1992年4月,长江三峡工程动工。

当时,中国经济尚不发达,1991年GDP约为3834亿美元,排名世界第十一位,人均GDP仅三四百美元,与日本等发达国家相差悬殊。

在财政收入有限的情况下,三峡工程的巨额投入显得尤为突出,但国家仍举国之力推进此项工程。

为了减少投入,降到移民数量。当年国家太穷了,三峡在所有方案中选择了185米方案,如果采用200米坝高方案,可以每年发电收益增加比现在增加15%,防洪和航运收益更是巨大。

三峡水库在全球水库中排名第25,主要受地形限制。水库总面积1084平方公里,正常水位175米,储水量393亿立方米。大坝高度曾有多种方案,最终确定为185米高,正常水位175米。

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若采用更高水位方案,虽会增加移民等挑战,但将显著提升防洪、补水、航运及发电效益,并有望使长江洪枯水量得到更好调节,进一步支持南水北调工程。

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然而,受限于当时国家经济条件,最终采用了当前方案。如今回顾,三峡大坝的建成仍具有重要意义,但未来在条件允许的情况下,或可考虑进一步提升其效益。

现在能不能将三峡大坝加高10米?

把三峡“长高”10米,最高大坝加高到195米,也就是说正常水位在185米,相当于增加了50亿立方米以上的蓄水量,对库区地基和大坝承压能力是一种考验,现在185米中坝方案当初设计方案为遇洪水时可超设计标准水位达到180.4米。

而“长高10米”后,现在正常蓄水位为185米,超出当初设计的洪水水位180.4米还要高4.6米,也就相当于多出20亿立方米的水。

这样的方案没有实际意义。比较加高三峡大坝,更好的方案是调水。

要考虑防洪和蓄水,还有兼顾发电的目前具体措施是在上游建更多水电站。

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海拔最高的百万千瓦级水电站两河口水电站水库首次蓄满。

两河口水电站的防洪库容为148亿立方米‌,约占四川省内大型水库总调节库容的51%。两河口水电站与下游的锦屏一级和二滩水库联合运行时,总库容达249亿立方米,调节库容高达148亿立方米‌。

这150亿防洪库容,相当于增加了三峡的库容,比加高三峡20米还要好。

更好的方式为什么是调水?如下面工程可以增加约250亿立方米防洪库容。

嘉陵江洪水改道到黄河可行性探讨

将白龙江与嘉陵江的洪水改道至黄河具备可行性。该调水工程的核心要素如下:

  1. 工程规模与造价

    • 主体为一条长70公里的直径10米隧洞,造价总计140亿,每公里造价约为2亿。

    • 建造两座大坝:朝天大坝高60米,坝顶高程560米,长400米;阳平关大坝高130米,坝顶高程700米,长500米,两者总造价约150亿。

    • 因此,调水通路总造价约为300亿。

2.调水量与成本

  • 最大调水量集中在汛期及前后四个月,可调动洪水70亿立方米,其余月份调水20亿立方米,全年总量达90亿立方米。

  • 吨水投资低于3.5元,调水线路总长约150公里,白龙江取水点海拔570米,嘉陵江取水点海拔680~700米。

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3.抽水蓄能电站

  • 拟建一座2GW的抽水蓄能电站,抽发落差140米,汛期每日抽水17小时,发电5小时,最大抽水流量可达1200立方米每秒,汛期抽水量预计超过50亿立方米。

  • 抽水站下库海拔540米,抽至680米后,在汉江流域发电可完全回收能源,且不影响嘉陵江下游发电,因汛期需防洪,下游本就存在大量弃水。

4.工程优化与成本节约

  • 吨水投资之所以低于常规(中国大部分调水工程吨水投资超过10元,部分高达30元),主要归功于工程优化算法的运用,使得调水通路能最大化利用现有河道。

  • 抽水蓄能电站在非抽水期间的调水功能,以及隧洞造价成本的降低,也是重要因素。

  • 投资成本估算未纳入调水线路淹没区域的拆迁成本,特别是铁路拆迁重建费用。

5.关键数据补充

  • 白龙江宝珠寺水库为调水起点。

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白龙江宝珠寺水库作为调水起点

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白龙江取水点海拔

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2.白龙江至安乐河的15公里隧洞,海拔由570米降至558米,设计流量为200~230立方米每秒(汛期加大),双隧洞最大设计流量400立方米每秒。

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朝天大坝坝址,大坝一次建成坝高590米,蓄水控制在540米,20年后,拆迁完成后蓄水至590米。可以存储约80亿立方米水资源。

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阳平关大坝坝址,阳平关大坝建一个水头140米的2GW抽水蓄能电站,投资不考虑大坝约需要120亿。投资通过抽蓄发电差价回收。

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嘉陵江至汉江的隧道将建设4条直径10米、长10公里的隧洞,设计流量同前,最大调水量可达920立方米每秒,确保每年6至9月调水70亿立方米,其余月份调水20亿立方米,全年总量90亿立方米。。

全年调水量90亿立方米。嘉陵江亭子口水库年径流量190亿,调走90亿之后,只有100亿,但这个调水系统重要是汛期调洪水,不会对下游航运发电和生态生活用水有任何不利影响。

综上所述,该调水工程通过精细设计与优化,实现了较低的吨水投资,但需注意未纳入的潜在成本。

如果白龙江和嘉陵江丰年,可调水量会更多,该工程如能却年达到最大水量运行,最大调水可以达到250亿立方米,即便是将嘉陵江广元段上游所有水资源都调配到汉江,然后再到黄河都是能实现的。