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对黄万里估算长江三峡卵石输移量一文的讨论

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对黄万里估算长江三峡卵石输移量一文的讨论
长江水利委员会水文局
水力发 电学报1994年第2期 总第45期
本文论述了长江三峡卵石推移质测验的实际情况和推移质的实测数据,说明黄万里提出的"长江三峡无卵石推移质资料"不符事实。对黄采用的两种推算宜昌卵石推移量的方法和推算结果进行了讨论,认为该两方法理论上不成立;应用都江堰一站资料代表全流域进行计算很不合理;忽视磨损、堆积、水库截留和人工开挖的影响,把卵石视同水体、在运动过程中体积无变化是不正确的。最后根据葛洲坝水库淤积实况对估算值"1亿t"进行了检验,检验表明,估算值完全脱离实际。
本文由向冶安执笔。编写中周凤琴、髙焕锦、许盛国、汤运南髙级工程师以及周刚炎、孙舒拉、陈显维、冯忠莉工程师等一些工作在水文、泥沙、河道、地理和勘探工作第一线的同志提供了宝贲的实测资料,
本文于1994年2月7曰收到,
黄万里先生在《水力发电学报》1993年第3期所发表的题为"关于长江三峡砾卵石输移量的讨论"一文中,提出"长江三峡无实测卵石推移质资料"和实测资料"完全不可靠"的问题,并应用"流域面积比例综合"法及"悬沙与卵石推移质比例关系"法推算出宜昌的卵石推移量为1亿t。所有以上问题,均背离事实,现撰文就这些问题进行答复和讨论。
一、关于长江三峡是否有卵石推移质实测资料和资料是否完全不可靠的问题
为了为三峡工程建设收集卵石推移质资料,长江水利委员会自1961年起,先后设立了六个测站,开展测验。其中,重庆寸滩站自1961年起开始施测;随后于1974 年左右,在库内的万县、奉节和库区上下游的朱沱、宜昌等站开展测验。葛洲坝枢纽兴建后,又在坝上游三峡出口处的南津关设站实测,以了解水库蓄水后卵石推移质是否出
峡过坝。所有测站均一直连续观测至今,积累了 20至30多年的长序列资料。
卵石推移质测验仪器为长江64型软底网篮式采样器,底部为由钢丝圆环编成的柔软底网,放置于床面时,能使仪器口门较好地伏贴河床。器身重28kg,具有长大的垂直双尾翼和水平活动尾翼,能在汛期深水高速条件下,顺对水流平稳地达到河底,可靠地采集到卵石推移质样品。为确定采样器取样效率,60、 70年代曾先后两次在四川灌县的柏条河上对原型采样器进行率定。此后,又通过中、美科学技术合作,于80年代、在长江干流和岷江上对国内外几种主要仪器进行比测试验,参加比测的仪器有国际上应用广泛的Helley smith (简称HS)采样器、美国新研制的tr-2采样器、长江三峡测站使用的长江64型采样器和岷江上使用的BM-2;采样器。不同单位在不同地点所进行的比测试验结果表明,各仪器所测得的推移量基本一致。
关于推移质测验的测次、测线和取样历时,均经详细试验,按照从严、从难的要求, 科学合理地进行布置。取样测次,系按控制输移率随时间的变化过程来作安排,每年测次多达80〜110次,洪水期每天均测,水情变化急剧时日测2次。1981年是长江上游建国以来的最大洪水年,寸滩流量高达85700M3/S,历史上少有的程度,此年寸滩站共施测了 140余次,完全控制了流量和卵石推移率变化的全过程,根本不存在黄先生所说的"高水测不到"的问题。测验垂线数目:精密法为13〜26线,常测法为10线左右,较好地控制了单宽输移率在断面上的横向变化。垂线上的取样历时,按垂线所控制的部分输移率占断面输移率的比重确定,部分输移率较大的强推移带内垂线,每线重复取样2~4次,弱推带垂线, 每线取样1次,每次取样历时为3〜5分钟。按此方法施测,在断面取样总历时相同的条件下,测验成果能获得最佳的精度。
通过详细测验,各测站的多年平均卵石推移量为;朱沱32.1万t ,寸滩28.2万t、万县32.0万t,奉节38.7万t,宜昌〔建库前〕为75.8万t。级配沿程细化, D95和D50由朱沱的150mm和57mm,沿程递减至宜昌站为80mm和26mm。推移量、各粒径组推移量和特征粒径上下游对照合理,沿程变化具有良好的规律性(见表1 )。观测成果经专家鉴定①认为:长江三峡的推移质观测"取得了大量丰富的第一性资料。为治理长江和枢纽工程的规划设计奠定了坚实可靠的基础。推移质测验研究工作的范围和深度是国内外罕见的,在资料和研究成果的完整性、系统性和对推移质输沙规律所取得的认识及测验方法的研究方面,均达到国际先进的水平。”
以上情况表明,黄先生所说的长江三峡无卵石推移质实测资料,高水测不到和资料完全不可靠等问题,全不属实。



IP属地:江苏1楼2012-01-10 16:14回复
    (三)卵石输移过程中的水力分选,使部分卵石在区间沉积,不能下移山区河流上游坡度大,水流搬运能力强,粗颗粒卵石能被夹运前进。但当河流进入到山前缓坡宽谷段后,水流减弱,粗大的颗粒便会沉积下来,使推移量沿程减少,粒径细化。山区河流由于水力分选使推移质沿程堆积、床沙细化的实例,这种现象在长江上游干支流上普遍存在。如金沙江干流沿途支沟输出的粗粒泥沙,多在沟口的干流上沉积,形成连续的巨大冲积扇群(见图1)。长江上游重点产沙区的金沙江下段的区间各支流和嘉陵江支流白龙江中游河段,地处岩层破碎、崩岸和滑坡发育地区, 大量泥沙流入这些河流后,多在主河河谷和山麓平原沉积,形成庞大的堆积扇。如金沙江支流小江的大小白泥沟,堆积扇就占据本段河道面积的90%以上,使河道展宽,河床逐年抬高。其他河流,如三峡区间支流大宁河,自上游的巫溪至河口巫山,全线处于缓慢堆积中。由于卵石的淤积,使巫溪老城门大半埋于卵石层中,沿岸古栈道的地方已低于水面。此外,长江上游干流(川江)及嘉陵、岷、沱等大支流,由于流经坡度较缓的四川盆地,造成卵石推移质的大量累积性沉积。据钻孔资料估计,宜宾以下至三峡,川江的河床卵石堆积量多达68亿m3。岷江的推移质流出髙山峡谷进入四川盆地后,由于大量沉积,形成了广阔的成都平原。以上情况表明,长江上游干、支流的卵石推移质,普遍存在沿程分选、沉积,只有一部分能连续输移进入三峡区。
    


    IP属地:江苏3楼2012-01-10 16:15
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      三、应用悬移质输沙量与卵石推移量比例关系推求宜昌推移量的方法根本不能成立
      用都江堰卵石推移量与悬沙量的比值(1/5.3),以宜昌1980~1985年间的年均悬沙量6.41亿t推算宜昌的卵石量,这种计算方法根本不能成立,6.41亿t这一数据是任选的,是无根据的。
      (一)所谓推悬比,是指平原河流(河床为沙)的悬沙中能与床沙发生交换的床沙质输沙率与沙推移率的比例关系。韩其为在《泥沙运动统计理论》一书中列出了两者的比例关系式,并指出:此关系只有在悬沙与推移质发生交换的条件下才存在;悬沙中不同粒径的泥沙具有不同的的推悬比;只在平原河流上、当水流平稳推移与悬移质基本平衡时,才存在稳定的推悬比关系。长江上游河床为卵石,悬沙根本不能与卵石发生交换,也就不存在推悬比的问题。对于悬沙来说,输沙量的大小决定于雨水对流域地表的侵蚀,与测站的水力条件无关。同一测站同样大的两次洪水,如果分别来自高产沙区(输沙模数ms大于2000t/km2.a)和低产沙区(ms小于200t/km2.a),悬沙输沙量可以相差10倍甚至数十倍,嘉陵江测站就有这种情况。而卵石推移量的大小,则决定于测站的水力条件(如流速)、床沙粒径和补给条件,与雨水对表土的侵蚀(面蚀)无关。在水力条件相同的条件下,卵石推移率也会随床沙粒径的粗化和细化、床面卵石铠装层的形成和消失以及测站上游河段补给条件(即卵石输移的蠕动性)的变化而存在巨大的随机变化。悬沙和推移质这两个不相关联的水文要素各自按其本身的运动规律变化,其结果是:在水量相同的条件下,这个所谓推悬比可以相差几十倍甚至百倍。黄先生用这一方法计算,不仅基本概念错误,其计算结果也不可能正确。
      (二) 以都江堰一站的推悬比关系代表长江上游全流域,这也与上文中已述的情况一样,犯了 "把局部当成整体"的错误。三峡区间大支流乌江,地处岩石不易风化碎裂的灰岩地处,年卵石推移量仅9万t,如按其推悬比计算,则宜昌的卵石推移量就不是1亿、而是0.015亿t 了。又假如另选流域为黄土层所复盖、基本上无卵石推移、而悬沙量却很大的西汉水进行计算,则会得出宜昌卵石推移量极小、甚至为零的结论。
      (三) 黄先生应用此法计算时,取1980〜1985年这一长江属大水丰沙期的悬沙量6.41亿t (实际上只6.09亿t作为宜昌的悬沙输沙量,而不取该站的多年平均值5.3 亿t也不取与之相邻的70年代和80年代后期的时段平均值4.75和4.59亿t,这样选取的根据是什么?令人难以理解。
      黄应用理论上不能成立的推(卵石)悬比法进行计算,计算中随意的选取个别站推悬比数据(1/5.3)代表全流域,并把宜昌的悬沙量5.3亿t改为6.41亿t出现如此明显的错误,这说明黄先生对待科学研究的态度未免太不严肃。
      


      IP属地:江苏5楼2012-01-10 16:16
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        都懒得跟你这种无赖再扯下去
        你引用官方的数据or文章就是真相
        别人引用的就是软文
        软在哪? 你倒是指出来啊 红口白牙的就会扣帽子


        IP属地:江苏9楼2012-01-13 12:26
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          在网上搜索输移量,没想到搜到自己的吧中,顶起。


          IP属地:辽宁11楼2012-12-26 15:01
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            我还是挺怀疑,长江有那么多鹅卵石吗?如果在三峡还有那么多的鹅卵石,江汉平原就不是泥沙淤积形成,而是石滩地区,几乎就是石漠化地区。三峡到江汉平原就300KM,如果长江不带泥沙带石头,江汉平原还存在吗


            IP属地:贵州12楼2012-12-26 22:09
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              三峡建设存在着大量“没有想到”的问题,其中泥沙问题是影响最大,最为长远的问题,也是很多人没有搞清楚的问题。许多人致力于这方面的研究,但都是自己说自己的对,没有认识到自己理论、想法、设想等等的不足。由此又一个个走入自己为自己设下的陷阱,最终不能自拔。此文的作者,好像也调入了这个陷阱。


              IP属地:辽宁来自贴吧神器13楼2012-12-27 10:39
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                首先要肯定的是,作者采用的数据极具价值(对民科来讲,更是如此),否定黄万里的结论的推理方式也无大错,文章中更说出了一些现实解决泥沙问题的方法,也值得思考。但是作者同样陷入了“过于自我”的陷阱。原因还是仅仅看到了表面现象,没有掌握泥沙的运动规律,没有从泥沙运动规律这个层面做更深入的探讨。他所采用的理论,比黄万里还落后,当然不能推理出正确的结果。
                他只找出“别人的错误”,并没有建立“自己的正确”


                IP属地:辽宁14楼2012-12-27 10:55
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                  12楼;
                  对于鹅卵石的总量,对黄万里的结论表示怀疑,作者写出了这篇很好的文章,是科学的思维。你若对本文作者的结论也应该表示怀疑,就要需找证据,说明自己的观点,这样才能推进水力学的进步。
                  比方说,本文的作者把卵石、砾石、泥沙等的沿程筛选,作为批驳黄老结论的一大有力证据。他此作的核心是批驳黄万里的“卵石说”,当然没有必要再往深里研究,但是假如说,他能过在这个“沿程筛选”这个问题上,继续向下分析下去,结论就不会是“黄先生的估算值完全脱离实际”这样简单的一句话了,估计他对黄万里佩服得是五体投地。
                  估计你还没有研究到这个程度,若你能在这方面再深入研究一下,应该很容易发现。


                  IP属地:辽宁15楼2012-12-27 11:27
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                    我感觉这篇文章写的很好,比较容易懂,不像有些人写的那样难懂。但给我的感觉总是少点什么,好像作者对自己的结论也不敢肯定。
                    12楼的怀疑虽然有道理,记得在吧中的帖子中,谁说过,鹅卵石等较大的石头,应该堆积在峡谷的出口,江汉平原不是鹅卵石堆积起来的,是正常的事,但在三峡出口,应该有大量的鹅卵石。
                    正是这个原因,若三峡水库上游有那样多的鹅卵石,原来三峡的出口早就堆满了鹅卵石,原来三峡峡谷也应该早已经堆积厚厚一层鹅卵石,起码在三峡的下段,应该由几米甚至十米以上。不知情况是不是这样?若我猜想不错的话,作者在文中那些说明还是被事实否定了,黄万里所担心的问题还存在,目前也应该有所表现。及在水库的145米时的库尾还有淤积,而且有大量的鹅卵石淤积。但这些鹅卵石比较小,因为大的鹅卵石被上游水库拦截了。


                    16楼2012-12-27 13:16
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                      cnyjjsu27:
                      这个没想到,并非是我个人杜撰,而是水利人早已经承认了的事实。只不过说法没有这样直白而已。
                      所谓的没想到,并非是每个人都没有想到,而是有的人想到了,而主流派并没有当做一会事,有的主流派已经想到了,但没有想到这样严重。这才有国务院对此事的重视,要求对三峡蓄水的后期影响要高度重视。
                      当然,某些人利用这些对三峡进行恶意攻击、诽谤,是不可取的,但我们不能不重视这些没想到。
                      对于这些没想到,是摆在我们面前的实际问题,我相信“在水利专家面前,都能得到解决”,但是我们希望在解决这些问题之前,能更多的想一想,少出现新的没想到,免得出现火烧眉毛了的问题,才去解决。


                      IP属地:辽宁来自贴吧神器17楼2012-12-27 15:02
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                        说到误解,我又想多说几句。
                        水利界(包括你)对黄万里有误解,只看到了他的错误的结论和错误的方案,却没有看到他在这些错误当中的正确分析方法,以及科学的理论思想。
                        外界对张光斗有误解,你在吧中和纵多的批评他的文章中也可以看出来。却忽略了他在水利建设上的贡献。作为世界级的学术带头人,虽然带错了路,,虽然他(包括所有抱着冲淤平衡不放的人)还没有认清自己的错误所在,但我们必须承认,他们是开拓者,是先驱。
                        对人,对事,不能仅仅看到他的负面,这样的话,世上就没有“好人”了。世上的事情就是这样,往往做事越多,所犯的错误越多。同样,你说的话越多,说的错话也就越多。张光斗、黄万里这2个人就是最好的代表。
                        你想不犯错,唯有啥事不做,啥话不说,这样的人还能叫做人吗?只能叫做“造粪机器”。


                        IP属地:辽宁来自贴吧神器18楼2012-12-27 17:27
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                          刀耕火种最环保,还是钻木取火吧


                          19楼2015-08-15 18:12
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                            三峡有大型船闸,中国有世界最大的挖泥船队,即使长江上游水电站都淤死了,三峡还能够发挥作用1000年


                            20楼2015-08-18 11:09
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