水博
三峽愛大壩建成之後，一直成為社會各界爭議的焦點。由於我國社會的整體科學素養不高，所以，各種違背基本科學規律的謠言經常很有市場。一些符合科學的和事實的現實，反倒常常沒有人相信。前幾天科學網上一位名叫武際可網友的一篇漏洞百出的關於重慶洪水問題的博文，就因為被冠以了《從流體力學看三門峽和三峽大壩》之名，竟然受到眾多科學網網友的追捧。
必須承認，武網友很會利用名人效應，文章一開頭就說“著名力學家伽利略的學生托裏拆利（1608-1647）的一項重要工作是他給出了液體在容器底部開孔時，流出射流速度的計算公式ｖ2=２ｇｈ，並且作了實驗驗證。 ，這裏 v是孔口流速，g是重力加速度，h是液麵距孔口的高度。這一結果被稱為托裏拆利定律，之後推廣到一般情形，稱為伯努利定律。”
武網友接著解釋說“這個公式當然講的是理想的情形，沒有考慮流體的摩擦阻力，也沒有考慮流動的不均勻和回流紊流的複雜情況。不過有一點是肯定的，就是任何積了水的地方，水的下泄速度絕對不會比它大。而且可以斷言，這個下泄速度，大致上和落差h的平方根成正比，不管水的下泄是庫底開洞，還是水流沿渠道順流而下，也基本上是正確的。”
這裏武網友的推理就出了點問題。要說用托裏拆利定律計算“庫底開洞”出口處的流速還勉強可以，但是對於水流沿渠道順流而下，則就滿不是那麼回事了。
其次，我們首先應該指出武網友的流體力學應用條件上的一個概念性錯誤。h是水位差，但並不能簡單的用水庫的蓄水高度代替。三峽的蓄水水位高度並不一定就代表落差的改變。要知道長江水通過三峽水庫的時候，並不是從三峽大壩的表麵溢流過去，而是相當於通過大壩的底孔，所以，實際上三峽大壩泄水的高度並沒有太大的變化。
因而，武網友的所謂“三峽大壩壩前水位為145米，而重慶朝天門的水位是183米。也就是說，這時，重慶的積水外泄的落差大致是40米。而沒有攔洪時，大壩處的水位為66米。將朝天門的水位，減去66米，得117米。大致說來，三峽大壩攔洪，使重慶地方的洪水外泄的落差從120米，減少為40米。”和“這個數字按照托裏拆利定律，大致相當於外泄的流速減少為1.7分之一，即減少為原來的0.6倍。流速的減少，意味著重慶方麵積水增加。這就難怪重慶的水災要增加了。”的說法，就是一種有意無意的欺人之談了。
其次，我們要知道流體在渠道中的主要計算公式是vS=Q。其中v是流體速度，S是渠道截麵積，Q是流量。根據 ｖ2=２ｇｈ的公式來看落差h開根號之後才與流速同量綱。也就是說在渠道的流體計算中截麵積S和流量Q對流態的影響，要比落差h敏感得多。因此，武網友的流體力學理論計算出現了雙重錯誤，一個是對落差h的錯誤放大，另一個就是流體力學公式的應用錯誤，大大高估了落差h對流體計算的影響。
理論上是錯誤的，因此，武網友的實際舉例也一定是有問題的。關於所列舉的三門峽的實例，武網友說法的錯誤在於，沒有分清楚三門峽建成後出現的洪水災害不是受三門峽水庫蓄水的影響，而是，由於三門峽的蓄水產生的泥沙淤積所造成的。如果沒有產生泥沙淤積，根本就不會造成上遊渭河的洪澇災害。因此，所謂“是‘把大壩下遊的洪水災害移到大壩上遊去。’這一點，從簡單的托裏拆利定律的分析便可以弄清楚。”的說法，根本就不成立。
武網友的“三門峽1961年2月9日蓄至最高水位332.58m，而關中平原的海拔高度是325—800米，就是說三門峽的蓄水水位和關中平原的徑流的水位大致是在同一高程。渭河平原的積水，隻能往三門峽水庫排放，但是在同一個高程上，排放速度隻能是零。這就難怪在1961年渭河平原出現水患”說法，恰恰說明武網友犯了和評論三峽一樣的概念性錯誤。實際上三門峽工程的水庫回水計算沒有任何錯誤，而隻是在水庫泥沙淤積的問題上出現了失誤。以至於造成了上遊的洪災。泥沙淤積與武網友炒作的“托裏拆利定律”毫無關係。
再看看武網友關於三峽問題的分析。武網友說“現在三峽大壩自2003年攔洪以來，多次聽到重慶鬧水災的報道。我很奇怪，便問一位80高齡的老同學，你生長在重慶，重慶以前是否總鬧水災。他隻是笑笑，說沒有見過。”。
這裏武網友使用了一個非常高明的辦法，給讀者製造一個巧妙的騙局。80多歲的老同學都說沒見過重慶鬧水災。不了解重慶的人一定會相信武所說的情況。但是事實如何呢？我們以重慶寸灘的水洪水位記錄為例。寸灘的自然水位大約在160米多米。然而由於河道相對狹窄，隻要洪水量流增大，寸灘的水位必然要急劇上漲。這也符合流體力學公式中的洪水對河道截麵積和洪峰流量最為敏感的理論公式。
在三峽工程修建前，寸灘所經曆的幾次大洪水的水位記錄分別是：1905年洪水流量85100方/秒，水位標高為192米；1954年洪水流量54800方/秒，水位標高182.57米；1981年洪水流量85700方/秒，水位標高191.41米；1998年洪水流量59200方/秒，水位標高183.21米。
武網友的老同學80多歲了，沒見過1905年的洪水是必然的，但是要說沒見過1954、1981年和1998年的洪水，顯然是不能讓人信服。這裏麵到底是武網友的老同學湖塗，還是武網友自己故弄玄虛，我們就不去猜測了。總之，到目前為止，解放以來重慶寸灘出現的最高洪水位，還是在三峽建設之前。那麼當三峽建成之後，重慶寸灘的洪水位有什麼影響嗎？應該承認的確有，但是非常非常微小。
根據記錄：三峽蓄水後的2004年9月，洪水流量58200方/秒，寸灘水位標高183.26米；2009年7月，洪水流量56700方/秒，寸灘水位標高183.11米。這個水位紀錄與1998年的洪水流量59200方/秒，水位標高183.21米相比，確實有流量小於1998年，但水位卻略高於1998年的特點。這說明，三峽蓄水後確實會對上有的洪水位產生一定的影響，但是，所增加的值隻有幾厘米。這也符合我們渠道流體力學的理論計算結論，因為，三峽蓄水後隻是少量的影響了落差h，而對渠道流態影響最重要的河道截麵積沒有變化，所以，流量相同的情況下，水位的變化必然是微乎其微。
總而言之，按照自然的規律，處在重慶下遊的三峽水庫一般來說很難對上遊發揮出作用，無論是洪澇還是幹旱。因此，我國重慶地區的水資源矛盾，必須通過上遊水庫建設加以解決。我們在用科學的精神和實事求是的態度消除對三峽工程的各種毫無根據的擔心和猜疑的同時，還應該讓我國的公眾認識到：無論是我國的水電開發程度還是水資源開發程度（即水庫蓄水量）都與國外的發達國家存在著較大的差距。我國三峽的成功建設，僅僅是拉開了我國現代建設的一個序幕。國際社會的曆史已經明確的告訴我們，任何一個國家的現代化發展，都離不開必要的水利水電開發建設。無論是解決水資源問題還是清潔能源的問題，一個國家的現代化文明程度，總是要與這個國家的江河開發利用程度成正比的。三峽的成功建設已經讓長江中下遊的民眾，享受到了現代文明的成果，而長江上遊地區的民眾的幸福和安康，還要取決於我們現代化的進一步發展和長江上遊的水利水電工程開發建設的速度。
參考對照文章：從流體力學看三門峽和三峽大壩
