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说说三峡入库泥沙与下游旱情有何关系?

发布时间: 2015-04-03发布部门:湖南水电学会所在位置:行业新闻 浏览次数: 68

 

看到南方周末的《三峡入库泥沙仅为预测42% 专家称加剧下游旱情》文章,感到这是一个非常有意思的话题,非常值得探讨。不过,要探讨清楚这一问题,我们先要把一些逻辑关系搞清楚。
    文章的摘要说"三峡水库从2003年蓄水起的十年间,入库泥沙量仅为论证预测的42%。长江水利委员会认为,这更有利于延长水库寿命,减轻中下游防洪压力。但也有专家称,这加剧了下游湖泊旱情。"
    这种说法,不够十分严谨,非常容易引起某种误解。稍有一些科学常识的人,都要禁不住的要问:入库泥沙的淤积与下游的旱情能有什么关系呢?确实还真没什么关系,这里记者搞混了一个逻辑关系,入库泥沙的多少,将决定水库的泥沙淤积速度和水库泄洪排沙时的出砂量。无论泥沙入库量的多少,在水库的正常运行期间,由于巨大水库的沉淀作用,都要不可避免的出现清水下泄的情况。所谓加剧了下游湖泊旱情的原因,并不是因为三峡入库泥沙的减少,而是由于水库固有的沉淀作用。因此,从因果逻辑关系上来说,入库泥沙的减少与下游的清水下泄并没有多大的关系。假设三峡的入库泥沙与原来的预测,并没有差别,甚至泥沙还更多一些,清水下泄一定还是会存在的。
    和世界上所有的事情一样,清水下泄也具有两面性,也是有利有弊的。有利的是让长江防洪的最大威胁--日益增高的地上悬河,开始逐步降低,有利于中下游的防洪。不利的是消除了地上悬河的同时,也要造成长江河道的下切,长江水位的整体下降,并同时影响连通湖泊的水位,形成新的河湖关系。
    三峡蓄水后,由于长江中下游的地上悬河由过去的河道不断增长,变为开始降低,所以,与长江相连通鄱阳湖、洞庭湖的湖底和水位,也由过去的不断上涨,变成了逐渐下降。只不过湖底泥沙逐步流出的速度要慢得多。几十年前,与长江天然连同的大小湖泊有上千个,但是,由于长江的泥沙不断淤积,地上悬河越来越高。长江的防洪大堤可以逐年加高,但是,要想把湖泊的周围也都通过加高堤坝保护起来几乎是不可能的。所以,除了鄱阳湖、洞庭湖这些水体容量极其巨大的胡泊,还没有建设截断与长江自然连通闸坝,保持着自然的状态,几乎所有连江胡泊都已经切断了于长江的自然联系。
    可以预计,即使我们不建设三峡,鄱阳湖、洞庭湖早晚也有一天要因为防洪的需要而不得不建设闸坝。倒是现在由于长江的地上悬河,开始降低,两湖的泥沙也开始由过去的不断增加变为逐渐减少。如果经过一段时间的调整,反倒是可以不建闸坝的。例如,在去年的十月末,正是在三峡蓄水的期间,鄱阳湖就出现了同期历史罕见的高水位。(新华网江西频道《鄱阳湖水面比历史同期大1/4 为十年来最大面积http://www.jx.xinhuanet.com/news/focus/2014-10/12/c_1112788445.htm )这说明,三峡蓄水清水下泄所造成的影响,正在随着时间的推移逐渐减弱。
记者在文章中还说"三峡库区泥沙量的数据,在1980年代曾是科学家们论证的焦点。但是,当年集中了国内顶级科学家,经过数个模型得出的预估值,却与运行后验收的真实数据偏差惊人。泥沙量少了42%"。
文章的这个说法,虽然说没有错,但是却非常容易造成读者的误解。让人感觉那些"国内顶级科学家"的水平让人不敢恭维。事实上,由于我国是世界上河流泥沙问题最严重的国家,所以,我国泥沙科学的水平,在全世界是绝对领先的。至今为止,不仅国际泥沙中心也还设立在我国,而且国际上最权威的泥沙学术期刊,也由我国的专家担任主编。然而,我们不得不承认,在全球的范围内泥沙科学还是一门发展中的科学,所有的理论计算模型都是建立在各种人为假定的基础上的,不可能得出十分准确的结果。即使是进行模型实验,因为,要受到模型和实际之间的比例关系影响,其结果也不会十分准确。
也正是因为这一点,在早期上不上三峡的争论中,最让人难以做出决断的就是泥沙问题。大家都知道有个著名的三峡反对派,清华大学的黄万里教授,当年曾经因为准确的预言了黄河三门峡水库的泥沙淤积,而受到国内外的普遍认可。然而,黄万里根据自己的经验,也曾坚定认为三峡的泥沙问题将会比黄河更严重,并且多次给中央领导上书。郑重的警告说三峡高坝决不可修。如果非要修,十年之后将不得不炸掉。
当时国内很多高校(包括黄万里教授所在的清华大学水利系)和科研机构,的仿真计算和模式试验,都不支持黄万里教授的结论。但是,鉴于黄教授的威望和确实在三门峡问题上做出过准确的判断,所以,他们对黄教授的意见,还是相当重视的。这就免不了所有的计算结果和实验数据,都尽可能的采用与黄教授相近的。不仅如此,为了防止三峡真的重蹈三门峡的覆辙,我们还制定了要分几年逐步完成蓄水的计划。为的是要观察三峡泥沙淤积的实际情况,一旦出现黄万里教授预言的问题,立刻停止继续蓄水,采用高坝建设、低坝运行的方式补救。
后来由于三峡蓄水后,发现不仅黄万里教授的预言是错误的,而且,实际情况比我们专家计算的结果还要好很多。不仅泥沙量减少了很多,而且原来制定的分期蓄水的计划,也因为明显没有必要而进行了变更。这里还需要说明一下,记者的"1980年代三峡工程论证时,泥沙组专家按'最危险'程度预估长江上游来沙量,但却没想到上游水电会出现大跃进,这些水库群产生了意想不到的拦沙效果。"的说法是不妥当的。首先,"没想到上游水电会出现大跃进"的说法就是不符合事实的。自从新中国成立后,我国的长江流域综合规划中就对三峡以上的主要水电站都有规划。当年,很多反对先上三峡的水电工作者,就是认为应该先建设上游的虎跳峡。而一些社会上污蔑三峡的人士,看到三峡建成后,并没有出现泥沙淤积的问题,就编造谣言,颠倒黑白的把虎跳峡等上游水电站的建设,说成是为了给三峡的泥沙问题擦屁股。言外之意,让人感觉是三峡的泥沙问题,本来是非常严重的,只不过由于上游修了大量的电站,所以才没体现出来。目前,我手中现在还有80年代的我国水电规划,里面几乎包括南方周末文章中所提到的所有水电站。
实际上编造这种谎言,非常愚蠢。其实,三峡的入库泥沙的减少与上游水库电站的建设的关系十分清晰(必须承认这与近年来长江上游的水土保持有一定的关系)。因为三峡蓄水至今已经有十二年,而长江上游那些可能影响三峡泥沙的大水电站都是最近两年才蓄水发电的。应该说上游电站其对三峡水库的泥沙减沙作用,还并没有体现在42%当中。可以断言,今后的实际测量,三峡的泥沙入库量,还会更大幅度的减少。
不过,这个谎言的传播到是有一点积极作用。它至少可以帮助我们判别一下评论三峡的同志的心态是否正常。心态正常的评论者,绝对不会糊涂到把十年以后才出现的上游水电站,当成是三峡入库泥沙减少的原因。而那些心态有问题的评论者,很难发现诬蔑三峡的逻辑漏洞,经常会把"没想到上游水电会出现大跃进"之类的污蔑之词,当成诋毁三峡和中国水电建设的一个口头禅。
文章中的这一段话,也需要说明一下"南方周末记者获得的《长江三峡水利枢纽工程竣工环境保护验收调查报告》(以下简称《三峡环境验收报告》)显示,自2003年三峡蓄水至2012年,三峡入库年输沙量为2.03亿吨,仅有论证设计阶段的42%。最显著的后果是,'清水下泻的力度加大,早就过了武汉,现在已经冲刷到湖口县(江西省内,长江与鄱阳湖交汇处),原来估计还得过二三十年才能到。'原长江水资源保护局局长翁立达说。"。
笔者认为这种说法是不能成立的。即使入库泥沙不减少,清水下泄也一样会存在。为什么清水下泄的的情况,会比我们原来预计的要严重呢?这同样也是因为,目前的泥沙科学还是一门经验的科学。说到这个问题,我记得已故的三峡工程的技术负责人,著名的潘家铮院士曾经解释说。当年,埃及修建阿斯旺大坝的时候,曾经预计尼罗河的下游河道将会下切的非常严重。但后来实际的测量结果显示,下切最深的地方并不是预估的20米,而是只有6米。这一方面说明,河流泥沙问题的计算,还远不能达到科学的精度。另一方面,这种经验的反馈,对我们当年考虑确定三峡的清水下泄的程度,也是有影响的。
文章中说"在一次研讨会上,翁立达曾质问一位泥沙组专家:'为什么差距这么大?'专家一脸窘迫,没有给出解释。"。我不知道这是翁立达先生自己吹牛,还是专家根本不愿意搭理这位说话不靠谱的翁立达。在业内,翁立达先生经常造谣污蔑中国水电是人所共知的。记者可以去查一查,在新的长江规划出台前,翁立达曾污蔑"几大大电力集团响应国家号召的水电开发,是要赶在新的长江综合规划出台之前,把生米着成熟饭"的历史。去年年初,新的长江规划已经正式发布。几大电力集团开发的所有水电站,无一例外都是符合国家长江规划的。谁能想到,当过长江委水资源局局长的翁立达,为了污蔑中国的水电,挑拨公众情绪,竟然敢明目张胆的编造"水电集团要赶在新的长江综合规划出台之前,把生米着成熟饭"这种弥天大谎?
直到现在,翁立达先生喜欢通过媒体说谎骗人的毛病还是没有改。例如,在这篇南方周末文章中翁立达继续编造说"1980年代,韩其为参加泥沙组论证时,没有人料到三峡之后的'西南水电大跃进'。这些水电的规划,往往只考虑如何利用水能发电,很少兼顾其他需要。'翁立达告诉南方周末记者。"。当过水资源局长的翁立达先生也许忘了,80年代的时候,中国的水电规划都是中国唯一的"水利水电规划总院"编制的。污蔑由水利规划总院编制的规划却"往往只考虑如何利用水能发电,很少兼顾其他需要"不是很滑稽吗?具体来看,三峡也是当年国家水电规划中的一个工程项目。众所周知,三峡的首要目标就是防洪和供水,而不是发电。
结语
最后我们再说说南方周末记者的"江湖"失衡。这种失衡的说法,并不科学。因为历史上的江湖的平衡关系从来都是相对的。只不过,过去是不断的淤积,现在是不断的淘刷、下切。两湖地区,为了保水,修建闸坝也是一种解决问题的办法。但是,笔者认为记者采访泥沙专家王兆印建议的在长江上修建闸坝办法,似乎更好一点。因为发达国家的主要河流几乎都是这样解决河湖矛盾的。如果我们不仅要给两湖保水,同时还要给长江干流保水,这恐怕是最好的办法。
总之,尽管世界上的事情,虽然没有绝对的好坏,但也绝不是没有好坏之分。三峡入库的泥沙减少,虽然同样是有利有弊的,但是,我们还是希望三峡的泥沙能更少一点。因为,由大量泥沙淤积造成的地上悬河,一直是我们中华民族的心腹大患。河流的泥沙含量奇高,也是我们国家所特有的。所以,我们修建黄河的上的小浪底、长江上的三峡等水利水电工程的重要目的之一,就是要减少泥沙的含量。尽量让我们国家的河流和世界上其它国家的河流一样。需要告诉大家的是,即使到目前,我们国家的长江、黄河的泥沙含量也还是要比世界上其它大江大河高得多。所以,不仅"三峡入库泥沙仅为预测42%"还远远不够,即便就是"三峡入库泥沙仅为预测的4.2%",我们也大可不必担心。因为即使那样,我们长江、黄河的泥沙含量,仍然高于国外的很多河流。其可能造成的后果和解决的办法,国外已早有先例。最后还特别需要强调的是,三峡入库泥沙的减少,绝不是什么新麻烦,而是我们工程措施努力追求的效果之一,它仅是一件大好事,而且与下游湖泊的水面降低,并不存在着因果关系。
 
对照文章:三峡入库泥沙仅为预测42% 专家称加剧下游旱情
时政新闻南方报业网-南方周末
[摘要]三峡水库从2003年蓄水起的十年间,入库泥沙量仅为论证预测的42%。长江水利委员会认为,这更有利于延长水库寿命,减轻中下游防洪压力。但也有专家称,这加剧了下游湖泊旱情。
三峡水库从2003年蓄水起的十年间,入库泥沙量仅为论证预测的42%。长江水利委员会认为,这更有利于延长水库寿命,减轻中下游防洪压力。但也有专家称,这加剧了下游湖泊旱情。
1980年代三峡工程论证时,泥沙组专家按"最危险"程度预估长江上游来沙量,但却没想到上游水电会出现大跃进,这些水库群产生了意想不到的拦沙效果。
洞庭湖、鄱阳湖都欲建闸,减少上游水电对"江湖关系"的冲击。"整个长江已经不是一条天然的河了"
南方周末记者 严定非 发自湖北武汉
南方周末特约撰稿 钟煜豪
编辑何海宁
20151319时,鄱阳湖标志性水文站点星子站水位为8.01米,逼近8米的极枯水位。鄱阳湖畔的都昌县,7台水泵24小时开足马力,方能保证县城18万人口的供水。
这种局面已持续10年,江西、湖南等沿江省份深受困扰,一些官员和学者指于2003年开始蓄水的三峡工程对旱情有影响。
"三峡对鄱阳湖的影响主要在蓄水阶段:枯水位提前,枯水时间延长,枯水位降低,冬季的枯水情况在秋季就出现了。"2015115日,江西省防汛办主任徐卫明在电话中对南方周末记者表示。
这已引发了经年论战。另一方是为三峡工程辩护的科学家。2011年春,在50年一遇的旱情中,中国工程院三峡工程阶段性评估专家组组长沈国舫就曾对媒体称,旱情并非三峡引发,而是大气环流影响的结果。
然而,一份验收报告为论战提供了出人意料的注脚:长江中下游江水含沙量锐减。长江水利委员会称这有利于三峡水库使用寿命,也减轻了中下游防洪压力。有专家认为会使干旱的湖泊雪上加霜。
三峡库区泥沙量的数据,在1980年代曾是科学家们论证的焦点。但是,当年集中了国内顶级科学家,经过数个模型得出的预估值,却与运行后验收的真实数据偏差惊人。
泥沙量少了42%
为枯水心忧的还有湖南省水利厅原副总工程师聂芳蓉:"三峡蓄水后,在910月份最需要用水的时候,从长江进入洞庭湖的水减少了70%以上,最严重的时候,少了90%"聂解释,"长江的水来得少,而且水进入洞庭湖变得更加困难。"
导致江水难以进入洞庭湖的原因之一,在所有接受南方周末记者采访的科学家中,均认为与上游入库的泥沙剧减有关,因此经三峡大坝下泄出库的江水含沙量锐减。在水利学上,这被称为"清水下泄"
长江的新麻烦来了。
对长江下游的江湖而言,清水下泄各有利弊。一方面,长江河床经清水冲刷,不断加深,利于防洪;含沙量少的江水进入通江湖泊如洞庭湖中,其萎缩速度将大大延缓。
然而,弊端也正是源自利好。长江河床加深后导致长江水位下降,"在(洞庭湖的长江湖口)松滋口和藕池口,冬天枯水时,(连接长江和洞庭湖的)河床底比江水水位还高,长江的水进不来。"聂芳蓉透露。
南方周末记者获得的《长江三峡水利枢纽工程竣工环境保护验收调查报告》(以下简称《三峡环境验收报告》)显示,自2003年三峡蓄水至2012年,三峡入库年输沙量为2.03亿吨,仅有论证设计阶段的42%。最显著的后果是,"清水下泻的力度加大,早就过了武汉,现在已经冲刷到湖口县(江西省内,长江与鄱阳湖交汇处),原来估计还得过二三十年才能到。"原长江水资源保护局局长翁立达说。所谓冲刷,是指水流对河床的淘刷过程。
这一数据,与2013年长江水利委员会发布的2012年度《长江泥沙公报》相差无几。
这是一份"期末考试"的结果。2014年,三峡工程进行整体竣工验收。此前,"期中考试"——二期和三期工程验收,已经在2002年和2005年完成。
三峡枢纽工程验收专家组组长陈厚群院士曾对外透露,普通的水利工程在经过半年至一年可进行整体竣工验收,但三峡工程是特大型水利水电工程,因此安排了6年时间进行蓄水运行,以检验其安全性和可靠性。
验收包括八个专项。据南方周末记者了解,早在2011年,国家相关部门和三峡集团就启动了验收准备工作,作为最重要的专项之一,环保验收已经就绪。201112月,环保部发文,明确"三峡工程环保验收就是对《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》及其批复文件所提出的各项环保措施的验收。"
《三峡环境验收报告》由三峡集团委托国内四家权威机构所做,重墨论述了三峡竣工后流域水文泥沙变化,"水文泥沙情势的变化是其他一系列环境因子变化的主因"。报告肯定了三峡工程的环保措施,同时也坦承,三峡工程当年的环评报告对来沙量减少的幅度估计不足。
三峡工程环评报告19922月由国家环保局(现国家环保部)正式批准。对泥沙减少的危害,全文仅有一处提到,指出河道冲刷可能对中下游及河口地区产生不同程度的影响。
彼时,科学家和工程师们将精力完全投入在相反的方向上——如何减少泥沙淤积对三峡库区的影响。
"宁大勿小"
退休之后,71岁的翁立达仍坚持每天到位于武汉市江岸区永清小路的办公室上班,这里距离长江水利委员会只有百米之遥。201517日,在他逼仄的办公室,他向南方周末记者讲述了三峡工程的"治沙史"
"(三峡工程)其他专家组都撤了,现在只剩下泥沙组还保留着,足见对泥沙问题的重视。"翁回忆道。但结果却有些难堪,在一次研讨会上,翁立达曾质问一位泥沙组专家:"为什么差距这么大?"专家一脸窘迫,没有给出解释。
当年,水库淤积计算由长江科学院和中国水利水电科学研究院按各自开发的一组数学模型分别进行并相互比较。在三峡工程论证和设计阶段,水库泥沙淤积与下游河道冲刷的预估研究中,采用长江干流寸滩站加乌江武隆站1961-1970系列年的水沙资料,作为代表性的入库水沙条件。
这十年平均泥沙入库量是5.09亿吨/年,比多年平均量(指1950-1985年)多。"这也是考虑最不利的状况。"中国工程院院士、长江水利委员会总工程师郑守仁对南方周末记者说。
多名专家向南方周末记者证实,估值时可能存在"宁大勿小"的思想。曾担任三峡工程泥沙专家组组长的张仁向南方周末记者回忆了当年参加论证的经历:"假如泥沙淤了水库,像三门峡似的,不光是(水库)没有用了,还会发生危险。所以,当时大家说三门峡的经验一定要吸取,要按照最大可能的危险程度来考虑。泥沙就采用了1961年到1970年的数据。"
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