蔡其華：關(guān)于三峽水庫幾個熱點問題的思考
作者: 長江水利委員會主任 蔡其華
來源：中國水利網(wǎng)／中國水利報
三峽工程具有防洪、發(fā)電、改善航運及調(diào)節(jié)水資源等巨大的綜合效益，是當(dāng)今世界最大的水利樞紐工程，也是治理和開發(fā)長江的關(guān)鍵性骨干工程。三峽工程2003年6月進(jìn)入圍堰發(fā)電期，2006年10月進(jìn)入初期運行期，2008年進(jìn)入試驗性蓄水階段，2010年10月，三峽水庫蓄水至設(shè)計的正常蓄水位175米。其間，長江流域發(fā)生了強震、干旱、洪澇等自然災(zāi)害，引起人們對三峽工程的熱議，有人甚至質(zhì)疑這些災(zāi)害是“三峽工程惹的禍”。長江水利委員會作為水利部派出機構(gòu)，承擔(dān)著長江流域的水行政管理職能，既是三峽工程的設(shè)計總成單位，又是三峽工程的運行調(diào)度單位，有責(zé)任、有義務(wù)及時研究解決三峽工程的有關(guān)問題，并本著實事求是的科學(xué)態(tài)度加以說明。為此，現(xiàn)就當(dāng)前社會關(guān)注的幾個熱點問題談?wù)効捶ǎc大家共同探討。
一、關(guān)于三峽水庫誘發(fā)干旱問題
今年年初以來，長江流域降水較歷史同期均值偏少近4成，其中中下游偏少近5成，為新中國成立以來最少。在三峽水庫加大下泄對中下游持續(xù)補水的情況下，中下游河段來水仍偏少2～5成，洞庭湖、鄱陽湖水系來水偏少5成，漢江來水偏少5成。中下游干流水位偏低3～5米。1—5月，三峽水庫補水約190多億立方米，漢江丹江口水庫補水約57億立方米，抬高中下游干流水位1.0米左右，最大抬高約1.5米。在三峽和丹江口水庫大量補水的情況下，5月初，長江中下游干流水位仍出現(xiàn)歷史同期最低或接近同期最低。水庫加大下泄為中下游補水，對緩解旱情起到一定的作用，但不能從根本上解決問題。
罕見少雨是造成中下游地區(qū)干旱嚴(yán)重的根本原因，而造成今年長江流域降雨少的主要原因，是自去年年底以來大氣環(huán)流系統(tǒng)異常顯著，南方熱帶系統(tǒng)偏弱，北方冷空氣活動勢力強大，水汽輸送通道未能有效建立等天氣因素。（天氣和氣候是兩個不同的概念。天氣是指短時間發(fā)生的氣象現(xiàn)象，如雷電、下雨、臺風(fēng)、沙塵暴等。氣候則是天氣的長期統(tǒng)計狀況，一般采用冷、暖、干、濕等給予定量表述。）近些年來，全球氣候變暖已是不爭的事實，這必將導(dǎo)致極端天氣事件多發(fā)頻發(fā)。2006年川渝出現(xiàn)罕見的大旱，2011年長江中下游大旱，2007年重慶市遭遇特大暴雨，均屬極端天氣事件。
從天氣成因來看，造成極端天氣事件的主因，是從地面到500毫巴（約5500米）之間高空天氣形勢的變化，特別是500毫巴代表高空天氣形勢的變化。三峽大壩壩頂高程僅185米，相對于500毫巴對應(yīng)的5500米高度是一個微量，不至于對長江上游高空天氣形勢產(chǎn)生影響。部分地區(qū)大旱屬降雨特枯年份發(fā)生的自然現(xiàn)象，與三峽水庫無關(guān)。大型蓄水工程由于水面蒸發(fā)可能使得水庫周邊地區(qū)濕度有所增加，這對干旱而言屬正面效應(yīng)。
二、關(guān)于三峽水庫誘發(fā)地震問題
三峽水庫誘發(fā)地震問題，是一直以來研究論證的重點之一。根據(jù)三峽水庫蓄水運用以來的地震監(jiān)測資料分析：（1）蓄水初期突發(fā)密集型小震群，地震活動以微震和極微震為主，震級ML﹤3級的地震占地震總數(shù)的99.4%，蓄水后記錄到的最大地震為M4.1級，均遠(yuǎn)小于三峽大壩等樞紐建筑物抗震按7度設(shè)防的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。（2）地震絕大多數(shù)分布在前期預(yù)測的水庫誘發(fā)地震潛在危險區(qū)內(nèi)及周緣，主要集中在庫區(qū)兩岸10公里以內(nèi)。（3）經(jīng)實地調(diào)查，多數(shù)地震都是庫水淹沒廢棄礦山和巖溶發(fā)育地區(qū)引發(fā)的礦山型和巖溶型地震。
川西和滇西地處地震帶上。2008年“5·12”汶川地震，發(fā)生在青藏高原北部邊緣的龍門山地震帶，屬地下深層板塊碰撞的結(jié)果。而三峽大壩所在的黃陵背斜，屬于揚子準(zhǔn)地臺中部的上揚子臺褶帶，兩者所處的區(qū)域構(gòu)造條件截然不同，其間還有四川臺拗（四川盆地）相隔，完全沒有區(qū)域構(gòu)造上的聯(lián)系；三峽大壩距汶川地震震中700公里，即使在庫尾，到龍門山發(fā)震斷層的距離也在300公里以上，三峽庫區(qū)有厚度大的隔水層環(huán)繞，封閉條件好，不存在水庫滲漏問題，與龍門山構(gòu)造帶不存在水力上的聯(lián)系。汶川地震與三峽水庫蓄水無關(guān)。
三、關(guān)于三峽大壩的人防問題
三峽大壩人防問題歷來為設(shè)計人員所重視。20世紀(jì)60年代以來，長江委曾針對三峽水庫做過各種方案的潰壩試驗研究。在論證過程中，樞紐建筑物專家組邀請國家人防委員會、總參工程兵部等有關(guān)單位專家參與充分討論，提出了三峽工程人防問題專題報告。報告指出，基于現(xiàn)代戰(zhàn)爭有征兆可察，且重大水利設(shè)施一般非為戰(zhàn)爭的首批攻擊對象，有可能預(yù)警放水。降低戰(zhàn)時運用水位，是水庫工程經(jīng)戰(zhàn)爭實踐證明有效的主要人防措施。在三峽工程樞紐建筑物設(shè)計中，已考慮戰(zhàn)時與平時運用相結(jié)合，泄水建筑物有大泄量的底孔，下游河道允許泄量相對較大。按下游河道允許泄量下泄，降低水庫水位所需時間較短，由正常蓄水位175米降至145米、135米的時間最多為7天。此時，水庫庫容僅103億～170億立方米，潰壩影響大為減輕。三峽水庫下游有20公里長的峽谷河段，壩下游38公里的南津關(guān)峽谷底寬僅200～300米，對潰壩洪水將發(fā)揮約束、緩沖和消減作用，有利于減輕洪災(zāi)損失。潰壩模型試驗表明，在大壩遭突然襲擊嚴(yán)重破壞發(fā)生潰壩時，由于狹長峽谷所引起的緩沖作用，可以減輕危害，荊江兩岸不致發(fā)生毀滅性災(zāi)害。
水庫戰(zhàn)時運用的適應(yīng)能力，既取決于樞紐工程本身的性能和固有設(shè)備的能力，也取決于下游河道的過流能力以及分洪措施等。水庫水位降至防洪限制水位145米時，如發(fā)生潰壩，當(dāng)下游枝城河道泄量小于5萬立方米每秒時，沙市水位不超過45米，下游堤防可避免潰決；當(dāng)枝城河道泄量達(dá)6萬立方米每秒時，沙市水位達(dá)45.63米，超過堤防設(shè)計水位0.63米，通過荊江附近蓄滯洪區(qū)的運用，經(jīng)戰(zhàn)時搶險，可保荊江河段兩岸大堤安全。為了盡量減少潰壩損失，戰(zhàn)時水庫運用水位控制在145米，必要時短時降到135米甚至更低，是可以減少潰壩損失的。
四、關(guān)于三峽大壩的防洪能力是否“縮水”問題
2010年汛期，社會一度關(guān)注三峽工程的防洪能力，戲說防洪能力“縮水”或“折舊太快”。事實上，三峽工程的防洪能力從來就沒有改變過，也不可能改變。問題在于，人們沒有把三峽大壩自身的防洪能力與其對大壩下游保護(hù)區(qū)的保護(hù)作用區(qū)分開來。
三峽大壩的防洪能力即設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是“防千年一遇的洪水”，并按照“防萬年一遇的洪水，再加10%”進(jìn)行校核。這是針對三峽工程本身安全的抵御洪水能力而言。亦即當(dāng)遇千年一遇的洪水時，大壩的各種運行指標(biāo)都不會受到影響；當(dāng)遭遇萬年一遇的特大洪水時，大壩的主體結(jié)構(gòu)不會受到影響，不會產(chǎn)生潰壩進(jìn)而形成次生災(zāi)害，但其附屬工程可能會受到一些影響。
“防百年一遇的洪水”，主要是針對三峽水庫對下游河段的保護(hù)作用而言的，反映的是三峽水庫對其下游的防洪保障作用。通過三峽水庫攔蓄洪水，可使荊江河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)從十年一遇提高到百年一遇，即遇百年一遇洪水，可控制沙市水位不超過44.50米，不需啟用荊江分洪區(qū)；遇千年一遇或類似1870年洪水，可控制枝城流量不超過8萬立方米每秒，配合荊江地區(qū)蓄滯洪區(qū)運用，可使沙市水位不超過45.00米，從而保證荊江河段與江漢平原的防洪安全。
因此，說三峽工程防洪能力“縮水”或“折舊太快”是一種誤解。
五、關(guān)于“保武漢就要淹重慶”問題
這一觀點是錯誤的。如2010年7月19日，重慶寸灘水位達(dá)到184.53米，但當(dāng)時三峽壩前水位只有147.5米，這說明三峽水庫回水并沒有到達(dá)重慶。這是因為，在重慶下游有一銅鑼峽十分狹窄，大水時刻壅高20～30米。所以，三峽水庫攔洪時，壩前水位雖有升高，但對重慶水位的影響不大，甚至沒有影響。當(dāng)時，三峽入庫洪峰7萬立方米每秒，漢江又發(fā)生了建庫以來的第二大入庫洪峰，武漢江段一度汛情緊張，所以用三峽水庫攔洪控制下泄4萬立方米每秒，大大減輕了武漢江段的防洪壓力。到了8月份，三峽攔洪后水位升至160米時，重慶的水位卻只有170米。可見，重慶水位升高主要是金沙江、岷江及嘉陵江來水及銅鑼峽峽口壅水所致。
六、關(guān)于泥沙淤積對三峽水庫防洪庫容的影響
三峽論證及可行性研究階段認(rèn)為，在宜昌站年均來沙量為5.3億噸（20世紀(jì)60年代來沙條件）及不考慮上游建庫攔沙作用條件下，三峽水庫運用100年后，正常蓄水位以下的防洪庫容減少14%。
近年來，上游水利水電建設(shè)進(jìn)展迅速，如考慮上游建庫攔蓄泥沙后，三峽水庫運行100年的淤積量，僅相當(dāng)于上游不建庫攔沙方案40年左右的淤積量，可見上游建庫攔沙作用十分顯著。近10年上游的來沙量已由論證階段的年均5.3億噸，減少到2億噸左右，三峽水庫庫區(qū)的年均淤積量約1億噸，僅為論證階段預(yù)計值的三分之一。
研究表明，可以預(yù)期在相當(dāng)長的一段時期里，三峽水庫的大部分防洪庫容將得到保留，與上游干支流水庫聯(lián)合運用，三峽水庫的調(diào)洪能力將進(jìn)一步提高，長江中下游的防洪能力將得到提高，在遭遇特大洪水時，中下游臨時蓄滯洪區(qū)的啟用概率和分蓄洪量將進(jìn)一步減少。
七、關(guān)于三峽水庫泥沙淤積對重慶市防洪的影響
重慶河段回水變動區(qū)受庫區(qū)泥沙淤積影響，遇不同頻率洪水時，沿程洪水位抬高明顯。初步分析，由于入庫泥沙減少，在20世紀(jì)90年代水沙系列條件下，水庫運行30年后，100年一遇的洪水位比初設(shè)階段低0.2米，20年一遇的洪水位比初設(shè)階段低0.92米，5年一遇洪水比初設(shè)階段低1.15米。
長江上游干支流水庫（金沙江烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩，嘉陵江亭子口，烏江構(gòu)皮灘、彭水等）建成后，三峽入庫泥沙將減少更多，庫尾段的泥沙淤積情況得到很大改善，同時對降低變動回水區(qū)特別是重慶市主城區(qū)洪水位的作用也非常明顯。依據(jù)相關(guān)計算成果，20世紀(jì)60年代水沙系列條件下，水庫運行30年后，庫區(qū)總淤積量為29.32億立方米，與上游不建庫方案相比較，同期淤積量減少24.1億立方米，相對減少45%，洪水位也有所降低。
總之，由于上游水庫攔截泥沙和水土保持等作用引起入庫泥沙銳減，初步估計，未來100年一遇洪水位大約相當(dāng)于原來50年一遇的洪水位，不會加重上游重慶市的防洪問題，但需要進(jìn)一步研究重慶市關(guān)鍵部位的防洪安排是否達(dá)到防洪要求。
八、關(guān)于三峽水庫運用后長江中下游的河勢穩(wěn)定問題
三峽工程運用后，因清水下泄，水流挾沙能力增大，長江中下游的河勢是否穩(wěn)定，護(hù)岸工程的“崩岸”問題是否可控，廣受社會關(guān)注。
這個問題在三峽工程論證階段已經(jīng)作出預(yù)測，認(rèn)為三峽工程修建后，壩下游將發(fā)生長時間、長距離的沖刷，同流量水位有所下降，并指出“三峽工程興建后，將根據(jù)下游河勢調(diào)整的總趨勢以及現(xiàn)有護(hù)岸工程情況，繼續(xù)完善護(hù)岸工程，并對已建工程進(jìn)行必要的加固”。
實測資料表明，三峽水庫自2003年蓄水以來，壩下游河道沖刷主要發(fā)生在宜昌至城陵磯河段，全程沖刷已發(fā)展到湖口以下，沖刷的速度和范圍要大于論證階段的預(yù)計，但河勢總體上尚未發(fā)生巨大變化。總的來說，論證階段的結(jié)論基本上是正確的。
由于近岸河床明顯沖深，護(hù)岸工程下部的岸坡變陡，故“崩岸”現(xiàn)象較蓄水前有所增多，但大部分仍發(fā)生在蓄水前的原崩岸段和險工段。由于護(hù)岸工程在1998年大洪水以后不斷興建和加固，加之在發(fā)生崩岸時及時搶護(hù)，故三峽工程蓄水以來長江中下游堤防未發(fā)生重大險情。今后通過加強河道監(jiān)測，實施荊江河段河勢控制應(yīng)急工程，同時嚴(yán)格制止非法采砂，可以保證堤防安全。
九、關(guān)于三峽水庫運用對長江口的影響問題
近幾年來，長江口鹽水入侵的現(xiàn)象加劇，是否與三峽水庫有關(guān)，也是需要說明的一個熱點問題。
三峽水庫的調(diào)節(jié)庫容只占壩址斷面年徑流量的3.7%，為季調(diào)節(jié)水庫，其調(diào)蓄作用不影響長江口的入海水量，但年內(nèi)分配有所改變。根據(jù)三峽水庫的運用方式，在每年汛后的9月中旬至10月期間蓄水，這期間水庫下泄流量將較天然情況有所減少，但長江口的鹽水入侵多發(fā)生在每年11月至翌年4月，在此期間，三峽水庫的下泄流量將較天然情況有所增加，會減輕鹽水入侵。2011年長江中下游遭受嚴(yán)重干旱，三峽水庫1—4月水庫加大下泄補水151.4億立方米，平均每天多增加1460立方米每秒，增量最大的1天2月13日，多增加流量達(dá)2500立方米每秒，對減輕長江口咸潮入侵起到積極的作用。
三峽工程論證階段的結(jié)論認(rèn)為，“修建三峽水庫對長江口鹽水入侵有利有弊，但影響不大”。根據(jù)三峽水庫目前的調(diào)度方式，經(jīng)深入分析，也認(rèn)為三峽工程總體上對長江口的鹽水入侵影響不大。近幾年來，鹽水入侵的頻度和強度有所增加，其主要原因是長江口北支因淤積萎縮導(dǎo)致鹽水倒灌南支，也與長江上游來水偏枯（宜昌站1991—2009年比多年平均年徑流量減少約7%，尤其是2006年較多年平均值偏小36.8%）、大通以下江段抽引水量增加以及海平面上升等因素有關(guān)。
十、關(guān)于三峽水庫運用對景觀的影響問題
三峽庫區(qū)自然景觀豐富，有長江三峽以及香溪、大寧河（已有“小三峽”美譽）、大溪、草堂河等頗負(fù)盛名的支流，興山的高嵐風(fēng)光，新近發(fā)現(xiàn)的巴東溶洞群，巴東格子河石林以及三峽地區(qū)從元古代至新生代8億年間的地層。
三峽水庫水位抬高到145米至175米高程，必然要淹沒一些景點，但總體來說，對三峽風(fēng)光的影響是有限的。三峽的峽谷景觀特色突出，山高峰秀，壁陡峽窄，水曲回環(huán)。三峽工程運營后，峽谷主要景觀特色基本保持不變。一是每年4、5月至10月，由于要防洪，壩前水位將降至145米，幾乎不影響三峽風(fēng)光。而這一段時間正是旅游高峰期。二是三峽的兩岸山峰峰頂高程多在1000米至1500米之間，即使水位升高30米至80米，峽谷感不會被減弱。庫區(qū)由于水位升高，原來的危礁險灘變成高峽平湖，還產(chǎn)生許多極具吸引力的人工景觀，湖光山色更有情趣；原來無法接觸的旅游資源可進(jìn)入性增強。高峽依舊，新增平湖，景色更為壯美。
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