三峡库容的思考

 就水库回水范围质疑三峡集团公司董事长曹广晶

7月19日重庆遭遇今年最大洪峰，朝天门码头被淹，很多人称此事与三峡汛期蓄水滞洪有关。对此，记者向三峡集团公司董事长曹广晶问责。下面是2010年08月02日新华网、人民网及新民网等各大网站刊登的记者对曹广晶问答：（http://news.xinhuanet.com/politics/2010-08/02/c_12397199_3.htm）

“记者：７月１９日重庆遭遇今年最大洪峰，朝天门码头被淹，此事被指与三峡汛期蓄水滞洪有关，这个如何理解？

曹广晶：三峡水库修建是利用上游高山峡谷的地形，把水位线以下的居民迁出，形成相应的库容，三峡工程的总投资当中，有超过５０％的费用是用来补偿这些淹没的。7月１９日重庆寸滩水位达１８５米时，三峡坝前水位是１５０米左右，水库回水还不到涪陵，应该说这次滞洪作用并未对重庆排水造成影响。”

按曹董事长的意思，重庆朝天门淹水水位185米时，下游三峡大坝水位才150米左右，它对应的回水范围上溯还不到涪陵。而涪陵距离淹水的朝天门远得很（123公里），所以重庆的高水位，是重庆以上降水引起的，跟三峡蓄水滞洪无关。

关心三峡的人都知道，坝前水位145米时，回水末端都到长寿境内了。然而今天著名水利专家、三峡总公司曹广晶董事长居然正式宣布：“坝前水位150米左右时，水库回水还不到涪陵。”

查地图，涪陵在长寿的下游34公里。既然长寿县是145米坝前水位的回水末端，那么150米坝前水位的回水末端理应在长寿的上游，可今天反退回到下游的涪陵以下去了。请问曹广晶董事长，您用的是不是乾坤大挪移？

其实，找到三峡大坝坝前水位150米对回水末端的真实位置，会使人们更深刻地理解，为啥有些人要不顾一切地隐瞒它。这里有两个公开的水文数据：
145米坝前水位的回水末端在距大坝524公里处的长寿县；
156米坝前水位的回水末端在距大坝596公里处的铜锣峡。
据此进行线性内插，求得
150米坝前水位的回水末端在距大坝557公里处的洛碛镇。
（计算过程是（5*596+6*524）/（5+6）= 557）

为慎重起见，本民利用免费软件Google Earth的ruler功能，测量了卫星拍摄日期为2009年8月31日的，长江洛蹟镇横截面上，宽879米江面的九个等分点的江底海拔如下:
175.0  157.0  149.0  148.1  148.1   148.4   149.0   153.0   175.0
取中间7点平均值150.4米，取中间5点平均值148.5米。也就是说，从坝前150米拉一条水平面到洛蹟镇，恰好擦江底。可见取洛蹟镇作150米坝前水位的回水末端，是个很好的估计。

查水文数据知，回水末端洛碛镇沿江心距朝天门仅有54公里！曹董事长非把它推到了两倍以远123公里以外的涪陵，目的就是便于得出三峡蓄水与重庆受淹无关的结论。本民顺手看看涪陵的江底高度，发现在137米上下，大致相当于坝前水位137米的回水范围。不知为什么水利专家曹董事长非说“三峡坝前水位是１５０米左右，水库回水还不到涪陵”？

事实是，150米上下的坝前水位已经把回水末端推进到了朝天门下游50几公里的洛蹟镇附近，当70亿立方米的洪水，在7月19日前后三天内连续叠加冲击，长江前浪推后浪地压进了朝天门下游长度50几公里、宽不足1公里的狭窄水道内，受到下端洛蹟镇的回水顶托，库尾水力坡度随高流量急剧“翘尾巴”。需要强调的是，进入这50几公里狭窄水道的洪峰，不但携带高动能，还带有质量、体积，所以库内不仅水面变斜，水面也要升高。这就是三峡水库滞洪，造成水淹朝天门的因果。

好比几天前那个德国音乐会，几万听众通过狭窄通道挤向被堵住的出口，人潮叠加，酿成挤死人的惨剧。

所以，本网民认为，这次曹董事长的答记者，是利用大众不知涪陵地理位置，没有水库回水概念，瞒天过海，为三峡枢纽设计缺陷开脱的行为。

      三峡枢纽捉襟见肘 防洪库容三折七扣

江鸟又见     2010-7-25

2010年7月初，湖南江西诸水猛涨，武汉九江相继洪水入城漫堤成灾。可号称能抵御千年一遇洪水的三峡大坝，却在仅仅蓄洪14亿立方米（即仅占总防洪库容221.5亿立方米的6%）之后，在距设计最高防洪高程的175米还有25米的坝前水位下，不顾下游汛情，于10日8时，竟然按32000立方米/秒的大流量放水泄洪。在大江上下，长城内外网民的一片抱怨声中，水电利益集团的喉舌张博庭（笔名水博）奉命解释，写了一篇“科普”：“三峡大坝为什么要汛期泄洪？”（见链接http://www.sciencenet.cn/m/Print.aspx?id=343013）

文中水博一反常态，把能防长江千年洪水的三峡水利工程防洪库容，故意贬低为：“可调度的防洪库容仅有221亿”，并承认，如果再不泄洪，就会使“221亿的防洪库容肯定很快就会被填满。对今后再出现的洪水，三峡大坝将会完全失去任何防洪作用”。甚至警告：“为了保障三峡水库的防洪库容存在，我们就必须对三峡水库实施防洪调度。”

这里，水博实实在在地通知了大家，虽然坝前高程只有150米，可再不泄洪，面对今后再出现的洪水，221亿的防洪库容肯定很快就会被填满，三峡大坝将会完全失去任何防洪作用。注意他的用词是：肯定、很快被填满、完全失去、任何防洪作用！本民以为，水临城下，可怜的水博这次说了实话，那就是所谓的防洪库容221，要大打折扣。

7月19日三峡工程迎来建成来最大洪峰，三峡水库入库流量达到70000立方米每秒，重庆寸滩站水位185.06m（超过保证水位1.56m）。次日，长江防总常务副总指挥蔡其华在电视上公开承认，这次三峡水库“拦蓄洪水70亿立方米左右”。

让我们来算一下。19日入、出库流量分别是7万立方米每秒和4万立方米每秒，因此水库每秒净存3万立方米，一天约9万秒，19日一天就存了约27亿立方米；连同17、18两日（每天每秒至少净存2万立方米），三天加一起，有70亿立方米了。蔡氏估计没错，这次洪峰三峡水库才存了70亿立方米，只占三峡防洪库容221.5亿立方米的32%。

问题是，221.5亿立方米的其余七成哪去了？ 是没用上，还是根本用不上？

对比几天前水博的交代：“221亿的防洪库容肯定很快就会被填满。对今后再出现的洪水，三峡大坝将会完全失去任何防洪作用”；“为了保障三峡水库的防洪库容存在（！），我们就必须对三峡水库实施防洪调度”，回答显然是后者。即这次洪峰检验了三峡工程枢纽，它的防洪库容根本远远没用221.5亿立方米，而是只有70亿立方米！

然而水博在他的“科普”中却不敢说出原因何在，现在让本民来教教水博怎样写“科普”文章吧。

三峡大坝背后的所谓水库，其实是一条弯弯的河道，长5、6百公里，宽只有1公里上下。

西端进来一个洪峰，假定此峰极窄，数学物理上的脉冲。这个脉冲叫流量，流量的单位是体积每秒，比如几天前流量曾达到70000立方米每秒。体积=横截面面积x长度，流量=横截面面积x流速。流速的平方同动能成正比。所以，洪峰脉冲等于在三峡大坝的西端进口处射进来一颗子弹，具有动能的子弹。

要知道洪峰不是刹那间的事，而是几个小时甚至几天的输入。不过任何洪峰都可以用许多狭窄的脉冲叠加而成。洪峰总量是流量对时间的积分，说这次洪峰进来多少亿立方米。对洪峰总量取时间平均值，用多少亿立方米每秒来描述，便是流量。注意，洪峰不是一颗子弹，是机关枪哒哒哒从三峡西端进口连续的几个小时，甚至几天的扫射。

是的，在没有建三峡大坝之前，洪峰之下重庆也被淹过，但是东头堵上一个大坝，流速在坝前截止为零，显然有坝比没坝上游容易被淹。然而毕竟三峡水库几百公里长，所以只要距大坝足够远的上游某处以上，坝的阻挡作用可以感觉不到。此处水利学管它叫库尾回水末端或尖灭点。即在此点以上发生的洪峰脉冲，奔腾向东视而不见大坝的存在，它在西头淹不淹重庆，跟东头有没有大坝无关。

每颗子弹飞过了回水末端后，感觉到有大墙在前，它的动能就化成了重力势能----水力坡度。水力坡度是水面单位长度的落差，落差乘重量便是势能差。一颗子弹造成一定量的水力坡度，几万颗子弹打了几小时甚至几天，三峡库区还不高峡出斜湖，处处重力势能差啊？人们希望稳定，物理上叫势能最小，高峡平湖势能稳定最小，但是你输入几天的动能，不能乌有，化作势能，使平湖变斜。

射进来的子弹不但带有能量，还带有质量、体积。所以库内不仅水面变斜，水面也要升高。

尖灭点位置由坝前水位及河道河底海拔高程确定，跟西端洪峰流量也有关系。让我们拿出陶渊明读书不求甚解的精神，省却计算尖灭点的繁杂手续，给出三个尖灭点的例子如下：

坝前135米水位时三峡大坝的尖灭点在距大坝494公里的涪陵李渡镇（卢跃刚、潘家铮，“三峡工程答疑录”，《中国青年报》2003年7月2日）；
坝前175米水位时三峡大坝的尖灭点在朝天门码头以西（！）几十公里的重庆市海关至江津段某处（“三峡水库回水范围研究”，《水运工程》，2003年7月，黄碧珊等）;
坝前156米水位时三峡大坝的尖灭点在重庆市的铜锣峡。

由此可见，想在汛期蓄水到坝前175米是水中捞月了。为什么？因为对应175的坝前，重庆已落在回水区内，区内因洪峰增大的水力坡度，将使水位从坝前的175米，经600公里的提升，到朝天门码头水位该早超过灭顶的190米了。

在19日的洪峰下，三峡枢纽不顾下游高水位，硬是进七泄四，死守坝前156。为什么？因为：“三峡坝前156，尖灭直逼铜锣口”。铜锣峡口在哪里？距离寸滩仅仅8公里，距两江交汇的朝天门也只有13公里！当时重庆水位185米，朝天门码头阶梯大半淹没。

福无双至，祸不单行。27日长江水文站记录如下：

站名           时间          水位       流量
寸滩           27日02    179.97    47700
三峡水库   27日02    156.74     -----

坝前水位156.74米，库尾回水曲线末端又移到铜锣峡。水力坡度在600公里内，一路使水位逐渐上升到寸滩的179.97米。平均水力坡度（179.97-156.74）/（600*1000）= 万分之0.39。库尾回水区末端抵达朝天门脚下，正在到来的第二次洪峰，使重庆再次泡汤。

要是三峡水库泄洪，固然能解救重庆，但三峡大坝下游各站将超过警戒水位了。为顾全大局，重庆人只有再次做出牺牲了。这个牺牲重庆保下游，或牺牲下游保重庆的尴尬局面，不是调度能够解决得了的，是三峡枢纽设计的根本缺陷造成的。这个70亿立方米其实就是在高峡斜湖的汛期三峡枢纽的最大防洪库容了，那个221亿立方米也配叫防洪库容？70/221.5=32%，三折。