您有一份三峽工程觀察報告待查收

觀察目的

1. 掌握三峽工程的工程建設、運行、效益及中華鱘保護相關基本情況

2. 感受三峽工程設計的智性之美

提出問題

1. 三峽大壩是什么類型的壩？有多大、多重？

2.三峽大壩是如何在長江中建起來的？

3.三峽大壩是通過哪些措施創造右岸壩段無裂縫奇跡的？

4.三峽工程是怎樣發揮防洪功能的？

5.三峽電站的發電原理是什么？

6.船舶如何通過三峽雙線五級船閘？

7.三峽升船機是怎樣運行的？

8.三峽升船機的安全系統是如何運行的？

9.三峽水庫蓄水會誘發地震嗎？

10.為保護中華鱘，三峽集團采取了哪些保護措施？

Part.

01

三峽大壩是什么類型的壩？

有多大、多重？

三峽大壩壩頂高程185米，壩基新鮮花崗巖巖面最低高程4米。最大壩高181 米，相當于 60 層樓房的高度。壩頂最大寬度 22.60 米，壩底最大寬度126.73 米，三峽大壩橫剖面近似直角梯形，是一座混凝土重力壩，大壩用混凝土 2800萬方，混凝土密度每立方米 2.4噸左右。大壩依靠自身重量及其與地面的摩擦力抵抗水庫上游水的壓力載荷，以維持自身穩定。

▲三峽大壩示意圖

繪圖：謝潮

Part.

02

三峽大壩是如何

在長江中建起來的？

三峽大壩橫亙于長江中，大壩必須在沒有水的條件下施工，此外，施工中還要考慮江水宣泄和通航問題。為此，三峽工程施工導流采用“三期導流、明渠通航”的施工方案。一期：在右岸建設圍堰，修筑混凝土導流明渠、澆筑混凝土縱向圍堰等。此時大江承擔泄洪及通航任務。二期：利用導流明渠導流江水，修筑二期上下游土石橫向圍堰，與一期混凝土縱向圍堰形成二期基坑，修建泄洪壩段、左岸廠房壩段及電站廠房等。船舶從導流明渠和臨時船閘通行。三期：在右岸導流明渠內修筑三期上下游圍堰，抽干基坑內江水，修建右岸壩段。此時，江水由壩體設施過流，船舶從五級船閘通行。右岸大壩澆筑完成后，拆除圍堰實現全線擋水。

▲圍堰施工示意圖

繪圖：田逸哲

Part.

03

三峽大壩是通過哪些措施

創造右岸壩段無裂縫奇跡的？

大體積混凝土凝固時產生的熱量，會導致大壩內部溫度升高。當外界環境溫度較低時，大壩內外溫差產生的拉力會破壞混凝土，產生溫度裂縫。而三峽右岸大壩自 2006年建成后，至今尚未發現混凝土表面溫度裂縫。這是由于三峽大壩右岸壩段施工時，采取了“夏吃冰棍，冬穿棉襖”的主要溫控措施。“夏吃冰棍”指夏季拌和混凝土時加入冰屑，配合負溫風冷骨料，拌和出低溫混凝土。在遮陽棚的保護下通過皮帶機傳送至現場。在四周有噴霧降溫的環境下，經過振搗施工才成為大壩的一部分。“冬穿棉襖”指在冬季來臨前，給一年以內拆除模板的壩段的混凝土表面覆蓋保溫被、泡沫塑料板等保溫材料。這些措施可減少大壩內外溫度差，防止產生溫度裂縫。

▲夏吃冰棍，冬穿棉襖

繪圖：王旭輝

Part.

04

三峽工程是怎樣發揮

防洪功能的？

在汛期到來之前，三峽工程的蓄水位降至防洪限制水位 145米，騰出防洪庫容 221.5億立方米用于防洪調度。遇到類似 1998年洪水或百年一遇洪水（上游來洪水流量發生概率為 1%）時，經過三峽工程調蓄后，可不啟用荊江分洪區和其他分蓄洪區，確保長江中下游安瀾。遇到千年一遇洪水（上游來洪水流量發生概率為 1‰）時，三峽工程與荊江分洪區和其他分蓄洪區聯合，可保障荊江堤防安全。遇到類似 1870年大洪水時，通過三峽工程和荊江等多個分蓄洪區調度，可避免江漢平原發生毀滅性災害。

▲三峽工程防洪庫容示意圖

繪圖：付愛新

Part.

05

三峽電站的發電原理是什么？

三峽電站共 34臺機組，包括單機容量為 70萬千瓦的左岸 14臺機組、右岸 12臺機組和地下電站 6臺機組，另有 2臺單機容量為 5萬千瓦的電源電站機組，總裝機容量為 2250萬千瓦。水電站發電的過程是水的勢能通過水輪機轉變為動能，再通過發電機轉化為電能的過程。結合三峽水電站的具體情況，三峽水庫的水從水電站進水口流入引水管，進入水輪機之中。水輪機在水流的沖擊力下轉動，帶動同一根主軸上的發電機轉子以同樣的速度運轉，發電機即可發出強大的電力。

▲三峽電站發電原理

繪圖：王旭輝

Part.

06

船舶如何通過

三峽雙線五級船閘？

三峽雙線五級船閘是當今世界規模最大的內河船閘。船閘分南北兩線一線上行一線下行。每線船閘有 5個閘室、6道人字閘門；5個閘室呈樓梯狀布置。三峽船閘單個閘室凈寬34米、長280米，可同時容納 6艘 3000噸級船舶。一艘船通過三峽船閘大約要 3個小時。從長江上游駛向下游的船舶，通過三峽船閘時首先駛入一閘室，關閉一閘首人字門，通過地下輸水系統，一閘室往二閘室內充水，當兩個閘室內水面齊平時，打開二閘首人字門，船舶駛入二閘室。依次類推，船舶就好像走樓梯一樣，最終通過五閘室，駛向大壩下游河道。上行船舶則按照相反的方向，從五閘室依次駛向一閘室，最終抵達大壩上游河道。

▲五級船閘運行示意圖

繪圖：付愛新

Part.

07

三峽升船機是怎樣運行的？

三峽垂直升船機是目前世界上規模最大、技術難度最高的垂直升船機。除了爬升方式不同外，垂直升船機跟我們日常乘坐的電梯一樣，容納船舶的承船廂就像電梯的轎廂，可容納一艘 3000噸級船舶，是客輪和特種船舶的快速過壩通道。假如船舶從大壩下游駛向上游，當船舶駛入承船廂，關閉承船廂下游閘門，承船廂通過齒輪齒條爬升裝置上升，直到承船廂內水位與上游水庫水位齊平時，打開承船廂上游閘門，船舶駛出承船廂進入上游航道。船舶從上游向下游行駛，過程相反。一艘船“乘坐”垂直升船機過壩，約需 37分鐘。

▲三峽升船機基本結構示意圖

繪圖：Hleeow

Part.

08

三峽升船機的安全系統

是如何運行的？

三峽升船機配備的安全系統是經過反復比較的，被專家們一致認定為最安全的“長螺母 -短螺桿”鎖定裝置。簡單說來，就是在承船廂兩側的塔柱上各安裝兩組柱狀螺母（即螺母柱），從塔頂一直到底部。然后在承船廂兩側對應位置各安裝兩組短螺桿，短螺桿螺牙與螺母柱螺牙單邊保持一定間隙。承船廂正常升降運行時，短螺桿在螺母柱里空轉。出現緊急情況時，安全系統一旦檢測到承船廂不平衡或重量發生異常，驅動系統將自動停止運行。當不平衡載荷持續增加超過驅動裝置液氣彈簧的預警值時，液氣彈簧動作，短螺桿與螺母柱之間的間隙逐漸消失，短螺桿螺牙與螺母柱螺牙貼合，靠機械自鎖將承船廂鎖定在螺母柱上。三峽升船機調試過程中，進行了船廂水漏空及模擬沉船等極端事故工況試驗，證明此系統安全高效，保險系數極高。

▲" 長螺母 - 短螺桿 " 安全裝置示意圖

繪圖：Hleeow

Part.

09

三峽水庫蓄水會誘發地震嗎？

自然界原發地震震源多在地下十幾千米至幾十千米，其釋放的能量極其巨大，因此造成了地面強烈運動。因水庫蓄水而使壩區、水庫庫盆或近岸范圍內發生的地震，叫作水庫誘發地震。而觸發水庫誘發地震的能量和原發地震相比，是微不足道的。

綜合三峽壩區的巖石類別、地質構造及巖溶地質條件分析，可能發生的地震的震級上限為 5.5級，影響到三峽壩址的地震烈度不超過Ⅵ度，而三峽大壩等樞紐建筑物均按Ⅶ度設防。研究認為，三峽水庫誘發地震不會對大壩安全造成任何影響。

▲自然原發地震震源位置與三峽大壩位置

繪圖：付愛新

Part.

10

為保護中華鱘，

三峽集團采取了哪些措施？

中華鱘出生在長江、成長在大海，是地球上最古老的脊椎動物之一，距今有1.4億年歷史。三峽集團中華鱘研究所自1984年起，持續多年開展中華鱘人工繁育和技術攻關，已掌握全人工繁殖、人工種群遺傳譜系構建、單雌核發育、種質資源保存等中華鱘物種保護核心技術，建立了覆蓋親魚培育、催產繁殖、苗種培育、梯隊建設、增殖放流及效果評估、洄游監測、棲息地保護等全周期的中華鱘保護體系，為中華鱘種群的復壯奠定了基礎。成功完成世界首個八倍體動物中華鱘的全基因測序和組裝，為更好地開展中華鱘等鱘形目魚類的基因組學、遺傳育種、種質保護、多倍體進化等研究提供了重要理論和數據支撐。

▲中華鱘放流與監測

繪圖：付愛新

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報道河流地理與水文化

責編：任 紅 王芳麗

美編：周伊萌 程曉新

校對：段海英

審核：任 紅

來源：《中國三峽》雜志 2021年第3期 有刪改