又到雨季,处处沟满河平。不由得挂念起三峡大坝,洪水里携裹了那么多的泥沙怎么办呢?
三峡大坝,位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内,距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里,是当今世界最大的水利发电工程——三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端。
三峡大坝工程包括主体建筑物及导流工程两部分,全长约3335m,坝顶高程185米,工程总投资为954.6亿人民币,于1994年12月14日正式动工修建,2006年5月20日全线修建成功。三峡水电站2018年发电量突破1000亿千瓦时,创单座电站年发电量世界新纪录。
每一个大坝在设计之初,就设计了冲沙口。每年在泄洪期,都会把淤积的泥沙冲出,剩余的淤沙都有船舶和设备清理。
任何事物的建立,都会有利有弊,没有大坝,湖北及以下沿江地区,包括武汉的发展会因汛期的到来而战战兢兢。有了大坝,也就有了许多与大坝相关的话题。
第一 三峡大坝的修建目的:
首先是调峰蓄洪保障安全;其次是水力发电造福民生,再次是鱼体洄游(暂未建设)保护生态,最后才是延上深下拓展航道。
三峡水电站大坝高181米,正常蓄水位175米,大坝长2335米,静态投资1352.66亿人民币 ,安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组。三峡电站最后一台水电机组建成投产,意味着装机容量达到2240万千瓦的三峡水电站,2012年7月4日已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。
第二 水位下降不等于航道尺度下降,不等于船舶通航水深下降。
1三峡水库于2011年9月10日零时正式启动第四次175米试验性蓄水,至18日19时,水库水位已达到160.18米。2012年7月23日,三峡枢纽开启7个泄洪深孔泄洪。上游来水流量激增至每秒4.6万立方米。2012年7月24日,三峡大坝入库流量达7.12万立方米/秒,是三峡水库建库以来遭遇的最大洪峰。
2航道只利用了水深足够宽度有限的可通航水域,19-20届枯水期汉口水位创三峡后历史新低,但船舶货运量却达18-19届枯水期的130%;
第三 泥沙淤积对河床的改变:
河床从不是平坦的,而是以U、V、W形截面居多。
有人抱怨,以前在家乡还能看见清澈的鹅卵石,经常去游泳,踩在什么可舒服了。现在河道里都是淤泥,下脚总感觉脚底发毛,不知道有多深。
大量泥沙在库区沉淀,往下游的泥沙减少了。但是,泄洪期通过大坝下部排沙孔“蓄清排沙”,将大部分泥沙排到下游,并未导致河床越来越低,局部河床可能会有些改变。
河床低了,汛期基本看不出来。到了枯水期,会有些问题,但不能说特别严重。
清水下泄造成的中游河床冲刷现象确实存在,但是冲刷的主体是原本就凸于河床表面的洲滩或边滩,也就是把原本凹凸不平的河床剖面变得平坦,使过河面积变大,水深下降。
三峡的下泄流量到当地的变现时间,反而对于航道部门维护航道起到了有利作用,清水下泄也让航道上游来沙大幅减少,航道部门可更关注于当地河床冲淤演变,配合整治工程施工,航道条件也在不断趋好,近年来航道维护尺度不断提高的便是力证。
可以这么理解,水的携沙能力与其动能成正比,上限为含沙量的饱和度,清水下泄导致冲刷加剧,河床由凹凸不平变得平坦,所以过河面积不变的情况下,河床变宽,水深变浅。
因此要把原有的洲滩保护起来,使其停止左右摆动或是变窄下延从而发挥束水作用,保障水深足够。
以江心洲的演变规律而言,头冲尾淤,绵延下移,而绝不是平地开槽这种演变!
第四 自然是个动态平衡的,三峡前有三峡前的演变规律,建三峡后有三峡后的演变规律。
对于航道而言,是去适应新的规律,远谈不上有多大不利影响。如果河床整体冲刷,导致河床高程整体下降,那么水位自然也会下降,但是水位下降幅度不会达到河床整体高程下降的幅度,这是因为上游来水不因三峡修建而变化,因此水体过河面积就不会改变。由于河床高程越低,其宽度便越窄,所以更快的冲刷河床,水深反而会更深。
无奈:三峡大坝无鱼类洄游通道,大坝截流后,三峡库区的四大家鱼产卵场消失,但在三峡库尾的江津以上江段(合江-弥陀江段)形成了新的产卵场 ,中下游的水文过程、河床冲刷、湿地格局等亦出现了不同程度的改变 。
第五,关于鄱阳湖,谁是谁非?
说法一:鄱阳湖枯水季几成草原。每年旱季变草原有重要的生态价值:南飞候鸟在这种湿地觅食休整,两栖动物产卵,太阳给湖底消毒 。改变湖泊季节性变草原,也可能会导致生态灾难。
说法二:“因为河床下切,长江水位下降,就显得鄱阳湖洞庭湖水位高一些,于是,枯水期大量湖水流入长江,加速了鄱阳湖和洞庭湖的干旱。”这个还没充分的证据证明,就算是事实,也可以通过建坝解决。
说法三:鄱阳湖因常年过度采砂,导致湖口与长江连通处大大扩增,湖口通道下泄能力大大提升,相当于过去的1.5倍,这也是加快湖水外流的一个重要因素。——这个与三峡大坝无关。
第六 三峡大坝建成蓄水后,减缓了上游来水的速度,部分泥沙在回水区沉积,对重庆有利有弊。
虽然重庆港的淤泥每年都要花一定的力气清淤,但水位上升,航道变深了,航运量以数量级增长,经济效益和社会效益极为显著。
有一个声音:当初的方案是低坝155高的,重庆方面为了回水抵达市区实现万吨轮直抵市区推动方案改为高坝185。言外之意,重庆的淤泥多,本来就是和三峡库区没有关系。
第七 长江航道整治:
长江下游很多地方因为泥沙堆积,江面越来越小,航道越来越窄,从南京开始,一直到上海,崇明,长兴,横沙………哪一个不是面积越来越大?江心洲越来越多,极度压缩江面更有可能造成改道,改道的后发事故就多了。
在这样的背景下,湖南省和江西省都提出,要在湖口修建拦水设施,束水攻沙,稳固滩槽格局。
洞庭湖、鄱阳湖湖口建大坝有很多好处:
防洪抗旱,.改善航运,发电……然后又会有一系列的问题,再解决。
第八 都江堰为什么能历2200年依然留存?
都江堰位于四川省成都市都江堰市城西,坐落在成都平原西部的岷江上,始建于秦昭王末年(约公元前256~前251) [1] ,是蜀郡太守李冰父子在前人鳖灵开凿的基础上组织修建的大型水利工程,由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等部分组成,两千多年来一直发挥着防洪灌溉的作用,使成都平原成为水旱从人、沃野千里的"天府之国",至今灌区已达30余县市、面积近千万亩,是全世界迄今为止,年代最久、唯一留存、仍在一直使用、以无坝引水为特征的宏大水利工程,凝聚着中国古代劳动人民勤劳、勇敢、智慧的结晶。
古代的水利工程主要是防洪,分流,航运,灌溉,今天加上发电了,所以规格要高些。
我们的水利,能不能向都江堰学习?在三峡大坝之前用10m左右高坝分流泥沙,开洞之处流速快,不会让泥沙堆积,高过10m的水位基本不带泥沙,漫过10m坝后再从大坝泄出?
第九 长江相对黄河而言,泥沙含量要低得多。
1:底孔排沙:对于三峡水库,排沙相对黄河上的水库较轻。三峡水库主要是采用蓄清排浑的方式,通过23个低高程,大尺寸的泄洪深孔来排沙。水库汛期低水位运行时,需要将大量泥沙通过泄洪深洞排出;而汛期末蓄水至高水位,将清水蓄于水库中,这种蓄清排浑的排沙效果也较好。
同时由于长江已经实现了梯级开发,长江上游的溪洛渡水库拦截部分泥沙,因此三峡水库的沙量不高。所以说,三峡大坝拦截了泥沙,导致大坝下游泥沙减少,河床冲刷严重的说法是没有道理的!
2 泥沙淤积太快太多的话,底孔排沙也排不干净,只能把底孔前面的泥沙排出一小部分,形成一条冲沟,这样反而会有泥沙淤积底孔,闸门放不下去的危险。
水库淤积是全世界水库碰上的最大难题,现在也没有完全行之有效的解决方法。
黄河中上游建国后修建的水库现在淤积严重的很,有的水库库容只有当初设计的一半了!社会发展与自然保护本来就是一对矛盾体,这就是为什么要拆除各地小水电站的道理,可是大型国家级水电站你不能只看上游淤积下游河道问题,要综合全方位分析,总体来说还是值得的。
结语:
《长江、长江:三峡工程论争》中指出的那样,“三峡工程,是上,还是不上?显然主要是一个科学论证问题。”在可以追溯到50年代的三峡工程存废之争中,正反双方均提出了种种观点,并给出了各自的论证。
正方认为,三峡工程将有三大主要贡献:向华中、华东和川东地区供电;显著改善川江的通航条件;解决长江中下游、特别是荆江河段的防洪。
反方则认为:三峡工程所提供的电力少且贵;大坝导致的淤积将堵塞重庆港,乃至洪水将淹没江津合川的田地;防洪效益有限。
大自然就是这样难以协调,军事,气候,地质,生态等实难兼顾,或者说祸兮福所倚:
水利一把双刃剑。过去防洪损失巨大;现在不防洪了,航运又受影响。但泥沙不足不仅仅是水库拦蓄,植被恢复来沙少了。看看黄河水都开始变清,黄土高原都在变绿。大自然就是在不平衡—平衡—不平衡中周转。
希望一切越来越好。
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