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三峡水库泥沙淤积现状及减淤措施(三峡水库泥沙问题论文)

文丨六六

编辑丨六六

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我国河砂短缺,但为什么长江黄河淤积成灾的沙子不允许开挖呢?

沙子,很常见,这种细细碎碎的小颗粒向来被视为没用的东西。比如我国西北地区广袤的沙漠,生态环境的恶劣让人头疼应该怎么处理这些沙子。

还有地上悬河——黄河,每年上亿吨沙子卷在涛涛的河水之中,给沿途百姓带来巨大的困扰。

长江每年携带的泥沙量给三峡大坝也带来了不小的烦恼,大坝要时刻注意泥沙量,否则就会有危险出现。

没接触过建筑行业的观众可能不知道,现如今的市场上,河砂的身价一度暴涨,因此河砂也有了“软黄金”之称。

这就很奇怪了,一边是堆积成灾的沙子,一边是河砂稀缺的市场,为什么不能去这些沙子泛滥成灾的地方挖沙子呢?

此“砂”非彼“沙”

细心的朋友应该发现了,我们说的沙漠里面的沙子是“沙子”,而前面所讲的身价暴涨的是“砂子”

那么一个偏旁的差别,这两个东西到底有什么不一样呢?

“沙”指的是细碎的矿物颗粒,根据当地地理环境,具体的成分和物理性质因不同地方的环境不同也会有细微的差别。

比如海边的沙子组成大多是氧化钙,由海洋生物的甲壳风化而来,而荒漠里面的沙子组成大多是二氧化硅,由石头风化而来。

“砂”在化学成分上和沙子其实没什么不同的,但是在物理性质上和沙子的差别就大了。砂子也是岩石等的碎屑,但砂子是经过水流的摩擦打磨,颗粒更大,而且砂子在分类上属于一种矿产资源。

砂子主要应用于建筑业,那在建筑业里面砂子究竟是干嘛的?怎么能用这么多?

这就要提到砂子的优秀性质了,前面讲过,砂子跟石头的成分是相同的,因此砂子的化学性质十分稳定,用砂子盖房子结实又耐用。

在具体的建造过程中,砂子主要用于配置砂浆和混凝土。作为骨料,砂子在这两个灵魂级材料当中起着举足轻重的作用。

在配置混凝土时,砂子的加入能够增强混凝土的强度,并且减少水泥的用量。

河砂的表面可以和水泥很好地结合,通过搅拌让水泥浆包裹在砂子的表面,相同质量下,颗粒大的砂子比颗粒小的砂子包裹的水泥浆少,水泥的用量也少,为了增强混凝土的强度,还需要用不同直径的砂子混合。

那为什么沙子不能用呢?

原因很简单,太细了,前面讲到河砂因为颗粒较大,包裹上水泥浆之后让建筑达到所需要的强度,而沙漠里面的那种细沙因为颗粒实在太小,裹上水泥浆之后,无法保证建筑的安全,因此在建筑业当中是没法用的。

除了沙漠里面的二氧化硅沙子不能用,海里面的碳酸钙沙子更不能用,海沙不像陆地上的沙子一样性质稳定,海沙里面所含的粒子会加速建筑物的腐蚀,这样的建筑有极大的安全隐患。

但是呢,河沙和海沙也不是一无是处,它们也有自己的用处,只不过用量没有沙子这么大罢了。

沙子其中所含的硅元素让它可以用于制造玻璃和砖头,在近年来飞速发展的高新技术当中,芯片的主要成分也是硅元素,因此芯片业也流传着“从沙滩到用户”的说法。

不止如此,沙子在种植绿植的时候,也会和土混合成沙土,作为土壤。

砂子到底用的有多快?

砂子的价格飙升,背后自然因为砂子的消耗量激增,那沙子到底用的有多快呢?

先来看一些官方数据:据统计,全球每年消耗的沙子数量达到了500亿吨,这其中200亿吨是砂子。

而我国近年的发展速度极快,伴随着大量高楼平地起,在这200亿吨砂子当中,有100亿都是我国用掉的。

巨量的消耗给我国的砂石资源带来了极大的压力,在上个世纪我国还会出口砂子来获取一些利润,但看到砂子的消耗量如此巨大,早在07年,我国就已经全面禁止砂子的出口了。

关于砂子的价格,短短十年里面,砂子的价格涨了十倍,甚至如今砂子要论斤卖,这背后的原因都是因为砂子的巨量消耗,而生产速度又不足以满足人类的需求。

撇开官方数据,我们再从民众的角度去看一看这些年的变化。

当砂子还没有被广泛开采用于建筑行业时,在我国内陆地区,深挖几米就能翻出来砂子,在当时,砂子就跟石头一样几乎不用花钱。

八十年代的改革开放,农民们逐渐过上了好日子,手头宽裕了就要逐步改善生活条件,而一个结实耐用的房子自然就成了人们心中美好生活的载体。

八九十年代,兴建的瓦房和楼房,都在广泛地运用这些砂子,这些一文不值随处可见的东西,一个壮年劳动力拿着铁锹一天就能挖出近十立方的砂子。

如果家里没有条件去挖沙子,以极低的价格也可以从乡亲的手里买,甚至有的时候连钱都不用给,只当是乡亲们之间的互相帮助,而且这些随处可见的东西实在不值什么钱。

然而随着城市化的进程,不管是城市还是乡村,到处都是工地,到处都在盖楼,当年随处可见一文不值的砂子逐渐成了保护资源,禁止开采。

这些东西的价格也高的令人咋舌,从前的一车一车卖到了一吨一吨,再到如今的一袋子一袋子卖。

房价奇高的一个因素,除了好地段好位置的稀缺,也离不开背后建筑材料的成本变高的因素。

事实上,沙荒在世界范围内都是一个大问题,因为不止中国,全世界的砂子产量都跟不上使用量。

而目前的解决办法,就是通过人工机制砂,即用机器将岩石打碎,并且打磨成所需要的颗粒,但这样的产量并不高,并且成本很高,只能作为一种缓解手段,治标不治本。

也有科学家提出用塑料等制品在一些方面替代砂子,但是技术的不成熟让这个解决办法目前没有多大实际价值。

黄河、长江堆积成灾的沙子,为什么不挖?

“河水一石,其泥六斗”,黄河每年从黄土高原卷走十六亿吨泥沙,河床逐年升高,成为世界闻名的地上悬河,在这样多的泥沙当中,就没有能够使用的建筑用砂吗?

还真不行,因为黄河虽然浑浊,但是河水中携带的东西更多的是泥土,沙子只是其中的一小部分,而这些沙子之中能够使用的就更少了。

经过调查人们发现,黄河大部分的沙子最后都会流入海洋,只有不到四分之一的沙子会留在河道之中,目前最主流的做法是通过引流将沙子分开,每年的淤沙只有总沙量的5%,这个数值经过计算可以确保黄河的长期安全。

对于黄河的淤沙危机来说,最好的解决办法并不是把沙子挖走,而是治理黄土高原的生态环境,从根源上解决问题。

目前的淤沙,人们还只能用吸沙船吸走,再加以利用。

真正拥有丰富砂量的,其实是长江。

长江不像黄河一样一碗水半碗沙,在人们的印象当中长江的水还是非常清澈的。

其实不然,长江也有着丰富的泥沙量,虽然不比黄河,但长江也是我国数一数二的泥沙产地。

在上个世纪,长江的年输沙量稳定在五亿吨左右,虽然跟黄河相比还差的远,但这个数字放眼全国也是数一数二的。

自打2006年,三峡大坝建成之后,年输沙量虽然降低了,但新的问题又来了,长江上游河段的落差大,水流的冲击力较大,因此携带了不少的泥沙和碎石,而三峡水库地区的地势平坦,极易使泥沙堆积。

所以,上游冲走的泥沙都堆积在了三峡大坝地区,而且这些泥沙都存在于大坝的死库容,也就是水库常年保持不变的部分,这就让水库内的泥沙堆积逐年增多。

这些泥沙给大坝带来了不小的困扰,首先,淤积的泥沙会导致水深变浅,大吨位的船舶航行受到影响。其次,泥沙还会影响水坝的使用寿命,并且影响水库的库容,原本放水的地方都变成了沙子,水量少了,不仅影响供水,还会影响发电。

毕竟拥有34台发电机组的三峡大坝,年发电量达千亿度,顶的上2500座火力发电站,供给着上亿人的用电,发电受到影响,对于三峡大坝来说,是一个很棘手的问题。

截至目前,三峡水库的淤沙量达到了20亿吨左右,并且还在以每年一亿吨的速度上涨,除了对航运,抗洪,发电的影响,这些沙子堆在大坝的底部,对坝体也是沉重的压力。

大坝的承载能力是有限的,当泥沙堆积的足够多时,理论上讲是完全可以把大坝压垮的。

不同于黄河的细沙,长江流域的泥沙当中有着丰富的河砂资源,如果把三峡水库放开,大量采砂,对于国内市场来讲是好事,对于大坝来讲也清除了淤沙,一举两得的事情,为什么我国 *** 仍然明令禁止私自采砂呢?

其实事情远没有表面看起来那么简单。

首先,三峡大坝底部的泥沙堆积多年,生态环境趋于稳定,已经达成了一种平衡。贸然大规模清除,反而对大坝没有好处。

就如同电脑的“灰电平衡”一样,当电脑内部的积灰和电脑达成平衡的时候,贸然将积灰全部清除,电脑大概率会损毁。

如果开放商业采砂,那么很难控制是否开挖之后的局面,很有可能开挖企业会不顾生态环境而大肆开挖,有很多不可控的因素。

大肆开挖对周边生态环境的打击可谓是近乎灭顶,在外国就出现过此类事件:曾有河流因为人们大肆开挖河砂,导致河流改道,生态环境足足半个世纪才有了恢复的苗头。

大肆开挖河砂,对河流来说会造成水位降低,水质变差,也有可能改变河流的流向,流向一旦改变,对原有的水生动植物来讲几乎是灭顶之灾。

当挖掘程度更深时,还会导致水土流失,进而导致河岸坍塌,最著名的水土流失影响生态环境的例子就是我们的母亲河——黄河。

对于三峡大坝来说,目前大规模清除是不可取的,最好的办法就是小规模清淤,比如用清淤船,还有泄洪排沙。

相信在经过专家学者的研究和考量,以及 *** 的统筹规划,三峡地区的淤沙问题会得到妥善解决,我国的河砂短缺,也会有办法来解决。

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