簡介： 通過三峽工程10年建設的實踐，加深了對長江、對三峽工程的認識，提高了人類認識自然、改造自然的能力。自然界生態平衡是相對的，不平衡是絕對的。人類社會活動就是要使自然界達到相對的生態平衡，實現人類社會可持續發展。關鍵字：三峽工程；建設；實踐；自然規律

中圖分類號：TV-1 文獻標識碼：A

　　人類在自己生存發展的實踐中認識了自然，不斷實踐、不斷提高對自然的認識，適應自然規律，改造自然條件以獲得自身的可持續發展。

　　長江三峽工程經過幾代中國人的實踐和認識，作出了自己的抉擇，終于在20世紀的90年代付諸實施。長江三峽工程不僅是一項規模宏大工程，而且是一項復雜的系統工程。人們對長江和三峽工程的認識也不可能一步到位，只有在不斷的實踐中加深對它的理解，才能指導我們更完美地實施這一計劃。

　　本文僅在三峽工程的實踐中闡述對長江三峽工程的理解。

1 長江及長江流域

　　1．1 長江

　　橫貫中國大陸的長江，它發源于世界屋脊的青藏高原唐古拉山主峰格拉丹東（海拔6 621m）雪山群的西南側，源頭海拔高程約5 400 m。長江源遠流長，自西蜿蜒東流，瀉自高原，穿越深山峽谷、山地丘陵和廣袤的平原，流入太平洋，全長近6 300 km，是中國的第一大河流，也是全球第三大河流（長度僅次于尼羅河、亞馬遜河，水量僅次于亞馬遜河、剛果河）。

　　長江共有3 600余條支流，眾多湖泊分布南北，流域面積180萬km2，占中國國土面積約1/5。流域位處北緯30°左右，受東亞季風影響，具有顯著的季風氣候特征，冬冷夏熱、四季分明、濕潤多雨，與其北部相鄰干旱寒冷的黃河流域形成鮮明的對照。長江年平均降水量約1 100 mm，年入海水量達9 500億m3。

　　1．2 長江流域

　　長江流域人口約4.0億人，耕地2 300萬hm2。流域橫貫中國的西南、華中、華東三大經濟區，沿江有重慶、武漢、南京、上海等中國重要的大城市，更有眾多的中小城鎮,長江流域歷來是中國經濟、文化繁榮發達的地區，是中國重要的經濟、文化區。

　　長江如同自然界一切事物一樣，它遵循自然演變的普遍規律，生態環境在不斷演變之中。它對人類影響具有兩面性，既有哺育中華民族繁衍生息的一面，也有頻繁洪水給沿江城鎮、農田和居民帶來深重災害的一面,其災害的一面已成為制約中國經濟持續發展的因素，一直是中華民族的心腹之患。

　　由于受東亞季風的影響，全流域降雨在時空分布上極不均勻，暴雨洪水分布很廣，長江每年5~10月為汛期，其中暴雨洪水主要集中在7至9月。長江上游100萬km2集水面積上產生的洪水出三峽后，直瀉中下游平原；而中下游平原地區主要由于上游排泄的泥沙淤積，以及平原地區人為活動，導致行洪能力不足，洪水位普遍高出兩岸地面高程數米，受到洪災的威脅最為頻繁而嚴重。在已經過去年代中，從有明顯水文記載的公元1153年以來，在宜昌的洪峰流量超過80 000 m3/s的有8次，其中超過90 000 m3/s的有5次，而在1860年和1870年宜昌洪峰曾達到92 500 m3/s和105 000 m3/s。在剛過去的一個世紀中,1931、1935、1949和1954以及近期的1998年都發生了嚴重的全流域性或區域性的大洪水，古老的長江大堤抵擋不住超限的洪水，淹沒了大片平原耕地和眾多的城鎮，造成慘重的人員傷亡和經濟損失。僅以1998年為例，在7月、8月兩個月內出現了8次達60 000 m3/s的洪峰，60天的洪水水量達2545億m3，是中游河段全年（平均）水量的56%。在中國政府組織全國軍民奮力抗洪救災的情況下，仍造成了32萬hm2耕地被淹，1 562人傷亡，直接經濟損失約2 000億元人民幣。因此，治理長江，防洪減災已是中國政府刻不容緩的大事。

　　長江有巨大的落差和極其充沛的水量，蘊藏著極其豐富的水力資源，經幾十年的查勘，可開發的水力資源約為1.7億kW，約占

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹脂為原料生產的一種防水阻隔型材料。（密度為0.94g/cm3或以上的土工膜）。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”，具有優良的耐環境應力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”，具有優良的耐環境應力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命50年，廣泛使用在生活垃圾填埋場防滲，固廢填埋防滲，污水處理廠防滲，人工湖防滲，尾礦處理等防滲工程。

全國總量的50%。進行有效的開發利用，獲得清潔而廉價的電力是中國能源的一大財富。水力發電既不消耗一立方水，也不污染一立方水；既不排放一立方有害氣體更無排放任何固體廢物，是獲得清潔能源改善生態環境的有效措施。

2 長江三峽工程的歷史背景

　　1919年，偉大的中國革命先驅孫中山先生在他的《實業計劃》中就提出了要在三峽河段“以水閘堰其水，使舟得以逆流以行，而又可資其水力，”并曾設想要裝3000萬匹馬力的發電機。可以說這是三峽工程計劃的最早設想。當然，在當時的歷史條件下，也只能是一個偉大的設想。

　　1932年，當時的國民政府也曾組織人員進行規劃設計，曾提出一份《揚子江上游水力發電測勘報告》，當時正處在第二次世界大戰和抗日戰爭的前夕，這一報告只能束之高閣。

　　1944年，抗日戰爭勝利的前夕，當時的國民政府曾設想效仿美國的高壩建設的經驗，提出了一份《利用美國貸款籌建中國水力發電廠與清償貸款方法》的報告。并在1944年5月邀請了美國墾務局高壩專家薩凡奇（J·L·Savage）來華進行了10天的現場察勘，提出了一份《揚子江三峽計劃初步報告》，這份報告擬訂了工程的組成和規模及實施計劃。盡管這還是很粗糙和膚淺的報告，但畢竟可稱得上是三峽工程的最早的開發計劃。當時的中國正值抗日戰爭結束，尚未擺脫半殖民地半封建的社會，民不聊生，興建三峽工程根本提不到議事日程上來，1947年8月就中止了中美合約。

　　1949年至1992年，新中國成立，1949年長江發生了一次僅次于1931年的大洪水，隨即于1954年又發生了一次全流域的大洪水。共和國的領袖們很快注意到了長江洪水災害防治問題的迫切性。雖然新中國成立之初，百廢待興，尚不具備三峽工程的興建條件，但從此三峽工程計劃才進入了實質性的階段。1950年成立了長江流域規劃辦公室，從組織上保證了三峽工程計劃的研究和制定，其后又經歷了長達近40年的大規模的水文地質勘探、流域規劃的基礎工作，聚集了全國上千名各門類的科學工作者，數十所科研院所、高等院校參與了三峽工程的科研攻關，并深入開展了規劃、設計工作，積累了詳實的資料及科研成果。20世紀80年代，進行了最后一輪的可行性研究，于1990年完成了《長江三峽水利樞紐可行性研究報告》，并經國務院審查，于1991年8月批準并報全國人大審議，于1992年4月全國人大七屆五次大會審議通過了興建三峽工程的決議。

3 長江三峽工程的論證和決策

　　3．1 長江三峽工程的論證

　　根據長江流域的整體規劃，三峽工程是治理開發長江的關鍵、首選工程。三峽工程開發的目標：調蓄長江的洪水防洪減災，水力發電以獲得巨大的清潔能源，改善長江的航運條件。但是，由于三峽工程規模巨大，技術復雜，影響深遠，為了權衡利弊，探討興建三峽工程的必要性和可行性，1986年6月到1989 年國務院責成水利電力部負責組織專家，進行了大規模的論證工程。

　　三峽工程的論證是一個復雜的系統工程，為了發揚民主、全面地科學地組織論證和決策，成立了14個專題組，即地質與地震、水文、防洪、泥沙、航運、電力系統、移民、生態與環境、樞紐建筑物、施工、機電設備制造、投資估算、綜合規劃與水位、綜合經濟評價。集中了全國412位專家，經過歷時3年多的充分論證，在此基礎上重新編制提出了《長江三峽水利樞紐工程可行性研究報告》，主要結論是：

　　①興建三峽工程是必要的，其防洪減災的功能是不可替代的；

　　②興建三峽工程技術上是可行的，沒有不可克服的困難；

　　③水庫移民雖然量大，但安置條件是具備的；

　　④生態環境有利的效果大于不利的一面，不利的因素在興建過程可以克服或減少；

　　⑤興建三峽工程在經濟上是合理的。

　　1990年，國務院三峽工程審查委員會又一次組織高層次的專家對論證后提出的《長江三峽水利樞紐可行性研究報告》進行了審議，該報告于1991年8月審議通過。國務院正式提請全國人民代表大會審議關于興建三峽工程的議案。在1992年4月3日七屆全國人民代表大會第五次會議上，以三分之二以上贊成票表決通過了《關于興建三峽工程的決議》。興建長江三峽工程的決策程序到此已經完成，此后三峽工程進入了實施階段。

　　3.2 三峽工程關鍵技術問題的決策

　　壩址的選擇 經過近半個世紀的選擇和20余年大規模的地質勘探研究，結合樞紐布置的要求、綜合利用效益的可靠發揮等要求，在多方案的比選后，選擇三斗坪作為壩址。該壩址位于西陵峽下段，也處于長江三峽峽谷的末段，離下游已建葛洲壩樞紐和宜昌市40 km。壩基為前震旦紀閃云斜長花崗巖體，構造簡單，結構相對完整，作為壩基的巖體抗壓強度在100 MPa以上，壩址處地形相對開闊，有利于樞紐建筑物的布置和施工，是難得的良好壩址，被中外壩工專家譽為全世界都難得找到的好壩址。

　　開發方案及水庫蓄水位的選擇 水位的選擇也是綜合論證的結論。在考慮了14個專業課題的因素，兼顧各方面效益，以最合理的發揮防洪效益，合理的發電容量及良好通航的要求為前提，在對150 m、160 m、170 m、180 m、190 m、200 m不同水位方案的比選后，最終決定175 m水位方案。

　　在重慶到葛洲壩水庫660 km的河段，是一級開發還是多級開發，也進行了眾多方案的比較，得出的結論是“一級開發、一次建成、分期蓄水、連續移民”能較好地滿足了各項開發目標。

　　水庫的水位特性:

　　① 正常庫水位175 m，相應總庫容393億m3。

　　② 防洪限制水位145 m，相應的防洪庫容221億m3。

　　③ 枯水期消落水位155 m。

　　④ 百年一遇洪水Ｑ=83 700 m3/s，經調蓄后下泄流量Ｑ=56 700 m3/s（中下游安全泄量），相應水庫水位166.9 m；

　　⑤ 千年一遇洪水Ｑ=98 800 m3/s，是大壩的設計洪水，水位175 m；

　　⑥ 萬年一遇洪水加10%Ｑ=124 000 m3/s，是大壩的校核洪水，水位180.4 m,水庫面積1 084 km2。；

　　⑦ 水庫延伸至重慶市朝天門碼頭，離壩址距離為650 km，改善了航道。枯水季平均調節下泄流量5 860 m3/s。

4 三峽工程建設中的挑戰性問題

　　三峽工程并不是具有高深理論的前沿科學，它是一項傳統的現實的和理性的工程，然而它畢竟是當前世界的頂級工程，又是一項綜合性的多功能工程，它的建設必然會遇到前所未遇的工程難點和各類挑戰性問題，只有在工程建設的實踐中，充分應用當前最新科學技術成果、采用先進的施工技術，用創新的思維予以突破，才能取得工程的圓滿成功。下面列舉一些主要問題：

　　（1）水輪機的特性。單機出力70萬kW的水輪機轉輪國外雖已有成功運行的產品，但三峽水庫汛期為防洪需降低水位，因此，水庫在一年內水位變幅達30 m，此外，水庫初期低水位運行變幅達40 m，要求水輪機的運行水頭變幅在61~113 m范圍內都要保證安全穩定和高效運行，這對于混流式水輪機來說，從理論上就是一個難題。國外對這一問題也沒有完全解決。為此，雖然引進國外先進的技術，也需通過大量的流體力學物理模型和三維數學模型試驗和計算，創制具有三峽特色的水輪機轉輪。目前三峽機組正在制造安裝過程中，2003年將有2臺機組完成總裝，2003年8月首批機組將投產發電，三峽巨型機組將面臨一個嚴峻的檢驗過程。

　　（2）導流及圍堰工程。長江來水量大，汛期洪水頻繁，壩址最大水深達60 m，又是一條全年通航的河流，修建攔河大壩必須經過復雜的導流過程，還要在施工期保證通航，這本身就是一個工程難點。二期截流要在設計流量14 000~19 400 m3/s和水深60m的主河道內完成。通過大量的水工模型試驗和多方案的比較，采用了平堵立堵相結合，戧堤雙向進占的方案，實施中使用大容量機械設備，加之科學的組織，于1997年11月8日順利實現了大江截流。二期圍堰的防滲墻是圍堰擋水的重要屏障，要承受80 m的水頭，防滲墻最大深度達70 m，要穿過堰體水下拋填料和復雜的河床地層，這也是前所未有的難點。經過大量的科學試驗，配制塑性混凝土墻體材料，采用優質泥漿固壁、沖擊、反循環、高壓施噴和銑切多種造孔的方案，在不到10個月的時間內，在長江主河道內完成了最高達80 m的上下游兩道圍堰的施工，成功地建成了10萬m2的防滲墻工程，并經歷了1998年的數次大洪水的考驗，測得總滲水量不到70 L/s，遠低于設計值600 L/s，這不愧為水利工程史上的一大奇跡。

　　（3）大壩混凝土快速施工。三峽工程主體工程的混凝土總量達2 800萬m3，其中大壩混凝土近2 000萬m3，三峽工程能否按照總進度的要求達到計劃目標，大壩混凝土施工是關鍵。按照控制進度要求，年澆筑強度達到500萬m3，最高月澆筑強度要锏?0萬m3，日最高澆筑量應達到2.0萬m3以上。經過施工手段的多方案比較，認為用常規的汽車水平運輸、起重機垂直吊運的辦法澆筑大壩混凝土，不論從施工安全上還是施工速度上都難以滿足進度要求。在充分論證的基礎上，打破常規，決定選用以塔式皮帶機連續輸送澆筑為主，輔以大型門塔機和纜機的綜合施工方案。從混凝土拌合工廠生產出的混凝土直接用皮帶機，經由可自升高度的皮帶機棧橋、供給塔式皮帶機（Rotec塔帶機）直接澆筑到大壩各施工塊體，進行連續的混凝土澆筑施工，既避免了施工過程地面和空中的施工作業干擾，保證了安全，又大大超過了常規的施工速度。經過施工實踐，于2000年創造了年澆筑542.8萬m3、月澆筑58.5萬m3的世界紀錄，從而保證了工程的總進度。與大壩快速施工相配套的優化的混凝土配合比、高效的制冷溫控工藝、倉面的振搗工藝以及計算機信息控制系統，都達到了一個新的水平。

　　（4）通航設施的工程難點。雙線五級船閘是當今世界規模最大的船閘工程，船閘主體段長1 607 m，是在左岸山體內深切開挖形成，最大開挖槽深175 m，槽內有60 m高的直立（90°）邊坡，其中出現高邊坡的范圍長達460 m。開挖形成的深槽釋放了原有的地應力，兩側山體高邊坡及保留巖體的中隔墻的穩定問題，是三峽工程的一大難題，也是學術界特別關注的問題。經過大量的巖石力學分析計算，設計采用了多項結構措施：高邊坡用了3600束錨索，深入巖體30~60 m、每束施加1 000~3 000 kN的預應力，對巖體進行深層錨固；用10萬余根深入巖體8~15m的高強灌漿錨桿進行澆層巖體的加固；在高邊坡分層設置了山體排水廊道，形成巖坡內的排水帷幕，以降低兩側山體的地下水位；巖坡表面設置表面排水系統和全面進行噴混凝土護面進行保護，這一系列的工程措施保證了兩側的巖體的穩定。實際監測到高邊坡頂部最大的位移為58.92 mm，在設計預測之內。隨著時間的延伸，變位進一步趨向穩定，這表明在實踐中克服了高邊坡設計和施工這一難題。

　　通航設施中的升船機工程，提升高度為113 m，提升重量為11 800 t，也是世界上最大的升船機工程。其關鍵在于絕對的安全和穩定運行要求，是一項復雜的技術問題，目前正在進行方案比選，將在2009年建成使用。

　　以上僅列舉了一部份問題，實際在整個工程建設中尚有更多具有挑戰性的問題。隨著工程建設和樞紐逐步投產運行，還有可能出現各類技術難題。所有這些難題，只有在實踐中逐個予以解決。

5 三峽工程的環境評價

　　三峽工程規模巨大，對生態環境影響范圍廣，涉及的因素多。歷來是三峽工程興建與否的重要議題。為了科學地、系統地分析三峽工程對生態環境的影響，得出正確評價，有100多個有資格的機構、1000多名科研人員進行了歷時40余年的研究，形成了數十本專著、幾千萬字的研究報告。在整體評價中分自然環境和社會環境兩個子系統，選取了24類70多個環境因子進行逐個預測評價。

三峽工程環境評價的結論: 三峽工程的興建對生態環境的影響，有利的一面與不利的一面同時存在。

　　5.1 三峽工程對環境有利的一面

　　(1)可有效地控制長江洪水，提高中下游河段兩岸平原的防洪能力，有效地減免洪災對生產、生活環境的破壞，有效地減緩洞庭湖的萎縮，對改善長江生態環境的效益顯著。

　　(2)三峽工程利用水能資源發電，年發電量847億kW·h，可替代年燃燒5 000萬t原煤的能量，這意味著每年可少向大氣層排放造成全球溫室效應的二氧化碳1億t，造成酸雨的二氧化硫100~200萬t，一氧化碳1萬t，氮氧化合物37萬t以及大量的固體廢渣，由此可見三峽工程不論對全球性的大環境還是區域性的環境都是有利的。

　

　　(3)三峽水庫將有效地調節長江不同季節不均衡的流量分布狀況，可提高枯水季節的下游水量，改善枯水期的水質。

　　(4)水庫將改善庫區氣候，有利于拓展農業、擴大和改善魚類和水生物生棲環境。宏偉的三峽工程和秀麗的三峽風光將形成新的景觀。

　　5.2 三峽工程對環境不利的一面

　　(1)長江三峽工程雖然保護了中下游的平原耕地150萬hm2，卻淹沒了庫區耕地1.72萬hm2，三峽水庫移民工程規模龐大且復雜，尤其是移民安置受環境容量限制，易出現庫區的人地矛盾，如處理不當將加劇庫區植被的破壞、水土流失,惡化生態環境。

　　(2)庫區目前的沿江城鎮每年向長江排放的工業和生活污水超過10億t，如不加以處理，建壩后水體流速減慢，污水的自然凈化降解的能力下降，有可能加速水體的污染。

　　(3)三峽水庫形成后，長江泥沙運動規律發生變化，如不優化調度水庫，庫區河段將發生淤積，尤其是水庫的上游末端、下游河段可能發生沖刷，改變河床形態，造成不利的影響。

　　(4)水庫的形成將改變水生魚類的生活環境，可能導致部分魚類的減少、甚至消亡，必須采取有效保護措施。

　　(5)水庫的形成將淹沒部份文物古跡；水庫蓄水可能發生岸坡滑塌等地質災害，均須預先處置。

　　對于三峽工程對環境的影響，需要科學而全面地準確評價，對利和弊兩方面都予以高度的重視，充分發揮有利的一面，用有效的措施，減少不利的一面，用可持續發展的目標指導三峽工程的建設。

6 結束語

　　中國是一個發展中國家，遼闊的國土，眾多的江河湖海，尚處在半原始狀態。由于自然的演變和人為的盲目開發行為，生態正在失去相對的平衡，環境在惡化。這就必須充分認識自然，樹立以人為本和可持續發展的理念，進行有計劃的治理開發。這也是當今中國的一項重要使命。

　　自然界的生態平衡是相對的，不平衡是絕對的，這是自然界一切事物的演變和發展的動力，高智慧的人類活動本身就是自然規律的一部分。長江頻繁的洪水災害是生態環境發生不平衡的具體表現，人類運用自己的智慧去認識自然，在用科學的、工程的、經濟的、文化的、社會的措施去改善已經失去平衡的生態環境，為環境的可持續發展不斷作出努力。長江三峽工程從本質上講是一項改善生態環境的工程。

　　長江三峽工程的建設就是根據這一理念，在世紀之交由中國政府作出的果斷決策。

　　同人類認識自然一樣，人類對客觀事物的認識是在實踐中不斷的加深，對長江——世界第三大河的認識、對三峽工程的認識也必須在實踐中加深，以此來指導我們的行為。

　　三峽工程正在順利建設之中，工程的各個項目和水庫的移民工作都按計劃進行，盡管三峽工程建設還有7年的歷程要走，還有不少挑戰性的問題需要解決，但今天宏偉的三峽樞紐工程不論在陸地上、空中乃至衛星遙感都能看清它的輪廓，2003年又將實現三峽工程建設中的一個重要轉折期，將開始工程施工與樞紐運行管理并行，開始發揮部分效益。三峽工程建設目標一定能一項一項地實現。