经过半个多世纪的努力,关系到三峡工程成败与效益的最后一项主要技术难题——泥沙淤积问题,将被中国的科学家们成功破解。
水库泥沙淤积一直是世界性难题,由于长江三峡工程规模之大无先例可循,更是成为水利工程技术中的“难中之难”。自上世纪50年代以来,国内便组织众多科研机构、大专院校和一大批著名泥沙专家参加了研究,前后达上千人次。
在这一重大攻关科研课题通过审议后,中国工程院院士、长江水利委员会总工程师郑守仁接受本社记者专访时说:“未来的三峡水库可采用‘蓄清排浑’的调度方式,借助工程建筑物布置上采取的一系列排沙手段,配合大规模治理水土流失的生态措施,可保证宏伟的三峡工程真正成为中国的‘千年大计’。”
正在长江三峡兴建的当今世界最大的水利枢纽工程耗资近1800亿元,泥沙问题与水库使用寿命息息相关,能否有效解决对三峡工程的防洪、发电与航运效益均将产生至关重要的影响。像中国北方多沙河流修建的水库迄今已有不少水库被泥沙淤满而报废,而美国1935年以前修的水库有10%被泥沙淤满。
目前,长江上游来的泥沙量已搞清楚,其中悬沙5.26亿立方米、推移质860万立方米,卵石76万立方米。郑守仁说:“简而言之,‘蓄清排浑’就是汛期来、沙较多时,在下游防洪承受能力范围内(防洪限制水位145米)降低库水位运行,这有利于排除泥沙,即排浑水,减少淤积,而汛后即每年10月至次年5月,此时沙减少,可蓄满清水,以供发电便利航运。这一运行原则是我国几代工程技术人员从长期实践中总结出来的。”
据介绍,“蓄清排浑”已在黄河三门峡水库取得良好预期效果。三门峡水库1960年建成后,一度因泥沙大量淤积在短短4年间就损失库容62%。为此,水利专家们研究制定出解决方案,主要是将大坝已封堵的导流底孔打开改建为泄洪底孔,加上季节性调度,不仅使泄洪能力大幅提高,还使入库泥沙可以完全排出库外,水库库容从22.1亿立方米逐渐恢复到31亿立方米,自1972年改建工程完成后一直保持至今。
主持这项科研工作的中国科学院士林秉南认为,整个三峡水库都位于高山峡谷中,呈狭长条带形,没有“大肚子库段”,非常有利于“蓄清排浑”。相比较而言,长江年径流量和洪峰流量都要比黄河大得多,而含沙量又比黄河小得多,既更加便于汛期大流量“排浑”,又有足够水量满足汛后“蓄清”。
运行原则虽然提出较早,但具体设计却相当复杂,模拟试验和数学计算均以数千计。经过近5年的艰辛努力,多家科研单位根据协同研制的泥沙淤积数学模型进行计算分析表明,采取“蓄清排浑”的运用方式,三峡水库运用80年至100年后,水库冲淤将基本达到平衡,仍能保持90%以上的库容。
由于人口激增和乱砍滥伐,三峡工程上游663公里长的库区水土流失严重。三峡截流后,随着水库自净能力减弱,泥沙问题将更为严重。作为三峡库区唯一的特大城市,重庆早从1989年就启动了治理水土流失的生态工程。截止去年底,全市共投资近6亿元,治理小流域400多条,治理水土流失面积2万余平方公里。
全国政协副主席、中国工程院院士钱正英说:“工程建设和库区治理的双重措施,将使三峡库区长期发挥防洪、发电和航运效益!”
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