大壩建設與可持續發展現狀與研究

時間:2022-08-17 04:43:00

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大壩建設與可持續發展現狀與研究

水是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源,是維系生態與環境可持續的控制性要素。大壩在抗御洪水災害、調蓄利用水資源、提供清潔電能等促進經濟社會可持續發展方面發揮了重要作用。近年來,關于大壩與生態的問題爭論較多。借此機會,我非常高興就中國的大壩建設可持續發展實踐,與各位同行進行交流。

一、大壩建設與中國經濟社會發展

中華民族燦爛悠久的文明史,就是一部除水害、興水利的歷史。中國是世界上最早建壩的文明古國之一,新中國成立以來,我國建設了8萬多座水庫,其中壩高大于30m的大壩已有4800余座,這些水庫和大壩在幫助中國人民擺脫貧困和促進經濟社會發展中發揮了巨大的作用。進入21世紀,大壩在我國可持續發展進程中仍然具有極其重要的戰略地位。

1、大壩與防御洪水災害

中國河流眾多,著名的有長江、黃河等7大流域。受太平洋季風和大陸型氣候的影響,中國歷來是一個洪澇災害頻發的國家。上個世紀,全國共發生較大洪水災害60余次,平均不到兩年發生1次。如1933年黃河大洪水,決口50多處,死亡約2萬人;1931年長江大洪水,干堤決口300多處,死亡14.5萬多人;1954年長江大洪水,干堤決口52處,死亡3.3萬人。

我國的洪水主要是過度集中的降雨造成的,加上河流中下游兩岸人口密集、城鎮化水平高、工農業發達,一旦洪水形成災害,損失往往是巨大的。新中國成立以來,大規模的防洪工程建設,包括大壩建設,使洪水造成的人員死亡大幅度減少,但是經濟損失隨著經濟總量的增長而增加。根據統計分析,1990年以來全國平均每年的洪澇災害損失在1100億元左右。由于許多河道本身安全泄洪能力有限,減輕洪水災害,保護人民的生命財產,必須依靠水庫、堤防、分滯洪區等組成的防洪體系來抗御洪水,特別是具有較大調蓄能力的防洪水庫。例如長江三峽工程,可使富饒的江漢平原的防洪標準從10年一遇提高到100年一遇,即使遇到1000年一遇洪水,也可將洪峰流量由11萬m3/s削減到71700~77000m3/s,保證長江中下游免遭毀滅性災害。再如黃河的小浪底水庫,可將下游花園口斷面1000年一遇洪水由42100m3/s削減到22600m3/s,100年一遇洪水由29200m3/s削減到15700m3/s,大大提高下游抗御大洪水的能力,成為保障黃河下游富饒經濟區免遭洪水災害的關鍵性骨干工程。

2、大壩與供水安全

中國水資源的一個主要特點是時空分布不均勻,70%的降水集中在每年的6月到10月。中國水資源總量約28400億立方米,但是約23000億立方米的水量流入大海或流出國境。中國氣候和地理的特點決定了僅僅依靠河流的自然調蓄不能有效解決國家的供水問題。中國是一個13億人口大國,糧食安全基本依靠灌溉農業,每年能夠灌溉的耕地約5500萬公頃,還有5500多萬公頃的耕地得不到灌溉,每年約有*萬公頃農田受旱。中國目前正在加速其城市化和工業化進程,全國有400多座城市缺水,預計到2030年我國人口達到15億高峰時,水資源供需矛盾將進一步加劇。因此,建設大壩,增加河流供水能力,是保障飲水安全、糧食安全、滿足城鄉經濟社會發展的重要保證。

3、大壩與能源供給

水電是保障中國21世紀能源安全的重要支撐之一。我國石油緊缺,能源以煤炭為主,但是過度地依賴煤炭必將引發二氧化碳過量排放等問題。因此,中國需要大力發展各種可再生能源,包括水能、風能、太陽能和生物質能等。我國的水能資源總量居世界首位,理論蘊藏量近7億千瓦,技術可開發量近6億千瓦,而目前我國已經開發的不到1.2億千瓦,與發達國家相比,開發程度還很低。大力發展水電,可節約煤炭、石油和天然氣等資源,并減少二氧化碳、二氧化硫的排放對大氣的污染。比如,到2020年我國水電總裝機將發展到3億千瓦,水力發電相當于年減少3.26億噸標準煤,可減少二氧化碳排放8.2億噸、減少二氧化硫排放570多萬噸,對能源可持續發展和環境安全將起到重要作用。

二、中國大壩建設的重要進展

近50年來,中國的大壩建設發展很快,豐富的工程實踐和不斷的科技創新,使得中國的大壩建設取得了突出進展。

1、世界最大的水利綜合利用工程--長江三峽工程即將建成

長江三峽工程是舉世矚目水利水電工程。三峽工程擁有世界上最重要的防洪功能,直接保護著下游富饒的江漢平原和大武漢等重要城市;擁有世界上最大的發電功能,水電裝機達1820萬千瓦,直接為我國華中、華東、華南和重慶市廣大地區提供巨大電能;擁有世界上最大的船閘,年貨運量達5000萬噸,改善了長江黃金水道。三峽工程還是世界水利水電史上移民搬遷最多的工程,需要安置移民達120萬人之多;也是受世界上關注最多的水庫生態工程。三峽工程已于*年實現了機組發電和船閘通航,今年5月大壩全線澆筑到設計185m高程,6月大壩全線擋水,標志著三峽工程已經開始全面發揮其巨大的防洪、發電和航運效益。三峽工程在建設過程中,全部采用了國際上通行的建設體制,創造了世界上的混凝土澆筑紀錄,工程質量完好,三期工程大壩混凝土檢驗未發現1條裂縫,百萬移民搬遷順利,概算控制良好,全部工程比預期可提前一年完工。

2、各種類型的高壩得到全面發展

到*年底,中國已建和在建的壩高大于30m的壩已有4860座,其中有很多世界之最。在拱壩方面,已建成的有二灘(壩高240m),在建的有錦屏一級(壩高305m)、小灣(壩高292m)、溪洛渡(壩高278m)等,其中錦屏一級電站是世界上在建的最高的拱壩。在混凝土面板堆石壩方面,在建的有水布埡(壩高233m)、三板溪(壩高186m)、洪家渡(壩高180m)等,其中水布亞是世界上同類壩型中最高的。中國在碾壓混凝土壩方面取得長足的進展,目前我國已建成59座,在建34座,其中在建的龍灘(壩高216m)是世界上最高的碾壓混凝土壩。此外,水工瀝青混凝土大壩和抽水蓄能電站等其它各類高壩也都有較快發展。

3、筑壩的重大關鍵技術不斷取得突破

中國三峽重力壩、二灘拱壩、小浪底斜心墻壩的建成,以及目前大批300m級高壩的建設,標志著中國在筑壩關鍵技術方面已取得突破性進展。一是大體積混凝土壩結構仿真分析、材料配比、施工技術等取得突破進展,成功建設了三峽工程2800萬m3大體積混凝土重力壩工程等。二是壩型比較研究取得新的進展,可使大壩建設更安全、更經濟、施工速度更快。三是在各種復雜條件下建設了大批的高壩工程,筑壩技術日益成熟。如小灣高拱壩、溪洛度高拱壩、吉林臺高面板壩等都建在高地震烈度區,新疆克孜爾大壩則建在活斷層上,這些大壩都取得成功。四是在各類壩型的地質勘探技術、導截流技術、地下工程施工技術、筑壩材料、泥沙管理等關鍵技術研究方面也取得了豐碩成果。

4、大壩安全得到進一步加強

中國政府高度重視大壩安全及安全管理工作。近年來,我國通過頒布實行《水庫大壩安全管理條例》、《水利水電建設工程蓄水安全鑒定暫行辦法》等行政法規和技術文件、推行水利工程管理體制改革和推廣應用自動化安全監測網絡新技術等一系列措施,落實水庫管理安全責任制度,強化水庫大壩運行安全的監督檢查,確保大壩的安全運行。特別是針對病險水庫大壩的現狀,1998年至*年,我國政府共投資408億元(其中中央政府投資219億元),對1803座病險水庫大壩進行了除險加固,消除了大壩安全隱患,恢復了水庫的基本功能。

三、大壩建設要更加關注生態問題

我國的大壩建設經歷了技術制約、投資制約、市場制約和生態制約四個發展階段。在筑壩技術水平不斷提高、綜合國力不斷增強、市場體制不斷完善的前提下,生態、移民等環境和社會因素對大壩建設影響越來越大。歷經數十年的大壩建設歷程和科學反思,21世紀的中國在大壩建設中將更加重視生態問題,走全面協調可持續的發展道路。

1、大壩建設中貫徹人水和諧理念

本世紀初,我國提出到2020年全面建設小康社會的宏偉目標。為了實現這一戰略目標,我國政府提出了以人為本、全面協調可持續的科學發展觀,其中重要的內容是建設資源節約型和環境友好型社會。我國的大壩建設,必然也會在科學發展觀的指導下,更加重視大壩對生態的各種影響,肩負起工程建設和生態保護的兩副重擔,實現大壩建設與生態保護雙贏、人與自然和諧的目標。

實際上,中國的大壩建設在人水和諧共處方面已經進行了多年的嘗試。上個世紀末我國提出了從工程水利向資源水利轉變的思想,其中核心理念就是約束人類自身行為,通過水資源的節約、保護和科學管理實現人水和諧。隨后又提出了健康河流的概念,并付注于大壩建設和運行的實踐。比如以黃河為例。上個世紀80-90年代的黃河下游,由于不利的來水來沙條件和過度的水資源開發利用,黃河持續斷流,斷流時間最長的1997年達226天,斷流長度達600多公里,帶來河床不斷抬升、河道嚴重萎縮等一系列生態災難。小浪底大壩建設后,我們把修復黃河下游生態作為水庫調度重要目標,通過上游水庫的調度運用,保證河流的基本生態流量,實現了黃河連續7年不斷流,修復了河口和下游的生態。為解決黃河下游河道的泥沙嚴重淤積問題,重塑河槽的行洪能力,自1999年底以來通過小浪底水庫的合理調度運用,使黃河下游河道發生了持續性沖刷,河槽過水面積不斷擴大,平灘流量由水庫運用前的約*m3/s提高到3500m3/s,逐步恢復了河道的行洪功能,成功地遏制了黃河下游河床淤積抬高。此外,通過水庫的調度運用,還成功實施了珠江壓咸補淡、引岳濟淀等應急調水工程,修復了河流生態,維護了河流健康。

2、大壩建設中妥善處理好移民安置問題

中國是發展中國家,今后一個時期,還需要興建一批水利水電工程,相應需要搬遷安置一批水庫移民。我國高度重視水庫移民問題,堅持以人為本,堅持水庫移民與全國人民一起共享發展改革成果,堅持工程建設、移民安置與生態保護并重,堅持開發性移民。最近我們國家出臺了新的大壩移民安置條例和新的移民后期扶持政策,把提高前期補償補助標準與加大后期扶持力度結合起來,把解決移民溫飽問題與解決長遠發展問題結合起來,把國家幫扶與移民自力更生結合起來,著力提高移民的創業和增收能力,實現庫區和移民安置區經濟社會的可持續發展,做到建好一座電站、帶動一方經濟、改善一片環境、造福一批移民。三峽工程120萬移民的成功案例就是最好的證明。

3、大壩建設要高度重視對河道、泥沙等方面的影響

在河流上建壩將阻斷了天然河道,改變河道的流態,在多沙河流還會改變泥沙傳輸規律,這是建壩帶來的重要生態問題之一。因此,我國的水庫建設規范規定,設計和新建水庫,必須研究河流的泥沙規律和排沙措施,研究大壩可能對河床河勢產生的影響以及防范的措施。對于已建大壩對泥沙和河道產生的不利影響,要通過水庫的改造和改變調度方式扭轉不利影響。比如黃河三門峽水利樞紐,因為建壩改變了河道的流態和輸沙規律,導致壩址上游河道泥沙嚴重淤積。為減輕水庫泥沙淤積帶來的不利影響,近期三門峽水庫通過采用汛期敞泄和非汛期控制水位運用,使水庫上游的泥沙淤積得到有效的控制。又如永定河上的官廳水庫自1955年運用以來泥沙淤積嚴重,為了控制壩前淤積,利用多沙水庫易發生泥沙異重流的特點,根據異重流的形成、發展和輸移規律,適時采用異重流排沙運用,既減輕了水庫泥沙淤積,延長了水庫使用壽命,又較好地保持了水庫的綜合效益。

4、大壩建設要注重生物多樣性保護

大壩將導致河流水文情勢改變,引起生物生存環境條件變化,對生物多樣性產生影響。我國堅持保護生態、保護河流生物多樣性的原則,從政策、法律、法規等各方面,要求在大壩建設的規劃、設計、施工、運行管理等各個環節,充分考慮河流生態保護的目標,真正做到"在開發中保護,在保護中開發"。比如,對于減緩和補償大壩建設對河流魚類生存的影響,要求在修建大壩的同時要建設過魚設施,或通過人工增殖放流補充生物資源量。再如通過調整大壩泄流方式,緩解低溫水下泄對河流生物的影響;通過改進水庫調度方式以改善水流條件,補償河流生物對特征水流環境條件的需求等等。

在21世紀可持續發展進程中的大壩建設,中國將堅持人水和諧的新理念,堅持建設資源節約型和環境友好型社會,走更加有序、健康和理性的發展道路。最后,我代表中國水利部對國際大壩委員會的所有成員長期以來對中國的支持和幫助表示衷心的感謝,預祝大會取得圓滿成功。