三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?

  三峽大壩是當今世界最大的水利發電工程。

  三峽大壩總長度為2308米,高度為185米,相當於60層樓高,可以儲存約393億立方米水量。2020年6月21日三峽電站34台機組全部併網發電,實現2020年首次全開運行,日發電量接近4億度。

  然而這樣一座超級工程,有可能會被超歷史大洪水沖垮嗎?

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  三峽大壩的設計

  想要看三峽大壩有沒有可能被超歷史洪水沖垮,我們首先要看它的設計結構。

  三峽大壩是一座混凝土超重力大壩,在修建大壩時,共使用了2千8百萬立方米的混凝土,相當於把直徑1米的混凝土實心管道繞地球赤道一圈。

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  但是使用混凝土作為大壩有一個難題需要解決,那就是混凝土的材料是水泥、水和骨粉等材料,然而水泥遇到水時,會向外散發熱量。此時會導致生產出的混凝土外部温度已經冷卻,但內部的温度仍舊很高,當內部高温的混凝土向外散發熱量時,會導致大壩的外部出現裂縫。

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  為了解決這個問題,在過去時,人們是將大壩分割成若干個小塊,等每一塊混凝土幹掉後再用混凝土將它們產生的縫隙組裝在一起。

  而修建胡佛大壩時,設計師採用了用水冷卻的方法,在大壩內部修建了許多管道,讓低温的水流經大壩內部,當大壩修建完成之後,再用水泥澆灌到這些管道內,就可以保證大壩不會出現裂縫。

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  我國的三峽大壩沒有采取這樣的措施,而是先冷卻了骨料、建材和砂石,然後再將水泥放進去攪拌,在攪拌的過程中放入了大量的冰塊降温。

  除此之外,在修建過程中,大壩還用到了噴霧車,不斷向工地噴灑水霧。這是因為水霧能夠減少太陽光線直射到建材上,從而使材料温度上升較慢。

  當大壩內外温度一致時,此時大壩的強度就能夠支撐起洪水的沖洗,而不會被洪水衝擊後散架。

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  大壩如何攔截超大洪水

  雖然大壩設計的高度非常高,但如果遇到千年甚至萬年一遇的大洪水時,也有可能會淹沒大壩,那此時大壩有可能會被沖毀嗎?

  事實上,真的有大壩被洪水淹沒後被沖毀了。

  1889年,美國賓夕法尼亞州遭遇特大暴雨,暴雨持續了24小時左右,此時大壩的水位已經達到了大壩的壩頂。很快,大壩已經無法攔截洪水,此時洪水漫過大壩,朝着下游流去。

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  而在此時,大壩被沖垮了,水庫內的水在45分鐘內就排出了2千萬噸,瞬間淹沒了下游的小鎮,導致當地2209人遇難。

  之所以洪水漫過壩頂之後會沖毀大壩,是因為大壩的高度非常高,當壩頂的水流從高處向下流去時,此時會積攢非常多的勢能,使水流能夠沖毀大壩前面的地基,當水壩失去基底時,此時大壩就會向前傾倒,用不了多久就會全面倒塌。

  為了避免這個災難再次出現,後來人們在修建大壩時,會在大壩前修建一個斜坡,並且在斜坡的前面增加一個擋板一樣的東西。

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  此時,當壩頂的水流向下流淌時,水會順着斜坡流下,在遇到擋板後會形成翻滾的漩渦消耗了水的勢能,這樣即使水再落下,能量也不高,不會破壞大壩的基底了。

  我國三峽也是如此,三峽大壩的泄洪口有一個類似於擋板一樣的東西。當三峽大壩需要開閘泄洪時,此時工程師們會打開相應的閘門,水流會順着泄洪口傾瀉而下,然後遇到擋板一樣的斜坡時,會向上形成噴射,並在空中形成一個個小水珠,使得水勢能減少,不會破壞壩底。

三峽大壩能被超大洪水沖垮嗎?
  如果三峽遭遇超大洪水,並且洪水漫過大壩頂部時,此時漫過頂部的水流也會通過這樣的設計流入到下游,不會沖垮大壩。

  不過要注意的是,三峽大壩的設計是按照當地歷史上最大洪水量來設計,並且超過了歷史最大洪水量。所以三峽大壩能夠遇到超過大壩壩頂的洪水幾乎不可能,但即使發生了,也不會沖垮大壩。

  另外,三峽大壩的設計抗震能力為十級,所以用“固若金湯”來形容三峽也不為過。

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