《中國三峽》2010年第1期 特別策劃
自三峽工程開工建設以來,人們始終在等待一個數字的實現,那就是175米蓄水的成功。因為三峽水庫隻有蓄水到175米,才能夠進入正常運行期,才能發揮最大效益。三峽工程的興建,是人類改造大自然的一種力量表現,也是綜合國力和施工技術的具體體現,20多項世界之最的工程,向人們表達了這樣的文化信號,三峽工程是人類力量的象征,它最終也應該是人類文明的象征,它在為人類的幸福生活作出具體貢獻的時候,也必將呼喚人們對一個新生活的憧憬。也正是這種憧憬,加重了人們對175米蓄水的渴望和期待。
然而,2008年,第一次175米試驗性蓄水因地質災害,中下遊取水困難等插曲止步於172.8米。2009年,新一輪試驗性蓄水於9月15日零時啟動,又是在一步之遙時,戛然而止,原因何在?
張博庭:兩次蓄水受阻 原因各不相同
《中國三峽〉記者:時香麗
記者:我們知道,三峽工程經過了17年的建設,已完全具備蓄水175米的條件,但08年、09年兩次蓄水衝擊175米,都在一步之遙時戛然而止,這是為什麼?兩次蓄水不成功的原因有什麼不同?
張博庭:08年主要是由於我們對蓄水後產生的滑坡地質災害的擔心,應該屬於主觀的原因蓄不上水。09年是突然遭遇大幹旱,為了不影響下遊的生產生活,所以不能完成蓄水任務,應該屬於客觀的因素。兩次蓄水受阻的原因是完全不同的。不過,對於09年的旱情我們也不是完全沒有解決的辦法。如果能打破傳統觀念,改進汛期的水資源管理方式,適當的提高汛限水位或者提前蓄水的時間,就可以避免出現汛後蓄水的困難。
三峽水庫08年初次蓄水,水庫上遊出現的地質災害肯定是和蓄水有著某種關係。但是,如果從減少災害的威脅的角度來看,在水庫建成後的蓄水初期讓潛在的滑坡體早一點釋放,應該是件好事。滑坡地質災害本來不應該直接影響水庫的蓄水,然而,由於我們的一些部門對水庫蓄水所出現的滑坡地質災害的成因和認識不夠十分準確,簡單的以為地質災害就是由水庫蓄水造成。所以,導致有關部門為了防止滑坡地質災害的出現,而人為地停止了蓄水。
記者:那麼,蓄水和地質災害之間到底是一種什麼樣的關係?是不是蓄水就必然導致地質災害?
張博庭:事實上,修建水庫不僅不會造成地質災害,反而都會具有一定的地質減災的作用。我們知道滑坡等地質災害的產生的機理,一方麵可能是地殼的運動導致的變形;另一方麵就是河水的衝擊不斷的深切峽穀,導致河流周圍的邊坡必然要不斷的產生滑坡、崩岸,以適應這種地形的變化。特別是在河流的周圍所產生的滑坡、崩岸等地質災害,一般都是由後一種原因造成的。水庫電站的修建就是把河流的水能用來發電的過程,這必然會減少河水能量對邊坡的衝擊、切割,最終一定會從根本上減少新的滑坡體的出現。
不過,在水庫蓄水的初期,由於水庫庫岸水文條件的突然改變,也一定會促使那些原來已經存在的,不穩定的滑坡體在短時間內釋放出來。所以,一般新建的水庫蓄水的初期,一定會有一個滑坡等地質災害集中釋放(增多)的時期。很多人都錯誤地認為,這就是水庫帶來的地質災害。其實,恰恰相反,經過這個時期的滑坡地質災害集中釋放之後,新的庫岸一定會比原來沒有修建水庫的河岸穩定的多。即使在遇到了特大暴雨甚至地震的情況下,水庫的庫岸也會相對安全的多。
例如,在汶川大地震之後,我們就可以看到沙牌水庫大壩的上下遊兩邊的邊坡穩定性截然的不同。這就是因為水庫的修建和初期蓄水已經把潛在的滑坡體都釋放掉了。如下圖所示:大壩上遊水庫內的庫岸邊坡就沒有出現任何滑坡,而大壩下遊天然河道內的自然邊坡就破壞得非常嚴重,同一地區、同樣地震強度,邊坡的穩定情況簡直是天壤之別。

地震後沙牌電站上遊水庫岸坡的照片

地震後沙牌電站下遊河道邊坡的照片
另外,台灣的8.7大水災,也是因為突降暴雨導致土壤中的含水量劇增,出現眾多的滑坡地質災害,並造成了巨大的災難。然而,對於經曆過多次蓄水考驗之後的水庫庫岸,就很少會因為連降暴雨產生大規模的地質滑坡災害。因為水庫的初期蓄水對周圍的岸坡,就會具有人為的暴雨長期浸泡的相同效果。蓄水已經讓潛在的滑坡體在蓄水期內都釋放掉了。這也就是水庫(初期蓄水釋放潛在的滑坡體)對地質災害的一種減輕作用。
總之,水庫建成後的第一次蓄水,是水庫新庫岸再造的時期,必然會有許多高於水麵的潛在的滑坡體,由於改變了水文條件而變得不穩定了。所以,任何新建水庫的初期蓄水都是地質災害的高發期。目前,因為三峽水庫09年的蓄水,還沒有超過08年的蓄水水位,所以,滑坡等地質災害不會比去年更多。但是,如果蓄水水位超過了08年的172.8米之後,三峽還是非常有可能出現比08年更嚴重的地質災害的。因為,那些還沒有經曆過蓄水考驗的潛在的滑坡體,必須要有一個釋放的過程。一般來說這種蓄水初期地質滑坡災害的出現,並不能算是什麼壞事。例如,08年,為了不讓滑坡災害出現就不蓄水,但是,這些潛在的滑坡體仍然存在。到了09年再蓄水的時候,它還是有可能要滑下來。從這一點上來看,倒是早一點蓄水、早一點讓不穩定的滑坡體釋放掉,才是減輕地質災害威脅的最佳選擇。
記者:09年蓄水再次受阻又是為什麼?有人說是因為極端的氣候原因,也有人說長江中下遊的幹旱就是因為三峽工程蓄水造成的,那麼事實到底如何呢?
張博庭:09年的蓄水受阻,主要是氣候原因造成的。應該說長江中下遊的幹旱與三峽蓄水本身的關係不算太大,主要還是氣候的原因。例如,三峽水庫今年的蓄水至今還遠沒有達到08年的172.8的水平,中下遊就已經出現了嚴重的幹旱。為什麼去年三峽水庫攔蓄水量較多,反倒沒有造成下遊的幹旱呢?這足以說明,長江下遊幹旱的主要因素不是三峽水庫蓄水,而是氣候原因導致的水文條件的變化。
一般來說,在上遊來水不足的情況下,如果水庫強行蓄水,肯定會導致下遊的幹旱。但是,我國今年的具體情況卻完全相反。本來,按照多年來長江水情的規律,經國務院批準的三峽蓄水方案規定,10月上、中、下旬三峽下泄流量分別為不小於8000立方米/秒、7000立方米/秒、6500立方米/秒。但由於今年的長江突然出現了較大的旱情,國家有關部門不得不更改計劃,多次下達指令增加三峽下泄流量。自10月31日起,水庫調度明確要求:當三峽入庫流量大於9500立方米/秒,水庫下泄流量按不小9500立方米/秒;若入庫流量小於9500立方米/秒,水庫按出入庫流量平衡控製。即一旦上遊來水不足9500,三峽就要停止蓄水,不影響下遊的自然水量。而在實際上,進入今年的十一月份以來,三峽水庫的水位已經有過多次下降的紀錄。這也就是說,三峽水庫在蓄水的過程中,為了緩解下遊的幹旱,已經多次發揮過從水庫中放水加大下泄流量的抗旱作用。
很顯然,正是因為遭遇了大旱,三峽水庫不僅要保障下遊的生產生活用水需要,而且還要在必要的時候發揮一定的補水抗旱作用。以至於三峽水庫今年難以按期完成蓄水任務。所以,確實是今年嚴重的幹旱,影響了三峽水庫的蓄水。
記者:兩次蓄水受阻,對三峽工程來說能否說是一個失敗?像這樣的大型水庫,蓄水至正常水位經過幾次反複是否屬於正常現象?國際上有無這樣的先例?
張博庭:世界上的大型水庫不能蓄水到最高水位的情況非常普遍。例如,我國黃河上的龍羊峽水庫,建成幾十年以來,好像至今也從未能到達過最高水位。此外,美國的胡佛水庫、埃及的阿斯旺水庫等大型水庫多數年份都是不能達到滿庫的。不過,我國三峽的情況與上述水庫略有所不同,因為長江的年徑流量很大,相對來說三峽水庫的庫容雖然也很大,但還不是跨年度調節的水庫。一般來說,還不應該出現水庫蓄不滿水的情況。因此,三峽水庫出現了蓄不滿水的情況,應該屬於不正常的。
三峽水庫08年和09年二次蓄水都沒有能實現,決不能說工程是失敗的。聯合國2006年發布的《世界水資源報告》早就指出,目前全球淡水資源匱乏的主要原因是“設施不足、管理不善”。要知道這兩個問題是相互獨立的軟、硬件關係。三峽工程的成功建設,隻能解決“設施不足”的硬件問題,而不能解決“管理不善”的軟件問題。應該說三峽蓄水不成功,確實是由於著管理上的問題。尤其是08年的蓄水不成功,主要是出於我們對蓄水後的地質災害的錯誤認識和擔心。這是非常不值得的,因為,受到蓄水175米影響的滑坡體,早晚都要釋放出來的。08年不敢蓄水,並不能消除這些滑坡體的威脅。相反倒是蓄水越早,消除地質隱患也能越早一些。
09年的蓄水不成功,主要是我們的水資源管理部門還沒有足夠的三峽水庫的運行經驗,沒有預料到長江會在今年出現嚴重秋旱。如果他們能夠預計到今年的秋旱將導致三峽水庫難以蓄水,有關部門一定會提前采取措施,適當的提高汛限水位或者提前讓水庫蓄水,就完全可以解決這一矛盾。相信通過今年的蓄水不成功的教訓,水資源調度部門也會高度重視水文預測和水庫科學調度的問題。要知道,三峽水庫不能蓄滿水,不僅影響了三峽整個冬季的發電能力,而且還會極大的影響三峽水庫的水資源調節能力。尤其對明年年初枯水季節的長江水資源供應存在著更大威脅,這絕對不是水資源管理部門所希望看到的結果。
記者:通常情況下,水庫的作用就是削峰填穀,以豐補歉。那麼是不是提前攔洪蓄水就可以解決幹旱和蓄水的矛盾?提前蓄水有無風險?如何做到零風險?
張博庭:當年我國建設三峽工程的目的第一是防洪、第二是發電、第三是航運。這是我們根據當時國情確定下來的目標。但是,根據近年來社會經濟發展的變化和國際社會的普遍情況,水資源的匱乏對人類社會的危害已經遠遠超過洪水的威脅。因此,我國水利部原部長汪恕誠早就在論述“資源水利”的五個層次的問題上,明確地指出:水資源的供水安全是第一個層次的問題,防洪安全是第二個層次的問題。(其它幾個層次,分別是糧食安全、經濟發展和生態環境)。目前,隨著人類社會的現代化發展和人口的增加,淡水資源供應的危機顯得越來越嚴重,這已經是全世界的共識。學術界也已經普遍把防洪的概念轉向了洪水管理。
對於當前的社會,洪水已經被認為是一種寶貴的資源。也許是因為受到了當初三峽建設所確定的防洪目標的影響,我國長江的水資源管理目前確實有些過於強調三峽防洪作用的傾向。實際上對於現代化的社會來說,如何在防洪的同時保障水資源的供應已經變得更加重要。有關部門應該把整個時代的這一重要變化,及時地反映到長江水資源的管理調度中去。盡量避免今後再出現這種汛後水庫蓄不上水的尷尬局麵。
另一方麵,長江上遊也已經有眾多的水庫修建起來了,三峽所承擔的長江防洪任務也已經能夠被眾多水庫所分擔。各個水庫不應該還都是千篇一律的采用汛後再蓄水的傳統調度方式。特別是通過今年遭遇秋旱,不僅三峽和上遊眾多水庫都蓄不滿水,同時也對下遊的生產生活和生態環境產生了不利的影響。我們相信水資源管理部門今後一定會更加重視對洪水資源的科學管理,盡可能讓寶貴的洪水資源發揮出積極的社會作用。適當的提高一些水庫的汛限水位,提前某些水庫的蓄水時間,都是簡便可行的解決梯級水庫防洪和蓄水矛盾辦法。當然,提前蓄水肯定會增加一定的防洪風險,但是,這個風險完全可以通過先進的科學技術對天氣趨勢的預測和對流域水庫群的科學調度加以緩解。
記者:很多專家都認為,對長江流域水資源進行統籌規劃、科學調度,是一項非常複雜的問題,不僅涉及到技術問題同時也涉及到決策機製問題,需要在國家層麵上進行解決。您怎麼看?
張博庭:的確,我也認為“,對長江流域水資源進行統籌規劃、科學調度,是一項非常複雜的問題,不僅涉及到技術問題同時也涉及到決策機製問題,需要在國家層麵上進行解決”。不過,我認為這一目標必須是在長江流域的水庫都按規劃完成之後才能實現。目前,由於長江上的大多數水庫還沒有建成,所以,還不大可能全方位的進行國家層麵的科學調度。因此,目前充分發揮各個水庫的建設管理單位的作用,依然十分重要。
在《世界水資源報告》中所說的“設施不足、管理不善”的全球水資源問題中,解決設施不足問題,必須是解決管理不善的前提。在當前的情況下,“麵對這麼複雜的涉及層麵高且廣的問題”三峽集團公司作為長江上最重要的開發建設管理單位,首先應該抓建金沙江等梯級水電站的建設,幫助國家早日解決長江水資源調控“設施不足”的硬件問題。其次,還應該加強流域水資源調度的科學研究和管理,並把目前這類由於某些認識不到位,所造遭遇到的水庫蓄不上水的問題,積極地向國家有關部門反映,同時提出科學建議。協助國家水資源管理部門實施科學調度,盡可能要避免出現“管理不善”的水資源問題。最大程度的發揮出三峽工程的全麵效益。
蓄水與幹旱的糾結誰與評說
文/江時強 吳植 湯耀國
17年來,三峽工程始終在等待“175”的到來,渴望進入正常運行期。但如今已是第二次受阻。
什麼絆住了蓄水的腳步?
2009年這次蓄水,起始蓄水位為145米,當時入庫流量23500立方米/秒。此次蓄水方案較去年詳細,規定9月底三峽水庫水位原則上不高於158米,10月末蓄水至175米。若10月底水庫水位未蓄至175米,則11月份繼續蓄水至175米。
9月底,三峽水庫順利完成第一階段蓄水任務,水位升至約158米,蓄水量70多億立方米。但是到了10月,三峽平均入庫流量為12500立方米/秒,比多年同期平均值偏少約35%。10月份三峽來水減少是近幾十年以來,特別是上世紀90年代以來的趨勢。
偏在這時,長江中下遊又出現特大幹旱,特別是洞庭湖、鄱陽湖、湘江、贛江發生曆史罕見旱情,城鄉居民生產生活用水出現困難,漁民歇業,航運受阻。正在進行蓄水的三峽水庫根據國家有關部門指令,加大三峽下泄流量,緩解下遊旱情。三峽水庫10月份平均下泄流量8500立方米/秒,比經國務院批準的蓄水方案下泄流量增加1350立方米/秒。
原本,經國務院批準的蓄水方案中,10月上、中、下旬三峽下泄流量分別為不小於8000立方米/秒、7000立方米/秒、6500立方米/秒。但蓄水期間,國家有關部門4次下指令增加三峽下泄流量。
由於來水偏少,第四次指令還特別指出,從10月31日14時起,三峽入庫流量不大於9500立方米/秒時,按出入庫流量平衡控製,當三峽入庫流量大於9500立方米/秒時,按9500立方米/秒控泄。
11月2日8時,三峽入庫流量為9400立方米/秒,出庫流量為9650立方米/秒,水庫呈現“入少出多”的狀態。三峽蓄水遲遲難達175米高程。
一邊是上遊來水偏枯,一邊是下遊嚴重幹旱,三峽水庫原定的蓄水175米目標未能按時完成。
是蓄水誘發了幹旱,還是幹旱阻撓了蓄水?蓄水與幹旱的糾結該如何評說?
“人們很容易把旱情和三峽大壩攔水聯係起來。” 中國工程院院士、長江水利委員會總工程師鄭守仁說,但蓄水並非幹旱主因,近期湖南、江西等省的湖泊、河流水位低,最主要的原因是這些地區自身的旱情,即9月以來當地持續晴熱高溫,降雨量很小,無法形成徑流。
中國氣象局的資料也表示,此次南方地區出現幹旱的主要原因是持續高溫少雨。
湖南省嶽陽市防汛辦副主任陳偉力認為,造成今年長江中下遊幹旱的主要原因還是在於降雨量偏少。“三峽蓄水隻是起了加劇的作用。”
據有關專家介紹,長江水資源供需矛盾由來已久。自1877年有實測水文資料以來,長江上遊來水量在10月的多年平均值為19700立方米/秒,但受上遊降水減少及大量建水庫等影響,最近20年的同期平均來水量減少了約3000立方米/秒。而今年10月上遊來水量僅有6天超過14000立方米/秒,遠低於正常年份的水平。
另一方麵,由於近年長江中下遊工農業經濟發展,以及大量取水口由受汙染的湖泊向長江遷移等原因,長江幹流的供水負擔大增。
鄭守仁說,1993年三峽工程初步設計時,認為秋冬季節大壩下泄流量為5000立方米/秒就可滿足中下遊用水需求,但現在看來,10月中旬下泄7000立方米/秒都可能不夠。
按蓄水並非幹旱主因的同一邏輯,鄭守仁還指出,補水對緩解旱情的作用亦有限。三峽水庫加大下泄流量有助於緩解洞庭湖、鄱陽湖兩湖及其周邊的旱情,但對維持湘江、贛江的水位可能幫不上什麼大忙。
陳偉力亦認為,雖然增加了下泄流量,但對於“八百裏洞庭”來說,隻是杯水車薪。三峽水庫加大下泄流量後,長江幹流洞庭湖湖口和鄱陽湖湖口水位雖已止跌回穩,但湘江長沙段水位仍在下跌。
事實表明,是極端的氣候原因導致了長江中下遊的幹旱,也阻撓了三峽水庫蓄水175米的腳步。
如何破解蓄水與用水的矛盾?
長江的水資源不僅僅要用來蓄水發電,同時還要滿足長江中下遊工農業生產及居民生活用水的需求,那麼怎樣才可以滿足各方的需求?通常情況下,水庫的作用就是削峰填穀,以豐補歉。那麼是不是提前攔洪蓄水就可以解決用水和蓄水的矛盾?提前蓄水有無風險?如何做到零風險?
在專家看來,如果入庫流量不斷減少,水庫達到175米的成功幾率就很小。而對於三峽工程來說,175米試驗性蓄水是一個必要的全麵考驗,隻有水位達到175米時,很多問題才能得到驗證,工程的綜合效益才能全部發揮。
更為重要的是,三峽水庫若不蓄至高水位,來年1至2月上遊來水量最小時,就無法給下遊補水,屆時下遊的旱情會更嚴重。曆史數據顯示,在正常年份,長江上遊於1至2月的來水量為3000~4000立方米/秒之間,最小值僅為2700立方米/秒。隻有在三峽蓄水後,每年1至2月才可保證5000至6000立方米/秒的下泄流量。
因此,有關專家認為,解決蓄水和用水矛盾的有效途徑,就是將蓄水時間提前,充分利用洪水資源。鄭守仁說,與三峽工程初步設計時的情況相比,長江上遊在10月的來水量已減少很多。因此可考慮提前至9月10日啟動蓄水,並將9月底的水位抬高至160米甚至162米。
據了解,三峽水庫2008年9月28日開始首次試驗性蓄水,雖未像2009年一樣再三加大下泄流量,但若不是去年11月初遇到588年一遇、峰值為33000立方米/秒的洪水,水庫水位根本達不到172.8米。而今年提前至9月15日開始蓄水,目的正是利用秋汛在9月盡量抬高水位,以便在10月上遊來水較少時,仍能保持一定的下泄流量,但這種提前量可能仍然不夠。
過去三峽工程調度規程為反季節調節,汛期泄水,枯水期蓄水。湖南省政府參事、湖南省水利廳原副總工程師聶芳容認為,將來可提倡“蓄洪補枯”,即在防洪風險可控的前提下,將“洪水資源化”,否則三峽蓄水就可能占用中下遊10至11月的生態水資源,導致中下遊缺水現象。
但提前蓄水又可能導致上遊防洪風險,三峽集團公司三峽樞紐梯級調度中心主任袁傑認為,攔蓄洪水“尾巴”可做到風險可控。我國氣象水文預報水平已提高,即便蓄水啟動後,上遊可能醞釀大洪水,三峽水庫也來得及進行調度。他說,每年7月中旬至8月中旬是長江主汛期,9月的洪水幾率和量級都要小很多。進入9月後,中下遊的水位已比汛期低很多,行洪能力較大,大洪水完全可以泄走。另外,近年汛期上遊來水的泥沙含量已較工程初步設計時減少了約50%。因此,三峽水庫具備進一步提前蓄水的條件。




