三峽水庫有多強大?蓄水近20年,為何長江還會「上堵下澇」?

2022年07月18日19:36:25 科學 1688

三峽水庫是中國庫容最大的水庫,在175m的正常蓄水水位下,總庫容達393億m³,總面積1084平方公里。

和全國的大型淡水湖相比,三峽水庫的規模也不落下風。以太湖為比較對象:太湖的面積為2445平方公里,但平均水深只有1.9m,最深也不足5m,總容積只有44億m³。這表明三峽水庫足以裝下八個太湖的水量!

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在整個亞洲,三峽水庫也有著舉足輕重的地位,按庫容可排在第二位(排名第一的是馬來西亞的巴貢水庫,庫容438億立方米,大壩電站由我國承建)。可喜的是,三峽水庫的綜合效益為世界水庫之最,年發電量超1000億度,堪稱是「長江寶庫」。

三峽水庫:名副其實的「長江明珠」

三峽水庫是世界矚目的超級水庫,正如著名的水壩專家薩凡奇評價:長江三峽工程是關係到中國前途與命運的偉大傑作。現在看來,這一說法並不誇張,因為三峽水庫實在是太重要了!

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三峽水庫最重要的功能就是防洪。在2003年之前,長江的防洪能力整體很弱,比如在1998年,洪峰流量僅為6.33萬m³/s,但卻造成了2000多億元的經濟損失。

在成庫之後,這一規模的洪水已不足為懼。在2010年、2020年,長江均爆發了比1998年更可怕的洪峰,但下游的江漢平原並未受到任何影響。背後最大的功臣就是三峽水庫,通過攔洪、削峰、錯峰,將下泄流量控制在4萬m³/s以下,大大減輕了中下游的防洪壓力。

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三峽水庫的重要性還體現在獨特的生態上。長江被譽為「淡水漁業的搖籃」,分布有180餘種特有魚類,年捕撈量曾達到43萬噸。而三峽水庫則是長江生態的「集大成者」,庫區擁有600多公里的江段,庫汊、庫灣不計其數,是野生魚群的天堂。

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本世紀初,魚類學家曾前往庫區做過資源調查,發現庫區的魚類達140多種,其中有47種長江特有魚及30種常見的經濟食用魚。2021年禁漁以來,三峽庫區頻繁出現野生魚群,據護漁隊員譚世全介紹,「魚群的規模比較大,基本都有一兩百條」。

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無獨有偶,三峽宜昌江段也頻繁出現魚群,數量有上萬條,護漁員稱:「20多年沒發現過這種魚群」。可以預見,經過十年的發酵,三峽水庫的生態價值將不可估量。

其一,三峽庫區本身就是我國的淡水資源儲備庫,豐富的水資源養育了4300多種水生生物,這是大自然的無價之寶。其二,三峽水庫構成了長江的生態保護屏障,有利於穩定並調節流域氣候,也有利於改善沿線居民的生活質量,這些獨特的作用都無法被替代。

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此外,三峽水庫在改善航運、跨流域調水、產生清潔電能等方面也發揮了重要作用。有了三峽水庫,長江的治理便錦上添花,洪水也能變成資源和財富,而不再是危險和災難。

三峽水庫有多強大?防洪能力陷入「縮水」質疑?

圍繞著三峽水庫的防洪能力,近年來一直有一種爭議:有觀點認為三峽水庫的防洪能力在不斷縮水,由「千年一遇」變成了「百年一遇」!

事實上,這完全是一種誤解。根據長江的水文記錄,歷史洪水可分為三個等級:即百年一遇、千年一遇萬年一遇。各個等級均有相應的防洪調度方案,目標是為了確保荊江大堤的安全,併兼顧城陵磯和武漢的防洪安全。

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為何要重點保護荊江大堤呢?這和長江河道的走勢相關。在長江枝城下游,河道開始變得蜿蜒曲折,特別是從藕池口到城陵磯之間的下荊江河段,河道曲折率平均為3,最高達25,屬於典型的彎曲河道,素有「九曲迴腸」的說法。

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據歷史記載,荊江大堤經常發生潰口,這一河段也成了長江防洪的最薄弱環節。有些網友將荊江的防洪能力和三峽庫區混為一談,出現了「張冠李戴」的錯誤。

首先來看三峽水庫。三峽大壩按照千年一遇的洪水設計,相應擋水水位為175m,可應對9.8萬m³/s的洪峰流量。在此基礎上,工程專家還增加了10%的校核,相應擋水水位為180.4m,可抵禦萬年一遇的超級洪水。因此,三峽水庫的設計防洪能力是1000年一遇,這一點毋庸置疑。

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再看荊江河段。在成庫之前,荊江河段每10~20年就會出現一場大的洪災,但三峽水庫的建成改變了這一格局。在三峽水庫的防洪庫容(220.1億m³)中,專門為荊江防洪預留了的庫容有182.3億m³,其中又有56.5億m³兼顧城陵磯防洪。

三峽水庫提前迎接洪峰、攔蓄洪峰,分擔了荊江的防洪風險,控制了荊江河段的過洪流量。根據安全行洪標準,荊江的防洪能力由此提高到了100年一遇

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綜上,三峽水庫的防洪能力並沒有「縮水」,基本標準是「保千年,防萬年」,和荊江應區分看待。事實上,通過荊江分洪區(有效容積:71.6億m³)和三峽水庫的聯合運用,長江中下游也有實力應對千年一遇的洪水。

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為減少荊江分洪區的損失,有沒有其他更保險的措施呢?就目前而言,在金沙江修建虎跳峽水庫是一個備選方案。如果能成功修建,三峽水庫的防洪壓力將大大緩解,長江的防洪形勢也將發生巨大改觀。

蓄水近20年,為何長江還會「上堵下澇」?

三峽水庫蓄水近20年,最大的挑戰就是應對長江洪水。2020~2021年,長江的防洪形勢不可謂不驚險,庫區遭遇史上罕見的洪峰,最大入庫流量達7.5萬m³/s!

一方面,上游重慶江段出現嚴重洪澇,潼南、江津、巴南等縣受到影響,群眾轉移人數約25萬人。另一方面,三峽庫區在汛期加大下泄流量,「似乎」增加了中下游的防洪壓力。

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於是就有人認為:上游重慶被淹是因為三峽大壩攔水所致,下游洪澇加重,則是三峽大壩汛期放水所致。長江出現「上堵下澇」的現象,主要責任出在三峽大壩,但事情真的如此嗎?

首先可以肯定一點,三峽水庫不會增加上遊河段的防洪隱患。這是因為在每年汛前,庫區水位都會下降至145m的防洪限制水位,不會滿庫運行。例如:2022年7月18日,三峽庫區的水位已經下放到146.6m,預留了充足的防洪庫容。直到汛期結束,庫區才會提升蓄水水位。

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考慮到水力坡度,上游水位的提升量也不過1~2m,這和重慶寸灘水文站的天然洪水位(160m)還相差還有10多米。所以,重慶城區的洪澇和三峽水庫無直接聯繫。事實上,要解決重慶的洪水只能依靠上游的水庫,具體包括金沙江、綦江嘉陵江,這些河流才是重慶市區洪水的直接來源。

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重慶寸灘

其次,三峽水庫在汛期加大泄洪,並不會影響下游的防洪安全,「下澇」同樣也是無中生有。

為何這麼說呢?其實,大部分的洪水都已被三峽水庫提前攔截,泄洪壩放出的水量只佔很小一部分,是緩解了下游的防洪壓力,而不是增加。另外,三峽水庫的調度屬於「大局性調度」,泄洪流量的確定有一個大前提:保證下遊河道有足夠的安全餘量。

所以在汛期放水,並不會威脅到下游的防洪安全,而是減輕了上游新一輪的洪峰壓力。

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總體來看,三峽水庫是更好地均衡了長江汛期的洪水,將不可控的天然洪峰流量轉變為相對可控的人造洪峰流量,兼顧全局,保證汛期平穩泄洪、中下游安全度汛。

總結

三峽水庫是我國的巨大財富,防洪、經濟、生態效益均可圈可點。特別是在防洪方面,三峽水庫提高了長江的安全係數,使我國在汛期有了更強的自主調控能力。

對於三峽水庫的貢獻,您怎麼看?歡迎留言討論。

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