主题:黄万里先生与三峡 -- meokey
似乎类似于长委发表文章对黄老第一篇论卵石量的论文的反驳中的两个论点。
回答你的问题需要附近流域的地质常识,而我不太懂这个。如果可能,请在网上找黄先生发表的第二篇论卵石量的文章,是反驳长委的文章的。名称为《关于长江三峡砾卵石输移量的讨论(续)》,发表于《水力发电学报》1995 年第1 期,总第48 期,86~97
希望你能给看完黄老的文章后,再回复一下你的看法。
治河四策:蓄、塞、浚、疏,现在各地都大上水电项目,似乎眼中只有“蓄”才能治河了,晕。说到底,只有蓄才能赚钱,其他三法基本上都是花钱的,呵呵
库区移民的帖子看了,对于谁获利谁付出的观点很赞成,实在没砖头拍,花了1铢献花吧
卵石的问题啊,我认为现在说没有那么多还太早,还得再看看。要是10万吨可能是财路,要是1亿吨,怕就是死路了。
陆钦侃、方宗岱反对三峡的观点是什么呢?能不能说说?既然你曾经是内部人士,不妨挖个三峡大战的坑,把正反方的观点都列列?
估计要改变他的观点的。
浚, 用在黄河上还差不多..
现在没办法,只能是 蓄。 一方面赚钱,另一方面,工农业发展都要用水啊。
水能载舟, 亦能覆舟!抗洪,要沿江、河布置几百万人,气都喘不上一口的;惊心动魄也就罢了,搞不好,那是要死人的。 ( 前河友 西河泳者 曾经参与过抗洪,他的一个兵就牺牲在抗洪上了。)
至于你说的淤积,林秉南老先生负责的,全体课题组都签了字,而且长江王他们做了近50年,还有下游不远处的小三峡 葛洲坝都运行了30年了,也没有什么大问题,所以,淤积这方面没问题。 要是三峡水库里真有10亿吨卵石那有人可真要发财了, 你可以自己查查卵石的价格哈!
三峡水电站的水轮机转一天就是一个亿,钱多好办事。给他们插根管子让他们放血解决移民暨由三峡大坝引发的其他地质、防疫、生态问题不是很好吗?
陆老,方老主要是认为三峡对防洪不怎么起作用. 大库淹没太大,重庆不干的
老黄后来很落伍了(得罪了那么多人, 谁跟他共享数据呢?),而且后来他的三封信失分不少。 要说反对,当年彪哥扔了rpg, 太祖这样的战略家听了都害怕, 从那里出发,还差不多,其他的反对意见看看就行了(人是活的,技术总在进步,可以解决一些问题)....
三峡议题太大,不敢挖坑,也没有那个水平.
黄老文集有一句话
我倒是不担心重庆变脏港。因为这些污物基本上都是悬浮物,即使没有被打捞上来,长江的流量这么大,任何一次泄洪就会把所有的污物全冲下去了。
每个水坝总能找出不同处,问题是他要能活到现在看他怎么圆这个话。
三峡运行到现在,除了有部分污染以外,反坝的预言都没实现。
说葛洲坝是径流站,意思是葛洲坝发电靠的是江水的自然流速。因此可以推测,葛洲坝坝上坝下水位差很小。因为江水流速从进葛洲坝到出葛洲坝变化不大,所以泥沙不会因为筑坝导致水流变缓而淤积在坝内。
三峡是高坝,发电靠的是抬高水面,江水由势能变动能带动水轮机发电。因为抬高水面会导致水流变缓,因此有淤积问题。
但是,尽管葛洲坝因为是闸坝而不会产生淤积,但长江一出三峡,地势突然变得平缓,流速大大下降,因此在宜昌地区和整个荆江地区都不可避免要产生淤积。葛洲坝不会因坝型产生淤积,但它会因宜昌的地形地貌而同样面临淤积问题。唯一的差别在于淤积不仅限于坝内,也会发生在坝外。
如果葛洲坝附近(坝内+坝外)的淤积情况不严重,只能说明江水携带的卵石粗沙没有有些人估计的那么多。
葛洲坝的运行结果是事实,不是估算。我们起码要学会尊重事实,对吧?
我根本不是做这个的,甚至连边儿都沾不上
先感谢你解释为什么葛洲坝不会淤积卵石的问题。
然后,显然你没有留意到黄老提到过葛洲坝的数据
修后,坝内设有27 个河底泥沙闸,1981 年断流那年适逢大汛,坝后沉积了卵石1.09 亿吨,过坝后宜昌实测泥沙8.37 亿吨,其中还未包括卵石。而1983 年那年坝后沉积达0.248 亿吨,过坝达6.46 亿吨,另有大量卵石流无法测到。宜渝间600km,只要沉积0.1m 就有1 亿吨卵石。可见卵石流出宜昌每年1 亿吨对比泥沙实测6.41 亿吨,并不称多。
宜昌在葛洲坝修建后1980—85 年这6 年的平均年输沙量实测6.41 亿吨,若按上述较小的比例1/7,则卵石年输移量达0.92 亿吨之多。而按都江堰的石沙比5.3,则达1.21 亿吨之多。所以单论卵石年输移量平均取1 亿吨不为多,况且还有修坝后库尾悬移泥沙的淤积。再考虑到十年一遇、百年一遇的来石来沙,则其量将成倍加大,无法及时淘挖。
这些数据不是黄老计算卵石量的依据,只是计算出来后验算的佐证。
有什么想法?
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我怀疑这里的卵石是笔误,因为从上下文看,其它地方说的都是泥沙。况且如果这个1.09亿吨沉积确实是卵石的话,那这个数据本身就已经足够了,没必要再做更多的推测和估算。
我认为这句话本身是错误的。卵石在推移过程中不可避免地要和其它卵石碰撞摩擦导致破碎变小,最终变成泥沙。石沙的比例在整条河的不同地段,其比例应该是变化的,石沙比例应该是上游大,下游小。否则无法解释一条自然冲淤平衡的河流,其下游大量的泥沙是从哪里来的。
纯卵石叠不了几层,水流冲击下更叠不了。水速可能冲不动卵石,冲倒叠层卵石没有这么难,你叠的卵石可能吹口气就倒了。所以有卵石滩,没有卵石悬河或河流因为卵石堆积改道的。 当然特殊的水流条件下,一层卵石一层沙是可以累积起来。会不会比单纯泥沙堆积更快, 没有实验不知道。就是快,这个时间条件和水流条件也会很苛刻, 十年二十年根本看不出什么来。单把卵石区分开来当特例研究在学术上可能有意义,黄万里或别的人有个小比例的沉积模型拿出来示范一下,说话分量也重一点。
坝后沉积了卵石1.09 亿吨,过坝后宜昌实测泥沙8.37 亿吨,其中还未包括卵石——即相差最少8.37-1.09=7.18亿吨。只是过了个坝,应该不会多出这么多吧?
关于卵石碰撞后变成泥沙,黄老的观察是“在合川嘉陵江、涪江和渠江交汇处低水时的河滩上可以看到铺着几十厘米的大卵石,1981 年洪水时有人描述这些大卵石怎样飞起来打到岸上,并冲向下游,这里距重庆只有100km,似难经此就会变成悬沙。而且实地观察,便知卵石上游的反而较小”,“但是经实际观察沿江的卵石粒径,(作者曾从平武到合川沿涪江步行有些河段来回达四次)竟是上游的小,反而下游的大”。对此现象的解释是“实际上这是人类史前的流域内地质断裂、岩层破碎处喷出的溶浆冷却后所凝成的火成岩经长期滚成的。。。因此流域上峰峦和丘陵高地都铺有卵石。。。当洪水经过时,这些三角洲卵石大都被冲入大江,洪水退落时又将带不动的卵石沉落下来,仍恢复为浅滩急流”,并且又专门用一章节通过说明长江地质历史来解释这个问题。
我对地质也不懂,所以无法判断黄老的解释是否合理。如果你能够找到黄老发表的文章《关于长江三峡砾卵石输移量的讨论(续)》(《水力发电学报》1995 年第1 期,总第48 期,86~97)即可找到详细的解释。
难道长江里缺泥沙吗?
35m厚的卵石运动早就互相磨碎了。
长江水利委员会水文局
水力发 电学报1994年第2期 总第45期
本文论述了长江三峡卵石推移质测验的实际情况和推移质的实测数据,说明黄万里提出的"长江三峡无卵石推移质资料"不符事实。对黄采用的两种推算宜昌卵石推移量的方法和推算结果进行了讨论,认为该两方法理论上不成立;应用都江堰一站资料代表全流域进行计算很不合理;忽视磨损、堆积、水库截留和人工开挖的影响,把卵石视同水体、在运动过程中体积无变化是不正确的。最后根据葛洲坝水库淤积实况对估算值"1亿t"进行了检验,检验表明,估算值完全脱离实际。
本文由向冶安执笔。编写中周凤琴、髙煥锦、许盛国、汤运南髙级工程师以及周刚炎、孙舒拉、陈显维、冯忠莉工程师等一些工作在水文、泥沙、河道、地理和勘探工作第一线的同志提供了宝贲的实测资料,
本文于1994年2月7曰收到,
黄万里先生在《水力发电学报》1993年第3期所发表的题为"关于长江三峡砾卵石输移量的讨论"一文中,提出"长江三峡无实测卵石推移质资料"和实测资料"完全不可靠"的问题,并应用"流域面积比例综合"法及"悬沙与卵石推移质比例关系"法推算出宜昌的卵石推移量为1亿t。所有以上问题,均背离事实,现撰文就这些问题进行答复和讨论。
一、关于长江三峡是否有卵石推移质实测资料和资料是否完全不可靠的问题
为了为三峡工程建设收集卵石推移质资料,长江水利委员会自1961年起,先后设立了六个测站,开展测验。其中,重庆寸滩站自1961年起开始施测;随后于1974 年左右,在库内的万县、奉节和库区上下游的朱沱、宜昌等站开展测验。葛洲坝枢纽兴建后,又在坝上游三峡出口处的南津关设站实测,以了解水库蓄水后卵石推移质是否出
峡过坝。所有测站均一直连续观测至今,积累了 20至30多年的长序列资料。
卵石推移质测验仪器为长江64型软底网篮式采样器,底部为由钢丝圆环编成的柔软底网,放置于床面时,能使仪器口门较好地伏贴河床。器身重28kg,具有长大的垂直双尾翼和水平活动尾翼,能在汛期深水高速条件下,顺对水流平稳地达到河底,可靠地采集到卵石推移质样品。为确定采样器取样效率,60、 70年代曾先后两次在四川灌县的柏条河上对原型采样器进行率定。此后,又通过中、美科学技术合作,于80年代、在长江干流和岷江上对国内外几种主要仪器进行比测试验,参加比测的仪器有国际上应用广泛的Helley smith (简称HS)采样器、美国新研制的tr-2采样器、长江三峡测站使用的长江64型采样器和岷江上使用的BM-2;采样器。不同单位在不同地点所进行的比测试验结果表明,各仪器所测得的推移量基本一致。
关于推移质测验的测次、测线和取样历时,均经详细试验,按照从严、从难的要求, 科学合理地进行布置。取样测次,系按控制输移率随时间的变化过程来作安排,每年测次多达80?110次,洪水期每天均测,水情变化急剧时日测2次。1981年是长江上游建国以来的最大洪水年,寸滩流量高达85700M3/S,历史上少有的程度,此年寸滩站共施测了 140余次,完全控制了流量和卵石推移率变化的全过程,根本不存在黄先生所说的"高水测不到"的问题。测验垂线数目:精密法为13?26线,常测法为10线左右,较好地控制了单宽输移率在断面上的横向变化。垂线上的取样历时,按垂线所控制的部分输移率占断面输移率的比重确定,部分输移率较大的强推移带内垂线,每线重复取样2~4次,弱推带垂线, 每线取样1次,每次取样历时为3?5分钟。按此方法施测,在断面取样总历时相同的条件下,测验成果能获得最佳的精度。
通过详细测验,各测站的多年平均卵石推移量为;朱沱32.1万t ,寸滩28.2万t、万县32.0万t,奉节38.7万t,宜昌〔建库前〕为75.8万t。级配沿程细化, D95和D50由朱沱的150mm和57mm,沿程递减至宜昌站为80mm和26mm。推移量、各粒径组推移量和特征粒径上下游对照合理,沿程变化具有良好的规律性(见表1 )。观测成果经专家鉴定①认为:长江三峡的推移质观测"取得了大量丰富的第一性资料。为治理长江和枢纽工程的规划设计奠定了坚实可靠的基础。推移质测验研究工作的范围和深度是国内外罕见的,在资料和研究成果的完整性、系统性和对推移质输沙规律所取得的认识及测验方法的研究方面,均达到国际先进的水平。”
以上情况表明,黄先生所说的长江三峡无卵石推移质实测资料,高水测不到和资料完全不可靠等问题,全不属实。
二、按流域面积比例推算卵石推移量的方法是错误的
黄在推算宜昌卵石推移量时,用"年雨量=年径流量十年蒸发量"这一公式说明卵石在输移过程中也像水体一样,数量不变。根据这一观点,将都江堰站的卵石推移量200万t按流域面积比例放大,得出宜昌卵石推移量为1亿t的结论。不用深究,一看便知,这样计算是完全错误的。
(一) 应用流域面积比推算卵石推移量在理论上不成立,以都江堰的推移量代表上游全流域更是错误
悬移质的来源,主要是以面蚀为主的水力侵蚀;而卵石推移质,则是主要来源于溪、河沿岸的局部重力侵蚀(如崩塌、滑坡、滑溜等)。后者所产生的粗大颗粒必须受到强度相当大的水流搬运,才能成为推移质。由于卵石不是来自广阔的流域地表,因此,采用计算悬移质产沙量的方法来计算其推移量是错误的。即使是悬移质,流域内各地产沙模数也会由于产沙条件(如降水、土壤地质、地形地貌和植被垦殖等)的不同, 存在极大差别。如长江上游的产沙区便有轻、中、弱、烈之分。轻度和烈度区的产沙模数可以相差几十倍甚至百倍。计算悬沙产沙量时,系按各地区的面积乘以相应的产沙模数后叠加而得。黄先主不考虑地区差异,以都江堰一站的推移量代表长江上游全部流域, 显然是十分错误的。都江堰推移量较大,是由其特定条件所决定,那就是岷江上游处于川西地质断裂带,带内岩层破碎,地震频繁,加之岷江上游河道坡陡流急,水流输沙能力很强,这些条件决定了都江堰具有较大的卵石推移量。至于长江上游其他河流,如上金沙江、通天河、四川盆地、乌江、西汉水等,卵石推移量均很小,有的甚至不存在卵石运动。如果以这些河流的卵石推移量为标准,按流域面积比例法进行计算,那就会得出宜昌卵石推移量甚小,甚至为零的结论。可见这种计算方法很不合理。
(二) 卵石在长距离输移中不断磨损,使其粒径剧减,推移量大幅度减少
史当贝早期的研究表明,卵石磨损可用指数公式。
Lanffer(1982)研究山区河流漂石磨损情况后得出,危地马拉山区河流的漂石运行20KM后,由于磨损可使体积减小6%;阿拉斯加的克尼克河,漂石经26km搬运后,尺寸减小5%。
80年代,K.Stelczer在《推移质理论与实践》一书中列出了专门一章对推移质磨损问题进行详细论述。研究表明,影响磨损的因素有岩矿成分、摩损力、碰撞力和单宽推移质输移强度等,并给出了单项影响因素的定量计算式及卵石推移颗粒直径与磨损时间的关系式。公式计算、室内试验以及野外用同位素标记卵石测试,三者所得结果相当接近。长江三峡卵石来源区大多分布在宜昌以上1000km之外, 经计算,经1000km的输移后,对于直径为100mm的最难磨损的石英岩,其直径将减小为9mm,重量仅为原重的1%。至于其他岩性的卵石, 粒径大多减小到1.0mm以下,成为可以浮游前进的悬沙,不再属于卵石推移质。
卵石的大量磨损,还可以从大渡河支流青衣江的床沙粒径变化得到有力证明。青衣江在雅安下游附近设有梯子岩水文站.,该站上游正处于川西地质断裂带,属长江上游重点产沙区,其年卵石推移量可达400万t,中值粒径为96mm,但在该站下游70km处的夹江站,中径仅为40mm。青衣江坡陡流急,属典型山区河流,河床不存在累积性堆积抬升情况。推移质中径由96mm减为40mm,推移量当减小14倍,即由400万t;减小为29万t;。这说明,推移质的磨损是很显著的。
以上众多实例说明,卵石并不像不可压缩的水体那样,在输移过程中保持不变,而是不断磨损,使粒径由大变小,甚至细化成为悬沙。这是为什么长江上游支流的推移量较大,经千里输移至三峡库区后,数量大幅度减小的基本原因。
(三)卵石输移过程中的水力分选,使部分卵石在区间沉积,不能下移山区河流上游坡度大,水流搬运能力强,粗颗粒卵石能被夹运前进。但当河流进入到山前缓坡宽谷段后,水流减弱,粗大的颗粒便会沉积下来,使推移量沿程减少,粒径细化。山区河流由于水力分选使推移质沿程堆积、床沙细化的实例,这种现象在长江上游干支流上普遍存在。如金沙江干流沿途支沟输出的粗粒泥沙,多在沟口的干流上沉积,形成连续的巨大冲积扇群(见图1)。长江上游重点产沙区的金沙江下段的区间各支流和嘉陵江支流白龙江中游河段,地处岩层破碎、崩岸和滑坡发育地区, 大量泥沙流入这些河流后,多在主河河谷和山麓平原沉积,形成庞大的堆积扇。如金沙江支流小江的大小白泥沟,堆积扇就占据本段河道面积的90%以上,使河道展宽,河床逐年抬高。其他河流,如三峡区间支流大宁河,自上游的巫溪至河口巫山,全线处于缓慢堆积中。由于卵石的淤积,使巫溪老城门大半埋于卵石层中,沿岸古栈道的地方已低于水面。此外,长江上游干流(川江)及嘉陵、岷、沱等大支流,由于流经坡度较缓的四川盆地,造成卵石推移质的大量累积性沉积。据钻孔资料估计,宜宾以下至三峡,川江的河床卵石堆积量多达68亿m3。岷江的推移质流出髙山峡谷进入四川盆地后,由于大量沉积,形成了广阔的成都平原。以上情况表明,长江上游干、支流的卵石推移质,普遍存在沿程分选、沉积,只有一部分能连续输移进入三峡区。
图1金沙江(丽江巨甸至白粉墙间〕平面。
(四)水库的兴建,使上游卵石推移质在相当长的时间内不能向下输移,卵石推移质在水库中的淤积与悬移质有很大不同。前者粒径粗,一般需在底速大于1.2m/s时才能起动; 而悬移质粒径很小,起动流速仅0.2?0.3m/s,这一差别决定两者的淤积特点存在重大差别。悬移质淤积随水库运用方式和坝前水位变幅的不同,淤积纵剖面呈三角洲、带状和锥体等形态,当淤积量达到库容的80?90%时,即趋向平衡, 拦沙作用消失,悬沙输移恢复为天然状态。卵石推移质则不同,水库蓄水后,首先在回水末端或变动回水区内淤积,既使水库的悬移质淤积已达平衡,卵石推移质仍以三角洲淤积型式向前发展,置换库内原有的悬移质淤积物,沉积并埋藏于河底,成为永久的河床组成物。
库容系数甚小的径流式电站葛洲坝枢纽,蓄水运用仅三年,悬沙淤积即达平衡,但运行迄今已14年,卵石出库数量极少。这说明,对于具有一定库容的水库来说,要使卵石推移质淤积达到平衡,必须经历一个漫长的过程。因而水库兴建后,上游卵石推移质将在相当长时间内不能向下游输移。今后随着长江上游干、支流上水库的不断兴建,可以预计,进入三峡的卵石量将比现在少得多。
寸滩站近10年来卵石推移量剧减,年推移量低于多年平均值近40%。其原因主要是开采砂石建筑骨料所致。经调査,仅重庆市所辖河段(长江202KM,嘉陵江75 KM), 年采卵石约200万t,砂约800万t。砂开挖后,来年可以复原,而卵石则因补给不足使滩面逐年下降,现重点洲滩已平均降低1.5m。不仅重庆如此,其他地区,无论是长江干流或支流,开采砂石现象随处可见。河流的卵石推移量是一定的,而开采量却远大于推移量,而且开采规模还在不断扩大,其结果,必将使今后进入三峡卵石量远低于目前的实测值。
综上所述,黄在这一问题上的主要错误在于:不考虑悬沙与卵石推移质产沙机理的不同,采用计算悬沙产沙量方法计算推移量;把卵石的输移和水体的流动同等看待,忽视磨损、堆积、水库截留和人工开挖对前者的重大影响;以都江堰一地的资料代表全流域,把局部当成了整体。由于出现了这些错误,其计算结果必然也是错误的。
这段有很多在我看来矛盾之处:
第一:坝后沉积
如果是坝前沉积,我觉得可以理解。坝前应该指的是坝内,坝后指的是坝外。坝前沉积是水库自然淤积,范围确定,因此可以量测。如果是坝后(坝外),其范围是开放的,如何量测?量到哪里为止?
第二:过坝后实测泥沙未包括卵石
所谓“过坝后实测”,我猜可能是在闸门处取样所测。如何只测泥沙而单把卵石排除在外?比较可能的应该是连泥沙带卵石都包括在内。
所以,我怀疑这里至少有两处笔误。一个应该是“坝前沉积泥沙”,而不是“坝后沉积卵石”,一个应该是“过坝实测泥沙包括卵石”。一个是没过坝的沉积,一个是过坝的实测。这样从上下文联系起来逻辑才通顺。
黄万里这里的很多解释都是违反地质学常识的。
卵石是岩石风化后崩塌到河里,在水流的推动下相互摩擦变圆形成的,这是地学界公认的常识。黄万里却说是“溶浆冷却后所凝成的火成岩经长期滚成的”,完全否认流水的作用。这一观点绝不会被地学界所接受。请问原始的火成岩因何外力而“滚动”?原始的火成岩体积有多大?
卵石的大小取决于岩石风化崩塌时岩块的大小。大岩块形成大卵石,小岩块形成小卵石,大卵石经摩擦再变成小卵石。因此,黄万里观察到的长江沿岸卵石粒径“上游小而下游大”不能说明任何问题。这又是他另一个明显的学术错误。
峰峦和丘陵高低的卵石,是在该处地层上升前流水作用下形成的卵石。他居然连这都不知道?!