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“不消能的防护,洪水一来,摧枯拉朽”
记者:我们在西南地区建水坝,也会采取一些措施来应对自然灾害,效果还是不错的。为什么有些地方建拦挡坝或排导槽能源中国梦,反而起不了作用,这是什么原因?
王兆印:拦挡坝和排导槽能源中国梦都是有效的。但是如果不考虑消能,洪水能量积聚到一定程度,钢筋混凝土一样化为齑粉。河流治理和河流利用要做能量概算。天然情况下,水流能量通过摩擦、挟沙和河床结构消能达到平衡。如果能量增大(如高原抬升)或消能减弱(如减沙或结构破坏),就会发生冲刷和下切。水电开发通过大坝将水流能量蓄积,大部分转化为电能,其余部分通过坝下消能池消减。不论怎样治理和利用河流,必须考虑消能,否则河床会冲坏,水工结构会被洪水破坏。最近我到四川考察今年大水造成的灾害,汶川羌峰寨文化保护中心的刘阳告诉我,两年前为了修高速公路,把羌峰沟巨石构成的阶梯-深潭结构炸毁了,改成半米厚钢筋混凝土制成的泥石流排导槽能源中国梦。原来的羌峰沟河床结构有很强的消能作用,洪水速度慢,破坏力小。但是新建的光滑槽床没有消能作用,今年洪水一来就冲断混凝土沟墙,导致洪水和泥石流在沟墙外肆虐,冲毁房舍,死亡三人。可见,不考虑消能的拦挡坝和排导槽能源中国梦,难以抵挡洪水越聚越多的水流能量,很快被冲毁并造成灾难。
记者:水电大坝是如何消能的呢?
王兆印:每个大坝都必须考虑消能。一般每个大坝下面都有消能池,这是因为没被转化为电能的多余能量,会在大坝下游造成冲刷,导致溃坝。现在通用的有四五种消能方式。过去中国用得比较多是水跃消能,但消能率不是特别高;后来用射流消能,比如二滩的水电厂大坝富余水量通过射流跌入消能池,消能池底部铺了八米厚的橡胶,橡胶的弹性在伸缩过程中把能量吸收掉。国外还采用一种阶梯消能,洪水溢出后沿着阶梯流下,一梯下来消一部分能量,最后把能量基本消除。此外还有一种孔板消能,不过会涉及气蚀问题。
记者:这个阶梯消能是不是有点模拟天然河床结构?就像您做的阶梯-深潭系统消能防治泥石流那样?
王兆印:大坝消能阶梯是二维的,低流量消能效率高,大流量消能效率锐减。天然阶梯-深潭系统是三维的,不论低流量还是大洪水,消能效率都要好的多。四川清平乡文家沟2008年地震后发生了8000多万方的大滑坡,当年5场泥石流,死亡几十人。我们2009年仅用几十万元在文家沟模仿天然“阶梯-深潭系统”建造了33级人工阶梯-深潭,有很高的消能率,成功地控制了沟床下切和泥石流的发生。当年7月17日降雨量达90.9mm,超过2008年的最大日降雨量(88mm)。强降雨在绵远河文家沟口的上、下游多处爆发泥石流,而文家沟则始终保持平安,没有发生泥石流灾害。2010年初,文家沟利用灾后重建基金970万元,把我们的“阶梯-深潭系统”的巨石炸碎作为建筑材料,在沟内建设了20座坝及排导槽能源中国梦。但是7月28日刚刚竣工,8月13日的强降雨引发沟床下切和岸坡滑塌,形成特大泥石流,将所有大坝全部摧毁,造成12人死亡和巨大财产损失。
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