中国最大的河流,水量接近10000亿立方米,25个三峡水库才能装完
伊尔女性网 发表于:2020-07-20 10:10:32
今年入汛以来,我国南方多地均遭受到了持续强降雨的袭击,长江、淮河等河流以及洞庭湖、鄱阳湖、太湖等地的水位不断上涨,部分地区洪水水位甚至一度超过了1998年的历史极值。据统计,截止到7月上旬,洪水已造成全国3385万人次受灾、141人死亡(失踪)、195.8万人次紧急转移安置、2.3万间房屋倒塌等,直接经济损失近700亿元。
按理说现在长江中下游的许多地方汛情已经十分严峻了,特别是水系较为发达、地势低洼且向北部倾斜、泄洪通道仅900余米的鄱阳湖,洪涝灾害尤为严重,这个时候我们的三峡水库应该关闭闸门拦截洪水,减轻中下游的压力。
但令很多人不可思议的是,说好的“汛期蓄水、旱季放水”的三峡大坝于6月29日首次开启了两个孔口尺寸为7米*9米的深孔闸门泄洪。根据流体力学计算,单个深孔的最大水流速度约35m/s,也就是说三峡大坝汛期首次泄洪流量为2*7m*9m*35m/s=4410m³/秒,若只是23个泄洪深孔全开泄洪流量则为50715m³/秒。
许多人都在问,三峡大坝为什么要在汛期泄洪呢?实际上这恰恰反映出我国水利枢纽工程建设,特别是梯级水库开发的数量远远不够多,导致现有的水库对河流的调节能力偏弱,遇到流域性强降雨就必然会开闸放水。
三峡泄洪实属无奈
我们都知道,三峡大坝是全球目前最大的水利发电工程——三峡水电站的主体工程,大坝高185米,正常蓄水到175米后,在大坝以上的长江干流上形成一个长约600公里、平均宽为1.8公里的三峡水库,总库容达393亿立方米。
393亿立方米对于一些人来说似乎没什么概念,对比一下我国当前受灾最严重的最大淡水湖鄱阳湖就知道了。三峡水库面积约为1084平方公里,而鄱阳湖水面最大时为3150平方公里,对应的最大蓄水量约为260亿立方米(最小水面为526平方公里、库容仅9亿立方米),由此可见鄱阳湖的最大库容还不及三峡水库的2/3。
三峡工程作为我国的一项重大的水利枢纽工程,其建设和运行一直备受关注,并且我国的长江流域绝大部分处在亚热带季风气候区,大约80%的雨量集中在夏季,因此三峡工程除了具有发电、航运、灌溉等效益外,防洪功能则摆在第一位,每年汛期期间航运、发电这些都要靠边站。
对于三峡水库,很多人可能都觉得如此浩大的工程肯定是“汛期蓄水、旱季放水”,这样才能起到防洪的效益,其实这种说法既对也不对,这是为什么呢?
上文中讲到,三峡大坝的正常蓄水位是175米,这个水位是三峡水电站的最佳运行高程,因为受地心引力的作用,落差越大水的重力势也能大,发电机组做功也最大,发的电也就多了。
但是每当洪水到来之前,三峡水库都要开闸放水腾出有效库容来应对,这时候的三峡大坝水位高程降至145米的防洪限制水位,而从175米到145米,这30米的水位差能腾出221.5亿立方米的库容拦截洪水,这个变动的221.5亿立方米的库容就是三峡水库的防洪库容。
然而,长江是我国和亚洲第一长、世界水能第一大河流,流量仅次于南美洲的亚马逊河、刚果盆地的刚果河,平均年径流量约为9600亿立方米(有的年份超1万亿立方米),相当于25个三峡水库正常的水量。而三峡水库221.5亿立方米的防洪库容仅仅只有长江平均年径流量的2.3%,因此即便在汛期之前将水位降至高程为145米的防洪限制水位,在接纳了第一波洪水后也需要合理泄洪腾出有效库容来应对下一波洪水。
按照三峡水库每秒3.5万立方米的入库流量算,每天的入库水量为30.24亿立方米,也就是说7.32天就能将防洪库容用完,如果不趁着下游降雨量减少等有利机会泄洪腾出库容,那么在下一波洪水到来时就无防洪库容可用,这给下游带来的风险也就更大,因此汛期泄洪也是非常有必要的,其关键是要错峰泄洪。
实际上,我们所讲的三峡水库的防洪效益,并不是简单的将洪水拦蓄在水库里滴水不放就完事,而是通过一系列调节机制来起到拦洪、削减洪峰的作用,使来势汹汹的洪水平稳的经过长江干流流向东海,从而缓解中下游地区的防洪压力。也正是通过这种科学的调节机制,经过反复的调蓄洪,三峡工程就能抵御百年一遇的洪水。
由于三峡水库的防洪库容只有221.5亿立方米,这对于每年夏季长江汛期约7600多亿立方米的水量,完全是“小巫见大巫”,因此在是自身防洪库容30多倍的水量面前,三峡大坝不可能做到堵而不疏,而是要瞄准“窗口期”及时泄洪。
综上所述,三峡汛期泄洪完全是出于无奈,毕竟自身库容还是很有限,调节河流的能力能力不足,尤其是雨量大且集中主雨带“梅雨季节”所带来的持续强降雨。
中国梯级水库建设还远远不够
从入汛以来三峡水库开闸泄洪,这从另一方面正好也反映出了我国水利工程建设,特别是梯级水库的建设远远不足,总拦蓄水量占河流年径流量的比例偏小,因此在防洪调蓄上就不可能完全做到“丰水期蓄水、枯水期放水”,这也是我国夏季洪涝灾害严重、春秋两季干旱频发的原因之一,一定程度上还是“靠天吃饭”。
尽管三峡水库是我国第一大人工水库,其东端的三峡大坝也有着多项世界之最,但其393亿立方米的总库容在世界上连前十都达不到,例如世界上排名前十的人工水库有加纳沃尔特水库、加拿大斯莫尔伍德水库、俄罗斯古比雪夫水库、赞比亚卡里巴水库、哈萨克斯坦布赫塔尔马水库、俄罗斯布拉茨克水库、埃及纳赛尔水库、俄罗斯雷宾斯克水库、加拿大卡尼亚皮斯科水库、委内瑞拉古里水库,而且这些人工湖大多数建于上世纪60年代,可见“筑坝拦蓄洪水,留着旱季慢慢用”许多国家很早就付诸了实施,其中非洲就不在少数。
沃尔特水库位置
虽然我国在西南地区的长江干支流建成了一些大坝,如雅砻江上的二滩电站、大渡河上的龚嘴电站、乌江上的乌江渡电站等,但由于西南地区的诸多河流处在我国地势的第一级向第二级过渡的高原、山地地带,多山高谷深的峡谷,建大坝形成的高水位落差非常有利于发电,这也是我国长江为什么是世界上水能资源最丰富的河流的原因之一,但所形成的水库蓄水量非常有限,单个的防洪能力其实并不强。
正是因为我国目前很多水库的蓄水量相对有限,因此每当洪水来临之前就需要泄洪腾出库容。而且与世界上其它发达国家相比,我国河流水库对河流径流调节的能力也基本处在劣势。
中外部分河流调节能力对比
以太平洋彼岸的美国为例,尽管这几年美国拆除了一些大坝,这一举措甚至被一些人解读为建拦河大坝弊大于利,但是仔细分析一下不难发现这些被拆除的大坝绝大多数是“矮小挫”和坝龄超50年基本丧失效益的大坝,而且这些被超出的大坝只占美国大坝总数的约1.2%,属于正常更新。
但是在河流水库总库容、坝高超150米巨型大坝等方面,美国仍然保持着世界第一的位置,而这些高坝不仅没有拆除,反而还在不断修建,只不过在生态保护方面修建拦河大坝有要求,必须建造鱼梯确保洄游鱼类能够穿行。
美国胡佛大坝
人无远虑必有近忧,值得一提的是,一些发达国家修建大坝目的也很单一,仅仅只是为了防洪。以美国的七橡树大坝为例,一个高170米的大坝控制着平均流量仅有每秒6.3立方米的河流(最大流量9000立方米/秒),建成之后其库容利用率从未超过33%,这也未免太奢侈了吧。
七橡树大坝
还有埃及修建的阿斯旺大坝,能够吞下尼罗河的全年径流,实现河水多年调节,当非洲其他国家因干旱几乎都在闹饥荒的时候,埃及的粮食产量基本没有受到太大影响,能够自给自足。这样的大坝才能做到雨季照单全收、旱季细水长流。
阿斯旺大坝的位置
要是按照阿斯旺大坝这种调节能力计算,我国长江流域每年主汛期来临的时候需要至少30个三峡水库才能实现汛期不泄洪。而现实是这样的水库仅此一个,当前只能通过科学调度拦洪削峰泄洪,最大限度降低洪水对中下游地区的冲击以及干旱所带来的不利影响。
正如王浩院士所言,“表示一个国家水库蓄水能力与河流径流量之比的库容系数,欧洲国家通常是0.9以上,美国是0.66,而我们中国目前还不足0.3”,而水库蓄水能力不足的直接后果,就是面对大洪水时,发达国家能直接将洪水拦蓄在水库里然后细水长流,而我们国家还要全力抗洪抢险,到了干旱的时候又无水可用。
写在最后
尽管三峡水库有着高达221.5亿立方米的防洪库容,但在长江9600多亿立方米的年平均径流量面前,仅仅只占到了长江径流的约2.31%,基本上一场稍微大点的洪水入库就填满了。
因此,面对梅雨季节持续的强降雨和一波接一波的洪峰到来,三峡大坝只能瞄准“窗口期”泄洪,这样才能腾出足够的库容来调蓄下一波洪水。
而三峡大坝汛期泄洪,虽然也是无奈之举,但这也从侧面反映出我国投入运行的河流水库数量还是太少了,使得汛期长江的洪水白白流向大海,而旱季水量又偏少,影响正常灌溉和航运。
#三峡大坝为什么要汛期泄洪?##科普一下#
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