五千年(敝帚自珍)

主题:关于“蓄清排洪”的讨论 -- njyd

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家园 黄老的文集里有这么一句话

你说的当然也是一个原因。

文集是他的学生编辑的,当然是他们同情黄老的。其中序里有这么一句话“黄万里教授的一些学术观点和意见,常常不为人所赞同和理解,被斥之为“异端邪说”,遭到反对和批判,得不到公开发表和申辩的机会

家园 说老实话,我觉得不发表对黄万里是幸事

他关于水利的观点,是不符合中国国情的,小范围说说,大家尊敬他是个老人,听听也就算了。公开发表出来,肯定要遭到绝大部分人反对的。而且,黄万里公开出来的东西,有技术上的“申辩”么?无非是一遍又一遍重复自己的观点,“三峡大坝万万不可修”罢了。

家园 那你给个定量估算吧

要达到三峡同样的抗洪效果,荆江大堤得加固到什么程度,洪水来临时得多少人上堤,湖南湖北GDP损失多少,你算啊。别一句话“防洪不止建坝一个方法”就完了,这就是无理搅三分了。

家园 但他掌握的数据准确吗?

黄老就是因为认为三峡不能达到冲淤平衡,所以才反对。

他认为三峡不能达到冲淤平衡,其结论是建立在他采用的卵石、泥沙量的估计,和他所做的冲淤平衡的模型计算之上。但他对泥沙量的估计和冲淤模型的建立都有可能是不准确的甚至是错误的。中国水利专家不止他一个人,别人也可以有人家的泥沙量估计和冲淤模型,因此得出可以达到冲淤平衡的结论。归根到底,黄万里的结论不过是一家之言而已。是对是错,现在谁也无法下结论,只有几十年以后再检验了。不过根据三峡这几年的运行情况,貌似没有他当初估计的那么悲观。

当然,这可能是政府隐瞒实情的恶例之一。

现在反对建三峡的人里真正懂水利的没多少,所以很多人把他当旗帜打出来,以他的结论当真理,完全忽视其他水利专家的意见和结论,好像全中国只有黄老一个人做过三峡泥沙研究似的,我觉得多少有点拉大旗作虎皮的架势。

我不懂水利,无法从专业角度评论,只是谈谈自己的感受。

家园 不至于吧,我没说清楚?

“汛期蓄水没法排浑”似乎不是黄老的观点,我也确认我没有说过这样的话(为了防止万一,我搜索了一下,没有结果)

再重复说一下吧,这次尽量说的简单但严谨些

1. 三峡这个问题上,要区分泥沙和卵石。既然黄老和主建派对泥沙都没有问题,那么为了简略起见,我默认我们在讨论的都是卵石,即使写成了泥沙,或者沙

2. 三峡是高坝。既然是高坝,那么为了排出卵石(卵石比泥沙重得多),就必须有一个相当大的泄洪流量才能够把卵石带出去,这点没有疑问吧?

3. 如果泄洪流量不够大,最多只能带一些粗砂和小石头出去,大量的卵石还是会沉积,这也没有疑问吧?

4. 如果卵石沉积下来,会塞住三峡水库以上水域,对吧?

补充一下,这儿黄老认为卵石不是沉积在三峡,而是在重庆附近。具体理由就不说了

5. 根据黄老的数据,想要排出卵石,需要以74450m3/s的流量下泄,而这个流量,大家都知道下游受不了的。你说的“无非是本来三天走现在改成十天走而已”是达不到这个流量,也就是说起不到排沙的效果的

6. 即使下游能受得了,在洪水期间,以这个流量排水,三峡的抗洪效果如何体现?同时,洪水期间的水都被泻下去排沙了,那么只有在不是洪水期间来蓄水,所以平时的低水位又会影响电站发电。这就是黄老说的“蓄清排浑”会降低抗洪和发电的能力

先简单解释到这儿,我没有把黄老的意思解释清楚是我的责任。你还有任何疑问,我尽量按黄老的意思解答。

家园 当然有。除非你没有看我的摘录,否则一眼就能看到技术申辩
家园 不要让我估算,我不是这个专业的

我没法回答你这个问题。我只是尽量按照黄老的意思来解释为什么他认为三峡不可修。

“防洪不止建坝一个方法”又不是什么黄老的独家方法,自古以来这就是常识了。

家园 我在主题贴里就说要多等几年再看结果

你看看多少人跳出来非得现在就要把黄老打翻骂臭?呵呵

我从来没有说过黄老是正确的。我这几天所做的事情是尽量用黄老的说法来纠正某些人的偏见和挑衅。当然由于我不是这个专业的,我只能说是尽量这么做——而且可能还没做好,被达雅说成起到反效果了,哎,哭死

家园 你有点冤枉他了

要想看明白他的观点,需要看完他所有的帖子,因为他不可能把全部观点都写在一个帖子里,所以单看某些帖子会漏掉一些他在别的帖子里的内容。

关于“蓄清排浑”,争论的焦点在于三峡大坝需要多大的流量才能把淤积在库区的卵石泥沙排出去。黄万里的计算结果是三峡大坝必须以一个非常大的流量排沙才能把它们排出去,而这个流量太大,以至于三峡无法实现蓄洪的目的,因为削峰蓄洪必然减小流量。

问题在于,黄万里关于排沙所需要的流量,建立在他所采用的长江卵石直径数据之上。卵石越大,需要越大的流量才能带走,这本身就是常识,没什么神秘的。但如果他采用的长江卵石直径本身就不准,估算的排沙流量就不可能准确,因此得出三峡达不到冲淤平衡的结论就可能是错误的。科技是在不断进步的,现在掌握的水文数据和估算模型,一般来说要比几十年前准确得多。坚信他当年的估算比现在的估算更准确,除了“怀疑政府建政治坝,打压不同意见”之外,我看不出更站得住脚的理由。

家园 先说这排沙的关键在哪。(已更新图床)

  我以前看到的详尽地解释蓄清排浑的文章找不到了,不知是给淹没了还是删了,现在能找到的文章都说的不详尽,只有麻烦一点了。

到1964年10月,三门峡水库330米水位以下的库容已由58.9亿立方米减少到22.1亿立方米,损失库容62%。这时,周恩来总理亲自主持会议研究决定三门峡水库进行改建,主要工程是将大坝内低高程的、已封堵的导流底孔打开,改建成泄洪排沙底孔。至1972年二期改建工程完成后,不仅使库水位315米时的泄洪能力从4000立方米/秒增加到10000立方米/秒,还使入库泥沙可以完全排出库外,并冲刷了以前的泥沙淤积,水库水位330米以下库容也由22.1亿立方米,恢复到31亿立方米,并且一直保持到现在。1972年到现在,水库虽然经过多次滞洪运用,水库库容没再受到影响。三门峡水库的运用实践有力地证明,"蓄清排浑"是迄今惟一可行的长期保留多泥沙河流水库兴利库容的运用方式。

  "将大坝内低高程的、已封堵的导流底孔打开,改建成泄洪排沙底孔。”这说明排沙孔在底部。

  三峡电厂26台机组布置在泄洪坝段两侧。三峡来水注流从设于大坝中段泄洪坝段的泄洪深孔和泄洪表孔渲泄,泄洪深孔孔底高程90米,泄洪表孔孔底高程158米。位于泄泄洪坝段两边的电站取水口孔底高程108米,比泄洪深孔高出近20米。进入坝区较粗粒径泥沙,大多经泄洪深孔排走。在电站取水口的下方,设有8个孔底高程为?米和?米的排沙孔,靠近山体的部分机组取水口前不能? 有购樯羁着懦龅哪嗌常?憧梢酝ü?启动这些排沙孔排出。

  原来就有乱码,进入坝区较粗粒径泥沙,大多经泄洪深孔排走。深孔比表孔低68米。

  排沙孔比发电取水口低。

  下面这张图在主帖的链接里有,在这里直接贴出来。(如果看不到吱一声我再换个图床,再下面的图也保存了)

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  这张图上层泄洪口没画,参照上面第二个引用。可以清楚地看出,排沙孔在底部,进口在浑水层里,这很容易理解,不管什么孔只能从此孔高程及以上排物。

  只要调度得当,坝前淤积高度不会超过排沙孔高程,库里低于排沙孔的地方就是设计上打算淤掉的。当然这个最后稳定的淤积层会有坡度,也利于排沙。

还有这张图,更清楚了。

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

实际上“蓄清排浑”利用了“水库异重流”的原理来调水调沙,为的就是解决河流泥沙淤积问题。这是利用水库的调节库容,人为制造“洪水”,冲刷河道,输沙入海,改变河流不平衡的水沙关系,从而减少下游河道淤积甚至达到冲淤平衡,由此可从根本上遏止河床抬高。

外链出处 在12楼 

  明白吗?排沙关键在排沙孔的高程,必须在不打算淤掉部分的最底部。如果只考虑“什么时候排”,只打开上层泄洪口,入口以下的沙就没法排出。在大洪水时这样也只会先排上层清水,等清水排的差不多,满库都是浑水时才能排浑,而且只能排出悬浮的比较高的较细的泥沙。

  看来黄老认为排不出卵石的错误就在此。有底层排沙口,头几年也不会排卵石,要等到坝前库底淤到排沙口高程时,卵石被洪水带来的“水库异重流”沿着新库底会很顺利地排出排沙孔。如果只开上层泄洪口,也要等到淤积到上层泄洪口才有可能排卵石。但到了那时候库底坡度已经很小,卵石要冲到坝前也不容易。

  LD有意见了,余下的明天再说。

家园 还是不对,黄老认为卵石淤积在重庆而不是三峡

重庆,离三峡还有500km吧(不记得了,随手写个数字,别挑错)。也就是说,如果黄老73440这个流量计算正确的话,如果三峡泄洪流量没有达到这个流量,卵石就因为流速不够带动它而在离三峡500km的重庆已经沉积下来了,你三峡的排沙孔哪怕是开在最底部也没有用,还是出不来。

现在我知道你为什么一直强调“怎么排”了。你还是没有看懂黄老的原文,晕。。。不过给你道个歉,上文以为你故意走题,语气不好,抱歉


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家园 你看看我在上面回复njyd的帖子

还是不对,黄老认为卵石淤积在重庆而不是三峡

我终于知道njyd和你为什么非得要解决“怎么排”的问题了,晕死

家园 谢谢帮忙解释

补充一点,不仅仅是卵石的直径,主要是卵石的量(他对卵石的大小说的不多,主要是讨论卵石的量)。因为根据黄老的计算,三峡地区的卵石年输送量有1亿t,量非常大。而且卵石是层层叠叠的,我觉得这也需要更大的流速才能冲走。

我之所以仍然希望检验黄老的结论,是因为黄老撰写相关文章的时候,认为卵石量测不准,而现在水利界似乎仍然同意这个说法。

黄老认为长江卵石太厚且分层,而实测的方法只是“把一个采集卵石的采样器放到河里,卵石有的滚进去,有的滚不进去,所以测到的往往只是很小一部分”,不能测出整个河道的卵石真正的量,所以“这个问题只能用统计法和相关法为根据的整体运营原理来解释并运算,而不可能用力学分析法为根据的个体分析来计算。”

这里“个体分析法”就是指用上述方法推测,而整体运营法是指通过长江其他水库静态水体下的卵石量来测算长江里卵石的输送量。具体的异同和方法请搜索我的其他帖子。

我在网上看到的文章里,曾经看到官方文章同意黄老的这个说法。刚才google了一下没有找到我以前看到的,只有下面这个,先贴出来:

他的同事、清华大学水利系教授张仁认为,这个估计过于严重。在接受《瞭望》新闻周刊采访时,张仁以三峡工程泥沙专家组组长的身份表示:“情况好于预期。”

张仁对本刊记者说,黄万里生前曾对这一测验结果表示异议,说卵石是测不准的,“把一个采集卵石的采样器放到河里,卵石有的滚进去,有的滚不进去,所以测到的往往只是很小一部分。”

张仁认为,“这一点黄先生是对的,但每年入库卵砾石量远远不会到一亿吨。”

补充一个2010年杂志的一篇论文的摘录

2)悬移质、推移质和床沙之间相互交换问题。该问题涉及床面附近泥沙运动的力学特性。床面附近的泥沙运动层,是推移质泥沙与悬移质泥沙相互转化的过渡区,也是两者与床沙发生交换的地方。挟沙水流中,床面附近泥沙颗粒的运动规律是泥沙运动力学和固液两相流输送理论中的基本问题,也是迄今未解决的一个难题。床面泥沙运动引起的另一个问题是河床变形及床沙级配调整问题,床面变形可由沙量守恒来求得,但对床沙级配的变化模拟也存在着很大困难,需要对其交换过程进行抽象、概化,从而提出了床面“混合层”的概念,但“混合层”厚度的选取目前尚不统一,尤其是在老的粗化层遭受水流破坏,新的粗化层形成过程中“混合层”厚度的选取尚无规律可循,这方面的研究还处于探索阶段。

3)推移质输沙问题。关于推移质运动的数学模型,对它的研究和应用水平远不及悬移质泥沙数学模型,原因是:a、推移质输沙率公式难于选取,不同公式计算得到的输沙率有时相差数十倍,甚至百倍,而天然河流往往又缺少推移质输沙率实测资料,这是推移质运动数学模型应用的最大障碍;b、推移质输沙率与流速的高次方成正比,而计算网格或断面间距往往数十米至数百米,相邻网格点流速的差异往往导致输沙率的巨大差别,从而导致剧烈的河床变形,计算中这种失真现象常常导致计算的中断;c、推移质横向运动与环境密不可分,与河床横坡关系也极大,这在水流计算中或推移质输沙率公式中很难体现。

这也是为什么长江水文局(还是哪个类似的组织不记得了?)在每年公布的泥沙公报中特别注明“公报中的泥沙是指悬移质部分,不包括推移质

如果黄先生关于卵石量测不准是对,而且我目前还没有见到有人对黄先生的“整体运营”统计方法有异议,那么现在媒体报道的“卵砾石量远远不会到一亿吨”又是从何而来?

另外还有一件事佐证。黄先生预测三峡蓄水后,只要有洪水,重庆就会淤积。目前咱们还没有重庆卵石的数据,先不去说它。但今年长江的洪水却把朝天门淹了。当然三峡部门宣称三峡的回水不到重庆,是重庆上游来的水淹掉朝天门的,但有人做了水位测算后认为回水已经到了重庆,而此时三峡的水位还不到设计洪水期运营标高175。这就有可能是重庆到三峡这段水路的淤积高于预计。但究竟是泥沙淤积还是卵石淤积就不知道了。当然,这也只是非官方说法,你也可以归于阴谋论。

哦,对了,还有一件事我没有提到过吧,就是黄先生认为三峡会拦住长江的泥沙,造成下游水土流失。好像自从三峡蓄水以来,库区和长江中下游发生过多次塌岸,原因好像就是长江没有足够的泥沙来加固岸堤了,这证实了黄先生的预言。具体新闻你可以搜索一下。

家园 讨论

黄万里估算的一亿吨,如果只是“用统计法和相关法为根据的整体运营原理来解释并运算”,我很好奇这个统计法是建立在什么采样基础之上,统计法也需要采样数据啊,总不能拍脑袋吧?

黄先生的方法听起来有道理,但他那时有条件吗?没有起码的统计条件,如何做出准确的统计估算?

现在中国对长江水文数据的采集,应该不会还像黄万里描述的那么原始了吧?即使还用同样的方法,至少采样密度应该比过去密多了,而且多年积累下来,其数据量也相当可观。在这样的数据基础之上得出“卵砾石量远远不会到一亿吨”的结论,应该比黄老当年的估计更有说服力吧?

还有:黄老当年用的方法,现在的科学家未必没在用。如果大家用同样的方法,但使用的采样数量不同,我更倾向于相信在大量采用数据基础之上的结论。黄老也许当年提出的方法是先进的,但苦于缺少大量的采样数据,因此未必能得出比当今科学家更准确的结论。

讨论
家园 黄老是水库里取的样,比从流水中取样准确

详细的解释见我对【明日枯荷包】的第二个回复帖子不是,黄老称用四地的实测数据,而非仅都江堰

不过建议你从【明日枯荷包】的质疑帖子这里有一篇长江水利委员会水文局的文章开始看,这样对黄老和水利局双方关于卵石量的整个辩论会清楚一些。

现在的采样方法的研究,正如我转的最近的一篇论文描述的一样,仍然没有形成新的更准确的方法,取样位置和数学模型还是不确定的。所以,我猜测仍然沿用黄老所反对的取样方法,或者压根就没有合适的方法(如果学术界和应用单位肯承认这个方法不可靠的话)。这大概也是为什么泥沙公报的数据不包括推移质(就是卵砾石)的原因。

如果水利界按照黄老的方法去测算卵石量,只要这些年长江上游地质水文没有大的变化,结果显然不会跟黄老的结论差太多,这无异于自己跟自己过不去,所以他们不会(公开)采用黄老的测算方法的。

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