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1870年长江流域发生了怎样的特大洪水?


    1870年(清同治九年,庚午年)洪水是长江上、中游的一次特大洪水。自1153年以来的849年间,在调查到的8次历史大洪水、实测到的20世纪5次大洪水中,以1870年的洪水最大,实属历史上罕见的大洪水。
    1870年7月长江上游特大暴雨发生之前,中下游地区连续降雨。6月,江西鄱阳大雨,湖南沅江上游及资江大雨;湖北汉江暴雨成灾,从而抬高了长江中下游江河湖泊的水位。7月中下旬,暴雨进入长江上游地区。7月13日至 19日,嘉陵江中下游和长江干流重庆至宜昌区间发生了一次历史上罕见的大暴雨。7月17日至19日,暴雨缓慢移到汉江,又东移至宜昌至汉口区间和洞庭湖地区,使长江上游的洪水出峡后与中游洪水及汉江洪水恶劣遭遇。
    这次暴雨范围广、强度大、历时长。整个暴雨过程约为7天,经模拟分析,7天暴雨量200毫米以上的笼罩面积达16万平方公里;文献中有“猛雨”、“雨如悬绳”、“狂风雷雨,连日不息”等形象性记载,是对暴雨强度特大的真实写照。
1870年6月夏汛期间,长江中游连续降雨,江、湖、洼地底水已丰厚。7月份,随着暴雨进入长江上游地区,嘉陵江发生罕见大水,北碚站洪峰流量达57300立方米/秒( 1981年洪水流量为44700立方米/秒),嘉陵江大洪水和金沙江洪水在重庆相遇,形成长江干流特大洪水,寸滩站水位达196.15米,洪峰流量达100000立方米/秒(1981年洪峰水位 191.42米、流量为 85700立方米/秒),宜昌站水位达59.50米、洪峰流量达105000立方米/秒,15天洪量为975.1亿立方米,30大洪量为 1650亿立方米。上游洪水与中游洪水恶劣遭遇后,泛滥成灾,经过宜昌至汉口区间的江槽、河、湖等调蓄后,至汉口附近归入江槽。汉口站洪峰水位为27.55米、流量为66000立方米/秒,30天洪量为 1576亿立方米。
    1870年长江特大洪水,灾情十分严重,损失之巨,范围之广,为数百年所罕见。主要受灾地区为四川、湖北、湖南等省。
    四川省“六月间(农历)川东连日大雨,江水陡涨数十丈,南充、合州(今合川、江北、巴县、长寿、涪州(今涪陵)、忠州(今忠县)、丰都、万县(今万州)、奉节、云阳、巫山等州县,城垣、衙署、营房、民田、庐舍多被冲淹,居民迁徙不及亦有溺死者。”嘉陵江畔的合川县“大水入城深四丈余,仅余缘山之神庙、书院、民舍数十间,水连八日,迟半月水始落,房屋倾大半,未倾者污淖充塞,腥腐逼人,历两月之久,稍可居人,满城精华一洗成空,十余年未复元气。”  长江干流上的丰都县“全城尽没,水高于城数丈,仓谷漂失,官、民宅半为波涛洗去。”三峡入口处的奉节县“城垣、民舍淹没大半,仅存城北一隅,临江一带城墙冲塌崩陷,人畜死者甚众。”
    湖北省长江南岸大堤在松滋县被水冲决形成松滋口,洪水直泻洞庭湖,洪道所及,荡然无存;北岸大堤在监利决口加之汉江决口,荆北及江汉平原一片汪洋,“衙署、庙宇、居民、田禾淹没无算,为数百年未有之奇灾”。全省30州县及武昌等广大地区遭受严重洪水灾害。
    湖南省饱受长江溃口之害,安乡、华容水从堤头漫过,龙阳、湘阴围堤尽溃,无一存者,田禾淹没,庐舍漂流,灾情历年以此为最。洞庭湖区各州县皆大水为灾,全省20余州县遭受严重洪灾。
    江西省萍乡、九江、南昌、鄱阳、德安、瑞昌大水,安徽桐城、宿松、建德、铜陵、寿州、和州、黄池、无为大水,“蚊水冲毁田庐,圩堤漂没一空”。至长江下游的江苏、上海、浙江洪水不大,灾情较轻。1870年洪水灾害与 1931、1935、1954年洪水灾害相比,范围广、灾情重,为我国历史上所罕见。


1931、1935、1954、1998年长江流域发生的4次洪水造成了怎样的灾害?


    1931年7月,长江中下游连续降雨近一个月,雨量超过常年同期雨量两倍以上,江湖洪水满盈。7月下旬长江中下游梅雨结束后,雨区转向长江上游,金沙江、岷江、嘉陵江发生大水,以岷江洪水最大。川水东下与长江中下游洪水相遇,造成荆江大堤下段漫溃,沿江两岸一片汪洋,54个县市受灾,受淹农田5090万亩,受灾人口2855万人,损毁房屋180万门,因灾死亡14.52万人,灾情惨重。武汉三镇,平地水深丈余,陆地行舟,商业停顿,百业俱废,物价飞涨,瘟疫流行,受淹时间长达133天。
    1935年7月3日至7日的5天内,三峡区间南部以五峰为中心,北部以兴山为中心,发生了紧相衔接的两次特大暴雨。五日暴雨量实测值以五峰1281.8毫米为最大,是我国著名的“357”暴雨(即1935年7月暴雨)的最大暴雨中心。兴山暴雨中心的五日暴雨量也达 1084毫米。由于暴雨急骤,致使三峡地区、清江、澧水、汉江洪水陡涨,来势凶猛,荆江大堤沙市以上得胜寺、横店子,沙市以下麻布拐相继溃口,荆州、沙市、监利、沔阳、枝江、松滋、石首均成泽国,“纵横千里,一片汪洋,田禾牲畜,荡然无存,十室十空,骨肉离散,为状之惨,目不忍睹”。江汉平原53个县市受灾,受淹农田2264万亩,受灾人口1003万人,因灾死亡14.2万人,损毁房屋40.6万间。由于这次洪水的洪峰流量大而洪水总量较小,故长  江中下游干流两岸灾情比1931年为小。
    1954年6月中旬,长江中下游发生三次较大暴雨,历时9天,雨季提前且雨带长期徘徊于长江流域,直至7月底流域内每天均有暴雨出现,且暴雨强度大、面积广、持续时间长,在长江中下游南北两岸形成拉锯局面。8月上半月,暴雨移至长江上游及汉江上中游。由于在上游洪水未到之前,中下游湖泊洼地均已满盈,以致上游洪水东下时,渲泄受阻,形成了20世纪以来的又一次大洪水。百万军民奋战百天,并相机运用了荆江分洪区和一大批平原分蓄洪区,才保住了武汉、黄石等重点城市免遭水淹,确保了荆江大堤未溃决。但洪灾造成的损失仍然十分严重。受灾农田4755万亩,受灾人口 1888万人,因灾死亡3.3万人,损毁房屋 427.6万间。武昌、汉口被洪水围困百日之久,京广铁路一百天不能正常通车。
    1998年,长江又一次发生了全流域型特大洪水。洪水发生早、来势猛。5月中旬,长江中下游大范围降雨,湘江中上游和汉江中下游降中到大雨;6月中下旬,长江中下游大部分地区降中到大雨和暴雨,江河水位迅猛上涨,初步形成和长江上游来水相互顶托之势;6月下旬末,长江上游和三峡区间发生持续数日的大到暴雨;7月2日,宜昌出现第一次洪峰,上中游洪水相互遭遇,全流域型洪水从此开始。长江干流接连出现8次洪峰。7月中下旬,中下游水系的大洪水使洞庭湖、鄱阳湖迅速蓄满,湖水位超过历史最高水位,中下游江段水位进一步抬升,上游洪峰的来水使中下游江段水位更加抬升。长江干流沙市至九江江段,水位多次超过历史最高水位0.55~1.25米;沙市水位曾3次超过1954年的历史最高水位44.67米,最高达45.22米。从6月中旬至9月7日,长江干流沙市、监利、螺山、汉口、九江水位超过警戒水位的天数长达57~76天,监利至螺山、武穴至九江江段超过历史最高水位的天数长达40多天。宜昌、汉口水文站实测7、8月份洪水总量均超过1954年。1998年长江流域特大洪水,虽然洪峰次数多、洪峰水位高、持续时间长,但与20世纪前几次特大洪水相比,造成的灾害最小,耕地成灾面积4002万亩,倒塌房屋81.2万间,死亡1320人。


造成长江中、下游洪水灾害的洪水有几种类型?


    长江洪水由暴雨形成,一般年份,上游和中下游洪水相互错开,不致形成威胁中下游平原区的大洪水;若上游及中下游雨季重叠,或上游发生特大暴雨,洪水相互遭遇,中下游就会出现较大或特大洪水。
    长江中下游发生洪水灾害的根本原因是,上游干流及中游支流洪水来量大,中游没有一个有足  够容积的调洪、滞洪场所,而且河道渲泄能力又不足,当洪水来量超过河槽安全泄量时,势必造成堤防溃决,洪水漫流而成灾。
    造成长江中下游洪水灾害的洪水主要有以下三种类型:一是全流域型洪水,由全流域范围内持续暴雨而形成,如1931年、1954年、1998年洪水;二是上游型洪水,由金沙江、岷江、沱江、嘉陵江、乌江及三峡区间上段的持续暴雨而形成,如 1788年、1860年、1870年洪水;三是中下游型洪水,由三峡区间下段、清江、汉江、澧水的持续暴雨而形成,如 1935年洪水。
    多年的实测资料表明,无论哪种类型的洪水,宜昌以上即长江上游的洪水来量都占长江中下游洪水的主要部分。据统计,长江主汛期7、8两个月的多年平均洪水总量中,宜昌以上洪水来量占枝城洪量的95%,螺山(位于荆江与洞庭湖出流汇口城陵肌的下游)洪量的61%~79.5%,汉口洪量的55.4%~76.2%。即使中下游型的1935年洪水,7、8两个月宜昌水文站实测的洪水总量仍分别占螺山洪量的64. 9%,汉口洪量的55.1%。由此可见,利用三峡水库的防洪库容221.5亿立方米,有效地调节并控制宜昌以上洪水来量,减少下泄流量,不仅可以保证荆江河段的行洪安全,而且对城陵矶、洞庭湖区、武汉等地的防洪安全也有较大作用,还可以大幅度减少分蓄洪损失。


防治长江中下游洪水是兴建三峡工程首要出发点吗?


    在我国古代,云梦泽一直是滞蓄长江洪水的天然场所。云梦泽消亡后,洞庭湖替代云梦泽成为又一个滞蓄长江洪水的天然场所。因此,当时长江中下游“洪水过程不明显,江患甚少”。但随着泥沙的不断淤积,洞庭湖的水面面积和容积日渐萎缩,使其滞蓄长江洪水的能力大力削弱。这就逼使大量洪水直接从荆江河槽下泄。然而,时至今日,荆江河段的安全下泄流量(包括分流入洞庭湖的流量)只有6万~6.8万立方米/秒。因此,每到汛期,荆江河段的洪水水位高出两岸地面6~10米而形成“悬河”,时时威胁着洞庭湖区和江汉平原1500万人民生命财产和2300万亩耕地的安全。
    兴建一个能够调蓄长江洪水的水库,使其能像云梦泽和洞庭湖一样来滞蓄和调蓄长江洪水,使长江中下游免遭洪水灾害。在荆江河段上游,通过大量的勘探、测量与科研,寻找了几十年,论证了几十年,终于找到了理想的坝址,并决定兴建三峡水利枢纽工程。因此说,兴建三峡工程是历史的必然,防洪是兴建三峡工程的首要出发点。


三峡工程有哪些显著的防洪效益?


    三峡工程正常蓄水位175米时,有防洪库容221.5  亿立方米,防洪效益及其连带的环境效益十分显著。对长江中下游地区的主要防洪作用有:
    l)如遇“千年一遇”或类似1870年特大洪水,枝城洪峰流量达11万立方米/秒时,经三峡水库调蓄后,枝城流量可不超过71700-77000立方米/秒,配合运用荆江分洪工程和其它分蓄洪区,可控制沙市水位不超过45米,可使荆江南北两岸、洞庭湖区和江汉平原避免发生毁灭性灾害。
    2)可使荆江河段防洪标准从“十年一遇”提高到“百年一遇”,即遇到不大于“百年一遇”洪水时,经三峡水库调蓄后,可控制枝城流量不超过56700立方米/秒,沙市水位不超过44.5米,可不启用荆江分洪区和其它分蓄洪区。
    3)提高了对城陵矶以上洪水的控制能力,配合丹江口水库和武汉附近分蓄洪区的运用,可避免武汉市汛期水位失去控制,不但提高了武汉市防洪调度的灵活性,还对武汉市防洪起到保障作用。
    4)减轻了洪水对洞庭湖区的威胁。三峡工程能有效控制上游来水,减少汛期分流入洞庭湖的洪水和泥沙,不但可有效减轻洪水对洞庭湖区的威胁,还可延缓洞庭湖泥沙淤积速度,延长洞庭湖寿命;可对澧水洪水进行错峰调节,减轻其下游的洪水灾害;并为洞庭湖的治理创造了条件。
    5)增加了长江中下游防洪调度的可靠性和灵活性,便于更好地应付各种情况。例如:若遇特大洪水需要运用分蓄洪区时,因有三峡水库拦蓄洪水,即可为分蓄洪区人员转移、避免人员伤亡赢得时间。
    据1991年调查资料综合分析,按1992年价格水平计算,三峡工程防洪多年平均直接经济效益为每年22~25.2亿元。另据计算,若遇1870年特大洪水时,直接经济效益为:可减少农村淹没损失510亿元,可减少中小城市和城镇淹没损失240亿元,减少江汉油田淹没损失19亿元,以上3项合计为769亿元。除直接经济效益外,还可避免因大堤、垸堤溃决而造成的大量人口伤亡;避免洪水对武汉市的严重威胁,避免京广、汉丹等铁路干线中断或不能正常运行;避免灾区的生态与环境恶化,疾病流行,传染病蔓延;避免洪灾带来的饥荒、救灾、灾民安置等一系列社会问题,这些显著的环境效益是很难用经济指标具体表示的。


三峡水电站是怎样发出强大电力的?三峡水电站是世界上最大的水电站吗?


    水利水电枢纽在大坝建成、水库蓄水后,大坝上游水库内的水位与大坝下游的水位不一样高,就形成了一定的水位差,专业术语称其为“水头”。具有一定水头和水量的水流,通过压力钢管冲动水轮机,和水轮机在一根主轴上的发电机也就跟着转动  起来,即发出了强大的电力。也就是说,水库内的水的位能转变成水轮机的动能,水轮机的动能再转变成发电机发出的电能。
    三峡水库正常蓄水位175米时,大坝下游的最低水位为62米,则三峡水电站的最大水头为113米;汛期限制水位为145米时,大坝下游的最高水位为74米,则三峡水电站的最小水头为71米,一年内的加权平均水头为90.1米。三峡工程第11年第一批机组发电时的上游水位为135米,汛期大坝下游的最高水位为74米,则三峡水电站初期运行时的最小水头为61米。单机容量为70万千瓦的水轮发电机组,额定工况下每秒钟需要通过的水量为950立方米。具有上述水头和水量的水流,从底部高程为110米的水电站进水口,流入内径为12.4米的压力钢管,通过压力钢管再流入坝后式电站厂房的蜗壳,水流的巨大冲击力使水轮机以每分钟75转的速度转动起来,与水轮机在同一根主轴上的发电机也以同样的速度转动起来,即可发出强大的电力。
    三峡水电站建成后,无论从装机总容量来看,还是从多年平均年发电量来看,在一定时期内,都将是世界上第一大水电站。
    三峡水电站左岸厂房安装14台水轮发电机组,右岸厂房安装12台,总共装机26台;单机容量70万千瓦,装机总容量为1820万千瓦,年发电量为846.8亿千瓦时。目前世界上最大的水电站是位于南美洲巴拉那河上的伊泰普水电站,总共装机18台,单机容量70万千瓦,装机总容量为 1260万千瓦,年发电量为710亿千瓦时。

    
水力发电是清洁和永不枯竭的能源吗? 


    水力发电是清洁的能源。据测算,每发1千瓦时火电要向大气中排放0.l公斤二氧化碳。燃煤发电还排放出许多其它有害气体和大量灰尘,产生大量废灰、废渣。大力开发水力发电来取代部分燃煤发电,就可以大量减少对环境的污染。以三峡水电站为例,每年可减少排放1000万吨二氧化碳、100~200万吨二氧化硫、30?40万吨氮氧化合物,1万吨一氧化碳和15万吨灰尘(已按火电厂除尘效率99%计算)。毫无疑问,这是三峡水电站对环境保护的巨大贡献,也就是三峡工程巨大的环境效益的一部分。
    水力发电与燃煤、燃油、核能发电相比,能源是可再生的、永不枯竭的。煤炭、石油、天然气、核矿石都是埋藏在地下的矿藏,开采利用一吨,就减少一吨,不可能再生。而水力资源则只有丰水、平水或枯水之分,却无枯竭之虞。难怪说:“长江滚滚向东流,流的都是煤和油。”长江三峡工程兴建后,相当于每年减少使用5000万吨原煤或2500万吨原油。


三峡水电站有哪些  巨大的发电效益和环境效益?


    三峡水电站装机总容量达1820万千瓦,平均年发电量达847亿千瓦时。这就相当于建设一座年产5000万吨原煤的特大型煤矿或年产2500万吨的特大型油田,相当于10座装机容量为 200万千瓦的大型火力发电厂以及相应的运煤或运油的铁路,发电效益十分可观。三峡水利枢纽工程在开始施工准备后的第11年,也就是  2003年,第一批机组就可发电,以后连续6年,每年可投入280万千瓦(4 X 70万千瓦),相当于每年投入一个葛洲坝水电站的装机总容量。
    三峡水电站地处我国中部,它所供电的华中、华东和广东地区,供电距离都在400~1000千米的经济输电范围以内。三峡水电站全部投入发电后,可以把华中、华东、华南电网联成跨区的大电力系统,可取得地区之间的错峰效益、水电站群的补偿调节效益和水火电厂容量交换效益。仅华中、华东两大电网联网,就可取得300~400万千瓦的错峰效益。同时,还具备了北联华北、西北,西联西南,组成全国联合电力系统的条件。按华中、华东地区1990年每千瓦时电量创造工农业产值6元计算,三峡水电站每年可为增加工农业产值5040亿元提供电力保证。这一产值相当于华中地区四省1990年全年的工农业总产值。
    三峡水电站还具有巨大的环境效益。与燃煤发电相比,每年可少排放大量二氧化碳,100~200万吨二氧化硫,1万吨一氧化碳,37万吨氮氧化合物,以及大量灰尘、废渣,将减轻环境污染和因有害气体的排放而引起的酸雨等危害。


长江干流是一条“黄金水道”吗?


    长江干流横贯我国东部到西部,水量充沛,终年不冻,水运条件十分优越,干流通航里程达2800多千米,历来就是沟通我国东南沿海和西南腹地的交通运输大动脉,也是联结我国东、中、西部的重要经济纽带,目前已形成一个较为完整的内河航运体系,年货运量从20世纪50年代初期的3600万吨上升到目前的近3亿吨。因此,长江干流素有“黄金水道”之称。
    长江干流南京至长江口,可以航行万吨级海轮,汉口至南京,可以通航5000吨级海轮和30000吨级船队,汉口至长江口1143千米是名副其实的黄金水道。
    汉口至宜昌航道长626千米,武汉至城陵矶,航道较为顺直,可通航3000吨级船队,但枯水季节局部水道经常出浅,影响正常航行。城陵矶至枝城门“九曲回肠”的荆江河段,浅滩变化复杂,每年枯水季节约有20~88天不能保证标准航深2.9米。
    宜昌至重庆航道长约660千米,地处丘陵和高山峡谷区,地势陡峻,水流湍急,滩险密布,航道条件极为复杂,现可通行1500吨级船队。据统计,宜昌至重庆航道,共有滩险139处,其中急流滩77处、险滩39处、浅滩23处。现共有绞滩站25处,船舶依靠站上卷扬机的拉力,再加上船舶自己的动力才能驶过急流滩;还有单向航行的河段46处,靠航道上下口的航标站进行控制,其中风箱峡、巴阳峡、兰竹坝3处单行航道长度均在10千米左右。还有27处不能夜航或只能单向夜航的河段,因此,上行客轮夜间一般要停靠在宜昌,下行客轮夜间一般要停靠在万州等港口。
    汉口至重庆航道,特别是其中的宜昌至重庆航道仍然处于航行条件极为复杂的天然状态,严重阻碍着长江中、上游航运事业的进一步发展,因此,宜昌至重庆航道是一段有待改造的“黄金水道”。


三峡工程具有哪些显著的航运效益?


    三峡工程位于南津关上游38千米处,地理位置得天独厚,对上可以渠化三斗坪至重庆江段,对下可以增加葛洲坝工程以下长江中游航道枯水季节流量和水深,能够较为充分地改善重庆至汉口间通航条件,满足长江上中游航运事业远期发展的需要。三峡工程与葛洲坝工程联合运行,对长江上中游的航运效益十分显著。
    1) 万吨级船队可以从重庆直达汉口和上海。重庆至宜昌660千米范围内,原有急流滩、险滩、浅滩共139处,绞滩站 25处,单行航行航段46处。葛洲坝水库虽淹没了30余处滩险,仅根本改善了滩多流急的三峡江段约110千米的航道,尚有约550千米航道处于天然状态,目前只能行驶1500吨级船队,严重阻碍了长江上游航运事业的发展。三峡工程建成后,可以淹没上述所有滩险,一年中有半年以上时间库区航道成为深水航道,可满足万吨级船队对航道尺度的要求。经三峡水库调节,每年枯水季节平均下泄流量为5860立方米/秒,比建库前天然情况下约增加2000-3000立方米/秒,使中游航道水深平均约增加 0.5米,保证了万吨级船队的通行。
    2)扩大了重庆至汉口门航道通过能力,可满足长江上中游航运事业远景发展的需要。受航道条件限制,目前重庆至汉口门航道年单向下水通过能力仅为1000万吨。三峡工程建成后,年单向下水通过能力可达1亿吨,
过坝下水货运量可达5000万吨。
    3)大幅度降低运输成本,可充分发挥水运优势。三峡工程建成后,由于长江上中游航道和水域条件的改善,将促进船型、船队向标准化、大型化方向发展;每马力拖载量可由目前的0.7~ 0.9吨增加到2-7吨;船舶运输耗油量可从目前的 26千克/千吨千米,降低到 7.66千克/千吨千米;运输成本可比目前降低35%~ 37%。
    4)有利于库区港口、航道建设和航标管理。天然情况下,重庆至宜昌间航道在一年内洪、枯水位最大变幅达60米以上(巫山断面),给港口、航道建设和航标管理带来很大困难。三峡工程建成后,年内水位变幅在30米以内,水深增加、水域扩大,可撤销所有绞滩站,滩险的整治、疏浚、维护费用大大减少,并为系统地进行库区港口、航道建设和航标管理创造了有利条件。
    5)三峡工程可与重庆以上长江干流的小南海工程、乌江的大溪口工程、嘉陵江井口工程等相衔接,可使长江干流及几大支流的航运事业进一步发展。还可使大宁河、香溪等中小支流的通航里程增加约550千米。
    此外,干流两岸遇有大型崩塌、滑坡时,不会再阻断干流航道。 



  

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