涨知识|中科院期刊6年后“再谈三峡”:你关心的都在这里

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2017-05-25 22:40

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近期,中国三峡集团宣传与品牌部、科技环保部与中国科学院权威科普期刊《科学世界》策划组织“再谈三峡”专题。《科学世界》曾于2011年策划了“聚焦三峡”专题,过去了近六年的时间,在长江主汛期(6-8月)即将到来之际,三峡工程作为开发和治理长江的关键性骨干工程再次进入公众的视野。今天我们将和读者一起再一次回到三峡,聊一聊三峡工程在长江防洪体系中所起到不可替代的作用。
五千年中华文明史,一直与治水息息相关。三峡工程作为开发和治理长江的关键性骨干工程,防洪是其首要功能,在长江防洪体系中具有不可替代的作用。
三峡处于长江上游来水进入中下游平原河道的“咽喉”,紧邻长江防洪形势最为严峻的荆江河段,地理位置优越,三峡工程对长江中下游洪水的控制作用是上游干支流水库不能替代的。三峡工程可以控制荆江河段95%的洪水来量,三峡水库的控制和调节作用最直接、最有效,就好比是控制进入荆江洪水大小的“总储水库”。三峡工程建成后,荆江地区的防洪形势发生了根本性的变化,同时也大大提高了武汉防洪调度的灵活性。
三峡工程的建成,标志着以三峡工程为骨干的长江中下游防洪体系基本形成。三峡工程按千年一遇设计,其防洪库容221.5亿立方米,可使荆江河段的防洪标准由原来的十年一遇提高到百年一遇,即可以抵御1954年型的大洪水;遇千年一遇或类似于1870年的特大洪水,经过三峡水库调蓄后,可控制枝城流量不大于80000立方米/秒,配合荆江地区的分蓄洪区运用,可避免荆江地区发生干堤溃决的毁灭性灾害。百年一遇的洪水使用三峡防洪库容调蓄即可抵御,千年一遇洪水需要配合使用分蓄洪区,使用荆江分蓄洪区的概率降至原来的1/10,大大降低了洪水造成的损失。
近些年来,长江上游地区陆续修建了30余座大型水库,使得三峡以上水库的防洪库容增加到660亿立方米以上。通过以三峡工程为骨干的水库群的联合调度,可大大缓解长江的防洪压力。
累计实施拦洪运用41次
三峡水库从2003年开始蓄水运行(当时水位只有135米)到2016年底,累计实施拦洪运用41次,总蓄洪量1219亿立方米。值得大书特书的是,2010和2012年长江上游发生大洪水,当时三峡水库最大入库流量分别达到70000和71200立方米/秒,均超过1998年最大洪峰流量63300立方米/秒。这两次洪水虽然在历时和洪量上不及1998年的洪水,但巨大的洪峰必定存在着极大的风险。在抗击洪水的过程中,三峡水库通过科学预测、合理调度,充分发挥削峰、错峰作用,最大削峰40%,使荆江河段沙市水位控制在警戒水位以下、城陵矶水位未超过保证水位,未发生洪水灾害。
假如没有三峡工程

2010年7月19日晚间至20日上午,三峡水库迎来峰值70000立方米/秒的洪水,其峰值超过1998年的洪水,是三峡工程建成以后迎来的第一次较大规模的洪水。洪峰在20日早上8时抵达三峡大坝,21日早上8时,三峡入库流量逐渐降至60000立方米/秒。在准确预报的基础上,经科学调度,三峡水库成功地应对了这次巨大的洪峰,控制三峡出库流量40000立方米/秒,削减洪峰流量40%,一次拦蓄水量约80亿立方米。如果没有三峡工程,沙市最高水位将达44.8米,接近保证水位45米,汉口水位将达28.1米,超警戒水位0.8米,将形成仅次于1998年的严峻防洪形势。三峡工程2010年这次成功的拦洪蓄洪,节省了大量抗洪的人力物力,其防洪效益就达266.3亿元。
2012年7月24日20时,对长江三峡大坝来说是一个刷新纪录的时刻。入库流量71200立方米/秒,是三峡水库建库蓄水9年来遭遇的最大洪峰。当洪水到达三峡大坝时,8个泄洪深孔同时开启,只见大坝下游八大洪流喷薄而出,江水吼声如雷,浊浪冲天,大坝上游江面水流平稳,波澜不惊。当晚,洪峰开始衰减。25日上午,长江上游洪水退水,标志着历史罕见洪峰顺利过境三峡。通过准确预报和科学调度,三峡水库拦蓄洪峰28200立方米/秒,使大坝下游主要站点水位涨幅在可控范围内,这次洪峰考验可以说是有惊无险。若无三峡工程,宜昌、沙市、枝城水位将超过警戒水位,大量人员将上堤巡查、抢险。城陵矶水位、支流荆南四河水位将可能超过保证水位,部分分洪区可能分洪运用、部分洲滩民垸可能扒口行洪。由于2012年主要是长江上游型洪水,中下游没有同时发生大洪水,因此,2012年洪水对武汉影响不大。如果遭遇类似于1998年全流域型大洪水,三峡工程将发挥更大作用。
2012年7月24日20时,71200立方米/秒流量的洪峰到达三峡大坝后,8个泄洪深孔同时开启泄洪。本次削峰拦蓄洪峰流量28200立方米/秒,保证了下游的安全。
2016年汛期,受超强厄尔尼诺影响,长江中下游地区遭遇了自1998年以来最严重的洪涝灾害,以三峡水库为核心的流域水库群实施了联合防洪调度,充分发挥了梯级水库的防洪功能,成功应对了2016年长江“1号洪峰”,通过拦洪、错峰、削峰调度,避免了与长江中下游形成的“2号洪峰”叠加遭遇,控制沙市站没有超过警戒水位,城陵矶站没有超过保证水位。此后,结合实时水雨情和中下游地区的防汛形势,多次调整减小三峡水库下泄流量,降低城陵矶附近最高洪水位约1米,减少超警堤段250千米,避免了荆江河段超警和城陵矶地区分洪,为湖北、安徽、江苏等地的防洪抢险和城市排涝创造了有利条件,取得了显著的防洪效益。
2016年长江洪水
2016年,长江中下游的洪水引起了全社会的广泛关注,围绕洪水成因、三峡工程在其中的作用等公众关心的问题,在这里给出一些答案。
长江荆江段各水文站分布图
➤2016年长江发生了什么样的洪水?

长江大洪水通常分为两类:区域性大洪水和流域性大洪水。2016年的洪水属于前者。洪水主要不是来自于三峡水库上游,而是由中下游地区的暴雨形成,所以2016年长江洪水为中下游区域性大洪水。
长江荆江段各水文站分布图2016年7月1日,雨中汉口江滩公园与缓慢上涨的江水。
➤2016年长江洪水的特点和影响程度如何?

干流自监利以下全线超警戒水位,持续时间长,洪峰水位高,但干堤险情少,共50处一般险情,数量远少于1998年的9000余处,且均得到有效控制,没有危及到堤防安全。支流洪水大,超历史洪水河流多,堤防险情多,多处溃堤。部分城市严重内涝,渍水时间长。流域受灾范围广,洪涝灾情严重,但与以往相比,人员伤亡较轻。
2016年7月10日,湖南华容河新华垸红旗闸溃口。
2016年7月7日,武汉市民撤离渍涝中的南湖社区。
➤为什么三峡工程建成后仍然有2016年洪水?

2016年长江中下游洪水属于典型的当地洪水致灾,长江中下游地区暴雨频繁,形成了区域性大洪水以及部分支流的特大洪水。由于三峡工程的建设不能改变中下游流域的降水分布以及径流形成的特点,中下游干堤虽然已经基本建设达标,但是支流及湖泊防洪排涝能力低,城市开发建设与防洪排涝能力矛盾突出,因而即使有了三峡工程,2016年长江中下游仍然形成了大范围的洪涝灾害。
➤三峡工程在2016年长江防洪中发挥了什么作用?有什么样的效果?

2016年长江1号洪峰来临前,依据洪水预报成果,按照初步设计方案实行了三峡工程对城陵矶地区进行补偿的调度方式,也就是在入库流量峰值仅为5万立方米/秒的条件下,将水库下游流量控制为3.1万立方米/秒,削减出库流量1.9万立方米/秒,消峰率达38%,拦蓄洪量约29亿立方米。
2016年7月9日傍晚,人们在汉口江滩公园休闲娱乐。如果没有三峡等水库调节作用,此地当时应已被洪水淹没。
针对2号洪峰和监利以下河段全线超警的严峻形势,运用三峡上游30余座大型水库群调蓄作用,共拦蓄227亿立方米,其中三峡水库拦蓄75.5亿立方米。这种水库群的联合运用,使得在实行三峡工程对城陵矶地区补偿调度时,三峡水库仍然留有足够的防洪库容,以应对可能的上游洪水和工程自身的安全风险。
2016年实行三峡工程补偿调度的效果体现为:分别降低荆江河段、城陵矶附近地区、武汉以下河段水位0.8~1.7米、0.7~1.3米、0.2~0.4米,减少超警戒水位堤段长度250千米,有效减轻了长江中游城陵矶河段和洞庭湖区防洪压力,避免了城陵矶地区分洪,确保了人民群众生命财产及长江干堤和重要基础设施的安全。
(原题为《科普│中科院权威期刊<科学世界>6年后“再谈三峡”,你关心的都在这里!》)
责任编辑:崔烜澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 三峡工程 防汛

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