三峡水库有多少水

三峡水库到底有多少水呢?百度一下,立刻就可以查到是393亿立方米。我想,提问者或者其他读者其实并不关心这个数字,而是这个数字的可靠性,为什么是393亿?不是300亿,也不是400亿?这个数字是真实的吗?

可以明确的告诉大家:这个数字是计算所得,即使有所偏差,但也在一定范围之内,是真实可信的。

我日常是做工程设计的。在工作中,经常会碰到这样的业主,对于这些貌似很精确的数字总是十分感兴趣,同时也保留怀疑的态度。头条问答中关注此类问题的朋友,也更多不在意数字的大小,更关心的是数字是如何计算出来的。

解答之前,我们先来回顾一下三峡的数据。和库容相关的主要数据是坝顶高程185米,蓄水位按照175米考虑。计算库容393亿立方米,其中防洪库容221.5亿立方米。三峡的坝顶总长有3035米。

三峡水库有多少水图1

库容涉及两个方面的工作,首先得精确的测量、建模。再就是如何计算。

1、计算方法

水库库容的计算方法比较复杂。我们可以用简单的打比方来说明它的基本原理。计算方法大致有两种。

1)等高线法。(我们可以戏称为大饼法)

三峡水库有多少水图2

看到图中一圈圈闭合的线了吗?这就是等高线。三峡蓄水位175米,我们假设水库底是0米,那么就有175圈等高线。那么最上面的第一个外圈到里面第二圈的高差就是1米。我们可以假象整个水体是174层大饼叠加在一起,每1层大饼的高度都是1米。当然一般情况下,是第一层大饼最大,下面逐渐缩小,就像是一个上大下小的大饼堆。

我们可以约略的计算最高层水的体积=第2圈的面积*1米。以此类推,再计算第二层大饼的体积,最后累计下来就是整个三峡的库容了。当然这样计算的水量会略微少点,我们也可以 把每层大饼当作一个梯形来看待计算体积。

2)等四棱柱法(我们戏称为筷子法)

三峡水库有多少水图3

找不到水库这样的三维图,只能拿一座山的倒过来看了。

大致思路是:我们在175米水位(水面是平的)上把第一层大饼分成1米见方的格子。假设这一层大饼的面积是1个亿。那么有1个亿的格子。每个格子对应的水深是1米~175米之间,(假设最低处水深是0米),我们看到岸边的水深如果是1米,那么这个格子水的体积=1平方米*1米。中间某些格子的水深是175米,那么体积=1平方米*175米。我们把1个亿的立方体的体积累计下来,就是三峡的库容了。

我们可以假象就是1亿支1米见方的筷子插在水库里,他们的顶部就是175米水位,都是平齐的,但向下的长度各有不同,只要触底就可以了。

现在大家发现了,哇,计算方法真的挺简单。大家都能够理解吗?

2、测量和建模

计算方法很简单。其实,现在计算起来更简单。因为我们不需要自己计算了,只要测量精确,建立一个类似上图的精确的三维模型,软件都会帮你计算好的。

所以,精确的测量是十分重要的。很久以前,测量是一项十分艰苦的工作。大家必须扛着各种仪器,跋山涉水去完成测量工作,这里就不再详述了。现在有了无人机、卫星可以做到很精确的测量和地形扫描,从而大大提高了精确度,也减少了很多工作量。也有相应的软件工具,可以借助计算机很快的生成三维模型。

说到这里,估计大家也看累了。那么这样的库容计算有必要吗?我们拦一座坝,把水收起来就可以了,为什么要这么麻烦去做测量算库容呢?

水库的库容有很多用处。譬如我们知道水库上游要下雨了,气象学家根据汇水面积和暴雨强度大概算出要下20亿的雨下来。那么大坝管理人员就可以提前放水,空出相应的库容(每年的暴雨来之前,三峡都会提前泄洪),如果我们现在是175水位,通过计算得知降到165就可以了。又比如,我想把165的水位降低到155,可以计算出水量是15亿,我们就可以根据水量算出会造成下游水位或水速变成多少,从而控制泄洪速度并通知下游做好准备。诸如此类等等。

三峡水库有多少水图4

先说结论:

总容量393亿立方米,正常水位175米。

有多大呢?直观的对比一下,其它著名水库和湖泊的容量:

新安江水库(千岛湖)178亿立方米,最大水深97米,平均水深34米。

太湖,44亿立方米,平均水深3米。

鄱阳湖(中国最大淡水湖)276亿立方米。

青海湖(中国最大咸水湖)1050亿立方米。

长江三峡水利枢纽工程,常简称三峡工程或三峡大坝,是我国长江上游段建设的大型水利工程项目。分布在重庆市到湖北省宜昌市的长江干流上,大坝位于三峡西陵峡内的宜昌市夷陵区三斗坪,并和其下游不远的葛洲坝水电站形成梯级调度电站。它是世界上规模最大的水电站,是中国有史以来建设的最大的水坝。总投资近2000亿元。

三峡水电站的机组布置在大坝的后侧,共安装32台70万千瓦(700MW)水轮发电机组,其中左岸14台、右岸12台、右岸地下6台,另外还有2台5万千瓦的电源机组,总装机容量2,250万千瓦,年发电量约1,000亿千瓦·时,相当于计热电发电效率后燃烧标煤0.319亿吨的发电量,年直接减排二氧化碳0.858亿吨。2020年全年累计发电量1118亿千瓦时,超过南美洲伊泰普水电站于2016年的1030.98亿千瓦时,创造了单座水电站年发电量的世界纪录。

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