三峽大壩是中國的一個(gè)超級(jí)工程,建在長(zhǎng)江上,主要是為了防洪、發(fā)電和改善航運(yùn)。它的水庫容量巨大,總庫容達(dá)到393億立方米,這相當(dāng)于好幾個(gè)大城市的年用水量加起來。要是把所有閘門都打開,把里面的水全放光,得花多長(zhǎng)時(shí)間?
三峽水庫正常蓄水位是175米,這個(gè)高度下能存393億立方米的水。其中防洪庫容是221.5億立方米,意思是說平時(shí)不全蓄滿,留出空間應(yīng)付洪水。
壩體本身長(zhǎng)度2309米,高185米,混凝土重力壩結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)時(shí)考慮了千年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)。閘門部分有23個(gè)深孔和22個(gè)表孔,總共45個(gè)泄洪孔。這些閘門不是隨便開的,通常根據(jù)上游來水和下游需求調(diào)節(jié)。
根據(jù)官方資料和工程設(shè)計(jì),三峽大壩的最大泄洪能力是每秒10.25萬立方米。這不是隨便估的,是按1870年長(zhǎng)江大洪水流量為依據(jù)設(shè)計(jì)的,能應(yīng)對(duì)每秒10萬立方米以上的洪峰。
要計(jì)算放空時(shí)間,就用總庫容除以這個(gè)流量。393億立方米除以10.25萬立方米每秒,得出的秒數(shù)是大約383415秒。換成小時(shí)是106.5小時(shí),差不多4天10小時(shí)多點(diǎn)。如果按天算,就是4.44天左右。
但這只是理論計(jì)算,不考慮實(shí)際因素。現(xiàn)實(shí)中,水位下降后,水壓減小,泄洪速度會(huì)變慢。開始時(shí)流量大,水位高,壓力足,每秒能泄10萬多立方米;到后期水淺了,流量可能降到每秒幾萬立方米。所以實(shí)際時(shí)間會(huì)比理論長(zhǎng)點(diǎn),有的估算說接近5天。
還有,上游長(zhǎng)江不斷有水進(jìn)來,年平均徑流量是每秒3萬立方米左右,汛期更多。如果一邊放水一邊進(jìn)水,凈泄洪量就減小了,得扣掉進(jìn)水部分。按平均進(jìn)水每秒1.5萬立方米算,凈流量變成每秒8.75萬立方米,時(shí)間就延長(zhǎng)到大約5.2天。
也有些說法不一樣,比如有的用每秒7.9萬立方米流量計(jì)算,得出的時(shí)間是5.7天。那可能是用了部分閘門的泄洪量,或者是正常運(yùn)行下的數(shù)據(jù)。
三峽壩的深孔和表孔組合使用,最大時(shí)確實(shí)能到10萬以上。2020年洪水時(shí),就開啟過11個(gè)孔,泄洪流量達(dá)每秒4.92萬立方米,那是為了控制水位,不是全力放空。假如真要全開閘門,得確保壩體安全和下游不被淹。
為什么說這事不能真干?因?yàn)橄掠斡绊懱?。三峽壩下游是長(zhǎng)江中下游平原,人口密集,城市多。要是全力泄洪,每秒10萬立方米的水沖下去,相當(dāng)于一場(chǎng)特大洪水。
歷史上的長(zhǎng)江洪水,每秒8萬立方米就夠嚴(yán)重了,1998年洪峰是每秒6.3萬立方米,已經(jīng)造成大災(zāi)。全力放水的話,下游河道承受不住,堤壩可能決口,農(nóng)田、城鎮(zhèn)全泡湯。荊江段、武漢等地首當(dāng)其沖,經(jīng)濟(jì)損失上萬億不說,人員安全也成問題。所以這只是個(gè)假設(shè),實(shí)際操作不可能全開閘門放光水庫。
三峽工程的意義在于調(diào)控水量,不是一泄了之。它能攔住洪峰,削減流量,讓下游平穩(wěn)。像2020年長(zhǎng)江1號(hào)洪水,入庫流量每秒7萬立方米,出庫控制在每秒4萬立方米以下,避免了更大災(zāi)害。
發(fā)電方面,三峽電站裝機(jī)容量2250萬千瓦,年發(fā)電量超1000億千瓦時(shí),夠北京用一年。累計(jì)發(fā)電到現(xiàn)在已經(jīng)超過1.6萬億千瓦時(shí),幫中國減少了不少煤炭消耗,環(huán)保效益明顯。
建壩過程也挺曲折。從1950年代開始論證,1992年人大通過議案,1994年開工,2009年基本建成??偼顿Y2000多億元,移民130萬人,這在世界上都是空前的。
移民不是簡(jiǎn)單搬家,得建新社區(qū)、安置就業(yè),政府花了大力氣。工程中遇到的難題包括地質(zhì)復(fù)雜、泥沙淤積。長(zhǎng)江含沙量高,每年有5億噸泥沙進(jìn)庫,三峽設(shè)計(jì)了排沙措施,但還是有部分淤積,需要定期清淤。
有人早年反對(duì)建壩,比如黃萬里教授,他從泥沙和地質(zhì)角度提過風(fēng)險(xiǎn),預(yù)言壩體可能有問題。但工程建成了,運(yùn)行20多年,擋住了多次洪水,證明了設(shè)計(jì)的可靠性。當(dāng)然,任何大工程都有利弊,三峽也帶來生態(tài)變化,水庫淹沒了部分土地,影響魚類遷徙,得通過放流和保護(hù)來緩解。
回到放水時(shí)間,如果用更保守的流量算,比如每秒8萬立方米,時(shí)間就到5.7天。為什么流量有差異?因?yàn)殚l門不是全在同一高度,深孔在90米高程,表孔更高,水位低時(shí)表孔用不上。實(shí)際放空過程分階段,先用全閘門,后期只剩深孔,速度遞減。加上蒸發(fā)、滲漏等小因素,時(shí)間可能拉到6天以上。
三峽水庫放空不是小事,它牽扯到整個(gè)長(zhǎng)江流域的水資源管理。中國是多洪水的國家,長(zhǎng)江年徑流量4500億立方米,三峽只存了不到10%,但這10%就夠關(guān)鍵了。放水時(shí)間短,說明泄洪能力強(qiáng),但也意味著風(fēng)險(xiǎn)高,得慎重操作。
工程建成后,航運(yùn)改善明顯。以前三峽段險(xiǎn)灘多,船難走,現(xiàn)在萬噸輪能直達(dá)重慶,貨運(yùn)量翻了好幾倍。經(jīng)濟(jì)效益上,發(fā)電收入已經(jīng)回收投資,還在繼續(xù)賺錢。減排方面,每年少燒幾億噸煤,幫空氣質(zhì)量好轉(zhuǎn)。
當(dāng)然,維護(hù)不能松懈。壩體監(jiān)測(cè)24小時(shí),地震、洪水都得防。2018年壩體有輕微位移,但官方說在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),沒大事。未來氣候變化,極端天氣多,三峽的作用更重要。
總的來說,放光水庫的時(shí)間大概4到6天,取決于流量和實(shí)際情況。但這不是重點(diǎn),重點(diǎn)是三峽怎么幫中國人管好長(zhǎng)江水。建壩花了那么大功夫,不是為了放水玩,而是為了防災(zāi)、發(fā)電、民生。
對(duì)比國外大壩,像巴西伊泰普,發(fā)電量有時(shí)超三峽,但庫容小,泄洪不如。埃及阿斯旺壩庫容大,但放水時(shí)間更長(zhǎng)。三峽在世界排前,泄洪能力第一。
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