面对洪水，三峡大坝很“脆弱”？听科学家解开三峡大坝的奥秘

文/羊城晚报全媒体记者 李钢 实习生 熊杰

在近期的洪涝灾害中，一度流传着三峡大坝不起作用的传言，是真是假？这一次，驿站君请来了中国科学院青促会会员、中国科学院自然科学史研究所副研究员张志会，专门来讲一下，三峡大坝的奥秘所在。

“已变形且存在溃坝风险”？三峡大坝真没有那么“娇气”

“三峡大坝是否已经变形”、“三峡大坝很脆弱”……近期凶猛的洪水使这些谣言“卷土重来”。张志会强调，这些谣言都是无稽之谈。

“网上流传的‘三峡大坝变形’的照片是谷歌拍摄的，事实上是谷歌卫星图的影像生成方面存在问题，三峡大坝其实没有变形。”谷歌卫星图片并不是直接拍摄的。谷歌将拍摄到的多张图片，结合地理坐标等信息，经过一系列算法处理，拼接修正生成图片。由于国外公司不能精确掌握中国的重要地理坐标数据，因此显示某些场景出现偏差。

她说，在自重作用、水推力和温度荷载等作用下，三峡大坝发生沉降和水平位移是正常现象，但这种程度的沉降和位移并不会造成严重变形，更不会引发溃坝。

通常情况下引发溃坝的原因主要有以下几种：大坝年久失修、极端天气来临、山体局部滑坡。

国务院三峡工程质量检查专家组定期对三峡工程建设质量进行了现场检查。大坝每年都进行年检。 为实时、精准掌握三峡大坝运行状况，三峡大坝建成了世界水利建设史上数量最多、种类最全的安全监测系统。截至2020年6月底，三峡大坝共安装埋设1.2万余支仪器，这些“火眼金睛”日夜不息地监测着大坝变形、渗流渗压、应力应变、强震、水力学及动力学专项监测等情况，监测数据会及时回传到监测中心。所以，三峡大坝不会存在年久失修的问题。

三峡大坝地处湖北宜昌，较有可能受到极端降水的影响，但是由于三峡大坝本身较为坚固，且长江中下游地区强降雨时间不会持续整年，所以极端天气导致三峡大坝溃坝的可能性较低。

“三峡大坝周围都有边坡加固，所以山体滑坡风险较小。”张志会说。所谓的“边坡加固”，就是采用某种特殊的技术来降低边坡滑体的整体滑动力，使边坡变得相对稳定。

三峡大坝用了最坚固的一种坝型？

张志会说，千年以降，人们在面对洪水问题上，一直在堵和疏之间权衡使用。作为人类抗洪智慧的结晶，三峡大坝又有着怎么样的奥妙之处？

三峡大坝是混凝土重力坝，是一种安全性极高的坝型。所谓混凝土重力坝，是用混凝土浇筑，主要依靠坝体自身重量来抵抗上游来水压力及其他外荷载，并保持大坝建筑的稳定性的一种大坝。

重力坝主要依靠坝体产生的抗滑力来维持稳定，同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度要求。重力坝沿坝轴线分成若干坝段，各段独立工作，结构作用明确。

三峡大坝的混凝土是经过科学的配比后产生的一种创新型混凝土，由中国水科院与长江科学院两家进行平行试验，三峡总公司试验中心进行校核试验，历时近3年完成。通过配合比优化使混凝土密实性高、抗拉强度与极限拉伸较高、抗渗与抗冻等耐久性好、抗裂性好。为了保证混凝土泡在水里没有问题，有专门的院士对混凝土的材料做过干湿循环研究。

从工程本身来讲，三峡大坝可防“千年一遇洪水”，当峰值为98800立方米/秒的洪水来临时，大坝仍然可以正常运行。这表明了三峡抵御极端严重的洪水侵袭的能力。不过为了保障大坝的工作状态正常，还是要在规定时间内使库区水位回到安全水位。

三峡大坝在本次汛情中起到的作用很小？

有社交媒体批评三峡大坝自6月下旬以来多次泄洪，也就是老百姓说的“开闸放水”。为何三峡大坝不能一次性拦住洪水？

张志会说，我国老百姓对三峡工程在解决长江洪水问题上有着很高的期望，毕竟1992年全国人大决策三峡工程上马时，防洪就是三峡大坝的首要功能。 三峡水库对防洪可以起很大的作用,但总归能力有限,不能解决所有问题。

再大的水库，库容量也是有限的。长江的年径流量接近一万亿立方米，其中百分之七八十的水量集中在雨季。而我们三峡水库的总库容只有392亿，可调度的防洪库容仅有221亿。在以往降水量较小的年份，三峡大坝可以一次性将水都拦住。但是在雨量丰沛的汛期，如果一味无条件地按照“蓄洪补枯”让大坝拦水，那么不仅221亿的防洪库容很快就会填满，大坝将对今后的洪水失去防洪作用。

今年汛情严重，洪峰接连不断。按照防洪要求，进入汛期后三峡水库的水位不得超过145米高程的“汛限水位”。在汛期到来之前或者汛期中，一旦三峡水库不能在规定时间内通过水轮机发电把水位降低到汛限水位时，通俗来讲，三峡水库就要在洪水不是很大的情况下，以下游的安全泄量下泄，让水位下降到145米左右，而不是传言中的“敞泄”。通过防洪调度，不仅保障了三峡水库的防洪功能，还可有效缓解洪峰对大坝的威胁。

张志会介绍道：“三峡大坝防洪是一个系统工程，洪水不只来自大坝上游，来自坝体下游和支流的洪水也影响着大坝下游地区的安全，因此长江防洪作为一个系统工程，需要由三峡大坝、荆江大堤和蓄滞洪区共同发挥作用。” 近期的强降雨导致我国长江中下游地区洪水形势严峻。实际上，长江上游也在同一时间经历了强降雨。三峡工程通过拦截上游洪水和实施梯级水库联合调度，帮助推迟和错开了洪峰到达下游的时间，缓解了中下游的防洪压力。

中国人筑坝，比大禹治水要早得多

历史上，中国人治水，不得不提到大禹。史书上记载的大禹，为了治水，连家都不回，而他开创的“堵不如疏”的治水理念也为后世称道。

但是，大禹之所以采取了“疏”的对策，恰恰是因为他的父亲鲧，曾用堵的方式而治水失败。

“堵”，就是到处修筑堤坝。

中国自古以来洪涝灾害频发。

张志会告诉驿站君，最初，各部落为求得生存，往往逐水草而居。由于古代社会生产力水平极其低下，人们只能被动地逃避洪水侵袭。传说中共工“壅防百川，堕高堙库”和“鲧作城”堪称我国古代最早关于先民被动应付洪水，以“壅”、“障”为法的治水实践。

“目前已知的中国最早的水坝位于浙江杭州，距今已有4700年至5000年的历史了，比大禹治水还早了一千年。”张志会介绍道。

中国最早的水坝与良渚文明有关，良渚文化是中国浙江钱塘江流域一支重要的古文明，因发现于浙江余杭良渚镇而得名。

该水坝与良渚古城内重要建筑的建设时间是一致的，也就是说在当初工程规划的时候，二者就是统一建设的。

“良渚古城所在的天目山是整个浙江省的暴雨中心，地势低洼很容易形成山洪，危险系数很高，所以需要修建水坝来抵御洪水。”张志会进一步解释了水坝与良渚古城的关系。

良渚古城三面环山，水网密布。出于对水资源的管理，先民们在良渚古城修筑了包括谷口高坝、平原低坝、塘山长堤共11条水坝，整个水利系统在良渚古城北部和西北部形成面积约13平方公里的储水面，良渚人筑坝时，通常在坝体内填筑淤泥和草裹淤泥，坝体外用黄色粘土作为坝壳。

这一结构类似于现代的粘土心坝墙，心墙起防渗作用，而坝壳则起到保护和支持坝体稳定的作用，它们控制和影响的流域面积超过100平方公里，不仅把中国水坝的历史往前推进1000多年，也改写了世界水利史。

存在天然形成的水坝？

“人类筑坝其实受到了天然坝的启发。”张志会说。自然界的河流中，有时会见到由石块和泥土堆积而成的栏坝，这其实就是天然坝。 相当一部分天然坝与堰塞湖相伴相生。火山活动产生的熔岩流、地震灾害引发的山崩滑坡体、冰碛物等堵塞了河谷、河床，河谷中的流水逐渐聚集并往四周漫溢，当储水到一定程度就形成了堰塞湖。九寨沟就是地震形成的堰塞湖。

与堰塞湖一同形成的天然坝存在不稳定性，其堵塞物会受冲刷、侵蚀、溶解、崩塌等等。一旦堵塞物被破坏，湖水便漫溢而出，倾泻而下，处置不当会形成溃坝，引发重大灾害。

在2008年汶川大地震的时候，就形成了众多堰塞湖。地震形成的唐家山堰塞湖,蓄水量最高时达到2.5亿方。2016年，恩施市龙凤镇三河村白庙桥附近突发堰塞湖溃坝事故，导致当地部分人员及车辆被困。 今年汛情来势凶猛，多地形成了堰塞湖。湖北恩施因清江上游屯堡乡马者村沙子坝滑坡，清江上游形成堰塞湖。甘肃文县暴发泥石流，冲入白水江形成堰塞湖。因堰塞湖往往突发，每次发生后政府都会紧急撤离群众，全力抢险救灾。当年由于唐家山地势险峻，国家还采用空降方式输送部队和大型设备，成功处理了堰塞湖险情。

来源：金羊网