每年到了长江汛期,三峡大坝都会打开闸门进行泄洪。比如为了应对2020年8月形成的长江5号洪水,三峡大坝下游的泄洪量就达到了每秒46000立方米。

如此大的泄洪速度,也让很多网友脑洞大开:要是将三峡大坝的泄洪孔全打开,三峡库区里的水需要多久才会被放完?

这个问题看起来像一道简单数学题,但三峡大坝不是普通水池。

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它后方水库总容量接近400亿立方米,本身又具备泄洪、调节流量、发电等作用。真要算“多久能放完”,必须先看能打开哪些孔,再看上游是不是还在继续来水。

从2020年进入汛期到7月底以来,三峡枢纽通过对库区多次进行蓄放水操作,已经成功拦截六场次洪水,总拦蓄水量近182亿立方米,有效缓解了长江中下游的防洪压力。

到了2020年8月17日,也就是长江2020年第4号洪水洪峰过去两天后,长江第5号洪水在长江上游形成。8月20日,第5号洪水以每秒74000立方米左右的入库洪峰进入三峡水库

为有效应对建库以来的最大洪峰,三峡水利枢纽按照调度要求开启十道泄洪深孔泄洪。闸门开启后,下泄流量从每秒42000立方米增至每秒46000立方米。

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那么,如果三峡大坝的泄洪孔全开,将三峡库区里的水全部放完,到底需要多长时间?先要弄清楚三峡大坝到底有多少泄洪孔。

资料显示,三峡大坝的泄洪坝段从上到下依次设置了三层孔。最上层是22个净宽8米的溢流表孔,堰顶高程为158米;第二层是23个宽7米、高9米的泄洪深孔,底部高程为90米;最后一层是22个6米乘8.5米的导流底孔。

2003年大坝蓄水至135米时,导流底孔就被全部关闭,今后也不会再被打开。

除此之外,三峡大坝的左右电厂厂房还设置了7个排沙孔和3个排漂孔。

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这7个排沙孔在发挥防御作用的同时,也能起到泄洪作用;3个排漂孔中有2个也能起到泄洪作用。所以按视频口径统计,三峡大坝上实际能够起到泄洪作用的孔共计54个。

如果这些闸门全都打开,参考以往汛期时的最快流速,再综合计算泄洪孔宽和通过水流的宽度等因素,可以预估三峡大坝的泄洪速度将达到每秒7.9万立方米。

也有资料会把最大下泄流量概括到接近每秒10万立方米,但无论采用哪个估算,极限泄洪都不是一个普通人能直观想象的水量。接下来考虑第一种情况:整个大坝不进水,只放水。

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三峡大坝总库容接近393亿立方米,最大泄洪速度如果按每秒7.9万立方米计算,理论上放光库区水大约需要5.7天。

若按每秒10万立方米的更高口径估算,则大约是4.6天。但是这个计算有一个前提,就是水流速度始终不变。

现实中随着水位不断下降,水流通过孔位的速度也会减缓。所以如果把速度减缓的因素考虑进去,整体泄洪时间预计会更长,大概可以理解为数天到十天左右。

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第二种情况,是三峡大坝在有长江净流量补给的情况下放水。由于2020年第5号洪水的入库洪峰达到每秒74000立方米,如果把三峡最大泄洪速度看作每秒79000立方米,那么净泄洪速度就只剩每秒5000立方米左右。

也就是说,一边开闸放水,上游一边还在不断往水库里补水,库区水位下降速度会被明显拖慢。所以在这种情况下,放光三峡库区里的水大约需要多久,就不能只看总库容除以最大泄洪速度。

按照视频里的简化调度口径,时间可能被拉长到十几天、二十多天;如果严格按总库容和持续补水换算,时间还会更久。

这里真正关键的是:只要上游仍在来水,放水时间就取决于入库流量和出库流量之间的差额。

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但其实自三峡建成以来,我们从来没有放光过库区里的水,而且也永远不会这么做。因为如果将三峡库区的水全部放完,不仅会冲击下游水利工程,还会对下游沿岸百姓带来巨大风险。

三峡下游不远处还有葛洲坝水电站,长江中下游又有大量城市、港口、农田和居民区,极端下泄不是工程展示,而是灾难场景。三峡大坝建成之后最大的意义,正是它的泄洪能力和调蓄能力。

我国河流在夏季容易受到高山积雪融水和季风降雨共同影响,河流流量暴涨。长江中下游人口密集、平原广阔,如果没有大型水利枢纽削峰错峰,特大洪水造成的损失会非常严重。

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三峡大坝就是在水流过大的时候将其富集起来,等条件允许时再逐步排放;到了枯水期,又能通过调度维持一定水量。

比起讨论它多久能够把水排完,更重要的是理解它为什么不能把水随便排完。

除了防洪,三峡大坝还是重要发电枢纽。

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2014年,三峡大坝全年发电量已经达到988亿千瓦时,后来年度发电量还曾突破千亿千瓦时级别。

它的清洁能源供应能力,是三峡工程长期价值的一部分。但这些价值都建立在稳定调度之上,而不是极限放水之上。

所以最后答案可以这样说:如果上游完全不来水,只按极限泄洪能力粗算,三峡库区水接近放空大约需要数天到十天左右;如果上游洪水仍在持续补给,时间会明显拉长,可能达到十几天、二十多天,甚至更久。

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现实中,这种“全部闸门打开、放光库区水”的操作不会发生。三峡真正要做的不是把水放干,而是在洪水最凶的时候替下游挡一挡,在枯水期和用电需求中发挥调节作用。

它的价值,不在于能多快放空一座水库,而在于让一条大江在极端天气中尽量可控、可调、可承受。