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你有没有听说过这样一种说法:水泥的寿命只有50年,而三峡大坝作为一个以水泥为主要材料的巨型工程,难道也只能用50年?那国家投入的2100亿岂不是打了水漂?
首先,我们得搞清楚一个基本概念:水泥的寿命并不等于大坝的寿命。这就好比说轮胎的寿命不等于汽车的寿命一样。水泥仅为大坝建造材料的一部分,大坝整体寿命受多种因素综合影响。
事实上,工程界与科学界迄今为止都未能给出一个确切数字,用以定义水泥或者混凝土的精准寿命。那么,这个流传甚广的"50年"说法到底从何而来?
其实,这个数字更多的是从经济使用年限的角度提出的。国际上存在一种较为通行的说法,即大坝的经济使用年限大致为50年。这意味着大多数大坝在运营50年后,即使整体结构还算安全,但维护频率和成本会明显增加,从经济角度而言,进入了使用的后期阶段。
截至2014年的数据显示,全球已有超过5000座大坝的使用寿命超过了50年,它们中的绝大多数仍然在正常运行。这些数据表明,大坝的使用寿命并非仅有50年,而是能够更为长久。
三峡大坝作为一等大型工程,其设计标准远高于普通水利工程。根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》,三峡大坝的水库使用寿命设计为150年,而发电、防洪等功能的设计寿命则为100年。
这些数字是怎么定出来的?有意思的是,在三峡工程论证期间,曾经有一段鲜为人知的历史对话。
1958年,当时的长江水利委员会第一任主任林一山在向毛主席汇报三峡工程时,毛主席询问大坝的使用年限是多少。林一山回应称,其使用年限约可达200年。若能妥善预防与改进泥沙问题,400年内将不会完全淤塞。毛主席听后感慨道:"如此重大的工程,如果只能使用两三百年就淤死了,十分可惜。"从这段对话中,我们可以看出,即使在60多年前,对于三峡大坝的寿命期望就已经远超50年了。
那么说到大坝寿命,就不得不提到影响其使用年限的最大威胁——泥沙淤积。
泥沙淤积问题曾是三峡工程最大的争议点之一。早在上世纪80年代,在反对建设三峡大坝的众多声音当中,泥沙淤积是最有力的反对论据。
1985年,业内专家经计算得出,若三峡大坝建成,依当时长江年泥沙输出量,50年内大坝泥沙淤积将达100亿立方米,达水库总库容一半。按这个速度,使用100年后,整个水库就会被泥沙填满。
这个预测确实令人担忧。但实际情况如何呢?
有趣的是,三峡大坝建成后的实际泥沙淤积情况,并没有像当初预测的那样。从1950年到1986年期间,每年经过宜昌站点的泥沙量约为5.3亿吨。而在2003年三峡大坝蓄水后,每年从上游冲刷下来的泥沙量大幅减少,最多的年份仅为2亿吨,少的年份甚至不到1亿吨,每年平均下来,大约只有1.44亿吨。
这表明实际的泥沙淤积量只有当初计算的1/3左右!如果按照这个速度,原本估计100年就能将水库填满的时间,现在可以延长到400年左右。
那么,为什么泥沙量会减少这么多呢?这主要有两个原因:
第二,长江上游近十几年来建设了大量新的水电站,这些水电站也拦截了一部分泥沙,客观上减轻了三峡大坝的泥沙压力。
泥沙问题缓解了,那么大坝自身的混凝土结构会不会成为限制其寿命的瓶颈呢?
从世界范围来看,不同大坝的"寿命"差异很大。美国的胡佛大坝建于上世纪30年代,至今已运行近90年,结构仍然良好,没有出现严重老化的迹象。
而国内的丰满水库,建于1937年,到1988年时(51岁高龄),大坝表面已出现严重破损,整体已经达到了使用寿命末期,不得不进行全面加固和更新。
这种差异说明什么?大坝的寿命不仅取决于设计和建造质量,还与日常维护密切相关。三峡大坝运行至今已有19年,目前尚未出现过危害整体结构的严重裂缝,这是一个良好的开端。
专家分析认为,一座大坝的整体寿命包括两部分:设计之初的使用年限,以及后期维修后延长的使用年限。两者加起来,才是大坝的实际寿命。从这一角度而言,只要维护得宜,三峡大坝的实际使用寿命极有可能超越设计寿命。
从目前情况来看,三峡大坝运行不到20年,还处于"青少年时期",完全不必过早担忧其寿命问题。
更重要的是,我们应该认识到,大坝的寿命并非一成不变,而是可以通过科学管理和及时维护来延长的。监测好每年的泥沙淤积情况,密切关注坝体结构状态,及时进行必要的维修和加固,这才是确保大坝长久安全运行的关键。
所以,当有人再次提到"水泥寿命只有50年,三峡大坝岂不是快到期了"这种说法时,可以告诉他们:大坝的寿命远不止50年,而且随着科技进步和管理水平提高,三峡大坝完全有可能安全运行上百年。
从某种意义上说,三峡大坝就像一个有生命的巨人,它的寿命长短,取决于我们如何呵护它。只要精心维护,这个耗资2100亿的国家工程,将持续为我国经济社会发展提供强大动力,发挥其防洪、发电、航运等多重功能。
参考资料:
《三峡工程寿命有多长?》中国三峡,2022年3月15日
《漫谈三峡大坝使用寿命》防水堵漏材料及施工技术交流会论文集,2014年8月15日
《中国不宜建造长江三峡大坝》群言,1989年5月1日
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