今年夏天的雨似乎有点大！

最近半个多月，长江中上游尤其严重。前些日子四川达州、广安等地，洪水竟然能淹没大半个城市，真是恐怖！川内之水大部分于重庆附近汇入长江，所以两江夹击的重庆自然是洪水滔天，连著名景观朝天门都被洪水淹没好几米深。

长江重庆段水流处于高位，主要的原因可能有两个，一个是洪水过大，这个不用多说；另外一个原因，可能就是洪水速度过慢，在河床宽度一定的情况下，势必造成水位升高，以此来顺利泄洪。

    为什么洪水过大，这个是上天决定的，我们大家估计都没有办法控制。至于流速的快慢，可能就比较复杂了，影响河流流速的主要原因是什么呢？和下游的三峡大坝是否有关系呢？关于这个话题，最近一段时间，魏东平老师曾经以《三峡水库与上游水位》简单讨论过，今天武际可老师也以《从流体力学看三门峡和三峡大坝》进行了讨论。水利不是我的专业，流体力学我也只是简单的接触了一些，故此文仅从一个简单的例子和基本的模型来分析一下蓄水对上游河流流速的影响，权作狗尾续貂吧。

    武老师文章的主要依据是托里拆利定律，其可以简单描述为：水桶孔口进出的液滴，其速度即与桶内上方液面的一个小液滴自由降落在孔口时所得到之降落速度相等。即黏滞性的微小阻碍作用略而不计时，开口处的喷射速度与真空中的水滴降落此高度时所得的速度相等。

    武老师据此在原文中进行了如下表述：“这个公式当然讲的是理想的情形，没有考虑流体的摩擦阻力，也没有考虑流动的不均匀和回流紊流的复杂情况。不过有一点是肯定的，就是任何积了水的地方，水的下泄速度绝对不会比它大。而且可以断言，这个下泄速度，大致上和落差h的平方根成正比，不管水的下泄是库底开洞，还是水流沿渠道顺流而下，也基本上是正确的。”

简单的说，武老师此处用托里拆利定律来推算上游河流的流速是错误的，错误的根源在于：

1）托利拆利定律考虑的是静水力学的情况，也就是说，是无源水体或者静止水体的情况。而河流是流动体，如果拿出来一段来研究的话，是有源水体。

2）托里拆利定律表述的是底端向外喷射的流速与水面的高度差之间的关系。而武老师却用来反演水体上部的流速，大部分情况下，这是不对的。比如三峡泄洪时底部喷射的流速可以按照高度差来决定，但是不能用这个来反演入库的流速。

3）事实上，河流某截面处的流速，主要是来自上游的推动力，和下游的情况有关，但关系至少不是武老师论证的那么大。

4）河流在地表流动时，符合托利拆利定律的情况比较少，大部分河段，河流的流速都不是很快，而按照托里拆利定律计算出来的流速，可能非常非常大。

下面举个简单且极端的例子说明这个问题。文章图片来自魏东平老师的博文《动静》，摄影取景地为黄果树大瀑布。

    我在照片上标了三条红线，自下而上，分别是A，B和C。现在我们做个假设，就是在黄果树瀑布下修个大水库。一个不难推出的结果是：

1）当围堰的高度分别是A，B时，瀑布入口处的流速，是不受影响的，其主要由来自上游的推动力决定。

2）而只有围堰的高度和C处的红线平行时，瀑布入口处的流速，才会因为库区水面的因素受到比较大的影响。

通过这个例子，我们可以简单的推理一下，就是只有自长江干流和三峡库区交界处以下的区域，水流才会受到比较大的影响，在交汇处之上的区域，河流的流速受到的影响比较小。

下面再通过一个简单的模型说明问题。

在此模型中，C—A段表示上游，中间表示水库，D—E段表示下游。

对于上游部分，如果水库的水位高过河床，比如A—B河段，河流的流速，肯定是受影响的。而自B以上部分，我个人认为是影响不大。

C处的流速主要由其自上游来水量的大小，流速，河川的宽度决定，和下游水库的水面高度，关系不是很大。

再来继续探讨重庆的情况。下图为从搜狐上搜到的今天的长江水位的标志图。

 

从图中我们可以看到，长江三峡坝前水位为156.82米，重庆的水位为181.02米。两者之间的差是24.2米。那么通过此数据我们可以得到以下推论：

1）如果长江重庆段水深超过了24.1米，也就是坝前水位超过了江底的海拔位置，那么三峡大坝影响了重庆市的泄洪。三峡应该加大下泄量，迅速降低坝前水位和整个库区水位，促进长江重庆段往下游泄洪。

2）如果长江重庆段的水深只有10米左右，也就是江底的海拔位置还远高于坝前水位，那么三峡蓄水对重庆的泄洪估计会产生一定影响。

3）如果三峡坝前水位在145米左右，对长江重庆段的泄洪，应该影响不大。

4）大坝蓄水对淹没区内的流速所产生的影响比较大。

   巍巍三峡，难得几言描之，寥寥数语，权作管中窥豹！

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