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被泥沙充填的水库与被窒息的江河

作者: 范晓 来源:三峡探索 本网发布日期:2013/11/29 15:13:00

1  历史上的争论

三峡工程在论证过程中,争论得最激烈的问题之一,便是水库的泥沙淤积问题。

认为三峡工程泥沙问题可以解决的主要观点是:长江的泥沙比黄河少,近年来虽然上游滥伐森林,陡坡开荒,水土流失严重,但长江的泥沙还看不出有明显变化。三峡水库采取“蓄清排浑”的运用方式,大部分泥沙可以排出。运用100年后,水库淤积到一定程度,可达到冲淤基本平衡,防洪库容和调节库容还可保留86~92%。库尾变动区的模型试验,虽然存在主槽有累积淤积,重庆港区将面临严重淤积,嘉陵江口会出现拦门沙,重庆洪水位将显著抬高,但可以采取优化水库调度,港口改造,整治和疏浚等措施,来解决三峡工程的泥沙问题。

但也有不少专家学者认为三峡工程的泥沙问题难以解决。

水利学家黄万里认为,受长江上游流域地质结构的影响,长江河床堆积的主要是卵石(推移质),随流水向下游缓慢地移动。三峡大坝修建后,部分泥沙(悬移质)仍可排出,但水库长达600多公里,由于流速变缓,卵石只能在库尾不断堆积,无法排出,使水库末端以上的河床不断淤高,并向长江上游蔓延,极大威胁长江上游城镇和农田的安全,其害将数倍于三门峡。而近代动床模型试验在力学和模拟的根本理论上未成立,只能定性,不能定量。

1988年11月,全国政协副主席周培源在给中央领导的《关于三峡工程的一些问题和建议》中提到“三峡工程的技术问题仍然未能全部解决,比如清淤排沙问题,按现在的方案,坝区附近的问题比较容易解决,而重庆一带的泥沙问题依然没有好的解决办法。”

1988年12月,孙越琦等十名全国政协委员,在上书中央的《关于三峡工程论证的意见和建议》中谈到:“长江是世界上第四条多沙河流,要在泥沙很多而又通航的黄金水道上建设高坝大库,国外还没有过。三峡水库为了蓄洪,势必大量拦沙,就要引起库尾严重淤积而可能碍航,并将壅高重庆洪水位,进一步增加四川的洪水灾害。”

1988年,全国政协委员陆钦侃在《三峡工程十大争议概述》中,就泥沙问题指出:长江的年输沙量在世界诸大河中居第四位(仅次于黄河、布拉马普特拉河和印度河)。近年如1981年和1984年,年水量接近多年平均数,但年输沙量却超过多年平均数的70%和30%,具有明显的增长趋势,必须加强水土保持工作,否则三峡工程的泥沙问题将越来越严重。三峡水库有重要的防洪任务,遇大洪水年就要蓄洪,抬高库水位,同时就要拦沙,这样就不能‘蓄清排浑’,库尾淤积势必大量增加,将对航运产生不良影响。三峡库区的泥沙淤积究竟如何解决,目前尚无具体方案,还不能说泥沙问题已研究清楚了。”

1988年,原水利电力部副部长李锐在回答《光明日报》记者戴晴的采访时,就泥沙问题说:“首先,三峡水库长达600多公里,这种运行方式(指“蓄清排浑”)解决不了库尾淤积的问题。第二,这种方式与所称三峡工程重要的防洪任务正好互相冲突:从防洪看,应该汛期蓄洪,即蓄浑拦沙,与蓄浑排清的要求正相反。”李锐还说:“我认为,直到今天,泥沙问题对于长江三峡工程而言,仍然是一个未知数。我不敢相信已作的和正在作的泥沙物理模型试验,也不认为放大比例尺就完全可靠了;至于数学模拟计算,将复杂纷呈的现象概率化与平均化,我认为距实际情况差距过大。”

2  现实的危机

三峡水库从2003年首次蓄水到海拔135米以来,已有十年,并经历了2006年蓄水到156米、2008年蓄水到172. 8米、2009年蓄水到171. 4米、2010年及以后蓄水到正常高水位175米的过程。三峡水库的泥沙问题,已不再是一个纸上谈兵或实验室泥沙物理模型试验的问题,而是一个正在接受大自然检验的现实问题。从已经显现的实际情况看,并不象当初“三峡工程的泥沙问题可以解决”论者认为的那样乐观。

2010年10月,仅仅是在三峡水库蓄水到175米的第一年,重庆航道局航道处主任闻光华在接受《第一财经日报》记者的采访时,就已将三峡库区泥砂淤积对航道的影响称为“非常严峻的问题”。

三峡库区航道可分为三个部分:第一部分是由重庆市主城区朝天门向上游至江津区红花碛的库尾段,由于水流至此逐步减缓,这是泥沙淤积最严重的河段;第二部分是自重庆朝天门向下游至丰都县的河段,这是变动回水区河段;第三部分是丰都以下的常年库区河段。

三峡库区长江干流航道示意图

库尾段以重庆市主城区的江北嘴为例,闻光华对《第一财经日报》的记者说,目前(指2010年)的泥沙淤积已经将航道向对岸的弹子石方向推进了80米。朝天门下游大致5公里的梁沱,江中的泥沙淤积已经比三峡成库前高了10米。

据卢金友等(2011)公布的数据,重庆主城区的长江干流大渡口至铜锣峡段、嘉陵江干流井口至朝天门段,自2006年蓄水156米时开始出现淤积,至2010年12月,淤积总量已达1463.3万立方米。

2012年和2013年的两个初春,作者都去三峡库区进行了考察,都来到了重庆的朝天门和江北嘴,徘徊于嘉陵江与长江汇合口旁的江岸。在春日的暖阳下,为迎接汛期的到来,三峡水库的水正在慢慢退去,朝天门及江北嘴一带的长江北岸,露出大面积厚厚的沙砾滩,而一道更为巨大的沙砾坝像条巨龙,由嘉陵江与长江的合流处直伸入朝天门一带的江心,江北嘴原来通向江边码头的一条水泥公路,下半段已被沙砾坝掩埋,航道已越来越偏向对岸的弹子石一侧。作为一个土生土长的重庆人,这是我以前不曾看到的景象。江北嘴所在嘉陵江江口,曾被预言的“拦门沙”正逐渐显现,不远处的江中,一些挖沙船正在作业,不知是在疏浚航道,还是为了开采建筑用的沙石。由江北嘴向下游望去,不远处的长江左岸便是宏大而繁忙的寸滩港,作为长江上游最大的集装箱和汽车滚装码头,它正是为了替代受泥沙淤积影响的九龙坡港而兴建的。如今,寸滩港是否也要因泥沙淤积,而为自身的命运未雨绸缪呢?

 

重庆江北嘴长江与嘉陵江汇合处泥沙淤积形成的砂砾坝

范晓摄于2012年4月1日   三峡水库坝前水位在164米左右

 

重庆江北嘴长江与嘉陵江汇合处泥沙淤积形成的砂砾坝

范晓摄于2013年3月23日   三峡水库坝前水位在162.9米左右

 

重庆江北嘴长江与嘉陵江汇合处泥沙淤积形成的砂砾坝,堆积的主要是卵石

范晓摄于2013年3月23日   三峡水库坝前水位在162.9米左右

 

由朝天门看江北嘴的砂砾坝,原来原来通向江边码头的一条水泥公路,下半段已被沙砾坝掩埋和破坏,公路和沙砾坝的顶面有一个明显的交角,表明公路被沙砾坝压埋和河岸升高

范晓摄于2013年3月24日 三峡坝上水位162.7米左右

 

由朝天门看长江左岸(北岸)的边滩淤积,因为边滩抬高,虽然在高水位期,仍然要通过很长的栈桥才能到达趸船,航道已越来越偏向右岸(南岸)

范晓摄于2013年3月24日 三峡坝上水位162.7米左右

对于常年库区河段,闻光华提到了两处严重淤积的地方:一处是忠县的滥泥湾河段,他说河床淤高了26米之多,将航道向江心推移了200多米,估算该淤积体达到2400万立方米;另一处是三峡大坝前,泥沙淤积厚度已达50米左右。

滥泥湾位于忠县县城下游仅数公里的皇华岛旁,皇华岛因南宋时期建有抗蒙堡垒—皇华城而得名,后来也被人们转读为黄花城、黄花岛。它是三峡库区长江干流上最大的一个江心岛,三峡水库蓄水前,枯水期时皇华岛可与长江右岸相连,三峡水库蓄水后,该岛已成永久性的江中孤岛,长江航道在此被皇华岛分为两条水道,左侧航道上行,右侧航道下行,左侧航道即为滥泥湾。长江在皇华岛一带形成一个巨大的河曲,婉转如太极图形,被当地人称为“长江第二湾”,并拿来与云南石鼓著名的长江第一湾比美。然而,这个巨大的河曲由于水流回旋停滞,对于泥沙淤积来说却是致命的。

重庆忠县长江干流上的滥泥湾与皇华岛,河道中可以看到灰黄色的泥沙淤积体

影像拍摄时间:2013年4月10日  引自Google earth

由忠县顺溪场看长江中的皇华岛及滥泥湾

范晓摄于2012年3月31日  三峡坝前水位164米左右

滥泥湾的实际情况比闻光华提到的还要严重。2011年5月,由于泥沙淤积体完全封堵了整个滥泥湾航槽,长江重庆航道局关闭了皇华岛左侧的航道,使之成为三峡水库蓄水以来因泥沙淤积中断的首个航道。而在三峡蓄水前,即使是枯水期,滥泥湾的浅滩水深也可达到3.5米,航道内最深超过15米,足以保持通航。据重庆交通大学胡江等(2013)公布的数据,2003年蓄水以来至2010年,滥泥湾的最大淤积厚度已超过50米,淤积量已达1.03亿吨。

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忠县滥泥湾河段的泥沙淤积体(图中黑色部分)及淤积厚度(图中数字)

引自胡江等(2013)

闻光华对中新网记者说,在滥泥湾左汊航道关闭后,上下行的船舶只得通过皇华岛右汊水道航行,由于右汊航道宽度有限,造成了较大的安全隐患,而且,淤积发展有可能延伸到右汊水道,造成严重阻航。虽然重庆航道局已从国外购进清淤船在该水域进行清淤作业,但对于巨大的淤积体,闻光华形容这是“杯水车薪”。

关于三峡大坝坝前淤积的情况,据清华大学张仁2007年公布的实测资料,蓄水以来越往坝前淤积强度越大,大坝至庙河仅长15.1公里的近坝河段,蓄水以后的头三年就淤积泥沙6500万立方米,原河床最深处的最大淤积厚度达到53.4米。张仁承认,原来的数学模型计算中,未考虑泥沙沉积的异重流运动(异重流即含大量泥沙、比重较大的水流,它进入水库后,可在清水层之下沿着河床底部向坝前运动),因而对坝前淤积的预测偏少。

根据卢金友等(2011)公布的资料,三峡大坝至庙河的坝区河段,为三峡水库蓄水以来累积性淤积强度最大的河段,截止2010年11月,累计淤积已达1.286亿立方米,坝前原河床最深处的最大淤积厚度已达60.5米。

三峡坝区另外的重点淤积地段是五级船闸的上、下引航道,由于扼长江上游航运的咽喉而备受关注。引航道与主河道之间有隔流堤,便于船舶通过引航道进入船闸。按照设计,上、下引航道采用动水冲沙为主、机械清淤为辅的方法解决泥沙淤积问题,比较而言,受冲沙流量限制,下引航道无法达到冲沙效果,而且上引航道冲下来的泥沙还会在下引航道产生严重的附加淤积,因此,主要问题是下引航道的泥沙淤积。由于引航道在永久船闸建成之前,就已作为临时船闸的引航道投入使用,所以从1997年起即已全面淤积,其泥沙来源除了上游的来沙以外,还包括大坝建设倾倒的约1000万方渣土。据吴方林公布的数据(2005),1997年至2003年蓄水前,淤积总量约531.7万方,由海拔56米~57米的原始高程普遍淤高至60米以上,最高至69.2米,1998年下引航道的口门区形成拦门沙坎。为保持通航条件,不断进行机械清淤。1997年汛期末,清淤至58米标高;1998年至2003年5月,累积清淤约335.3万方。如以淤积量与清淤量比较,仍有约120多万的淤积。2003年6月蓄水以后至2009年,据卢金友等(2011)公布的数据,下引航道总计淤积170万方,总计清淤量为107.6万,即增加了约62.4万方淤积。

3  三峡水库泥沙淤积的趋势

在三峡水库蓄水以前的天然河流状况下,库区局部河段洪水期微有淤积,这些淤积在枯水期又接受冲刷,河床总体保持冲淤平衡。从河流的自然地貌作用过程来看,三峡库区的长江河段总体为冲淤平衡区,河流要将上游广大流域内被侵蚀的泥沙通过这里搬到中下游平原堆积。据1950年~1989年的观测(林秉南,2004),在库区上端附近的寸滩,年均输沙量为4.6亿吨;在库区下端附近的宜昌,年均输沙量为5.23亿吨,增加的约0.63亿吨泥沙来自三峡与葛洲坝库区两岸的支流。也就是说,上游以及库区两岸支流带来的泥沙都排到了宜昌以下。但三峡水库完全改变了这一自然过程,大量泥沙将不可避免地在水库里淤积。

以上述年均入库输沙量的数据为基础,1988年三峡工程泥沙研究的成果预测,在水库运行前10年,库区干流泥沙淤积总量约为30.1 亿立方米,由此估算排沙比,即出库泥沙与入库泥沙之比,约为34.6%。

根据长江水利委员会和长江航道局的实测资料,以及卢金友等公布的数据(2011),由于上游大建水库等因素,自三峡工程2003年蓄水至2010年,上游年均入库泥沙已减少到2.024亿吨。2003年6月至2010年12月,入库的泥沙总量为15.801亿吨,出库(黄陵庙站)泥沙总量为4.118亿吨,在未考虑三峡库区两岸支流来沙量的情况下,库区总淤积为11.653亿吨,年平均淤积量为1.558亿吨,排沙比总体约为26.1%。

对于三峡工程蓄水以来泥沙淤积状况的评价,三峡集团公司根据淤积总量比预期少,认为三峡水库泥沙淤积远好于预期。但泥沙专家们的看法更为审慎,2010年12月,在对三峡库区泥沙淤积情况考察后,戴定忠认为,大型水电枢纽工程的泥沙淤积是一个世界性问题,三峡工程同样面临着泥沙问题的严峻考验;刘书伦说,三峡工程蓄水后,泥沙淤积是必然的。对于一些淤积严重、已经造成碍航的河段,要及时采取基建性疏浚等措施,避免出现严重碍航局面;潘庆燊强调,不能完全依赖水库调度解决更多问题,库尾泥沙淤积碍航和坝下目前航道水深不足问题,要立足于实施航道治理工程(2010年12月26日,三峡工程泥沙专家查勘库区航道淤积情况,交通运输部长江航务管理局网站)。

对三峡工程处理泥沙淤积效果的评价,不能只看淤积总量。很显然,虽然淤积总量比预期的略少,但这并不是由于三峡工程自身发挥“蓄清排浑”作用的结果,而主要是由于上游入库的输沙量减少。而从蓄水以来的排沙比来看,三峡工程的排沙效果并不理想,运行头8年的总体排沙比,比原来预测的头10年的排沙比低约8.5个百分点。而更关键的是,随着蓄水水位的提高,排沙比迅速减小,2003年至2007年,水位在135米至156米之间运行,总体排沙比为30.2%;2008年至2010年,水位提高至145米至175米之间运行后,排沙比骤降为16.3%(卢金友等,2011)。换句话说,原来预计入库泥沙约有65%留在水库里,现在是约有84%的泥沙不能排出水库外。

另一方面,如果泥沙淤积是在水库里均匀分布,那还问题不大。但实际情况是,淤积分布极不均匀,泥沙在库尾、大坝前、弯曲河段、河道分汊处以及支流河口等地点集中淤积,在仅占库区干流总长1/6 的河道,淤积速率及淤积强度都很高,淤积了超过总量70% 的泥沙(胡江等,2013),因此对航道的影响已非常严重。

在以前的论证过程中,人们最担心的是库尾变动回水区特别是重庆港的淤积问题,从目前来看,虽然入库泥沙减少了50%以上,变动回水区及重庆港的淤积依然严重,而最出乎人们预料的是,常年库区河段一些地点的淤积情况和碍航程度更为严峻。除了前面提到的忠县滥泥湾以外,重庆忠县乌杨镇的塘土坝、重庆丰都县高家镇的楠竹坝、重庆丰都县的凤尾坝等一些河心岛附近的分汊河段,淤积情况也十分严重。

 

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三峡水库常年库区河段的主要淤积区  (据胡江等,2013)

 

 

胡江等(2013)公布了自2003年开始蓄水至2010年,三峡库区一些主要淤积地点及其不同淤积类型的河床高度变化情况,见下图。

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涪陵土脑子河段的近岸主槽淤积 距坝里程356.9km

 

 

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云阳河段的河槽平淤 距坝里程240.6km

 

 

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坝前河段的沿河床四周淤积 距坝里程3.4km

 

三峡库区一些主要淤积地点及其不同淤积类型的河床高度变化 (据胡江等,2013)

 

4  长江上游大型水库泥沙淤积的其它案例

三峡水库入库输沙量减少的主要原因在于上游大量梯级电站水库的拦沙。据《长江保护与发展报告2007》,1991年至2005年,长江上游已建水库使三峡库区入库沙量每年减少8790万吨。而2005年以后,随着更多大型电站水库建成,这一数据必然还会增加。

虽然长江上游这种全江全流域的梯级开发模式,在一定程度上可以延缓三峡水库泥沙淤积的不良后果,但这是把水库泥沙淤积的负面影响扩散到整个上游流域作为代价的,而且三峡库区的泥沙淤积也并不会因此而停止。同时,依赖上游大建水库来缓解三峡工程的泥沙困境,反证了三峡工程本身可以解决泥沙问题这一论断的虚妄与不实。换句话说,这既是一种灾难的转移,也不能从根本上解决三峡工程的泥沙淤积。

长江上游其它一些已建成的大型水库,不乏泥沙淤积带来严重后果的案例。

大渡河龚嘴水库泥沙淤积的前车之鉴

龚嘴水库是大渡河干流上最早建成的大型电站水库,1971年10月开始蓄水,1978年全部建成投产。坝高85.5米,总库容3.74亿立方米,有效库容1.02亿立方米,到2007年底,泥沙淤积总量达2.48亿立方米,占总库容的66.5%(熊敏等,2008)。由于泥沙淤积导致库容损失,到1991年时,调节库容已只能满足全部机组满负荷58%的水量需求;过水断面逐年变浅变窄,接近天然河流流态,基本丧失防洪调节能力;同时由于库尾淤积造成水位抬高,仅据1986年至1991年的观测,在同样的水文条件下,库尾水位抬高最大为1.56米,严重威胁库岸的成昆铁路安全;淤积使坝前基本失去沉沙作用,造成粗沙过机过坝,使水轮机、排沙底孔、溢流门等遭受严重的磨蚀破坏,修补周期缩短,维护费用提高(唐建胜,1993)。

岷江紫坪铺水库的泥沙淤积之忧

紫坪铺水库是岷江上游干流的最大水库,正常蓄水位的库容9.98亿立方米,控制了岷江上游22662平方公里流域面积来沙,据1955年至1987年观测,年均输沙量(悬移质加推移质)812万吨。2008年汶川地震后,岷江上游产生了大量崩塌、滑坡,据估算,仅都江堰至汶川的公路沿线,就形成了1亿立方米的松散堆积物(杨桂山等,2009)。因此,汶川地震后的每年雨季,都有比地震前更多的泥沙随暴雨冲刷和泥石流进入紫坪铺水库,导致水库淤积加重,严重影响水库的功能和寿命。2013年7月,连续的强降雨及其山洪泥石流,使得泥沙在水库大量淤积,为了减淤,紫坪铺水库不得不降低水位加大流量泄洪冲沙,导致下泄流水浊度严重超标,自来水厂无法取水,造成成都主城区及郊县大面积停水。

像紫坪铺水库这样因泄洪排沙影响下游供水绝非个案。2008年10月,四川雅安青衣江上游的雨城电站、铜头电站泄水排沙,导致水库中沉积的大量淤泥被带入河道,河水浑浊度一度高达9万多度,超过正常值的数百倍,河中鱼类死亡,自来水厂停止制水,13万人的雅安市区全城停水。

乌江渡水库的泥沙淤积难题

乌江渡水电站是乌江干流上第一座大型水电站,1970年开始兴建,1979年下闸蓄水,1982年全部建成,2001年后,又进行了增机扩容,装机容量由原来的63万千瓦扩增为135万千瓦。乌江渡电站水库坝高165米,总库容23亿立方米。坝前最大水深150米,回水长度约76公里,是一个狭长的河道型水库,这一点和三峡水库类似。1979年至1984年五年间,入库泥沙9009.2万吨,排出泥沙639.2万吨,排沙比仅为7.1%,大大低于设计要求。1985年实测时,蓄水后仅仅6年,坝前泥沙淤积高程已达到660.7米,原来设计的建库50年后坝前淤积高程还应在647米以下,而水库运行6年就超过了原设计的水库最终平衡时泥沙淤积的660米高程。由于泥沙淤积,原来坝前海拔645米、655米的两个工业取水口淤堵报废,被迫改建工业用水取水方案(龚朝蜀等,1988)。水库运行仅10年,就淤积了2亿立方米的泥沙,相当于原设计的50年淤积量(刘家应等,1994)。

5  三峡水库泥沙淤积的问题能真正解决吗

认为三峡水库泥沙淤积可以解决主要基于以下两点:用“蓄清排浑”的方法,大部分泥沙可以排出;运用100年后,淤积到一定程度,达到冲淤基本平衡,还可保留大部分库容。而得出上述结论的依据,是泥沙模型试验。

从三峡水库实际运行的情况看,不是“大部分泥沙可以排出”,而是“大部分泥沙”不能排出,因此累积性淤积不可避免,这和长江上游其它大型水库已被证明的情况是一样的。

至于泥沙模型试验,三峡水库运行头十年的实际情况也已表明,在淤积的方式、空间分布、强度以及排沙比等方面,都与泥沙模型试验有较大出入。

除了前述的一些专家对泥沙模型试验的质疑外,三峡工程泥沙专家组组长、林秉南院士也承认,“泥沙研究的误差是较大的。即使在试验中严格控制试验条件,试验误差仍可以达到约10%左右。计算能达到的精度也大致相当。在自然界,泥沙的产状和气象水文资料都带有随机性;而且研究中采用的上边界条件,如来水来沙,是截取某一段实测记录的结果,也带有一定的任意性。所以至少在可预见的将来、进一步提高研究精度、无大可能。”(林秉南,2004)。

因此,仅仅以泥沙试验结果作为依据,就断言泥沙淤积问题“可以解决”,是站不住脚的,作出裁决的只能是大自然的最终检验。

在谈论水库泥沙淤积时,有一个常常被有意或无意忽视的问题,这就是水库的工程寿命,没有哪一个水库可以“利在千秋”,所谓“三峡水库运用100年后,淤积到一定程度,达到冲淤基本平衡”,实际上是水库接近淤满,水库库容以及水库调节功能大部分丧失的情形,就像我们在龚嘴等水库已看到的那样。随着防洪、发电、通航等效能的逐渐丧失,工程也将寿终正寢。

林秉南院士曾指出(2004),“三峡工程的建筑物设计水平年为80年,据50年代美国统计,全美建成的水库中,有64%其寿命短于100年,所以80年左右的水库寿命算是正常的。三峡工程的的泥沙问题,是应力争三峡水库在各种不肯定的条件下,仍能长远保持较大的防洪和兴利库容。”

很显然,三峡工程的泥沙淤积问题,不是一个寻求“永久”解决方案的命题,而只是一个寻求“阶段”解决方案的命题,它只是在工程寿命有限的条件下,尽可能“长远保持”其寿命。至于这个“长远”有多远,它取决于许多条件。其中,三峡工程泥沙专家组提出的主要措施是:机械疏浚和优化水库调度。

对于疏浚,前面已经提到,三峡工程船闸的下引航道,由于淤积严重,完全靠不断地挖泥疏浚,才得以维持通航。但从累积的淤积量和清淤量比较来看,淤积量仍在持续增加。再如滥泥湾那样严重碍航的河段,7年间淤积量已超过1亿吨,以现有挖泥船的疏浚能力,根本无法与泥沙的淤积强度相抗衡。而采用挖泥船进行清淤作业,既受到航道水深的限制,还要面临因疏浚施工而碍航以及泥沙排放这样的难题。泥沙排放通过泥泵和排泥管排至抛泥区,或由船装载至卸泥区,将泥沙排卸到离航道较远的水中或岸上,无论哪种情况,都存在泥沙回淤到库区的可能。

对于优化水库调度,基本原则是“蓄清排浑”,而具体操作的关键之点,在于汛期降低水位,利用泄洪冲沙。因为汛期来沙量最大,水位越高,沉沙的静水区域就越大,拦截的泥沙就越多。目前三峡水库汛期最低限制水位是海拔145米,因此泄洪冲沙只对145米以上至175米的回水变动区有一定效果,水位即使降到145米,丰都以下仍属于流速极缓的常年库区,排沙依然很难,像滥泥湾这样的常年库区淤积段,只剩下挖泥疏浚这一条路。

泥沙专家们知道降低水位对于排沙的关键作用,因此,林秉南、周建军等(2000,2002)才提出了“双汛限”与“多汛限”的调度方案,即增加设置低于145米的汛期限制水位:当汛期流量大于每秒45000立方米时,将坝前水位迅速降低到135米,利用洪峰和低水位的冲沙能力,减少水库淤积(双汛限);或者,当汛期流量大于每秒35000立方米时,将水位降低到143米,当流量大于每秒35000立方米,且短期预报将出现大于十年一遇的洪水时,将水位降低到135米(多汛限)。

但是很显然,采用“双汛限”或“多汛限”的运行方式,必然会因为降低水位而放弃拦截洪峰,同时严重影响发电、通航等功能,这就面临不同利益的博弈。正如许多专家早就担忧的那样,“排浑”与防洪、发电等相互冲突,鱼与熊掌不可兼得。乌江渡水库为解决泥沙淤积问题,也曾提出过汛期降低水位的方案,但终因认为对发电效益影响过大而被放弃(刘家应等,1994)。三峡库区像滥泥湾那样的一些河段,目前淤积高度都已超过140米,因此把库水位降到135米,也就意味着断航。

从三峡水库2008年蓄水超过170米以来,汛期限制水位一直是145米,而实际运行中,维持145米的天数很少,汛期水位多在146米以上,而且从8月下旬开始,水位就保持在150米左右并开始逐步抬升,使得8月下旬至9月下旬这一主要的来水来沙期不是“排浑”而是“蓄浑”。由于长江上游越来越多的大型水库在汛末都要争相蓄水,所以三峡水库每年的蓄水时间也已由9月下旬提前到9月10日左右。而令人匪夷所思的是,重庆代表团在2012年的十一届全国人大五次会议上,还提出了将汛期限制水位逐步提高到150米、155米、160米的“全团建议”(2012年3月5日,华龙网,重庆代表团全团建议:提高汛期限制水位 充分发挥三峡工程综合效益)。所以,要实际所谓“双汛限”、“多汛限”的运行方式,几无可能。而无论上述提前蓄水和提高汛期限制水位的要求出于何种目的,其后果都只能是加速三峡水库的泥沙淤积。

还有一种看法,认为解决水库泥沙的关键是减少上游的输沙量,可以通过植树造林、恢复植被、减少水土流失来实现,这不过是在重复黄河治理中的荒诞之梦。保育上游植被的确需要做,但这只能减少由于人类不适当的活动增加的水土流失,但却不能改变流水侵蚀,削高补低,泥沙俱下,填海造陆的自然作用。否则,就不会有孕育了中华文明的长江中下游平原和华北平原了。

李锐在谈到三门峡水库泥沙淤积的教训时曾说:“苏联专家已经讲得很清楚,他们承认自己没有这方面的经验,声称据中国提供的数据,水库的寿命只有50年。不幸的是,我们自己头脑太热,估计过于乐观,认为伟大的中国人民对于黄河上游进行‘群众运动’式的水土保持工作----‘圣人出,黄河清’、‘把黄河变成清河’----还不是易如反掌,哪里用得着50年?!可虑的是,这种习气、这种作风、这种思路,至今没有得到清算”(戴晴,1989)。

现在不仅是三峡,一旦长江上游的大量水库进入淤满报废期,整个流域面临的问题就会更加可怕。当年,林一山以三峡水库至少可运行200~300年的计算结果向毛泽东汇报,毛泽东惋惜地说,“这样大的工程,千年大计的工程,200~300年就淤死了,很可惜。”(林一山治水文选,新华出版社,1992)

三峡工程是否能有200~300年的寿命还是一个未知数,即使三峡工程可以维持200~300年,即使当代人可以说“我死之后,哪管洪水滔天”,但面对人类社会可持续发展的真正考验,面对已有千百万年自然演化历史的长江,人们也许不得不付出惨重的代价,“功在当代,利在千秋”也许只是一个笑话。

 

参考文献

 

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戴晴主编. 1989. 长江长江----三峡工程论争,贵阳:贵州人民出版社

唐建胜. 1993. 从龚嘴、铜街子两水库的泥沙淤积现状浅谈尽快兴建瀑布沟电站的必要性,四川水力发电,(4):6-8

周建军,林秉南,张仁. 2000. 三峡水库减淤增容调度方式研究—双汛限水位调度方案,水利学报,(10):1-11

周建军,林秉南,张仁. 2002.  三峡水库减淤增容调度方式研究—多汛限水位调度方案,水利学报,(3):12-19

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张仁.2007,长江三峡工程的泥沙问题,中国三峡建设,(1):5-9

熊敏,马文琼. 2008. 龚嘴水库泥沙淤积现状分析,四川水力发电,27(增1):82-86

杨桂山,马超德,常思勇,等. 2009. 长江保护与发展报告-2009,武汉:长江出版社

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