三峽大壩為什麽不設計成拱形？

較真要點：

1、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。實際上大壩修建成哪種類型要考慮多方面因素，拱形壩利用拱形結構把大壩受到的水壓傳遞到兩側，適合狹窄的峽谷，經濟實用。而類似三峽攔河大壩的重力壩是依靠大壩自身重量來阻擋水庫的水，壩體厚重，需要大量建築材料。重力壩比拱形壩更結實。

2、大壩水庫水位“超過防洪限制水位x米”不必過於擔心。在汛期，水庫會提前把水放到防洪限制水位，以留出庫容迎接洪峰。比如三峽的正常蓄水位為175米，防洪限制水位是145米，那麽“三峽庫區水位超防洪限制水位近2米”就是147米，距正常蓄水位都還有一段距離。

3、“百年一遇”是一個統計出來的數據，不是真的間隔100年才來一次，也有可能連著兩年來的洪水都達到百年一遇的水準。

查證者：楊碧旺丨德國勃蘭登堡州工業大學（BTU）物理碩士

關於三峽，一直有許多討論。比如“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”，這是真的嗎？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，主要由泄洪壩段、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。

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”）乾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。

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。

首先要解釋一下這些水位是怎麽測量的。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注明“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，讓水準面降低到145米，這樣就留出來庫容，以迎接將來的洪峰。這個水位可以這麽理解：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，為什麽不多放點水，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，也會影響到上遊船隻航行，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，為什麽下遊壓力大，三峽還泄洪？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、泄洪時間都需要計算，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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