三峡大坝建成至今,已经淤积18亿吨泥沙,为何不用抽沙船把它抽走

观图文读历史 2024-05-19 08:10:09

本文陈述内容皆有可靠信源,已赘述该篇文章结尾

作为世界级水利工程,三峡大坝的地位想必都不用过多的叙述。

不过自从它投入使用到现在也有了18个年头,一些问题也出现了苗头。

虽然并不如跟它一字之差的三门峡大坝那般严重,但淤积的泥沙重量也不容小觑。

为何三峡大坝会堆积这么多淤泥呢?这又会导致什么后果?

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说实话三峡工程真是了不得,位于长江正中间,采用了最先进的理念和顶级材料兴建,做工精致无比,估计至少能伫立150年不倒。

大坝每秒能蓄12万立方米洪水,就跟座钢铁大山一样,把长江两岸的地方全保护。

三峡水电站可是全球第一大,一年发电量过千亿度,2020年更是攀上了1118亿度的新高峰。

大坝蓄水后形成了600多公里的超级大湖,成就了长江上一处“水下世外桃源”,各种鱼虾都可在此生存繁衍。

但是受北太平洋大气环流格局变动,青藏高原南缘高压带东移并持续增强的影响,自2022年6月起,我国长江一带气温偏高,降雨量显著减少。

在这场持续的热浪与旱灾的双重打击下,长江流域的各大湖泊与水库蓄水情况日渐紧张,8月22日午后,三峡水库的水位降至145.64米。

面对这一情势,有网民提出质疑,既然时机大好,为何不借此机会清理三峡水坝的积沙呢?

这并非无的放矢,泥沙沉积一直是影响水库寿命的重大隐患。

黄河的三门峡水库就曾因沉积17.5亿立方米的泥沙而几乎停摆,那么三峡水库又沉积了多少泥沙呢?答案是18亿。

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淤积泥沙的形成与积累源于河流自然流动过程和水库堵塞作用。

河流流经山区,水流加速侵蚀带走泥沙,至缓流区如平原或水库,流速减慢,泥沙逐渐沉积下来,水流速度变化是关键,快流带走泥沙,慢流使其沉降积累。

河流冲刷作用是形成淤积泥沙的主因,流经崎岖地带时,河水流速增大,对周围岩土进行剥蚀,将颗粒带离,抵达平缓地区,流速减慢,悬浮物质逐步沉降淤积。

水库也会加剧淤积,蓄水库区域流速骤降,携带泥沙大量沉淀,水库兴建阻隔河流,亦使部分泥沙滞留库区,长期运行使库容减小。

三峡工程自蓄水以来,连年不断有大量外来泥沙涌入库区,导致淤积问题日趋严重。

模拟分析表明,如果任其持续恶化,将极大提高大坝发生变形开裂等重大结构事故的风险,后果不堪设想。

悬浮泥沙降低水体透明度,抑制水生植物光合作用,同时随之释放的有毒有害物质,则会持续污染江河水质,一旦水环境遭到进一步恶化,必将威胁到珍稀鱼类、甲壳类、水禽等物种的生存。

更为严峻的是,如果任凭此态势发展下去,我们将有可能失去江豚、白鹇等国家重点保护珍稀濒危动物,给长江生物多样性带来不可逆的重创。

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泥沙淤积问题困扰着全球各地的水库工程,大小型水库无一能幸免。

三峡工程在设计之初,国内专家们就对各种蓄水方案下的淤积总量、分布格局及可能引发的水位变化进行了模拟研究。

然而从上世纪60年代到90年代,长江上游来水来沙条件发生了显著变化,沙量减少30%左右,颗粒也更加细小。

长江上游地形复杂、沙源分布不均、水沙交换高度时空差异化,同时作为典型的山区河流,长江水位汛枯落差悬殊,水流量能相差20余倍,涨落也高达30米。

另外水库自身的调度运行方式,也是影响淤积的关键因素之一。

那我们能不能把三峡水库区域的泥沙大量用于商业开采呢?答案是不能的。

如果开放大规模商业采沙,难免会引来大量无序和非法采沙船靠近水库区域作业。

这不仅会扰乱正常的市场秩序,更会严重破坏长江上下游的生态环境,对三峡大坝等重要水利设施的安全运行也会产生不利影响。

虽然国家对长江干流采砂有相关政策管控,但部分传统设备和作业方式是被明令禁止的,比如抽沙船。

抽沙船工作时会利用高压水枪疏浚地表的淤泥,极易污染水库水质,其排放的污染物也会破坏附近植被。

更重要的是,长江底下有大量厚达10米的卵石层,普通抽沙船根本无法在其中开采作业,而大型抽沙船又因过重无法进入库区。

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那现如今我国是如何应对三峡水库的淤泥情况呢?

首先我们通过人工和机械手段,直接对淤积的泥沙进行清理。

比如利用水下挖掘机、吸砂机等设备,将库区沉积物抽吸或刨挖出来,运送至下游或岸边,这不仅可以恢复水库容量,也有利于提高防洪和发电能力。

另一个有效途径是利用水力输移泥沙。

通过调节水库的运行模式,特意创造出一定的水位落差和流速条件,借助水流的动能将泥沙冲刷并输送至下游河道。

前几年我们就先后开展了蓄水消落、冲沙排沙等一系列试验,总计已输移约2.5亿立方米淤积物。

在三峡上游的主要支流建造了大量拦沙工程,包括拦沙坝、拦沙坑等,有效阻挡了泥沙进入水库。

另一个值得关注的案例,是我国首座大型滚压混凝土堆石坝工程——溆浦河二滩水库。

这座高109米、库容19.6亿立方米的大型水库,由于泥沙淤积十分严重,截至目前蓄水库容已锐减近一半。

为此专家在上游建造4座较小的调节库,拦截大部分泥沙,以延长二滩水库的使用寿命。

这种分级拦沙模式,不失为一种可行方案,我们还可以考虑结构性调整,比如在主库入口处增设泥沙冲刷渠道,定期开闸泄沙;在滇桂黔石漠化地区,修建更多调蓄库,在河道边缘增设滞留区等。

总之这正是我们为可持续发展贡献的一个缩影。

05

建造三峡大坝是一项浩大的工程,设计和建设者们都付出了极大的心血。

从防洪标准来看,三峡大坝采用了当今最高的第三级设计,意味着它能够抵御万年一遇的特大洪水。

虽然这种概率极小,但足以说明工程的可靠性有多么强大。

大坝选用了混凝土重力坝的结构形式,属于最坚固、最抗冲击的类型之一。

原理是利用自身重量去抗衡洪水的冲击力,只要重量足够大,就不会被摧毁。

为防止水化热导致裂缝,就创新性地使用了低温混凝土浇筑,确保了内核质量。

三峡的混凝土硬度之所以能居世界第一,正是由于这些精湛建造工艺的保证。

通过定期检修、加固维护等措施,三峡大坝的使用寿命可期达150年之久,而现在它才仅仅运行了十多年,离退役还有很长的路要走。

关于三峡大坝周边的河砂开采问题,这确实是一个复杂的难题,需要权衡各方利弊。

目前对此还没有一个定论,但我们有信心通过不懈努力,终将在河砂开采问题上找到一个可行之道,让大坝和沿岸地区实现真正的可持续发展。[浮云]

参考来源:

剁椒新视野 - 2021年11月11日 三峡大坝截流24年,堆积泥沙18亿吨,为何不大力采沙用在基建上?

金台资讯 - 2022年8月23日 长江流域高温干旱持续 保供水保秋收各地出实招

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