對Kariba水壩的后續工程措施評估簡析

劉欣怡+謝佳桃

摘 要：贊比西河上的卡里巴水壩是非洲較大的水壩之一。它的建設是有爭議的，南非風險管理研究所的2015年報告包括一個警告：大壩是急需維護。贊比西河管理局（ZRA）可提供若干選項，以解決這一問題。本文通過對各個選項的分析，綜合考慮各項要求，選擇出了一個最優的方案。

關鍵字：Kariba水壩；贊比西河

對于Kariba水壩的后續工程選擇，贊比西河管理局（ZRA）特別感興趣的有三個選項：

（選項1）修復現有的Kariba水壩

（選項2）重建現有的Kariba水壩

（選項3）拆除Kariba水壩，并更換為沿贊比西河的一系列十到二十個較小的水壩。

1 序言

在對選項進行評估之前，首先需要卡里巴大壩的功能進行了查閱調查，此大壩主要的功能：防洪、發電、養殖，以及因為卡里巴大壩的修建才形成了卡里巴湖。除此之外，還查閱了非洲幾個水壩的基本信息，根據此來進行評估的參考。對于潛在成本，我們將其理解為如果采取某種方案，實施過程和實施之后會形成的全部成本；對于收益，則是實施某種方案后，會獲得的直接收益和間接收益總和。

2 選項1-修復

修復：在原有基礎上進行補救

潛在成本C：C=Re+WI+FI+SR

其中R（Repair）表示：修復的費用，由于修復只是做簡要維護，需要修復多次，且由于破壞會持續，那么修復的費用會逐漸增加）；Fl（flood low）表示：防洪泄洪功能下降引起的間接損失；Wl（W low）表示：盡管修護了水壩，但是發電功率會有所下降，由此引起的損失；SR（Security risks）表示：修護之后的大壩，仍舊存在較大的安全隱患，由此會周邊居民等帶來生活困擾等產生的間接成本。

收益P：P=Fc+V

Fc表示：在修復期間，水庫可以繼續保持原有的功能，并且相對于重建和替換只需要很短的時間，在這段時間里，卡里巴水庫可以繼續獲得發電、防洪和養殖并獲得收益；

V表示：修護對環境的影響很小，由此形成的間接收益。

3 選項2-重建

重建：將原有的已經受損的大壩拆除，然后在相同的地方重新修建一個大壩。

潛在成本C：C=De+B1+Tr+Hu+Fs+Eh1

De表示：拆除大壩需要拆除費用以及拆除后的廢料的處理費用；Eh1（environment hurts）表示：生態破壞所帶來的間接成本。在大壩拆除到修建完成之間，卡里巴湖水位嚴重下降，這危及到卡里巴湖的生態，生態破壞之后，原來在卡里巴湖生活的動物們將難以生存，大型的湖縮小會引起氣候的惡劣變化，以及其他由環境破壞所引起的損失，以及大型大壩對環境的影響。Fs（function stop）：在修建期間由于大壩拆除了，水庫防洪發電和養殖將全面癱瘓，這將會引起巨大的直接損失，Tr表示：湖面下降，卡里巴湖旅游業將會停滯，這會引起巨大的損失B1：修建同樣的大型大壩需要較高的技術和施工成本、以及修建完成之后較低的維護費用。

收益P：P=Fh+Sp1

Fh（function high）：重建一次，能使水壩的使用期延長，而且在使用期間，大壩的維護的費用也會明顯低于維修選項，并且重建之后，會大大提高卡里巴水壩的防洪泄洪、以及發電和蓄水的能力，由此會帶來很大的直接收益。

Sp（safe protect）表示：大壩重建之后，大壩的安全性能會得到提高，降低安全隱患從而得到的間接收益。

4 選項三-替換

替換：是沿贊比西河修建一系列10～20個較小的水壩。

替換的潛在成本c：C= Eh2+De+Cf

Eh2表示：大壩系的修建對環境的影響很大，因為需要在多處修建，大范圍的改變原有生態環境，生態破壞會引起嚴重的損失；B2表示：一系列較小水壩的修建費用以及后期很小的維護費用；De表示：表示：拆除大壩需要拆除費用以及拆除后的廢料的處理費用。Cf（cultivate fish）：由于大壩變成較小壩之后，或將會使卡里巴湖的水位發生波動，生態可能產生較小變化，影響到原有的養殖業從而引起損失。

收益P：P=Fc+V+Fh+Sp2

Fc：原有大壩可在最后拆除，則水壩可繼續發揮它的功能，繼續發電防洪，由此產生的直接收益。V：新的大壩系修建完成之后，再拆除原有的大壩，則對卡里巴湖的生態環境影響較小，所以不會引起像重建那樣的損失，由此形成的間接收益、

Fh：替換之后發電量和防洪能力與原來相當甚至超過以前，由此形成的直接收益。Sp2：根據水動力學知識可知，階梯形式的水壩，安全性很好，由此產生的間接收益。

5 綜合評估

維修大壩之后，使用的期限會比較短，是一種非可持續發展戰略，而且維修之后的效果也不好；重建大壩，雖然在功能上可以持續如今狀態，使用期限也會較前者較長，但是大型大壩的技術問題很復雜，并且大型大壩在使用過程中會遇到較嚴重的損害，根據世界水壩委員會的建議，應減少大型大壩的修建：替換方案，一系列較小水壩的修建技術較簡單且使用時間較長，而且小型水壩在以后的維護方面費用較低，收到的破壞也會較小，屬于可持續發展策略。對于三個方案，還需要考慮到安全因素，維修方案，安全性較低。由于原有大壩已經嚴重受損，只是進行維修很難保證大壩能夠承受較大洪水的沖擊，而重建大壩的安全系數也低于一系列小水壩的安全系數，因為水壩越大，收到的洪水沖擊力也會更大。也就是說，修建一系列小壩的安全系數最高。