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三峽大壩被誤解的三件事

2016-09-09 14:19:55 《財經》   作者: 張博庭  

每逢汛期,長江沿岸受災,三峽工程必成焦點,最大的爭議總是圍繞其對重慶的影響、防洪能力,以及建壩引發的地質災害。

受強厄爾尼諾的影響,2016年汛期,中國南方出現了較大的洪水。一些地區遭受了不同程度的洪水威脅。

7月1日,長江現今年最大的洪峰5萬立方米/秒,經三峽攔截錯峰,下泄為3.1萬立方米/秒,有關數據說錯峰水量達30多億立方米,若沒有三峽,其時長江下游最高峰的水量可能要增加40億立方米。

三峽水庫從2003年投入運行以來,2010年和2012年遇到超過每秒7萬立方米洪水的時候,按照長江防總的調度指令,減少三峽下泄流量,沙市水位都沒有超過警戒水位,有效減輕了下游的防洪壓力,保證了下游的防洪安全。

221.5億立方米,是三峽水庫汛限水位145米到正常高蓄水位175米之間的水庫容積。

這個庫容根據防洪需要分三部分:可以用155米以下的庫容來對城陵磯(岳陽)地區防洪;155米-171米水位,庫容是125.8億立方米,主要是用以提高荊江河段(沙市)的防洪標準,從十年一遇提高到百年一遇;171米-175米水位之間,39.2億立方米庫容是用于百年一遇到千年一遇洪水,配合荊江分洪區的運用,可以保證沙市水位不超過45米,防止荊江兩岸堤防潰決。

三峽多蓄水肯定能多發電,根據計算,如果三峽可以把汛限水位提高一米,可提高5億度發電量。但是,不管在干旱的時候,還是在洪澇的時候,三峽調度歷來都是防洪第一位。

實際上供水的作用也排在發電之前,2011年干旱的時候,三峽就以供水為首要目標,累計往下游補水200多億立方米。

至今,三峽工程的防洪作用已非常明確,就是可以把荊江大堤的防洪標準由十年一遇,提高到百年一遇,配合下游分洪、滯洪等綜合措施可抵御千年一遇洪水。

這一結論從三峽論證的時候起就沒有變過,而且至今也沒有變。只不過有的人會站在不同的角度,對三峽的防洪功能有不同的解讀而已。

長江防洪,是一項巨大的系統工程,三峽大壩是其中的一個重要組成部分。做好這部分雖然能發揮很關鍵的作用,但這并不代表“三峽可保管一切”。然而,每逢汛期,長江沿岸受災,三峽工程必成為關注焦點,其中不乏指摘者。為此,本文就幾個公眾熱議的話題,做一些分析。

三峽會致水淹重慶?

網上有文章推斷,“三峽防洪庫容被嚴重高估。三峽水庫想保大壩下游區域的江漢平原和武漢,就得水淹重慶,如想保重慶,大壩就白修了。三峽水庫明面上的功能就只剩下發電。”

不錯,2010年7月,長江經歷了自三峽建成以來第一次較大的洪水。當時,重慶的朝天門碼頭也確實出現了被淹的情況。那時,還沒有真正實現三峽工程蓄水到175米正常蓄水位,因此,三峽水庫的水力坡度到底有多大,三峽的設計是否在水力坡度的計算上存在問題?還不能給出實踐驗證的結論。

重慶的洪水與三峽工程的建設,確實存在著某種相關性。但是,有相關性不等于就有因果關系。要證明解釋重慶洪水與三峽工程不存在因果關系非常容易,只要把以往三峽建設之前與建成之后,重慶的洪水與長江水量的關系作一個比較,就一清二楚了。

通過比較歷次長江大洪水期間,重慶的洪水高度與長江的洪水量的關系,不難發現,三峽工程建成蓄水之后,重慶水位與長江洪水的關系只有幾厘米的增加。當然,這幾厘米的變化,到底是三峽大壩的回水造成的,還是多年的長江河道淤積造成的,還有待于進一步分析。總之,數據統計顯示,三峽大壩蓄水,對重慶的洪水位影響幾乎小到可以忽略不計。

有專家用流體力學的原理,解釋三峽大壩造成重慶被淹的說法,稱“自重慶至宜昌段,長江水道長而窄,重慶之上來水多且急時,即使三峽大壩壩前水位低,也會形成翹尾,造成重慶市區被淹”。

對此,我們也進行了分析,指出了其力學原理的使用錯誤。實際上,2010年10月,三峽大壩完成了首次蓄水到正常水位175米的實踐。根據當時的水位記錄,三峽水庫的實際水力坡度還不到1米。

此前,也有質疑三峽最后不可能蓄水到175米的聲音,除非淹掉重慶。特別是在三峽工程一期蓄水之后,由于長江原來的自然坡度也就大概在萬分之七左右,有人據此把長江各處的自然水位,說成是三峽蓄水的回水高度,推斷三峽不可能蓄水到175米。

所謂的萬分之七,即要想讓三峽水庫中的泥沙一點都不淤積,水力坡度不能小于萬分之七,而并不是說三峽水庫蓄水后的水力坡度,就是萬分之七。根據設計,一部分泥沙就是要淤積在三峽水庫庫內。

三峽的回水影響,在設計中并非沒有考慮,不過只有2米。客觀地說,2米并不是三峽水庫的回水高度極限。因為,水庫回水的高度,除了和地形有關之外,還與流量有關。所以,越是大洪水來臨的時候,變動回水線一定會越高。正因如此,當三峽工程驗收的時候,為了保障具有221億立方米的防洪庫容,驗收專家已經把回水的高度提高到了4米。

庫區地質災害多發?

水庫電站剛建成時,新庫岸在枯水波動的影響下,會把很多潛在的滑坡體逐漸釋放掉。所以,水電站建成之后,一般會經歷地質災害的免疫期、平緩期和受益期。三峽工程也不例外。

在三峽建成后的蓄水初期,確實有一個階段產生了較多的地質災害。因為,在水庫電站的建設初期,新的庫岸和庫水位的上下波動,確實都會增加庫區周邊的滑坡、崩岸、泥石流等地質災害。而這些地質災害的出現,并不是水庫蓄水本身造成的,而是一些潛在的地質滑坡體被水庫蓄水釋放出來了。

這些潛在的地質災害滑坡體,如果不被釋放,也必然會在將來的某一天爆發。

目前的研究證實:滑坡、崩岸、泥石流等地質災害的產生,除了觸發災害的風、雨等外力之外,主要有兩種能量的來源:一個是地震,一個是河流的沖擊和下切。

一般來說,河流周圍的地質災害,主要產生原因在于河流能量產生的長期沖擊和下切。據此,清華大學曾做過一個研究,經多次現場試驗驗證了,消能是地質減災的根本。具體到大江大河的水電開發,本質上就是提取和利用河水中的能量。河水的能量被用來發電之后,就不會再去沖擊和下切河流的邊坡,從而也就不會再產生和加劇更多的潛在滑坡體。

目前,三峽初期蓄水已超過十年,各種潛在的滑坡體也都經過了較充分的釋放。地質災害的發生頻率也已經大幅降低。根據普遍規律,目前三峽水庫的地質災害已經進入了平緩期,甚至即將進入受益期。

平緩期是地質災害的發生頻率基本上與三峽建設前大體相當。受益期的特征是,地質災害明顯少于三峽工程建設前。

三峽的攔洪能力多大?

最近這幾天,長江中下游的一些地區,正在遭受較大的洪水困擾,很多當地民眾認為,三峽工程發揮的作用還不夠,為什么不能索性截斷上游的所有來水,幫助下游抗洪。

根據目前的《防洪法》要求,三峽大壩只能錯洪消峰,一方面,三峽也在盡可能地發揮著錯峰抗洪的作用;另一方面,還要盡量地保持三峽水庫具有較大的防洪庫容。

例如,7月1日當長江下游地區正在遭受洪澇困擾的時候,長江上游的入庫流量已經達到了5萬立方米/秒。當時三峽大壩攔蓄了約2萬立方米/秒的流量,避免加重下游地區的抗洪壓力。那幾天,長江上游的來水,有時已經減少到了2萬立方米/秒左右,但是,為了能夠保持三峽的防洪庫容,應對未來隨時可能會到來的大洪水,三峽大壩卻要用略大于2萬立方米/秒的流量下泄江水。

國家防總對長江洪水的調度方式,既要盡可能地幫助下游百姓防洪抗澇,也要保障三峽的防洪能力。不管是來自學者還是民間的偏激意見,都是不可取的。

三峽的重要防洪作用,已經讓周圍的百姓有所感受。一位來自長江邊上的媒體記者,在小時候的記憶中,父母每年的冬天要去長江邊上“挑堤”,夏天要去長江大堤上去死守。這一切,在三峽建成之后發生了根本的改變。

2012年7月22日,長江出現了71200立方米/秒的較大洪水,其洪峰流量已經超過了1998年,可由于有了三峽工程的調蓄作用,武漢地區參與護堤的人數,只是1998年的幾十分之一(2000人左右)。

因有了三峽大壩的保障,不僅不需要武漢的軍民到大堤上去嚴防死守,而且還有很多武漢居民,悠閑地在江邊散步、納涼。

實際上,三峽工程的建設還留有更充分的防洪余地(稍加改造就可以提高蓄水到180米)。前不久已經有專家建議,按照180米計算三峽大壩的庫容了。已經有正式資料顯示,三峽庫容不再是392億立方米,而是450億立方米了。因此,客觀地說,目前三峽的最大防洪能力,可以說是遠超221億立方米。

隨著三峽大壩的建設,長江的防洪能力毫無疑問提高了。這里需要強調的是,三峽大壩和樞紐建筑物的結構強度,完全可以抵抗萬年一遇的洪水,但是,并不是說整個三峽樞紐具備了攔蓄、調控萬年一遇洪水的能力。我們可以說三峽大壩本身具有萬年一遇的抗洪能力,但不能說三峽工程具備了萬年一遇的防洪能力。

總之,三峽工程的防洪能力,完全符合設計預期。即:把下游荊江河段的防洪標準提高到百年一遇,配合下游分洪,可以防控千年一遇的洪水。

(作者為中國水力發電工程學會副秘書長,本文為作者個人觀點)




責任編輯: 江曉蓓

標簽:三峽大壩