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三峽水庫蓄水對重慶的水位的影響分析
送交者: 大嘴的青蛙 2020年06月26日22:52:40 於 [茗香茶語] 發送悄悄話
三峽水庫蓄水對重慶的水位的影響分析
(2010-8-29 17:13:39)   來自 中國水力發電工程學會


文/水博
 

  今年以來我國長江流域普遍發生了較大洪水。先是在6月長江下游出現了較大的洪水,緊接着在7月中下旬,長江的上游金沙江、嘉陵江以及長江的支流漢江流域都發生了較大的洪水。位於長江上游的重慶市更是遭受到了嚴重的洪澇災害。重慶朝天門進水至188米,曾出現過數萬重慶民眾爭睹洪水的盛況。廣安市等地也遭遇嚴重的洪災,這種現象難免會讓人猜疑,是不是三峽水庫的蓄水雖然保護了下游,卻加劇了上游川東重慶等地的危害呢?

   其實早在三峽水庫修建成之前,就有一些質疑三峽水庫水利梯度的可能會造成水淹重慶的文章。這些質疑的出處都是來自三峽泥沙組論證時曾提出來過,三峽水庫要順利排沙應該需要水庫保持十萬分之七的水利坡度。對此,某個冒充水利專家的反壩人士,在根本就不知道泥沙組的結論是什麼意思的情況下,就信誓旦旦的說三峽水庫的水利梯度計算已經出現了嚴重錯誤,庫尾的洄水(翹尾巴)的高程將達到42米(而不是我們目前預留的2米)。並揚言水庫建成後,要搬遷的移民絕不是120萬,而至少是250萬。對於這些危言聳聽的預言,我不僅當時就寫文章予以了駁斥,而且,隨後的2008年和2009年的三峽實驗性蓄水,已經完全宣告了這種水利坡度42米的謠言徹底破產。

   今年汛期,重慶地區遭遇到了幾十年未見的暴雨襲擊,一些地區出現了較嚴重的洪災。於是又有人說重慶的被淹是三峽水庫蓄水造成的。根據水文記錄,在今年7月19日重慶洪水流量最大的時候寸灘水位最高達到了185.4米,而當時三峽水庫的水位卻只有146米。而當到了7月24日,三峽水庫發揮了攔蓄洪水的作用之後,三峽水庫水位上升到了今年汛期最高的158.6米的時候,寸灘的水位反倒已經下降到了172.6米。顯然,我們所看到的事實分明是,當三峽水庫的蓄水位上升了10多米的時候,而重慶的水位反倒下降了十幾米。面對這個事實,誰還能說今年重慶的高水位是由三峽水庫蓄水的造成的呢?

   這個數字起碼說明在158.6米的位置三峽的蓄水對重慶寸灘幾乎沒有什麼影響,也就是說今年三峽水庫的蓄水絕對還沒有達到對重慶寸灘產生較大影響的高度。至於今後三峽蓄水超過172.6之後,會不會對重慶寸灘的排澇造成比較大的影響,還需要具體的分析和驗證。

   我們必須承認,有關水庫的洄水高度的精確計算,確實有一定的困難,必須準確的模擬整個河道的各種地形,才能得出比較可靠的計算結果。所以,在沒有三峽水庫在洪水期蓄水高度達到高水位的實踐檢驗之前,確實還不大容易給出一個令人信服的精確結論。不過,對於水庫回水影響的定性分析,我們可以根據洪水水位最多也不應該超過一個的正常水庫回水高度,再疊加上原來該地點天然河道出現洪水時增加的高度來估計。因此,我們還是可以給出一個簡單的極限水位判斷辦法。那就是用我們水庫設計時考慮的洄水高程不超過2米,加上當地原有的洪水自然上升的水位,就應該是在洪水期三峽水庫蓄水後該地區水位上升的極限值。

   除此之外,我們還可以借用凱迪網絡的一位網友所畫出的示意圖來對水庫回水與洪水的關係進行定性的分析和解釋。示意圖如下:(具體說明略)

  

  對於不同的水庫蓄水位H,圖中的④到G’以及③到G的極限高度都不會超過兩米。而且這個回水的極限高度,只可能出現在天然水位與水庫實際蓄水位相等的位置點上。對於天然水位高於水庫蓄水水位的地方,雖然蓄水也可能也會產生一些影響,但是,這種影響衰減的很快,有時候幾乎可以被忽略不計。

   這個定性的分析方法,也完全可以接受實踐的檢驗。我們以重慶寸灘的水洪水位為例。寸灘的枯水期自然水位大約在160米左右,由於河道相對狹窄,只要洪水量流增大,寸灘的水位必然要急劇上漲。在三峽工程修建前,寸灘所經歷的幾次大洪水的水位記錄分別是:

1870年洪水流量100000方/秒,水位標高達到196.25米;

1905年洪水流量85100方/秒,水位標高為192米;

1954年洪水流量54800方/秒,水位標高182.57米;

1981年洪水流量85700方/秒,水位標高191.41米;

1998年洪水流量59200方/秒,水位標高183.21米。

   當三峽工程建成後,儘管重慶寸灘的位置應該屬於三峽水庫的範圍之內,但是,由於每年汛期三峽的蓄水位還沒有超過能夠影響寸灘天然水位得的160米。所以,實際上寸灘的洪水水位和洪水流量的對應關係幾乎沒有發生太大變化。三峽建成蓄水後寸灘的洪水水位主要還是取決於洪峰的流量。例如:

2004年9月,洪水流量58200方/秒,寸灘水位標高183.26米;

2009年7月,洪水流量56700方/秒,寸灘水位標高183.11米。

2010年7月,洪水流量69000方/秒,寸灘水位標高185.4米。

   從這幾組數據中,我們能夠看到寸灘的水位總是與流量程正比增長的,而與三峽的蓄水與否關係不大。今年的重慶寸灘的最高洪水位高於1998年,是因為重慶的上游淶水量確實大於1998年,不過增加的幅度是否合理,不大好判斷。其中,三峽建成前後唯一可以進行比較的一組數據;就是2004年9月,洪水流量58200方/秒,寸灘水位標高183.26米;與1998年洪水流量59200方/秒,水位標高183.21米。04年的水量比98年低一些,但是最高水位卻比98年高出5厘米。這說明2004年的時候寸灘的位置,處於示意圖中G到 F之間的某一點上。所以,屬於受到三峽水庫蓄水影響的地區。不過,我們也不難發現這種影響確實還是比較小的。只有幾厘米。

   也許是由於害怕被一些別有用心的人作為攻擊三峽的藉口,我們的很多科技人員總是迴避談水庫蓄水對上游水位升高有影響。然而,我們卻不能否認水庫蓄水對抬高上游水位的影響的實際存在。要知道,事實上水庫的回水不僅不是什麼壞事,反而是水庫非常重要的功能之一。例如,在枯水季節長江上游的航道就要大大得益於三峽水庫的水庫回水。2010年3月15日159.99(流量3550方/秒)三峽水庫水位156.87。根據新聞報道採訪當地的船工,他們認為往年這個時間這個水量寸灘的水位有可能降到158米左右。然而,因為三峽蓄水的回水作用,對枯水期的川江航行有了很大的幫助。特別應該說明的是,因為河道的形狀一般總是上大下小,所以,我們水庫蓄水對枯水期上遊河道水位的提升作用,一定會大大的高於對該河道洪水期最高洪水位的增加。

   應該承認,一些網友對三峽水庫對上游水位的影響的猜疑,還來自我們在汛期從來不敢把三峽大壩攔蓄洪水的作用發揮到極致(蓄水到175米)。因此,有一種猜疑三峽的說法就認為:三峽是永遠不能夠發揮出防洪221億庫容作用的,否則就必須以淹沒重慶為代價。對於這種猜疑,最好的解釋辦法當然是發生一次百年不遇的特大洪水,為了發揮防洪作用,我們的三峽不得不蓄水到175米,讓事實證明所謂三峽水庫水利坡度的影響到底有多大。

   不過,也有不少人還是不明白,在沒有出現特大洪水的時候,我們為什麼就不能去主動地充分應用三峽的防洪庫容,讓三峽攔蓄更多的小洪水呢?更何況那樣還能極大的增加三峽的發電能力呢。我認為,這裡我們確實還需要向公眾澄清一個潛在的制約三峽蓄水高度的因素。那就是泥沙淤積問題。目前儘管我們的三峽完全可以蓄水到175米,而且絕不會造成重慶因為三峽的蓄水而被淹。但是,我們卻不能避免因為汛期蓄水到175米之後,一些推移質的泥沙將會淤積在重慶附近河段,對重慶今後的防洪造成非常不利的影響。為此,在最近一段時間內,我們在汛期確實應該儘量避免三峽水庫的水位過高,以便儘量減少重慶江段的推移質泥沙的淤積。

   然而,這並不是像有些人所說的,我們的三峽建設錯了,將永遠不能發揮出正常的防洪作用。目前由於我們長江上游的金沙江還沒有建成任何一座調控水庫,我們對長江上游的泥沙還沒有任何控制的手段。所以,我們不希望在這種情況下,讓大量的泥沙淤積在重慶江段,增加重慶今後的防洪難度。但是,當我們長江上游的各個梯級水庫都建成之後,達到重慶江段的推移質泥沙將得到有效的控制。到那時候,我們的三峽完全可以在汛期自如地發揮出最大的防洪和發電效果。

   也就是說,三峽工程的功能和作用從來都不是孤立的,它必須要在全流域的總體梯級開發中,發揮出最大的效益。當年一些反對三峽的水利專家,堅持要按照先上游、後下游的順序開發水電站,就是要避免出現這個暫時不宜充分發揮三峽功能的過渡階段。不過,好在目前我們的溪洛渡、相家壩水電站,已經很快就要建成投產了,我們三峽的防洪、發電作用,很快就能得到最充分的發揮了。就像當年三峽水庫的水利坡度是42米的謠言,被蓄水的事實所揭穿一樣,所謂三峽工程根本不能發揮最大防洪作用的謠言,不久也會被客觀事實所揭穿。


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