因为南方大雨,水灾四起,最近网上对于大坝的讨论甚嚣尘上,甚至有些人说美国都在拆水坝了,中国还在继续建。我想说这都是为了热点的片面误导,避实就虚的发表观点,接下来我们来看一下建水坝到底是好是坏。
大坝的建设初衷就只有两个作用,防洪和发电。
首先我们讲讲发电,大坝是把水围起来,再根据动力势能转化为电能的原理,把水从高处俯冲低处,水势变为高速的流速冲击发电机叶轮,使发电机高速旋转,然后电不断输出。
现在中国数据上看有着世界第一多的水坝数量,但是大多数都是土石坝。这里解释下大坝的类型,大坝主要分为混凝土坝和土石坝。混凝土坝又分为重力坝,拱坝和支墩坝3种。
以下稍微说下三种坝体。
重力坝:依靠坝体自重与基础间产生的摩擦力来承受水的推力而维持稳定。重力坝的优点是结构简单,施工较容易,耐久性好,适宜于在岩基上进行高坝建筑,便于设置泄水建筑物。
三峡大坝就是重力坝。
拱坝:为一空间壳体结构,平面上呈拱形,凸向上游,利用拱的作用将所承受的水平载荷变为轴向压力传至两岸基岩,两岸拱座支撑坝体,保持坝体稳定。拱坝具有较高的超载能力。拱坝对地基和两岸岩石要求较高,施工上亦较重力坝难度大。在两岸岩基坚硬完整的狭窄河谷坝址,特别适于建造拱坝。经常出现在美国电影里的胡佛大坝就是拱坝。
支墩坝:由倾斜的盖面和支墩组成。支墩支撑着盖面,水压力由盖面传给支墩,再由支墩传给地基。
土石坝,包括土坝,堆石坝,土石混合坝等,又统称为当地材料坝。它具有就地取材,节约水泥,对坝址地基条件要求较低。一般当地材料坝由坝体,防渗体,排水体,护坡等4部分组成。
不同于混凝土坝的是,土石坝是实体堆积的,很少用来发电。这里有一组数据,美国对水电的利用率是80%,而中国不到40%。之所以美国在不断拆除大坝,拆除的都是老破小和大多数土石坝,混凝土坝基本没有拆除。而中国由于早期经济条件影响,又为了防洪抗灾,只能大量修建当地材料坝,但是材料坝的水电利用率很低,所以中国需要建设很多高水电利用率的混凝土坝来慢慢替代之前的混凝土坝。这就是为什么美国为什么在拆,中国在建的真相。我们也在正确的路上走着,只不过人家在大坝的路上走到了前面。
接下来说重点,防洪。
大坝防洪的正式说法是利用水库防洪库容调蓄洪水以减免下游洪灾损失的措施。水库防洪一般用于拦截洪峰或者错峰,常与提防,分洪工程,防洪工程措施等配合组成防洪系统。。
举个例子,三峡大坝设计最高蓄水位是175米。在每年汛期,保证上游水位在145米的防洪限制水位,多出30米的库容以迎接洪峰。洪峰后,超过145米的水量下泄,为下次洪峰做准备,下泄的水使中下游江面的水位升高,但不影响人们的生命和财产安全。
泄洪,是水库里的水不急着用于发电,直接从大坝通过。水坝、水库和水电站作用是通过拦蓄洪水,蓄洪补枯,在调节水资源的同时壅高水位发电。泄洪需要进行防洪调度,满足蓄洪补枯。
以三峡为例子,它的可调度库容221亿立方米,长江的年径流量接近一万亿立方米,水量的百分之八十在雨季。为保证三峡防洪库容发挥作用,需要防洪调度,保障库容拥有221亿库容防洪能力。进入汛期,三峡水库的水位不能超过145米高程。
防洪调度的目的是要保障水库防洪作用。还是以三峡水库为例,一旦三峡水库不能在规定时间内把发电水位降到最低,必须通过泄洪让水库水位保持到汛限水位。
20世纪90年代,水电站大坝对几场大洪水的防洪泄洪起到了重要作用,减少了洪水带来的巨大风险。防止洪水漫坝、溃坝,实现人与自然和谐相处。
这里最后说个数据,虽然大家经过各种媒体的轰炸,认为这次洪水很严重,但是由于国家的积极基础建设,这次的受灾损失情况至少照以往大洪水时期降低45%。
