世界最大的水利樞紐工程將成功破解泥沙淤積難題
新華網(wǎng) 經(jīng)過半個多世紀的努力,關(guān)系到三峽工程成敗與效益的最后一項主要技術(shù)難題——泥沙淤積問題,將被中國的科學(xué)家們成功破解。
水庫泥沙淤積一直是世界性難題,由于長江三峽工程規(guī)模之大無先例可循,更是成為水利工程技術(shù)中的“難中之難”。自上世紀50年代以來,國內(nèi)便組織眾多科研機構(gòu)、大專院校和一大批著名泥沙專家參加了研究,前后達上千人次。
在這一重大攻關(guān)科研課題通過審議后,中國工程院院士、長江水利委員會總工程師鄭守仁接受本社記者專訪時說:“未來的三峽水庫可采用‘蓄清排渾’的調(diào)度方式,借助工程建筑物布置上采取的一系列排沙手段,配合大規(guī)模治理水土流失的生態(tài)措施,可保證宏偉的三峽工程真正成為中國的‘千年大計’。”
正在長江三峽興建的當(dāng)今世界最大的水利樞紐工程耗資近1800億元,泥沙問題與水庫使用壽命息息相關(guān),能否有效解決對三峽工程的防洪、發(fā)電與航運效益均將產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。像中國北方多沙河流修建的水庫迄今已有不少水庫被泥沙淤滿而報廢,而美國1935年以前修的水庫有10%被泥沙淤滿。
目前,長江上游來的泥沙量已搞清楚,其中懸沙5.26億立方米、推移質(zhì)860萬立方米,卵石76萬立方米。鄭守仁說:“簡而言之,‘蓄清排渾’就是汛期來、沙較多時,在下游防洪承受能力范圍內(nèi)(防洪限制水位145米)降低庫水位運行,這有利于排除泥沙,即排渾水,減少淤積,而汛后即每年10月至次年5月,此時沙減少,可蓄滿清水,以供發(fā)電便利航運。這一運行原則是我國幾代工程技術(shù)人員從長期實踐中總結(jié)出來的。”
據(jù)介紹,“蓄清排渾”已在黃河三門峽水庫取得良好預(yù)期效果。三門峽水庫1960年建成后,一度因泥沙大量淤積在短短4年間就損失庫容62%。為此,水利專家們研究制定出解決方案,主要是將大壩已封堵的導(dǎo)流底孔打開改建為泄洪底孔,加上季節(jié)性調(diào)度,不僅使泄洪能力大幅提高,還使入庫泥沙可以完全排出庫外,水庫庫容從22.1億立方米逐漸恢復(fù)到31億立方米,自1972年改建工程完成后一直保持至今。
主持這項科研工作的中國科學(xué)院士林秉南認為,整個三峽水庫都位于高山峽谷中,呈狹長條帶形,沒有“大肚子庫段”,非常有利于“蓄清排渾”。相比較而言,長江年徑流量和洪峰流量都要比黃河大得多,而含沙量又比黃河小得多,既更加便于汛期大流量“排渾”,又有足夠水量滿足汛后“蓄清”。
運行原則雖然提出較早,但具體設(shè)計卻相當(dāng)復(fù)雜,模擬試驗和數(shù)學(xué)計算均以數(shù)千計。經(jīng)過近5年的艱辛努力,多家科研單位根據(jù)協(xié)同研制的泥沙淤積數(shù)學(xué)模型進行計算分析表明,采取“蓄清排渾”的運用方式,三峽水庫運用80年至100年后,水庫沖淤將基本達到平衡,仍能保持90%以上的庫容。
由于人口激增和亂砍濫伐,三峽工程上游663公里長的庫區(qū)水土流失嚴重。三峽截流后,隨著水庫自凈能力減弱,泥沙問題將更為嚴重。作為三峽庫區(qū)唯一的特大城市,重慶早從1989年就啟動了治理水土流失的生態(tài)工程。截止去年底,全市共投資近6億元,治理小流域400多條,治理水土流失面積2萬余平方公里。
全國政協(xié)副主席、中國工程院院士錢正英說:“工程建設(shè)和庫區(qū)治理的雙重措施,將使三峽庫區(qū)長期發(fā)揮防洪、發(fā)電和航運效益!”