又到雨季,處處溝滿河平。不由得掛念起三峽大壩,洪水里攜裹了那么多的泥沙怎么辦呢?
三峽大壩,位于中國湖北省宜昌市三斗坪鎮境內,距下游葛洲壩水利樞紐工程38公里,是當今世界最大的水利發電工程——三峽水電站的主體工程、三峽大壩旅游區的核心景觀、三峽水庫的東端。
三峽大壩工程包括主體建筑物及導流工程兩部分,全長約3335m,壩頂高程185米,工程總投資為954.6億人民幣,于1994年12月14日正式動工修建,2006年5月20日全線修建成功。三峽水電站2018年發電量突破1000億千瓦時,創單座電站年發電量世界新紀錄。
每一個大壩在設計之初,就設計了沖沙口。每年在泄洪期,都會把淤積的泥沙沖出,剩余的淤沙都有船舶和設備清理。
任何事物的建立,都會有利有弊,沒有大壩,湖北及以下沿江地區,包括武漢的發展會因汛期的到來而戰戰兢兢。有了大壩,也就有了許多與大壩相關的話題。
第一 三峽大壩的修建目的:
首先是調峰蓄洪保障安全;其次是水力發電造福民生,再次是魚體洄游(暫未建設)保護生態,最后才是延上深下拓展航道。
三峽水電站大壩高181米,正常蓄水位175米,大壩長2335米,靜態投資1352.66億人民幣 ,安裝32臺單機容量為70萬千瓦的水電機組。三峽電站最后一臺水電機組建成投產,意味著裝機容量達到2240萬千瓦的三峽水電站,2012年7月4日已成為全世界最大的水力發電站和清潔能源生產基地。
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。
1三峽水庫于2011年9月10日零時正式啟動第四次175米試驗性蓄水,至18日19時,水庫水位已達到160.18米。2012年7月23日,三峽樞紐開啟7個泄洪深孔泄洪。上游來水流量激增至每秒4.6萬立方米。2012年7月24日,三峽大壩入庫流量達7.12萬立方米/秒,是三峽水庫建庫以來遭遇的最大洪峰。
2航道只利用了水深足夠寬度有限的可通航水域,19-20屆枯水期漢口水位創三峽后歷史新低,但船舶貨運量卻達18-19屆枯水期的130%;
第三 泥沙淤積對河床的改變:
河床從不是平坦的,而是以U、V、W形截面居多。
有人抱怨,以前在家鄉還能看見清澈的鵝卵石,經常去游泳,踩在什么可舒服了。現在河道里都是淤泥,下腳總感覺腳底發毛,不知道有多深。
大量泥沙在庫區沉淀,往下游的泥沙減少了。但是,泄洪期通過大壩下部排沙孔“蓄清排沙”,將大部分泥沙排到下游,并未導致河床越來越低,局部河床可能會有些改變。
河床低了,汛期基本看不出來。到了枯水期,會有些問題,但不能說特別嚴重。
清水下泄造成的中游河床沖刷現象確實存在,但是沖刷的主體是原本就凸于河床表面的洲灘或邊灘,也就是把原本凹凸不平的河床剖面變得平坦,使過河面積變大,水深下降。
三峽的下泄流量到當地的變現時間,反而對于航道部門維護航道起到了有利作用,清水下泄也讓航道上游來沙大幅減少,航道部門可更關注于當地河床沖淤演變,配合整治工程施工,航道條件也在不斷趨好,近年來航道維護尺度不斷提高的便是力證。
可以這么理解,水的攜沙能力與其動能成正比,上限為含沙量的飽和度,清水下泄導致沖刷加劇,河床由凹凸不平變得平坦,所以過河面積不變的情況下,河床變寬,水深變淺。
因此要把原有的洲灘保護起來,使其停止左右擺動或是變窄下延從而發揮束水作用,保障水深足夠。
以江心洲的演變規律而言,頭沖尾淤,綿延下移,而絕不是平地開槽這種演變!
第四 自然是個動態平衡的,三峽前有三峽前的演變規律,建三峽后有三峽后的演變規律。
對于航道而言,是去適應新的規律,遠談不上有多大不利影響。如果河床整體沖刷,導致河床高程整體下降,那么水位自然也會下降,但是水位下降幅度不會達到河床整體高程下降的幅度,這是因為上游來水不因三峽修建而變化,因此水體過河面積就不會改變。由于河床高程越低,其寬度便越窄,所以更快的沖刷河床,水深反而會更深。
無奈:三峽大壩無魚類洄游通道,大壩截流后,三峽庫區的四大家魚產卵場消失,但在三峽庫尾的江津以上江段(合江-彌陀江段)形成了新的產卵場 ,中下游的水文過程、河床沖刷、濕地格局等亦出現了不同程度的改變 。
第五,關于鄱陽湖,誰是誰非?
說法一:鄱陽湖枯水季幾成草原。每年旱季變草原有重要的生態價值:南飛候鳥在這種濕地覓食休整,兩棲動物產卵,太陽給湖底消毒 。改變湖泊季節性變草原,也可能會導致生態災難。
說法二:“因為河床下切,長江水位下降,就顯得鄱陽湖洞庭湖水位高一些,于是,枯水期大量湖水流入長江,加速了鄱陽湖和洞庭湖的干旱。”這個還沒充分的證據證明,就算是事實,也可以通過建壩解決。
說法三:鄱陽湖因常年過度采砂,導致湖口與長江連通處大大擴增,湖口通道下泄能力大大提升,相當于過去的1.5倍,這也是加快湖水外流的一個重要因素。——這個與三峽大壩無關。
第六 三峽大壩建成蓄水后,減緩了上游來水的速度,部分泥沙在回水區沉積,對重慶有利有弊。
雖然重慶港的淤泥每年都要花一定的力氣清淤,但水位上升,航道變深了,航運量以數量級增長,經濟效益和社會效益極為顯著。
有一個聲音:當初的方案是低壩155高的,重慶方面為了回水抵達市區實現萬噸輪直抵市區推動方案改為高壩185。言外之意,重慶的淤泥多,本來就是和三峽庫區沒有關系。
第七 長江航道整治:
長江下游很多地方因為泥沙堆積,江面越來越小,航道越來越窄,從南京開始,一直到上海,崇明,長興,橫沙………哪一個不是面積越來越大?江心洲越來越多,極度壓縮江面更有可能造成改道,改道的后發事故就多了。
在這樣的背景下,湖南省和江西省都提出,要在湖口修建攔水設施,束水攻沙,穩固灘槽格局。
洞庭湖、鄱陽湖湖口建大壩有很多好處:
防洪抗旱,.改善航運,發電……然后又會有一系列的問題,再解決。
第八 都江堰為什么能歷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(約公元前256~前251) [1] ,是蜀郡太守李冰父子在前人鱉靈開鑿的基礎上組織修建的大型水利工程,由分水魚嘴、飛沙堰、寶瓶口等部分組成,兩千多年來一直發揮著防洪灌溉的作用,使成都平原成為水旱從人、沃野千里的"天府之國",至今灌區已達30余縣市、面積近千萬畝,是全世界迄今為止,年代最久、唯一留存、仍在一直使用、以無壩引水為特征的宏大水利工程,凝聚著中國古代勞動人民勤勞、勇敢、智慧的結晶。
古代的水利工程主要是防洪,分流,航運,灌溉,今天加上發電了,所以規格要高些。
我們的水利,能不能向都江堰學習?在三峽大壩之前用10m左右高壩分流泥沙,開洞之處流速快,不會讓泥沙堆積,高過10m的水位基本不帶泥沙,漫過10m壩后再從大壩泄出?
第九 長江相對黃河而言,泥沙含量要低得多。
1:底孔排沙:對于三峽水庫,排沙相對黃河上的水庫較輕。三峽水庫主要是采用蓄清排渾的方式,通過23個低高程,大尺寸的泄洪深孔來排沙。水庫汛期低水位運行時,需要將大量泥沙通過泄洪深洞排出;而汛期末蓄水至高水位,將清水蓄于水庫中,這種蓄清排渾的排沙效果也較好。
同時由于長江已經實現了梯級開發,長江上游的溪洛渡水庫攔截部分泥沙,因此三峽水庫的沙量不高。所以說,三峽大壩攔截了泥沙,導致大壩下游泥沙減少,河床沖刷嚴重的說法是沒有道理的!
2 泥沙淤積太快太多的話,底孔排沙也排不干凈,只能把底孔前面的泥沙排出一小部分,形成一條沖溝,這樣反而會有泥沙淤積底孔,閘門放不下去的危險。
水庫淤積是全世界水庫碰上的最大難題,現在也沒有完全行之有效的解決方法。
黃河中上游建國后修建的水庫現在淤積嚴重的很,有的水庫庫容只有當初設計的一半了!社會發展與自然保護本來就是一對矛盾體,這就是為什么要拆除各地小水電站的道理,可是大型國家級水電站你不能只看上游淤積下游河道問題,要綜合全方位分析,總體來說還是值得的。
結語:
《長江、長江:三峽工程論爭》中指出的那樣,“三峽工程,是上,還是不上?顯然主要是一個科學論證問題。”在可以追溯到50年代的三峽工程存廢之爭中,正反雙方均提出了種種觀點,并給出了各自的論證。
正方認為,三峽工程將有三大主要貢獻:向華中、華東和川東地區供電;顯著改善川江的通航條件;解決長江中下游、特別是荊江河段的防洪。
反方則認為:三峽工程所提供的電力少且貴;大壩導致的淤積將堵塞重慶港,乃至洪水將淹沒江津合川的田地;防洪效益有限。
大自然就是這樣難以協調,軍事,氣候,地質,生態等實難兼顧,或者說禍兮福所倚:
水利一把雙刃劍。過去防洪損失巨大;現在不防洪了,航運又受影響。但泥沙不足不僅僅是水庫攔蓄,植被恢復來沙少了。看看黃河水都開始變清,黃土高原都在變綠。大自然就是在不平衡—平衡—不平衡中周轉。
希望一切越來越好。
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