三峡大坝是怎么防洪的，它有可能被超大洪水冲垮吗?
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自古以来，我国的长江、黄河就像是难以被驯服的野马一样，每隔一段时间都会对两岸人民造成严重影响。黄河之所以容易发生水患，是因为黄河的泥沙较多，当泥沙沉积在下游后会导致下游形成地上河而决堤。
但长江的水患和黄河不同，长江流域大多位于副热带季风区，降雨量大，且80%的水量集中在汛期，属于雨洪河流。长江流域平均每10年发生一次较大的洪水灾害，每一次发生超大洪灾，都会严重威胁当地人的安全，给当地经济造成严重损失。
为了解决这个问题，也为了能够更好地利用长江水资源，我国决定在长江修建一个堤坝，虽然在我们看来三峡大坝的主要功能是发电，但其实它的主要功能是防洪。
三峡大坝全轴长2309米，坝顶高185米，坝顶的宽度为15米，大坝底部的宽度为126米。三峡大坝属于混凝土重力坝，主要依靠大坝自身的体重，来抵抗上游水压以及其他载荷量并保持大坝的稳定。
而如此巨大的大坝，对混凝土的需求非常大。
混凝土的制作需要用到水泥、骨粉以及水等。而水泥和水相遇后会向外散发热量，如果热量还未散发殆尽就将其制作成大坝，那么大坝表面和内部的温度将会不一，内部会向外在散发热量的同时导致大坝受热膨胀而裂开。
在过去，工程师们在修建大坝时，会边修建，边冷却，但这样速度非常慢。胡佛大坝的总设计师是个急性子，为了加快大坝的进度，他将水管埋藏在大坝之中，使用冰冷的河水冷却内部的温度，等到大坝建成之后，再将混凝土灌进到水管中，自然冷却后就可以得到一座坚固的大坝。
三峡大坝没有采用这样的设计，而是在制作混凝土的过程中，将冰块与水泥一起搅拌，冷却大坝的温度。在施工时，使用喷雾车进行喷雾，这是因为喷出的水雾可以减少太阳光线直射到工程项目中，我们知道混凝土的比热容较小，受到阳光照射时很容易升温，减少太阳光线直射可以防止大坝温度升高。
就这样，三峡大坝解决了水泥遇到水后发热的问题。这样修建的大坝能够抵御上流水流的压力，防止大坝倒塌。
三峡大坝的结构从右到左分别是：右岸非溢流坝段、右厂房坝段、泄洪坝段、左厂房坝段、左岸非溢流坝段，升船机等。
我们知道水坝坝顶高度是185米，但其实水坝的正常蓄水位是175米，枯水期最低消落水位是155米，防洪限制水位是145米。
也就是说，如果在汛期三峡大坝的水位超过145米，那么三峡大坝就会打开中间的泄洪坝段进行泄洪，泄洪是指水不经过发电站直接流向下游。前段时间三峡刚刚泄过一次洪水，当时的三峡水库水位只有147米多一点，但为了有足够的库容迎接接下来的汛期降水，三峡大坝开启了两个深孔加大泄洪，出库水量从原来的每秒2.5万立方米，提升到每秒3.5万立方米。
其实，泄洪口是非常有讲究的，如果你看过三峡大坝泄洪的照片，你会发现三峡大坝泄洪时，水会向上发射。
之所以水会向上发射，是因为泄洪口有一个挑角。这样设计，其实是源于一次水坝决堤的教训。
泄洪口的设计
1889年，美国宾夕法尼亚州连续暴雨24小时，导致当地的水库水位上升，很快就超过了大坝的总高度。
当大坝完全被洪水淹没后不久，大坝就决堤了，导致水库中的水瞬间倾泻而下，在短短45分钟内就向下游排出了2千万吨洪水，使得下游小镇瞬间被淹没。
后来，人们研究了大坝决堤的原因，发现是因为洪水从大坝上方落下来时，高度会增加水的势能，导致洪水携带的能量冲击大坝前面的地基，当地基被冲毁后，大坝就会向前倾倒而解体。
为了避免美国宾夕法尼亚州水坝的悲剧，之后的大坝在修建时，会在泄洪口增加一个挑角，这样当洪水从泄洪口流下时，因为挑角的存在使得水会形成涡旋，消耗大部分水的势能，此时水的能量就不足以破坏大坝前方的地基，从而保证大坝不会倒塌。
科学家们在设计三峡大坝时，是本着万年工程来修建的，这并不是说三峡大坝要使用一万年，而是大坝要能够承受流量超过12.23万立方米/秒的洪水，此时允许三峡大坝的主体工程不受影响的情况下，其他设备可能会出现影响。
而千年一遇的工程是指，三峡大坝在9.88万立方米/秒的流量的冲击下，三峡工程各项工程、设施不受影响，可以照常发电。
这些标准的设计，是科学家们根据我国长江流域的历史资料计算而来的。在设计大坝时，科学家们除了对大坝的每一个结构，每一个排水孔等做了严密的设计;还运用了无数的演算和实验，考虑了众多的综合因素才设计修建了三峡大坝。
虽然目前长江流域降雨量较多，但流量范围仍在三峡大坝的设计范围之内，不会对三峡大坝造成较大的影响。
来源：钟铭聊科学
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