被洪水包围的2020高考生太难了……中国人的水利智慧,你知道多少

作文君:2020年7月7日凌晨,安徽省黄山市歙县遭遇50年一遇的洪涝灾害,严重积水、道路受阻。高考当天,大部分考生因为洪灾无法按时抵达考场,高考无法正常开始,只能补考。作文君感叹:这届高考生真不容易!

今年的汛情比往年严重得多,多地洪水围城,造成了严重的人员伤亡和巨大的经济损失。受长江中上游强降雨影响,进入三峡水库的水量持续增多,为腾出一定库容,迎接可能到来的洪水,6月29日,三峡枢纽开启两个泄洪孔,加大下泄流量。这也是三峡枢纽今年首次泄洪。不光是长江,黄河、淮河、新安江也统统开启泄洪模式。我们年年都能看到关于洪水的报道,那么大坝对防洪泄洪的贡献,你知道多少?作文君来告诉你。

为什么提洪水必提大坝

人们需要水,有水才能生存。但人们又怕水,因为河流来水不均,往往导致水患不断。在修建现代化水库技术出现以前,利用堤防防御洪水是主要的工程措施,有文字记载便有了防洪,距今已有5000多年的历史。出现较大洪水时水会漫堤而出,冲毁家园,良田变为鱼泽。从古至今,人们经常采用的一种方法是,选择低洼的、有一定容积的、经济相对不发达的地区容蓄洪水,这就是蓄滞洪区。为了减小洪水造成的损失,人们要准备一个天然的“大盆”来削减洪水的威力。蓄滞洪区是以堤防防洪的重要辅助设施。一旦需要分洪时,蓄滞洪区的人就要遭殃了。那么,我们为什么不能建一个“大盆”,把洪水的势头留在盆中呢?人造水库就是这样的“大盆”,现代水库大坝的建设,实现了对洪水来量的调节,使得人类在与洪水的斗争中又增添了一种有效手段。

大坝形成水库,水库又有两大功能,一个是蓄水发电,一个是防汛抗旱,这都需要有水。但是,水库里的水,适度的时候是资源,多装了就是祸,很可能影响大坝安全。所以水库里存多少水,前提是大坝的安全,这是第一位的,在这个前提下,要尽量多蓄水。

为什么要泄洪

泄洪,源头是雨下得太多了。

自2020年6月上旬开始,长江上游地区持续性普降大雨,山洪暴发、洪水猛涨,今年的雨这么多,主要是副热带高压的影响。今年的副热带高压一直在偏南偏东的位置,沿副热带高压边缘的暖湿气流强盛,导致我国主要降雨带稳定徘徊在江南至华南北部一带,造成南方地区强降雨过程频繁。

这么多的水积聚在一起,超过了水库的安全容量,必须要排掉,不然大坝被冲毁,后果不堪设想,所以要泄洪。

水电站的大坝是如何实现防洪泄洪的

水电站所有的建筑物都有其特有的功能,它们可以用于拦截河流、集中落差、形成水库,其中最为常见的就是水电站大坝、水闸挡水等。防洪泄洪关系民生,大坝在防洪泄洪方面起重要的作用。

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。

水坝、水库和水电站的作用是通过拦蓄洪水,蓄洪补枯。在这方面,虽然我国已经取得了较大进步,但还需要一个长期的建设过程。

还以三峡大坝为例,它的可调度库容为221.5亿立方米,而长江的年径流量平均为9600亿立方米/秒,水量的百分之八十在雨季,因此,仅仅是三峡的库容应对雨季还远远不够,我们还需要继续提升庫容,增强控制洪水的能力。进入汛期,三峡水库的水位不能超过145米高程。目前为保证三峡防洪库容发挥作用,就需要防洪调度,保障221.5亿立方米的库容防洪能力。

防洪调度的目的是要保障水库的防洪作用。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。加大水利建设,防止洪水漫坝、溃坝,实现人与自然和谐相处,也被越来越多的人所重视。

泄洪三问——以新安江水库九孔全开泄洪为例

2020年7月8日上午9时,新安江水库开启2号和8号泄洪闸,这是水库建成61年来首次9孔全开泄洪。泄洪从7月7日上午10点开3孔开始,到12点开5孔,再到下午4点开7孔,最后8日上午9时9孔全部打开。泄洪流量6600立方米/秒,总出库流量7800立方米/秒,泄洪半小时相当于1个西湖(储水量1400多万立方米),约等于12个大明湖(储水量120万立方米)。泄洪中,优质的自然水资源和水库中的鱼类喷涌而出。有网友苦中作乐,调侃这泄的哪是洪水,分明是农夫山泉和几十上百元一斤的千岛湖特产包头鱼啊!

关于泄洪,相信你和网友一样,也有许多疑问,下面作文君就以本次新安江水库泄洪为例,回答你们最关心的三个问题。

问题1:泄洪压力这么大,就不能一次开到9孔吗?

泄洪开几孔,三个因素最重要:上游来水量、流域未来降水量、当前库存容量。专家组会多轮会商,最终找到一个平衡点。王焕栋(新安江水电站原副厂长)曾经是新安江水库调度专家组成员,他说专家组由省市等各相关部门专家组成,会根据新安江水库水情测报系统,实时精准动态掌握入库水量,之后进行“洪水计算”,精确核算出开几孔、泄洪多少量。

这次从3孔增加到5孔,之后又增加到7孔和9孔,就是因为新安江上游黄山地区持续降雨,起码遇到了50年一遇的大雨,导致新安江水库水位不断升高,因此一加再加。王老强调说,不管开几孔,都是经过调度专家组科学论证的,是在按科学办事。新安江大坝这次“满负荷、高水位”9孔泄洪,是建成61年来第一次真正意义上的严格考验。

问题2:泄洪的威力有多大?

简单换算,一立方米是一吨,9孔泄洪相当于每秒有7800吨重物砸下来,这个力量可想而知。下游叠加洪峰,预计流量1.5万~2万立方米/秒,也就是相当于1.5万吨~2万吨的火车撞过来,这个力量,什么也挡不住。9孔全开的洪流掀起狂风暴雨,席卷100米外山上的植被,一边正值盛夏,草木葱茏,一边叶落树秃,宛如寒冬。

问题3:泄洪的水最后去了哪里?

开闸泄洪后,水流会沿着新安江、富春江、钱塘江的方向奔流而下,路经建德、桐庐、富阳、滨江、江干等区县市。接下来我们要做什么?两岸的江堤会有冲刷,有些地区会出现逐步倒灌、积涝。应急管理部门已经提前预测风险,预备物资和队伍,对出现的问题及时处置,暂时无法处置的,则采用一些临时措施。

我们的风平浪静,是因为很多人的“乘风破浪”。一线抗洪人员正在为我们的安全彻夜奋战,感谢他们的最好办法,就是至少确保自己安全,不添乱。

链接·中华文化中的水利智慧

我国有着悠久的历史文化,黄河、长江流域是我们的文化发祥地,所以水利工程我们也是很早就有涉及的,毕竟以前的洪涝灾害给人们带来了无尽的苦难。古时兴建的诸多著名水利工程,有些至今仍在沿用。那些水利工程完美体现了中国古人的智慧,让全世界赞叹。

古代水利工程中的C位:都江堰

说起我国最出名的古代水利工程,那就要数都江堰水利工程了。都江堰水利工程始建于秦朝,是蜀郡太守李冰和他的儿子率人耗时三十多年修建的,鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口完美地发挥了分流排沙、泄洪减灾的作用。这是世界上迄今为止年代最久且唯一现在还在使用的水利工程。(想要具体了解李冰父子的智慧,请移步P38《基建狂魔李冰:修的不是都江堰,是文化》)

自带“倾斜buff(技能增强)”加成的西安城墙

如果你去看过西安的城墙,就应该会发现,城墙是向城内倾斜的,这是古人在没有水平仪下的建造失误吗?不是的,这是为了城墙排水专门设计的。

西安城墙墙顶均以青砖铺设海墁,倾斜坡度约为3%,当雨水落下时,就会顺着顶面海墁由城墙外侧向内侧排至雨水口。雨水口为砖石结构,在城墙内侧每隔40~60米就会有一个,样子就像咱们现在的下水道口,功能也是相近的。古时,西安城墙作为城市防御体系,就是靠着这样一套精巧的排水系统,减少了积水对城墙的侵蚀。

此外,各地大桥的分水尖角,古街区的排水沟等水利工程,在现代的汛期中仍有突出表现。

罕世遗迹白鹤梁

据史料分析,我国古代从大禹时起就开始重视对水文状况的观测和分析。而随着社会的发展,历代各朝更是注重在各河流要处建站监测水文。

有着“世界第一古代水文站”之称的“白鹤梁”,就是我国古水文站的一处罕世遗迹。白鹤梁是重庆涪陵城北长江中的一道天然石梁。由于白鹤梁的梁脊仅比长江常年最低水位高出2~3米,几乎常年没于水中,只在每年冬春之交水位较低时才部分露出水面,故古人常根据白鹤梁露出水面的高度位置来确定长江的枯水水位。从唐朝起,古人便在白鹤梁上以“刻石记事”的方式记录长江的枯水水位,并刻“石鱼”作为水文标志。

没想到吧!治洪自古以来有法可依

我国古代各朝还制定过许多防洪法规,从制度上保障防洪工作的顺利进行。其中,1202年颁布实施的《泰和律令》中的《河防令》,是我国现存最早的一部防洪法规。

《河防令》的頒行,不但对当时黄河、海河等水系的防洪工作起过重要作用,而且对后世的河防也产生了积极的影响。此后各朝代的防洪法规,多由《河防令》引申而来。

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