三峡大坝自2003年蓄水到现在,已经淤了20.8亿吨泥沙。有人翻出当年水利专家霍华德・怀特的话,说“三峡大坝将来有可能报废”。那么,这堆泥沙真能把这座超级工程堵死吗?
泥沙到底淤了多少?
从2003年蓄水到2023年,三峡库区确实堆了约20.8亿吨泥沙,换算成体积大概18亿立方米。单看这数字确实有点唬人,但要是跟三峡393亿立方米的总库容比,其实也就占了5%多一点,连零头都不到。
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更关键的是,这个淤积速度比当初设计时想的慢太多了。80年代论证三峡工程时,专家按历史数据算,长江每年会往下游送5亿多吨泥沙。照那速度,50年就能淤掉一半库容,100年水库就废了。可实际情况呢?现在平均每年只淤1亿吨左右,有些年份甚至降到了4000万吨以下。
为啥会这样?先从上游的变化说起。这些年上游修了溪洛渡、向家坝这些大水库,相当于给三峡挡了一下,拦下了70%以上的泥沙。另外还有个重要原因,就是退耕还林搞得有成效,长江上游的水土流失控制住了,泥沙源头自然就少了。原本每年5亿吨的输沙量,现在降到了1.5亿吨左右。
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这里要提个有意思的细节,三峡大坝早早就设计了排沙系统,23个泄洪孔下面还藏着7个排沙孔。
汛期来沙量大的时候,工作人员会降低水位开闸放水,让泥沙跟着洪水一起冲下游。这招叫“蓄清排浑”,简单说就是脏水来了就排掉,清水来了才蓄起来。
2003年刚蓄水那几年,排沙比只有10%左右,现在已经提升到23%以上了,效果越来越明显。
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旱季为啥不抽沙?
2025年春天,长江中下游遭遇严重干旱,鄱阳湖水位低得湖床都露出来了。这时候就有人琢磨,三峡库区水位也降了,正好派抽沙船进去清淤多好?
听起来挺合理,可实际上根本操作不了。三峡主库区水深普遍超过100米,就算是旱季降低水位,很多地方也有五六十米深。而市面上的抽沙船,就算是大型设备,下抽深度也就30米出头。那种能抽到100米深的特种设备,对泥沙成分要求还高,只能处理细泥细沙,碰到长江里的砾石和粗砂就没辙了。
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再说说天鲸号、天鲲号那些超级挖泥船,它们体型太大了,需要航道水深至少30米才能开进来。可长江下游最深的航道也就12米多,根本没法通航。要是强行搞清淤,不光施工设备进不来,成本高到离谱不说,还会影响中下游的春灌用水,得不偿失。
话说回来,其实三峡每年都在清淤,只是方式跟大家想的不一样。水库管理人员会通过调节水位变化,加快库尾河段的水流速度,把淤积的泥沙“拉”到死库容区域,然后趁汛期开闸放水,把沙子冲下去。这种方法成本低、不扰民,虽然慢一点,但长期看效果挺好。
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混凝土究竟能撑多久?
网上一直流传一种说法:水泥寿命只有50年,三峡大坝是混凝土浇的,那不也就能用50年?这话听着像那么回事,可实际上完全是两码事。
50年这个数字,说的是水利工程的“经济使用年限”。意思是大部分水坝运行50年后,维护成本会明显增加,但不代表坝体就垮了。全球有5000多座大坝已经超过50岁,绝大多数还在正常工作。举个实际例子,美国的胡佛大坝1936年建成,到现在快90年了,结构依然完好,还在正常发挥作用。
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我们再看三峡的设计标准,那可比普通工程高太多了。按照国家规范,一级壅水建筑物的设计寿命是150年,但三峡实际上是按照“抵御万年一遇洪水”的标准设计的。
1998年长江大洪水,最大入库流量是6.3万立方米每秒,而三峡的设计洪水流量是9.8万立方米每秒,校核洪水流量更是达到12.43万立方米每秒。这就意味着,比98年大一倍的洪水来了,三峡也能扛得住。
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而且坝体用的混凝土可不是普通货色。工程采用破碎花岗岩做骨料,配上一级粉煤灰和高性能外加剂,还专门用了温控防裂技术防止混凝土开裂。到现在运行22年,坝体没出现过一条危及结构安全的裂缝。专家评估认为,只要维护得当,三峡大坝实际使用300到500年没问题,50年的说法根本站不住脚。
真正的挑战在下游
说了这么多泥沙淤积的问题,其实对三峡来说,泥沙淤太多不算最大威胁,反倒是泥沙出库太少,麻烦更大。
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现在三峡出库的水含沙量,只有2003年之前的7%左右。水变清了,冲刷力却变强了。从宜昌到鄱阳湖这段江面,河床每年要被冲走1亿立方米的土方。宜枝江段有些地方被冲出了20米深的大坑,荆江段河床平均冲深了1.8米,汉城江段也冲深了将近1米。河床越冲越深,两岸的护坡就容易垮塌,这对沿江城市来说,可是个不小的隐患。
这就产生了个矛盾:库区想多排沙缓解淤积,可下游又怕冲刷太厉害出问题。怎么平衡?现在的办法是优化调度方案,控制下泄流量和含沙量,让泥沙输出保持在一个合理区间。
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黄河上的三门峡水库当年就是吃了泥沙的大亏,后来通过“蓄清排浑”加“高渠拉沙”的组合方式,才把问题控制住。三峡正在借鉴这些经验,研究怎么利用异重流提高排沙效率。
另外一个办法,就是继续在上游建水库。长江上游现在已经有了十几座梯级水库,它们不光能拦泥沙,还能分担三峡的防洪压力。要是这些水库的调度能协同起来,三峡的泥沙问题会进一步缓解。
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从2003年到现在,三峡大坝已经安全运行了22年。这22年里,它每年拦蓄的洪水量都在几百亿立方米以上,发电量突破了1000亿千瓦时,还改善了600多公里航道,给咱们带来的好处实实在在。
20亿吨泥沙听起来吓人,但放在长期运行的框架里,这就是个需要持续管理的常规问题,远没到威胁大坝寿命的地步。
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那些当年预言“三峡会被泥沙填满”的担忧,现在看来确实过虑了。工程技术在进步,管理手段也在优化,只要我们持续监测、科学调度,这座超级工程还能为国家服务很多年。
信息来源:
央视网《三峡大坝 调蓄洪水 防洪发电 世界之最 水利工程》
中国水利报《长江委有序开展三峡水库库尾减淤调度》
湖北日报《冲刷泥沙 393 万立方米 三峡水库库尾减淤调度圆满结束》
人民网《三峡大学学者:三峡工程生态调度成果显著》
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