三峽大壩自2003年蓄水到現在,已經淤了20.8億噸泥沙。有人翻出當年水利專家霍華德?懷特的話,說“三峽大壩將來有可能報廢”。那么,這堆泥沙真能把這座超級工程堵死嗎?
泥沙到底淤了多少?
從2003年蓄水到2023年,三峽庫區確實堆了約20.8億噸泥沙,換算成體積大概18億立方米。單看這數字確實有點唬人,但要是跟三峽393億立方米的總庫容比,其實也就占了5%多一點,連零頭都不到。
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更關鍵的是,這個淤積速度比當初設計時想的慢太多了。80年代論證三峽工程時,專家按歷史數據算,長江每年會往下游送5億多噸泥沙。照那速度,50年就能淤掉一半庫容,100年水庫就廢了。可實際情況呢?現在平均每年只淤1億噸左右,有些年份甚至降到了4000萬噸以下。
為啥會這樣?先從上游的變化說起。這些年上游修了溪洛渡、向家壩這些大水庫,相當于給三峽擋了一下,攔下了70%以上的泥沙。另外還有個重要原因,就是退耕還林搞得有成效,長江上游的水土流失控制住了,泥沙源頭自然就少了。原本每年5億噸的輸沙量,現在降到了1.5億噸左右。
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這里要提個有意思的細節,三峽大壩早早就設計了排沙系統,23個泄洪孔下面還藏著7個排沙孔。
汛期來沙量大的時候,工作人員會降低水位開閘放水,讓泥沙跟著洪水一起沖下游。這招叫“蓄清排渾”,簡單說就是臟水來了就排掉,清水來了才蓄起來。
2003年剛蓄水那幾年,排沙比只有10%左右,現在已經提升到23%以上了,效果越來越明顯。
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旱季為啥不抽沙?
2025年春天,長江中下游遭遇嚴重干旱,鄱陽湖水位低得湖床都露出來了。這時候就有人琢磨,三峽庫區水位也降了,正好派抽沙船進去清淤多好?
聽起來挺合理,可實際上根本操作不了。三峽主庫區水深普遍超過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,就算是大型設備,下抽深度也就30米出頭。那種能抽到100米深的特種設備,對泥沙成分要求還高,只能處理細泥細沙,碰到長江里的礫石和粗砂就沒轍了。
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再說說天鯨號、天鯤號那些超級挖泥船,它們體型太大了,需要航道水深至少30米才能開進來。可長江下游最深的航道也就12米多,根本沒法通航。要是強行搞清淤,不光施工設備進不來,成本高到離譜不說,還會影響中下游的春灌用水,得不償失。
話說回來,其實三峽每年都在清淤,只是方式跟大家想的不一樣。水庫管理人員會通過調節水位變化,加快庫尾河段的水流速度,把淤積的泥沙“拉”到死庫容區域,然后趁汛期開閘放水,把沙子沖下去。這種方法成本低、不擾民,雖然慢一點,但長期看效果挺好。
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混凝土究竟能撐多久?
網上一直流傳一種說法:水泥壽命只有50年,三峽大壩是混凝土澆的,那不也就能用50年?這話聽著像那么回事,可實際上完全是兩碼事。
50年這個數字,說的是水利工程的“經濟使用年限”。意思是大部分水壩運行50年后,維護成本會明顯增加,但不代表壩體就垮了。全球有5000多座大壩已經超過50歲,絕大多數還在正常工作。舉個實際例子,美國的胡佛大壩1936年建成,到現在快90年了,結構依然完好,還在正常發揮作用。
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我們再看三峽的設計標準,那可比普通工程高太多了。按照國家規范,一級壅水建筑物的設計壽命是150年,但三峽實際上是按照“抵御萬年一遇洪水”的標準設計的。
1998年長江大洪水,最大入庫流量是6.3萬立方米每秒,而三峽的設計洪水流量是9.8萬立方米每秒,校核洪水流量更是達到12.43萬立方米每秒。這就意味著,比98年大一倍的洪水來了,三峽也能扛得住。
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而且壩體用的混凝土可不是普通貨色。工程采用破碎花崗巖做骨料,配上一級粉煤灰和高性能外加劑,還專門用了溫控防裂技術防止混凝土開裂。到現在運行22年,壩體沒出現過一條危及結構安全的裂縫。專家評估認為,只要維護得當,三峽大壩實際使用300到500年沒問題,50年的說法根本站不住腳。
真正的挑戰在下游
說了這么多泥沙淤積的問題,其實對三峽來說,泥沙淤太多不算最大威脅,反倒是泥沙出庫太少,麻煩更大。
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現在三峽出庫的水含沙量,只有2003年之前的7%左右。水變清了,沖刷力卻變強了。從宜昌到鄱陽湖這段江面,河床每年要被沖走1億立方米的土方。宜枝江段有些地方被沖出了20米深的大坑,荊江段河床平均沖深了1.8米,漢城江段也沖深了將近1米。河床越沖越深,兩岸的護坡就容易垮塌,這對沿江城市來說,可是個不小的隱患。
這就產生了個矛盾:庫區想多排沙緩解淤積,可下游又怕沖刷太厲害出問題。怎么平衡?現在的辦法是優化調度方案,控制下泄流量和含沙量,讓泥沙輸出保持在一個合理區間。
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黃河上的三門峽水庫當年就是吃了泥沙的大虧,后來通過“蓄清排渾”加“高渠拉沙”的組合方式,才把問題控制住。三峽正在借鑒這些經驗,研究怎么利用異重流提高排沙效率。
另外一個辦法,就是繼續在上游建水庫。長江上游現在已經有了十幾座梯級水庫,它們不光能攔泥沙,還能分擔三峽的防洪壓力。要是這些水庫的調度能協同起來,三峽的泥沙問題會進一步緩解。
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從2003年到現在,三峽大壩已經安全運行了22年。這22年里,它每年攔蓄的洪水量都在幾百億立方米以上,發電量突破了1000億千瓦時,還改善了600多公里航道,給咱們帶來的好處實實在在。
20億噸泥沙聽起來嚇人,但放在長期運行的框架里,這就是個需要持續管理的常規問題,遠沒到威脅大壩壽命的地步。
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那些當年預言“三峽會被泥沙填滿”的擔憂,現在看來確實過慮了。工程技術在進步,管理手段也在優化,只要我們持續監測、科學調度,這座超級工程還能為國家服務很多年。
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