大型水库泄洪

王勃简介2022-09-08  30

泄洪5200万立方米!福建多地面临大暴雨,水库为何偏在雨季泄洪?

6月14日,福建仙游金钟水库继续开闸泄洪。自6月3日以来,水库已泄洪约5200万立方米,相当于3.7个西湖的蓄水量。

泄洪是为了保护金钟大坝和下游泄洪通道的安全。但另一方面,也有人不了解,现在是福建的雨季,当地降水量很大。但是为什么大坝一定要在雨季放水?


图片:水库泄洪

为什么大坝会在雨季泄洪?

很多人对水库泄洪不够了解,认为大坝应该在枯水期泄洪,可以缓解下游的旱情。雨季应拦洪蓄水,以免加重下游洪水压力。


图片:水库泄洪

然而,事实恰恰相反。这是怎么回事?

其实大坝如果雨季不泄洪,下游的人会很危险,大坝雨季泄洪恰恰是它防洪的意义。

所谓泄洪,就是水库的水直接从水库流向下游,而不是通过水轮机发电。泄洪的理由是水库必须在规定时间内将水位降至防洪限制。


图片:钱塘江水库水位过程线

以三峡大坝为例。三峡大坝坝高185米,其中设计正常运行水位175米,设计防洪限制水位145米。在雨季到来之前,三峡大坝必须将水位降低到设计防洪限制水位,即145米。此时有足够的能力拦蓄洪水,其中三峡水库可拦蓄洪水221.5立方米。


图片:三峡大坝水位线

华南地区受季风影响,降雨量大,全年可达1000mm以上,而且降雨集中在汛期,这意味着在汛期,降雨量会变得非常多,非常大,容易引发洪水。

目前,我国华南、华东等地已陆续进入汛期。汛期降雨量很大,有一些暴雨到大暴雨。


图:华南华东已经进入汛期

这些地方都是丘陵山地地貌,尤其是福建,号称“八山一水一田”。在山区,降水会向低洼处汇聚,河流两岸都是低洼处。大量雨水汇集,必将导致水位快速上涨。一旦河堤决堤,水位会迅速上升。


地图:中小河流洪水预警图

在这种背景下,水库起到了防洪的作用。

水库拦截的不是洪水,而是洪峰。当水库上游发生洪水时,水库有足够的库容拦截洪水,然后慢慢向下游泄流。

它就像一个水池,同时收水和放水,其中收水的流量很大,但是放水的流量很小,所以水库的水位会上升,但是它缓解了下游地区的防洪压力,保证了下游地区人民的财产安全和生命安全。


图:水库水位线

但如果水库只收水不放水,水库蓄水能力有限,很难在汛期拦截所有洪水。必然导致水位上涨,甚至淹没水库。水库一旦被淹,就有溃堤的风险,更不用说缓解下游的防洪压力了。整个水库将面临崩溃的风险,这对下游来说是一个灾难性的事件。

例如,1959年,法国的马尔巴斯大坝决堤。


照片:法国马尔巴斯大坝决堤

那一年,马尔巴斯水库上游连续暴雨。到12月2日,水库水位达到最高。按理说早就该开闸放水了,领导却迟迟不批。

直到下午6点左右,领导才批准泄洪,但为时已晚,泄洪速度太慢。经过三个多小时的泄洪,水位只下降了几厘米。

晚上9点左右,马尔巴斯大坝再也承受不住水库的压力,发生事故决堤。水库中的水以 70km/h 的速度冲出大坝,导致下游10公里处的小镇弗拉格斯成为废墟,直接导致423人死亡,多人受伤和失踪。


照片:马尔巴斯大坝

为了保证水库有足够的库容承受下一次强降水,一般情况下,工作人员会寻找机会将水库水位降低到防洪限制

要知道即使在汛期,也不是每天都下雨的。只要降雨量减少,下游河道水位不超过警戒水位,大坝就可以按计划在下游河道安全承受范围内缓慢泄洪。

如果下游防洪压力大,水库可以减少出水量,减轻下游防洪压力。

例如,去年三峡水库1号洪水洪峰达到53000立方米每秒,但出水仅为35000立方米每秒,超额洪水被拦在三峡水库。

但在下游防洪压力较大时,三峡大坝再次降低蓄水量,将出流量控制在19000立方米每秒。从而根据上下游情况调整出流量,缓解了长江流域的洪涝灾害,避免了更严重灾害的发生。


图片:三峡大坝

油金钟水库也是如此。出水量根据当地情况进行调整。当下游河道水位较低时,金钟水库可以加大泄洪量,尽快将水位降至防洪限制水位,为下一次强降雨做准备。

为什么大坝旱季不泄洪?

枯水期不放洪水的原因是枯水期降水少,不会发生洪涝灾害。而且,在旱季,每一滴水都非常珍贵。如果洪水白白排放,通过水轮发电机的水量就会减少,导致发电机发电效率降低。


图片:水库泄洪

不仅如此,在枯水期,一些水库还具有“航运、捕鱼、防旱”的功能。洪水一旦下泄,水位很难补充到水库,达不到预期效果。

但如果下游出现干旱,一些水库也会向下游进行生态补水。

比如今年4月,北京密云水库向下游做了700万立方米的生态补水,可以补充下游河道及周边地区的地下水位,满足山区群众枯水期的用水需求。


照片:水库

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