原创 望月湖
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。
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。
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。
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:
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。
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。
白龙江宝珠寺水库作为调水起点
白龙江取水点海拔
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。
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。
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。
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。
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