較真要點：
查證者：楊碧旺丨德國布蘭登堡州工業大學（BTU）物理碩士
今年長江流域的防汛形勢比較嚴峻，部分地區遭受了不小的損失，這期間也有各種消息充斥網絡，有關於三峽的，也有關於洪水的。拱形壩一定比重力壩更堅固嗎？「百年一遇」的洪水真的是一百年遇到一次？我們一一來看。
一、大壩修建成哪種類型要考慮多方面因素，拱形壩並不比重力壩更結實
三峽的攔河大壩是混凝土重力壩，壩軸線全長2309.5米，主要由洩洪壩段、左右岸廠房壩段和非溢流壩段等組成。重力壩是依靠大壩自身的重量來阻擋水庫的水，壩體厚重，需要大量建築材料。
圖註：三峽大壩示意圖，圖片來源：中國長江三峽集團公司《長江三峽工程運行實錄（2018）》
有人說，「三峽水壩應該修成拱形，應用雞蛋殼原理，這樣才能抵擋水的壓力」。拱形建築可以抗壓，這個很好理解。但是大壩修建成哪種類型，要考慮多方面的因素。
拱形壩是利用拱形的結構把大壩受到的水壓傳遞到兩側。所以拱形壩更適合狹窄的峽谷，因為兩岸陡峭的石壁可以支撐結構和應力。拱形壩比任何其他大壩類型都薄，因此它們所需的建築材料要少得多，更經濟實用。比如下圖位於四川省雅礱江（「礱」讀音同「龍」）幹流下遊河段的錦屏一級水電站大壩就是拱形壩。拱壩最大中心角約為93度，頂拱中心線弧長約為552米，計算可得拱壩跨度約為340米。這個跨度相對於三峽大壩的2300米，就顯得很小了。
圖註：錦屏一級水電站全景圖 圖片來源：中國國家能源局大壩安全監察中心
重力壩要比拱形壩更結實，破壞拱形壩要比破壞厚重的重力壩容易得多。還是用雞蛋來舉例，雖然雞蛋可以承受很大的均勻的握力，但是集中力量打擊一點，很容易就能把整個雞蛋殼破壞掉。所以從戰略上講，重力壩更安全。
二、「超過防洪限制水位」不必過於擔心
新聞報導中常出現各種水位信息，比如防洪限制水位。有的人看到「超過防洪限制水位」的時候就擔心得不得了。這裡就簡單解釋一下三峽水庫各個水位的含義。
圖註：三峽水庫水位示意圖，圖片來源：新華網
首先要解釋一下這些水位是怎麼測量的。水利水電工程中的水位均為海拔高度，所以在書寫時都不再註明「海拔高度」四個字。三峽水庫的水位採用的是以上海吳淞口海平面為零點的「吳淞高程」。比如防洪限制水位145米，就是說這個水位比上海吳淞口海平面高出145米，而不是水深145米。
正常蓄水位175米，是指三峽水庫在正常運用情況下，為滿足興利除害的要求而可以蓄到的最高水位，是一個正常工作時的上限，實際的水位一般會比這個水位低。
防洪限制水位145米，是說在汛期的時候，水庫要提前把水放掉，讓水平面降低到145米，這樣就留出來庫容，以迎接將來的洪峰。這個水位可以這麼理解：為了防洪需要，把水庫提前限制在145米的水位。比如前段時間的新聞報導說：「三峽庫區水位超防洪限制水位近2米」，意思就是當時三峽庫區水位大約是147米，這是一個很正常的水位，不用擔心。如果「三峽庫區水位超正常蓄水位近2米」，這才需要擔心。
也許有人會問，為什麼不多放點水，甚至完全放空？首先，如果多放點水，三峽上遊的水面過度下降，會影響電站基本運行，也會影響到上遊船只航行，譬如船隻擱淺，這些也是安全隱患。其次，如果對上遊洪峰預測失敗，水庫已經放光水了，但是沒有洪峰到來，到時候下遊需要水的時候，水庫卻沒有水，這也是風險。還有長江沿岸居民的用水，農作物的耕種用水，都是要考慮的因素。所以說，下降到哪個高度，不是簡單說說而已，要綜合考慮。
三、「百年一遇」不是「一百年才來一次」
「百年一遇」，「千年一遇」這些名稱其實是基於概率給出的。「百年一遇的洪水」 是說，平均100年可以發生1次不小於這一量級的洪水，注意這裡是平均100年出現1次，並非每100年出現一次。
我們舉例說明：一個水文站，記錄了100年的洪峰流量，把它們列在一個表格裡，就可以看到洪峰流量和出現次數的關係。通過公式可以計算出某一個流量出現的概率。在我們描述洪水的時候，用流量（每秒多少多少立方米）表述的話，不直觀不形象，所以用幾年一遇來代替。1%的概率對應的就是百年一遇，0.1%對應的也就是千年一遇。
抗洪這件事既要空間上配合，也要在時間上配合。比如有人會問，為什麼下遊壓力大，三峽還洩洪？三峽不能完全關閘不放水，它也要考慮未來幾天的情況，應對未來要到達的洪峰。而且三峽放出來的水，也不是馬上就能流到下遊的某個城市，它也需要時間。水流速度、洩洪時間都需要計算，實際情況要複雜得多，需要考慮的情況也很多。
本文編輯：ambergchen
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