可能大家不知道,三峡大坝建成17年,已经淤积了18亿吨泥沙。
这么多泥沙,最终会带来什么后果?
当年,著名水利专家黄万里教授在三峡大坝拟议建设之初,多次上书,从地质、环境、生态、军事诸方面痛陈三峡工程不可上马之缘由。
其中,积淤问题是一大原因。
他认为修建大坝后,河沙淤积会过于严重,不单单影响航运,也会将下游可能的水灾移到上游,成为人为的必然灾害。
特别是长江在宜昌以上各支流及重庆以上干流是属于减坡的河段,河床全是砾卵石夹杂着粗沙。
大水的时候会往下冲,且只有三峡这一条路出去。
他担心三峡大坝的建设,会阻止这些河床材料的自然流动,到时石头是一块都出不去的,从而导致河道堵塞。
如果长期这样,不夸张的说哈,可能在10年内就会导致重庆港堵塞,并且这种情况会逐年向上游延伸。
再者,由于堵塞造成的河道淤积,还会增加上游地区的洪水风险。
更关键的是,当河水携带泥沙流入水库时,水流速度减慢,大部分泥沙会在水库中沉积。
特别是在洪水季节,河流携带的泥沙量显著增加,加速了水库的淤积。
淤积过多,就会减少水库的储水空间,从而影响其调节洪水、蓄水灌溉等功能,甚至还会缩短水库使用寿命。
因为泥沙可能会对发电机组和其他设备造成磨损,这不仅影响电力供应,也会对国家能源安全构成威胁。
当然了,泥沙的积累带来的负面影响还不止这些。
其所含大量悬浮物质也会降低水质,部分危害水质的污染物还可能进一步污染水体,破坏生态平衡。
那么,后来三峡大坝是如何解决这个问题的?
首先要说明的是,三峡大坝在建造之前是经过多年的论证和立项调研,是中国论证时间最长的工程项目。
同时对于三峡大坝投入使用后可能遇到的问题,也有充足的预案和解决能力。
比如积淤问题,三峡大坝主要采取的是蓄清排浊策略。
简单来说,在汛期沙量较多时,三峡水库通过降低水位,把水位控制在145米的防洪警戒水位以下,然后排放含沙量较大的洪水到下游,从而减少库区的泥沙淤积。
而汛期过后,上游来的水体含沙量减少时,三峡大坝再蓄存清水。
三峡水库的设计假定,水流中的沉积物将先在水库内积淀下来、并在库底形成一个均匀的坡度,这一坡度会恰好让以后每年的沉积物自然地运移出水库。
同时为了实现更快更有效的排沙,工程师在三峡大坝上设计了不少冲沙孔、冲沙闸等装置。
比如三峡大坝设有22个低高程的泄水孔,在145米水位时,可达到50000立方米/秒的巨大流量。
如此一来,既可以减少库区的泥沙淤积,又能确保水库的正常运行。
当然了,具体排放多少合适,也是要根据下游承受量决定,同时还需要考虑对下游生态系统的影响。
比如,过度的排沙可能会影响下游河流的生态平衡。
为此,三峡大坝的设计还兼顾了防洪的功能,可以在洪水来临时减缓洪峰流量,减轻下游的洪灾风险。
据悉,长江上游的泥沙主要来自坡耕地,上游坡耕地的面积667万公顷,占耕地的66.7%,水土流失严重。
三峡水库建成后,上游水位抬高,水流流速减慢,必然要发生水库泥沙淤积。
据测算,三峡水库年平均入库泥沙量达5亿吨左右,理论上三峡大坝建成17年了,淤积泥沙数量将会超85亿吨。
然而,事实并没有这么多。
根据监测数据,这么多年来,三峡大坝泥沙的最终堆积量为18.42亿吨,大大低于理论值。
尤其是2003年至2019年,三峡水库共排出5.71亿吨泥沙,年均淤积仅1亿吨左右,远低于专家最初的预测。
因此,可以说蓄清排浊策略是奏效的,通过精心设计的水工结构和科学的水库运行方法,有效控制了泥沙淤积。
泥沙的问题搞定后,还剩下砾卵石。
在三峡大坝附近,由于流速减小,卵石等较重沉积物不易被水流带走。这些沉积物主要滞留在宜昌到江口镇约110公里的河段。
为了防止这些沉积物对水库运行的影响,上游地区会定期安排挖沙船进行清理作业。
此举不仅保证了三峡水库的蓄水能力和发电效率,还有利于维护长江上游河段的生态平衡和航运安全。
当然了,虽然三峡大坝泥沙淤积问题已经得到了一定程度的缓解和控制,但仍然需要进一步的研究和完善,以适应三峡工程和长江流域的变化和发展。
为了预测和监测三峡大坝的泥沙淤积情况,工程师们也开发了各种泥沙淤积模型。
这些模型基于流域水文、泥沙运动、水动力学等原理,可以预测泥沙在大坝上游的堆积情况,从而保障了三峡大坝安全运行和水利工程高效运行。
值得一提的是,我国的泥沙模型试验在葛洲坝工程建设期间就取得了长足的进展,达到了世界领先水平。
所以,在技术上我们可以提前做好相应的泥沙淤积预警,第一时间发现问题并解决。
相关数据更是显示,现有的措施已经足够让三峡大坝在未来100年左右,防洪作用不会受明显影响。
这么看来,当年黄万里教授提出的三峡大坝积淤问题,现在来说并不会淤死大坝,是可以解决的。
水库泥沙问题,一直以来都是世界性的水库建设难题。
而这次我们的三峡大坝,为世界交出了满意的答案,这就是中国智慧!
页面更新:2024-02-15
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