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黄万里:论长江三峡大坝修建的前提

作者:黄万里 来源:共识网 本网发布日期:2016/2/20 23:49:00

注:本文为黄万里先生之女黄肖路女士为共识网赐稿

 

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  摘要:本文依据自然地理观点、经济观点和国际观点说明长江三峡大坝之修建是不可行的。为了发电,可建造云贵 湘鄂赣各省大中型电站,它们的单价低、工期短、经济效应比三峡大坝发电要大四倍以上。长江大坝拦截水沙流,阻碍江口苏北每年十万亩的造陆运动;淤塞重庆以 上河槽,将漫延到沪州、合川以上,势必毁坏四川坝田。目前测量底水输移率尚乏可靠的手段,河工模型动床试验在长期内长段落中尚欠合理基础,只可定性,不能 定量,不足以推算长江长期堆积量。但可肯定,终将抬高诸川洪水位,坝田频遭淹没。故就此而论,长江三峡大坝永不可修;就流域经济规划而言,也应先修四川盆 地边缘山区之坝,如乌江电站等为宜。

 

  一、总论

 

  在建设某项工程或企业的可行性研究中,为了决定其是否兴建、其规模的大小、投资、运行费、年效益的概数,对于所拟具的方略要考查下列五条件是否合格:自然条件、技术条件、经济条件、政治条件和国际条件。任何一个条件不合格,就否定了所拟的方略。

 

  所拟方略中的工程或企业往往是多目标的,首先要考查本工程或企业综合利用的效益。其次,因它必然涉及相邻地区的经济建设,故它必须纳入本区域或 流域的整体规划;所谓本区域是指可以个别地用统筹论(俗诵"系统工程")研究的独立系统。最后,这个区域或流域的规划自应纳入国家的整体经济计划。在工程 或企业可行性成立后,实施的步骤依次是方略、规划、设计、施工和运行。排在前面的比较简略,后面的具体;但是前面的是先决的,一有错误,则全盘皆非,否定 了后面所有各步。方略、规划只从调查研究和粗略的勘测资料作出概算,而具体设计需要详尽的资料,可达工程费的千分之一至百分之三。所以只能对合乎必要条件 的方略,选取其中一些可行方案,作出概算,以便比较,从而确定一个最优方案的规划。上面一般地叙述了经济建设中工程或企业的可行性条件,综合效益的归属和 实施步骤,下面把这些问题具体到讨论长江三峡大坝修建。修建三峡大坝的方略是在三峡设水库调节长江水沙流,主旨在发电,其次是通航和防洪。这些对长江的综 合利用自应纳入整个长江流域的水利规划,后者又隶属于国家在这地区的经济规划。

 

  考查这方略的可行性,首先是自然条件。大坝拦截长江,改变了自然水流;把上游几百里的坡降减平,把落差集中到三峡坝址发电,使上游淤积、下游发 生冲刷。这就改变了原来变化着的环境、生态条件,有利或弊,须具体研究。产生的利害结果,应并入经济条件里核算效益;除非害处太大,足以否定其可行性。其 次是技术条件,拦河筑坝技术久已成熟,不成为是否可行的条件。同样,政治条件中组织法权、移民赔偿等问题在我国都能解决,不象美国因各州水权独立而有立法 的问题。这些都可以资金衡量,可并入经济条件,一起核算其可行性。

 

  所以整个方略只有自然条件、经济条件和国防条件三项是必须分别考虑的独立问题。考虑这些问题时,必须兼顾到它是长江域规划的组成部分,更是国家 经济总体规划的组成部分。这就要求核算经济,不满足于考查本方略本方案是否合算,从而知其是否可行;更须进而考查多种方案,分别核算其投资和效益对比的经 济指标;从而选取其中经济效益最优的一个,定为可行。因此排斥了虽也可行,但它在比较中属落选的方略。例如三峡大坝电站可能被各省许多水火电站在经济比较 中所替代。

 

  二、论三峡大坝对流域自然地理的影响

 

  长江出三峡,从四川挟带了大量的泥沙并冲刷了河底的卵石到中下游,在地质历史上建立了两湖三江冲积平原,而且仍在不断建立着苏 北和上海浦东的滩涂;同时河口向海中延伸,相应地堆积起沙土,抬高着河床和两岸平原。右岸上海浦东400年前海岸线在今钦公塘位置,距今线约4公里,平均 近期每年涨地10米;公元1100年前北宋时,海岸线在老宝山一高桥一横沔一新场,平均每年涨地70米;四、五世纪南北朝时代,海岸线 在今上海小沙渡、曹家渡一带,川沙县全在海外,其时每年涨地30米。左岸苏北造陆较快:70年来在地图上即可见到新增启东、如东、大丰、射阳四县,此外图 上各县有名的沙滩地大都已成为可耕地,估计已增地千万亩以上。合计江苏东疆每年造地至少十万亩,这个莫大的财富是长江从四川等地搬来的。在三峡大坝拦沙后,这些财富将不会如前增长,甚至会受海流冲击,海岸线有时可能退缩。

 

  在中游当江水高涨,洞庭、云梦、鄱阳、太湖等湖泊起调节作用时,上游带下来的有机肥泥普遍施给了各省洼地,不断维持着有利的生态平衡情况。这在筑坝后不会再起同样的效用,是不利于农业和渔业的。

 

 

  建坝后将截断部分泥沙流一两百年,将永远完全截断卵石流。江河水流原是有利于人类的自然现象,建坝对长江中下游造陆进展和生态环境起破坏的作用。这 些作用虽不足以成为否定建大坝的自然条件,但应估计其年均经济损失,从经济效益里扣除,以核算其经济价值。建坝对于中下游防洪和河道治理也有增益的一面。 洪水通过水库,其峰被抑低,减轻了中下游堤防的负担。其含沙浓度减少,使坝下河槽刷深,增加了过洪能力。但因长江流域太大,一次洪水量历时一个月可达一千 亿立米以上,而三峡水库蓄洪量只一百、二百亿立米,所能抑低的洪峰很有限,效果不大。筑坝后下游开始刷糟剧烈,随着来沙加多而后又年趋平衡;因中途支流输 入泥沙,中下游终将恢复其堆积性,河道仍需整治。

 

 

 

  建坝对于坝上游来说,坝加大了河深,有利于航运;淹没了村镇田地,使农业生产减少,这些都可归并入经济账里,不至于绝对地影响造坝的可行性。致 命的问题发生在水库末端的淤积上,这淤积会逐步向上游干流漫延,抬高两岸坝田的洪水位,使淹没频繁,终至于毁没四川坝田,而不得不拆除大坝。大坝寿命多少 年?能运行发电若干年?无法确知。但它有某个年限,是肯定的。工程存在的年数,具体影响到经济效益。不知其寿命年数,无法核算其经济价值和可行性。目前无 法确知水库的有效运行年限,是由于两种原因,容待细细解说。

 

  第一,我们目前无法确知沿着江底滚动的卵石每年有多少输出三峡,目前世界上量测这种底沙(或称推移泥沙)的输移率尚未合格,况且河床本身也是随 着底沙较慢地移动着的,这种输移率更无法探知。目前只略知在河中流动着的悬沙输移率,量测较有把握,表一提供中下游仅有的几个测沙水文站的多年平均的资 料,其中不包括底沙输移率,实测到的只占悬沙的百万分之几,但它未能测到全部,总是占实际运移的很小一部分。

 
 

  四川干支流当中水、枯水大部时期河水是较清的,也就是悬沙很少,但河床却是移动着的。特别是在上游河段,透过清流可以看到河槽卵石在向下泻动 着。越靠上游,坡降陡处,50毫米以下的卵石终年在下移。只有在汛期大流率带动着大量悬沙,而泻水下底沙更粗更多。估计川江输沙率中底沙实占不小的成份, 都没有包括在测到的输沙率中,其量无人知晓,也难以约估。这些无法估量的底沙卵石部分,在建库之后,将没有一颗过坝排出,而沉积在水库末端。而卵石正是川 江的造床质料。

 

  第二,这些沉积在水库末端的卵石夹沙,将从重庆逐年向上游漫延,穿过北碚、沪州,再向各支流延伸。到汛期洪水位抬高,将泛滥两岸坝田。重新进行 造陆运动。淤积上延的范围和速度要看原来河床所处的河段,是堆积性的,即增坡段落(aggradedreach),则淤积将进行到出现更陡的坡降;或是近 于平衡的(inregime),则淤积将趋向于恢复原来的坡降;或原河段是冲刷性的,即减坡段落(degradedreach),则淤积只进行一段便告停 止。从上表可以看出,宜昌至汉口荆江段年输沙量从5.35减到4.31亿吨,说明这段是堆积性的。汉口以下长江总是淤积的,长江出峡以后全程是堆积性的, 两湖三江各省平原本是它造成的。寸滩(重庆)到宜昌山峡段年输沙量从4.65增加到5.35亿吨,六、七百公里间增多了0.70亿吨每年,其中包括最大支 流乌江来沙每年有0.313亿吨,剩下0.387队亿吨每年,主要是区间的输入沙量,无法量测。若此量大于0.387,则山峡段是堆积性的;小于 0.387,则属冲刷性。此差额太小,殊难判断。考虑到三峡坝址复盖层厚达40米,只能约估这一长段是淤积而近于平衡的。至于重庆以上干支流更难凭测站输 沙率估量,只能从河道实测地形及水文站水位和流率关系线来确定。干支在上游,各段落可能交替出现冲淤,须待具体按资料判断。例如岷江出灌口卵石大到半米, 坡降陡到百分之一,每年内外江必须掏挖。从灌县到青神,江身开扩,称为成都湖峡,是淤积性的。灌县上游总有冲积河段,而青神以下平羌峡冲淤或平衡当待考 查。重庆宜昌段冲淤既是淤积而近乎平衡,则是重庆水库末端的淤积将向上游延伸,重庆河槽淤高多少,上游沪州、北碚最终也将淤高这么多,从而毁败四川坝田, 为害可畏。

 

  全部卵石和部分泥沙将淤在水库末端,卵石粗糙,阻力系数较大,其淤积形成的平衡比降将较原来卵石夹沙河槽的为陡,因为延伸段将抬高河槽更多,其害尤甚。卵石和泥沙运移并不同步,两段分离处形成的坡降将更陡,此处不再细说。这一点是否定长江三峡建坝最严重的关键之一。

 

  今天人们却藉河工动床模型试验,证明水库上游淤积不多,无碍于航运与两岸坝田。这里笔者必须郑重指出,近代动床模型试验在力学和模拟的根本理论 上未成立,用它只能定性,不能定量。试验只对悬沙,或分别另对底沙,殊欠合理,况且底沙原始资料来源不可靠,试验实无意义。前面谈到,川江支流低水时清澈 见底,而底沙卵石缓下泻,足见底沙输移不少,未必只占悬沙百分之几。且卵石没有一颗可能出峡越过大坝,沉积无可免,上延无可免,所不知者坝寿终之日罢了。

 

  在四川盆地的边缘各支流峡口及云贵湘鄂各省山区可以修建大中型水电站,例如已建乌江电站,那里虽也会发生断流造成淤积现象,但因支流坡降很陡,坝底应设排泄沙石设备,溯源淤积不会发展很远。且峡谷内少有平坝,淹没损失较小。对于下游影响也较小,可毋须顾虑。

 

  三、关于三峡大坝的工程经济核算

 

  三峡大坝具有发电、航运、防洪等效用,从长期中每年收获的多种效益对比工程投资作经济核算,其可行性是成立的,但其中必须计入前述水库对于上下游的各种损失,有的是一次赔偿、有的是常年损害,有的是关于寿命年限,才称合理,这点并未细算。一切计入,方案就未必可行。

 

  大坝的经济合算及格,仅是必要条件,但在经济规划中应该首先实施的是那个经济效益最优的方案,而三峡大坝却并未具备这个足够的条件。三峡大坝主 要是为了发电,从工程经济效益来说,三峡电站和云贵川湘鄂赣等山区许多大中型电站比起来差得多。一是工程每千瓦单价较贵,还没有算进各种损失;二是工期太 长,资金回收太慢,因而显得大不合算。已修葛洲坝电站就是这样:造价每千瓦2000元,工期12年;而各省分散的大中型电站每千瓦造价880元,工期4至 5年,(见汪胡桢统计,造价按1983年以前的平均数)。分散电站单价既低,资金回收又快,经济效益要大四倍以上。人们每不体会,工程拖长时期造成经济亏 损之巨,下面特作概算;假设两种比较方式,采用不同的利率和电价等;每种方式又用三种比较方案:先时I和II方案假定每千瓦造价相同情形下作比较,以显示 工程期长的亏损,再对I和III方案安实际单价比较。

比较方式一:方案I大中型分散电站每5年完成一站,17年中每年平均安装0.7647×106千瓦;方案II三 峡电站从第12年起分10年装完,每年平均安装1.3×106千瓦机组。逐年投资两方案同,都于17年内每年投资7.647亿元,第17年投资终了;于第 21年终装就13×106千瓦机组。方案II造价应为每千瓦2,000元,为了反映工期长单独因素的影响,假设造价减半使与I同为每千瓦1,000元。两 方案年利率同按0.10,电价每度0.05元。计算结果,分建方案I能在最后机组装好后22年间以收益还清本利,而II必须待第49年才能抵尝。从22年 至49年这27年间,方案I每年能多收益32.5亿元,到第49年终,I比II方案可多获本利4,743亿元之巨!若按真实单价每千瓦2,000元计,则 方案III在这样利率0.l高、售电价每度0.05元低的条件下,300年之后也还不清本利。这说明三峡电站单价高、工期长是很不经济的。

 

  比较方式二:将方式一中各方案都提前5年于第17年终装完全部13×106千瓦机组;又将年率减低 0.072,使一切投资效果亦如年生产量在17年后本世纪末翻两番;又将每度电改为净收0.l元,提高了一倍;其他不变。结果方案I只需12年就能还清本 利;方案II在假设造价减半使和I相同的条件下,这时三峡电站才开始安装第一台机组,要到第18年终才能还清本利。这时方案I已多收获了本利558亿元 了。方案III按三峡电站真实造价每千瓦2,000元计,则须到第23年终还清本利。其时方案I按每年收纯益65亿元计,在11年间到第23年终已多获本 利2,085亿元了。

 

  这两比较方式中具体数据或未臻确实,但各方案的相对关系是可靠的。值得注意;方式一中采用的利率高、电售价低,假定22年装机完毕,分建方案I 每年投资7.647亿元,可于22年后还清本利,从此每年能净收32.5亿元,是以四倍地扩大再生产。方式二中采用较低利率、较高电价,假定前5年装机完 毕、缩短工期,这样每年投资提高到10亿元,第12年后可开始收益40亿元。以后随着装机逐年增加,第17年收益至65亿元,这是较早地以四倍半扩大生 产。任何工程可以有很多方案达到同一目标,其经济可行性可能都成立,但这仅是起码的条件。应该采取的最优方案是那个经济效益最大的:年收益对比投资大,工 期短,偿还损害少的。社会经济陆续发展,效益较小的自应排在后面实施。这样,社会经济会发展得最快。

 

  上面的经济比较显示,三峡电站的效益要比分散各省中大型电站的差很多,况且计算中还没有包括应该从效益里扣除的各种损失。如果计入这些损失,分 散建站的投资效益将显得更突出,而三峡电站本身经核算就不可行。为了发电,也应和核能电站经济比较。核电站的核废料处理每成难题,西德埋之于石盐矿底,效 果颇好。美国核电站成本高于水电站,而接近煤运距离较远的火电站。按核电站历史只有三十余年,技术至今还保密;而水火电站已盛行两三百年,技术发展已近顶 点。他年核能技术终将公开发展,成本渐趋减省,可能接近甚至低于水火电站。那时人们自会觉悟,为了发电而截断大江动脉,实非明智。

 

  四、从国防看三峡大坝的修建

 

  从国防观点说,修长江三峡大坝无异自动制造一个弱点资敌。若使电厂被炸毁,则华中工业瘫痪;若使大坝被炸毁,则两湖三江人民沦为鱼鳖。国际形 势,殊难预料。只有当我国拥有星球大战或尤里卡之装置后,才能修建此坝。汛期荆江大堤原已亟须防护。即今葛洲坝蓄水溃决而下,湖北也会遭害。况巍巍三峡大 坝,建瓴之势,不可御也。所以,为了国防,长江三峡不宜修坝。

 

  五、结论

 

  总结起来,长江三峡大坝之修建,从自然地理观点,从经济观点,从国防观点,皆不可行。为了发电,它可以云贵等省分散大中型水力发电替代,单价既 低、工期又短,经济效益在四倍以上,而且三峡电站在本世纪内只有消耗,无所贡献。从流域整体规划来说,大中型电站都应从盆地边缘山区开始,对于电荷之调峰 和补偿也都有必要。三峡建坝方略之不可行,是显而易见的,既不需要随后的规划设计,也不需要详尽的试验研究。迫切需要的却是对于水文地貌、环境生态、和经 济规划等基本学术的进一步探讨。



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