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為什麼現在修大壩不用都江堰的技術?

2017年08月24日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 1 ℃ 次

【言蹤的回答(212票)】:

謝謝邀請,類似的問題我在無忌交流版塊與人爭論過,現在找不到了。還好我當時保存到本地電腦上了,現在直接整理、粘貼到這裡吧。

問:都江堰水利工程的防洪灌溉用了兩千多年還好好的,並且沒有泥沙,這是你現代水利專家弄不出來的。

答:現代水利工程的防洪、灌溉、泥沙都是經過計算和論證的。古代水利工程一般都是試著來,成了就千古流芳,不成的你已經看不到了。古時所謂「束水沖砂」、「蓄清排沙」其實已經吸收進現代流體力學、巖土力學理論當中了。川大水利系新生生第一學期就要去參觀都江堰工程,如果你也去參觀過,你應該注意到現在魚嘴處已經修了一座混凝土水閘,以便更好地控制外江流量。

問:都江堰魚嘴處修的閘,怎麼看都是多搞點水而已!你們學了什麼呢?不學疏,不學引,只弄堵。

答:(1)閘的作用的確是往內江多搞點水。原因在於,河流分枯水年、平水年和豐水年,就是說不僅每年之中流量不同,年與年的流量也不同——有時差別還比較大,而內江居民的用水量每年是基本相等的(或穩步增長的)。所以,古人設計都江堰時在魚嘴和外江亦考慮了交通需求,在枯水年人員可以下去拋填竹籠減小外江水量,將外江水引入內江以滿足居民用水需要。而現在修了閘,這一過程就可以用機械閘門控制了——這是典型的古今科技水平不同,所以解決手段不同的例子。

(2)成功的古代水利工程的特點,歷代中國水利人都在學習、在吸收,到了我們這一輩也並沒有斷。明代潘季馴「大逆不道」地使用束水沖砂的方式解決黃河氾濫問題,取得成功之前也被人批得一無是處——就好像牛頓說他的成功是「站在巨人的肩膀上」一樣,水利人也是在學習既有理論體系的同時,不斷地突破固有思路——從土壩到砼壩,從壩底涵管到壩身洩洪孔,從高壩擋水到穿山引水。每一次創新,大都伴隨著新的資源投入,但往往也提高了效率、創造了效益。

(3)我這一屆水利系,大一時給我們上概論、帶我們參觀都江堰的老師是個憤青,花幾節課的時間給我們講了黃萬里、張光斗的故事。我們這些學生在上大學之前,也大都對三峽工程的利弊不甚瞭解,都是從茫然無知開始。但隨著理論、實踐經歷的不斷深入,我們逐步瞭解到水利工程的複雜和系統性,學習到一個水利工程從規劃、勘察, 到設計、籌建,再到竣工驗收的每一個謹小慎微的環節,掌握了大壩修築、洩洪佈置、引水發電、災害治理、風險評價的個中道理,才敢站在藍圖前把上億的投資變成實體。

問:都江堰的建設思路,在古代的靈渠、它山堰、漁梁壩、戴村壩等歷史性工程都得到了利用,現代水利工程又從中吸取了什麼?

答:都江堰的分水和排沙的確是後世多個工程的典範,它雖是利用經驗來設計,但其中原理也被現代的科學理論所證實,國內現代水利工程自然也沿襲了這一套理論。如果大家有興趣看,我就簡單說一下。

廣西的「靈渠」建於秦代,其中都江堰的「印記」在於鏵嘴設計。它利用了都江堰的分水思路,把河道一分為二。水小時兩條人工渠都有水,滿足航運要求;水大時漫過鏵嘴,仍從原河道過水,保障了人工渠沿線的安全。

浙江的「它山堰」建於唐代,其中都江堰的「印記」在於堰體設計。它靈活利用了都江堰的分水思路,不是左右分水,而是上下分水。堰體將河道完全截斷,水小時漫不過堰,就從引水渠引入縣城;水大時水漫過堰去,仍從原河道過水。

安徽的「漁梁壩」初建於唐代,當時的思路與「它山堰」相似——水小時攔蓄上游來水,水大時漫壩而過。宋、元、明三代不斷毀損、大修甚至重建十餘次,清代毀損、大修6次。清代重建時在壩身開了閘孔,靈活蓄放以調節上游水位——這已頗似現代水閘的建設思路了。解放後也曾大修。

山東的「戴村壩」建於明代,思路更加先進。「戴村壩」為統稱,實則由三個部分組成,高度、功能各不相同。三壩聯合攔江使之改道,引水入運河以利航運(此處感謝 @SecretCrush 的勘誤)。由於採用漫流洩洪,五百年間不斷毀而又修,最甚者清朝大修了八次,民國大修一次,解放後亦大修三次——這裡的修均是使用拋填或砌築塊石,難以做到一勞永逸。2001年又毀損,當地一怒之下用混凝土加固,至今運行良好。

我曾參與建設的四川省九龍河江邊水電站的攔河閘壩,就利用了都江堰的排沙思路,在河流轉彎處修閘,在凹岸取水、凸岸沖砂。甚至採用明代潘季馴「束水沖砂」的思路,在沖砂孔上游建了一堵擾砂牆,以提高流速加強衝砂效果。本工程建成於2011年。

綜上所述,都江堰的設計原理在古代是水利從業者口傳心授的必備理論,在現代則成為水利系教材中的一則則公式。自李冰起,歷代水利工作者都在吸取前人經驗教訓的前提下,不斷地開拓創新,解決當地的實際問題。都江堰結合當地水文和地質特點,有針對性地解決了成都平原的防洪和供水問題,世界上不可能再有一座完全相同的都江堰。但現代建成的水利工程,必然有一些會與靈渠、它山堰、漁梁壩、戴村壩一樣,被後人稱頌。

問:這些古老的水利設施,歷經千年,經過多次的地質變化還能安好使用,說明了什麼?你們搞水利的有好好研究過嗎?說白了,現在的水利就是電,核心是搞錢。

答:這些古老的水利設施,由於當時的工藝限制,大都不能歷經千年。如果你能夠再瞭解得深一層,哪怕僅僅Google一下,就能輕易地找到他們在歷代被大修、重建的記錄。但這些工程設計思路中閃耀的智慧的光芒,早已被吸收至現代水利工程建設中。我上文只列舉了一個四川省九龍河江邊水電站閘壩的例子,因為這是以前我親自參與設計的,所以信手拈來。更不用說金沙江、長江上的巨型水電站——即使你只熟悉都江堰的分水、排砂原理,也能從現代水電站中找到這些閃光點。 其實說白了,人類的發展就是靠資源,核心就是石油、煤炭和電。

問:怎麼看中國與歐美發達國家的水電開發比重、水電占電力供應比例的差別?美國是否在陸續拆除大壩?雅魯藏布江的開發怎樣了?其他「清潔能源」能否盡快開發利用?

答:從水力資源的開發比重看,中國與其他GDP排在前列的經濟大國相比是非常低的,只有別人的一半多一點。從國內電力結構來看,中國的水電比重已經高過他們了。不過,各國的電力結構差異非常大,比如法國核電比重有七成,美國煤電比重有七成。所以從這一點上反對中國開發水電我覺得不太站得住腳——每個國家的資源結構本就不一致。拿我們瞭解比較多的美國來說,其環保組織的影響力巨大,加之水電在電力結構中的比重較低,故近幾十年的確關停了許多水電站,但仍有一些經過評審的大中型水電站在建。中國水電開發的問題不在電力發展規劃,我感覺在於水電開發的過程對環境的影響太大。一方面國內的環保組織影響有限、政府機構的監管深度有限;一方面是電力企業對環保的投入不足,這與上網電價有關。雅魯藏布江中游已經有一些大中型水電站在建,下游墨脫大河灣可能要進行梯級開發。但其開發受輸電和建設成本影響,目前看來並不十分經濟,故前些年研究進度也很緩慢(對下游國家的政治考量也是一方面)。風電和太陽能的開發對於國內電價來說,成本過高,每一個此類電站的開發都要政府補貼很多錢進去。但如果國內電價提高的話,東南部的「世界工廠」優勢就不復存在了,那就無法提供足夠的就業崗位,就會造成社會動盪。核電我不太懂,就不談了。人類科技的進步的確是在不斷的破壞生態,但我們的確應該做得比現在更好。這是所有能源行業從業人員都應該不斷反思和改善的事情。

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【邢明的回答(11票)】:

1、都江堰從性質上來說,是無壩渠首工程,同期的鄭國渠是有壩渠首引水工程。有壩還是無壩,要依地形和水文地質條件而定。而且,有資料證明,都江堰在李冰父子時期,也是有壩引水的。

2、建國後建造的引黃勝利渠,也是無壩的。

3、現在的水利工程,大多是綜合利用的,防洪、供水、發電、航運等等,不是都江堰這樣的工程能滿足的,所以我反對神話都江堰。就算單一的供水工程,有調蓄能力和沒調蓄能力,從保證率上來講,也差的很多。

【陳詠勝的回答(0票)】:

因為要發電.防洪.

【知乎用戶的回答(0票)】:

只說一句,世界上會有兩棟一模一樣的大樓,但沒有兩個一模一樣的大壩。

【陳聖的回答(0票)】:

因為現在要發電。至於築壩技術哪家強。肯定是現代啊。

【知乎用戶的回答(0票)】:

都江堰發不了電,賺不了錢,錢、錢、錢

【一葦的回答(0票)】:

因為地理位置不同 地質狀況不同 環境不同 需求也不同 很多大壩根本不適用都江堰的形式和技術

而且很多答案裡也說了 都江堰主要是用於灌溉 而現在的大壩 主要用於抗洪和發電

而且 身為土木狗 完全不覺得都江堰有多酷炫多高大上

【知乎用戶的回答(0票)】:

。。。。。。都特麼有計算器了,還用啥算盤

【鳑鲏魚的回答(2票)】:

都江堰是引一部分岷江水作灌溉用的。作為古代的水利工程,主要就是這個用途。

現代的水利工程,尤其是大型的,主要用途在於防洪和發電。不築壩做不到

標籤:-水利 -水利工程 -都江堰


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