三峡大坝|三峡大坝的防洪功能究竟有多牛?可以防御万年一遇大洪水

早在1918年 , 孙中山在上海用英文撰写了《国际共同发展中国实业计划——补助世界战后整顿实业之方法》 , 提出了修建三峡大坝的构想 。
在上个世纪50年代的时候 , 三峡工程开始了更大规模的勘测、规划、设计与科研工作 。 之所以三峡大坝工程被这么多人关注 , 是因为长江水患太过于频繁 , 严重影响了民众生活 。
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唐代至清代的1300年间 , 长江流域共发生洪灾223次 。 其中 , 唐代发生水灾16次 , 平均每18年发生一次;宋、元代79次 , 平均每5.2年一次;明清128 次 , 平均每4.2年1次 。 而近代以来 , 水患有增无减 。
1860年(清咸丰十年)、1870年(清同治九年), 长江上中游发生了两次百年不遇的特大水灾 。 1954年长江流域发生的特大洪水 , 洪涝淹没地区积水时间长 , 房屋大量倒塌 , 庄稼大部分绝收 , 灾后数年才完全恢复 。 由于长江流域工农业生产和水陆交通运输在全国的重要地位 , 1954年大水不仅造成当年重大经济损失 , 而且对以后几年经济发展都产生了很大影响 。
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这也是为什么国家一直想要修建三峡大坝的原因 , 当年建设三峡工程的首要任务是为防洪、为防止荆江大堤垮堤 。 荆江大堤位于武汉上游、枝城下游 , 不论是南决还是北决都可能危及800万以上群众的生命财产安全 。
三峡大坝泄洪坝段为混凝土重力坝,重力坝具有以下的优点:
(1)结构作用明确 , 设计方法简单 , 安全可靠 。 重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段,各坝段独立工作 , 结构作用明确 , 稳定和应力计算都比较简单 。 重力坝剖面尺寸大 , 坝内应力低 , 而筑坝材料强度高 , 耐久性好 , 因而抵御洪水漫顶、渗流、地震和战争破环的能力都比较强 。 据统计 , 在各种坝型中重力坝的失事率是较低的 。
(2)对地形、地质适应性较强 。 任何形状的河谷都适合修建重力坝 。 因为坝体作用于地基面上的压应力不大 , 所以对地质要求较拱坝低 , 甚至可以在土基上修建高度不大的重力坝 。
(3)枢纽泄洪问题容易解决 。 重力坝可以做成溢流的 , 也可以在坝身不同高度设置泄水孔 , 一般不用另行设溢洪道或泄水隧洞 , 枢纽布置紧凑 。
(4)便于施工导流 。 在施工期可以用坝体导流 , - .般不需另设导流隧洞 。
(5)施工方便 。 大体积混凝土可以采用机械施工 , 在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简单 , 并且补强、修复、维护或扩建也比较方便 。
大坝总长度为2308米 , 泄洪坝段总长 483m , 共分23个坝段,每个坝段长21 m 。 坝顶高程185 m,最大坝高183 m,最大坝底宽129.5m 。 坝顶总宽40 m,其中坝头宽27 m,下游侧公路宽13m 。 坝体上游面铅直 , 在底孔以上坝面前伸5 m 。 下滸坝坡由于孔堰分割,坝坡不连续,表孔溢流面坡度为1:0.7 。
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为了满足水库永久泄洪需求,泄洪坝段相间布置有23个深孔和22个表孔,深孔布置在每个坝段中间,表孔跨缝布置在两个坝段之间 。 为了满足三期导.截流及围堰挡水发电期间渡汛泄洪的需要 , 在表孔的正下方跨缝布置有22个导流底孔,停止使用后封堵 。
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在这样的设计下 , 大坝有11万立方米/每秒的巨大的泄洪能力 , 即便假设一秒钟泄洪5万立方米 , 一天就可泄掉43亿立方米的库容 , 正常运用状态下 , 在145米的水位以上 , 三峡大坝库容大约是220亿立方米 。 (总库容393亿立方米)
如果遇到“千年一遇”的洪水 , 经三峡水库调蓄 , 通过枝城的相应流量不超过每秒8万立方米 , 配合荆江分洪工程和其他分蓄洪措施的运用 , 可控制沙市水位不超过45米 , 从而可避免荆江南北两岸的洞庭湖平原和江汉平原地区可能发生的毁灭性灾难 。
峰值流量每秒为11.3万立方米的“万年一遇”洪水再加10%时 , 大坝主体建筑物不会遭到破坏 , 三峡大坝仍然是安全的 , 个别设施正常使用功能可能会受到影响 。 (三峡枢纽建设运行管理局枢纽运行部副主任王海采访语录)
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洪水频率一般指某洪水特征值(如洪峰流量等)出现的累计频率 。 即在多年时期内 , 该特征值等于或超过某定量的可能出现次数 , 常以“%”表示 , 水文上一般采用0.01%、0.1%等来衡量不同量级的洪水 。 洪水频率越小 , 表示某一量级以上的洪水出现的机会越少 。 如洪水频率为1% , 则为“百年一遇”的洪水 。 绝不能理解为每相隔100年就一定会遇到1次 。
三峡大坝还做了抗核研究 , 而承担三峡大坝抗核武器攻击的研究的 , 乃是两弹一星元勋郭永怀先生 , 实验论证 , 三峡大坝完全有能力抵御小当量核武器的攻势(100吨当量) 。
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无论什么原因 , 即使三峡大坝溃堤了之后 , 也不会引发超大洪水 , 在经过十几年的实验论证之后 , 专家们得出两个规律性认识:一是三斗坪大坝至南津关长38公里 , 其间莲沱至南津关长20公里的峡谷段 , 一般谷宽仅200至300米 , 两岸岩石陡峭 , 大坝上下游的峡谷对溃坝水流有相当的约束作用 , 限制了溃泄流量 , 延缓了下泄时间;二是溃坝水流总量是水库蓄存的水量 , 与天然洪峰水量相比是有限的 。 这也是为什么只会出现荆州以上局部性灾害 。
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