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再谈重庆旱灾和三峡工程的关系—大型水库对降水的影响
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(博讯2006年9月06日)
    

王维洛
     (博讯 boxun.com)


引子∶长江上游干流未出现洪水,三峡大坝为何开闸“泄洪”
    
    在前一篇文章中已经谈到,重庆市从7月初起到八月中旬末没有下雨,形成旱灾,其中守着三峡水库的三峡库区是旱灾最严重的地区之一。但是三峡大坝从7月18日起,在旱情发展的关键时候,三峡大坝开始开闸“泄洪”,中国三峡总公司给出的原因是“入汛以来长江上游连降大雨,三峡大坝已充分发挥出拦洪作用。”三峡库区已经达到了泄洪水位,所以要“泄洪”。根据国家抗旱防汛总指挥部发布的“全国主要江河2006年7月份雨水情概况”∶“全国大江大河水势平稳,主要控制站水位均低于警戒水位,其中,长江上游干流低于警戒水位10米以上、中下游干流低于警戒水位4~7米……”。中国气象局国家气候中心主任董文杰博士所提供的资料,长江三峡大坝上游的重庆、四川受西太平洋副热带高压和青藏高压的控制,使今年入夏以来,尤其进入8月,北方冷空气难以南下,西南地区南北气流交汇不明显,造成该地区降水偏少。所以长江并未出现“连降大雨”的天气,也没有形成洪水。而中国三峡总公司决定三峡大坝在7月18日“泄洪”,显然是水库运行调度中出现的错误。这个错误加重了重庆市的旱灾灾情,特别是三峡库区的旱灾灾情。
    

一、“中医”和“西医”的交锋
    
    重庆、四川病了,病得不轻,发高烧,缺水,而且持续了近两个月。病了就得看医生。
    
    中医医生摸了摸脉,看了看舌苔,问了病人一些情况,就说∶此病乃血管阻塞,全身血脉不能正常循环,所以得了大病。北京地理学者王红旗提出这样的理论∶水气是产生降雨与平衡气温的关键。如果把四川盆地比做一个大木桶,最短的一根木条就在三峡的位置,这个自然形成的狭长缺口成为向盆地输送水气的关键。但三峡大坝使自然地貌遭人为改变,短的木条被接长,水气循环的主要通道被阻挡,经年累月导致“桶内”气温失衡,伏旱高热天气随之产生。
    
    西医则是先抽血,后到实验室化验分析,从血样中查到了的病毒,得出的如下结论是∶病人得了目前世界上最流行病毒性流感,没有什么大不了的。加上病人本来就体质虚弱,抵抗力低,所以很容易染上病毒性流感。中国气象局国家气候中心主任董文杰认为∶首先,从全球来看,今年重庆、四川的极端高温干旱事件并不是孤立的,是全球气候变暖的大背景下极端气候事件增多、增强的个例之一。其次,今年重庆的极端高温干旱并非历史上最极端的。重庆是我国著名的火炉,也是伏旱的高发区。即便没有三峡大坝,高温干旱对于重庆而言也是会发生的。第三,西太平洋副热带高压和青藏高压的异常是川渝高温干旱的重要原因,这还使今年入夏以来,尤其进入8 月,北方冷空气难以南下,西南地区南北气流交汇不明显,造成该地区降水偏少。”董文杰认为川渝地区高温伏旱天气的成因,完全是气候变异和气候变化的结果,直接归咎三峡工程是没有科学依据的。
    
    西医说,中医整天什么气啦、血脉啦、经络啦,没有科学理论,也拿不出科学依据,特别是来自实验的数据,算不得科学。中医则说,中医是几千年经验的积累,实践证明能治病。中医注重病人个体的特点,提出有效的药方。西医治不了的病,许多中医能治,西医治不好的病,中医能治好。看来,重庆四川的旱灾和三峡工程有没有关系,还要争论下去,这是件好事。当初黄万里教授要求中央能够允许对三峡工程进行公开的辩论,但是一直没有如愿以偿。现在重庆、四川大旱引起国人对三峡工程的争论,虽然是决策之后的争论,迟到的争论,但也是一件好事。
    

二、大型大坝水库对降水的影响
    
    根据国际经验,大型水库将引起局地气候的改变,如蒸发、降水量、降水分布、风、、湿度、稳定、日照和云雾等的变化(参见∶Peter E Stueben:Nach uns die Sintflut)。大坝建成蓄水后形成一个面积比自然条件下大许多的水域,水深也增加许多。水库的蒸发量大,能得到太阳辐射的调节,使库区及邻近地区的气温和温度场等要素发生变化,从而引起区域小气候的变化。一般来说,水库面积越大,蓄水越深,库容越大,对区域小气候的影响越大。例如埃及的阿斯旺大坝建造之后,该地区出现了以前从来没有出现过的强暴雨(参见∶Institut fuer Umwelt UniversitaetDortmund:Oekologische Auswirkung von Staudammvorhaben)。又例如俄国在西伯利亚建造的车尔尼雪夫斯基大坝,上游水库长400公里,库容400亿立方米,导致该地区夏季温度提高15.5度,冬季温度提高10度(参见∶李柱中∶电力建设与环境保护)。
    
    从中国已经建成的大坝水库来看,在夏季,大型大坝水库会使当地降水减少,在冬季,而使当地的降水增加。这是因为,在夏季,库面水温低于气温,呈现逆温状态,气层稳定,大气对流作用减弱,会使降水减少;而在冬季,水库水温高于气温,气层较不稳定,大气对流作用加强,会使降水增加。例如浙江新安江大坝水库建成之后,全年平均降水量减少了13%。影响特点是使库区及沿岸十几公里范围内降雨减小,影响的最大距离高达81公里。考虑到水库在冬季使降水增加的效果,新安江大坝水库使夏季降水量减少的程度超过了13%,影响程度很大。湖北丹江口大坝水库建成后,也使降水量减少,只是对水库南北两地区的影响不一样,北面地区的降水量减少11%,而南面地区的降水则增加了3%。(参见李柱中∶电力建设与环境保护)
    
    形成一个地区降雨的水汽来自外部(大区域)和本地两部分。从中国新安江水库和丹江口水库对降雨的影响来分析,大型水库主要是影响本地的水汽从而影响降雨。三峡水库也会影响夏季重庆的降水,减少降水量。如果这个降水量的减少正好发生在大区域的气候条件也不利的情况下,那么旧可能出现严重的干旱。这里要特别提到伏旱这个问题,重庆市降水条件来说,可以用降水充沛来描述,是世界内陆大城市中降水条件最好的。降水在年内的分布,冬干、夏雨、伏旱、秋湿。比较不利的是伏旱来得早而明显。三峡水库造成的夏季降水的减少,也正好发生在伏旱期间,因为那时气温高,库面水温低于气温的幅度大,容易出现逆温状态,而且气层稳定。这就使得原来的缺陷得到增强,容易引起大的旱灾。同时也不能忽视,三峡水库而建造也会使库区遭受从前不曾遇到的大暴雨,特别是在“秋湿”的时候。
    

三、可行性研究根本没有考虑水坝可能给人民带来的祸害和灾难
    
    加拿大咨询公司做的三峡工程可行性研究报告,关于三峡工程对生态环境中气候的影响一共只有这么几句话∶总的来看,气候变化将很小,仅影响局部小气候,所有改变的情况,都在天然气候变幅之内。一月份平均水面处气温将升高约1摄氏度,七月份将下降约0.5摄氏度。距水面远处,影响迅速减小;不同方案的平均相对湿度将增加2%至 8%之间,可能导致成雾条件的增加。虽然相对湿度增加,风速也将略有增加,有助于使雾消散(加拿大国际项目管理集团长江联营公司∶三峡水利枢纽可行性研究,第八卷∶环境)。最后海牙国际法庭宣判这个可行性研究报告无效,也在情理之中。
    
    在三峡工程可行性研究报告中,也提到新安江和丹江口大坝水库会使当地降水量减少,但是对三峡水库对降水的可能影响,没有再做深入的研究。生态环境组二组负责人方子云在总结汇报中没有提到这个问题,三峡工程可行性研究技术总负责人潘家铮也未提及这个问题。
    
    送交全国人大代表审查的三峡工程议案中说,三峡工程对生态环境的影响是“利大于弊”,而以中国科学院院士马世骏教授为组长的三峡工程可行性研究生态环境组的结论却是∶三峡工程对生态环境的影响弊大于利。为了避免和领导小组的正面冲突,马世骏教授在结论后加上了这么一句∶但是许多弊是可以通过人为的措施加以限制,减少到最低程度。
    
    参加三峡工程可行性研究生态环境组的中国科学院院士侯学煜先生拒绝在论证报告上签字。他认为,从生态环境和资源的角度看,三峡大坝弊大于利,不能修建。虽然论证的结论是弊大于利,但它提出了许多对策,认为这样可以克服弊病。对此,我不能同意,我认为所提出的一些对策是不能解决问题的。侯学煜说,实际上,在三峡工程论证中,生态环境和资源的损失不是强调得多了,而是基本上没有被考虑。过去几十年来,不论中外,对于水利工程的决策,大多只是就工程论工程,就水利论水利,往往只考虑水坝会带来什么好处,而很少考虑水坝可能给人民带来的祸害和灾难,更谈不上考虑水利工程对库区本身以及对整个流域的生态环境和资源的影响。
    
    重庆、四川大旱引起国人对三峡工程的争论,起码可以让人们了解这个一个事实,三峡工程可行性研究根本没有考虑水坝可能给人民带来的祸害和灾难,根本没有考虑对库区本身以及对整个流域的生态环境和资源的影响。
    
    ──《观察》首发 转载请注明出处
    
    
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重庆旱灾和三峡大坝“泄洪”
    

王维洛
    

一、重庆遭遇50年最严重干旱,三峡库区受灾最严重
    
    几个多星期以来,中央电视台和中国报刊接连不断地报导重庆市和四川省发生的严重旱灾和高温天气。据报导,重庆旱灾总体已经达到50年一遇,造成直接经济损失 28亿元,其中主要是农业经济的损失,高达19.3亿元。全市三分之二的乡镇(街道)出现供水困难。据重庆市政府介绍,今年重庆市旱灾露头早,持续时间长。常年在7月下旬到8月上旬的伏旱,今年7月初就已露头,比历史同期提早10-15天。夏旱连伏旱造成重庆大部分地区总旱日超过50天,部分地区长达 70天。夏旱期间,重庆大部分地区较常年同期降雨偏少6成以上,其中东北部地区较常年降雨偏少9成左右,气温偏高1.3-2.1度,雨量之少,高温持续时间之长和强度之大为历史同期极值。
    
    欧洲日报8月15日和16日以“三峡大坝也救不了”为题,对重庆旱灾进行报导,并指出三峡库区是受旱灾最严重的地区之一。
    
    重庆原属四川省,因三峡工程建设而成为中央直辖市。两千年前,都江堰工程的建设,从此四川“水旱从人”,而成为著名的天府之国。许多人以为。三峡工程是中国政府投资最大的一个多目标的水利工程,工程目标中包括了“防洪、发电、航运、供水、地区发展”。三峡工程又含有中国最多的自主创新技术,其功效应该超过都江堰工程百倍,“水旱从人”,对“功在当代,利在千秋”的三峡工程来说,应该不是一个过分的要求。
    
    重庆虽然位于内陆,距离海洋千余里,但是年平均降雨量1073毫米,是世界上内陆城市中降雨量最大的,水资源条件最好的。外加三峡水库是中国库容最大的水库,也是长度最大的水库,在重庆境内的长度超过600多公里,加上支流,其长度超过1000多公里。水库可以调节自然界降水分布的不均匀,将雨季多余的降水储存起来,供干旱时期使用。除三峡水库之外,重庆行政范围内还分布有2730座水库,总库容达37亿立方米。不计算三峡水库,重庆人均拥有水库库容120立方米;计算三峡水库,重庆人均拥有水库库容1400立方米。从地理条件和水利工程设施来说,重庆市出现如此大面积、严重的旱灾,全市三分之二的乡镇(街道)出现供水困难,实在是让人难以理解。
    

二、大旱之中,三峡大坝开始“泄洪”
    
    当人们把注意力集中在重庆44.4摄氏度的高温时,忽略了一个事实∶在重庆旱情迅速发展的时候,三峡大坝反而开闸泄洪。
    
    2006年7月20日人民日报海外版刊登刘凤君拍摄的一张照片,题目是“三峡大坝首次泄洪”。照片的说明为∶“入汛以来长江上游连降大雨,三峡大坝已充分发挥出拦洪作用。因三峡库区达到泄洪水位,自7月18日起,三峡大坝首次开闸泄洪。”
    
    根据重庆市抗灾办公室的资料,今年7月初重庆和四川就已经旱灾露头,旱情一直持续了50多天。7月18日正好是在旱情发展的关键时候。但在此时,三峡大坝突然泄洪。其结果是降低了三峡水库的水位,减少了三峡水库的蓄水量。而泄洪所排放的几亿立方米水量,对重庆抗旱来说是十分宝贵的。
    
    如果重庆市抗灾办公室提供的资料是准确的话,“入汛以来长江上游连降大雨,三峡大坝已充分发挥出拦洪作用”就是错误的信息,上游重庆、四川在此时段并未连降大雨,而是出现旱情,三峡大坝绝对不应该在此时“泄洪”。如果三峡大坝首次泄洪的依据是合理的话,那么重庆市、四川省绝对不可能遭遇50年最大的旱灾,也不可能连续50天或者70天没有下雨。原因很明显,7月18日前,上游的重庆市或四川省连降大雨,不可能是50多天未下雨。至7月18日,三峡水库中还有多余(无用)的水,需要通过大坝泄洪排放到大坝下游去。
    

三、2004年三峡水库调度就出现人为错误
    
    今年重庆大旱,三峡库区是受旱灾最严重的地区之一,三峡库区的开县的旱情特别严重,而开县在2004年秋曾经历了特大洪水灾害。三峡水库的蓄水,抬高了小江入长江干流处的水位,加重了开县的洪水灾害。今天有确凿的证据可以证明,2004年秋三峡水库水位的错误调度,加重了开县的洪水灾害。
    
    按照三峡工程可行性研究报告技术负责人潘家铮撰写的“发电”一书,三峡工程在每年汛期到来之前,要把水库的水位降下来,降至防洪限制水位,腾出防洪库容,以发挥三峡工程的防洪效益。每年汛期过后,再把水位升至正常蓄水位,有利于发电和航运。
    
    根据这个要求,三峡工程在前期运行期间,必须在5月底开始放水,降低水位,在6月20日之前把水位下降到海拔135米,准备迎接即将到来汛期。在汛期之内把水位控制在限制洪水位,保证三峡水库有足够的库容可以容纳洪水。但是降低水位,对发电不利。所以三峡总公司总是想方设法将降低水位的时间推迟。根据的气象预报,2004年三峡总公司将降低水位的时间推迟了20天。这次三峡总公司运气不错,气象预报准确,三峡工程通过这一措施累计多发电8606万千瓦时。
    
    可是在同年9月的洪水过程中,三峡工程为了发电而牺牲了上游受灾地区群众的利益。
    
    据中央电视台国际频道报导∶“2004年9月4日17时,开县突降暴雨。从南河到东河,整个老关嘴以上流域,形成流域性特大暴雨。老关嘴在3个小时之内雨量就达113毫米,而在24小时之内,这里的降雨量高达315毫米!短短6个小时之内,全县6个雨量站的降雨量均达100毫米以上,三汇站达到183毫米。到5日15时,降雨量达到327.3毫米。这个时候,县城水位为172米,超过警戒水位5.6米,超过保证水位4.6米。到次日凌晨,全县55个乡镇的 1041个村全部受灾,全县受灾面积达100%。受灾最严重的汉丰镇、丰乐镇、厚坝镇等被洪水围困,特别是县城所在地汉丰镇的最高水位达172米。老县城的汛情尤其严峻。这里平均水深3至4米,房屋进水最深达10米左右。开县是三峡库区面积最大的淹没县,有150多万人,目前正在开展由老县城往新县城的移民搬迁工作,但是,老县城仍然有10多万常住人口。这是一组令人惊心动魄的数字:开县80多万人受灾,18.7万人受淹,8.7万人被洪水围困……”
    
    开县大洪水,至少造成33人死亡、33人失踪,直接经济损失达16.57亿元。
    
    按理说,三峡大坝上游开县遭受严重洪灾,三峡大坝应该开闸泄洪,降低水库水位,以利于开县的洪水下泄才对。但是三峡大坝在这时候却为了保障发电的需要,在9 月7日22时始,加高了水库的蓄水位。请看三峡大坝运行管理记录∶2006年“9月上旬,长江上游出现大范围降水过程,受干流来水和三峡区间暴雨影响,三峡坝址流量迅速上涨,8日8时出现三峡工程蓄水以来最大洪峰60500立方米/秒。为避免三峡机组因水头不足61米而停机,中国三峡总公司及时向国家防洪抗旱总指挥部办公室请示,要求从7月22时起,将三峡库水位从135.7米逐步抬升到136.5米运行,洪峰过后,将水位降至135米正常运行范围,经国家防洪抗旱总指挥部办公室同意,三峡水库成功拦蓄洪水4.95亿立方米,最大削峰流量3700立方米/秒。”
    
    从这个记录可以看出,为了保证三峡机组所需要的水头,为了发电利益,三峡大坝在开县洪水期间将坝址处水位抬升至136.5米,比防洪限制水位135米高出1.5米,造成开县下泄洪水的困难。可见,三峡水位的调控,是以中国三峡总公司的经济利益出发,而不是三峡工程可行性研究报告那些纸面上的东西出发,或者是从库区人民的利益出发。
    

四、汛期的水库大坝工程安全是国家防洪抗旱总指挥的心头大患
    
    前面已经提到,除三峡水库之外,重庆行政范围内还分布有2730座水库,总库容达37亿立方米。不计算三峡水库,重庆人均拥有水库库容120立方米;计算三峡水库,重庆人均拥有水库库容1400立方米。但是在2006年旱灾期间,重庆市的许多水库都不能发挥作用水利工程的作用。
    
    和中国其他地区的情况基本一致,重庆市的水库大坝也多危坝病库。一遇到暴雨、洪水,人们都指望大坝工程能发挥所谓的防洪效益,然而这些大坝工程非但不能发挥作用,而是成为防洪过程中要重点保护的重点对象。一旦大坝发生溃坝,则自然洪水加上溃坝洪水,灾害更加严重。中华人民共和国成立五十多年来,死于溃坝洪水的人数远远多于死于自然洪水的人数。国家防洪抗旱副总指挥说,一到汛期,他就睡不好觉,只怕大坝发生溃坝。所以每年汛期到来之前,国家防洪抗旱总指挥部总要三番五次地下达命令,要求水库降低蓄水位,至安全线之下,保证水库大坝工程安全渡汛。年年如此。2006年也是一样。国家防洪抗旱总指挥部以为2006年长江流域会发生大洪水。
    
    对重庆、四川来说,2006年不一样的是,今年汛期,从7月初到8月中旬基本上没有下雨。人们面临的不是洪水问题,而是降水不够的问题——干旱问题。但是几千座水库已经在“汛期”到来之前就已经把水放完,对“汛期”出现的干旱问题无可奈何,也无法发挥水库的抗旱作用。同样,水库对“枯水期”出现的洪水也无能为力,因为那时水库的水位又抬升到最高蓄水位,没有多余的库容可以容纳洪水。而重庆在历史上也出现过“枯水期”的大洪水。
    
    中国的许多水库大坝工程都是多目标的工程,比如三峡工程的目标有防洪、发电、航运、供水等等,还有保证水库运行的“排浑蓄清”措施,这些目标、措施是互相矛盾的。在水库运行中,这些目标会发生矛盾。由于发电功能直接涉及大坝工程经营者的经济利益,在运行调度中忽视其他目标的要求,从而发生调度指挥的错误。而这些人为的调度错误必然会加大自然灾害的危害。
    
    多目标的水库大坝工程能发挥多种效益的技术前提是,未来的气候(包括降水和上游来水)是可准确预报的,大坝工程可事先根据天气预报而制作调度计划。但是在目前的科学技术水平下,尽管有气象卫星、有高速计算机,准确预报未来的气候(无论是长期、中期甚至短缺)是不可能的。所以,不能高估这些多目标的水库大坝工程的效能。
    
    三峡工程可行性研究报告中说三峡工程有许多工程效益,能防洪、能增加供水等等。三峡工程可行性研究报告是从多年平均降雨出发,从多年平均降雨的时间分布出发,从长江多年平均径流量出发,从长江多年平均径流量的时间分布出发,推算出三峡工程在理想条件下的最佳工程效益。而从来没有计算过,在最不利的条件下,三峡工程的负面效益是多大。和人一样,大自然也有发脾气的时候。大自然并不听从三峡工程可行性论证报告的安排,它从不以多年平均降雨量和时间分布曲线来降雨,长江也不以多年平均径流量和时间分布曲线来运动。一旦出现2006年“汛期”的干旱,或者是“枯水期”的大洪水,三峡工程就无能为力了。
    
    2006年7月18日起三峡大坝开闸泄洪,是三峡水库运行调度的错误。它加重了重庆的旱灾灾情。2006年重庆和四川省的水库在汛期之前将蓄水全部泄放,也是指挥调度的错误。
    
    作者为工程师,现居德国。
    ──《观察》首发 转载请注明出处 (博讯记者:蔡楚) (博讯 boxun.com)
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