长江水利枢纽工程,是迄今为止我国最大的水利建设项目,也是世界同类工程建设的奇迹。它发挥了防洪、发电、航运、调水等诸多用途。
自2006年以来,三峡工程已经稳健运行了18年,期间三峡水利经受住了无数次洪峰的考验,为我国经济发展、民族振兴发挥着极其重要的作用。然而,18年的泥沙堆积,也让人颇感忧虑。
作为首屈一指的顶级工程,三峡水利的各项设计均超越了国家的最高标准。工程主体消耗了近2800万m³的优质混凝土,通过混掺引气剂、降低水胶比、降低用水量等方式,让大坝在抗冻、抗裂、抗震、抗爆、抗侵蚀方面能力得到明显提升。
水利专家指出,三峡大坝安全性毋庸置疑,防洪标准千年一遇,最大可抵挡12.4万m³/s的超大洪峰,其坚硬程度甚至可抵御核弹威力。经过18年的安全运营,坝体依然固若金汤,使用寿命可达数百年之久。
长江流域的生态经过长年保护,水体清澈,年平均含沙量仅每立方米0.12千克,但是径流量巨大,年平均含沙量为黄河的2%,年平均输沙量却达到了黄河的62%,也就是说黄河每年可带2.68亿吨泥沙输沙入海,而长江每年也能携带1.13亿吨泥沙顺流而下。
经年累月,三峡大坝的泥沙淤积量已经超过惊人的18亿吨,平均每年超过一亿吨,这不得不让人担忧。曾经的黄河三门峡大坝,就因泥沙淤积,险些毁掉国家二十多年心血!虽然三峡大坝与黄河三门峡不可同日而语,但也同样需要警惕。
三峡水利的设计修建,并非没有考虑预防泥沙淤积,三峡大坝上预留了22个低高程的泄水孔,以及多个冲沙孔、冲沙闸。当洪峰来临时,这些预留设施能将部分淤泥冲入下游,但长年累月,总体仍表现为泥沙淤积。
难道三峡大坝治淤无解,三峡水利会因此停摆吗?当然不是这样,中国工程院院士、长江总工程师郑守仁就坚决表示:“三峡大坝不会成为淤满泥沙的死坝!”
“蓄清排浑”,是一种非常有效的排淤方式。三峡水库上游的来水量和来沙量年内分布不均,以寸滩水文站为例,每年汛期(7~9月)来水量和来沙量为全年的52.3%和78.2%。
根据这一特点,在保证下游不受洪水灾害的情况下,将防洪水位保持在145米运行,让含大量泥沙的洪水冲入下游,达到排浑的目的,汛期后,上游下来的水变得清澈,水库开始蓄水,重回正常175米发电和航运水位。
三峡的“续清排浑”比黄河有明显优势,一则三峡水库是典型峡谷水库,槽库大,滩库小,二则长江年径流量和洪峰流量比黄河大得多,含沙量比黄河小得多,既便于汛期大流量"排浑",也有足够的水量能满足汛后"蓄清"。
今年,三峡大坝两次减淤调度,总共冲刷了约393万立方米泥沙,取得良好的成果。根据估算,三峡水库运行80~100年后可达到冲淤平衡,仍能保持92%的兴利库容和86%的防洪阵容。
泥沙清淤是一种直接了当的排淤方式,在相关部门的组织下,直接清理库中淤泥,恢复水库阵容。根据2023年数据,三峡水库通过水下挖掘机、水下吸砂机、水下泵吸机等设备,共清淤了约1.2亿立方米的泥沙,相当于一个中型水库的容量。
为什么不大力发展商业采砂,减轻三峡沙患呢?这里要说明的是,三峡大坝关系到下游数百万群众的安危,根据《长江河道采砂管理条例》,不符合长江采砂规划确定的可采区和可采期要求的,长江水利委员会一律不予批准。
除此之外,上游截沙,也是一种不错的方式。目前,三峡水库在上游重要支流,如嘉陵江、乌江、沱江等,修建了一批拦沙工程,比如拦沙坝、拦沙坑、拦沙池等设施,有效地控制了上游的泥沙源,减少了泥沙的输送。
据统计,截至2023年,三峡水库上游的拦沙工程共截留了约0.8亿立方米的泥沙,相当于一个小型水库的容量。