张博庭：科学的水电开发有利于防灾减灾

2017-01-19李颜岐编辑吴冠宇

中国三峡 2016年12期

记者 / 李颜岐编辑 / 吴冠宇

张博庭：科学的水电开发有利于防灾减灾

记者 / 李颜岐编辑 / 吴冠宇

人们应该在各种声音和意见的洪流中，找到一个理性、客观、中立的立场，认识到任何一座水坝都会对自然环境产生一定影响，如何兴利避害，如何将不利因素降至最低、最小，既是水利人的任务，同时也是全社会的目标。

中国三峡：为解决水资源天然的时空分布不均，人们从千百年前就开始筑堤建坝，以满足防洪、灌溉、航运等生产生活需要。当今社会，随着生态文明意识和环境保护观念日益深入人心，如何平衡水库大坝建设与生态保护之间的关系仍存在有不少争议。在您看来，这些争议产生的缘由是什么？

张博庭：从根本来看，这一问题的产生，与全球范围内人们逐渐开始对科学进行的反思有关。

科学技术的发展与进步，对人类的生产生活起到了巨大作用。人们运用科学技术的同时，也对自然环境造成了一些影响，其中不乏消极的影响。当人们开始正视这些对人类和整个地球未来可持续发展造成威胁的消极影响时，一种对科学的反思就产生了。思想是自由的。有的人认为科学是真理的化身，也有人认为科学是少数人的霸权，甚或是破坏和毁灭的元凶。

对水库大坝作用的评价和产生的争议中，也隐藏着这种人类对自身与自然关系认识不断发展、对科学不断反思的精神脉络。

人类文明的产生发展与治水分不开。修筑水库大坝的动机来自于人类保护家园、发展自身的愿望。从中国的都江堰引水灌溉到古罗马的城市供水系统，控制洪水和利用水资源早已成为人类文明的一部分。随着人口的增加，城市的扩大和工业的快速发展，人类的生产生活更加离不开水库大坝。诚然，伴随科学技术的进步与工业文明的发展，人类的生存环境不断改变，遭遇了一些破坏，对科学技术的运用进行反思是必要的。但真理往往具有两面性，人们应该在各种声音和意见的洪流中，找到一个理性、客观、中立的立场，认识到任何一座水坝都会对自然环境产生一定影响，如何兴利避害，如何将不利因素降至最低、最小，既是水利人的任务，同时也是全社会的目标。

中国三峡：在我国，以三峡工程为代表的大型水利水电工程开发很容易引起公众的关注，也时常引发讨论和争议。在您看来，应该如何科学理性地认识大型水利水电工程在生态环保方面的影响？

张博庭：这确实是现在一种普遍存在的状况。国际社会对大型水库大坝的批评主要起源于埃及的阿斯旺大坝。尼罗河是世界第二大河，也是埃及的母亲河和唯一的淡水来源。从苏丹流入埃及后，尼罗河在开罗分成两条支流，形成了尼罗河三角洲。这片区域孕育了古老的埃及文明。直到现在，埃及全国95%的人口仍生活在尼罗河三角洲。尼罗河也是一条自然年径流量变化很大的河流，大水年常常带来洪灾，小水年经常引发旱灾，这种变化使得两岸难以维持正常的工农业生产。因此，埃及和苏丹都相继规划和建设了一系列水工建筑，治理并充分利用尼罗河的水资源。

阿斯旺大坝于1960年开建，1967年工程正式完工，到1970年，发电机组全部投入运行。大坝水库的巨大容量不仅调节了下游流量，防止了洪水泛滥，还利用蓄积的水量扩大了灌溉面积。受惠于此，近100万公顷的沙漠得以开垦成可耕地。阿斯旺大坝电站每年发电80亿千瓦时，解决了埃及的能源短缺问题。可以说，埃及政府修建阿斯旺大坝的预期目标都一一实现了。然而，由于人们认识的局限和工程修建时对其影响的估计不足，阿斯旺大坝在运行中逐渐引发了一些生态问题，例如泥沙淤积、依靠淤灌的可耕地土壤肥力下降、土壤盐碱化、库区和下游水质恶化、河床侵蚀、沙丁鱼繁殖减少等，由此引来人们的批评和反思。

这些不利的生态影响都是客观存在的，批评也都是合理的。可是，这种合理的反思与批评后来逐渐蔓延成对水库大坝一些盲目指责。阿斯旺大坝之后，三峡大坝以及后续规划建设的许多大型水利工程都引起了较大的争议。这些争议的不理性之处一是忽略了对每个大坝的情况进行具体分析，二是没有从以人为本的角度出发，来看待水库大坝的建设与生态保护。

以三峡工程为例。尽管有着漫长、深入的勘探与论证，有着几十年来对珍稀动植物孜孜不倦的保护，有着巨大的调节水资源天然分布不均和防洪抗旱、兴利减灾的作用，但依然有人因为其工程体量的巨大而对其时有诟病，对其发挥的巨大综合效益“视而不见”。例如2012年7月，三峡大坝遭遇了建成以来最大的洪峰，入库流量高达每秒71200立方米。通过科学调度，三峡工程从容应对了这一洪峰，拦蓄4次峰值每秒50000立方米以上的洪水，控制下游河段未超保证水位，有力保证了长江中下游的防洪安全。

除此之外，三峡工程从2011年起，每年都会实施生态调度，通过人工创造适合鱼类繁殖所需的水文、水力学的洪峰条件，对宜昌至宜都江段四大家鱼的繁殖产生了积极作用。对中华鲟这一珍稀鱼类的保护也取得了显著的成果，实现了全人工繁殖子二代中华鲟，等等。这些都是这个大型水利水电工程不断实践人类对河流的科学治理、不断发展并在发展中保护生态的实际举动。公众应该先知晓三峡工程在这些方面的贡献，然后再来作出综合评价。

因此，树立科学理性的生态保护观念，从以人为本的角度来认识水库大坝，这才是我们希望公众在看待大型水利水电工程时应该秉持的观念。

人们对水资源综合利用程度的不断提高，开发治理过程中观念与技术的不断进步，都直接反映了一个国家的发展和进步，与之相关的水电开发自然也就可以说是一个国家和社会发展进步的必然选择了。

中国三峡：纵观世界水电开发历程，往往经济社会发展程度越高的国家，水电资源的开发利用水平也越高，发展水电的历史也越久。您觉得这些发达国家的水利水电工程建设和水资源综合利用的经验，能给我们国家带来什么启示？

张博庭：可以说，水利水电工程的建设和水资源科学高效的综合利用，是国家谋求经济社会发展的一种必然选择。有联合国发布的几个指数和相关调查可以较好地说明这个问题。

联合国定义了一个人类发展指数，用以综合反映各国人均的GDP、寿命和教育水平。把各国人类发展指数与人均水库库容进行比较可以发现，对绝大多数国家而言，一个国家或地区的水库大坝发展水平与该国家人类发展水平呈较强的正相关。人类发展指数大于0.9的国家，人均库容拥有量平均为3184立方米；人类发展指数介于0.7～0.8的国家，人均库容拥有量平均为541立方米；人类发展指数介于0.5～0.6的国家，人均库容拥有量仅为125立方米。联合国发布的《2015人类发展报告》显示，中国2014年人类发展指数为0.727，在188个国家中列第90位，人均库容拥有量约为631立方米，是人类发展报告所定义的“高人类发展水平”国家。这与联合国人类发展报告中所指出的“全球水基础设施的分布与全球水风险的分布呈反比关系”也是一致的。

我们当然应该承认，和任何人类文明活动一样，水库大坝对自然河流生态环境的影响是客观存在的。不过，随着科技的进步和人们环保意识的提高，人类活动对生态环境的影响也正在降低，综合治理和保护的工程、环境、生态措施在不断增加。人们对水资源综合利用程度的不断提高，开发治理过程中观念与技术的不断进步，都直接反映了一个国家的发展和进步，与之相关的水电开发自然也就可以说是一个国家和社会发展进步的必然选择了。

2016年11月27日，湖北宜昌，长江西陵峡畔的冬日迷人景色。摄影/周建平/视觉中国

白鹤滩水电站的生态效益主要体现在其建成后对节能减排的贡献方面。

中国三峡：今年，三峡集团在金沙江下游规划开发的白鹤滩电站即将核准开工。白鹤滩电站是世界第二大水电站，在您看来，它的开发建设将带来哪些效益？在生态环保方面预计会有什么影响和作用？

张博庭：应该说，白鹤滩水电站的生态效益主要体现在其建成后对节能减排的贡献方面。

2014年，APEC会议在北京召开，中美达成温室气体减排协议。中国承诺到2030年前停止增加二氧化碳排放；2015年，联合国气候变化巴黎大会上，中国进一步作出承诺，表示将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右；今年杭州G20峰会期间，中国正式交存《巴黎协定》批准文书，推动了这一协定在今年11月的生效。这些举动都表明了我们国家对于全球气候治理和人类可持续发展的重视和积极的努力，与此同时，也给国内能源结构、产业结构调整带来巨大转型压力。

作为节能减排效益显著的清洁能源，水电的发展对于实现上述目标具有重要意义。白鹤滩水电站装机容量1600万千瓦，多年平均发电量625亿千瓦时，可替代火电年均发电量627亿千瓦时，每年可节约原煤约2800多万吨，减少二氧化碳排放约4179万吨、一氧化碳排放约0.6万吨、碳氢化合物排放约0.26万吨、氮氧化合物排放约25.5万吨、二氧化硫排放约37.7万吨。可以说，建设白鹤滩水电站是减少大气污染物排放，促进生态环境建设，实现我国节能减排目标的重要举措。

河床不断冲刷下切是西南区域形成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的根本原因，而减灾的核心是消能。水力发电的作用就是通过驱动水轮机把水能转化为电能，从而起到消能减灾的作用。

中国三峡：您在今年10月召开的国际水库大坝研讨会上作了有关水库大坝生态环保作用的发言。其中提到，根据和清华大学合作的关于消能减灾的调查研究，水电站建成之后，将会从根本上治理和减少地质灾害。能否就这一消能减灾的原理做一下简单阐释？

张博庭：为弄清水电建设对消能减灾的作用，清华大学的王兆印教授带领的科研团队从事了多年的专项研究，取得了很多科学可靠的实验数据。通过这项研究，我们可以总结出几点水利水电工程建设在减少和治理地质灾害方面的作用，也希望有关研究团队继续验证和推广。

众所周知，青藏高原的持续抬升，是导致西南地区地质灾害频发的主要原因，由此而导致的河床不断冲刷下切，则是这一区域形成崩塌、滑坡、泥石流等灾害的根本原因。因此，地质减灾的核心是消能。发育良好的天然阶梯深潭结构，能够自然地消能、稳定河床、避免地质灾害。而水力发电的作用，则是通过驱动水轮机把水能转化为电能，同样也能起到消能减灾的作用。目前，高效率的水轮发电机可以把96%以上的河水能量转化为电能，消能效率是非常高的。

不过，洪水期水库泄洪时，河水不能通过水轮机被转化为电能，而是需要通过大坝上的特殊结构，进行结构消能。除此之外，水库建成蓄水后，一般都会有一个地质灾害的集中释放期。一些不稳定的地质滑坡体，一旦在蓄水期被释放之后，今后再遭遇到暴雨或地震，都很难再发生地质灾害。在水库蓄水初期，通过严密的监测，让潜在的滑坡体在不长的时间内都释放出来，也是一种减灾方式，可以被看成是水电建设的减灾“免疫”。

中国三峡：白鹤滩水电站所在的金沙江下游也是我国地质脆弱的地区，在您看来，金沙江流域的水电开发是否也能起到这样的消能减灾作用？

张博庭：就金沙江流域来看，水库大坝群的建设是有利于流域生态保护的。王兆印教授曾指出，西南地区的河流下切带来的河床不断演变和滑坡崩塌等地质灾害，已经成为约束生态最重要的因素。对当地进行生态保护，最重要的是保护栖息地的稳定。建设大坝会影响一些洄游鱼类，但其创造的栖息地适合于更多的物种生存，对于生物多样性有明显的提高作用。

金沙江流域有一些地质相对稳定的河段，但总体来看，仍然不是非常稳定的物种栖息地。观察当地的道路情况就能发现，由于金沙江下切，岸坡崩塌，公路边缘部分已经悬空。河流凹岸每年都在冲刷，发生很多小规模的崩塌。金沙江下游已经建成和正在建设的一系列大坝，全部建成之后会形成一个坝群，坝头库尾相接，从而不会造成局部下切。坝群形成的栖息地是稳定、多流速、多样性的，有利于涵养生态。虽然在建坝初期特别是建坝期间会对生态造成一定的影响，但是从长远看，二十年之后，这一区域的生态状况应该会大大改善。