作文君:2020年7月7日凌晨,安徽省黃山市歙縣遭遇50年一遇的洪澇災害,嚴重積水、道路受阻。高考當天,大部分考生因為洪災無法按時抵達考場,高考無法正常開始,只能補考。作文君感嘆:這屆高考生真不容易!
今年的汛情比往年嚴重得多,多地洪水圍城,造成了嚴重的人員傷亡和巨大的經濟損失。受長江中上游強降雨影響,進入三峽水庫的水量持續增多,為騰出一定庫容,迎接可能到來的洪水,6月29日,三峽樞紐開啟兩個泄洪孔,加大下泄流量。這也是三峽樞紐今年首次泄洪。不光是長江,黃河、淮河、新安江也統統開啟泄洪模式。我們年年都能看到關于洪水的報道,那么大壩對防洪泄洪的貢獻,你知道多少?作文君來告訴你。
為什么提洪水必提大壩
人們需要水,有水才能生存。但人們又怕水,因為河流來水不均,往往導致水患不斷。在修建現代化水庫技術出現以前,利用堤防防御洪水是主要的工程措施,有文字記載便有了防洪,距今已有5000多年的歷史。出現較大洪水時水會漫堤而出,沖毀家園,良田變為魚澤。從古至今,人們經常采用的一種方法是,選擇低洼的、有一定容積的、經濟相對不發達的地區容蓄洪水,這就是蓄滯洪區。為了減小洪水造成的損失,人們要準備一個天然的“大盆”來削減洪水的威力。蓄滯洪區是以堤防防洪的重要輔助設施。一旦需要分洪時,蓄滯洪區的人就要遭殃了。那么,我們為什么不能建一個“大盆”,把洪水的勢頭留在盆中呢?人造水庫就是這樣的“大盆”,現代水庫大壩的建設,實現了對洪水來量的調節,使得人類在與洪水的斗爭中又增添了一種有效手段。
大壩形成水庫,水庫又有兩大功能,一個是蓄水發電,一個是防汛抗旱,這都需要有水。但是,水庫里的水,適度的時候是資源,多裝了就是禍,很可能影響大壩安全。所以水庫里存多少水,前提是大壩的安全,這是第一位的,在這個前提下,要盡量多蓄水。
為什么要泄洪
泄洪,源頭是雨下得太多了。
自2020年6月上旬開始,長江上游地區持續性普降大雨,山洪暴發、洪水猛漲,今年的雨這么多,主要是副熱帶高壓的影響。今年的副熱帶高壓一直在偏南偏東的位置,沿副熱帶高壓邊緣的暖濕氣流強盛,導致我國主要降雨帶穩定徘徊在江南至華南北部一帶,造成南方地區強降雨過程頻繁。
這么多的水積聚在一起,超過了水庫的安全容量,必須要排掉,不然大壩被沖毀,后果不堪設想,所以要泄洪。
水電站的大壩是如何實現防洪泄洪的
水電站所有的建筑物都有其特有的功能,它們可以用于攔截河流、集中落差、形成水庫,其中最為常見的就是水電站大壩、水閘擋水等。防洪泄洪關系民生,大壩在防洪泄洪方面起重要的作用。
舉個例子,三峽大壩設計最高蓄水位是175米。在每年汛期,保證上游水位在145米的防洪限制水位,多出30米的庫容以迎接洪峰。洪峰后,超過145米的水量下泄,為下次洪峰做準備,下泄的水使中下游江面的水位升高,但不影響人們的生命和財產安全。
水壩、水庫和水電站的作用是通過攔蓄洪水,蓄洪補枯。在這方面,雖然我國已經取得了較大進步,但還需要一個長期的建設過程。
還以三峽大壩為例,它的可調度庫容為221.5億立方米,而長江的年徑流量平均為9600億立方米/秒,水量的百分之八十在雨季,因此,僅僅是三峽的庫容應對雨季還遠遠不夠,我們還需要繼續提升庫容,增強控制洪水的能力。進入汛期,三峽水庫的水位不能超過145米高程。目前為保證三峽防洪庫容發揮作用,就需要防洪調度,保障221.5億立方米的庫容防洪能力。
防洪調度的目的是要保障水庫的防洪作用。20世紀90年代,水電站大壩對幾場大洪水的防洪泄洪起到了重要作用,減少了洪水帶來的巨大風險。加大水利建設,防止洪水漫壩、潰壩,實現人與自然和諧相處,也被越來越多的人所重視。
泄洪三問——以新安江水庫九孔全開泄洪為例
2020年7月8日上午9時,新安江水庫開啟2號和8號泄洪閘,這是水庫建成61年來首次9孔全開泄洪。泄洪從7月7日上午10點開3孔開始,到12點開5孔,再到下午4點開7孔,最后8日上午9時9孔全部打開。泄洪流量6600立方米/秒,總出庫流量7800立方米/秒,泄洪半小時相當于1個西湖(儲水量1400多萬立方米),約等于12個大明湖(儲水量120萬立方米)。泄洪中,優質的自然水資源和水庫中的魚類噴涌而出。有網友苦中作樂,調侃這泄的哪是洪水,分明是農夫山泉和幾十上百元一斤的千島湖特產包頭魚啊!
關于泄洪,相信你和網友一樣,也有許多疑問,下面作文君就以本次新安江水庫泄洪為例,回答你們最關心的三個問題。
問題1:泄洪壓力這么大,就不能一次開到9孔嗎?
泄洪開幾孔,三個因素最重要:上游來水量、流域未來降水量、當前庫存容量。專家組會多輪會商,最終找到一個平衡點。王煥棟(新安江水電站原副廠長)曾經是新安江水庫調度專家組成員,他說專家組由省市等各相關部門專家組成,會根據新安江水庫水情測報系統,實時精準動態掌握入庫水量,之后進行“洪水計算”,精確核算出開幾孔、泄洪多少量。
這次從3孔增加到5孔,之后又增加到7孔和9孔,就是因為新安江上游黃山地區持續降雨,起碼遇到了50年一遇的大雨,導致新安江水庫水位不斷升高,因此一加再加。王老強調說,不管開幾孔,都是經過調度專家組科學論證的,是在按科學辦事。新安江大壩這次“滿負荷、高水位”9孔泄洪,是建成61年來第一次真正意義上的嚴格考驗。
問題2:泄洪的威力有多大?
簡單換算,一立方米是一噸,9孔泄洪相當于每秒有7800噸重物砸下來,這個力量可想而知。下游疊加洪峰,預計流量1.5萬~2萬立方米/秒,也就是相當于1.5萬噸~2萬噸的火車撞過來,這個力量,什么也擋不住。9孔全開的洪流掀起狂風暴雨,席卷100米外山上的植被,一邊正值盛夏,草木蔥蘢,一邊葉落樹禿,宛如寒冬。
問題3:泄洪的水最后去了哪里?
開閘泄洪后,水流會沿著新安江、富春江、錢塘江的方向奔流而下,路經建德、桐廬、富陽、濱江、江干等區縣市。接下來我們要做什么?兩岸的江堤會有沖刷,有些地區會出現逐步倒灌、積澇。應急管理部門已經提前預測風險,預備物資和隊伍,對出現的問題及時處置,暫時無法處置的,則采用一些臨時措施。
我們的風平浪靜,是因為很多人的“乘風破浪”。一線抗洪人員正在為我們的安全徹夜奮戰,感謝他們的最好辦法,就是至少確保自己安全,不添亂。
鏈接·中華文化中的水利智慧
我國有著悠久的歷史文化,黃河、長江流域是我們的文化發祥地,所以水利工程我們也是很早就有涉及的,畢竟以前的洪澇災害給人們帶來了無盡的苦難。古時興建的諸多著名水利工程,有些至今仍在沿用。那些水利工程完美體現了中國古人的智慧,讓全世界贊嘆。
古代水利工程中的C位:都江堰
說起我國最出名的古代水利工程,那就要數都江堰水利工程了。都江堰水利工程始建于秦朝,是蜀郡太守李冰和他的兒子率人耗時三十多年修建的,魚嘴、飛沙堰、寶瓶口完美地發揮了分流排沙、泄洪減災的作用。這是世界上迄今為止年代最久且唯一現在還在使用的水利工程。(想要具體了解李冰父子的智慧,請移步P38《基建狂魔李冰:修的不是都江堰,是文化》)
自帶“傾斜buff(技能增強)”加成的西安城墻
如果你去看過西安的城墻,就應該會發現,城墻是向城內傾斜的,這是古人在沒有水平儀下的建造失誤嗎?不是的,這是為了城墻排水專門設計的。
西安城墻墻頂均以青磚鋪設海墁,傾斜坡度約為3%,當雨水落下時,就會順著頂面海墁由城墻外側向內側排至雨水口。雨水口為磚石結構,在城墻內側每隔40~60米就會有一個,樣子就像咱們現在的下水道口,功能也是相近的。古時,西安城墻作為城市防御體系,就是靠著這樣一套精巧的排水系統,減少了積水對城墻的侵蝕。
此外,各地大橋的分水尖角,古街區的排水溝等水利工程,在現代的汛期中仍有突出表現。
罕世遺跡白鶴梁
據史料分析,我國古代從大禹時起就開始重視對水文狀況的觀測和分析。而隨著社會的發展,歷代各朝更是注重在各河流要處建站監測水文。
有著“世界第一古代水文站”之稱的“白鶴梁”,就是我國古水文站的一處罕世遺跡。白鶴梁是重慶涪陵城北長江中的一道天然石梁。由于白鶴梁的梁脊僅比長江常年最低水位高出2~3米,幾乎常年沒于水中,只在每年冬春之交水位較低時才部分露出水面,故古人常根據白鶴梁露出水面的高度位置來確定長江的枯水水位。從唐朝起,古人便在白鶴梁上以“刻石記事”的方式記錄長江的枯水水位,并刻“石魚”作為水文標志。
沒想到吧!治洪自古以來有法可依
我國古代各朝還制定過許多防洪法規,從制度上保障防洪工作的順利進行。其中,1202年頒布實施的《泰和律令》中的《河防令》,是我國現存最早的一部防洪法規。
《河防令》的頒行,不但對當時黃河、海河等水系的防洪工作起過重要作用,而且對后世的河防也產生了積極的影響。此后各朝代的防洪法規,多由《河防令》引申而來。