宜昌江段的水面上,巨型船舶往來如織,水位悄然下落,一場看不見的"水下清潔"正在悄悄進(jìn)行。一邊是奔流不息的長江水,一邊是悄無聲息沉積的泥沙。
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三峽大壩運(yùn)行二十多年來,關(guān)于"會(huì)不會(huì)被泥沙堵死"的爭論從未停止。最新的數(shù)據(jù)和動(dòng)作,或許能給這場曠日持久的爭論一個(gè)相對(duì)清晰的答案。
一場沖刷給出最新答卷
把時(shí)間撥到不久前。依據(jù)水利部長江水利委員會(huì)的通知要求,三峽水庫近期開展了兩次庫尾減淤調(diào)度工作,庫尾河段累計(jì)沖刷泥沙量達(dá)195萬立方米,其中防洪庫容內(nèi)沖刷泥沙量147萬立方米,為三峽水庫長期穩(wěn)定運(yùn)行和防洪安全提供保障。
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這條不長的消息,看似只是常規(guī)水利新聞,實(shí)際上卻是觀察三峽大壩健康狀況最直觀的窗口。到底什么是"庫尾減淤調(diào)度"?
通俗講就是給水庫做一次"水力大掃除"。水庫庫尾也就是水庫蓄水的末尾段,也稱回水區(qū)。
三峽水庫庫尾減淤調(diào)度主要通過增加下泄流量、加大庫尾河段水流速度,促進(jìn)庫尾走沙,將侵占防洪庫容的泥沙拉動(dòng)到死庫容內(nèi),從而改善水庫淤積分布。說白了,就是趁著庫水位低、流速快的窗口期,讓洶涌的江水把"礙事"的泥沙沖到不影響蓄水的深處去。
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這次操作的節(jié)奏卡得很精準(zhǔn)。
4月8日至14日調(diào)度期間,三峽水庫日均出庫流量加大至10300立方米每秒左右,水位日均降幅0.43米左右;5月15日至20日調(diào)度期間,三峽水庫日均出庫流量加大至12000立方米每秒左右,三峽水庫日均降幅0.52米左右。
實(shí)測數(shù)據(jù)表明,減淤調(diào)度有效恢復(fù)了水庫防洪庫容。一前一后兩次出手,泥沙被水流"趕"到了該去的地方,騰出的防洪庫容又能多扛一份汛期壓力。
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更值得關(guān)注的是這種調(diào)度并非心血來潮,而是一套已經(jīng)成熟的常規(guī)動(dòng)作。自2010年起,三峽水庫就開始消落期庫尾減淤調(diào)度的研究與實(shí)踐工作。
根據(jù)來水情況及減淤條件,三峽水庫于2012年、2013年、2015年、2019年、2022年、2024年和今年開展減淤調(diào)度,有效減輕庫尾河段淤積,保護(hù)防洪庫容,保障三峽水庫安全運(yùn)行和防洪興利效益充分發(fā)揮。
十多年時(shí)間里多次實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),從摸索到熟練,這套"組合拳"正越來越得心應(yīng)手。這次調(diào)度還有一個(gè)細(xì)節(jié)值得品味。
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三峽集團(tuán)流域管理中心提前組織測量調(diào)度前庫尾河段水下地形,調(diào)度后第一時(shí)間組織地形測量,通過對(duì)比調(diào)度前后的測量結(jié)果,深入分析調(diào)度期間庫區(qū)沖淤變化情況,全面評(píng)估此次減淤調(diào)度成效。
每一次沖刷都有"體檢報(bào)告"作為支撐,這種"邊干邊看、邊看邊調(diào)"的方式,讓水庫管理不再是粗放經(jīng)驗(yàn),而是變成了可以量化的科學(xué)動(dòng)作。那么問題來了,既然水庫本身能自我調(diào)節(jié),那讓公眾揪心多年的"18億噸泥沙"究竟是什么概念?
數(shù)字背后藏著多重玄機(jī)
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"18億噸"這個(gè)數(shù)字在網(wǎng)絡(luò)流傳已久,幾乎成了三峽泥沙問題的代名詞。但翻開學(xué)術(shù)界的實(shí)測數(shù)據(jù),事情遠(yuǎn)比一句口號(hào)要復(fù)雜。
三峽水庫蓄水以來,在不考慮區(qū)間來沙的情況下,三峽水庫共淤積泥沙20.484億噸,近似年均淤積1.102億噸,水庫排沙比為23.6%,水庫年均淤積量為原論證預(yù)測值的33%。注意這里的關(guān)鍵詞——"原論證預(yù)測值的33%"。
也就是說,實(shí)際淤積量只有當(dāng)年專家預(yù)估的三分之一左右。這不是大壩表現(xiàn)差,恰恰是它"超額完成任務(wù)"的有力證據(jù)。
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為什么實(shí)際情況比預(yù)測好這么多?答案藏在長江上游。
2002年10月,國務(wù)院批準(zhǔn)由三峽總公司承建長江上游干流金沙江上的烏東德、白鶴灘、溪洛渡和向家壩等四座巨型水電站,其建設(shè)目的之一就是為了分擔(dān)三峽庫區(qū)的泥沙淤積,減緩三峽庫區(qū)的泥沙淤積速度。
如今金沙江下游的四座大型水電站早已建成投運(yùn),它們就像四道"前置濾網(wǎng)",把大量泥沙攔在了三峽水庫的上游之外。再加上長江流域多年來推行的退耕還林、水土保持工程,從源頭上削減了入江泥沙總量。
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這才是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于預(yù)測的根本原因。更關(guān)鍵的是淤積分布。
庫區(qū)干流段累計(jì)淤積泥沙17.835億立方米(變動(dòng)回水區(qū)沖刷0.694億立方米;常年回水區(qū)淤積18.529億立方米),淤積在水庫防洪庫容內(nèi)的泥沙為1.648億立方米(干、支流分別淤積1.517億立方米和0.131億立方米),占水庫防洪庫容的0.74%。
0.74%是什么概念?相當(dāng)于一個(gè)能裝滿100杯水的大桶,泥沙只占了不到一杯的位置。
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從這個(gè)角度看,所謂"被泥沙塞滿即將報(bào)廢"的說法,更多是一種公眾想象,而非工程現(xiàn)實(shí)。再來看一個(gè)曾讓無數(shù)人憂心的預(yù)測——"重慶港會(huì)被泥沙堵死"。
當(dāng)年這是反對(duì)建壩者最常引用的論據(jù)之一,但二十多年的實(shí)測數(shù)據(jù)給出了相反的結(jié)果。變動(dòng)回水區(qū)不僅沒有出現(xiàn)嚴(yán)重淤積,反而呈現(xiàn)沖刷態(tài)勢,重慶港的航運(yùn)能力非但沒下降,反而隨著配套航道改造穩(wěn)步提升。
當(dāng)然,水利人并沒有沾沾自喜。淤積分布不均的現(xiàn)象確實(shí)存在。
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三峽工程的泥沙爭論由來已久,但從目前的實(shí)際情況看,三峽水庫泥沙淤積分布極不均勻,表現(xiàn)出典型的點(diǎn)狀淤積或局部集中,在僅占庫區(qū)干流總長1/6的河道,淤積了超過總量70%的泥沙,對(duì)航道影響特別嚴(yán)重。
點(diǎn)狀集中是個(gè)客觀難題,特別是在彎曲河段、支流河口、江心島分汊處,泥沙特別"愛賴著不走"。正因如此,前文提到的庫尾減淤調(diào)度才會(huì)成為常態(tài)化操作。
發(fā)電效益同樣可以說明問題。2020年全年累計(jì)發(fā)電量1,118億千瓦時(shí),超過南美洲伊泰普水電站于2016年的1,030.98億千瓦時(shí),創(chuàng)造了單座水電站年發(fā)電量的世界紀(jì)錄。
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如果泥沙真的嚴(yán)重威脅機(jī)組安全,發(fā)電量怎么可能屢創(chuàng)新高?事實(shí)擺在那兒,那些"大壩快報(bào)廢"的傳言,更多停留在鍵盤上,而非現(xiàn)實(shí)中。
防洪表現(xiàn)同樣不容忽視。截至目前,三峽水庫累計(jì)攔洪近70次,成功應(yīng)對(duì)3次入庫最大洪峰超7萬立方米每秒的洪水,攔洪總量超2200億立方米,有力保障了大江安瀾,為長江中下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)I造了良好環(huán)境。
在2024年汛期那場驚心動(dòng)魄的洞庭湖團(tuán)洲垸搶險(xiǎn)中,三峽水庫就發(fā)揮了關(guān)鍵作用,通過精準(zhǔn)調(diào)控出庫流量,給下游應(yīng)急處險(xiǎn)爭取了寶貴時(shí)間。數(shù)據(jù)是冷的,但數(shù)據(jù)背后保住的城市、農(nóng)田、人命是滾燙的。
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理解了這一層,再回頭看"18億噸"這個(gè)數(shù)字,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它遠(yuǎn)不是一個(gè)負(fù)面信號(hào),反而是中國水利人交出的一份硬核成績單。
智慧治沙凝聚中國方案
面對(duì)泥沙問題,中國走出了一條獨(dú)具特色的路。其中最核心的方法論,是被業(yè)內(nèi)反復(fù)驗(yàn)證的"蓄清排渾"。
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長江的含沙量有季節(jié)性差異,汛期江水中的含沙比例比枯水期大,因此三峽水電站可以采用"蓄清排渾"的方法來應(yīng)對(duì),即在汛期時(shí)加大排水量使渾水出庫,在枯水季節(jié)大量蓄積清水,便可以減少泥沙在水庫內(nèi)的淤積。
這套辦法聽上去樸素,卻凝聚著中國水利人幾十年的智慧積淀。很多人不知道的是,這套方法的設(shè)計(jì)思路非常"長遠(yuǎn)"。
在三峽蓄水的初期,排沙比例只有30%至40%,將發(fā)生輕度淤積,但主要是填充死庫容,影響不大,隨著水庫運(yùn)行時(shí)間的增長,排沙比例會(huì)逐漸提高,在80至100年后,將基本達(dá)到平衡,不再出現(xiàn)新的淤積,舊有淤積也可以通過由臨時(shí)船閘改建的泄沙通道和加強(qiáng)浚等方法清理。
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那時(shí)水庫將依然保持90%左右的庫容。換句話說,三峽的"生命周期"被設(shè)計(jì)成了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng),不是用十年二十年衡量,而是按百年尺度規(guī)劃。
近年來,治沙工作又疊加了科技這把"利劍"。數(shù)字孿生技術(shù)開始大規(guī)模介入三峽管理。
在2024年長江第2號(hào)洪水演進(jìn)過程中,長江委水文局采用"數(shù)字孿生三峽庫區(qū)淹沒分析"功能,動(dòng)態(tài)預(yù)演不同調(diào)度場景下的洪水演進(jìn)過程及其影響范圍,助力水工程科學(xué)調(diào)度決策,成功化解復(fù)雜難題。
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簡單理解,就是在電腦里造出一個(gè)一模一樣的"虛擬三峽",每一次水位升降、每一次開閘放水都先在虛擬世界里跑一遍,等推演出最佳方案再到現(xiàn)實(shí)中執(zhí)行。這種"先彩排后表演"的模式,讓調(diào)度精度上了一個(gè)臺(tái)階。
水利部對(duì)未來的規(guī)劃同樣清晰。下一步,將根據(jù)數(shù)字孿生三峽先行先試建設(shè)方案,重點(diǎn)完善三峽大壩自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè),初步建成數(shù)字孿生三峽L3級(jí)數(shù)據(jù)底板,力爭在防洪精準(zhǔn)調(diào)度、三峽樞紐工程安全管理、三峽水庫運(yùn)行安全管理等重點(diǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用層面實(shí)現(xiàn)突破。
從被動(dòng)應(yīng)對(duì)到主動(dòng)預(yù)測,從經(jīng)驗(yàn)決策到數(shù)據(jù)決策,三峽大壩的"大腦"正在變得越來越聰明。科研投入也在持續(xù)加碼。
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三峽集團(tuán)已經(jīng)啟動(dòng)了消落帶生態(tài)保育的系列科研項(xiàng)目,聚焦當(dāng)前較為缺乏基于生態(tài)系統(tǒng)完整性原則對(duì)整體消落帶進(jìn)行科學(xué)劃分、缺乏高效的生態(tài)保育模式兩個(gè)問題,闡明消落帶兩個(gè)關(guān)鍵生態(tài)要素——土壤、植被的時(shí)空演變特征,結(jié)合多維視角提出三峽水庫消落帶功能區(qū)劃方案。
這意味著泥沙治理不再是孤立的工程問題,而是被納入了生態(tài)系統(tǒng)的整體考量。土壤、植被、泥沙、污染物,被作為一個(gè)完整生態(tài)鏈條來研究。
至于公眾常問的"為什么不直接用挖泥船把淤泥挖走",行業(yè)內(nèi)早有清醒認(rèn)識(shí)。機(jī)械疏浚成本高、效率低,且會(huì)破壞水底生態(tài),攪動(dòng)起的細(xì)顆粒泥沙含有大量營養(yǎng)物質(zhì),一旦進(jìn)入下游可能引發(fā)水華。
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相比之下,借助自然水流來"以水代挖",既節(jié)約成本又順應(yīng)自然規(guī)律,是更聰明的選擇。惠及民生的層面,三峽后續(xù)工作同樣亮點(diǎn)頻頻。
在三峽后續(xù)工作資金的支持下,云陽城鄉(xiāng)供水一體化建設(shè)迎來了春天。近年來,云陽縣累計(jì)使用三峽后續(xù)專項(xiàng)資金13.39億元,建設(shè)了5座小Ⅰ型水庫,推動(dòng)全縣城鄉(xiāng)供水水質(zhì)提升。
從水里到岸上,從工程到民生,三峽大壩早已不只是一座發(fā)電的鋼筋混凝土巨構(gòu),而是帶動(dòng)整個(gè)長江流域協(xié)同發(fā)展的"綜合樞紐"。回到最初那個(gè)問題——三峽大壩真的會(huì)因?yàn)橛倌喽逊e而報(bào)廢嗎?
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答案已經(jīng)寫在那條195萬立方米的沖刷數(shù)據(jù)里,寫在累計(jì)攔洪近70次的防洪成績里,寫在年發(fā)電量突破千億千瓦時(shí)的世界紀(jì)錄里,更寫在每一位水利人持之以恒的鉆研里。所謂"報(bào)廢說",不過是缺乏數(shù)據(jù)支撐的網(wǎng)絡(luò)猜測。
三峽大壩不僅活得很好,而且會(huì)在科學(xué)治沙的護(hù)航下,越活越精神。
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結(jié)語
巨型工程之所以偉大,不只是因?yàn)樗旧淼捏w量,更在于駕馭它的智慧。三峽大壩的泥沙之爭,從爭論之初到運(yùn)行至今,每一步都在被實(shí)測數(shù)據(jù)回應(yīng)。
中國水利人沒有給出空洞的口號(hào),而是用一次次精準(zhǔn)調(diào)度、一組組真實(shí)數(shù)據(jù)、一項(xiàng)項(xiàng)科技突破,證明了這座國之重器經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)。江水奔流不息,大壩靜靜守望,那18億噸泥沙的故事遠(yuǎn)沒結(jié)束,但它已不再是陰影,而是中國水利智慧的注腳。
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