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三峽工程禍患系列之二 工程設計錯誤及問題

2010年8月1日,長江三峽大壩附近的江面上漂浮的大量垃圾,岸邊有兩名工人正在清理垃圾。

在巨大爭議中被強行上馬的三峽工程,竣工多年,迄今無驗收。三峽工程自1994年正式開工以來,其所產生、誘發的(可能)災難或災難性效應、影響,已經成為中國以至世界科技界的一個嚴峻課題。本篇關注三峽工程的設計禍患。

三峽大壩壩頂高程為海拔185米,最大澆築壩高181米,正常蓄水位海拔175米。官方稱總庫容393億立方米,其中調洪庫容約221.5億立方米。官方稱三峽工程主要有防洪、發電和航運三大效益,其中防洪被認為是三峽工程最核心的效益。

其實,官方所稱的效益是大打折扣的,因為三峽工程設計上存在若干錯誤和重大問題。科技界對此早有認識,但中共迄今尚未公開承認。這裡僅略述三點。

其一,水力坡度計算錯誤,為禍巨大

日前去世的中共前總理李鵬是推動三峽工程上馬的主要人物之一,其《三峽日記》寫道:三峽大壩處水位180米,重慶水位也是180米(第45至52頁)。完全無視長達600多公里的三峽水庫的水力坡度。三峽工程設計實際體現了李鵬的觀點,水力坡度僅僅按照一米到兩米考慮(也就是說,在三峽水庫滿庫,上下游都按照最大流量泄水的情況下,三峽水庫的庫尾可能會出現一米到兩米的水位差)。

這絕對是錯誤的。而官方和一些三峽工程“支持者”卻一再為“三峽水庫水力坡度趨向零論”辯護。例如,張博庭(中國水力發電工程學會副秘書長)就撰文說,“2010年10月,三峽大壩完成了首次蓄水到正常水位175米的實踐。根據當時的水位記錄,三峽水庫的實際水力坡度還不到1米。”

其實,水力坡度受多種因素影響,尤其受長江上下游最大流量的約束。換言之,水力坡度是變動的,而且變動幅度可能很大。即使在枯水期的2010年10月,“三峽水庫的實際水力坡度還不到1米”,但絕不能由此推斷在汛期三峽水庫的實際水力坡度也“還不到1米”;事實上,汛期流量甚大,水力坡度要大出許多倍來。例如,2009年8月6日,三峽大壩壩前水位為145米,而重慶朝天門的水位是183米,重慶主城區被淹;又如,2012年7月24日,長江寸灘站水位漲至186.61米,朝天門水位187.92米,形成1981年以來最大的洪峰水位;這其中固然有上游洪水等等其它因素,但,顯然三峽水庫的水力坡度是一個主要原因。

科學常識告訴我們,三峽水庫水力坡度有個變動區間,從安全考慮,工程設計應取極大值,而非極小值;而三峽工程設計卻恰恰相反,取了極小值。(三峽工程論證移民組認三峽水庫水力坡度為萬分之0.0081,即每一百公里水位差為8.1厘米,這是可以忽略不計的,因此提出的移民新鎮建築紅線為海拔177米,即海拔175米加上2米的風浪高。三峽工程實際上採用了這個數據。而另一個較大的數據,三峽工程論證泥沙組所認為的三峽水庫水面存在水力坡度,平均水力坡降為萬分之零點七,則直接被無視了。)

甚至,中共也隱約承認了三峽工程水力坡度計算錯誤。例如,2003年6月4日,新華網重慶電(“專家:三峽水庫“高峽平湖”水面其實不平”),先援引三峽工程技術總負責人張光斗,稱三峽水庫存在水力坡度,繼而又援引長江水利委員會高級工程師廖志丹,稱“三峽水庫是典型的河道型水庫,其最大特點就是水的‘比降’比較大”,“達到千分之一點九至千分之三左右”。

長期致力於三峽工程問題研究的知名水力專家王維洛博士,一再指出三峽工程水力坡度計算錯誤,並指出其為禍巨大。擇其大端,一是水淹重慶(自三峽工程興建以來,重慶多次遭水淹,三峽工程雖不是唯一因素,但責無可逃);二是庫區移民淹沒紅線統一划在海拔175米,導致移民一移再移,同時移民數量遠超預計。而移民問題被公認為三峽工程的最大困難。

其二,三峽工程防洪效益被極度誇大

王維洛博士指出,單純從技術上來分析,三峽工程防洪效益低的原因是防洪庫容太小。

水庫防洪的最重要的技術指標,是水庫的總庫容與壩址處常年平均流量之比以及水庫的防洪庫容與壩址處常年平均流量之比。通俗一點說,就是水庫的庫容能否裝下河流一年的水量。按照中共公布的數據,三峽水庫的總庫容393億立方米,其中防洪庫容221.5億立方米,這隻占長江壩址處的流量的百分之八和百分之五。因此從技術上來說,三峽工程的防洪效益是很有限的。(可資比較的是,北京官廳水庫總庫容41.6億立方米,可以容納永定河兩年的水量,埃及的阿斯旺水庫,能裝下尼羅河一年半的水量。)

這個所謂的221.5億立方米防洪庫容,不僅沒有滿足三峽工程可行性論證時防洪組的要求(300億立方米以上),而且還是一個錯誤計算的誇大結果。張光斗於2000年4月1日給三峽工程的主要負責人郭樹言寫信說:“三峽的防洪庫容問題可能你們知道了,沒有那麼大。這個研究是清華作的,錢副主席(指錢正英)知道後,把長江水利委員會找來問,他們也承認了。這也可以解決,無非把水位降到135米,影響幾天航運。但這件事在社會上公開是不行的。”

按照張光斗的說法,把汛期限制水位降到135米才會有221.5億立方米的防洪庫容,這當然是不可能實現的,因為這意味著長江斷航以及發電受損,實際上三峽工程正式運行以來,汛期限制水位一直都在145米以上。那麼,145米以上的防洪庫容究竟有多大呢?如張光斗所言,這是官方不願透露的一個秘密。

官方現在仍然使用三峽水庫防洪庫容221.5億立方米這一數據。其實,此防洪庫容221.5億立方米非彼防洪庫容221.5億立方米。三峽工程可行性論證的防洪庫容是所謂的靜態庫容,而現在的防洪庫容是所謂的動態庫容。兩者的區別就是靜態庫容是根據高峽出“平”湖的狀態來計算的(不考慮水力坡度),而動態庫容是根據高峽出“斜”湖的狀態來計算的(考慮水力坡度)。

現在改用動態庫容,就是說在移民紅線以上還有一大片水庫淹沒區,把這個庫容加上去,就有了221.5億立方米。可是在這動態庫容區內還有許多新建的移民新居。中共也沒有把動態庫容的淹沒線標出來告訴大家,但是已經有移民後靠搬遷了四次。

此外,根據三峽工程可行性論證防洪組提供的資料,由於三峽工程的建設,導致自然河流起碼102億立方米蓄洪能力的消失。簡單地說,三峽工程創造了221億立方米的防洪庫容,減去102億立方米自然河流的蓄洪能力,凈增加只有119億立方米的防洪庫容。

2016年6月,清華大學水利系教授周建軍接受澎湃新聞採訪時指出,第一,三峽工程防洪能力有限,主要是保荊江的安全;1998年後國家投入大量資金加高加固長江干堤,但是三峽工程清水下泄,劇烈地改變河勢,使得長江干堤岌岌可危;第二,證實221.5億立方米的防洪庫容是錯誤計算的結果;第三,三峽工程要達到所謂的防洪效益,水庫庫容起碼需要360億立方米;第四,三峽是一個河道形的水庫,汛期防洪期間,實際上水庫里水流流速很快,水面坡降比較陡,如果壩前蓄水至海拔175米,將淹沒涪陵等城市(涪陵城區常住人口67萬)。

其三,工程目標之間的矛盾

中共曾為興建三峽工程以描繪出一張張“美好”的圖畫:防洪可以保護長江中下游的安全;發電可以照亮半個中國;航運可以使萬噸船隊直達重慶;南水北調可以解決北京、天津以及華北地區的缺水問題;三峽水庫採用排渾蓄清措施不會出現泥沙淤積問題;採用開發性移民措施,可以保證移民在當地安置,並發財致富……

但是,如王維洛博士所指出的,“只要把這些目標和措施放在一起分析,分析目標和措施之間的關係,即互補、相容和矛盾的關係,就會發現三峽工程中的目標和措施之間大多互相矛盾,目標不可能同時實現。防洪和發電矛盾,防洪和航運矛盾,防洪和排渾蓄清矛盾,發電、防洪、航運與移民矛盾,發電和排渾蓄清矛盾,航運和排渾蓄清矛盾,南水北調在目前的蓄水位下,根本不能實現等等。此外,三峽工程對生態環境的破壞,遠遠大於三峽工程的經濟效益,僅僅是三峽水庫蓄水導致水流減緩、水體自凈能力減弱、水質變壞而造成的損失,超過三峽工程的發電的經濟收入。”

例如,三峽水庫的總庫容393億立方米中,死庫容171.5億立方米,有效庫容221.5億立方米。221.5億立方米的有效庫容中包含了防洪庫容221.5億立方米和興利庫容(就是用於發電、航運的庫容)165億立方米,這裡有165億立方米的庫容是重複計算的。在興利庫容和防洪庫容重複計算的情況下,水庫是難以完成防洪任務的。

這就如賀衛方教授所說,“當年論證三峽大壩的好處就是可以有效地控制下游水量。現在的情況正好反過來:下游乾旱時,大壩需要蓄水;下游鬧水災時,三峽卻需要泄洪!”

回顧三峽工程設計、論證的歷史,可以發現,現行三峽工程正常蓄水位175米方案是多方妥協的結果,並不具備足夠的科學支撐(連三峽工程的鐵杆支持者林一山都嗤之以鼻)。

在中共治下,“屁股決定腦袋”,科學家成為了政治的婢女與打人的棍子。作為一個“政治工程”,三峽工程設計存在著若干錯誤和重大問題,並不出人意料。#

阿波羅網責任編輯:秦瑞 來源:大紀元記者王劍宇綜合報道 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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