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为什么三峡工程的防洪效益十分有限?

作者:王维洛 来源:《观察》 本网发布日期:2010/10/15 3:23:00

  通过中国政府二十多年来对三峡工程不遗余力的宣传,人们对三峡工程的防洪能力寄予很大的期望。2010年7月长江流域出现洪灾,三峡工程的防洪能力面临一番实践的检验。通过实践检验的结论是:三峡工程的防洪能力十分有限,距离三峡工程建设目标还很远很远。但是官方机构和主要媒体还是在逆境中想方设法地吹捧三峡工程的防洪能力。本文从技术上来解释,为什么三峡工程的防洪效益是十分有限的。
  
  一、三峡工程的目标
  
  都说三峡工程是中国人的百年梦想,这个想可以追溯到孙中山的“实业计划”。但是做梦的人有完全不同的工程目标。孙中山想在三峡建低坝,其目标是改善航运,其次是发电。美国垦务局工程师萨凡奇所规划的三峡工程主要是为了发电,生产化肥,解决吃饭问题。毛泽东试图建三峡工程,在三峡处卡住长江洪水,一劳永逸地解决长江洪水问题,并把洪水蓄积在大坝后面的水库中,搞南水北调,解决北方水少的问题。由于工程目标不同,毛泽东的三峡工程就不同于萨凡奇的三峡工程,更不同于孙中山的三峡工程。
  
  1956年毛泽东写下了“高峡出平湖”的诗句。从这之后,“高峡出平湖”就成了三峡工程的同义词。
  
  1958年3月8日至26日中共中央在成都召开会议,批准了长江流域综合利用规划。1958年7月编印的长江流域综合利用规划要点报告中在“为什么必须以三峡为主体进行流域规划呢”一节中写道:“我国人民的伟大领袖毛泽东同志对未来三峡水利枢纽的歌颂:“更立西江石壁,截断巫山云雨,高峡出平湖。神女应无恙,当今世界殊。”这几句词,概要地说明了在伟大河流上主体工程的前景。”“三峡水利枢纽工程对长江洪水有特殊的控制作用。”“三峡水库的控制作用,不仅仅因为它有巨大的防洪库容,而且因为它对全江一切较大水库,可以发挥有效的调蓄和补偿作用。”
  
  1992年4月全国人民代表大会批准了三峡工程,工程目标为:防洪,发电,航运,南水北调和区域发展,而防洪则是第一和最主要的目标。从此,三峡工程可以防御千年一遇的洪水,三峡工程可以防御万年一遇的洪水,就不断地出现在中国的媒体中。要是有人批评三峡工程的防洪效益小,便是妖魔化三峡工程。
  
  在世界上很难找到以防洪为第一和最主要目标的水库大坝工程。世界上著名的埃及阿斯旺大坝工程,其最主要的目标是灌溉和供水,其次是发电,然后才是防洪。
  
  工程目标不同,工程的可选方案也不同,设计也不同。如果三峡工程的目标是发电,那么建设几座低坝的多级开发方案可能就是最好的选择,因为几座低坝的所获得的水位差之和等于一座高坝的水位差,而多级开发对生态环境的影响小,移民人数更少。
  
  二、水库防洪库容
  
  水库的防洪功能依赖于水库的防洪库容。
  
  水库的总库容由活动库容和死库容组成,而活动库容又由兴利库容和防洪库容组成。
  
  根据官方公布的资料,三峡水库的总库容为393亿立方米,其中活动库容221.5亿立方米,死库容171.5亿立方米。死库容的作用是抬高水位以利于发电,以及作为泥沙淤积的场所。
  
  防洪库容顾名思义是为防洪而用,兴利库容是为经济目的而用(发电或是灌溉或是供水)。三峡水库的防洪库容221.5亿立方米,用于兴利库容为165亿立方米。三峡工程的防洪库容相当于全部的活动库容,而兴利库容则是重复计算的。中国的规范有中国特色,三峡工程是按不同时间段计算防洪库容和兴利库容的,同样一立方米库容,汛期是防洪库容,到枯水期时则成了兴利库容。按照德国的规范,防洪而用和兴利库容不能重复计算。可能的结果就是三峡水库的兴利库容为165亿立方米,防洪库容56.5亿立方米,两者之和为221.5亿立方米;或者防洪库容221.5亿立方米,兴利库容为零,两者之和也为221.5亿立方米。
  
  三、如何评价水库防洪能力的大小
  
  1998年长江发生洪水,当时三峡工程刚完成大江截流半年多,大坝还没有建设。三峡公司总经理陆佑楣向记者表示:要是有了三峡工程,何愁长江洪水呈凶狂。看来三峡工程真是能满足毛泽东卡住长江洪水的要求。可是三峡大坝封顶后5年,长江水利委员会的官员告诉大家,三峡工程的防洪能力是有限的。显然离毛泽东卡住长江洪水的要求还有很远的距离。
  
  其实对水库调蓄水流的能力,也包括水库的防洪能力,工程上早有鉴定的标准。这个标准就是总库容与坝址处年平均径流量之比以及活动库容与坝址处年平均径流量之比,其中活动库容与坝址处年平均径流量之比最为重要。这个比例为1,水库防洪能力就大。这个比例越小,水库防洪能力越小。
  
  三峡水库的总库容393亿立方米,坝址处年平均径流量4510亿立方米,总库容与坝址处年平均径流量之比为:0.087:1
  
  三峡水库的活动库容221.5亿立方米,坝址处年平均径流量4510亿立方米,活动库容与坝址处年平均径流量之比为:0.05:1
  
  再看看埃及阿斯旺工程的纳赛尔水库:
  
  纳赛尔水库的总库容为1689亿立方米,坝址处年平均径流量909亿立方米,总库容与坝址处年平均径流量之比为:1.86:1
  
  纳赛尔水库的活动库容为1379亿立方米,坝址处年平均径流量909亿立方米,总库容与坝址处年平均径流量之比为:1.52:1
  
  所以,防洪能力是由水库的特征值决定的,并不是靠嘴吹出来的。
  
  四、水库库容和洪水总量之比
  
  检查水库防洪功能的另一个指标是水库有效库容和洪水总量之比。
  
  三峡水库的活动库容221.5亿立方米,宜昌站百年一遇洪水60天洪水总量为2444亿立方米,活动库容与百年一遇洪水量之比为:0.091:1
  
  三峡水库的活动库容221.5亿立方米,宜昌站千年一遇洪水60天洪水总量为2790亿立方米,总库容与千年一遇洪水量之比为:0.079:1
  
  三峡水库的活动库容221.5亿立方米,宜昌站万年一遇洪水60天洪水总量为3100亿立方米,总库容与万年一遇洪水量之比为:0.071:1
  
  再看看埃及阿斯旺工程的纳赛尔水库:
  
  纳赛尔水库的活动库容为1379亿立方米,坝址处千年一遇洪水总量为1340亿立方米,总库容与坝址处年平均径流量之比为:1.029.:1
  
  纳赛尔水库的活动库容为1379亿立方米,坝址处万年一遇洪水总量为1520亿立方米,总库容与坝址处年平均径流量之比为:0.907:1
  
  埃及阿斯旺工程的活动库容可以容纳千年一遇的洪水总量,而三峡工程的活动库容只能容纳千年一遇洪水总量的百分之八。
  
  用三峡工程的防洪库容去完成控制长江洪水的重任,是小马拉大车,力不从心。
  
  五、加拿大和中国专家要求:防洪库容300亿立方米
  
  通过上面的比较可以看到,三峡工程防洪库容221.5亿立方米与坝址处年平均径流量之比为0.05:1,这是三峡工程的防洪效益小的关键。
  
  加拿大专家做的三峡工程可行性论证中提出,三峡工程的防洪库容300亿立方米。
  
  三峡工程可行性论证时防洪组也提出,三峡工程的防洪库容要超过300亿立方米。但是中国专家比较圆滑,又添上一句,至少在250亿立方米以上。
  
  但是在最后工程综合平衡时,考虑到淹没和移民问题,将蓄水位高度降低到海拔175米,防洪库容减少到221.5亿立方米,既没有满足300亿立方米的要求,也没有满足250亿立方米的最低要求,但是工程的防洪目标和防洪效益却没有做相应的修改,保持不变。
  
  六、三峡水库防洪库容221.5亿立方米是错误计算的结果
  
  三峡水库防洪库容由防洪组要求的300亿立方米减少到现在的221.5亿立方米,而这221.5亿立方米也是错误计算的结果。
  
  2000年4月1日参加三峡工程论证,负责三峡工程初步设计的张光斗给国务院写信,谈到三峡的防洪库容计算出错的问题。5月17日国务院三峡建委副主任郭树言与张光斗来信做了长时间交谈。张光斗在信中写道:“三峡的防洪库容问题可能你们知道了,没有那么大。这个研究是清华作的,钱副主席知道后(指钱正英),把长江水利委员会找来问,他们也承认了。这也可以解决,无非把水位降到135米,影响几天航运。但这件事在社会上公开是不行的。”
  
  张光斗的建议是将防汛限制水位从海拔145米降到海拔135米,这样三峡水库的防洪库容就不是坝址处的海拔145米到海拔175米之间的空间,而是海拔135米到海拔175米之间的空间,这样就可以弥补由于错误计算而造成的防洪库容的不足。
  
  郭树言将问题报告给国务院,国务院总理朱镕基将报告批转给人大委员长李鹏,这个问题便石沉大海了。没有一个政治家出面修改这个错误,没有一个科学家愿意为这个错误承担责任。
  
  到目前,三峡工程并没有按照张光斗的建议将防汛限制水位从海拔145米降到海拔135米,这是因为如果将防汛限制水位降到海拔135米,所有的船只都无法通过三峡大坝,因为三峡第一级船闸的底板高程为海拔140米。
  
  再者,从李鹏的“三峡日记”所提供的数字,也可以证明三峡水库防洪库容221.5亿立方米是错误计算的结果。李鹏“三峡日记”中写道,(三峡工程)正常蓄水位180米,三峡防洪库容近200亿立方米(第42页)。
  
  现在建成的三峡工程正常蓄水位为175米,比李鹏1984年建议的180米低5米,防洪库容应该小于200亿立方米才对,怎么可能在200亿立方米的基础上再增加了21.5亿立方米呢?
  
  最后,三峡工程至今也没有公布水位库容图,而水位库容图是每个水库大坝工程的最基本技术图。为什么三峡工程不敢公布水位库容图呢?如果公布这张图就容易露馅了。
  
  七、三峡工程的建设导致102亿立方米自然河流蓄洪能力的消失
  
  1981年四川、重庆洪水时,洪峰比这次洪峰更大。今年重庆寸滩洪峰达每秒7万立方米,而1981年寸滩洪峰达每秒85700立方米。但是当年寸滩洪峰到达宜昌时,洪峰降低到70800立方米,虽然沙市、城陵矶曾出现高水位,但没有形成洪灾,洪水也没有对武汉形成威胁。这是因为长江三峡河段本身有很大的自然调蓄洪能力,吸纳上游洪水102亿立方米。
  
  同样在1954年洪水中,长江三峡河段也起到吸纳上游洪水的作用,一共吸纳洪水51.5亿立方米。在1982年洪水中吸纳洪水58.5亿立方米。
  
  根据防洪组提供的资料,由于三峡工程的建设,在三峡库区范围内,天然河道被淹没,原有的河槽调蓄作用消失,因此入库洪水底宽缩短,洪水量更加集中。三峡水库的出现,导致自然河流起码102亿立方米蓄洪能力的消失。简单地说,三峡工程创造了221亿立方米的防洪库容(还是错误计算的结果),减去消失起码102亿立方米自然河流的蓄洪能力,净增加只有119亿立方米的防洪库容。
  
  八、如何理解三峡水库蓄水252亿立方米
  
  通过中国政府二十多年来对三峡工程不遗余力的宣传,人们对三峡工程的防洪能力寄予很大的希望。2010年7月长江流域出现洪灾,三峡工程的防洪能力面临一番实践的检验。结论是:三峡工程的防洪能力十分有限,距离三峡工程建设目标很远很远。但是官方机构和主要媒体还是在逆境中还是想方设法吹捧三峡工程的防洪能力。
  
  2010年7月24日国家防汛抗旱总指挥部办公室发布第96期汛情通报称,三峡水库缓慢回落,长江中下游干流水位波动,水势总体缓落。24日8时,三峡水库水位降至158.54米,超过汛限水位13.54米,较昨日上午10时158.86米的最高水位下降了0.32米,入库流量31000立方米每秒,出库流量34100立方米每秒,蓄水量252亿立方米。
  
  三峡水库蓄水量252亿立方米!
  
  一般的读者会理解成,三峡工程发挥了防洪作用,拦蓄洪水252亿立方米,为长江中下游防洪立下汗马功劳。
  
  但是仔细一想,官方公布的三峡水库防洪库容只有221.5亿立方米(还是错误计算的结果),怎么可能蓄下252亿立方米水呢?
  
  其实,这252亿立方米中间有171.5亿立方米是死库容里的容积。为了夸大三峡工程的防洪效益,国家防汛抗旱总指挥部办公室把死库容里的容积也拿来充数。
  
  九、结束语
  
  三峡工程,“高峡出平湖”。
  
  李鹏在“三峡日记”写道大坝处水位180米,重庆水位也是180米,重庆的基本建设都在180米以上,所以三峡水库可以蓄水到180米而不淹重庆。
  
  三峡水库蓄水到180米,重庆水位也是180米,不会淹重庆,这是三峡工程设计的出发的。
  
  但是今年洪水期间,重庆受灾最严重。三峡水库末端的重庆朝天门码头的水位超过海拔188米,重庆一些市区的水位更是超过海拔190米,而三峡大坝处的水位则要比重庆低40米。如果此时三峡工程动用全部防洪库容,坝址处蓄水至175米,重庆遭受的可是就是千年不遇的大洪灾了。
  
  ——据天树的ZOL博客
  
  来源网址:http://blog.zol.com.cn/2006/article_2005585.html


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