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揭密-三峽大壩的科技秘辛

文/ 乾燥花 2020-09-18 10:47:31

  大陸今年7月進入汛期後,長江流域降雨頻繁,72日至817日,這1個多月時間共「5次編號洪水入庫」,洪水間隔短、連續多峰,三峽大壩持續挑戰著不可能的任務。面對第一次達到每秒75,000立方公尺的最大洪峰,三峽集團直言這是「三峽工程面臨建庫以來最大的考驗」。

中國西南遭70年一遇洪水侵襲,樂山大佛腳趾首度被淹

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2003年建庫後最大考驗 

  天氣瞬息萬變,位於長江上游的三峽大壩牽涉面廣,面對歷史上少見的汛期,應當洩洪多少、何時洩洪、需要預留多少庫容,這都是仰賴科學才能做到。三峽集團長江電力梯調中心水文預報主任郭樂指出,一切基於「預報」。如果沒有預報,根本無人能面對建庫後最大洪水的抵達,這次每秒75,000立方公尺的洪鋒數值,就是提前48小時預報得出來的。

8月19日官方預報圖

8月19日官方預報圖

動態防洪

  這個概念簡單來說,就是「不將洪水一直攔在水庫中」,而是透過科學及數據,制定一系列的調度配合方案,讓三峽大壩的樞紐間彼此配合,讓水庫能夠維持正常運作。當洪水來臨時,結合中下游情勢,並讓水庫維持在防洪限制水位內;而洪水通過後,把握中下游情勢好轉時,適時洩洪以騰出庫容,準備應付下一次洪水來臨。

格點化預報模式

  要做到「動態防洪」,遙測站所提供的雨量、水位、流量等關鍵資料是非常重要的,在每一位預報員的電腦裡,都會有這樣一個長江流域水雨情資訊系統,上面的遙測站將雨量、水位、流量等關鍵資料,每隔10分鐘傳入預報系統,郭樂指出,他們採用的是「格點化預報模式」,相當於把長江流域分成許多小格子,結合地形圖,來預測接下來這些水量的走勢,在空間上格子越小,時間上頻次越高,整體來說雨水預報就會更精準。

  目前接入系統的遙測站點共有1.1萬多個,其中屬於三峽集團的遙測站有642個,對比台灣中央氣象局西部遙測站175個,數量高出許多,因此,這數量已經相當於一個獨立的氣象台,能提供足夠的資料來判斷目前流域狀況,以此做到「動態防洪」。

水勢預測圖

水勢預測圖

歷史最高-每秒75000立方公尺洪峰

  8月15日至17日連續強降雨影響,長江上游之流岷江、沱江、涪(ㄈㄨˊ)江等多條支流,出現歷史性洪峰流量。8月20日至8時,至2003年建庫以來的最大洪峰抵達三峽樞紐工程,高達「每秒75,000立方公尺」。

  每秒75,000立方公尺是什麼概念?同等流量約3分鐘灌滿一個西湖,如果放到石門水庫,約47分鐘就會將水庫灌滿。三峽集團流域樞紐運行管理中心高級工程師高玉磊表示,如果沒有三峽工程,中下游防洪壓力和緊張局面難以想像,據時荊江分洪區必須啟用,分洪區內60萬人口要轉移, 49.3萬耕地及10萬畝水產養殖面積將被淹沒。

長江水系分布圖

長江水系分布圖

刷新多項紀錄

  本次洪水過程,創造了建庫以來的多項紀錄:最大洪峰、最大攔蓄流量、首次洪水橙色預警,能夠安穩的度過這些考驗,來自硬核的科技支撐。氣象水文預測預報部門,被譽為防汛工程的「參謀部」,實屬實至名歸,這次紀錄,將成為展開樞紐防洪、電力生產、工程建設的重要保證。

參考資料:中央氣象局四十券第一期、長江水文網、中時電子報-科技神算三峽大壩挺過來了

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