漳河水库海拔是多少(三峡第二船闸规划之我见)

三峡第二船闸规划之我见

【摘要】三峡第二船闸计划争论多年，至今未有定论。本文提供一种思路——建设小开挖的先提升再下降方式的三峡第二船闸——中堡岛船闸。本计划由六个项目组成：在中堡岛小开挖建设中堡岛双线船闸；在中堡岛坛子岭西观景台处建设蓄水塔；在三峡左岸双狮岭下建设300m高程大坝，与山体自然成型驼峰蓄水库；紧邻驼峰水库大坝西侧增建250m蓄水高程驼峰二级库；在驼峰水库附近三峡库区近岸建设三个提水站；建设从驼峰蓄水库到中堡岛蓄水塔的输水涵管。或者还有第七个乐天溪三峡水库发电站。模仿蓄能电站的运作方式：利用夜里峰谷间弃水电力提取三峡库区的水存储于驼峰蓄水库；驼峰蓄水库（或二级水库）高位水源经输水涵管引水至中堡岛蓄水塔，再分流给船闸补水，完成船只的过闸任务。本计划的最大好处是：不会大规模开挖山体，正由于不会大规模开挖山体，就不会引起附近山体产生形变，也不会影响三峡大坝的稳定性。投资少见效快：建设时间短，短则三年，慢则五年可成。并提供三峡右岸船闸——长岭船闸简易规划。

【关键词】三峡第二船闸 中堡岛船闸 长岭船闸 驼峰水库 中堡岛蓄水塔

随着三峡船闸运力的饱满，三峡第二船闸已经讨论了多年，据说已有成型方案，但迟迟不见动工，原因很多。尤其其深度开挖山体对三峡大坝可能产生潜在的破坏性影响，谁也拿不准。相对高投资及十年工期而言，深度开挖对山体稳定性的破坏及对三峡大坝的安全性影响更让人不敢定夺。那么有没有简单的小尺度开挖山体方案呢？

我国历史悠久的灵渠的就是一个巧夺天工的运河工程，我们能从中发现点什么为我们当代所用？其实细细分析起来，灵渠之所以成为灵渠，是因为在设置灵渠的地方，其海拔上方还有更高的湘江，有源源不断的湘江上游水流补充，实现了船只的登高、翻山越岭。看看今天的三峡左岸，几乎没有适合的空间可以建设船闸，几个必经区块海拔至少230m起。三峡大坝与船闸间的中堡岛倒是一个好地方，可是海拔从180m—220m不等。在这些非常不理想的地方如大深度开挖到140m，不说工程量巨大，预估大家一想到大深度开挖有可能对三峡大坝产生破坏，定会不寒而栗。但是仅仅剔除表层十几米就建设高海拔船闸，看起来也非常不现实。难道就没有更好的办法了？办法还是有的，古人已经告诉我们了：只要在近处能够找到更高海拔的水源，量且足够大，高海拔船闸也不是问题。

那附近的高位水源在哪里？乐天溪就是一个很好的选择。据资料得知：沙坪水库多年平均径流量为25.9亿m3，多年平均流量为82m3/s。粗略计算一下，一个三峡标准船闸宽度34m，闸室长280m，最大工作水头45.2m，最小工作水深5m。每一次开闸，将至少损失40m或更大水头，约280m×34m×40m =380800m3水量。船队过一格船闸就将有38万m3的水量流失，以乐天溪常年平均流量计算每小时可补水82m3/s ×3600s=295200m3，也即意味着这些水在一个小时之内不会充满一个闸室，根本不堪大用。

水源问题暂且放在一边，参考中堡岛和三峡北岸地理条件，中堡岛位置应该是首选，设计船闸位置如图。

现对各闸室工作水位进行设定，如下图。

中堡岛的一二号船闸几乎没有经过大规模的开挖。

可以发现，一、二号线有6个闸室需要在汛期外力补水。每个闸室开启一次需要多少水？每小时开启几次？全天开启多少次？

依据近在咫尺的三峡第一船闸，船队过闸四级用时40分钟。因此，中堡岛船闸六级过闸总时间不能太超过一个半小时，好在中堡岛船闸一二三级闸室来自外力补水或高位蓄水库补水，四五六级补水来自三峡库区自流补水，水源独立，同一时间不争抢流量。因此一二三级闸室每格开闸门、船队进闸、补水用时、本闸室上游闸门关闭一套动作合计也应该定在20分钟以内，否则整个船队用了两个多小时以上才得以过闸，对过闸船队心理也是一个考验。过闸时间太长，在有的选的情况下，大多数船队都不会选择中堡岛船闸。如果任由自选，狭窄的江面将一片混乱。那只有一种办法：三峡船闸、中堡岛船闸统一规划，三峡船闸统编为上行船闸，中堡岛船闸统编为下行船闸。

中堡岛船闸一二三级闸室补水，水从哪里来？是就近从三峡大坝前就近提水补充闸室？还是从附近的高位蓄水库引水补充闸室？前者就是在每条船闸闸首的位置建设抽水站，为每个闸室配备一台抽水机，哪里缺水开哪里？这种单兵作战不失为一种解决方案，但只能作为是权宜之计、是辅助手段，对于标准化作业，恐怕难堪大任！因此，从附近的高位蓄水库引水还是首选，这个蓄水库水位要高，容积要大。

这个蓄水库需要多大？按照闸室20分钟一班，每天10小时。中堡岛一二号船闸白班需水量约（761600+571200）m3/班×3班/h×10h=39984000m3≈4000万m3。稍微有点大啊！

先问下，这个水库建在哪里？

利用沙坪水库行不行？根据蓄能电站上下库距高比（L/H）判定，直接否定在乐天溪建设蓄水库提议。

那这个蓄水库建在哪里合适？先看硬性要求：距高比得适合。只有三峡左岸双狮岭下的一面坡比较合适，面积不足高度找，总可以建成一个高坝大容量水库。

水库内P-O-Y-I-N-X段和I-T段开沟，沟体两级台阶状，沟底标高245m，沟底宽20m，斜坡高10m，坡度45°，坡上台阶宽10m，二级坡顶标高265m。需要开挖长度不足2.2km，开挖量较小。

水库之所以取名驼峰，无人机角度空中俯瞰就是。驼峰水库大坝长度3.369km，坝体从220m以上不等高度起，坝顶高程300m，蓄水面高程295m，水面面积2.250km2，250m 以上平均水体深度35m，容量稍强过7000万m3，超计划满足中堡岛一二号船闸前三级闸室补水需求。

根据以上库容，图二中每个提水点布置30万千瓦提水机组三台套，工作十小时，接近满额完成驼峰水库蓄水任务。

蓄水库有了，那这个提水电力来自哪里？答案分为汛期和蓄水期。汛期没有问题，用本来的三峡弃水发电就可以给蓄水库提水；蓄水期当库区水位达到175m时，不需要提水过闸；剩余的在汛期刚结束及汛期来临之前需要提水进驼峰水库，此时水流量也较大，根本不必担心提水电力来源问题。

另外也可以自备提水电站。最简单的解决方案，即从三峡库区135m处打隧道到乐天溪下游75m处，建设发电站，用该电站所得电力提水完成蓄水库蓄水任务。

这就形成了一条龙：在三峡左岸山体打隧道到乐天溪下游，建设发电站；发电站的电力用于提取三峡库区的水存储于驼峰水库；驼峰水库经管道引水至中堡岛船闸补水，完成船只的过闸任务。间接地完成了一个天荒坪蓄能水电站的循环。因此，可以利用夜里八点——早晨六点之间的峰谷间的电力提水到驼峰蓄水库（汛期可以考虑不以三峡—乐天溪发电站为主），第二天早晨八点——下午六点，用这些水完成闸室补水作业。

补水过闸是正常收益，蓄水发电倒成了副业。

还要解决前述没有提到的一个问题：驼峰水库引水至中堡岛船闸的管道要多大直径？也就是多大流量？船只过闸的二十分钟有多个动作，补水+进闸等，补水就当七分钟，流量（761600+571200）m3/420s=3173m3/s，以管道流速7m/s计，管道总截面积453m2。按照天荒坪的高压混凝土管道，内径Φ7m，单支管道截面积38.465m2，难道得排布12根？所以只有加大管道直径，同时以便提高流速。这里建设隧道没有价值，也没有必要，拟采用港珠澳大桥的沉管技术，为便于操作，输水涵管缩小，每节管道长度20m，宽度20m，高度12m，双排并行。输水涵管从驼峰水库海拔210m的X处库底发电机房导出，绕水岸而行，全程小深度开挖，均匀下降，在三峡船闸第三闸室上空高架通过，不破坏三峡船闸上方的净空要求，到达中堡岛。在中堡岛坛子岭西海拔185m观景台处建设双曲线外形蓄水塔，塔体直径Φ200m，高程260m，可利用高度至少70m，存水200余万m3，可满足四个闸室不间断1.5次同时补水。按照补水间隔，超出需要。补水涵管来水直接进塔，再另行分配。

针对闸室尾水排放能量回收问题，综合考虑，这里提议将两船闸间的中隔墩下开挖隧道，汇拢100%一三闸室尾水；四五闸室由底部开通与中隔墩隧道的通道，并在该隧道侧壁，以四五闸室安全水位线上设置一排斜向上开口的重力隔板止逆阀门。当四五闸室需要排水，且只有四五闸室的尾水压大于中隔墩隧道内水压时，四五闸室尾水才能进入中隔墩隧道，否则四五六闸室常规排水。在第六闸室下海拔70m处建设地下电站（简称中堡岛尾水电厂）发电。这些电力虽然比较连续，但品质依然不高。

考虑到更大的能量回收，建议在图中K-L-Q-R-U-V-W-K封闭区域内建设低海拔驼峰水库二级水库，蓄水到海拔250m。二级库面积44万m2，蓄水量在1500万m3。够两船闸一三闸室循环10次。每天开班先使用二级水库低位水源补水船闸，当二级水库水位降低到215m转接主库供水。按照前述粗算，主库再提供2000万m3的水就可以了，那主库其余的水怎么利用？第一选择：从主库北峰下M点（T点备选）开挖隧道直抵乐天溪下游75m处建设驼峰蓄水库发电机房，安装60万千瓦机组三台，提供电力上网，补足日间电力高峰缺口(考虑到前述已经提到三峡—乐天溪电站，两引水管线在适当点汇合，两水共用发电站，坝前发电引水管线进口处安装回水止逆阀，防止驼峰水库高位水源回流坝前)；第二选择：为左岸建设第三船闸留足补水量。

前述的驼峰水库底出口发电机（去往中堡岛蓄水塔管线）和尾水电厂所发电力质量相对较低，送电网是不可能了，架设专用电路送回到驼峰蓄水库泵站提水，因为两库在一起，可共用一套提水泵站，加几套管路分支控制阀即可。多几次黑启动呗！根据过程损耗，估计有50—60%的水量回收。至交班结束，二级库有望回收水量1000万m3，仍可以再提供8个班次过闸作业。

随着经济的发展，不论有再多条的船闸都将在不远的将来达到饱和，即使全部的长江都用于航运，也很快会到达饱和，难道还要扩建长江不成？因此，没有必要纠结于无休止地增建船闸。

随着白鹤滩电站等一批大规模水电的即将投产，国内弃水弃电必将加剧，还有塞北的风电。有条件地利用现有的弃水弃电，甚至弃风弃光为新思路下建设高海拔船闸蓄水库提水是首选，这也符合节能减排要求。尤其在冬春枯水季节，风电正是张扬之时，借用风电提水正当其时，并且白天风电提水，晚上峰谷电力提水，互为补充。但是就三峡的地理位置送电到此，真是有点勉为其难了。所以驼峰水库的提水电力来源还得自力更生。

这里说一句题外话：大渡河被点名，五年四百亿度，确实太多了！就是消纳不了？那是没有找对路子，大渡河及其附近地区有煤田吗？有，那就齐了啊！按80亿度180天平均，由中化集团出面，按煤基标准生产合成氨、碳酸氢铵、尿素，配合电解饱和食盐水制烧碱、联产小苏打、纯碱、氯化铵、以及电解水、电解铝，电解铜，提供工业氢、氧、氮、氯、二氧化碳等气体。品牌先正达，依靠渝新欧专列，从哈萨克斯坦，一路向西，抢占亚、欧、非市场，同时向国际申请碳排放额度补贴（因无二氧化碳排放，特斯拉有碳排放补贴），同时也为国家减轻了减排压力。利用弃水弃电弃风地区富裕的电能，发展半年闲的生产型企业不失为碳达峰碳中和早日达标的一条思路。

大家对本文中堡岛方案肯定不敢苟同，但是相比于400亿的深度开挖方案，由于大开挖三峡附近山体对三峡大坝可能产生的潜在的更大的破坏性以及带来的环境影响相比，这个就显得很有价值了，不破坏山体，收拾弃水弃电弃风为我所用，增加社会效益。并且，投资少见效快，快则三年，慢则五年可成。

要让过闸中堡岛船闸成为一种享受，把过闸中堡岛船闸做成知识教育之旅。

根据以上思路，目光又转向三峡左岸与右岸，发现三峡右岸更适合建造船闸。原因：海拔更低；路线长度合适；蓄水塔位置也恰当，距离近、容量大；抽水站位置自然天成。建设过程不会影响三峡的发电和船闸运营。唯一的负面影响：移民人数多，但是可以在远一点的山体上平整土地，建设移民新区，离家不离乡。

松木坪提水站；堰湾蓄水塔；长岭船闸；提水站上水管线；蓄水塔分配管线；四五六级闸室自流进水管；溢流水管线；尾水发电厂；第二闸室出入闸调向防撞柱等。长岭船闸一三四五六级闸室排水到下游的回水电厂所发电力亦可送到驼峰水库提水站提水入二级库。

有一天山顶老王定会自嘲：我住三峡之巅，竟然被水淹了！！！

当初修建建三峡船闸，无畏的设者们削平了18座山头。今天，为了建设中堡岛船闸、长岭船闸项目，同样需要削山。此削山是削掉山头，不会因为局部压力消失，促成附近山体位移。

对于上述中堡岛船闸和长岭船闸，可更进一步优化：二级闸室坎上175m、渠顶175m。库区水位175m后全程自流进闸，1、2、3闸首开放，直接转四级运行。

考虑到驼峰水库用于过闸后多余的蓄水量，以及三峡电站汛期大量的富余电力，可以自驼峰水库过乐天溪至南河镇南河水库修建一条136km隧道（起点驼峰水库海拔235m；在乐天溪沙坪水库上石洞坪村上，大米山水库下海拔215m处设置中间开挖点；终点白水峪水库坝下、南河水库海拔170m处。分三点四个工作面对向开挖，工期五年）。该隧道方案日常可通过南河为汉江补水2000万——3000万m3/d，甚至主汛期（6月10日-9月30日）船闸停航时段将满负荷输水，达到4000万m3/d以上。本方案附加工程：自南河水库坝前海拔152m处修建至潘家岩海拔140m处的38km隧道，再修建高架渡槽跨过三蒲洲水库到达汉江东岸，沿南阳盆地北坡挖W50m×H12m明渠逶迤东行，到达社旗镇潘河与沙河汇合处110m下载点，为唐河复航以后的方城垭口运河提供高位水源及为方程垭口东的广大区域补水，也包括在汛期为黄河补水冲刷地上河。

当然，也可以设计驼峰水库——三道河水库（海拔150m）的122km引水隧道；或第三方案：驼峰水库——云台山水库（海拔152m）112km引水隧道；或第四方案：驼峰水库—大米河下（海拔215m）—巩峪河口下漳河（海拔185m）85km引水隧道。

尤其第四方案，可以增加沮漳河中间开挖点并向北延伸，依次打通A—B—F—G—H—K—D—E段隧道。这样多个工作面同时开工，最长的一段也不过53km，估计三年完工，其它工段施工时间都将小于三年。并且所经路段坡下整个扇形流域都将受益。

时间就是效益！

总结下，汛期三峡坝前虽然水位低，但是电力充足，电力提水不是问题；蓄水期虽然来水少，可是库区水位高，船闸自流补水。多么完美的互补啊！！！甚至可在三峡右岸增加十台70万千瓦发电机组（用于汛期弃水能量回收及作备用机组轮换检修），将因来不及发电的弃水消纳掉一部分，所发电力用于已经规划的大宁河提水及驼峰水库蓄水。为什么是右岸，因为右岸坝下江面开阔，增加流量也不会影响船舶航运安全。虽然现在汛期禁止通航，但是不代表永远这样，如果香溪河调水和大宁河提水两方案都实施了，是不是汛期三峡坝前水流压力减轻了很多，那时汛期还禁航吗？原则上香溪河调水、大宁河提水及上述的第四方案分段计划，在财力允许的情况下都支持上马。毕竟中国的人造太阳已经有实用迹象。因水而来的生态效益远远大于水力发电的经济效益。

随着白鹤滩电站等大批有一定规模的电站投产，三峡发电的重要性已经让位于长江航运。三峡船闸运力日渐紧张，是该早一天解决这个问题的时候了。

20210811