋水發(fā)電期、初期運行期和正常運行期。2003年水庫蓄水至135 m水位，進入圍堰擋水發(fā)電期；2007年蓄水至156 m水位，進入初期運行期；2009年樞紐工程完建，具備蓄水至正常蓄水位175 m的條件，仍按初期蓄水位運行。初期運行的歷時，主要根據(jù)庫區(qū)移民安置情況、庫尾泥沙淤積實測觀測成果以及重慶港泥沙淤積影響等情況，確定需用時6年，即2013年水庫蓄水至設計水位175 m，進入正常運行期。

三峽工程于1993年施工準備，1994年12月開工，1997年11月6日大江截流，1998年開始施工左岸大壩和電站廠房。2002年10月大壩泄洪壩段導流底孔過流，11月6日導流明渠截流，左岸泄洪壩段、左廠房壩段、非溢流壩段及升船機上閘首建成，開始擋水。2003年6月，蓄水至135 m水位，7月左岸電站首批機組發(fā)電，雙線五級連續(xù)船閘通航，進入圍堰擋水發(fā)電期。2004年右岸大壩及電站廠房開始施工，2005年左岸電站14臺機組全部投產。2006年6月右岸大壩混凝土施工至壩頂高程185 m，上游碾壓混凝土圍堰爆破拆除，攔河大壩全線擋水，10月蓄水至156 m水位，提前一年進入初期運行期。2007年右岸電站7臺機組投產。2008年8月，大壩及電站廠房和雙線五級連續(xù)船閘全部完建，具備蓄水至正常蓄水位175 m的條件；移民工程縣城和集鎮(zhèn)遷建完成，移民安置、庫區(qū)清理、地質災害防治、水污染防治、生態(tài)環(huán)境保護、文物保護等專項，經(jīng)主管部門組織驗收，可滿足水庫蓄水至175 m水位的要求。國務院三峽工程建設委員會批準三峽工程2008年汛末實施175 m試驗性蓄水，標志著三峽工程由蓄水位156 m運行轉入175 m試驗性運行。

2. 長江上游水文情勢變化與三峽水庫調度優(yōu)化問題

2.1. 三峽工程壩址洪水特性

三峽工程壩址洪水由長江干流金沙江和各支流洪水共同匯集而成。壩址以上大洪水均是由上游地區(qū)較大范圍的暴雨所致，暴雨主要出現(xiàn)在每年的7—9月。長江上游北岸的岷江、沱江、嘉陵江(見圖1)自北向南流經(jīng)川西暴雨區(qū)和大巴山暴雨區(qū)，河流走向與暴雨走向基本一致，各支流洪水易與上游干流及干流區(qū)間洪水遭遇，形成上游干流的大洪水。壩址洪水按宜昌站1877年以來實測最大洪峰流量71 100 m3·s–1，歷史調查最大洪峰流量為105 000 m3·s–1。大壩按千年一遇洪水流量98 800 m3·s–1設計，相應設計洪水位為175 m；按萬年一遇洪水流量113 000 m3·s–1加10 %洪水流量124 300 m3·s–1校核，相應校核洪水位為180.4 m。

2.2. 長江上游水文情勢變化

三峽工程初步設計水文資料采用壩址下游30 km的宜昌站的實測資料，平均年徑流量為4.51×1011m3，平均年輸沙量為5.21×108t[1]。20世紀90年代以來，長江上游徑流量減少不多；受降水條件變化、干支流修建水庫、實施水土保持、封山育林及防治石漠化措施，以及河道采砂等的綜合影響，上游來沙明顯減少(見表1)。

圖1. 長江流域水系簡圖。

表1 三峽工程壩址及入庫徑流和泥沙變化匯總

三峽工程入庫泥沙減少，有利于水庫長期運行。2003—2015年壩址多年平均年徑流量為4.003×1011m3，較初步設計采用值減少5.07×1010m3，減幅為11.24 %。上游徑流的季節(jié)變化規(guī)律與降水相似，年內分配極不均勻，汛期6—9月，徑流量占全年徑流量的70 %～75 %。近20年來，汛期及10月、11月徑流量較初步設計減小，12月至次年5月徑流量增加[2]。

2.3. 三峽工程初步設計水庫調度運行方式

每年汛期(6月中旬至9月下旬)水庫按防洪限制水位145 m運用，控制下泄流量為55 000 m3·s–1，以滿足壩下游荊江河段起始枝城站(距大壩105 km)流量不超過56 700 m3·s–1的要求。當發(fā)生流量小于55 000 m3·s–1的洪水時，按水位145 m敞泄；當發(fā)生流量大于55 000 m3·s–1的洪水時，需要運用下游防洪調度，水庫攔蓄洪水，控制下泄流量。因攔蓄洪水將使水位抬升，洪水過后需復降至145 m，以防下次洪水。汛后10月初開始蓄水，有利于庫尾重慶河段走沙，并考慮下游航運要求，蓄水期間最小下泄流量不低于電站保證出力相應的流量，庫水位逐步上升至175 m?？菟谝话惆锤咚贿\行。汛前的6月上旬末降至145 m。汛期的防洪調度以對荊江河段進行防洪補償?shù)姆绞?，使荊江防洪標準由十年一遇提高至百年一遇，即長江上游發(fā)生百年一遇洪水流量83 700 m3·s–1時，通過三峽水庫調控，可使沙市站(距大壩190 km)水位低于44.5 m；遭遇百年一遇以上至千年一遇洪水時，控制枝城站流量不大于80 000 m3·s–1，配合滯蓄洪區(qū)運用，保證荊江河段行洪安全，沙市站水位不超過45 m，避免兩岸干堤潰決，發(fā)生毀滅性災害[3]。

2.4. 試驗性蓄水運用期的防洪調度與蓄水調度

2.4.1. 三峽水庫防洪調度兼顧對城陵磯防洪補償調度

通過對近20年長江上游洪水資料分析，最大洪水為1998年宜昌站洪峰流量63 300 m3·s–1，尚不到十年一遇洪水流量。三峽工程如遇類似1998年洪水，按對荊江河段防洪補償調度，水庫攔蓄洪量為3×109m3，尚有大部分防洪庫容未運用，而下游城陵磯地區(qū)(距大壩450 km)防洪緊張，顯然沒有充分發(fā)揮三峽水庫的防洪作用。因此，在三峽工程試驗性蓄水運用期間，2009年10月經(jīng)主管部門審批，對三峽水庫調度方案進行優(yōu)化，防洪調度兼顧對城陵磯防洪補償調度(見表2)。

2.4.2. 汛期中小洪水滯洪調度

三峽水庫對荊江防洪補償調度按沙市站水位不超過44.5 m控制，水庫攔蓄洪水流量在55 000 m3·s–1以上，洪水流量為45 000～55 000 m3·s–1時，水庫敞泄的流量將使沙市水位高于警戒水位43 m，長江中游沿線相應超過警戒水位。中下游約有30 000 km堤防，其中，長江干堤約3900 km，均是修建在第四紀沖積平原上，堤身土質結合不良，擋高水位時堤內易出現(xiàn)滲漏、堤基出現(xiàn)管涌等險情。汛期河道水位達到警戒水位時，需要耗費大量的人力物力上堤查險。據(jù)統(tǒng)計，荊江河段每10年就有3年以上河道水位超過警戒水位，三峽水庫利用防洪庫容攔蓄55 000 m3·s–1以下的中小洪水，可以減輕長江中下游防洪壓力。鑒于三峽水庫洪水組成較復雜，實施中小洪水滯洪調度，超過防洪限制水位的概率增多，增加了防洪風險。因此中小洪水滯洪調度原則為：以不降低三峽工程防洪標準、基本不增加下游防洪壓力為前提，以大洪水入庫之前將庫水位預泄至汛限水位為條件，根據(jù)防洪形勢、實際來水以及預測預報情況進行控制。當三峽水庫不需要為荊江和城陵磯進行防洪補償調度時，可啟用中小洪水滯洪調度，并設定了啟用條件。2009—2015年汛期，實施了中小洪水滯洪調度，減輕了荊江河段和城陵磯地區(qū)的防洪壓力；利用了部分洪水資源，增加發(fā)電效益；避免了因長時間的大流量泄洪，導致長時間過船閘船舶限航積壓造成經(jīng)濟損失，取得了良好的經(jīng)濟社會效益。鑒于中小洪水滯洪調度，每年汛期下泄流量在45 000 m3·s–1以下，可能導致中下游洪水河道萎縮退化，為此，在條件具備的情況下，采取間隔幾年下泄55 000 m3·s–1左右的流量，全面檢驗荊江河段堤防和河道泄洪能力，防止河道萎縮[4]。

2.4.3. 汛末提前蓄水調度

近20年來，宜昌9月份月平均流量為23 100 m3·s–1，10月份月平均流量為14 600 m3·s–1，與初步設計相比，分別偏枯11.2 %及22.3 %。三峽水庫為季調節(jié)水庫，若仍按初步設計規(guī)定的汛后10月初開始蓄水，大部分年份水庫蓄水位不到175 m，嚴重影響三峽工程發(fā)揮綜合效益。為此，在2008年試驗性蓄水時將蓄水時間提前至9月下旬，起蓄水位為145.3 m，此后各年蓄水時間提前至9月10—15日，起蓄水位承接前期防洪調度實際水位，9月底蓄水位為162 m左右，9月份下泄流量不小于8000～10 000 m3·s–1，10月份下泄流量不小于6500～8000 m3·s–1，10月底或11月初蓄水至水位175 m。蓄水期間，長江上游發(fā)生較大洪水，入庫流量超過30 000 m3·s–1，暫停蓄水，按防洪要求調度。三峽水庫試驗性蓄水運行各年的蓄水情況見表3。

表2 三峽水庫優(yōu)化調度的防洪調度方式

表3 三峽工程175 m試驗性蓄水運行各年蓄水資料匯總

2.5. 試驗性蓄水運行期間的水資源調度與生態(tài)調度

2.5.1. 水資源調度

三峽工程試驗性蓄水期間，為應對長江中下游干流以及洞庭湖和鄱陽湖兩湖地區(qū)水位下降較快的局面，優(yōu)先保障中下游地區(qū)城鄉(xiāng)居民生活用水，統(tǒng)籌考慮生活、生產、生態(tài)用水需求。2009年中下游地區(qū)出現(xiàn)干旱災害，為緩解旱情，水庫蓄水至171.43 m，停止蓄水，加大下泄流量。庫水位消落期，根據(jù)中下游地區(qū)供水、航運、生態(tài)與環(huán)境以及發(fā)電等方面的要求調節(jié)下泄流量，按不低于6000 m3·s–1控制。

2.5.2. 生態(tài)調度

三峽工程于2011年開始針對四大家魚(青魚、草魚、鰱、鳙)繁殖的生態(tài)調度試驗。在四大家魚繁殖期間的5月下旬至6月中旬，大壩下游河道水溫達到18 ℃以上。結合汛前騰空庫容的需要，根據(jù)上游來水情況，利用調度形成1～2次持續(xù)10 d左右的漲水過程，將宜昌站流量11 000 m3·s–1作為起始流量，在6 d內增加8000 m3·s–1，最終達到19 000 m3·s–1，水位平均日漲幅不低于0.4 m。生態(tài)調度試驗監(jiān)測結果表明，這對四大家魚的繁殖產生了促進作用，使其在調度期間的產卵量顯著增加。

三峽工程在2014年2月21日至3月3日實施對長江口“壓咸潮”調度，日均出庫流量由6000 m3·s–1增加至7000 m3·s–1，累計增加下泄水量1.007×109m3，在一定程度上壓制了長江口咸潮上溯的嚴重影響，同時也緩解了長江中下游地區(qū)的缺水情況。

2.6.實施中小洪水滯洪調度及汛末提高蓄水和減少水庫泥沙淤積的措施

三峽水庫汛期實施中小洪水滯洪調度，庫水位抬高致使排沙比降低，水庫泥沙淤積量相對增多；水庫蓄水提前至汛末(9月10日)開始蓄水，影響庫尾變動回水區(qū)河道走(沖)沙，造成該河段泥沙淤積量有所增加。鑒于入庫泥沙大量減少，根據(jù)實測資料，2003年6月至2015年12月，水庫淤積泥沙1.6034×109t，年均淤積泥沙1.28×108t，僅為預測結果的38 %。2003—2015年排沙比為24.2 %，低于初步設計預測值[5]。長江水利委員會水文局實測水文資料發(fā)現(xiàn)，發(fā)生大洪水時，洪峰從寸灘站到達大壩前約需18～30 h，沙峰傳播時間則為3～7 d。為減少水庫泥沙淤積，2012年7月，通過實時監(jiān)測和預報，在進行洪水削峰調度的同時，利用洪峰與沙峰傳播時間的差異，采用“漲水控泄攔蓄削峰，退水加大泄量排沙”的方式進行了首次沙峰排沙調度，使7月份的排沙比提高到28 %，取得了較好的排沙效果，突破了常規(guī)的水庫“排渾”運行方式。為解決庫尾重慶市主城區(qū)河段走(排)沙問題，2012年5月7—24日和2013年5月13—20日進行了兩次庫尾泥沙沖淤試驗，庫水位分別從161.92 m消落至154.5 m和從160.16 m消落至155.97 m，消落幅度分別為7.42 m和4.19 m，日均降幅分別為0.41 m和0.52 m，水庫回水末端從重慶的大渡口附近(距大壩625 km)逐步下移至長壽附近(距大壩535 km)。庫水位消落期間，庫尾河段沿程沖刷。重慶大渡口至涪陵河段(含169 km長的嘉陵江河段)(見圖2)沖刷量分別為2.41×106m3和4.413×106m3。庫尾沖淤調度實踐表明，在每年5月結合庫水位消落實施庫尾沖淤調度，可將庫尾河段淤積的泥沙沖至水庫水位145 m以下河槽內，解決了水庫提前至汛末蓄水而影響重慶主城區(qū)河段走(沖)沙問題，并在汛期實施沙峰排沙調度，為三峽水庫“蓄清排渾”運行闖出一條新途徑。

3. 庫區(qū)移民安置與生態(tài)環(huán)境保護問題

3.1. 庫區(qū)移民安置

圖2. 三峽大壩上游長江干流及主要支流。

三峽庫區(qū)移民搬遷安置129.64萬人，其中農村移民搬遷安置55.07萬人(包括外遷19.62萬人)。遷建城市2座、縣城10座、集鎮(zhèn)106座，搬遷安置74.57萬人(含工礦企業(yè)搬遷人口)，遷建區(qū)面積為7.142 73×107m2。完成文物古跡保護項目1128處，其中地面文物364處、地下文物764處，發(fā)掘面積為1.7538×106m2。一批國家級重點文物得到恢復和保護，保存了大量實物資料。移民安置區(qū)公路、橋梁、港口、碼頭、水利及電力設施、電信線路、廣播電視等專項設施遷(復)建任務全部完成。移民搬遷后的居住條件、基礎設施和公共服務設施明顯改善；移民生產安置措施得到落實，生產扶持措施已見成效，移民生活水平逐步提高，充分體現(xiàn)了“以人為本、關注民生、保護環(huán)境、持續(xù)發(fā)展”的庫區(qū)移民安置規(guī)劃理念，促進了庫區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的良性循環(huán)，保障移民搬遷安置和庫區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，并經(jīng)受了175 m水位運行的檢驗，庫區(qū)社會總體和諧穩(wěn)定。

3.2. 庫區(qū)地質災害防治

三峽工程庫區(qū)歷史上就是我國地質災害多發(fā)區(qū)之一。三峽工程開工后，國家設立專項經(jīng)費對庫區(qū)地質災害實施分期治理和防護工程措施。經(jīng)過對428處滑坡和302段不穩(wěn)定庫岸的工程治理，解除了崩塌滑坡對移民遷建城鎮(zhèn)和農村移民遷建點構成的危害；減輕了滑坡下滑入江成災的隱患，避免了地質災害對港口、碼頭和道路的危害，增加了航運安全。庫區(qū)設置地質災害監(jiān)測3049處，實施地質災害搬遷避讓項目525處，極大地改善了庫區(qū)地質環(huán)境，提高了庫區(qū)人民生命財產安全和長江航運安全保障程度。2003年6月水庫蓄水運行以來，滑坡高發(fā)時段隨著時間推移呈遞減態(tài)勢，說明因水庫蓄水引發(fā)的地質災害已由高發(fā)向低風險水平的平穩(wěn)期過渡。通過建立覆蓋全庫區(qū)的地質災害監(jiān)測預警網(wǎng)絡，提高了早期預警能力，經(jīng)受了2007年和2014年百年罕遇暴雨誘發(fā)地質災害的襲擊，成功預警和應急處置了400多處地質災害，有效地避免了地質災害造成的人員傷亡。三峽庫區(qū)地質災害防治，保障了庫區(qū)遷建城鎮(zhèn)和農村移民遷建點的安全及長江航運的安全，驗證了“預防為主、監(jiān)測為要、避險搬遷為先，工程治理以城鎮(zhèn)及農村居民點為重點”地質災害防治思路的正確性。

3.3. 庫區(qū)地震

三峽工程壩址處于黃陵背斜核部的結晶基底區(qū)，為一相對穩(wěn)定地塊。地震活動水平不高，是弱震環(huán)境。三峽壩區(qū)及庫區(qū)和鄰近10余個縣市歷史上無破壞性地震記載。位于壩址上游17～30 km及50～110 km的兩個斷裂帶，有引發(fā)較強水庫地震的可能，估計最高震級為5.5級左右。從最不利的假定情況進行分析，取天然地震危險性概率分析中的上限6級作為水庫誘發(fā)地震的最大可能震級，即使發(fā)生在距壩趾最近的九灣溪斷裂(距壩址17 km)處，影響到壩區(qū)的地震烈度也不超過Ⅵ度。

2003年6月1日至2015年12月31日，三峽工程庫區(qū)重點監(jiān)測區(qū)共記錄到M0.0級以上地震6245次，其中小于M3.0級的微震和極微震，占地震總數(shù)的99.84 %，說明地震活動以微震和極微震為主，主要分布于庫區(qū)兩岸10 km范圍內，其分布地區(qū)大部分都在采礦區(qū)和灰?guī)r區(qū)[5]。雖然發(fā)生了頻次較高的水庫誘發(fā)地震，但主要是外成因非構造型的微震和極微震，地震強度不大，最大為M5.1級，最高震中烈度為Ⅶ度。由于強度較低，迄今為止，尚未引發(fā)庫區(qū)各類次生地質災害。水庫蓄水后，壩區(qū)遭受的地震最高影響烈度為Ⅳ度，遠低于三峽大壩抗震設防烈度Ⅶ度，對三峽工程及其設施的正常安全運行未造成影響。

3.4. 庫區(qū)水環(huán)境保護

三峽工程自開工以來，國家高度重視庫區(qū)的生態(tài)建設與環(huán)境保護，相繼制定并實施了《長江上游水污染整治規(guī)劃》《三峽工程施工區(qū)環(huán)境保護實施規(guī)劃》和《三峽水庫庫周綠化帶建設規(guī)劃》等。2001年11月，國務院批復實施《三峽庫區(qū)及其上游水污染防治規(guī)劃(2001—2010年)》，將環(huán)境保護范圍由三峽庫區(qū)擴展到三峽地區(qū)(庫區(qū)、影響區(qū)、上游區(qū))，總面積為7.9×105km2，涉及重慶、湖北、四川、貴州和云南等5省(直轄市)，進一步強化了三峽地區(qū)的生態(tài)建設和水污染防治工作，妥善處理了庫區(qū)移民安穩(wěn)致富與生態(tài)環(huán)境保護之間的關系。三峽庫區(qū)加強城鎮(zhèn)污水和垃圾處理及配套設施建設，采取了污染物總量減排、生態(tài)與環(huán)境保護、支流水華處置和庫岸生態(tài)屏障建設等一系列有效措施，三峽水庫蓄水以來庫區(qū)干流水質保持良好，除個別斷面的少數(shù)年份外，水質均為Ⅱ～Ⅲ類。庫區(qū)37條主要支流非回水區(qū)水質多為Ⅱ～Ⅲ類，優(yōu)于岷江、沱江和烏江上游來水，但回水區(qū)水質劣于非回水區(qū)。庫區(qū)主要支流富營養(yǎng)狀況有所加重，回水區(qū)富營養(yǎng)化程度較高，主要分布在長壽、涪陵、豐都和萬州。庫區(qū)主要支流總磷和總氮濃度呈上升趨勢，存在爆發(fā)水華的現(xiàn)象。

4. 三峽樞紐清水下泄對壩下游河道的沖刷與河道整治問題

4.1.三峽樞紐清水下泄對壩下游河道的沖刷

三峽水庫蓄水后，樞紐下泄水流含沙量降低，清水挾沙處于不飽和狀態(tài)，造成對下游河道的沖刷[6]。自水庫蓄水運用以來，三峽樞紐清水下泄對中下游河道的沖刷總體呈現(xiàn)從上游向下游發(fā)展的態(tài)勢，目前河道沖刷已發(fā)展到湖口以下。宜昌至湖口河段(見圖3)，2002年10月至2015年10月平灘河槽總沖刷量為1.6478×109m3(含河道采砂量)，年均沖刷量為1.221×108m3，年均沖刷強度為1.28×105m3(km)–1，沖刷主要集中在枯水河槽，占總沖刷量的92 %。從沖刷量沿程分布來看，宜昌至城陵磯河段沖刷較為劇烈，平灘河床沖刷量為9.911 ×108m3，占沖刷量的60 %，城陵磯至武漢、武漢至湖口河段沖刷量分別占15 %、25 %。2015年宜昌至城陵磯沖刷強度有所下降，沖刷量占38.5 %；城陵磯至湖口河段沖刷量占61.5 %，沖刷強度增大，說明河床沖刷強度向下游發(fā)展的現(xiàn)象較為明顯。

4.2. 壩下游河道沖刷的不利影響及其治理措施

圖3. 三峽大壩下游長江干流及洞庭湖和鄱陽湖。

三峽工程投運后，樞紐清水下泄對壩下游河道沖刷的影響有利有弊。在防洪方面，河道沖深后同流量的水位有所下降，有利于河道行洪；不利影響是近岸河床沖深后岸坡變陡，致使崩岸和塌岸時有發(fā)生。2003—2013年長江中下游干流河道共發(fā)生崩岸險情698處，崩岸總長度為521.4 km，但主要發(fā)生在三峽水庫蓄水前的崩岸段和險工段范圍內。壩下游河道沖刷使河勢出現(xiàn)一定的調整，局部河勢變化引發(fā)崩岸，但總體河勢基本穩(wěn)定，荊江大堤和干堤護岸險工段基本安全穩(wěn)定，尚未發(fā)生重大崩岸險情，發(fā)生崩岸的護岸險工段經(jīng)過搶護加固，險情得到控制。在江湖關系方面，有利影響是入湖泥沙顯著減少，減緩了通江湖泊特別是洞庭湖的淤積和萎縮；不利影響是在三峽水庫蓄水期，下泄流量減小，壩下游河道水位降低，較蓄水前通江湖泊出湖流量加快，提前進入枯水期，從而影響湖區(qū)的水資源利用，這在鄱陽湖和洞庭湖較為明顯。在對長江口的影響方面，有利影響是通過水庫調節(jié)后枯期流量增加，減少咸湖上溯的概率；不利影響是入海泥沙減少，使得灘涂圍墾造地減緩。在航運方面，有利影響是枯期下泄流量達到6000 m3·s–1以上，有利于枯水航道沖刷，并加大了航道水深；不利影響是清水下泄導致河床下切，宜昌枯水位下降，通過流量補償保證葛洲壩樞紐最低通航水位的難度加大，以及中游航槽以外的沖刷和灘槽格局的調整引起部分河道通航條件變差；洲灘沖刷、支汊發(fā)展和主流擺動，使航道變化具有不確定性，影響通航。針對三峽工程投運后對長江中下游河勢及岸坡穩(wěn)定，沿岸城鎮(zhèn)供水和農業(yè)灌溉、航運及生態(tài)環(huán)境的不利影響，結合三峽工程科學調度，采取工程治理與生態(tài)修復，加強觀測及防治，使其不利影響有所減緩或消除。通過對礙航淺灘及時疏浚維護，長江中下游航道得以保持暢通，宜昌至湖口河段的最小維護水深有所提高。

5. 三峽工程利用部分洪水資源與全面發(fā)揮綜合效益問題

三峽工程是開發(fā)治理和保護長江的關鍵性骨干工程，自2008年實施175 m水位試驗性蓄水運行以來，遵循“確保防洪安全、減少水庫淤積、利于環(huán)境保護”的水庫運行調度理念，利用一部分洪水資源，全面發(fā)揮了防洪、發(fā)電、航運、水資源利用等綜合效益。

5.1. 防洪效益

三峽工程實施175 m試驗性蓄水運行以來，汛期通過科學調度，利用防洪庫容對發(fā)生的中小洪水進行攔蓄，發(fā)揮了削峰、錯峰作用，有效避免了上游洪峰與中下游洪水疊加給沿岸造成的威脅，分別實現(xiàn)了避免或減緩荊江河段、鄱陽湖和城陵磯附近地區(qū)防汛壓力的目標，有效緩解了長江中下游的防洪壓力(見表4)。2010年及2012年三峽水庫入庫最大洪峰流量分別為70 000 m3·s–1和71 200 m3·s–1，通過三峽水庫攔蓄，削減洪峰率分別為42.8 %和40 %，降低長江中游干流水位0.9～2.5 m，使荊江河段沙市水位未超過警戒水位、城陵磯水位未超過保證水位，為沿岸人民和經(jīng)濟社會發(fā)展提供了安全保障，防洪減災效益顯著。三峽工程有效地控制了長江上游洪水，提升了中下游的防洪能力，保護了人民的生命財產安全，保證了經(jīng)濟社會發(fā)展和人民安居樂業(yè)。

5.2. 發(fā)電效益

三峽工程自2003年首臺機組投產以來，截至2015年年底，三峽電站累計發(fā)電量為8.977 95×1011kW·h。有效緩解了華中、華東及廣東等地區(qū)的供電緊張局面。在全國大聯(lián)網(wǎng)格局中發(fā)揮著輸電樞紐電網(wǎng)支撐等重要作用，推動了全國電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)格局的形成，提升了全國范圍內能源保障能力。2012年全部機組投產，發(fā)電量達9.812×1010kW·h，占全國水電的比例約為11.4 %，使水電在電力結構中的比例提高1.95個百分點，為優(yōu)化我國電源結構、提高非石化能源消費占比，需增加清潔能源水電的供應能力。三峽工程建設有效替代火力發(fā)電，節(jié)能減排效益明顯。三峽電站累計發(fā)電8.977 95×1011kW·h，與火電相比，節(jié)約標準煤3.03×108t，減少二氧化碳排放7.69×108t，減少二氧化硫排放8.261×106t，減少氮氧化物排放2.367×106t，并減少了大量廢水、廢渣排放。

表4 三峽工程175 m水位試驗性蓄水運行水庫防洪調度資料匯總

5.3.航運效益

三峽工程蓄水運行后，庫區(qū)通航條件得到顯著改善，長江中下游枯水期的通航標準有所提高。2003年7月至2015年年底，三峽船閘累計運行11.59萬閘次，通過船舶68.2萬艘次，通過旅客1133.7萬人次，通過貨物8.6×108t。2011年單向年通過能力超過5×107t，提前19年實現(xiàn)了三峽工程的航運規(guī)劃目標。三峽庫區(qū)航道水流條件改善，提高了船舶航行和作業(yè)安全度，船舶運輸油耗下降2/3，航運成本降低1/3，使得長江真正發(fā)揮“低成本、大運量”的黃金水道作用，水運已成為三峽庫區(qū)的主要運輸方式，加快推進長江上游水運和沿江經(jīng)濟快速發(fā)展。

5.4. 水資源利用效益

三峽水庫是我國的淡水資源儲備庫，水資源利用除了航運和發(fā)電外，還可發(fā)揮在保障長江流域供水安全、維護生態(tài)、改善長江中下游枯水期水質、有利于南水北調等方面的水資源調節(jié)作用。同時，面對2011年我國長江中下游部分地區(qū)遭遇的百年一遇大面積干旱、河道載油船舶擱淺，以及2014年上海咸潮入侵等突發(fā)事件，三峽水庫及時加大下泄，實施應急搶險調度，成功應對了此類突發(fā)事件。三峽水庫水資源調度取得了較好的社會和生態(tài)效益。三峽水庫運行以來的水資源調配利用情況見表5。

6. 結語

三峽工程投運以來，庫區(qū)滑坡、崩塌等地質災害經(jīng)過治理，取得了良好的減災防災效果；庫區(qū)干流及一級支流水質穩(wěn)定在Ⅱ～Ⅲ類，長江中下游整體水質在蓄水前后無明顯變化，總體保持穩(wěn)定在Ⅱ類、Ⅲ類。但必須看到三峽工程對生態(tài)與環(huán)境的影響是較長期而緩慢的過程，需要繼續(xù)加強監(jiān)測；三峽水庫水污染防治仍面臨嚴峻的形勢，應持續(xù)加大環(huán)境治理和保護力度，加強長江水系的生態(tài)環(huán)境管理，進一步改善水庫特別是支流庫灣的水質，遏制水華頻發(fā)現(xiàn)象，保護長江優(yōu)質水源。當前，三峽工程以及上游干支流已形成梯級水庫群，并在進一步建設中，這為最大限度地利用好長江水資源奠定了基礎。對長江流域水資源進行科學調控，最大限度地減輕長江流域洪旱災害、改善水生態(tài)環(huán)境和充分利用水資源，對保障我國水安全、支撐國家可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，應盡快建立完善統(tǒng)一的調度機制，加強三峽水庫與中上游干支流水庫群聯(lián)合調度，實現(xiàn)長江水資源利用效益的最大化。三峽工程規(guī)模巨大、效益顯著、“利”多“弊”少。對于三峽工程運行中出現(xiàn)的問題，都要認真負責地逐個研究、防范治理，將三峽工程的“利”拓展到最大、“弊”控制到最小，為長江經(jīng)濟帶的持續(xù)發(fā)展和流域的人民福祉做出更大貢獻。

表5 三峽工程運行以來水資源調配利用資料匯總

[1] Project Team for TGP’s Staged Assessment of Chinese Academy of Engineering. TGP’s staged assessment report. Beijing: China Water & Power Press; 2010. Chinese.

[2] Project Team for TGP Assessment during Trial Impoundment Period of Chinese Academy of Engineering. Assessment report on TGP assessment during trial impoundment period. Beijing: China Water & Power Press; 2014. Chinese.

[3] China Three Gorges Corporation. Report on construction quality of TGP and project operation in 2014. 2015. Chinese.

[4] Zheng S. Discussion on TGP’s flood resources utilization and exerting integrated benefit. Yangtze River 2013;44(15):1?6. Chinese.

[5] China Three Gorges Corporation. Report on construction quality of TGP and project operation in 2015. 2016. Chinese.

[6] Zheng S. Discussion on hydropower resources development and environmental & ecological protection in China. Eng Sci 2006;8(6):1—6. Chinese.

http://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.002

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