三峽大壩坐落在湖北宜昌,像一條巨龍橫跨長(zhǎng)江干流,全長(zhǎng)有兩千多米。
大壩的高度是181米,大約相當(dāng)于60層樓那么高。站在壩頂往下看,長(zhǎng)江水就像一條被馴服的巨蟒,安靜地躺在腳下。
這座大壩不是普通的石頭堆,而是一座混凝土重力壩。
簡(jiǎn)單說(shuō),它靠自身巨大的體重來(lái)抵抗江水的推力,就像一個(gè)相撲選手穩(wěn)穩(wěn)地扎著馬步。
整個(gè)三峽工程耗時(shí)十余年,動(dòng)用了數(shù)萬(wàn)名建設(shè)者,挖填的土石方量足以繞地球好幾圈。
更讓人敬佩的是,為了讓這座大壩矗立起來(lái),有數(shù)十萬(wàn)居民搬離了世代居住的家園。
他們的付出,為的是讓下游幾千萬(wàn)人不再受洪水威脅。這是一種“舍小家、為大家”的壯舉。
水庫(kù)正常蓄水時(shí),水面海拔達(dá)到175米,總庫(kù)容是驚人的393億立方米。這個(gè)數(shù)字有多大呢?打個(gè)比方,它相當(dāng)于2800多個(gè)杭州西湖的水量堆在一起。
你可以閉上眼想象一下:把整個(gè)西湖的水拎起來(lái),再倒進(jìn)去兩千八百多次,才能把三峽水庫(kù)灌滿。太不可思議了,對(duì)吧?
長(zhǎng)江上游平時(shí)每天流入水庫(kù)的水量,大約是每秒1.5萬(wàn)立方米。這個(gè)流量相當(dāng)于每秒鐘,就有6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)奧運(yùn)泳池的水奔涌而來(lái)。
到了汛期,這個(gè)數(shù)字還會(huì)翻倍。就像一頭永遠(yuǎn)喝不飽的水牛,日夜不停地往水庫(kù)里灌水。
那么大壩排水速度有多快呢?大壩身上布滿了各種孔洞:表孔、深孔、還有泄洪底孔,像一塊巨大的奶酪。當(dāng)所有泄洪通道同時(shí)全開時(shí),最大泄洪流量可以達(dá)到每秒7.9萬(wàn)立方米。
每秒7.9萬(wàn)立方米是什么概念?相當(dāng)于每秒鐘倒空30多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池。你能想象30個(gè)泳池的水,在一秒內(nèi)全部?jī)A瀉而出的場(chǎng)面嗎?那簡(jiǎn)直就是水做的利刃,勢(shì)不可擋。
理論上,假如上游一滴水都不進(jìn)來(lái),而且泄洪速度一直保持最大,那么放空393億立方米的水需要多長(zhǎng)時(shí)間?我們來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單的除法:393億立方米除以每秒7.9萬(wàn)立方米,大約需要4.97億秒。
換算成天數(shù),大概是5.5天。也就是說(shuō),如果條件完美,只需要五天半就能把整個(gè)水庫(kù)“倒干凈”。比很多人想象的要快得多,五天半,正好夠從周一到周五上個(gè)班。
但現(xiàn)實(shí)不是數(shù)學(xué)題,沒(méi)有那么理想。隨著水庫(kù)水位不斷下降,大壩底部的水壓會(huì)越來(lái)越小。水壓小了,水流的速度自然就慢了,就像你倒水瓶時(shí),瓶里的水越少,流得越慢。
所以放水速度不是恒定的,而是一條逐漸下滑的曲線。考慮到這個(gè)因素,如果只是單純排空水庫(kù),全程大約需要9天時(shí)間。
9天,剛好超過(guò)一個(gè)工作周加一個(gè)周末。但這里還沒(méi)算上長(zhǎng)江上游源源不斷流進(jìn)來(lái)的水。
別忘了,長(zhǎng)江可不會(huì)老老實(shí)實(shí)在旁邊等著。在你排水的過(guò)程中,上游每天還有大約1.5萬(wàn)立方米/秒的水源源不斷地補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。這就像你一邊用大勺子往外舀湯,鍋底的水龍頭卻還在不停加水。
在這種“邊進(jìn)邊出”的情況下,放空水庫(kù)的時(shí)間會(huì)大大延長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)水利專家的模型推算,算上上游來(lái)水,三峽水庫(kù)徹底排空大概需要24天。
24天,幾乎是一個(gè)月的時(shí)間。就像一邊往外抽水,一邊有根管子往里灌,抽水的速度要戰(zhàn)勝補(bǔ)水的速度,才能最終見(jiàn)底。
不過(guò),這種“全開閘門放空水庫(kù)”的設(shè)想,在現(xiàn)實(shí)中永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生。為什么?因?yàn)樗鼛?lái)的后果實(shí)在太可怕了。
一旦393億立方米的水,在二十幾天內(nèi)全部沖向中下游,那將形成一場(chǎng)人造的超級(jí)洪水。下游的武漢、南京、上海,都將面臨滅頂之災(zāi)。
那種水流的速度和沖擊力,足以把房屋像積木一樣沖垮,把橋梁像稻草一樣折斷。可以說(shuō),人為制造這樣一場(chǎng)洪水,無(wú)異于對(duì)自己人發(fā)動(dòng)一場(chǎng)水災(zāi)戰(zhàn)爭(zhēng)。
而且,三峽大壩還有更重要的任務(wù),它不是一個(gè)單純的“水桶”。它是一座巨大的發(fā)電站,安裝著32臺(tái)70萬(wàn)千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組。
這些機(jī)組一年能發(fā)出約1000億度電,相當(dāng)于好幾個(gè)上海市一年的用電量。放空了水,這些機(jī)組就只能干瞪眼,發(fā)不了電了。
更別提防洪和抗旱了。三峽水庫(kù)最核心的功能,是在汛期吞下上游來(lái)的洪水,減輕下游的壓力。
如果水庫(kù)放空了,下一個(gè)洪峰來(lái)了怎么辦?難道讓武漢、江漢平原再去泡在水里嗎?
三峽大壩建在湖北宜昌,這個(gè)地方正好是長(zhǎng)江從高山峽谷沖出來(lái)的最后一道關(guān)口。
大壩西邊是重慶,東邊就是一馬平川的江漢平原。
也就是說(shuō),只要在宜昌把大壩立起來(lái),上游來(lái)的洪水就會(huì)被堵在峽谷里,不會(huì)一下子全灌進(jìn)平原。
這個(gè)選址不是隨便挑的,當(dāng)年工程師花了十幾年,對(duì)比了十幾個(gè)地方,最后選在這里,因?yàn)閮砂渡襟w是堅(jiān)硬的石灰?guī)r,能扛住巨大水壓,地基也足夠穩(wěn)。
說(shuō)到造價(jià),三峽大壩整個(gè)工程算下來(lái),大概花了2000多億元人民幣。你可能沒(méi)概念,1998年長(zhǎng)江特大洪水造成的直接經(jīng)濟(jì)損失,差不多也是這個(gè)數(shù)。
換句話說(shuō),修一座三峽大壩花的錢,剛好相當(dāng)于那場(chǎng)洪水沖走的損失。
從2003年蓄水到現(xiàn)在,三峽已經(jīng)攔蓄了超過(guò)60次流量大于每秒5萬(wàn)立方米的洪水,沒(méi)有讓下游淹過(guò)一次。
每擋住一次大洪水,就等于白撿了一座三峽大壩。
在沒(méi)修三峽之前,重慶到宜昌這段193公里的航道里,有20多處著名險(xiǎn)灘,其中最險(xiǎn)的叫做“崆峒峽”,船走那里跟闖鬼門關(guān)一樣。
大壩建成后,水位被抬高了幾十米,險(xiǎn)灘全淹在水底下,航道寬度從幾十米擴(kuò)到幾百米,萬(wàn)噸級(jí)船隊(duì)可以從上海直接開到重慶。
現(xiàn)在的年貨運(yùn)量已經(jīng)超過(guò)1.5億噸,是修壩前的10倍還多。
而且三峽大壩每天放水的時(shí)間是有講究的。白天大家用電多,大壩就多放水多發(fā)電;
夜里用電少,就少放水存著。
所以你看到下游江面的水位一天之內(nèi)會(huì)漲漲落落,幅度大概1米左右。
這就是水電特有的“調(diào)峰”能力,火電站和核電站做不到。
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