2011-07-14
通江湖泊的旱与涝 水坝之过?
来源:《中国国家地理》 2011-07-11 撰文/范晓
排浑蓄清,汛后拦水,长江中下游水位走低
2011年,长江中下游罕见的大旱,再次引发了三峡工程是否与大旱有关的激烈争论。长江的湖北宜昌至江西湖口段以及江西湖口至长江口段,分别被称为长江的中游和下游。许多观测数据和研究结果表明,虽然降水减少是造成长江中下游旱灾的重要原因之一,但三峡水库等大型工程的蓄水,的确也对干旱产生了不可忽视的重要影响。
人们通常认为,水库可以“调丰补欠”,在洪水期蓄水,枯水期放水,解决天然河流流量的季节性不均衡,但实际情况并非如此。汛期时洪峰不断形成,水库是通过把每次洪峰的一部分暂时拦截在水库里,削减洪峰流量,稍后再往下泄洪,形成“错峰”来防洪。由于河流在汛期的总流量远远超过水库的防洪库容,而且一次洪峰可能持续时间很长,或者两次洪峰之间可能间隔时间很短,所以水库在拦截每一次洪峰时都不可能把水库装满,始终要留有余地,否则,随后而来的洪峰就可能让水库来不及泄洪而导致漫坝甚至溃坝。水库每次拦截洪峰的部分流量后,也会尽快将其下泄,使水位降至“汛期限制水位”,以保证有足够的库容拦蓄后来的洪峰。
所以,水库为了满足防洪功能和自身的安全,是不可能在洪水期蓄满水的。而且,为了减轻库区泥沙淤积,也需要在泥沙最多的洪水期,保持较低水位和不断泄洪,以利冲砂。而要实现发电的最大效益,就只有在汛后期把水库蓄满到正常高水位,这就是“排浑蓄清”。对于三峡工程来说,就是要在每年的9月至11月蓄水至175米。对所有的电站水库来说,也都是要在这个时候蓄水。这就意味着,在天然河流流量较小的这一枯水时段,水库下泄流量将会低于天然河流的正常流量,从而引发干旱。
三峡水库达到正常高水位175米的目标是分期实现的。在2003年、2006年分别蓄水到135米、156米。自2003年以来,在每年的蓄水过程中,都使下游出现罕见低水位,因而使长江中下游出现连年干旱。
2008年、2009年,三峡水库两次试图蓄水到175米均未成功,其主要原因也是为了缓解蓄水过程中,长江中下游出现特枯水位带来的问题。以2009年为例,据长江水利委员会、三峡总公司公布的数据(以下三峡水库水情数据同),10月份三峡库区平均入库流量为12500立方米/秒,而因蓄水,下泄流量一度低至6500立方米/秒,仅为河流正常流量的一半左右。为了缓解下游旱情,长江防总命令入库流量大于9500立方米/秒即按9500立方米/秒下泄,小于9500立方米/秒则来多少放多少,结果使三峡水库继2008年之后,蓄水到175米的目标再次落空。
2010年,三峡水库为了确保实现蓄水到175米,不得不冒着遭遇上游洪峰和加重泥沙淤积的风险,将开始蓄水的时间由往年的9月下旬提前到9月10日。但由于9月中旬仍出现高达38000立方米/秒的洪峰,因此大幅蓄水延后。10月中上旬,入库流量一般在13000立方米/秒至16000立方米/秒之间,为保证蓄水到175米,按长江防总的调度令,日均出库流量减少到7000立方米/秒,约为入库流量的一半左右,下泄流量显著低于2009年同期的控制水平,10月25日终于蓄水到175米,但付出了长江中下游水位持续走低的代价。从10月下旬开始,长江航道水位不断创新低,大量船只搁浅,沿江不少城市出现取水困难。
2011年5月,长江中下游旱情极为严重之时,三峡工程加大下泄流量被认为是抗旱补水之举,但其实这是在6月份汛期到来以前,水库必须将水位降至汛期限制水位的必然过程。在水库蓄水期导致或加重的干旱,有可能不会因此时的加大泄流得到真正补偿。另外值得注意的是,三峡水库蓄水后,长江中下游干流的径流量总体呈减少趋势,据中国科学院、世界自然基金会《长江保护与发展报告 2009》公布的数据,三峡水库蓄水后的2003年至2007年,长江中下游干流各水文控制站的年平均径流量比蓄水前的多年平均值普遍低6~10%。
江湖相通,牵一脉而动全域
长江出三峡入江汉平原,即所谓“山随平野尽,江入大荒流”。因地势平缓,泥沙淤积,水泄不畅,多成水沼湖泽,历史上曾形成气吞千里、浩淼如海的“云梦大泽”。后来因环境变迁,湖泊缩小分离,但长江与众多湖泊之间仍然是江湖相通、水势相连、盈亏与共的关系。以洞庭湖、鄱阳湖为代表的这些通江湖泊,下连长江干流,上接长江支流,或纳洪蓄流、或出水补枯,与长江互为调节。江湖相通,还构成鱼类洄游、繁殖、索饵、育肥、越冬的生命通道。
正因为江湖相通,当三峡水库蓄水时,一方面入湖流量减少,另一方面,长江水位降低后,也使湖泊水位被下拉,加快了湖水外泄。
2006年9月至10月,三峡水库首次蓄水到156米期间,洞庭湖总入湖水量仅为15.3亿立方米,比同期多年平均情况减少93%。历史上干旱严重的1972年10月,长江平均入湖流量为2114立方米/秒,而2006年10月入湖平均流量只有当时的1/4(据《长江保护与发展报告 2009》)。洞庭湖水位下降,湖底裸露,洲滩面积大量增加,导致东方田鼠过量繁殖。2007年汛期水位上升,又迫使大量东方田鼠向防洪堤垸内的农田迁移,从而爆发大规模鼠灾。当年东方田鼠灾害发生面积约33000公顷,造成农作物直接经济损失4000万元以上(据湖南省及大通湖区植保植检站专家发表的数据)。尽管三峡工程蓄水前洞庭湖也常有鼠害,但1978年以前仅为小片局部危害,1978年以后虽也有多次爆发,但2007年的鼠灾规模前所未有。实际上,三峡工程蓄水以前,中国科学院长沙农业所邹邵林等专家曾经预测:三峡工程建成后湖区各月水位将不断降低,所有高程的滩地出露天数总体上将逐渐增加,东方田鼠种群在洞庭湖区将有面积更大的栖息地,其危害将更加严重,在东洞庭湖区则更为突出。这些预测均不幸言中。
三峡水库蓄水后,鄱阳湖也出现连续枯水年,据中国水利水电科学院胡春宏等的研究,2003~2008年的年平均天然径流量为1281亿立方米,与多年平均相比偏少232亿立方米,减少幅度达15%。这虽有可能是水文长周期中的自然变化,但分析计算也表明,若不考虑河道冲刷,三峡水库175米蓄水期与三峡水库运行前同期比较,九江站水位平均降低1.27米,最大下降2.54米。三峡水库运行初期,鄱阳湖出流增加,平水年多流出湖水量约23亿立方米;三峡水库运行30年后,在三峡蓄水、干流河道冲刷、鄱阳湖可补水量减小的共同作用下,汛后鄱阳湖蓄水量平均减少35 亿立方米,相当于鄱阳湖枯水季节提前了1个月,加剧了枯水期湖区用水困难。
洞庭湖等通江湖泊,自上世纪50年代以来,一直处于淤积状态,导致湖泊萎缩。三峡水库蓄水后,入湖泥沙减少,应该说有利于减缓湖泊淤积。但由于入湖径流量也大幅度减少,导致湖泊滩地裸露天数大大增加,反而使湖泊萎缩的现象更加严重。
饥饿的水,同流量水位下降
三峡水库蓄水以后,一个重大变化是大量泥沙被拦截在水库里,下泄的水流变成了泥沙含量很少的清水。而在没有水库时,河流要携带来自上游的大量泥沙堆积在长江中下游平原,这片广袤富饶的鱼米之乡以及长江三角洲的不断生长,均得益于这种削高填低、洪泛沉积的自然过程。泥沙很少的清水,被人们形象地称为 “饥饿的水”。因为“饱餐泥沙”的水,由急流峡江进入江汉平原后,河道展宽,流速减缓,它会把吃进去的泥沙“吐出来”,淤地造陆;而“饥饿的水”恰恰相反,它有很强的侵蚀冲刷能力,对于平原的土地,不是要奉献,而是要夺取,它会不断冲掏加深长江中下游的河床,把原先沉积的大量泥沙带走。河床加深将会导致取水困难,并直接威胁到河堤及沿岸建筑物的稳固与安全。这在世界上已有许多前车之鉴。美国科罗拉多河上的胡佛水坝,蓄水后9年内,“饥饿的水”在大坝以下145千米的河谷冲走了1.1亿立方米的泥沙,降低河床达4米多,使无数个用水的取水口荒废,并破坏了沿岸的路基和防洪堤。
三峡工程论证时,曾对下游河道可能产生的冲刷进行过计算,据林秉南《工程泥沙》一书中公布的结果:三峡水库运行后,葛洲坝以下河床的下切范围可远至黄石和武穴一带(距葛洲坝约759~829千米);下切深度最大的河段是下荆江藕池口至城陵矶(距葛洲坝约225~400千米),可达5.1~7.0米;三峡工程运行到50年时,城陵矶至螺山河段冲刷达到最大值,下切平均深度约为5米,三峡工程运行到100年时,宜昌以下各河段仍不能回淤到天然状态。
据《长江保护与发展报告 2009》公布的实际情况,2003年10月至2007年10月,三峡水库蓄水运行的头四年,长江宜昌至湖口段的冲刷总量约为5.5亿立方米,其中荆江河段近岸河床最大冲刷深度已达13米。
如果把河槽也看成是天然的水库,那么“饥饿的水”不断掏深河床,就好象使“河槽水库”不断扩容,其结果就是在流量不变的情况下,河流以及通江湖泊的水位也会下降,专家们称之为“同流量水位下降”,如果再加上三峡水库蓄水造成的下泄流量减少,那么长江中下游干流以及通江湖泊的水位下降就会更加严重。在这种情况下,即使降雨量没有减少,也会出现湖泊见底、河床变枯的干旱现象。因此,不能简单地说干旱都和降雨量减少有关。
2011年5月,湖北洪湖的渔民因湖泊水位不断降低,不得不自建截流设施,以阻止湖水过快流失。这形象地说明,一旦河槽加深,水位下降,通江湖泊的水位就象遇到落水洞一样,也被“吸”了下去。
这种影响还波及到与洞庭湖、鄱阳湖相通的长江支流。以湘江为例,自2003年以来,湘江连续出现超低水位,不断突破历史记录。据长江科学院陈进等专家的研究,湘江出现超低水位的时间都在三峡水库蓄水后期附近,显然与三峡汛后蓄水有一定的关系。洞庭湖水位降低,加大了湘江下游河段与湖面的落差,使湘江加速出流。近几年,在枯水期流量并未达到历史最小的情况下,长沙的湘江水位多次突破历史最低。
火上浇油,层层截堵的湖南四水与江西五河
三峡工程作为长江干流上的“巨无霸”,对中下游的影响无疑最大,但影响不仅仅来自于三峡工程。洞庭湖上游的湖南四水:湘江、资水、沅江、澧水,鄱阳湖上游的江西五河:赣江、抚河、信江、饶河、修水,近年来梯级水电开发如火如荼,兴建了许多大中型电站水库,它们都要在汛期后蓄水,也都会产生清水下泻、河床掏深的现象,因此对这些河流的下游以及洞庭湖、鄱阳湖的水位下降和干旱,无疑是火上浇油、雪上加霜。
在湖南的湘江流域,湘江干流永州东安至长沙是首尾相接的10座梯级电航枢纽,湘江支流洣水、耒水、舂陵水、潇水、涟水等几乎都实现了梯级开发。目前湘江流域仅大型水库的调节库容就达64.81亿立方米,已占湘江流域水资源总量的8.2%,占汛后蓄水期径流量的比例更高。这些水库在汛期后的集中蓄水,也是近年来湘江下游水位屡破历史最低的重要原因。为保障下游航运和长(沙)株(洲)(湘)潭城市群的供水,湘江防汛抗旱指挥部也多次要求上游水库在汛后蓄水期加大泄流,甚至放弃蓄水。但大型水库及航电枢纽为了发电调度,不可能把水放到死水位,用于补水的总水量有限。
长江科学院陈进等专家认为,除了流域降雨偏少、洞庭湖水位低和河道采砂等因素外,湘江航电工程的运行,也使坝下河道冲刷明显。上世纪90年代以来,湘江的湘潭断面最大冲刷接近2米。由于湘江干流河床下切,与上世纪90年代平均水平相比,在流量同样为500立方米/每秒的情况下,湘潭站水位降低1.1米以上。据报道,2010年11月,当湘江水位再次逼近历史最低时,搁浅船只达700多艘。
湖南的资水仅干流就规划了22个梯级电站水库,其中双江口以下的13个梯级大部分已建成;沅江干流梯级电站水库9座;澧水干流梯级电站水库17个,澧水支流溇水、渫水的梯级电站水库库容和装机容量甚至超过了干流。
在江西的赣江、抚河、信江、饶河、修水等流域,情况也大同小异。鄱阳湖经湖口入长江的年均径流量约1470亿立方米,但10月至次年3月的枯期仅约470亿立方米,而目前江西五河等水系的大中型水库总库容已超过234亿立方米。
拦与不拦,通江湖泊的命运
历史上,长江中下游的绝大多数湖泊均为自由吞吐的通江湖泊,虽因自然演变,也有一些湖泊与长江分离,成为阻隔湖泊,但这一自然过程是缓慢渐进的。自上世纪50年代以来,因围垦、筑堤、建闸等人为原因,导致绝大多数湖泊成为阻隔湖泊,仅剩洞庭湖、鄱阳湖、石臼湖自然通江。
由于洞庭湖、鄱阳湖等通江湖泊在枯水期水量剧减,干旱频现,在洞庭湖与鄱阳湖的湖口建闸坝拦水的计划也被提了出来。
长江由松滋、太平、藕池、调弦等四口入洞庭湖,由城陵矶出洞庭湖。调弦已建闸,现仅存“三口一矶”为自然通道。按“三口”建闸的设想,主要是通过深水闸在枯期引长江水入洞庭湖缓解水荒,解决因河道下切,长江入湖门槛逐年提高的问题;在汛期通过闸口控制实现长江与湘资沅澧四水的错峰调洪。三口建闸的难题在于三口在鄂,而受益主要在湘,枯期要从长江加大分水,而汛期因闸口控制可能增加荆江防洪压力,至于长江与湖南四水的错峰调洪,操作起来更加复杂、困难。
因鄱阳湖仅靠湖口与长江互为调节,因此湖口建闸主要是在枯期减少出湖流量,抬高鄱阳湖水位,解决湖滨水资源短缺;洪水期则闸门全开,供鄱阳湖泄洪或长江分洪。但专家认为,修建闸坝后,即使闸门全开,也会因泄洪不畅导致湖区水位壅高,对堤防稳定和圩区排涝不利。
专家们也指出,长江中下游仅存的这两个大型通江湖泊被阻隔后,对生态与环境的影响是更严重的问题:鱼类的江湖交流减少,洄游通道受阻,生物种群衰退;湖滩草洲和水禽栖息地被大大改变,随长江的生态节律而脉动的河湖涨落区不复存在,湿地生态系统和生物多样性将受到极大破坏。
《长江保护与发展报告 2007》称,1949年以来,长江中下游通江湖泊面积已减少10593平方千米,损失湖泊容积567亿立方米,相当于三峡防洪库容的2.5倍。1998年大洪水,洪峰流量、洪水总量均小于1954年,但水位却普遍高于1954年,也正是与江湖阻隔、分洪蓄洪能力大大减弱有关。
当下,人们正在反思长江中下游江湖阻隔的弊端,在许多阻隔湖泊正在开展恢复江湖连通、闸口生态调度、鱼苗汛期开闸灌江纳苗的行动。此时,对于洞庭湖三口、鄱阳湖湖口的闸坝修建,应当更加审慎。
丹江口大坝长高,汉江缺水会加剧吗
全长1577千米的汉江是长江最长的支流,其流域面积在长江支流中也仅次于嘉陵江,它是滋润江汉平原的重要津脉,正是在它汇入长江的地方,造就了九州通衢的重地—武汉,武汉三镇就有汉口、汉阳两镇的得名和汉江有关。汉江自丹江口到汉口长652千米,其中丹江口至钟祥磨盘山、以及钟祥磨盘山以下,分别为中游和下游。
在长江中下游干旱的形势下,汉江中下游最引人注目的问题,是近年来因水华频现导致的水环境和水资源危机,以及南水北调中线调水后,可能对汉江中下游水情产生的影响。
汉江上的丹江口水库第一期工程于1973年建成,库容为 174.5亿立方米。为满足南水北调中线调水需要,2005年开始对大坝加高,库容将增加到290.5亿立方米。计划前期调水每年95亿立方米,后期扩大到每年130亿立方米。
水华,是因为水体富营养化导致蓝绿藻大量繁殖,在水面形成厚厚的藻膜,藻类死亡腐败后又分解出有毒物质,并消耗水体中的溶解氧,使水体产生恶臭。丹江口水库蓄水后,自1992年以来,汉江下游多次爆发水华,爆发的时间间隔,由最初的5年缩短到2至3年,2008年和2009年,更是连续发生;每年发生的天数,由1992年的3天到2009年的延续近一个月;发生的时间由平常的二三月份提前到一月份;发生的范围,由最初的潜江以下240千米江段,扩展到钟祥以下约400千米的汉江所有下游江段及其支流。据报道,2000年2月29日至3月26日,汉江下游全河段水体持续27天呈深褐色,并带藻腥味。水华程度之深,持续时间之长,影响范围之广,为国内外罕见。使原本水丰土沃的汉江下游出现有河皆污、有水难用的场面。
据专家们研究,利于蓝绿藻大量繁殖并产生水华的主要原因是:水污染造成水体富营养化;气温转暖;河流流量减少、流速变缓。丹江口水库蓄水后,与自然状态相比,汛期下泄流量偏少、枯期流量偏高。但就全年水量分配来看,仍不足以改变枯期流量最少的状况,如果再遭遇长江水位偏高对汉江造成顶托,汉江就几乎成为静止的死水,蓝绿藻的爆发就在所难免。
南水北调一旦开始在丹江口调水,情况可能会更加严重。据分析,当每年调水95亿立方米时,丹江口大坝处的径流量至少将减少约24%,汉江中下游的径流量至少将减少约16%,这都超过了国际公认的跨流域调水的上限比例15%。而据长江水利委员会的报告,南水北调中线调水实施后,汉江“水华”的发生概率将由调水前的9.2%升至13.6%。
丹江口水库蓄水、引水对汉江中下游的影响不仅是水华,从有利的方面看,因为汛期蓄洪,将减轻中下游洪灾威胁。不利的方面,因为汛期蓄洪,上游来的泥沙约98%被拦截在水库里,清水下泻、河床刷深的情况更严重,有利于灌溉、取水、航运的时段大大缩减;江滩、洲滩裸露面积的扩大将加剧沙化危害;加剧河岸坍塌,淘刷桥基和沿河建筑物的基础,影响两岸堤防安全。
为补偿丹江口水库调水对汉江中下游的不利影响,“引江济汉”工程被提上了日程。在荆州市李埠镇引长江水,在潜江市高石碑镇入汉江水,这虽然对汉江下游缺水有所缓解,但高石碑镇出水口以上至丹江口水库还有近380千米的江段不能顾及,另外由于长江干流也在不断被刷深、也面临缺水困境,低成本的自流引水能维持多久也是问题。
南水北调中线调水带来的问题还没有完全解决,陕西为解决关中地区缺水,又在加快推进“引汉济渭”工程,拟从汉江上游干流黄金峡水库和子午河三河口水库每年调水10亿立方米至15亿立方米,这将加剧汉江中下游的水资源危机。
尽管南水北调中线工程是以调水为主要目的而上马的,但水利部和长江水利委员会已对它提出了“发电服从调水、调水服从生态、生态服从防洪(安全)”的运用原则,这也许是一个引人注目的变化。
此消彼长,另一种“干旱”,长江口危机
长江在崇明岛附近入海,一般把江苏江阴县鹅鼻嘴至上海崇明岛鸡骨礁232千米长的江段称为长江河口段,在这里,江流下泻与海潮上涌相互交错,你来我往。自然状态下,每年江水最枯的12月至次年4月,咸潮入侵,盐水上溯,一般2月份盐度最高。清乾隆年间即有“春二月,卤潮从浦口入府城,市河水如卤,两旬始退”的记载。
三峡水库蓄水后,长江口的咸潮发生重大变化。据《长江保护与发展报告 2009》的数据,2006年9月三峡水库蓄水到156米期间,截流长江下泄入海径流超过110亿立方米,导致长江口附近的大通水文站9月的平均流量比多年平均值少50%,10月的平均流量比多年平均值少56%,结果使咸潮提前四个月到来。
2006年9月11日至19日,上海陈行水库进水口氯化物大于250毫克/每升的时间达到108小时。而水体氯度达到100毫克/每升,即表明已受到咸潮入侵影响,饮用水的氯度一般不能超过250毫克/每升,工业用水的氯度一般要求在300毫克/每升以下;10月9日至17日,第二波咸潮入侵,陈行水库取水口的氯化物浓度最高达到1476毫克/每升,持续时间长达7天22小时,是常规时间的两倍,打破了该取水口9月至11月氯化物浓度持续超标天数的历史记录。到2006年12月底,长江口共遭受6次咸潮入侵,前所未有。进入2007年1月,尽管三峡水库加大了泄流,但咸潮入侵对上海城市供水的影响仍未减轻。
面对不断增长的用水需求以及咸潮入侵的威胁,上海近年新建了位于长兴岛的青草沙水源地。但据有关专家研究,三峡工程和南水北调中线工程对长江入海流量的变化影响最大,在每年10月至12月,减少的下泄流量可以占到多年平均流量的7.7%至14%。这对上海长江口原有的水源地、新建的青草沙水源地以及黄浦江的水源地均会产生影响。如果再考虑全球气候变暖带来的海平面上升、以及长江三角洲地面沉降的叠加,上海城市供水安全将面临长期的挑战。
长江上游高坝林立,更多的大水库还未蓄水,长江会断流吗?
三峡水库每到9月至11月,都会面临水库蓄水和保障下游用水的两难选择,而这还是在长江上游许多高坝大库还未建成蓄水的情况下就已出现的困境。难怪长江水利委员会水资源保护局前局长翁立达曾语出惊人:“三峡水库蓄不满水是正常的,能蓄满水才是不正常的。”
翁立达在《长江保护与发展报告 2007》中,用水库的调节库容与蓄水期的径流量作了比较。宜昌以上即长江上游的年均径流量为4510亿立方米(据宜昌站1950~2000年统计资料),但其中68%集中在丰水期的5至9月,为2980亿立方米, 10至11月的电站水库主要蓄水期仅为746亿立方米。如果长江流域规划的水电工程全部实施,宜昌以上水电站水库的总库容将达到1930.4亿立方米至2125.8亿立方米,调节库容(大致相当电站水库在主要蓄水期的蓄水量)为1038亿立方米至1143亿立方米。因此,宜昌以上水库的调节库容与宜昌以上10月至11月的径流量之比,将达到1.53倍至1.45倍。翁立达也因此认为,水库的蓄水要求将难得到保证,一些水库极有可能蓄不满水。而且根据长江水沙演变与环境的研究,三峡水库建成后,每12年中,只有不足一半的年份可以在10月份蓄满或基本蓄满。在上游建设一系列水库后,蓄水保证率将进一步降低。由于上游干、支流水电站分属各大电力公司,水库汛后争水的现象将不可避免。而上游水库的集中蓄水,又势必加剧长江中下游用水的矛盾。
我对大渡河的情况也作了类似的分析,根据乐山乌尤寺水文站数据,大渡河近44年的年平均径流量(不包括青衣江)为463.58亿立方米。大渡河在汛后的电站主要蓄水期(10月至12月)的径流量为94.35亿立方米。不考虑大渡河各支流的电站库容,仅大渡河干流上24座梯级电站已知的调节库容就达到101.1亿立方米。因此,大渡河干流水库总的调节库容至少为10月至12月径流量的1.07倍,即使10月份时水库因先期蓄水,调节库容已没有这么大,大渡河干流水库在10月至12月的蓄水量也与此阶段的径流量很接近。而这还没有考虑南水北调西线每年将从大渡河上游调水40亿立方米。据专家研究,南水北调西线工程一旦实施,引水枢纽以下仅大渡河钭尔尕至石棉的300千米河段,在11月至次年5月,径流量至少将减少32%。按此估算,大渡河在汛后电站主要蓄水期(10月至12月)的径流量可能不足65亿立方米。65亿立方米的径流量与100亿立方米的蓄水量相比,大渡河断流,也许并不是危言耸听的话题。
旱涝急转,息洪安澜还是推波助澜,水利工程被拷问的防洪功能
2011年6月初,当人们还在为长江中下游几个月以来的大旱忧心忡忡时,形势却急转直下,中国南方开始普遍出现强降雨。不少地方的降雨量都被称为“极值”:贵州黔西南的望谟县,10小时降雨达363.5毫米;湖南临湘市詹桥镇,301毫米;湖北通城县隽水河上游,309毫米;安徽黄山市板桥,超过300毫米;江西德兴市,264毫米;而浙江自6月3日以来,有783个站超过300毫米,淳安县叶家源达到622毫米。
当人们还在为水库等水利工程究竟是旱灾推手还是抗旱功臣争论不休时,又开始了对水利工程防洪功能的拷问。值得注意的是,这轮强降雨在多处重大灾害的背后,都出现了水库、塘坝发生险情甚至漫坝、溃坝的事件,例如:湖南岳阳市有三座小型水库漫溃,直接经济损失22.18亿元。其中库容25万立方米的青坑水库漫坝,冲毁了大坝外坡及下游的数百亩水田;湖北的通城县治全水库漫坝、马井水库出现山体滑坡;江西的修水县木鱼坑水库溃坝,乐平市高埂水库、马路口水库漫溃,修水县仅杭口镇就有17个山塘水库发生穿洞塌陷或漫溃,余干县荷包山水库漫坝。
这些失事的小型水库和塘坝,尽管蓄水量一般只有几万立方米到十几万立方米,可一旦漫溃或爆塘,便会产生很大的破坏,瞬时的洪水常常演变为泥石流,给下游造成灭顶之灾。
久旱之后突转暴雨,使多为土质结构、年久失修、防洪库容又极其有限的小型库塘,更易酿成祸端。小的山塘,量多分散,管护更易疏漏。据介绍,仅江西一省,这类山塘就有约24万座。
大中型水库被赋予了更多的拦洪错峰的功能,但有时暴雨突来、洪水难测、人算不如天算,稍有调控不当,也可能出现水库泄洪与暴雨洪水重叠,大大加剧下游洪水威胁,历史上教训不少。
柘溪水库是湖南资水干流上唯一的大型控制性枢纽,总库容30.2亿立方米,防洪库容8.35亿~11.65亿立方米。在1995年6月至7月、1996年7月两次暴雨过程中,因大流量泄洪与资水下游区间暴雨重叠,被认为是下游遭受特大洪水的决定因素。专家们分析认为,柘溪水库功能以发电为主,汛期提高控蓄水位,使调洪错峰能力减弱,1995年7月暴雨之前未能提前泄流、保持较大调洪库容,1996年未能预测到连年大洪水的可能,暴雨前还在作蓄洪抗旱准备,结果暴雨突至,水位急涨,便迫不及待大流量泄洪,人为加重洪水过程。
2010年7月,吉林永吉县被当地定为“1600年一遇”的特大洪灾,也被指为与水库的调控失当有关。据《财经》杂志、《中国财富》杂志等多家媒体报道,7月28日凌晨,五里河、口前大河等发生洪水,位于永吉县城口前镇上游30千米的朝阳水库,在7月28日的8时至10时,分三次不断加大泄洪量。10时20分,口前镇出现最大洪峰,导致了极其惨重的人员和财产损失。
三峡水库对长江上游的洪水可起到一定的调峰作用,但尚未经历1954年、1998年那样历时长、流量大的洪水考验。对因中下游强降雨造成的洪水,三峡水库则无能为力。希望三峡水库能彻底解决长江防洪问题,是不现实的。
蹊跷的贵州望谟暴雨,6年5次超“百年一遇”,水库改变气候?
今年6月贵州望谟暴雨洪灾,使这个偏僻的地方受到了特别关注。更让人吃惊的是,望谟在2006年以来的6年,竟然有5年出现了大暴雨成灾的记录。《经济观察报》记者曾在2008年以《望谟:南方水灾样本》一文,描述了这个“多难之地”。望谟县气象局工程师苏登佑对《黔中早报》的记者说,“我们现在都不提百年一遇这个词。你想想,这几年差不多年年都有24小时降水量超过200毫米的时候。”
而在2006年以前,望谟鲜有这样的暴雨记录。6月6日洪灾过后,望谟县城90岁的舒吉仁感慨,自己活了90年,从未见过这样大的水灾。这让我想起了三峡水库蓄水后,川渝地区连年的大旱与大涝。我在四川达州也听到当地老人说过类似的话:“一辈子都没见过这么大的水呀!”
三峡水库蓄水后,周边地区极端气候事件增多引发了广泛的疑问。同样,也有网友认为,望谟的暴雨环境,随着环绕望谟县南边、西边的红水河、北盘江上的梯级电站开工、蓄水,发生了骤变,其中龙滩水库更是难脱干系。
龙滩水库是红水河梯级开发的巨型骨干工程,2003年11月大江截流,2006年9月下闸蓄水,装机容量630万千瓦,库容273亿立方米,水库面积377平方千米,水深近200米。龙滩水库在望谟县城南边,直线距离仅26千米,龙滩水库处在地势最低的河谷,由水库往北经望谟县城地形迅速升高,望谟县城海拔500米左右,县城以北是海拔1500米以上的山地,这种南低北高的地形,以及水汽主要来自南边的环境,为地形雨的发生提供了良好条件。分析者认为,望谟夏季东南季风盛行,雨带也由南向北移动。当前进的潮湿气团遇到高山阻挡而上升,便形成地形雨,而龙滩水库对局部气候的改变,导致望谟在汛期的水汽输送及降雨量暴增。
和三峡水库对气候的影响一样,尽管现在还缺乏充足的科学观测来加以说明,但大型水库和极端气候事件的时空关联现象,仍然值得人们去高度关注和深入研究。
清代学者魏源在《湖广水利论》中,分析了长江沿岸“告灾不缀”的原因,提出了“欲导水性,必掘水障”,“欲修水利,先除水弊……除其夺水,夺利之人”的主张。这一观点在今天仍然振聋发聩。当人们越来越依赖各种工程,对江河湖泊进行自以为是的改造和掌控时,也发现越来越多的时候事与愿违。甘地说过,“地球能够满足人类的需要,但满足不了人类的贪欲。”但愿人们能在与自然的相处中,变得更聪明,而不是更愚蠢。