張博庭：科學的水電開發有利于防災減災

記者 / 李顏岐 編輯 / 吳冠宇

張博庭：科學的水電開發有利于防災減災

記者 / 李顏岐 編輯 / 吳冠宇

人們應該在各種聲音和意見的洪流中，找到一個理性、客觀、中立的立場，認識到任何一座水壩都會對自然環境產生一定影響，如何興利避害，如何將不利因素降至最低、最小，既是水利人的任務，同時也是全社會的目標。

中國三峽：為解決水資源天然的時空分布不均，人們從千百年前就開始筑堤建壩，以滿足防洪、灌溉、航運等生產生活需要。當今社會，隨著生態文明意識和環境保護觀念日益深入人心，如何平衡水庫大壩建設與生態保護之間的關系仍存在有不少爭議。在您看來，這些爭議產生的緣由是什么？

張博庭：從根本來看，這一問題的產生，與全球范圍內人們逐漸開始對科學進行的反思有關。

科學技術的發展與進步，對人類的生產生活起到了巨大作用。人們運用科學技術的同時，也對自然環境造成了一些影響，其中不乏消極的影響。當人們開始正視這些對人類和整個地球未來可持續發展造成威脅的消極影響時，一種對科學的反思就產生了。思想是自由的。有的人認為科學是真理的化身，也有人認為科學是少數人的霸權，甚或是破壞和毀滅的元兇。

對水庫大壩作用的評價和產生的爭議中，也隱藏著這種人類對自身與自然關系認識不斷發展、對科學不斷反思的精神脈絡。

人類文明的產生發展與治水分不開。修筑水庫大壩的動機來自于人類保護家園、發展自身的愿望。從中國的都江堰引水灌溉到古羅馬的城市供水系統，控制洪水和利用水資源早已成為人類文明的一部分。隨著人口的增加，城市的擴大和工業的快速發展，人類的生產生活更加離不開水庫大壩。誠然，伴隨科學技術的進步與工業文明的發展，人類的生存環境不斷改變，遭遇了一些破壞，對科學技術的運用進行反思是必要的。但真理往往具有兩面性，人們應該在各種聲音和意見的洪流中，找到一個理性、客觀、中立的立場，認識到任何一座水壩都會對自然環境產生一定影響，如何興利避害，如何將不利因素降至最低、最小，既是水利人的任務，同時也是全社會的目標。

中國三峽：在我國，以三峽工程為代表的大型水利水電工程開發很容易引起公眾的關注，也時常引發討論和爭議。在您看來，應該如何科學理性地認識大型水利水電工程在生態環保方面的影響？

張博庭：這確實是現在一種普遍存在的狀況。國際社會對大型水庫大壩的批評主要起源于埃及的阿斯旺大壩。尼羅河是世界第二大河，也是埃及的母親河和唯一的淡水來源。從蘇丹流入埃及后，尼羅河在開羅分成兩條支流，形成了尼羅河三角洲。這片區域孕育了古老的埃及文明。直到現在，埃及全國95%的人口仍生活在尼羅河三角洲。尼羅河也是一條自然年徑流量變化很大的河流，大水年常常帶來洪災，小水年經常引發旱災，這種變化使得兩岸難以維持正常的工農業生產。因此，埃及和蘇丹都相繼規劃和建設了一系列水工建筑，治理并充分利用尼羅河的水資源。

阿斯旺大壩于1960年開建，1967年工程正式完工，到1970年，發電機組全部投入運行。大壩水庫的巨大容量不僅調節了下游流量，防止了洪水泛濫，還利用蓄積的水量擴大了灌溉面積。受惠于此，近100萬公頃的沙漠得以開墾成可耕地。阿斯旺大壩電站每年發電80億千瓦時，解決了埃及的能源短缺問題?？梢哉f，埃及政府修建阿斯旺大壩的預期目標都一一實現了。然而，由于人們認識的局限和工程修建時對其影響的估計不足，阿斯旺大壩在運行中逐漸引發了一些生態問題，例如泥沙淤積、依靠淤灌的可耕地土壤肥力下降、土壤鹽堿化、庫區和下游水質惡化、河床侵蝕、沙丁魚繁殖減少等，由此引來人們的批評和反思。

這些不利的生態影響都是客觀存在的，批評也都是合理的。可是，這種合理的反思與批評后來逐漸蔓延成對水庫大壩一些盲目指責。阿斯旺大壩之后，三峽大壩以及后續規劃建設的許多大型水利工程都引起了較大的爭議。這些爭議的不理性之處一是忽略了對每個大壩的情況進行具體分析，二是沒有從以人為本的角度出發，來看待水庫大壩的建設與生態保護。

以三峽工程為例。盡管有著漫長、深入的勘探與論證，有著幾十年來對珍稀動植物孜孜不倦的保護，有著巨大的調節水資源天然分布不均和防洪抗旱、興利減災的作用，但依然有人因為其工程體量的巨大而對其時有詬病，對其發揮的巨大綜合效益“視而不見”。例如2012年7月，三峽大壩遭遇了建成以來最大的洪峰，入庫流量高達每秒71200立方米。通過科學調度，三峽工程從容應對了這一洪峰，攔蓄4次峰值每秒50000立方米以上的洪水，控制下游河段未超保證水位，有力保證了長江中下游的防洪安全。

除此之外，三峽工程從2011年起，每年都會實施生態調度，通過人工創造適合魚類繁殖所需的水文、水力學的洪峰條件，對宜昌至宜都江段四大家魚的繁殖產生了積極作用。對中華鱘這一珍稀魚類的保護也取得了顯著的成果，實現了全人工繁殖子二代中華鱘，等等。這些都是這個大型水利水電工程不斷實踐人類對河流的科學治理、不斷發展并在發展中保護生態的實際舉動。公眾應該先知曉三峽工程在這些方面的貢獻，然后再來作出綜合評價。

因此，樹立科學理性的生態保護觀念，從以人為本的角度來認識水庫大壩，這才是我們希望公眾在看待大型水利水電工程時應該秉持的觀念。

人們對水資源綜合利用程度的不斷提高，開發治理過程中觀念與技術的不斷進步，都直接反映了一個國家的發展和進步，與之相關的水電開發自然也就可以說是一個國家和社會發展進步的必然選擇了。

中國三峽：縱觀世界水電開發歷程，往往經濟社會發展程度越高的國家，水電資源的開發利用水平也越高，發展水電的歷史也越久。您覺得這些發達國家的水利水電工程建設和水資源綜合利用的經驗，能給我們國家帶來什么啟示？

張博庭：可以說，水利水電工程的建設和水資源科學高效的綜合利用，是國家謀求經濟社會發展的一種必然選擇。有聯合國發布的幾個指數和相關調查可以較好地說明這個問題。

聯合國定義了一個人類發展指數，用以綜合反映各國人均的GDP、壽命和教育水平。把各國人類發展指數與人均水庫庫容進行比較可以發現，對絕大多數國家而言，一個國家或地區的水庫大壩發展水平與該國家人類發展水平呈較強的正相關。人類發展指數大于0.9的國家，人均庫容擁有量平均為3184立方米；人類發展指數介于0.7～0.8的國家，人均庫容擁有量平均為541立方米；人類發展指數介于0.5～0.6的國家，人均庫容擁有量僅為125立方米。聯合國發布的《2015人類發展報告》顯示，中國2014年人類發展指數為0.727，在188個國家中列第90位，人均庫容擁有量約為631立方米，是人類發展報告所定義的“高人類發展水平”國家。這與聯合國人類發展報告中所指出的“全球水基礎設施的分布與全球水風險的分布呈反比關系”也是一致的。

我們當然應該承認，和任何人類文明活動一樣，水庫大壩對自然河流生態環境的影響是客觀存在的。不過，隨著科技的進步和人們環保意識的提高，人類活動對生態環境的影響也正在降低，綜合治理和保護的工程、環境、生態措施在不斷增加。人們對水資源綜合利用程度的不斷提高，開發治理過程中觀念與技術的不斷進步，都直接反映了一個國家的發展和進步，與之相關的水電開發自然也就可以說是一個國家和社會發展進步的必然選擇了。

2016年11月27日，湖北宜昌，長江西陵峽畔的冬日迷人景色。 攝影/周建平/視覺中國

白鶴灘水電站的生態效益主要體現在其建成后對節能減排的貢獻方面。

中國三峽：今年，三峽集團在金沙江下游規劃開發的白鶴灘電站即將核準開工。白鶴灘電站是世界第二大水電站，在您看來，它的開發建設將帶來哪些效益？在生態環保方面預計會有什么影響和作用？

張博庭：應該說，白鶴灘水電站的生態效益主要體現在其建成后對節能減排的貢獻方面。

2014年，APEC會議在北京召開，中美達成溫室氣體減排協議。中國承諾到2030年前停止增加二氧化碳排放；2015年，聯合國氣候變化巴黎大會上，中國進一步作出承諾，表示將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現，2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右，森林蓄積量比2005年增加45億立方米左右；今年杭州G20峰會期間，中國正式交存《巴黎協定》批準文書，推動了這一協定在今年11月的生效。這些舉動都表明了我們國家對于全球氣候治理和人類可持續發展的重視和積極的努力，與此同時，也給國內能源結構、產業結構調整帶來巨大轉型壓力。

作為節能減排效益顯著的清潔能源，水電的發展對于實現上述目標具有重要意義。白鶴灘水電站裝機容量1600萬千瓦，多年平均發電量625億千瓦時，可替代火電年均發電量627億千瓦時，每年可節約原煤約2800多萬噸，減少二氧化碳排放約4179萬噸、一氧化碳排放約0.6萬噸、碳氫化合物排放約0.26萬噸、氮氧化合物排放約25.5萬噸、二氧化硫排放約37.7萬噸。可以說，建設白鶴灘水電站是減少大氣污染物排放，促進生態環境建設，實現我國節能減排目標的重要舉措。

河床不斷沖刷下切是西南區域形成崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的根本原因，而減災的核心是消能。水力發電的作用就是通過驅動水輪機把水能轉化為電能，從而起到消能減災的作用。

中國三峽：您在今年10月召開的國際水庫大壩研討會上作了有關水庫大壩生態環保作用的發言。其中提到，根據和清華大學合作的關于消能減災的調查研究，水電站建成之后，將會從根本上治理和減少地質災害。能否就這一消能減災的原理做一下簡單闡釋？

張博庭：為弄清水電建設對消能減災的作用，清華大學的王兆印教授帶領的科研團隊從事了多年的專項研究，取得了很多科學可靠的實驗數據。通過這項研究，我們可以總結出幾點水利水電工程建設在減少和治理地質災害方面的作用，也希望有關研究團隊繼續驗證和推廣。

眾所周知，青藏高原的持續抬升，是導致西南地區地質災害頻發的主要原因，由此而導致的河床不斷沖刷下切，則是這一區域形成崩塌、滑坡、泥石流等災害的根本原因。因此，地質減災的核心是消能。發育良好的天然階梯深潭結構，能夠自然地消能、穩定河床、避免地質災害。而水力發電的作用，則是通過驅動水輪機把水能轉化為電能，同樣也能起到消能減災的作用。目前，高效率的水輪發電機可以把96%以上的河水能量轉化為電能，消能效率是非常高的。

不過，洪水期水庫泄洪時，河水不能通過水輪機被轉化為電能，而是需要通過大壩上的特殊結構，進行結構消能。除此之外，水庫建成蓄水后，一般都會有一個地質災害的集中釋放期。一些不穩定的地質滑坡體，一旦在蓄水期被釋放之后，今后再遭遇到暴雨或地震，都很難再發生地質災害。在水庫蓄水初期，通過嚴密的監測，讓潛在的滑坡體在不長的時間內都釋放出來，也是一種減災方式，可以被看成是水電建設的減災“免疫”。

中國三峽：白鶴灘水電站所在的金沙江下游也是我國地質脆弱的地區，在您看來，金沙江流域的水電開發是否也能起到這樣的消能減災作用？

張博庭：就金沙江流域來看，水庫大壩群的建設是有利于流域生態保護的。王兆印教授曾指出，西南地區的河流下切帶來的河床不斷演變和滑坡崩塌等地質災害，已經成為約束生態最重要的因素。對當地進行生態保護，最重要的是保護棲息地的穩定。建設大壩會影響一些洄游魚類，但其創造的棲息地適合于更多的物種生存，對于生物多樣性有明顯的提高作用。

金沙江流域有一些地質相對穩定的河段，但總體來看，仍然不是非常穩定的物種棲息地。觀察當地的道路情況就能發現，由于金沙江下切，岸坡崩塌，公路邊緣部分已經懸空。河流凹岸每年都在沖刷，發生很多小規模的崩塌。金沙江下游已經建成和正在建設的一系列大壩，全部建成之后會形成一個壩群，壩頭庫尾相接，從而不會造成局部下切。壩群形成的棲息地是穩定、多流速、多樣性的，有利于涵養生態。雖然在建壩初期特別是建壩期間會對生態造成一定的影響，但是從長遠看，二十年之后，這一區域的生態狀況應該會大大改善。

金沙江是長江的上游，長江江源水系匯成通天河后，到青海玉樹縣境內進入橫斷山區，開始稱為金沙江。 攝影/趙思希/東方IC

張博庭

中國水力發電工程學會副秘書長，教授、高級工程師，國內知名能源問題專家。長期從事水利問題研究，水利科普工作。