王維洛:三峽工程會成為三門峽工程嗎?

王維洛

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【大紀元1月26日訊】一、三門峽工程失敗的原因

2007年11月27日國務院舉行新聞發佈會,國務院三峽辦公室主任汪嘯風,兩院院士、三峽工程可行性論證副組長、技術總負責人、國務院三峽工程質量檢查組組長潘家錚,三峽總公司總經理李永安在會上提出一個命題︰「三峽工程不會成為三門峽工程」。

這本是一個沒有「科學含量」的命題,就和中國以前討論過的問題「長江會變成第二條黃河嗎」一樣。這取決於切入問題的角度。觀察問題的角度不同,回答自然不同。從長江和黃河這兩條河流的地理位置,河流長度,水流量,流量的時間分配,河流流域的氣候植被動物來分析,長江就是長江,永遠不會變成第二條黃河。但是從黃河名字的來源來分析,黃河本來不叫黃河,而是叫大河,後來因為河流裡面的泥沙增多,顏色變黃,所以稱為黃河。長江過去的水是清的,現在顏色也變黃了,稱長江是第二條黃河也沒有錯。您看三峽工程「發揮防洪效益」時,從洩洪道里噴射出來的水是黃黃的。筆者到現在還是沒有搞明白,三峽工程「發揮防洪效益」時,為什麼要加大洩洪流量?

既然潘家錚把這個問題提出來了,可見院士對於這個問題很重視,那麼也不妨探討一番。

從「三峽工程不會成為三門峽工程」這個命題本身來分析,從廣義上來說,潘家錚承認三門峽工程是一個失敗的工程,但是潘家錚認為,三峽工程不會像三門峽工程成為一個失敗的工程。從狹義上來說,三門峽工程失敗的具體原因不會在三峽工程上面重新出現。

現在普遍認為,三門峽工程失敗的原因是(關於三門峽工程失敗的原因,請參考筆者的「中國為什麼不向蘇聯索取三門峽大壩工程設計錯誤所造成的全部損失?」一文〕︰

第一︰泥沙淤積問題︰三門峽水庫於1960年9月下閘蓄水。4年之後,在三門峽水庫的庫容被淤積的泥沙佔據了十分之四。

第二︰水庫水位問題︰淹沒關中平原大量土地,造成土地鹽鹼化,危險西安的防洪安全。

潘家錚認為三峽工程可行性論證在泥沙淤積和水庫水位這兩個問題上,都已經有結論,而且三峽水庫蓄水四年以來,也沒有出現庫容被淤死十分之四的情況,所以「三峽工程不會成為三門峽工程」。

其實,三峽工程可行性報告使用的語言十分隱晦,篇幅浩大,一般的專業人員也難以看出問題。但是仔細地讀,慢慢地想,用自己的腦子想,讀者一定能夠理解可行性報告的真正含義或者是問題到底出在哪裡。

筆者從參加三峽工程論證的專家中找出兩段關於三峽工程泥沙淤積和水庫水位問題的文字,與讀者一起分析,因為這些文字與可行性論證報告的內容一致,但是比論證報告更加容易理解一些。筆者堅信,撰寫三峽工程可行性報告的大多數專家,他們知道三峽工程問題的嚴重性。但是在沒有科學自由和社會民主的環境下,他們會屈從政治壓力,寫出一些似乎能夠讓政治家滿意的結論。但是,他們也會千方百計通過一些隱晦的語言,點出問題所在,也為了他們將來有個說明問題的機會。如果讀者能夠理解這兩段文字,那麼也就找到對「三峽工程會成為三門峽工程嗎?」的答案。筆者對於每段文字都提出了幾個問題,幫助讀者思考。

二、三峽工程的泥沙淤積問題

關於三峽工程的泥沙淤積問題,筆者選用了戴定忠的一段文字︰「三峽水庫是個峽谷河道型水庫,庫容量僅為年徑流量的5%,兩岸岩壁堅實,天然河道水流比降大,挾沙能力強,懸移質泥沙基本上是「穿堂過」,修建大壩後,水位抬高了,水流減緩,挾沙能力降低,造成水庫淤積,在運用的前十年,洩流排沙比只有35%左右,但隨著淤積的增加,庫區河床抬高,水流挾沙能力增強,洩流排比也要增大.根據計算,運用三十年時的排沙比為50%左右,運用六十年為90%,八十年後為100%,庫區沖淤基本達到平衡」。此文題目為︰中國河流的泥沙問題,收在錢正英主編的「中國水利」一書中,中國水利電力出版社,北京,1991年份出版。這段文字刊登在於第425頁上。

戴定忠是中國著名的泥沙問題專家,中國科學院院士,親自參加三峽工程可行性論證,親自參加國家科委組織的「七五重點攻關科研課題——長江三峽工程重大科學技術問題研究,並且擔任該科研課題驗收委員會第一副主任委員。

關於三峽工程的泥沙淤積問題的思考題目是三峽水庫為什麼會從淤積轉變為「沖淤平衡」?「沖淤平衡」後三峽水庫的狀態如何?

在建設三峽大壩之前,長江重慶至宜昌河段的平均水力坡度約為萬分之二,就是每100公里有20米的水位差別,重慶至宜昌600多公里,兩地水位差為120至130米。正如戴定忠所言,「由於水力坡度大,挾沙能力強,懸移質泥沙基本上是「穿堂過」」,沒有泥沙淤積。但是仔細分析三峽河段的泥沙淤積情況,也不是所有時間段中都沒有淤積。在汛期,在三峽河段流量最大的時段,由於河水中攜帶的泥沙多,水流不能攜帶所有的泥沙,所以就有一部分泥沙在河床底部淤積起來,是一個淤積過程。所幸是,汛期之後,三峽河段不是馬上進入枯水期,而是有一個過渡時期,基本上是每年九/十月份,這一時期,流量還是比較大,但是河水中泥沙含量少,水流有多餘的力量可以將汛期淤積下來的泥沙帶走,當地人稱「走沙期」。這樣汛期淤積一些,走沙期沖走一些,縱觀長年,長江重慶至宜昌河段沖淤平衡,泥沙不在河床底部淤積,是「穿堂過」。

正如戴定忠所說︰「修建大壩後,水位抬高了,水流減緩,挾沙能力降低,造成水庫淤積,在運用的前十年,洩流排沙比只有35%左右。」這裡有幾個問題,要仔細思考。哪裡水位抬高最多?水位抬高到什麼水平?水流為什麼會減緩?泥沙為什麼會淤積?在哪裡淤積?淤積多少?

大壩壩址處的水位抬高最多。如果按照正常蓄水位計算,大壩壩址處的水位從來海拔63米抬高到海拔175米,抬高113米。大壩上游各地隨著距離的增加,抬高的幅度逐漸減少。三峽工程的最為重要的目標是防洪。所以每年汛期到來之前,將水位降低到海拔145米,把防洪庫容騰空,準備存儲洪水用。這樣大壩壩址處的水位只是抬高83米。由於壩址處的水位抬高,所以水流減緩。

水流減緩的原因是因為水力坡度減小了。三峽工程泥沙組認為平均水力坡度從來原來的萬分之二,減小到萬分之零點七,為原來的三分之一,與宜昌至沙市的上荊江河段的平均水力坡度接近。上荊江河段是一個淤積河段,泥沙是進來的多,出去的少。所以戴定忠說,造成水庫淤積。

這裡還有一個問題,就是汛期之後,為了發電和通航目標,大壩壩址處的水位從來海拔145米抬高到海拔175米,這樣自然「走沙期」就沒有了。所以泥沙組在報告中要推遲抬高水位的時間,保證「自然走沙」,但是推遲抬高水位的時間,長江進入枯水期間,就再沒有可能將水位抬高到海拔175米,發電和通航目標無法實現。這個問題在本文不展開討論。

洩流排沙比只有35%左右,意思是進入水庫的泥沙只有35%左右是「穿堂過」,被衝出水庫,65%泥沙淤積在三峽水庫中。

那麼泥沙在哪裡淤積呢?戴定忠沒有明說。泥沙主要在水庫末尾重慶處淤積。這一點戴定忠在文章中已經暗示了。下面再做解釋。必須指出的,泥沙組在研究泥沙問題時,只是考慮壩址處水位保持海拔145米時的情況,因為這對於減少泥沙淤積最為有利。泥沙組不考慮防洪時抬高到海拔175米的情況,因為對於泥沙組來說,「排渾蓄清」比防洪目標更為重要。

戴定忠繼續寫道︰「但隨著淤積的增加,庫區河床抬高,水流挾沙能力增強,洩流排比也要增大。根據計算,運用三十年時的排沙比為50%左右,運用六十年為90%,八十年後為100%,庫區沖淤基本達到平衡。」

對於政治家來說,這段文字的最後一句最為重要,「庫區沖淤基本達到平衡」,政治家以為三峽水庫的泥沙問題算是解決了。但是戴定忠沒有寫明,三峽水庫從淤積到庫區沖淤基本達到平衡這個過程中,什麼起了決定作用?三峽水庫以及受到這個過程影響的周圍生態環境會發生什麼變化?

其實,最後一句並不重要,而是這段文字的前半部分最為重要。關鍵還是哪裡的淤積增加?哪部分河床抬高?抬高多少?水流挾沙能力為何由弱變強?庫區沖淤達到平衡後,三峽水庫處於怎樣一個狀態?周圍生態環境將發生變化?

在水庫末尾重慶處淤積有三個發展,一是向壩址處延伸;一是向上游延伸;一是繼續在當地淤高。壩址處水深最大,也是水庫死庫容最大的地方。淤積在水庫末尾重慶繼續淤高,就迫使重慶的水位繼續上升。所以淤積向上游延伸,也是必然的。

淤積向壩址處延伸,對於水力坡度加大,水流速度加快,水流挾沙能力增強,洩流排比增大,沒有正面的作用,因為壩址處的水位不會因此降低到海拔145米以下。

水庫末尾重慶水位上升,加大了重慶和壩址處的水位差,兩地水位差加大,平均水力坡度也加大。水力坡度加大的結果是流速加大,水流的挾沙能力增強。水流的挾沙能力不斷增強,排出水庫的泥沙也是越來越多,最後回到淤平衡的狀態。但是,水流的挾沙能力不斷增強,洩流排比不斷增大背後的生態環境變化是戴定忠不便直接寫出來的,而是需要人們去理解的︰在三峽水庫從淤積到庫區沖淤基本達到平衡這個過程中,起決定作用的就是泥沙在水庫末尾的淤積。只有重慶水位由於泥沙淤積的不斷加高,重慶和壩址處的水位差才會不斷加大,水力坡度才會不斷加大,水流速度才會不斷加快,水流挾沙能力才會不斷增強,洩流排比才會不斷增大,最後達到沖淤的動態平衡。這是一個漸變的過程,戴定忠認為要八十年。

八十年後,泥沙不在三峽水庫淤積,而是「穿堂過」,從這點上來說,八十年後又回到三峽大壩建設之前的狀態,這樣重慶至宜昌河段的平均水力坡度也回到建壩之前的狀態,重慶和壩址處的水位差也回到建壩之前的狀態。只是八十年後,重慶的絕對水位高程,已經不可能回到建壩之前的狀態。

如果政治家認為,八十年三峽庫區沖淤基本達到平衡,三峽水庫的泥沙問題已經解決,那麼他們為此付出的代價就是重慶。這個就是戴定忠理論要告訴國人的。

三、三峽水庫水位問題

關於三峽工程的水庫水位問題,筆者選用了陶景良的一段文字。陶景良為高級工程師,參加三峽工程論證,是享有政府特殊津貼有特殊貢獻的專家,曾擔任國務院三峽工程建設委員會辦公室計劃資金司副司長。

陶景良著有三峽工程66問一書,中國三峽出版社1996年出版,這段文字刊登在第93至94頁。

陶景良寫到︰「有人說,興建三峽工程是「舍上游保下游」,由於三峽水庫的形成,將會加重四川盆地的水災。這種說法對嗎?

這是對三峽水庫向上游壅水到底有多範圍認識不清而產生的誤解。三峽工程建成後,大壩擋水,在壩址處水位抬升的數值最大,而越往上就越小,到了「回水末端」庫水位就和天然水位重合了。因此,水庫水位壅高的影響是有一定範圍的。

三峽水庫的回水水麵線及回水末端的位置,水利部長江水利委員會進行了精確的計算,可行性研究階段,是按壩址洪水靜止庫容來推算回水水麵線及回水末端位置的;初步設計階段除按靜庫容覆核了原有成果外,還進行了洪水動庫容計算,用其計算成果進行校核。覆核與校核結果表明,當壩前水位為汛期限制水位145米,汛期上游洪水流量達到20年一遇標準時,三峽長江幹流的回水末端在重慶市區下游的巴縣木洞鎮,水面高程185.7米,距大壩565.7公里,再往上游就是長江幹流的天然水流了,其流速、流量、流態均不受水庫壅水的任何影響。長委會除了計算三峽水庫在長江幹流的回水水麵線及回水末端位置之外,還計算了三峽水庫內兩岸各支流的回水水麵線及回水末端位置。例如,烏江汛期上游洪水達20年一遇標準時,回水末端位置在距烏江口44.8公里的白馬鎮,水面高程192.4米。

重慶市朝天門碼頭候船室地面高程200米,市中地面高程250米,嘉陵江合川縣城地面高程214至230米,而三峽水庫長江幹流回水末端的水面水面高程為185.7米,因此,都不會受到水庫汛期壅水的影響。成都平原地
面高程500至700米,更不會受到影響了。

另外需要著重說明的是,三峽水庫回水末端以上的水流,仍然處於天然狀態,也就是說,回水末端上游的來水,仍然像天然情況下一樣下洩,不會受到三峽水庫的任何影響,也就肯定不會加重回水末端以上地區的水災。這是因為三峽水庫的調度運用方式就是按照上述情況進行設計的。」

關於三峽水庫水位問題的思考題目是三峽工程最主要的目的是什麼?在什麼情況下考慮上游洪水淹沒情況?

陶景良在文章中間指出,經過「水利部長江水利委員會的精確計算」,當壩前水位為汛期限制水位145米,汛期上游洪水流量達到20年一遇標準時,三峽長江幹流的回水末端在重慶市區下游的巴縣木洞鎮,水面高程185.7米,距大壩565.7公里。

毛澤東說︰高峽出平湖。但是根據陶景良提供的數據,高峽出斜湖。三峽壩址處的水位海拔145米,回水末端的水位海拔185.7米,兩地的水位差是40.7米,三峽壩址到回水末端的距離565.7公里,那麼三峽水庫的平
均水力坡度就是︰(185.7米—145米)/565.7公里=萬分之零點七一九四六水力坡度萬分之零點七一九四六,也就是每一百公里抬高7米19釐米多。

高峽出平湖,伊文認為是對的,他認為︰「只要稍有流體力學或者水力學基礎的人都知道,水庫基本是沒有比降的,也就是說水位是平的,只是在庫尾及其上游才有比降。」(筆者注︰比降就是水力坡度)

三峽工程移民組也認為高峽出平湖是對的,水庫基本是沒有水力坡度。關於三峽水庫水位,三峽工程移民組有以下具體的結論︰

三斗坪三峽大壩壩址︰175米;
秭歸老縣城︰175米;距三峽大壩壩址37.6公里
巴東縣城︰175米;距三峽大壩壩址72.5公里
巫山縣城︰175.1米;距三峽大壩壩址124.3公里
奉節縣城︰175.1米;距三峽大壩壩址162.2公里
雲陽老縣城︰175.1米;距三峽大壩壩址223.7公里
萬州︰175.1米;距三峽大壩壩址281.3公里
忠縣︰175.1米;距三峽大壩壩址370.3公里
豐都縣城︰175.1米;距三峽大壩壩址429公里
涪陵︰175.3米;距三峽大壩壩址483公里
涪陵李渡鎮︰175.4米;距三峽大壩壩址493.9公里
(根據原全國政協委員陸欽侃先生提供資料)

伊文認為三峽水庫有沒有水力坡度這個問題很重要,是關係到「從中央到地方是不是傻瓜是不是瘋子的問題」。如果三峽水庫有水力坡度,達到萬分之零點七,那麼重慶就被淹得差不多了,從中央到地方不是傻瓜就是瘋子,問題十分嚴重。

但是陶景良指出三峽水庫存在水力坡度,而且平均水力坡度是萬分之零點七一九四六,為什麼陶景良說,不會淹重慶呢?

道理很簡單,陶景良的出發點,是三峽壩址處的水位海拔145米,這是汛期限制水位。水流量是20年一遇的上游洪水流量。海拔145米是三峽水庫的最低水位,水位不能再低,再低長江就要斷航,船舶就不能通過三峽船閘。

但是在考慮任何問題,不能忘記建設三峽工程的目標,為什麼建設三峽工程。建設三峽工程的第一目標是防洪。三峽水庫的正常蓄水位是海拔175米,三峽水庫的防洪庫容為221.5億立方米,是海拔145米到海拔175米之間的庫容。三峽工程發揮防洪效益時,就要動用防洪庫容,用毛澤東的話就是「卡住」長江洪水。就是說,水位不能再保留在海拔145米處,而是要上升到海拔175米處。而且建設三峽工程是要防禦50年一遇,一百年一遇,甚至是一千年一遇的洪水。

三峽工程移民組也認為水庫基本是沒有水力坡度,移民組的出發點是海拔175米,而不是海拔145米。

陶景良提出的問題是,「有人說,興建三峽工程是「舍上游保下游」,由於三峽水庫的形成,將會加重四川盆地的水災。這種說法對嗎?」陶景良計算的出發點卻是限制水位海拔145米,此時長江洪水「穿堂過」,三峽水庫不發揮防洪作用,因此,此時三峽工程並沒有「保下游」,討論問題的出發點錯了。

所以,計算的出發點就不是限制水位海拔145米,起碼是正常蓄水位海拔175米,因為此時三峽工程在發揮「保下游」的效益。從海拔175米出發,上游淹沒的情況就十分清晰了,重慶的水位不會低於筆者在1998年估計的海拔217米,重慶許多市區被淹,位於海拔200米的朝天門碼頭候船室肯定被淹。

有人會說,以海拔175米為出發點計算,平均水力坡度就不能按照萬分之零點七一九四六計算,因為在水流量不變的情況下,過水截面增加,水流速度減小,水力坡度也相應減小。這是對的,但是條件是水流量不變。陶景良指出,當時計算只是考慮了上游20年一遇的洪水流量,而不是考慮壩址50年一遇,一百年一遇,甚至是一千年一遇的洪水流量。水流量加大,水力坡度也會相應加大。

另外需要指出的是,國際上考慮淹沒範圍是從水庫最高蓄水位出發,而不是從正常蓄水位出發。三峽大壩壩頂高程海拔185米,全國人大審批三峽工程時,並沒有公佈三峽工程最高蓄水位。1998年長江洪水期間,三峽總公司總經理陸佑楣說︰要是有了三峽工程,就不容洪水逞兇狂。同時透露了三峽工程最高蓄水位為海拔180.4米。根據加拿大的可行性論證報告,最高蓄水位低於壩頂高程兩米,應該為海拔183米。從最高蓄水位出發進行計算,三峽大壩上游各處的水位將更高,洪水淹沒將更加嚴重,將重複歷史洪水現象︰「水高於城數丈,全城淹沒無存」。

三峽工程的結論並不重要,重要的是得到這個結論的邊界條件,也就是這裡的出發點。

在潘家錚技術負責的三峽工程可行性論證報告中有許多自相矛盾的結論,比如關於三峽水庫有沒有水力坡度這個問題,泥沙組說有水力坡度,因為沖泥沙需要水力坡度;移民組說沒有水力坡度,因為這樣計算出來的移民人數少。兩個組都是從各自專業組的目標出發,找一個最有利的結論,用來交帳。潘家錚不檢查各個專業組之間的報告是否互相矛盾,而只是要求每個移民組組長回答一個問題,你專業組研究的問題是否構成阻止三峽工程上馬的限制因素。可行性論證報告中存在自相矛盾之處,這個可行性論證報告必然錯誤。

三峽水庫有水力坡度,移民組錯;三峽水庫沒有水力坡度,泥沙組錯。無論移民組錯還是泥沙組錯,三峽工程可行性論證報告都是錯。

四、結束語

戴定忠只是暗示了,三峽水庫末尾重慶處泥沙淤積是三峽水庫從淤積轉變為「沖淤平衡」的關鍵,付出的代價是重慶。

陶景良將壩址處的蓄水位下調了30米,這樣洪水就不會淹重慶了。必須指出,陶景良是唯一一個將計算水位的邊界條件公佈於眾的人,沒有陶景良,人們也許永遠不知道這個葫蘆裡面賣的是什麼藥。

因此,應該感謝戴定忠和陶景良兩位專家,雖然他們沒有勇氣對三峽工程說「不」,但是他們畢竟提供了打開保險箱的密碼。

三峽工程的泥沙淤積問題和水庫水位問題都沒有解決,在問題沒有解決的情況下倉促上馬,三峽工程逃脫不了失敗的命運。無論從廣義上來說還是從狹義上來說,三峽工程將失敗,將會成為三門峽工程。如果說,三峽工程和三門峽工程有什麼不同,那就是泥沙淤積問題出現的時間要比三門峽工程晚,不像三門峽工程那樣在水庫蓄水一年多後就呈現出來,而是象戴定忠所說的,80年後徹底暴露出來。水庫水位問題的徹底暴露,則取決於大洪水出現的時間,可能在很近的將來,可能在比較遠的將來,但是可能發生的事情,就一定會發生。

--原載:《民主中國》,2008-01-22
(http://www.dajiyuan.com)

本文只代表作者的觀點和陳述

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