二、枢纽运行课题评估意见

（一）概况

1.枢纽工程

三峡枢纽工程包括大坝及电站建筑物、通航建筑物、电站机电设备。大坝为拦河大坝（包括非溢流、厂房、泄洪、升船机等坝段）及茅坪溪防护坝。拦河大坝采用混凝土重力坝，坝顶总长2309.5m，坝顶高程185.00m，最大坝高181.0m。泄洪建筑物包括22个泄洪表孔、23个泄洪深孔和3个泄洪排漂孔，最大泄洪能力达116000m³/s。茅坪溪防护坝为沥青混凝土心墙土石坝，坝顶高程185.00m，坝顶总长1840.0m，最大坝高104.0m，坝顶宽度20.0m，迎水侧设混凝土防浪墙，墙顶高程186.50m。水库于2003年6月蓄水至135m水位，进入围堰挡水发电期（2003年6月—2006年9月）；2006年大坝完建，10月库水位蓄至156m水位，进入初期运行期（2006年10月—2008年9月）；2008年9月28日开始试验性蓄水，11月4日蓄水位至172.80m；2009年试验性蓄水位至171.43m；2010—2012年试验性蓄水位至175m，大坝挡水至试验性蓄水位运行。

通航建筑物包括船闸和升船机。船闸为双线五级连续布置，线路总长6442m，其中主体五级闸室长1621m，上游引航道长2113m，下游引航道长2708m。船闸于2003年6月投入试运行，2006年完建验收。升船机上闸首作为大坝挡水部分，于2002年建成挡水；船厢室段及下闸段列为缓建项目，2007年恢复施工。

电站建筑物分为左岸、右岸电站，地下电站及电源电站。左岸、右岸电站厂房采用坝后式，分别安装14台及12台水轮发电机组；地下电站厂房布置在右岸坝肩山体内，安装6台水轮发电机组，单机容量均为700MW。电源电站厂房位于左岸岩体内，安装2台单机容量50MW的水轮发电机组，2007年发电。左岸、右岸电站首批机组于2003年7月发电，2008年全部投产；地下电站2011年首批机组发电，2012年全部投产。

2.输变电工程

输变电工程1997年开工，2007年完成主体工程建设，包括92个单项工程，其中，交流输变电设施88项，包括线路55项（线路总长度6519km），变电设施33项（变电总容量22750MVA）；直流输电设施4项，线路总长度2965km，换流站总容量18720MW。2010年，配合三峡地下电站建设，完成葛沪直流增容改造工作，新增林枫直流输电3000MW。

（二）评估内容

1.大坝及电站建筑物

（1）运行情况。

1）大坝。试验性蓄水运行期间，对拦河大坝巡视检查未发现异常变化；泄洪深孔、表孔、排漂孔及其金属结构与机电设备均未出现异常情况，运行状态良好。茅坪溪防护坝坝坡外观检查正常，心墙基座廊道分缝处渗水点渗漏量无明显变化，防护坝运行状态良好。

2）电站建筑物。试验性蓄水运行期间，电站建筑物及其金属结构与机电设备均未出现异常情况，运行状态良好。

（2）监测资料分析。

1）大坝。试验性蓄水至175m水位，各项监测资料表明：拦河大坝变形、渗流、应力应变及水力学等观测值均在设计允许范围内，测值变化符合重力坝规律；茅坪溪防护坝坝体变形、渗压、渗流量、心墙应力应变等观测值均在设计允许范围内，测值变化符合土石坝规律。大坝工作性态正常，运行安全。

2）电站建筑物。试验性蓄水期各项监测资料表明：左岸、右岸电站厂房的变形、基础渗流、渗压、流道水力学测值均在设计范围内；地下电站围岩变形、渗流、锚索及锚杆应力、流道水力学测值均在设计范围内，洞室围岩稳定。电站建筑物工作性态正常，运行安全。

（3）问题及处理。

1）拦河大坝纵缝局部增开变形问题。泄洪坝段及厂房坝段纵缝中上部在灌浆之后有再张开现象。蓄水之后随时间延长，坝体温度变化趋于稳定，增开度有所减小并趋于稳定，试验性蓄水以来纵缝开度的变化规律和量值没有明显变化，纵缝大部分缝面已闭合，纵缝上、下游坝块由键槽传力，不影响大坝安全运行。

2）拦河大坝上游面裂缝处理问题。泄洪坝段施工期上游面高程80.00～36.00m出现温度裂缝，缝深小于3m，缝宽在1mm以内，均为竖向表层裂缝。采取对裂缝表面缝口凿槽回填柔性防渗材料封堵，缝内化学灌浆等综合处理措施。处理后的观测成果表明，裂缝未张开，处理效果良好。试验性蓄水以来实测135m以下库水温在10～28℃之间，比最低日平均气温高10℃以上，温度边界条件更有利于保持裂缝的稳定，裂缝处于闭合状态。

3）拦河大坝左厂1～5号坝段深层抗滑稳定问题。左厂1～5号坝段坝基岩体中存在倾向下游的长大缓倾结构面，针对其深层抗滑稳定问题，采取加强坝踵防渗帷幕、坝基岩体增设排水洞、降低建基岩面高程、并在坝踵设齿槽等综合处理措施。监测资料表明处理效果显著，基岩内渗压水位低于滑移控制结构面。复核两种控制的深层滑移面的抗滑稳定安全系数分别为3.37和4.23，均高于原设计的3.17和4.10，综合分析左厂1～5号坝段深层抗滑稳定满足规范和设计要求。

4）大坝抗震复核。汶川地震后，对三峡大坝进行了抗震复核，设计地震工况下，各坝段混凝土的抗拉强度、抗压强度和沿建基面的抗滑稳定均满足规范要求。对泄洪2号坝段作了纵缝张开情况下的损伤计算，结果表明：在10000年一遇地震（峰值加速度0.136g）的作用下，大坝的缝端以及下游折坡部位出现一定范围的损伤，但不致产生贯通损伤，不影响大坝挡水安全。

2.通航建筑物

（1）运行情况。

试验性蓄水期间，船闸各水工建筑物运行状态良好，闸首“人”字门及启闭机、闸室输水系统阀门及启闭机等金属结构、机械及电气设备运行正常。过闸货运量总体上稳步增长，2011年通过船闸货运总量达到10033万t，提前达到设计指标；船闸运行效率逐步提高，年日均运行闸次数，从2008年的24闸次提高到2012年的29闸次；船闸通航率高于84.13%的设计指标，2012年扣除岁修影响后，两线船闸平均通航率已达到94.52%；过闸船舶向标准化、大型化方向发展，3000t级以上过闸的大型船舶比例，从2008年的9.21%上升到2012年的49.28%，其中大于5000t级船舶的比例为25.89%，平均每闸次货运量由2008年的6200t/闸次提高到2012年的8865t/闸次；主要过闸货种稳中有变，过闸货物前五大种类为煤炭、矿石、集装箱、矿建和钢材，在所有过闸物资中，煤炭曾多年占据第一的位置，但近年来占过闸货运量的比例由2008年的41.2%下降到2012年的15.9%，矿建材料则由2008年的3.3%上升到2012年的22.4%；船舶装载率进一步提高，试验性蓄水5年过闸船舶载重利用系数，下行从0.79逐年下降到0.45，上行从0.51逐年上升到0.738，与设计载重利用系数0.9相比，过闸船舶载重利用系数还有一定的提升空间；过坝运量货物的流向，2008—2010年仍与历史上的方向一致，即以下行为主；但在2011年货物的流向发生变化，出现了以上行为主的情况；试验性蓄水期间，船闸第一闸室首次进行了高水位运行和库水位在152.40～165.00m区段船闸按五级补水方式运行，船闸结构及相应的设备工作正常。

（2）监测资料分析。

试验性蓄水期各项监测资料表明：船闸变形、渗流、闸首及闸室墙结构锚杆应力、边坡锚索的锚固力、输水系统水力学等测值均在设计允许范围内，测值变化符合一般规律，工作性态正常，运行安全。

（3）问题及处理。

1）船闸南北线基础廊道渗流量增大问题。针对基排廊道渗漏量成倍增加的问题，南线船闸在2012年3月首次岁修处理后渗水量减小至635L/min，效果良好。2013年3月北线船闸也进行了相同的岁修处理。

2）关于过坝船舶待闸的问题。三峡工程试验性蓄水以来，在一定条件下船闸即会出现大批过坝船舶待闸，表现为三峡—葛洲坝航段通过能力不足的现象已很明显，而且随着今后过坝运量快速增长，船舶待闸数量可能还会增加，待闸时间可能还会延长，对此问题必须予以足够的重视，并尽快研究采取措施解决。

3.电站机电设备

（1）机组运行。

2008—2012年试验性蓄水期间，电站机电设备运行正常，机组机械、电气、控制、保护、通信及其他设备等经受了考验，机组的平均等效可用系数较高，在93.34%以上；强迫停运率较低，在0.07%以下。5年试验性蓄水期间，三峡电站累计发电量为4214.35亿kW·h。

（2）机组试验。

试验性蓄水期间，遵照相关规程规范和合同的要求，对三峡电站32台700MW水轮发电机组、电源电站2台50MW机组和其他机电设备进行了出力和相对效率试验、稳定性试验、机组最大负荷试验、甩最大负荷试验等机组的试验。2012年进行了全电站满负荷（电站总出力22500MW）710.98小时的长时间运行考核，运行表现良好。在试验和满负荷运行期间对机组和其他机电设备进了全面跟踪监测，结果表明，水轮发电机组及其他机电设备的技术性能参数（如机组的振动摆度和各部瓦温、电气性能参数、机组和其他机电设备电气主回路的温度、水力机械辅助设施的性能等）均满足工程设计和合同的要求，能长期安全稳定运行。

（3）问题及处理。

地下电站29号、30号机组在运行中发现发电机定子有700Hz的谐波振动，其中30号机组定子铁芯振动的加速度双振幅达到5g（5倍重力加速度）。经制造厂数次处理后，铁芯振幅已降至2g左右，但噪音未根本解决。目前厂家ALSTOM正在继续研究处理中。

4.输变电工程

（1）运行及监测资料分析。

输变电工程输电线路跨越华中、华东、川渝和南方电网，覆盖9省2市，面积超过182万km²，人口超过6.7亿人。三峡输变电工程由三峡近区网络、主要输电通道以及各省电力消纳配套输变电工程构成，电能输送、消纳能力满足三峡电站32台机组共计22400MW装机满发的电力外送要求，并兼顾了西部水电外送的要求。2008—2012年，三峡电厂累计上网电量4169亿kW·h，跨区域直流输电通道累计输送电量2609亿kW·h，送华东电网1849亿kW·h（其中三峡电力1598亿kW·h），送南方电网760亿kW·h（其中三峡电力710亿kW·h），三峡电力送华中电网1861亿kW·h；电站送出线路合计最大电力潮流分别达到16150MW、18060MW、18160MW、20220MW、22330MW，直流输电线路最大潮流均达到满负荷，说明三峡输变电工程确保了三峡机组满发，并且输变电工程自身也得到了充分利用。

2008—2012年，输电系统保持安全稳定运行，未发生系统稳定性破坏等安全稳定事故，保障了三峡电力外送安全。直流输电系统可靠性水平处于世界先进行列，单极强迫停运次数均在0～4次/a，远低于国际同类工程；除新投产的林枫直流系统外，能量可用率均在90%以上。交流输变电系统可靠性水平高于全国平均水平。

（2）问题及处理。

三峡近区电网出现短路电流超标现象，通过采取接线改造、分母运行、拉停部分线路等措施抑制了短路电流水平；宜昌地区部分年度出现供电紧张局面，2009年建设葛南变电站解决了缺电问题。

（三）综合评估意见

1.枢纽建筑物

（1）三峡工程2008—2012年试验性蓄水水位上升及消落过程中，拦河大坝（含泄洪设施）、茅坪溪防护坝、船闸、电站等枢纽建筑物运行状态良好，无出现异常情况，闸门及启闭机等水工金属结构及机械和机电设备运行正常。

（2）2008—2012年5年试验性蓄水运行中，大坝、船闸、电站等枢纽建筑物各项监测资料表明，各枢纽建筑物变形、渗流、应力应变及水力学监测值均在设计允许范围内，测值变化符合正常规律，建筑物工作性态正常，运行安全。试验性蓄水运行表明库水位变化对船闸及上下游引航道没有产生明显的不利影响。

（3）近坝段干、支流库岸整体稳定性较好，2009年前局部岸坡出现了小范围的变形与调整，近两年变形基本上没有发展，水库蓄水位175m水位不影响该段库岸稳定和航运安全。

2.通航建筑物航运评价

试验性蓄水期间库区航运条件有较大改善，对航运发展有明显的促进作用，通航建筑物提前达到设计通过能力。三峡—葛洲坝船闸受两坝间航道汛期水流条件等制约，尚存在船舶待闸现象，需要进一步地研究、改进。

3.电站机电设备

（1）左岸、右岸电站26台700MW水轮发电机组在2008—2010年试验性蓄水过程中，在水位145～175m下，进行了出力、相对效率和稳定性等试验。进行了单机额定容量和最大容量、电站满负荷等不同运行工况的考核。并按照国际、国内相关标准和规范，对以水轮发电机组为重点全厂机电设备进行了较全面的试验监测。地下电站6台水轮发电机组在2011—2012年试验性蓄水过程中，也进行了同样的试验。试验结果表明，全厂机电设备可以在水位145～175m范围安全、稳定、高效的运行。

（2）三峡电厂发电设备保持了较高的安全可靠性，已连续安全运行2390天。2010年汛期，对26台机组进行了18200MW满负荷试验运行，累计运行时间1233小时、2012年汛期实现了34台机组22500MW安全满发711小时，机组及相关设备运行正常，机组运行平稳，机组各部的温度、振动、摆度正常。机电设备经受了满负荷连续运行的考验，满足规范和设计要求。

4.输变电工程

（1）输变电系统适应性。

输电能力满足三峡电力输送要求，适应不同运行方式和电力潮流方向变化；直流输电在运行中发挥了远距离、大容量经济输电的技术特性和灵活、快速控制输送功率的优点，有利于电网的安全稳定控制；促使我国电网实现了华中、华北电网间同步联网，华中、华东、南方、西北电网间和华北、东北电网间的异步联网，形成了全国联网格局。

（2）输变电系统安全可靠性。

输变电系统保持安全稳定，系统运行平稳，试验性蓄水5年保障了三峡电力外送安全，实现了三峡电力“送得出、落得下、用得上”的建设目标，直流输电设施可靠性水平处于世界先进行列，交流输电设施可靠性水平高于全国平均水平。

（四）评估结论及建议

1.评估结论

三峡工程自2003年6月投入运行至2012年已近10年，其中试验性蓄水运行5年，枢纽工程各建筑物运行安全；输变电工程将三峡电站分期投产机组发电量安全稳定外送。经过科学和优化调度，在防洪、发电、航运、供水、生态保护等方面的效益均较初步设计的目标进一步拓展。2008年汛末开始试验性蓄水，2010—2012年蓄水至设计正常蓄水位175m，各建筑物及金属结构和机电设备经受了全面检验，各项监测值和各种工况试验指标均在设计范围内，性态正常，运行安全，表明枢纽工程和输变电工程具备转入正常运行期运行的条件。

2.建议

（1）加强对枢纽建筑物监测设施的维护，开展有关监控指标的研究和制定工作。对左厂房3号坝段增加强震动监测设施，与其他已设置强震动监测设施的坝段一同进行持续观测。并依据强震监测系统定期实施现场动力特性测试，测试大坝动力特性和关键部位传递函数的变化。

（2）强化枢纽的运行管理，对尚未开启运行的1号、4号、6号排沙孔择时安排试验运行，以观测闸门及启闭机的运行状况。加强对水工金属结构及机电设备、输变电设备及金属结构的检修维护，设备更新改造，保证设备运行的可靠性。

（3）抓紧编制三峡枢纽工程正常运行期调度规程，为转入正常运行创造条件。

（4）提请国家主管部门尽快组织力量，对长江三峡货运量的未来发展作出科学、合理的预测，并在预测的基础上，制定长江航运中长期发展规划。近期，为适应长江流域经济快速发展的需要，充分发挥三峡工程的航运效益，相关部门应尽快研究制定和实施提高三峡船闸、葛洲坝船闸以及两坝间河段通航能力的各项措施。

（5）三峡工程运行调度需建立水调与电调及航运协调机制，加大协同工作力度，防范电网运行和航运风险；深入研究三峡电站与上游梯级电站联合调度规律，充分发挥其综合效益。