前沿研究：三峽工程運(yùn)行以來(lái)的幾個(gè)問(wèn)題思考

本文選自中國(guó)工程院院刊《Engineering》2016年第4期

作者：鄭守仁

來(lái)源：Reflections on the Three Gorges Project since Its Operation[J].Engineering,2016,2(4):389-397.

一、概述

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

三峽工程于1993年施工準(zhǔn)備，1994年12月開(kāi)工，1997年11月6日大江截流，1998年開(kāi)始施工左岸大壩和電站廠房。2002年10月大壩泄洪壩段導(dǎo)流底孔過(guò)流，11月6日導(dǎo)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(jī)上閘首建成，開(kāi)始擋水。2003年6月，蓄水至135m水位，7月左岸電站首批機(jī)組發(fā)電，雙線五級(jí)連續(xù)船閘通航，進(jìn)入圍堰擋水發(fā)電期。2004年右岸大壩及電站廠房開(kāi)始施工，2005年左岸電站14臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)。2006年6月右岸大壩混凝土施工至壩頂高程185m，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156m水位，提前一年進(jìn)入初期運(yùn)行期。2007年右岸電站7臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)。2008年8月，大壩及電站廠房和雙線五級(jí)連續(xù)船閘全部完建，具備蓄水至正常蓄水位175m的條件；移民工程縣城和集鎮(zhèn)遷建完成，移民安置、庫(kù)區(qū)清理、地質(zhì)災(zāi)害防治、水污染防治、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、文物保護(hù)等專(zhuān)項(xiàng)，經(jīng)主管部門(mén)組織驗(yàn)收，可滿足水庫(kù)蓄水至175m水位的要求。國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)批準(zhǔn)三峽工程2008年汛末實(shí)施175m試驗(yàn)性蓄水，標(biāo)志著三峽工程由蓄水位156m運(yùn)行轉(zhuǎn)入175m試驗(yàn)性運(yùn)行。

二、長(zhǎng)江上游水文情勢(shì)變化與三峽水庫(kù)調(diào)度優(yōu)化問(wèn)題

（一）三峽工程壩址洪水特性

三峽工程壩址洪水由長(zhǎng)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(zhǎng)江上游北岸的岷江、沱江、嘉陵江(見(jiàn)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(lái)實(shí)測(cè)最大洪峰流量71 100 m3·s–1，歷史調(diào)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(shè)計(jì)，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為175m；按萬(wàn)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(yīng)校核洪水位為180.4 m。

圖1 長(zhǎng)江流域水系簡(jiǎn)圖

（二）長(zhǎng)江上游水文情勢(shì)變化

三峽工程初步設(shè)計(jì)水文資料采用壩址下游30km的宜昌站的實(shí)測(cè)資料，平均年徑流量為4.51×1011m3，平均年輸沙量為5.21×108t。20世紀(jì)90年代以來(lái)，長(zhǎng)江上游徑流量減少不多；受降水條件變化、干支流修建水庫(kù)、實(shí)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(lái)沙明顯減少(見(jiàn)表1)。

表1 三峽工程壩址及入庫(kù)徑流和泥沙變化匯總

Note: Cuntan and Wulong Hydrometrical Stations represent the site flowing into the Three Gorges Reservoir.

三峽工程入庫(kù)泥沙減少，有利于水庫(kù)長(zhǎng)期運(yùn)行。2003—2015年壩址多年平均年徑流量為4.003×1011m3，較初步設(shè)計(jì)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(nèi)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(lái)，汛期及10月、11月徑流量較初步設(shè)計(jì)減小，12月至次年5月徑流量增加。

（三）三峽工程初步設(shè)計(jì)水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式

每年汛期(6月中旬至9月下旬)水庫(kù)按防洪限制水位145m運(yùn)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105km)流量不超過(guò)56 700 m3·s–1的要求。當(dāng)發(fā)生流量小于55 000 m3·s–1的洪水時(shí)，按水位145m敞泄；當(dāng)發(fā)生流量大于55 000 m3·s–1的洪水時(shí)，需要運(yùn)用下游防洪調(diào)度，水庫(kù)攔蓄洪水，控制下泄流量。因攔蓄洪水將使水位抬升，洪水過(guò)后需復(fù)降至145m，以防下次洪水。汛后10月初開(kāi)始蓄水，有利于庫(kù)尾重慶河段走沙，并考慮下游航運(yùn)要求，蓄水期間最小下泄流量不低于電站保證出力相應(yīng)的流量，庫(kù)水位逐步上升至175m?？菟谝话惆锤咚贿\(yùn)行。汛前的6月上旬末降至145m。汛期的防洪調(diào)度以對(duì)荊江河段進(jìn)行防洪補(bǔ)償?shù)姆绞?，使荊江防洪標(biāo)準(zhǔn)由十年一遇提高至百年一遇，即長(zhǎng)江上游發(fā)生百年一遇洪水流量83 700 m3·s–1時(shí)，通過(guò)三峽水庫(kù)調(diào)控，可使沙市站(距大壩190km)水位低于44.5m；遭遇百年一遇以上至千年一遇洪水時(shí)，控制枝城站流量不大于80 000 m3·s–1，配合滯蓄洪區(qū)運(yùn)用，保證荊江河段行洪安全，沙市站水位不超過(guò)45m，避免兩岸干堤潰決，發(fā)生毀滅性災(zāi)害。

（四）試驗(yàn)性蓄水運(yùn)用期的防洪調(diào)度與蓄水調(diào)度

1. 三峽水庫(kù)防洪調(diào)度兼顧對(duì)城陵磯防洪補(bǔ)償調(diào)度

通過(guò)對(duì)近20年長(zhǎng)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(lèi)似1998年洪水，按對(duì)荊江河段防洪補(bǔ)償調(diào)度，水庫(kù)攔蓄洪量為3×109 m3，尚有大部分防洪庫(kù)容未運(yùn)用，而下游城陵磯地區(qū)(距大壩450km)防洪緊張，顯然沒(méi)有充分發(fā)揮三峽水庫(kù)的防洪作用。因此，在三峽工程試驗(yàn)性蓄水運(yùn)用期間，2009年10月經(jīng)主管部門(mén)審批，對(duì)三峽水庫(kù)調(diào)度方案進(jìn)行優(yōu)化，防洪調(diào)度兼顧對(duì)城陵磯防洪補(bǔ)償調(diào)度(見(jiàn)表2)。

表2 三峽水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的防洪調(diào)度方式

2. 汛期中小洪水滯洪調(diào)度

三峽水庫(kù)對(duì)荊江防洪補(bǔ)償調(diào)度按沙市站水位不超過(guò)44.5m控制，水庫(kù)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(shí)，水庫(kù)敞泄的流量將使沙市水位高于警戒水位43m，長(zhǎng)江中游沿線相應(yīng)超過(guò)警戒水位。中下游約有30 000 km堤防，其中，長(zhǎng)江干堤約3900km，均是修建在第四紀(jì)沖積平原上，堤身土質(zhì)結(jié)合不良，擋高水位時(shí)堤內(nèi)易出現(xiàn)滲漏、堤基出現(xiàn)管涌等險(xiǎn)情。汛期河道水位達(dá)到警戒水位時(shí)，需要耗費(fèi)大量的人力物力上堤查險(xiǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，荊江河段每10年就有3年以上河道水位超過(guò)警戒水位，三峽水庫(kù)利用防洪庫(kù)容攔蓄55 000 m3·s–1以下的中小洪水，可以減輕長(zhǎng)江中下游防洪壓力。鑒于三峽水庫(kù)洪水組成較復(fù)雜，實(shí)施中小洪水滯洪調(diào)度，超過(guò)防洪限制水位的概率增多，增加了防洪風(fēng)險(xiǎn)。因此中小洪水滯洪調(diào)度原則為：以不降低三峽工程防洪標(biāo)準(zhǔn)、基本不增加下游防洪壓力為前提，以大洪水入庫(kù)之前將庫(kù)水位預(yù)泄至汛限水位為條件，根據(jù)防洪形勢(shì)、實(shí)際來(lái)水以及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)情況進(jìn)行控制。當(dāng)三峽水庫(kù)不需要為荊江和城陵磯進(jìn)行防洪補(bǔ)償調(diào)度時(shí)，表2三峽水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的防洪調(diào)度方式可啟用中小洪水滯洪調(diào)度，并設(shè)定了啟用條件。2009—2015年汛期，實(shí)施了中小洪水滯洪調(diào)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(zhǎng)時(shí)間的大流量泄洪，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間過(guò)船閘船舶限航積壓造成經(jīng)濟(jì)損失，取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。鑒于中小洪水滯洪調(diào)度，每年汛期下泄流量在45 000 m3·s–1以下，可能導(dǎo)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(yàn)荊江河段堤防和河道泄洪能力，防止河道萎縮。

3. 汛末提前蓄水調(diào)度

近20年來(lái)，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(shè)計(jì)相比，分別偏枯11.2%及22.3%。三峽水庫(kù)為季調(diào)節(jié)水庫(kù)，若仍按初步設(shè)計(jì)規(guī)定的汛后10月初開(kāi)始蓄水，大部分年份水庫(kù)蓄水位不到175m，嚴(yán)重影響三峽工程發(fā)揮綜合效益。為此，在2008年試驗(yàn)性蓄水時(shí)將蓄水時(shí)間提前至9月下旬，起蓄水位為145.3m，此后各年蓄水時(shí)間提前至9月10—15日，起蓄水位承接前期防洪調(diào)度實(shí)際水位，9月底蓄水位為162m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175m。蓄水期間，長(zhǎng)江上游發(fā)生較大洪水，入庫(kù)流量超過(guò)30 000 m3·s–1，暫停蓄水，按防洪要求調(diào)度。三峽水庫(kù)試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行各年的蓄水情況見(jiàn)表3。

表3 三峽工程175m試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行各年蓄水資料匯總

（五）試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行期間的水資源調(diào)度與生態(tài)調(diào)度

1. 水資源調(diào)度

三峽工程試驗(yàn)性蓄水期間，為應(yīng)對(duì)長(zhǎng)江中下游干流以及洞庭湖和鄱陽(yáng)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(chǎn)、生態(tài)用水需求。2009年中下游地區(qū)出現(xiàn)干旱災(zāi)害，為緩解旱情，水庫(kù)蓄水至171.43m，停止蓄水，加大下泄流量。庫(kù)水位消落期，根據(jù)中下游地區(qū)供水、航運(yùn)、生態(tài)與環(huán)境以及發(fā)電等方面的要求調(diào)節(jié)下泄流量，按不低于6000 m3·s–1控制。

2. 生態(tài)調(diào)度

三峽工程于2011年開(kāi)始針對(duì)四大家魚(yú)(青魚(yú)、草魚(yú)、鰱、鳙)繁殖的生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)。在四大家魚(yú)繁殖期間的5月下旬至6月中旬，大壩下游河道水溫達(dá)到18 ℃以上。結(jié)合汛前騰空庫(kù)容的需要，根據(jù)上游來(lái)水情況，利用調(diào)度形成1~2次持續(xù)10d左右的漲水過(guò)程，將宜昌站流量11 000 m3·s–1作為起始流量，在6d內(nèi)增加8000 m3·s–1，最終達(dá)到19000 m3·s–1，水位平均日漲幅不低于0.4m。生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，這對(duì)四大家魚(yú)的繁殖產(chǎn)生了促進(jìn)作用，使其在調(diào)度期間的產(chǎn)卵量顯著增加。

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

（六）實(shí)施中小洪水滯洪調(diào)度及汛末提高蓄水和減少水庫(kù)泥沙淤積的措施

三峽水庫(kù)汛期實(shí)施中小洪水滯洪調(diào)度，庫(kù)水位抬高致使排沙比降低，水庫(kù)泥沙淤積量相對(duì)增多；水庫(kù)蓄水提前至汛末(9月10日)開(kāi)始蓄水，影響庫(kù)尾變動(dòng)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(kù)泥沙大量減少，根據(jù)實(shí)測(cè)資料，2003年6月至2015年12月，水庫(kù)淤積泥沙1.6034×109 t，年均淤積泥沙1.28×108 t，僅為預(yù)測(cè)結(jié)果的38%。2003—2015年排沙比為24.2%，低于初步設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)值。長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局實(shí)測(cè)水文資料發(fā)現(xiàn)，發(fā)生大洪水時(shí)，洪峰從寸灘站到達(dá)大壩前約需18~30h，沙峰傳播時(shí)間則為3~7d。為減少水庫(kù)泥沙淤積，2012年7月，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，在進(jìn)行洪水削峰調(diào)度的同時(shí)，利用洪峰與沙峰傳播時(shí)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(jìn)行了首次沙峰排沙調(diào)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(kù)“排渾”運(yùn)行方式。為解決庫(kù)尾重慶市主城區(qū)河段走(排)沙問(wèn)題，2012年5月7—24日和2013年5月13—20日進(jìn)行了兩次庫(kù)尾泥沙沖淤試驗(yàn)，庫(kù)水位分別從161.92m消落至154.5m和從160.16m消落至155.97m，消落幅度分別為7.42m和4.19m，日均降幅分別為0.41m和0.52m，水庫(kù)回水末端從重慶的大渡口附近(距大壩625km)逐步下移至長(zhǎng)壽附近(距大壩535km)。庫(kù)水位消落期間，庫(kù)尾河段沿程沖刷。重慶大渡口至涪陵河段(含169km長(zhǎng)的嘉陵江河段)(見(jiàn)圖2)沖刷量分別為2.41×106 m3和4.413×106 m3。庫(kù)尾沖淤調(diào)度實(shí)踐表明，在每年5月結(jié)合庫(kù)水位消落實(shí)施庫(kù)尾沖淤調(diào)度，可將庫(kù)尾河段淤積的泥沙沖至水庫(kù)水位145m以下河槽內(nèi)，解決了水庫(kù)提前至汛末蓄水而影響重慶主城區(qū)河段走(沖)沙問(wèn)題，并在汛期實(shí)施沙峰排沙調(diào)度，為三峽水庫(kù)“蓄清排渾”運(yùn)行闖出一條新途徑。

圖2 三峽大壩上游長(zhǎng)江干流及主要支流

三、庫(kù)區(qū)移民安置與生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題

（一）庫(kù)區(qū)移民安置

三峽庫(kù)區(qū)移民搬遷安置129.64萬(wàn)人，其中農(nóng)村移民搬遷安置55.07萬(wàn)人(包括外遷19.62萬(wàn)人)。遷建城市2座、縣城10座、集鎮(zhèn)106座，搬遷安置74.57萬(wàn)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(hù)項(xiàng)目1128處，其中地面文物364處、地下文物764處，發(fā)掘面積為1.7538×106 m2。一批國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物得到恢復(fù)和保護(hù)，保存了大量實(shí)物資料。移民安置區(qū)公路、橋梁、港口、碼頭、水利及電力設(shè)施、電信線路、廣播電視等專(zhuān)項(xiàng)設(shè)施遷(復(fù))建任務(wù)全部完成。移民搬遷后的居住條件、基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施明顯改善；移民生產(chǎn)安置措施得到落實(shí)，生產(chǎn)扶持措施已見(jiàn)成效，移民生活水平逐步提高，充分體現(xiàn)了“以人為本、關(guān)注民生、保護(hù)環(huán)境、持續(xù)發(fā)展”的庫(kù)區(qū)移民安置規(guī)劃理念，促進(jìn)了庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的良性循環(huán)，保障移民搬遷安置和庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，并經(jīng)受了175m水位運(yùn)行的檢驗(yàn)，庫(kù)區(qū)社會(huì)總體和諧穩(wěn)定。

（二）庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治

三峽工程庫(kù)區(qū)歷史上就是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)之一。三峽工程開(kāi)工后，國(guó)家設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)對(duì)庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害實(shí)施分期治理和防護(hù)工程措施。經(jīng)過(guò)對(duì)428處滑坡和302段不穩(wěn)定庫(kù)岸的工程治理，解除了崩塌滑坡對(duì)移民遷建城鎮(zhèn)和農(nóng)村移民遷建點(diǎn)構(gòu)成的危害；減輕了滑坡下滑入江成災(zāi)的隱患，避免了地質(zhì)災(zāi)害對(duì)港口、碼頭和道路的危害，增加了航運(yùn)安全。庫(kù)區(qū)設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)3049處，實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害搬遷避讓項(xiàng)目525處，極大地改善了庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境，提高了庫(kù)區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和長(zhǎng)江航運(yùn)安全保障程度。2003年6月水庫(kù)蓄水運(yùn)行以來(lái)，滑坡高發(fā)時(shí)段隨著時(shí)間推移呈遞減態(tài)勢(shì)，說(shuō)明因水庫(kù)蓄水引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害已由高發(fā)向低風(fēng)險(xiǎn)水平的平穩(wěn)期過(guò)渡。通過(guò)建立覆蓋全庫(kù)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，提高了早期預(yù)警能力，經(jīng)受了2007年和2014年百年罕遇暴雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的襲擊，成功預(yù)警和應(yīng)急處置了400多處地質(zhì)災(zāi)害，有效地避免了地質(zhì)災(zāi)害造成的人員傷亡。三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治，保障了庫(kù)區(qū)遷建城鎮(zhèn)和農(nóng)村移民遷建點(diǎn)的安全及長(zhǎng)江航運(yùn)的安全，驗(yàn)證了“預(yù)防為主、監(jiān)測(cè)為要、避險(xiǎn)搬遷為先，工程治理以城鎮(zhèn)及農(nóng)村居民點(diǎn)為重點(diǎn)”地質(zhì)災(zāi)害防治思路的正確性。

（三）庫(kù)區(qū)地震

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

2003年6月1日至2015年12月31日，三峽工程庫(kù)區(qū)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)共記錄到M0.0級(jí)以上地震6245次，其中小于M3.0級(jí)的微震和極微震，占地震總數(shù)的99.84%，說(shuō)明地震活動(dòng)以微震和極微震為主，主要分布于庫(kù)區(qū)兩岸10km范圍內(nèi)，其分布地區(qū)大部分都在采礦區(qū)和灰?guī)r區(qū)。雖然發(fā)生了頻次較高的水庫(kù)誘發(fā)地震，但主要是外成因非構(gòu)造型的微震和極微震，地震強(qiáng)度不大，最大為M5.1級(jí)，最高震中烈度為Ⅶ度。由于強(qiáng)度較低，迄今為止，尚未引發(fā)庫(kù)區(qū)各類(lèi)次生地質(zhì)災(zāi)害。水庫(kù)蓄水后，壩區(qū)遭受的地震最高影響烈度為Ⅳ度，遠(yuǎn)低于三峽大壩抗震設(shè)防烈度Ⅶ度，對(duì)三峽工程及其設(shè)施的正常安全運(yùn)行未造成影響。

（四）庫(kù)區(qū)水環(huán)境保護(hù)

三峽工程自開(kāi)工以來(lái)，國(guó)家高度重視庫(kù)區(qū)的生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)，相繼制定并實(shí)施了《長(zhǎng)江上游水污染整治規(guī)劃》《三峽工程施工區(qū)環(huán)境保護(hù)實(shí)施規(guī)劃》和《三峽水庫(kù)庫(kù)周綠化帶建設(shè)規(guī)劃》等。2001年11月，國(guó)務(wù)院批復(fù)實(shí)施《三峽庫(kù)區(qū)及其上游水污染防治規(guī)劃(2001—2010年)》，將環(huán)境保護(hù)范圍由三峽庫(kù)區(qū)擴(kuò)展到三峽地區(qū)(庫(kù)區(qū)、影響區(qū)、上游區(qū))，總面積為7.9×105 km2，涉及重慶、湖北、四川、貴州和云南等5省(直轄市)，進(jìn)一步強(qiáng)化了三峽地區(qū)的生態(tài)建設(shè)和水污染防治工作，妥善處理了庫(kù)區(qū)移民安穩(wěn)致富與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。三峽庫(kù)區(qū)加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水和垃圾處理及配套設(shè)施建設(shè)，采取了污染物總量減排、生態(tài)與環(huán)境保護(hù)、支流水華處置和庫(kù)岸生態(tài)屏障建設(shè)等一系列有效措施，三峽水庫(kù)蓄水以來(lái)庫(kù)區(qū)干流水質(zhì)保持良好，除個(gè)別斷面的少數(shù)年份外，水質(zhì)均為Ⅱ~Ⅲ類(lèi)。庫(kù)區(qū)37條主要支流非回水區(qū)水質(zhì)多為Ⅱ~Ⅲ類(lèi)，優(yōu)于岷江、沱江和烏江上游來(lái)水，但回水區(qū)水質(zhì)劣于非回水區(qū)。庫(kù)區(qū)主要支流富營(yíng)養(yǎng)狀況有所加重，回水區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化程度較高，主要分布在長(zhǎng)壽、涪陵、豐都和萬(wàn)州。庫(kù)區(qū)主要支流總磷和總氮濃度呈上升趨勢(shì)，存在爆發(fā)水華的現(xiàn)象。

四、三峽樞紐清水下泄對(duì)壩下游河道的沖刷與河道整治問(wèn)題

（一）三峽樞紐清水下泄對(duì)壩下游河道的沖刷

三峽水庫(kù)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(duì)下游河道的沖刷。自水庫(kù)蓄水運(yùn)用以來(lái)，三峽樞紐清水下泄對(duì)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(shì)，目前河道沖刷已發(fā)展到湖口以下。宜昌至湖口河段(見(jiàn)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1.221×108m，年均沖刷強(qiáng)度為1.28×103 5m m3(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(lái)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(qiáng)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(qiáng)度增大，說(shuō)明河床沖刷強(qiáng)度向下游發(fā)展的現(xiàn)象較為明顯。

圖3 三峽大壩下游長(zhǎng)江干流及洞庭湖和鄱陽(yáng)湖

（二）壩下游河道沖刷的不利影響及其治理措施

三峽工程投運(yùn)后，樞紐清水下泄對(duì)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(shí)有發(fā)生。2003—2013年長(zhǎng)江中下游干流河道共發(fā)生崩岸險(xiǎn)情698處，崩岸總長(zhǎng)度為521.4 km，但主要發(fā)生在三峽水庫(kù)蓄水前的崩岸段和險(xiǎn)工段范圍內(nèi)。壩下游河道沖刷使河勢(shì)出現(xiàn)一定的調(diào)整，局部河勢(shì)變化引發(fā)崩岸，但總體河勢(shì)基本穩(wěn)定，荊江大堤和干堤護(hù)岸險(xiǎn)工段基本安全穩(wěn)定，尚未發(fā)生重大崩岸險(xiǎn)情，發(fā)生崩岸的護(hù)岸險(xiǎn)工段經(jīng)過(guò)搶護(hù)加固，險(xiǎn)情得到控制。

在江湖關(guān)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(kù)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(jìn)入枯水期，從而影響湖區(qū)的水資源利用，這在鄱陽(yáng)湖和洞庭湖較為明顯。

在對(duì)長(zhǎng)江口的影響方面，有利影響是通過(guò)水庫(kù)調(diào)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(yùn)方面，有利影響是枯期下泄流量達(dá)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(dǎo)致河床下切，宜昌枯水位下降，通過(guò)流量補(bǔ)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(diào)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(dòng)，使航道變化具有不確定性，影響通航。

針對(duì)三峽工程投運(yùn)后對(duì)長(zhǎng)江中下游河勢(shì)及岸坡穩(wěn)定，沿岸城鎮(zhèn)供水和農(nóng)業(yè)灌溉、航運(yùn)及生態(tài)環(huán)境的不利影響，結(jié)合三峽工程科學(xué)調(diào)度，采取工程治理與生態(tài)修復(fù)，加強(qiáng)觀測(cè)及防治，使其不利影響有所減緩或消除。通過(guò)對(duì)礙航淺灘及時(shí)疏浚維護(hù)，長(zhǎng)江中下游航道得以保持暢通，宜昌至湖口河段的最小維護(hù)水深有所提高。

五、三峽工程利用部分洪水資源與全面發(fā)揮綜合效益問(wèn)題

三峽工程是開(kāi)發(fā)治理和保護(hù)長(zhǎng)江的關(guān)鍵性骨干工程，自2008年實(shí)施175m水位試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行以來(lái)，遵循“確保防洪安全、減少水庫(kù)淤積、利于環(huán)境保護(hù)”的水庫(kù)運(yùn)行調(diào)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(yùn)、水資源利用等綜合效益。

（一）防洪效益

三峽工程實(shí)施175m試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行以來(lái)，汛期通過(guò)科學(xué)調(diào)度，利用防洪庫(kù)容對(duì)發(fā)生的中小洪水進(jìn)行攔蓄，發(fā)揮了削峰、錯(cuò)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(shí)現(xiàn)了避免或減緩荊江河段、鄱陽(yáng)湖和城陵磯附近地區(qū)防汛壓力的目標(biāo)，有效緩解了長(zhǎng)江中下游的防洪壓力(見(jiàn)表4)。2010年及2012年三峽水庫(kù)入庫(kù)最大洪峰流量分別為70 000 m3·s–1和71 200 m3·s–1，通過(guò)三峽水庫(kù)攔蓄，削減洪峰率分別為42.8%和40%，降低長(zhǎng)江中游干流水位0.9~2.5m，使荊江河段沙市水位未超過(guò)警戒水位、城陵磯水位未超過(guò)保證水位，為沿岸人民和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了安全保障，防洪減災(zāi)效益顯著。三峽工程有效地控制了長(zhǎng)江上游洪水，提升了中下游的防洪能力，保護(hù)了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，保證了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民安居樂(lè)業(yè)。

表4 三峽工程175m水位試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行水庫(kù)防洪調(diào)度資料匯總

（二）發(fā)電效益

三峽工程自2003年首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，截至2015年年底，三峽電站累計(jì)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(guó)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(dòng)了全國(guó)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)格局的形成，提升了全國(guó)范圍內(nèi)能源保障能力。2012年全部機(jī)組投產(chǎn)，發(fā)電量達(dá) 9.812×1010kW·h，占全國(guó)水電的比例約為11.4%，使水電在電力結(jié)構(gòu)中的比例提高1.95個(gè)百分點(diǎn)，為優(yōu)化我國(guó)電源結(jié)構(gòu)、提高非石化能源消費(fèi)占比，需增加清潔能源水電的供應(yīng)能力。三峽工程建設(shè)有效替代火力發(fā)電，節(jié)能減排效益明顯。三峽電站累計(jì)發(fā)電 8.977 95×1011 kW·h，與火電相比，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)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 2.367×108t，并減少了大量廢水、廢渣排放。

（三）航運(yùn)效益

三峽工程蓄水運(yùn)行后，庫(kù)區(qū)通航條件得到顯著改善，長(zhǎng)江中下游枯水期的通航標(biāo)準(zhǔn)有所提高。2003年7月至2015年年底，三峽船閘累計(jì)運(yùn)行11.59萬(wàn)閘次，通過(guò)船舶68.2萬(wàn)艘次，通過(guò)旅客1133.7萬(wàn)人次，通過(guò)貨物 8.6×108t。2011年單向年通過(guò)能力超過(guò) 5×107t，提前19年實(shí)現(xiàn)了三峽工程的航運(yùn)規(guī)劃目標(biāo)。三峽庫(kù)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(yùn)輸油耗下降2/3，航運(yùn)成本降低1/3，使得長(zhǎng)江真正發(fā)揮“低成本、大運(yùn)量”的黃金水道作用，水運(yùn)已成為三峽庫(kù)區(qū)的主要運(yùn)輸方式，加快推進(jìn)長(zhǎng)江上游水運(yùn)和沿江經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

（四）水資源利用效益

三峽水庫(kù)是我國(guó)的淡水資源儲(chǔ)備庫(kù)，水資源利用除了航運(yùn)和發(fā)電外，還可發(fā)揮在保障長(zhǎng)江流域供水安全、維護(hù)生態(tài)、改善長(zhǎng)江中下游枯水期水質(zhì)、有利于南水北調(diào)等方面的水資源調(diào)節(jié)作用。同時(shí)，面對(duì)2011年我國(guó)長(zhǎng)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(kù)及時(shí)加大下泄，實(shí)施應(yīng)急搶險(xiǎn)調(diào)度，成功應(yīng)對(duì)了此類(lèi)突發(fā)事件。三峽水庫(kù)水資源調(diào)度取得了較好的社會(huì)和生態(tài)效益。三峽水庫(kù)運(yùn)行以來(lái)的水資源調(diào)配利用情況見(jiàn)表5。

表5 三峽工程運(yùn)行以來(lái)水資源調(diào)配利用資料匯總

六、結(jié)語(yǔ)

三峽工程投運(yùn)以來(lái)，庫(kù)區(qū)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害經(jīng)過(guò)治理，取得了良好的減災(zāi)防災(zāi)效果；庫(kù)區(qū)干流及一級(jí)支流水質(zhì)穩(wěn)定在Ⅱ~Ⅲ類(lèi)，長(zhǎng)江中下游整體水質(zhì)在蓄水前后無(wú)明顯變化，總體保持穩(wěn)定在Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)。但必須看到三峽工程對(duì)生態(tài)與環(huán)境的影響是較長(zhǎng)期而緩慢的過(guò)程，需要繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)；三峽水庫(kù)水污染防治仍面臨嚴(yán)峻的形勢(shì)，應(yīng)持續(xù)加大環(huán)境治理和保護(hù)力度，加強(qiáng)長(zhǎng)江水系的生態(tài)環(huán)境管理，進(jìn)一步改善水庫(kù)特別是支流庫(kù)灣的水質(zhì)，遏制水華頻發(fā)現(xiàn)象，保護(hù)長(zhǎng)江優(yōu)質(zhì)水源。當(dāng)前，三峽工程以及上游干支流已形成梯級(jí)水庫(kù)群，并在進(jìn)一步建設(shè)中，這為最大限度地利用好長(zhǎng)江水資源奠定了基礎(chǔ)。對(duì)長(zhǎng)江流域水資源進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，最大限度地減輕長(zhǎng)江流域洪旱災(zāi)害、改善水生態(tài)環(huán)境和充分利用水資源，對(duì)保障我國(guó)水安全、支撐國(guó)家可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，應(yīng)盡快建立完善統(tǒng)一的調(diào)度機(jī)制，加強(qiáng)三峽水庫(kù)與中上游干支流水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)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(duì)于三峽工程運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，都要認(rèn)真負(fù)責(zé)地逐個(gè)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(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的持續(xù)發(fā)展和流域的人民福祉做出更大貢獻(xiàn)。

注：本文內(nèi)容呈現(xiàn)形式略有調(diào)整，若需可查看原文。

改編原文：

Shouren Zheng.Reflections on the Three Gorges Project since Its Operation[J].Engineering,2016,2(4):389-397.

作者介紹

鄭守仁，水利水電工程專(zhuān)家，中國(guó)工程院院士。

先后負(fù)責(zé)烏江渡、葛洲壩導(dǎo)流、截流設(shè)計(jì)、隔河巖現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程設(shè)計(jì)，1994年起負(fù)責(zé)三峽工程設(shè)計(jì)。他長(zhǎng)駐施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)解決許多與設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)難題，為葛洲壩工程大江截流及圍堰設(shè)計(jì)施工、隔河巖工程質(zhì)量?jī)?yōu)良、提前一年發(fā)電和三峽工程設(shè)計(jì)、施工作出了貢獻(xiàn)。