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,该水库共泄洪约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行洪河道的安全。但是另一方面,也有人不理解,现如今正值福建的雨季,当地降水量非常大,可为何大坝偏偏要在雨季泄洪呢?
图:水库泄洪
大坝为何会在雨季泄洪?
很多人对水库泄洪认识不足,认为大坝应该在旱季泄洪,这样可以缓解下游的干旱;在雨季时应该拦洪蓄水,以免加剧下游的抗洪压力。
图:水库泄洪
然而事实却恰恰相反,这究竟是怎么回事呢?
其实,如果大坝在雨季不泄洪,下游的人们反倒会非常危险,而大坝在雨季泄洪,恰恰是它防洪的意义所在。
所谓的泄洪,是指水库里的水,不经过水轮机发电,而是直接从水库中流向下游。之所以要泄洪,是因为水库必须要在规定的时间内,将水位降低到防汛限定水位。
图: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是175米,设计防洪限制水位是145米。在雨季来临之前,三峡大坝必须要把水位降低到设计防洪限制水位,也就是145米,此时就有足够的容量拦截洪水,其中三峡水库可以拦截221.5立方米的洪水。
图:三峡大坝水位线
我国南方受季风影响,降雨量大,全年降雨量可达1000毫米以上,而且降雨又集中在汛期,这意味着在汛期时,降水会变得非常多且大,很容易造成洪涝灾害。
目前我国华南、华东等地陆续进入汛期,汛期内降雨量非常大,局部还有暴雨和大暴雨。
图:华南华东等地进入汛期
这些地方又都是丘陵山地地貌,尤其是福建地区,更是号称“八山一水一分田”,在山地地区,降水会汇聚到地势低洼的地方,而河流两岸就是地势低洼的地方,大量的雨水汇集,必定会导致水位快速上涨,一旦冲破河堤,就会引发洪涝灾害。
图:中小河流洪水预警图
在这种背景下,水库就发挥出了防洪的功能。
水库拦截的不是洪水,而是洪峰,当水库上游出现洪水时,水库有足够的库容能拦截洪水,然后再慢慢地泄洪到下游。
就好像是一个水池,一边接水,一边放水,其中接水的水流量非常大,但是放水的水流量小,如此一来水库的水位就会上升,但是缓解了下游地区的防洪压力,确保了下游地区人们的财产安全和生命安全。
图:水库水位线
可如果水库只接水不放水,水库的蓄水量有限,在汛期时难以拦截所有的洪水,必然会导致水位上涨,甚至淹没水库,一旦水库被淹没,就有决堤的风险,到时候别说是缓解下游的防洪压力,整个水库都有坍塌的风险,对下游来说可谓是灾难性事件。
比如:1959年,法国马尔巴塞大坝决堤。
图:法国马尔巴塞大坝决堤
当年马尔巴塞水库上游出现持续暴雨,到了12月2日,水库水位已经达到了最高水位,按理说早就应该开闸泄洪,但是领导迟迟没有批准。
直到当天下午6点钟左右,领导才批准开闸泄洪,但是为时已晚,泄洪的速度太慢,3个多小时的泄洪时间,水位仅仅下降了几厘米。
当天晚上9点钟左右时,马尔巴塞大坝再也承受不住水库的压力,发生了决堤事故。水库内的水以每小时70公里的速度冲出了大坝,导致下游10公里处的弗雷茄斯小城变成废墟,直接导致423人死亡,多人受伤和失踪。
图:马尔巴塞大坝
为了确保水库能有充足的库容来承担下一次的强降水,一般情况下,工作人员会寻找时机将水库的水位降低到防汛限制水位。
要知道的是,即便是汛期,也不是天天下雨,只要在降雨减少,下游河道水位又没有超警戒水位时,大坝就可以按照计划,在下游河道安全的承受范围内慢慢泄洪。
如果下游防汛压力大,那么水库可以缩小出水量,减轻下游的抗洪压力。
比如:去年三峡水库的1号洪水入库洪峰达到了5.3万立方米/秒,但出库水量只有3.5万立方米每秒,多余的洪水被拦截在三峡水库中。
然而下游防汛压力大时,三峡大坝又一次缩减了储水量,将出库水量控制在1.9万立方米每秒,就这样根据上下游情况调节出库水量,缓解了长江流域的洪涝灾害,避免更大灾情的发生。
图:三峡大坝
仙游金钟水库的作用也是如此,根据当地情况来调节出水量,当下游河水水位较低时,金钟水库能够加大泄洪量,尽快将水位降低到防洪限制水位,为迎接下一次强降雨做准备。
大坝旱季为何不泄洪?
在旱季之所以不泄洪,是因为旱季降水量小,不会出现洪涝灾害。而且旱季时每一滴水都非常珍贵,如果白白泄洪,就会减少通过水轮发电机的水量,造成发电机发电效能减小。
图:水库泄洪
不仅如此,旱季时部分水库还要兼具“航运,渔业,预防干旱”等作用。一旦泄洪之后,水位难以补充到水库,无法达到预计效果。
不过如果下游出现干旱,有些水库也会对下游进行生态补水。
比如:今年4月份,北京密云水库就向下游进行生态补水700万立方米,这些水可以补充下游河道和周边地区地下水位,解决山区百姓旱季用水需求。
图:水库