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王维洛:三峡工程清水下泄和长江航运中断的风险——兼为已过世的黄万里教授辩护

发表于 02/11/2017 三峡工程| 转发给朋友 | 浏览次数:124

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前言

自从三峡水库2003年6月正式投入运行以来,显著地改变了长江中下游河道的来水来沙状况,河势变化加大,影响长江和两岸湖泊共生共存的关系,如鄱阳湖和洞庭湖等的长时间的干涸,湖泊生态面临死亡;长江干流河段崩岸强度明显加剧,干堤被掏空或冲溃,威胁着长江两岸城镇乡村亿万居民的生命安全。依托长江黄金水道来促进长江经济带的发展,是习近平的重要战略部署。目前三峡工程清水下泄造成的最紧迫问题,就是可能造成长江航运的中断。黄金水道的中断将直接打击习近平的治国理念,形势紧迫。2017年9月25日至26日,长江水利委员会在武汉召开专门会议,贯彻落实中央领导关于加快治理三峡工程清水下泄造成后严重果的指示,要求提出解决问题的有效方案。

“以铜为镜,可以正衣冠;以史为镜,可以知兴替;以人为镜,可以明得失。”在长江三峡工程上马时有人宣称,三峡工程绝不会成为第二个黄河三门峡工程。残酷的事实告诉人们,三峡工程和三门峡工程一样逃脱不了失败的命运,区别仅仅在于凌迟与立斩,就是宣布工程失败的时间的迟早而已,它们都面临清水下泄带来的严重的和不可克服的问题。是事实上关乎中华民族环境权、生存权的大问题。

一、黄河三门峡工程清水下泄和黄河铁路大桥的安全

说到黄河三门峡工程的失败,大家都会想到的是水库泥沙淤积。对于清水下泄造成的问题,如清水下泄冲毁大量的农田,了解并不多,对清水下泄对黄河铁路大桥安全的威胁,更是鲜有人知。

在黄河三门峡大坝下游、河南省郑州市处有座跨越黄河的铁路大桥,是京广铁路上最重要的桥梁,建于1905年。黄河河床的泥沙又深又软,桥墩就是建造在泥沙中。铁桥建造时的一个晚上,洪水就冲歪了38个桥墩。1918年的大洪水将33号桥墩向下游位移55厘米。中华人民共和国成立后为了确保京广铁路的畅通,每年都在抛大量石块,予以保护。1958年黄河发大水,11号桥墩被冲垮,京广铁路中断达15天。

三门峡工程建成之后,清水下泄,虽然清水的平均流量只有每秒2000多立方米,但是冲刷力比1958年每秒22300立方米的洪水流量更加厉害,3天就能冲深铁路大桥桥墩边的河床2.5米,最后致使桥墩悬空,铁路大桥就是不倒也是不能使用。继续多抛石块只是暂时的解决办法。

这个问题,苏联专家根本没有考虑到的,支持三门峡大坝上马的中国工程师更没有考虑到,因为他们只是看领导的脸色、跟在苏联专家的屁股后面跑,没有能力形成自己的意见,或者说不敢有自己的意见。

为了保全黄河铁路大桥,保证京广铁路的长期畅通,周恩来不得不改变三门峡工程运行方式,让泥沙和水一起向下流,这个更改实际上也宣布了三门峡工程的失败。

二、长江三峡工程清水下泄和长江航运中断的风险

在三峡大坝工程之前,中国先在长江上建了一个葛洲坝工程,然后在葛洲坝工程上游再建一个三峡大坝工程。葛洲坝工程是一个低坝工程,最大坝高47米,正常蓄水位海拔66米,总库容15.8亿立方米,是径流式水电站。这样的建设程序是一个非正常程序,是一个逆反程序。如果毛泽东当年真的要建三峡大坝工程,正常的建设程序应该是先建三峡大坝工程,然后再建葛洲坝工程。但是中国的宣传机器非要把葛洲坝工程说成是建三峡大坝工程的练兵,以此来掩盖一个事实,那就是毛泽东是不同意建三峡大坝的。他当时只是做出让步,同意建葛洲坝工程,以保证向武钢进口的1700毫米轧钢机供电,而条件是不再建长江三峡大坝工程。葛洲坝工程的移民全部安置在后来的三峡工程的淹没区内就是最好的证据,因葛洲坝工程而搬迁的屈原纪念馆建在三峡工程的淹没区内也是证据。先建规模小的葛洲坝工程,它的许多设计就客观地限制了后来的、规模大的三峡大坝工程。比如先建的葛洲坝工程船闸的尺寸,就决定了后建的三峡工程船闸的尺寸,这就不合理,限制了长江航运发展的潜力。

葛洲坝工程船闸建下引航道,这是一条水泥化了的引航道,它能保证在葛洲坝下游宜昌河段在枯水期在水位最低时,也能保证长江轮船从下游自然河道先经过下引航道进入船闸,通过船闸的水位调节,尔后进入水位高的水库,继续向上游重庆驶去,反之亦然,这样来保证长江航运的连续。这样,葛洲坝工程船闸底板和下引航道航底板的高程就成为不可更改的要素,成为三峡工程的制约要素。

谁也不会相信,建设毛泽东御批的葛洲坝工程这样一个工程,竟然连一张符合标准的图纸都没有,负责葛洲坝工程建设的是三位部队领导人。葛洲坝工程开工不久就陷入一片混乱。为了让工程更容易完成,工程领导人建议不建通航设施(船闸)。如果照此办理,大坝建成,长江航运就会在此中断。对此周恩来表达了意见,要是大坝建成,长江航运中断,就必须把大坝炸毁。可见炸毁大坝,是修正错误的一个可行选择。面对混乱的情况,周恩来只好命令葛洲坝工程停工。他自己放下身段,请文化大革命中受到严酷打击的林一山出马来收拾残局。林一山原本是长江水利委员会主任(一度改为长江流域办公室),手下有一大帮水电工程技术人员。他们在设计葛洲坝工程船闸时根本就不知道,林一山出马的目的不是建葛洲坝工程,而是要在葛洲坝工程上游不远的地方将建造一个三峡工程。工程技术人员也不知道未来的三峡工程有清水下泄问题,它将改变葛洲坝大坝下游河道的形态,改变葛洲坝工程船闸设计的基本数据。

2003年6月三峡水库开始蓄水,清水下泄所带来的问题马上就显露出来。最早显露的问题就是清水下泄造成长江江堤的崩塌,然后下游河床被淘深,最后是靠近葛洲坝大坝下游的长江宜昌河段河床被淘深。中国官方媒体把三峡工程清水下泄,大坝下游长江河床被淘深,作为好事、作为三峡工程的效益来宣传。它们忘了,长江和两岸的湖泊、两岸的土地、流入长江的支流,以及已经建成的水利设施、公共与私人的设施,是一个关联体。比如清水下泄,河床水位下降,两岸的地下水水位也下降,两岸农田灌溉和居民用水的条件就发生变化,就需要新的投资来适应这个变化。如果没有新投资的及时到位,生产和生活条件都会发生困难。

清水下泄,葛洲坝大坝下游长江宜昌河段河床被淘深,枯水期的水位下降,直接后果就是在枯水期葛洲坝工程船闸的下引航道航的水深不足,这样长江轮船进不了下引航道,也就进不了葛洲坝工程船闸,也就到不了三峡大坝,同样进不了三峡工程船闸,进不了三峡水库,更到不了重庆,长江航运就此中断了。习近平的“黄金航道产生黄金效益”的梦就被打碎了。

最初为了掩盖这个问题,三峡工程就加大枯水期的下泄流量,以此来抬高宜昌河段河床枯水期的水位。三峡水库枯水期的平均下泄流量从每秒3500立方米增加到每秒4000立方米,再增加到每秒4500立方米,再增加到每秒5000立方米,再增加到每秒5500立方米,现在增加到每秒6000立方米,目前暂时还能勉强维持长江航运不中断。

但是加大枯水期的三峡工程下泄流量,也就更加加大了清水下泄的淘蚀力量,道理很简单,枯水期长江水中所含泥沙最少,水中泥沙少,流量越大,淘蚀力量也越大。加大枯水期的下泄流量的直接结果就是长江宜昌河段河床被淘深的速度加快,枯水期的低水位持续下降,这就需要三峡水库更加加大下泄流量……

但是三峡工程加大枯水期下泄流量的能力不是无限的,可以说,现在枯水期的每秒6000立方米流量几乎已经到了极限。三峡水库号称活动库容221.5亿立方米,但实际库容不到180亿立方米。二十多年前,张光斗就写信给中央领导报告此事,但又建议不要将此事告诉民众。虽然所有的报告中还是采用221.5亿立方米这个数据,但是其定义已经悄悄地做了修改,这已经不是静态库容,就是水库蓄水面是一条水平线,而是动态库容,就是水库蓄水面是一条有水力坡度的斜线。三峡水库蓄水面在洪水期是一条有水力坡度的斜线,而在枯水期则是接近一条水平线。因此,枯水期三峡水库的库容大大小于221.5亿立方米。每年在汛期后能把这个库容蓄满水已属不易,能把枯水期的下泄流量增大到每秒6000立方米,已经是用尽了“洪荒之力”。

再说,加大枯水期下泄流量也有其他的负面效果,第一是三峡工程的发电量要减小,第二是三峡水库库尾段航道的改善程度受到影响,轮船到不了重庆市的老城,最终还是妨碍长江航运。

中国媒体说,三峡工程在枯水期的下泄流量增加到每秒6000立方米,是帮助解决下游地区枯水期水量不足的问题,功劳大大的,其实是没有说真话,这是三峡工程不得不采取的措施,否则长江航运将中断,后果不堪设想。

三、采取混凝土沉排法的钱将由中国的纳税人来承担?

既然三峡工程没有再加大枯水期下泄水量的能力,而清水下泄,淘蚀宜昌河段河床的现象不能终止,枯水位下降的趋势不能终止,中国必须找出别的方法,否则长江航运中断是迟早的事情。

2017年7月27日年长江水文局三峡局发表报道:

“近日,三峡局技术人员对葛洲坝坝下游宜昌至杨家脑河段进行了现场查勘。此次查勘主要目的是为了了解近年来坝下游宜昌至杨家脑河段河道岸线、洲滩的演变情况,查勘关注的重点是近年来新修建的护岸工程、自然岸线及洲滩边坡的崩塌以及汛期水流条件对航道的影响情况等。

自三峡水库蓄水运行以来,由于上游水沙条件的变化,使坝下游河段的演变出现新的特点,河床累积冲刷下切导致枯水期葛洲坝三江航道水深不足,为此三峡水库不得不在枯水期加大下泄流量。为了研究坝下游枯水位下降的控制性因素,探索出抑制河床下切的措施,我局对宜昌至杨家脑河段长期进行了一系列的监测与研究,并提出了科学性的河床工程治理方案,如2004-2011年对游胭脂坝河段深槽分期实施了混凝土沉排护底工程治理、对胭脂坝坝头进行了格网式的工程防护措施。研究表明:通过工程治理目前胭脂坝深槽及坝体均保持稳定。”

他们提出的办法就是对葛洲坝下游的长江宜昌河段实施混凝土沉排护底治理工程,减轻和减少清水下泄对长江河床的淘蚀作用。

传统的办法就是每年向长江抛数量可观的石块,三峡工程的下泄清水,将这些抛石冲走,而不继续淘蚀河床。混凝土沉排相当于把这些抛石联合起来,下泄的清水在和混凝土沉排的较量中,把能量消耗掉,而无法冲走混凝土沉排,也无法继续淘蚀河床。

采用混凝土沉排的费用相当昂贵。钱从哪里来?由三峡集团来承担?还是由中国的纳税人来承担?你是知道的。

四、对葛洲坝下长江河床组成物质的调查证明黄万里教授的反对意见是正确的

黄万里教授反对三峡工程的建设,其中一个理由就是,长江和黄河不同,黄河三门峡水库里淤积的是颗粒细小的泥沙,而黄万里教授根据他解放前在四川省担任水利工程师对川江河流的考察,认为长江上游推移质(卵石)非常多。而三峡工程可行性论证中只对水库泥沙淤积进行研究,而没有对推移质(卵石)淤积进行研究,有明显的缺陷。推移质(卵石)会淤积在三峡水库的库尾部分,会淤废重庆港,增加对(老)重庆的洪水威胁。

三峡工程可行性论证领导小组并没有正面回应黄万里教授的质疑,只是后来补了一个所谓的调查报告,说影响三峡工程的推移质数量很小,每年只有2万立方米。这个报告并没有提供更详细的内容,比如是哪个时间段的调查数字,调查时段内三峡水库上游是否已经建有水库大坝,已经改变了自然河流状态;使用什么办法来测定推移质数量等等。因为到目前为止还没有一个认可的方法来测定推移质数量。

实际上,三峡工程可行性论证泥沙组也没有拿出什么办法来治理推移质淤积可能造成的问题。最后还是李鹏出了一个招,在三峡水库上游建造大量的水库大坝来拦截进入三峡水库的推移质(卵石)和泥沙。这样就从根本上改变了黄万里教授提出质疑的外部条件。有人以目前三峡水库没有出现推移质(卵石)淤积,认定黄万里教授的质疑是错误的。其实,这些人缺乏搞科学研究的基本知识和基本方法。黄万里教授提出的卵石淤积重庆港的问题没有出现,是因为黄万里教授提出这个结论时的边界条件,长江上游和嘉陵江上游的推移质(卵石)和泥沙不受人为阻碍地进入三峡水库的状况被上游大量建造的水库大坝改变了,建造大量的水库大坝后,长江上游和嘉陵江上游的推移质(卵石)和泥沙不能进入三峡水库尾部的重庆。

三峡工程清水下泄的危害,引起许多科学家的重视,他们也进行许多调查和研究,得到不少成果。他们研究成果中的结论,都支持黄万里教授的观点。

长江科学院河流研究所的黄悦和黄煜龄在《三峡水库下游河床冲刷趋势探讨》一文中指出:“长江三峡工程下游宜昌至大通全长1100余公里,……,河床组成方面包含了卵石、卵石夹沙、沙夹卵石及沙质河床。”“宜昌至大布街河段——河床组成较粗,为卵石夹沙或沙夹卵石”。

如果进入三峡库区的推移质数量每年只有2万立方米,宜昌至大通的河床组成方面不可能包含卵石、卵石夹沙河床,只能是和黄河一样的沙质河床,最多也只是沙夹卵石河床。宜昌至大布街河段的长江河床也不可能是卵石夹沙河床。

黄悦和黄煜龄继续写道:“以往调查认为江口以上河段为近代长江卵石出三峡后的堆积区,葛洲坝工程修建后出库卵石量大幅度减少,坝下游发生冲刷。近年调查发现卵石向下游输移,前锋到达陈家湾至沙市一带。三峡工程建成后,坝下游冲刷加剧,卵石将继续向下游输移”。

这里表述得更加清楚。第一,江口以上河段为近代长江卵石出三峡后的堆积区。说明来自上游的卵石是江口以上河段的主要沉积物。第二,由于葛洲坝工程的修建,葛洲坝大坝上游的卵石受到大坝的阻挡,出库卵石量大幅度减少。同理,在三峡大坝上游建造任何一座大坝,比如位于合川的草街大坝,将来在嘉陵江卵石的绝大部分阻挡在大坝之后,不能进入三峡库区,不能到达重庆。嘉陵江上梯级开发的十五座大坝,卵石几乎就没有通过的可能。第三,正如黄万里教授所指出的,卵石是向下游推移的。第四,推移的卵石在数量上难以测定。最后,由于卵石受到葛洲坝大坝的阻挡,数量减少,而原有的卵石仍继续向下游推移。随着卵石向下游推移,葛洲坝大坝以下宜昌长江河段的组成物质更加细化,更加容易受到清水下泄的冲刷,更加容易造成枯水期的水位下降。即便是采用昂贵的混凝土沉排方法,下泄清水难以将混凝土沉排冲走,但是混凝土沉排下面的卵石向下游推移,卵石上面的混凝土沉排也会跟着向下游运动。所以混凝土沉排也不是一劳永逸的办法,也需要不断地增添,不断地向河里抛钱。当混凝土沉排随着下面的卵石向下游推移,这将对下游长江航道是一个灾难性的后果,在河床上杂乱分布的混凝土沉排将阻碍长江轮船的安全航行,特别是在宜昌至武汉的长江航道段。

中国的决策模式是领导决策,工程技术人员想方设法解决因决策而导致的问题,往往是头痛治头,脚痛治脚,仓促地提出解决问题的措施,而不顾及这些措施可能带来的其他负面效果,因为工程技术人员认为,按领导的指示,解决问题,便是最大的政治。对于这些措施可能带来的其他负面效果,他们根本不敢提及,只是指望完成现时的政治任务就可以领功邀赏了。

黄万里教授于因肺癌于2001年8月27日在清华大学医院的一间普通病房去世,他在世时已经预见了三峡水库清水下泄的严重危害,他三次给中央最主要领导写信,陈述三峡大坝永不可建的道理。今天他不能亲眼看到三峡水库清水下泄的恶果,也不能亲眼目睹对葛洲坝下长江河床组成物质的调查结果。这些调查结果是对黄万里教授理论和预测的最好的支持和辩护。

五、黄金水道危矣

李克强在当上总理之后,十分重视长江的水路运输。2014年4月27日至29日他在三峡库区考察,得知三峡工程限制的长江黄金水道的发展潜力,连叹“可惜”。2016年1月5日习近平在重庆召开的推动长江经济带发展座谈会上指出,要让“黄金水道产生黄金效益”,要“使母亲河永葆生机活力”。

黄金水道产生黄金效益,首要的条件是要保证黄金水道的畅通无阻。如今长江航运受三峡工程清水下泄的影响,随时都有中断的风险,这就严重影响了第五代领导人的战略布局。因此就有了中央领导的指示,也就有了长江水利委员会召开的专门会议。

造成长江航运中断风险的原因是三峡工程的清水下泄,而清水下泄又是三峡水库在一百年内能保持利用的必要条件。俗话说:“天作孽,犹可违;自作孽,不可活”。中国的专家提出使用混凝土沉排这样解决问题的措施,但这只能解决表面的问题,需要纳税人支付高昂的费用,而且后果严重,这不解决问题的根本,即解决造成问题的原因。其实解决三峡工程清水下泄导致长江航运中断风险这个问题的唯一办法就是——拆除三峡大坝,恢复长江自然河流形态,使母亲河永葆生机活力。


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