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如果打开三峡大坝全部闸门,将里面的水全部放光,共需要多长时间

说起三峡,最出名的一定是李白的那首峨眉山月歌:“夜发清溪向三峡,思君不见下渝州。”接下来就会让人联想屹立在水中的三峡水电站

三峡水电站是我国最大的水电站,到2020年底,三峡水电站一共发电13541亿千瓦的电量,这么大的水电站,如果要将里面的水全部都放光,需要用上多长的时间呢?

如果打开三峡大坝全部闸门,将里面的水全部放光,共需要多长时间

这个问题虽然看起来很疯狂,但想要知道这个问题的答案也并不是那么困难的事,当然,想要知道问题的答案,解题前的工作不能少做。

新中国成立之后,毛主席来到湖北武汉视察,也正是在这里创作出了脍炙人口的《水调歌头》,也表达了对修建三峡大坝的构想。

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1958年,中共中央通过了周恩来总理主持的《关于三峡水利枢纽和长江流域规划的意见》,在1992年,第七届全国人民代表大会第五次会议通过了《关于兴建长江三峡工程的决议》,自此,三峡大坝的修建工程才正式有了修建文书

工程选定在了在湖北省宜昌市境内的三斗坪,目标是修建一座长2335米、底座在115米、顶宽40米、海拔高度在185米的巨型大坝,三峡大坝在建成之后会形成一个长达600KM,宽度达到1.1KM的巨型水库。

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了解完大坝修建过程,回归正题。知道了三峡大坝的基本数据,想要计算出水全部放光的时间,我们还需要知道几个数值,三峡水电站有多大,下泄流量多少。

首先水库的蓄水高度是在175米左右,总面积在1084平方千米,总库容积393亿立方米,在21年9月份三峡水电站启动了175米蓄水工作,待蓄68亿立方米的水量。剩余的200多亿立方米的空间留作防涝的准备。

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了解完三峡水电站的水库容积,还需要知道三峡水电站的下泄量,三峡大坝一共有54个闸口,有23个闸口的宽度在9米左右,另外的22个闸口直径在8米左右,除此以外还有辅助排水口9个

由于需要控制闸口放水的速度和流量,闸口排水的速度是由计算机进行控制,进行调节。把水放光所耗的时长是一道理想的题目,所以排水的速度也以理想的最大下泄流量来进行计算。

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如果闸口都开到最大,不对水的流速进行控制,最大下泄量可以达到10万立方米每秒。现在只需要将393亿立方米的水库总容量除以每秒的下泄速度数值就可以了,排水一共只需要4-5天?

问题没有这么简单,在理想状态下,我们是将水库看作容积恒定不变的物体,但实际情况中,三峡水电站还会有来自长江的水流源源不断地汇入水库。长江上游的流量大约在1.5万立方米每秒,闸口的流速为10万立方米每秒。算下来,放光蓄水需要5到6天的时间。

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算完大坝排空水量的时间,是不是很惊讶呢?一来大坝容积这么大,是如何能够抵挡住这么大的水流压力,将水流拦截下来的呢?还有大坝的作用仅仅是发电吗?

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能够容下这么大压力的水流,与大坝的外形构造是息息相关的。现在我国大坝的外形主要有四种,分别为土石坝、拱坝、重力坝、支墩坝

我们的三峡水电站就采用的是重力坝的结构,这种水坝的横截面看起来很像是一个下宽上窄的三角形,而侧面则是梯形。那有人要问了,为什么要把大坝侧面修成梯形的呢?

大坝会受到水流的横向压强,压强的大小与水的深度成正比,也就是说,大坝底部受到的压强会比大坝上面受到的压强强很多,因此大坝的梯形结构既能抗住水底的压强又可以适当的节省材料。另外上窄下宽的形状还可以使大坝底部面积所受的压力减小,减轻大坝底面的负担使大坝的根基更为牢固。

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大坝的作用仅仅只是发电?如果你这样以为,那格局未免太过狭隘了。从三峡大坝自它诞生之初,就被给予了厚望。

首先,三峡大坝能够使用环保的方式发电,不烧油,不用煤炭,只是利用了水自然而然的动力来造福人类,且大坝的发电量早已达到一万亿千瓦,一万亿千瓦是什么概念?这个电量足以支撑一亿户普通家庭使用6年左右

其次,大坝还能调节洪水灾害,这也是大坝修建以来最重要的任务。

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每年的汛期,大坝都会空出一部分的空间用来蓄洪,在经过大坝的拦截后再泄洪,能够有效地消减洪峰,保障长江中下游地区的居民的安全稳定,给人们的生活提供了重要的保障。

另外,三峡大坝的水库能够储存水资源,为中下游地区的生活提供了水资源的保障,且水库现在已经成为了许多濒危鱼类的温床,所以三峡大坝不仅仅拥有着水库,还拥有着“鱼库”。

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除此以外,三峡大坝还复活了一条黄金交通枢纽,长江水道。

虽然长江在大河中能位居第三,但是它的水运并没有得到充分的发展,自三峡大坝蓄水以来,工程改善了水道的通航条件,为长江一带的建设和发展做出了重要的贡献。

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三峡大坝不仅仅只是中国最大的大坝,也是全世界最大的水利工程。它给中国的发展带来了巨大的影响,无论是电能源,水资源还是对水路交通、周围地区的经济,三峡大坝的贡献都是巨大的。

感谢许多年前伟人的决定,也感恩于为三峡大坝的修建投入许多的劳工与工程师们。他们的贡献是巨大的,他们的智慧与才华以大坝为勋章,留在了这片美丽的土地上。

参考文献:

[1]杨晨南,睡大宝.“世界第一”的跨世纪工程[J].奇妙博物馆,2021(05):30-32.

[2]王维思,Chris,李乐神,何夕,肖艺九,郑家裕,朱峥,徐昱.三峡大坝:举世瞩目的“国之重器”[J].课堂内外(高中版),2021(01):38-39.

[3]张树奎,鲁子爱,张楠.三峡水库蓄水对库区降水量的影响分析[J].水电能源科学,2013,31(05):21-23+62.

[4]吴杰芳,张林让,陈敏中,张晓平,曹晓丽,石运深.三峡大坝导流底孔闸门流激振动水弹性模型试验研究[J].长江科学院院报,2001(05):76-79.

作者:小果 校稿编辑:小宛

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