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三峡大坝建成19年,已经淤积18亿吨泥沙,最终会发生什么后果?
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三峡大坝建成19年,已经淤积18亿吨泥沙,最终会发生什么后果?

自2006年正式投入运行以来,三峡大坝作为世界上最大的水利工程之一。

它坐落在长江上,既能发电,又能防洪,还能让船跑得更顺畅,可谓一举多得。然而,运行了17年后,一个问题慢慢冒了出来——泥沙淤积。

据统计,到2023年,三峡水库已经堆了18亿吨泥沙。

三峡大坝的来龙去脉

三峡大坝的设想,早在20世纪初就有人提出来了。

1919年,孙中山先生在《建国方略》里就说过,要在长江三峡建个大坝。后来到了1950年代,国家开始认真研究这事,经过无数次勘测、论证,终于在1992年拍板定案。

1994年工程开工,2006年大坝主体完工,2009年全部搞定。

三峡大坝建在湖北省宜昌市三斗坪镇,横跨长江,坝高185米,长2335米。水库总共能装393亿立方米的水,其中有221.5亿立方米是专门用来防洪的。

电站的装机容量高达2250万千瓦,每年能发1000亿千瓦时的电,相当于烧掉几千万吨煤的发电量。除了发电,它在防洪和航运上的作用也不小。

说起防洪,长江流域的洪水可不是闹着玩的。

历史上,1931年、1954年、1998年的大洪水,每次都淹得下游一片狼藉,死伤无数,损失惨重。

三峡大坝建好后,洪水来了,它能把洪峰削掉一大截,保护下游几千万人的生命财产。比如2010年那场大洪水,三峡水库硬是挡住了不少水,让下游少受了不少罪。

航运方面,三峡大坝也让长江变得更好跑船了。

原来三峡那段水流急得像脱缰野马,大船根本过不去。现在水位抬高了,航道变宽变深,万吨级的船都能直接开到重庆,沿江的经济一下就活起来了。

不过,建这么大一个工程,肯定不是只有好处没问题,泥沙淤积就是其中一个让人头疼的事。

泥沙淤积

泥沙淤积,就是河里的土、沙子被水带到水库里,流不动了就沉下去。

长江是中国泥沙含量最高的河流之一,每年从上游冲下来几亿吨的泥沙。三峡水库一拦,这些泥沙就跑不远了,慢慢堆在水库底部。

比如,拿个水槽做实验,把出水口堵住,然后倒点混着沙子的水进去。等水静下来,沙子就沉在底下,时间长了,沙子越堆越多,水槽能装的水就越来越少。

三峡水库的原理差不多,只不过规模大得多,情况也复杂得多。

据官方数据,从2003年水库开始蓄水,到2020年,淤积的泥沙已经达到16.2亿吨,其中库区占了14.5亿吨,坝前是1.7亿吨。

到了2023年,这个数字涨到了18亿吨。平均算下来,每年大概净淤积1亿吨左右。18亿吨听起来不少,但三峡水库的设计寿命是100年,预计100年内总共会淤积400亿吨泥沙。

按这个比例看,18亿吨只占了4.5%,好像还不算太严重。

但泥沙的堆积速度和位置可不是均匀的。有的地方沉得多,有的少,时间一长,问题还是会慢慢冒出来。这些泥沙到底会带来什么麻烦?

泥沙淤积会带来的后果

泥沙淤积不是小事,它能影响三峡大坝的方方面面。

第一个,也是最直接的后果,就是水库的库容变小。泥沙占了地方,能装的水自然就少了。三峡水库总库容是393亿立方米,18亿吨泥沙按密度1.5吨每立方米算,体积大概是12亿立方米,占了总库容的3%左右。

虽然比例不高,但这只是17年的结果。照这个速度,100年后,库容可能会减少不少。

库容小了,最受影响的就是防洪能力。

像前面说的,2010年洪水时,三峡水库靠着221.5亿立方米的防洪库容,硬生生拦住了洪峰。如果将来泥沙越堆越多,防洪库容缩水,碰上特大洪水,可能就没那么给力了。

到时候下游的武汉、南京这些地方,压力就大了。

第二个影响是发电。泥沙多了,可能不光是占地方的问题,还会钻进水轮机里。水轮机是发电的心脏,高速转起来才能把水能变成电能。

要是泥沙跑进去,就像沙子进了机器轴承,磨损加剧,时间长了设备寿命就短了,维护成本也得蹭蹭往上涨。

还有,水位也会受影响。水库底被泥沙垫高了,水深不够,压力就小,发电效率自然下降。三峡电站每年1000亿千瓦时的发电量可是个大数字,哪怕效率降个几个百分点,损失也不小。

航运是三峡大坝的另一大功能,但泥沙淤积也可能让这条黄金水道打点折扣。水库里泥沙堆多了,水位会变浅,尤其是在枯水期,航道深度不够,大船就不好过。

比如有些地方原来能走万吨级货轮,淤积严重后可能就得换小船,运输效率肯定受影响。这对沿江的经济可不是好消息。重庆、武汉这些靠水运吃饭的城市,货运成本一高,竞争力就弱了。

泥沙淤积对环境的影响也不小。长江的生态系统本来就挺脆弱,水库一拦,泥沙留在了上游,下游就拿不到足够的泥沙养分。

时间长了,下游河床可能被冲刷得更深,河岸稳定性变差,甚至连长江三角洲的土地都可能缩水。

水库里泥沙堆积会改变水流和水质,鱼类首当其冲。像中华鲟、白鲟这些珍稀物种,本来就因为大坝挡了迁徙路线而日子不好过,泥沙再一搅和,水文条件变了,它们的生存环境就更艰难了。

有的鱼甚至可能因为繁殖受阻而数量大减。

另外,泥沙里可能还带着污染物,比如农药、重金属啥的,堆在水库里时间长了,水质也可能变差,对生态和人都有隐患。

最后一个大家关心的问题:这么多泥沙,会不会把大坝压坏了?毕竟18亿吨不是小数目,堆在坝前,压力肯定不小。

不过,三峡大坝在设计时就考虑了泥沙的重量和分布,坝体强度是按最坏情况算的。

运行17年来,监测数据也没发现泥沙对坝体结构有啥明显威胁。况且,三峡地区虽然有地震,但研究表明,水库蓄水和泥沙增加引起的地震活动还在可控范围内。

当然,这不意味着完全没风险。万一泥沙堆积超预期,或者碰上极端情况,比如特大地震,安全问题还是得盯着点,不能掉以轻心。

应对泥沙的办法

面对泥沙淤积,三峡工程从设计到运行,都有不少招数来对付这事。

最主要的办法叫“蓄清排浑”。什么意思呢?简单说,就是在汛期把水位降下来,让洪水把泥沙冲出去。具体操作是,在每年的汛期前,水位降到145米,洪水一来,流速快,带着泥沙从水库底部排出去。

汛期过了,再把水位抬到175米蓄水。这招挺聪明,既防了洪,又排了沙。

实际效果咋样?数据说话。每年进入水库的泥沙大概有2亿吨,但通过排沙,能冲走一半以上,净淤积量就少多了。

这也是为啥17年下来,淤积才18亿吨,远低于当初没这招时的预测。

光靠自己还不够,上游的“兄弟们”也来帮忙。像溪洛渡、向家坝这些水电站,建在三峡上游,把不少泥沙拦下来,减轻了三峡水库的负担。

比如溪洛渡水库,本身就能存不少泥沙,等于给三峡打了个前哨战。这些上游水库加起来,每年能拦下几千万吨泥沙,效果挺明显。

往远了说,治泥沙还得从源头抓起。长江上游水土流失严重,泥沙大多是从那来的。

所以,国家这些年搞了不少水土保持工程,植树造林、退耕还林,尽量让土少流进河里。这招虽然见效慢,但长远看,能从根本上减少泥沙量。

综合这些措施,三峡水库的泥沙淤积被控制得不错,比设计时预想的要乐观。

专家们对泥沙问题研究了不少年,意见也有分歧,但总体还算一致。武汉大学的王教授就说过:“泥沙问题现在是可控的,但得一直盯着,不能松懈。情况变了,策略也得跟着调。”

这话说明短期没事,但长期还得努力。

也有专家担心下游生态。泥沙少了,河床冲刷、河床萎缩这些问题确实存在。不过,他们觉得,通过科学管理和不断研究,三峡大坝还能继续扛下去,不至于因为泥沙翻车。

结语

17年来,三峡大坝在防洪、发电、航运上干得挺漂亮,但泥沙淤积这个坎也确实得迈过去。

好在通过“蓄清排浑”、上游水库、水土保持等办法,泥沙量被管得住,远没到失控的地步。未来咋样,还得看技术和管理的进步。

虽然泥沙有点麻烦,但还不至于把三峡大坝整垮,还动不了三峡大坝的根基。这座工程,建得值,管得也好,未来估计还能再战几十年,甚至上百年。

参考资料:

1、为减少泥沙的淤积,三峡大坝在设计时做了哪些方案? 凤凰大视野 2021-06-03

2、改善淤积分布 三峡连续六天向下游“放水” 环球时报 2024-04-27