较真要点：
查证者：杨碧旺丨德国勃兰登堡州工业大学（BTU）物理硕士
今年长江流域的防汛形势比较严峻，部分地区遭受了不小的损失，这期间也有各种消息充斥网络，有关于三峡的，也有关于洪水的。拱形坝一定比重力坝更坚固吗？“百年一遇”的洪水真的是一百年遇到一次？我们一一来看。
一、大坝修建成哪种类型要考虑多方面因素，拱形坝并不比重力坝更结实
三峡的拦河大坝是混凝土重力坝，坝轴线全长2309.5米，主要由泄洪坝段、左右岸厂房坝段和非溢流坝段等组成。重力坝是依靠大坝自身的重量来阻挡水库的水，坝体厚重，需要大量建筑材料。
图注：三峡大坝示意图，图片来源：中国长江三峡集团公司《长江三峡工程运行实录（2018）》
有人说，“三峡水坝应该修成拱形，应用鸡蛋壳原理，这样才能抵挡水的压力”。拱形建筑可以抗压，这个很好理解。但是大坝修建成哪种类型，要考虑多方面的因素。
拱形坝是利用拱形的结构把大坝受到的水压传递到两侧。所以拱形坝更适合狭窄的峡谷，因为两岸陡峭的石壁可以支撑结构和应力。拱形坝比任何其他大坝类型都薄，因此它们所需的建筑材料要少得多，更经济实用。比如下图位于四川省雅砻江（“砻”读音同“龙”）干流下游河段的锦屏一级水电站大坝就是拱形坝。拱坝最大中心角约为93度，顶拱中心线弧长约为552米，计算可得拱坝跨度约为340米。这个跨度相对于三峡大坝的2300米，就显得很小了。
图注：锦屏一级水电站全景图 图片来源：中国国家能源局大坝安全监察中心
重力坝要比拱形坝更结实，破坏拱形坝要比破坏厚重的重力坝容易得多。还是用鸡蛋来举例，虽然鸡蛋可以承受很大的均匀的握力，但是集中力量打击一点，很容易就能把整个鸡蛋壳破坏掉。所以从战略上讲，重力坝更安全。
二、“超过防洪限制水位”不必过于担心
新闻报道中常出现各种水位信息，比如防洪限制水位。有的人看到“超过防洪限制水位”的时候就担心得不得了。这里就简单解释一下三峡水库各个水位的含义。
图注：三峡水库水位示意图，图片来源：新华网
首先要解释一下这些水位是怎么测量的。水利水电工程中的水位均为海拔高度，所以在书写时都不再注明“海拔高度”四个字。三峡水库的水位采用的是以上海吴淞口海平面为零点的“吴淞高程”。比如防洪限制水位145米，就是说这个水位比上海吴淞口海平面高出145米，而不是水深145米。
正常蓄水位175米，是指三峡水库在正常运用情况下，为满足兴利除害的要求而可以蓄到的最高水位，是一个正常工作时的上限，实际的水位一般会比这个水位低。
防洪限制水位145米，是说在汛期的时候，水库要提前把水放掉，让水平面降低到145米，这样就留出来库容，以迎接将来的洪峰。这个水位可以这么理解：为了防洪需要，把水库提前限制在145米的水位。比如前段时间的新闻报道说：“三峡库区水位超防洪限制水位近2米”，意思就是当时三峡库区水位大约是147米，这是一个很正常的水位，不用担心。如果“三峡库区水位超正常蓄水位近2米”，这才需要担心。
也许有人会问，为什么不多放点水，甚至完全放空？首先，如果多放点水，三峡上游的水面过度下降，会影响电站基本运行，也会影响到上游船只航行，譬如船只搁浅，这些也是安全隐患。其次，如果对上游洪峰预测失败，水库已经放光水了，但是没有洪峰到来，到时候下游需要水的时候，水库却没有水，这也是风险。还有长江沿岸居民的用水，农作物的耕种用水，都是要考虑的因素。所以说，下降到哪个高度，不是简单说说而已，要综合考虑。
三、“百年一遇”不是“一百年才来一次”
“百年一遇”，“千年一遇”这些名称其实是基于概率给出的。“百年一遇的洪水” 是说，平均100年可以发生1次不小于这一量级的洪水，注意这里是平均100年出现1次，并非每100年出现一次。
我们举例说明：一个水文站，记录了100年的洪峰流量，把它们列在一个表格里，就可以看到洪峰流量和出现次数的关系。通过公式可以计算出某一个流量出现的概率。在我们描述洪水的时候，用流量（每秒多少多少立方米）表述的话，不直观不形象，所以用几年一遇来代替。1%的概率对应的就是百年一遇，0.1%对应的也就是千年一遇。
抗洪这件事既要空间上配合，也要在时间上配合。比如有人会问，为什么下游压力大，三峡还泄洪？三峡不能完全关闸不放水，它也要考虑未来几天的情况，应对未来要到达的洪峰。而且三峡放出来的水，也不是马上就能流到下游的某个城市，它也需要时间。水流速度、泄洪时间都需要计算，实际情况要复杂得多，需要考虑的情况也很多。
本文编辑：ambergchen
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