长江流域旱情持续,三峡水库里累计淤积的泥沙已超过20亿吨,趁着水少把泥沙清理掉,为什么没有这样做?
泥沙年年增加,三峡水库会不会像黄河上的三门峡水库那样,被泥沙拖入困境?要回答这些问题,得从三峡工程本身说起。
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长江缺水并不是一时的现象。从2025年开始,长江流域降水明显偏少,中下游地区大约一半的地方出现了不同程度的干旱。江水退落、湖泊水位走低,人们的目光自然落到三峡水库上:一方面关心它能否为下游补水,另一方面也注意到库区多年沉积的泥沙。
泥沙问题之所以引人担忧,是因为有过前车之鉴。黄河上的三门峡水库,就曾因泥沙淤积险些无法正常运转。
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于是有人担心,长江上的三峡水库会不会成为“下一个三门峡”。这种担心是否会变成现实,需要对照三门峡的教训,再看看三峡水库的泥沙数据和应对办法。
三峡大坝是长江上举世闻名的水利工程。自2003年下闸蓄水以来,水库正常蓄水位达到175米,防洪库容达到221.5亿立方米。防洪是三峡工程的根本使命,这项任务它完成得十分出色,多年来在拦蓄洪水、保护中下游安全方面发挥了关键作用。
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除了防洪,三峡大坝还在发电、航运、养殖、旅游、南水北调、供水灌溉等九大方面产生了巨大效益。它的作用早已不只是“挡水”,而是深入能源供应、交通运输和水资源调配等诸多领域,成为长江流域经济社会运行中不可缺少的一环。
在水资源调配方面,三峡水库的作用在枯水期尤为明显。按照水利部门的安排,从2024年12月1日开始,水库就启动了补水调度,把汛后蓄存的水有计划地下泄,为中下游的用水和航运提供支撑。也正因如此,库容能否长期保持,直接关系到这种调节能力能否延续。
然而,作为世界上最大的水力发电工程,三峡大坝同样要面对普通大坝都会遇到的问题。一方面是风化、溶蚀、冰冻等自然侵蚀,它们长期、缓慢地作用于坝体和相关设施;另一方面是地震、洪水冲击等灾害,可能在短时间内带来较大考验,这些都会影响大坝的使用寿命。
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在所有影响寿命的因素中,库区泥沙淤积最容易被忽视,但它造成的危害却不容小觑。泥沙不像地震那样突然,也不像洪水那样声势浩大,它悄无声息地沉积在库底,一点点侵占库容,等到问题显现时,往往已经积重难返,三门峡水库就是最好的例证。
黄河是我国含沙量最大的河流,干流多年平均含沙量达到35000克每立方米,也就是每立方米河水中平均含有约35千克泥沙。如此高的含沙量,决定了在黄河上修建水库,必然要面对严峻的淤积考验,这也是三门峡水库后来陷入困境的根本原因。
1960年9月,三门峡水库正式开始蓄水,仅仅一年时间,库区内就淤积了17.5亿立方米泥沙。这一速度远远超出人们的预料。泥沙在库区快速堆积,不仅挤占了宝贵的库容,也让水库原本设计的防洪、发电能力面临严峻挑战,问题从一开始就暴露得十分明显。
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上世纪90年代之后,黄河对河道的侵蚀程度加深,河水中的泥沙量也逐渐增加,三门峡水库的淤积问题因此更加严重。库容一天天减小,最终使三门峡水电站几乎丧失了防洪和发电的功能。一座寄托厚望的水利枢纽,就这样被泥沙逼到了难以为继的地步。
为了解决这个问题,我国先是在三门峡大坝上打孔,用来泄洪排沙;又在治理渭河的同时,修建了小浪底水库。经过这一系列措施,三门峡水电站的压力才减轻了不少。可以看出,补救工作耗费了大量人力物力,而且是在问题已经十分突出之后才逐步展开的。
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三门峡的经历说明,一座水库如果不能妥善处理泥沙,库容就会被不断侵占,防洪、发电等功能也会随之削弱,甚至基本失效。这正是人们担心三峡水库重蹈覆辙的原因。那么,三峡水库面对的泥沙条件,与三门峡相比究竟有多大差别呢?
相关数据显示,长江平均含沙量只有黄河的三十分之一,约为1.2千克每立方米。从源头上看,长江每立方米河水携带的泥沙远少于黄河,三峡水库面临的淤积压力,与当年的三门峡水库并不在一个量级,这是两者最根本的区别,也是三峡不必过度恐慌的底气所在。
不过,含沙量低并不意味着没有泥沙。根据三峡库区宜昌站等水文站的监测资料,从2003年到2019年,三峡水库平均每年淤积的泥沙量基本稳定在1.6亿吨到2.5亿吨之间。这17年间,入库泥沙总量达到24.13亿吨,水库总排沙量为5.71亿吨。
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两者相减,库区内最终堆积的泥沙总量为18.42亿吨。换句话说,进入水库的泥沙只有一部分被排出,其余大部分留在了库区。而据水利部门监测,从2003年到2023年12月,三峡水库累计淤积的泥沙已达20.8亿吨,数字仍在持续上升。
这些泥沙目前还不会对三峡水库的运行产生影响,但不断增长的数字必须引起重视。泥沙淤积是长期累积的过程,短时间内看不出明显问题,却会持续占用库容。问题的关键不在于眼下是否已有危害,而在于能否持续控制淤积的增长。
既然泥沙越积越多,为什么不趁着长江水少时直接清理?现实远比想象复杂。
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即便费尽周折把挖泥船运进库区,也要在100多米深的水下作业,技术难度和成本都是天文数字。靠人工开挖来对付二十多亿吨泥沙,显然不是可行之策。
真正的办法,泥沙专家和工程技术人员早已想好,这就是“蓄清排浑”,即蓄积清水、排出浑水。它的依据,是长江来水来沙在一年中分布极不均匀。与其事后费力去挖,不如在泥沙进入水库的源头环节下功夫,让泥沙尽量少沉积在库区。
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每年7月到9月是长江的汛期,这段时间的来水量占全年的52.3%,来沙量则占到全年的78.2%。也就是说,全年将近八成的泥沙集中在汛期这三个月进入水库。只要抓住这个关键时段,就能在很大程度上掌握泥沙淤积的主动权。
抓住这一规律,汛期时就把水库水位维持在145米的较低水平,借助制造出的洪峰把泥沙带走,让大量浑水和泥沙顺流排出,而不是滞留在库区。低水位运行时水流速度较快,泥沙不容易沉降,这正是“排浑”的关键所在。
从10月开始,汛期即将过去,水中含沙量变小,水库便可以持续蓄水,一直蓄到11月末,水位也慢慢上升到175米。
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此时蓄进来的主要是含沙量较低的“清水”,既能保证储水,又能减少淤积,发电和航运效益也能继续平稳发挥,枯水期的补水调度才有了充足的水源。
除了“蓄清排浑”,我国还在长江上游新建了多座大型水电站,比如向家坝水电站和溪洛渡水电站,它们分别于2013年7月和2014年6月投入运行。上游水电站的库容在拦截和分担泥沙方面发挥了作用,使进入三峡库区的泥沙量同样得到了有效减少。
综合来看,三峡水库与三门峡水库面临的泥沙条件差别很大:长江平均含沙量仅为黄河的三十分之一,目前的淤积尚未影响三峡水库运行。但累计淤积量已从2019年的18.42亿吨增至2023年底的20.8亿吨,这一趋势不能掉以轻心。
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