三峡大坝到底能用多少年,这个问题在网上被反复提起,热度一直不低。
流传最广的一个版本称,美国专家经过分析,认为三峡大坝最多只能撑50年。
这话乍一听挺唬人,毕竟三峡大坝从2003年6月开始蓄水,按这个算法,离“到期”似乎已经不算太远。
可这个结论一摆到中国工程界面前,就让人觉得难以置信,因为国内院士给出的判断,和它差了整整十倍。
五十年预言错在拿土坝类比
要弄明白“50年”从哪里来,得回到美国自身的大坝状况上去找答案。
美国境内登记在册的水坝超过9万座,其中很大一部分是土石坝和堆石坝,修建年代普遍比较早。
这些坝不少是按50年左右的设计期限建造的,有的还没熬到期限,就已经被列入高风险水坝的名单。
所谓“三峡大坝只能撑50年”,就是把美国这批坝的平均寿命直接搬过来,套在了三峡头上,默认中国的建设水平也就到这个份上。
问题恰恰出在这里,三峡大坝跟那些土石坝压根不是一类东西。
三峡大坝是混凝土重力坝,每一个坝块都靠自身的重量保持稳定,不依赖填筑的土石堆出形状。
按照中国长江三峡集团公布的资料,大坝坝顶高程185米,最大坝高181米,轴线全长2309.5米,坝基是前震旦纪闪云斜长花岗岩,整块岩体相当坚硬。
结构不同、材料不同、地基也不同,拿一个平均数去推算另一种坝的寿命,从起点上就站不住。
2006年5月19日,三峡大坝全线到顶新闻发布会在三峡工地召开,寿命问题当场就被记者提了出来。
中国工程院院士、时任长江水利委员会总工程师郑守仁给出的回答很干脆,三峡大坝的使用年限不必担心,可以长期使用,不会因为年头久了就被拆除。
他的理由是,大坝作为水利枢纽建筑物,和桥梁、房屋那种标明年限的建筑不一样。
用的时间长了,坝体表面可能出现炭化,不过这类问题用技术手段修补就能解决。
第二天,也就是2006年5月20日,三峡大坝全线浇筑到设计高程。
五百年底气来自材料与工艺
混凝土大坝能用多久,关键要看混凝土本身扛不扛得住。
行业里一直有“无坝不裂”的老说法,原因并不复杂。
水泥在硬化的时候会放出大量热量,大体积混凝土内部温度降得慢,表面却跟着外界气温热胀冷缩,里外一拉扯,裂缝就容易冒出来。
三峡左岸大坝在施工期间确实出现过裂缝,郑守仁在那场发布会上也没有回避。
他表示,这种情况在工程施工中属于正常现象,左岸的裂缝问题已经全部处理完毕。
吃过这一次亏,后面的施工就有了经验。
工程采用花岗岩人工砂石骨料配制四级混凝土,选用品质优良的高效减水剂,加上定制的中热水泥和一整套温控措施,大体积混凝土防裂这道难关就这么被攻了下来。
三峡集团在2025年1月7日发布的回顾文章里提到,三峡工程在十余年的建设中创下了100多项世界之最,取得934项发明专利,其中就包括大体积混凝土温控防裂和耐久性保障技术。
文章还讲了一段往事。
2006年10月,美国垦务局在科罗拉多州技术中心举办国际大坝技术交流活动,主持人问三峡工程有没有新技术可以介绍,语气里带着几分不确定。
当时负责三峡集团混凝土科研攻关的李文伟站了起来,表示有新东西要讲,随后作了三峡工程的技术报告,会场反响很强烈。
到了2007年12月,三峡大坝已经蓄水运行四年多,两院院士、三峡工程验收专家组组长潘家铮接受采访,把寿命问题讲得更具体了。
社会上一直有“三峡大坝能管500年”的说法,潘家铮表示,这不是正式结论,但也不是没有根据。
按他个人的判断,这样高质量的大坝,500年没有问题,寿命甚至还会更长。
他给出的依据是,十几年的试验证明三峡大坝混凝土原材料配合比合理,混凝土非常稳定,抗压性、密实性和耐久性都够用。
抗震上留的余量也不小,大坝按抵御七度地震烈度设计,而三峡地区历史上的地震烈度从没超过六度。
施工质量这一块,工程设了班组、施工单位、三峡总公司、国务院质量检查组四级检查,从下往上一级一级把关,彻底查清楚没问题才能验收。
一个50年,一个500年,两种说法摆在一起,差的不只是数字,依据也完全是两码事。
一万多测点守住坝体安全线
院士的判断靠的是经验和试验,大坝日常到底处在什么状态,还得看监测数据怎么说。
三峡枢纽的安全监测是工程8个单项技术设计之一,前期做了大量设计研究。
监测项目分成常规监测、专项监测、地质环境监测三大类,一共14项,此外还有各种巡视检查,覆盖了所有建筑物和周边区域。
光是变形监测,用到的设备就有正垂线、倒垂线、引张线、静力水准仪、双金属标、多点位移计、钻孔测斜仪等十多种。
监测仪器的埋设从1994年就开始了,作为独立标段与主体工程同步推进,建设阶段累计埋设的仪器测点达到12087个。
这套系统在大坝建成后一直没停过,坝体怎么动、受力多大、渗流情况如何,数据都在持续记录。
这些数据真正派上用场,是在2019年夏天。
那年有人截取了一张谷歌地图上的三峡大坝卫星图,图上的坝体歪歪扭扭,随后便在社交账号上声称大坝已经变形,还把溃坝后果描述得十分夸张。
中国航天科技集团很快在官方微博上贴出高分六号卫星2019年6月初过顶三峡时拍到的图像,画面里的大坝平平直直。
三峡集团同步公开了运行以来的监测资料,数据截至2019年4月。
资料显示,坝基累计垂直位移在1.45毫米至26.69毫米之间,坝顶上下游方向水平位移在负1.82毫米至28.70毫米之间。
这点位移主要随着水位涨落和气温变化周期性来回,各项指标都在设计允许范围内,坝体处于弹性工作状态。
2019年7月7日,三峡枢纽工程质量检查专家组专门就监测系统和坝体变形现状作了说明,中国互联网联合辟谣平台进行了转发。
2019年7月20日,人民日报海外版刊文把来龙去脉讲清楚了,那张被拿来造谣的卫星图拍摄于2018年2月23日,而谷歌地图2018年9月拍的另一张图里,大坝是笔直的,扭曲来自卫星影像的几何投影误差,跟坝体本身没有关系。
学术上的长期跟踪也没有中断过。
2018年9月15日,郑守仁在《长江技术经济》发表论文,围绕大坝稳定、泄洪消能、混凝土耐久性、抗震防护以及水库泥沙淤积、地质灾害防治等问题,对三峡水库大坝的长期运用作了系统研究,结合蓄水以来的监测成果得出结论,水库大坝运行安全可靠,可以长期运用。
2020年11月1日,水利部和国家发展改革委发布消息,三峡工程完成整体竣工验收全部程序,验收结论显示枢纽工程运行持续保持良好状态,建筑物工作性态正常。
泄洪这一环同样有人盯着,三峡大坝泄洪流量和落差都大,泄洪功率排在世界第一。
2024年6月1日出版的《长江科学院院报》刊发了段文刚、胡晗、侯冬梅的研究,题目是《三峡大坝运行20年泄洪安全评价》。
研究团队把2003年蓄水以来历次水力学原型观测和水工模型试验的结果放在一起,从泄流能力、动水压强、水流空化、空蚀磨损、消能防冲等7个指标搭建起一套评价方法。
结果显示,大坝泄水建筑物布置合理,实际泄流量与设计值吻合良好,泄洪流道也没有发现空蚀破坏。
李文伟当年在科罗拉多发言时,提到过一座2000多年前修建、至今仍在发挥作用的都江堰。
从2003年6月蓄水,到2006年5月20日全线到顶,再到2020年11月1日完成整体竣工验收,三峡大坝每一个阶段都留下了完整的监测记录和验收结论,而“只能撑50年”的说法,始终没有拿出过一条落在这座大坝本身的数据。