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三峡水库蓄水对重庆的水位的影响分析
送交者: 大嘴的青蛙 2020年06月26日22:52:40 于 [茗香茶语] 发送悄悄话
三峡水库蓄水对重庆的水位的影响分析
(2010-8-29 17:13:39)   来自 中国水力发电工程学会


文/水博
 

  今年以来我国长江流域普遍发生了较大洪水。先是在6月长江下游出现了较大的洪水,紧接着在7月中下旬,长江的上游金沙江、嘉陵江以及长江的支流汉江流域都发生了较大的洪水。位于长江上游的重庆市更是遭受到了严重的洪涝灾害。重庆朝天门进水至188米,曾出现过数万重庆民众争睹洪水的盛况。广安市等地也遭遇严重的洪灾,这种现象难免会让人猜疑,是不是三峡水库的蓄水虽然保护了下游,却加剧了上游川东重庆等地的危害呢?

   其实早在三峡水库修建成之前,就有一些质疑三峡水库水利梯度的可能会造成水淹重庆的文章。这些质疑的出处都是来自三峡泥沙组论证时曾提出来过,三峡水库要顺利排沙应该需要水库保持十万分之七的水利坡度。对此,某个冒充水利专家的反坝人士,在根本就不知道泥沙组的结论是什么意思的情况下,就信誓旦旦的说三峡水库的水利梯度计算已经出现了严重错误,库尾的洄水(翘尾巴)的高程将达到42米(而不是我们目前预留的2米)。并扬言水库建成后,要搬迁的移民绝不是120万,而至少是250万。对于这些危言耸听的预言,我不仅当时就写文章予以了驳斥,而且,随后的2008年和2009年的三峡实验性蓄水,已经完全宣告了这种水利坡度42米的谣言彻底破产。

   今年汛期,重庆地区遭遇到了几十年未见的暴雨袭击,一些地区出现了较严重的洪灾。于是又有人说重庆的被淹是三峡水库蓄水造成的。根据水文记录,在今年7月19日重庆洪水流量最大的时候寸滩水位最高达到了185.4米,而当时三峡水库的水位却只有146米。而当到了7月24日,三峡水库发挥了拦蓄洪水的作用之后,三峡水库水位上升到了今年汛期最高的158.6米的时候,寸滩的水位反倒已经下降到了172.6米。显然,我们所看到的事实分明是,当三峡水库的蓄水位上升了10多米的时候,而重庆的水位反倒下降了十几米。面对这个事实,谁还能说今年重庆的高水位是由三峡水库蓄水的造成的呢?

   这个数字起码说明在158.6米的位置三峡的蓄水对重庆寸滩几乎没有什么影响,也就是说今年三峡水库的蓄水绝对还没有达到对重庆寸滩产生较大影响的高度。至于今后三峡蓄水超过172.6之后,会不会对重庆寸滩的排涝造成比较大的影响,还需要具体的分析和验证。

   我们必须承认,有关水库的洄水高度的精确计算,确实有一定的困难,必须准确的模拟整个河道的各种地形,才能得出比较可靠的计算结果。所以,在没有三峡水库在洪水期蓄水高度达到高水位的实践检验之前,确实还不大容易给出一个令人信服的精确结论。不过,对于水库回水影响的定性分析,我们可以根据洪水水位最多也不应该超过一个的正常水库回水高度,再叠加上原来该地点天然河道出现洪水时增加的高度来估计。因此,我们还是可以给出一个简单的极限水位判断办法。那就是用我们水库设计时考虑的洄水高程不超过2米,加上当地原有的洪水自然上升的水位,就应该是在洪水期三峡水库蓄水后该地区水位上升的极限值。

   除此之外,我们还可以借用凯迪网络的一位网友所画出的示意图来对水库回水与洪水的关系进行定性的分析和解释。示意图如下:(具体说明略)

  

  对于不同的水库蓄水位H,图中的④到G’以及③到G的极限高度都不会超过两米。而且这个回水的极限高度,只可能出现在天然水位与水库实际蓄水位相等的位置点上。对于天然水位高于水库蓄水水位的地方,虽然蓄水也可能也会产生一些影响,但是,这种影响衰减的很快,有时候几乎可以被忽略不计。

   这个定性的分析方法,也完全可以接受实践的检验。我们以重庆寸滩的水洪水位为例。寸滩的枯水期自然水位大约在160米左右,由于河道相对狭窄,只要洪水量流增大,寸滩的水位必然要急剧上涨。在三峡工程修建前,寸滩所经历的几次大洪水的水位记录分别是:

1870年洪水流量100000方/秒,水位标高达到196.25米;

1905年洪水流量85100方/秒,水位标高为192米;

1954年洪水流量54800方/秒,水位标高182.57米;

1981年洪水流量85700方/秒,水位标高191.41米;

1998年洪水流量59200方/秒,水位标高183.21米。

   当三峡工程建成后,尽管重庆寸滩的位置应该属于三峡水库的范围之内,但是,由于每年汛期三峡的蓄水位还没有超过能够影响寸滩天然水位得的160米。所以,实际上寸滩的洪水水位和洪水流量的对应关系几乎没有发生太大变化。三峡建成蓄水后寸滩的洪水水位主要还是取决于洪峰的流量。例如:

2004年9月,洪水流量58200方/秒,寸滩水位标高183.26米;

2009年7月,洪水流量56700方/秒,寸滩水位标高183.11米。

2010年7月,洪水流量69000方/秒,寸滩水位标高185.4米。

   从这几组数据中,我们能够看到寸滩的水位总是与流量程正比增长的,而与三峡的蓄水与否关系不大。今年的重庆寸滩的最高洪水位高于1998年,是因为重庆的上游涞水量确实大于1998年,不过增加的幅度是否合理,不大好判断。其中,三峡建成前后唯一可以进行比较的一组数据;就是2004年9月,洪水流量58200方/秒,寸滩水位标高183.26米;与1998年洪水流量59200方/秒,水位标高183.21米。04年的水量比98年低一些,但是最高水位却比98年高出5厘米。这说明2004年的时候寸滩的位置,处于示意图中G到 F之间的某一点上。所以,属于受到三峡水库蓄水影响的地区。不过,我们也不难发现这种影响确实还是比较小的。只有几厘米。

   也许是由于害怕被一些别有用心的人作为攻击三峡的借口,我们的很多科技人员总是回避谈水库蓄水对上游水位升高有影响。然而,我们却不能否认水库蓄水对抬高上游水位的影响的实际存在。要知道,事实上水库的回水不仅不是什么坏事,反而是水库非常重要的功能之一。例如,在枯水季节长江上游的航道就要大大得益于三峡水库的水库回水。2010年3月15日159.99(流量3550方/秒)三峡水库水位156.87。根据新闻报道采访当地的船工,他们认为往年这个时间这个水量寸滩的水位有可能降到158米左右。然而,因为三峡蓄水的回水作用,对枯水期的川江航行有了很大的帮助。特别应该说明的是,因为河道的形状一般总是上大下小,所以,我们水库蓄水对枯水期上游河道水位的提升作用,一定会大大的高于对该河道洪水期最高洪水位的增加。

   应该承认,一些网友对三峡水库对上游水位的影响的猜疑,还来自我们在汛期从来不敢把三峡大坝拦蓄洪水的作用发挥到极致(蓄水到175米)。因此,有一种猜疑三峡的说法就认为:三峡是永远不能够发挥出防洪221亿库容作用的,否则就必须以淹没重庆为代价。对于这种猜疑,最好的解释办法当然是发生一次百年不遇的特大洪水,为了发挥防洪作用,我们的三峡不得不蓄水到175米,让事实证明所谓三峡水库水利坡度的影响到底有多大。

   不过,也有不少人还是不明白,在没有出现特大洪水的时候,我们为什么就不能去主动地充分应用三峡的防洪库容,让三峡拦蓄更多的小洪水呢?更何况那样还能极大的增加三峡的发电能力呢。我认为,这里我们确实还需要向公众澄清一个潜在的制约三峡蓄水高度的因素。那就是泥沙淤积问题。目前尽管我们的三峡完全可以蓄水到175米,而且绝不会造成重庆因为三峡的蓄水而被淹。但是,我们却不能避免因为汛期蓄水到175米之后,一些推移质的泥沙将会淤积在重庆附近河段,对重庆今后的防洪造成非常不利的影响。为此,在最近一段时间内,我们在汛期确实应该尽量避免三峡水库的水位过高,以便尽量减少重庆江段的推移质泥沙的淤积。

   然而,这并不是像有些人所说的,我们的三峡建设错了,将永远不能发挥出正常的防洪作用。目前由于我们长江上游的金沙江还没有建成任何一座调控水库,我们对长江上游的泥沙还没有任何控制的手段。所以,我们不希望在这种情况下,让大量的泥沙淤积在重庆江段,增加重庆今后的防洪难度。但是,当我们长江上游的各个梯级水库都建成之后,达到重庆江段的推移质泥沙将得到有效的控制。到那时候,我们的三峡完全可以在汛期自如地发挥出最大的防洪和发电效果。

   也就是说,三峡工程的功能和作用从来都不是孤立的,它必须要在全流域的总体梯级开发中,发挥出最大的效益。当年一些反对三峡的水利专家,坚持要按照先上游、后下游的顺序开发水电站,就是要避免出现这个暂时不宜充分发挥三峡功能的过渡阶段。不过,好在目前我们的溪洛渡、相家坝水电站,已经很快就要建成投产了,我们三峡的防洪、发电作用,很快就能得到最充分的发挥了。就像当年三峡水库的水利坡度是42米的谣言,被蓄水的事实所揭穿一样,所谓三峡工程根本不能发挥最大防洪作用的谣言,不久也会被客观事实所揭穿。


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