王維洛:水庫的困惑和無奈

德國多特蒙德大學工程學博士 王維洛

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【大紀元9月18日】 一、洪災過後便旱災

2003年7月,中國淮河流域汪洋一片,幾百萬人被迫離開了家園。接踵而來的8月,中國南方部分省區如江西、湖南、浙江、廣西等省出現了嚴重旱災,農作物受旱,河流、池塘、水庫乾涸,連城鄉居民供水都發生困難,災情相當嚴重,受旱災人口高達九千萬。如果不健忘的話,就在一、二個月前,這些地區都剛剛經歷了一場洪水災害。以湖南省省會長沙為例,夏初洪水沖垮了長沙的一段湘江大堤,差一點就要衝入市中心﹔八月的長沙旱情已從大旱上升到特大旱,長沙城區供水也發生中斷,一場歷史上少見的旱災已嚴重威脅到了650萬長沙百姓的生計。

記得1992年三峽工程上馬前,湖南省主要領導人陳邦柱曾寫過一篇文章,說是湖南人民盼望三峽工程早上上馬,這樣湖南省就不再受水旱之苦。如今三峽工程已經下閘蓄水,從建設時期進入了豐收的季節,但是湖南省在自然災害面前,卻變得更加虛弱。下幾場大雨便形成洪災,老天幾天不下雨,轉眼又成了旱災,真是先水深而後火熱。

可以說,2003年盛夏,江西、湖南、浙江等地的旱災有一大部分是人為原因造成的。浙江省和江西省的水利工程師都認為造成旱災的原因是”蓄水”不足,是”旱在水利”設施上。江西、湖南、浙江省等地是中國降水十分豐富的地區,降水分佈比北方或西部省份都有利。同時這裡也是中國水利建設最發達的地區,在水利數據統計上,”旱澇保收農田”面積也大。1949年以來這些省份都建造了許多水庫,浙江省有300多億水庫總庫容,湖南省也有300多億水庫總庫容,江西省的水庫總庫容略小,但也接近300億。從理論上說,如果這些水庫中的水都能聽人從容指揮調度的話,可以保證這些地區不受旱災之苦。

二、水庫的困惑和無奈之一

一些新聞媒介說︰這些地區的水庫乾涸,不能提供人們所需要的水。報導中後一句說的是實話,前一句就不很準確。如果仔細觀看一下這些地區的許多大中型水庫,儘管水庫的水位較低,但仍然是一湖綠水,水庫還有許多水。只是這些水庫不能提供給人們所需要的水,無論下遊地區已經是赤野千里。這就是水庫死水位以下的水,是不能聽從人們調遣的”死水”。這是水庫的困惑和無奈之一。

水庫的總庫容由有效庫容和死庫容兩大部分組成。比如三峽水庫的總庫容有393億立方米,其中有效庫容221.5億立方米,死庫容171.5億立方米。死庫容的作用是抬高水位以利於發電,以及作為泥沙淤積的場所。比如浙江省的300多億水庫總庫容中有近一半是死庫容,是不聽人調遣的”死水”。

三、水庫的困惑和無奈之二

水庫的有效庫容又由防洪庫容和興利庫容組成。防洪庫容顧名思義是為防洪而用,興利庫容是為經濟目的而用(發電或是灌溉或是供水)。三峽水庫的有效庫容為221.5億立方米,其中防洪庫容221.5億立方米,用於發電的興利庫容為165億立方米。讀者會發現,221.5億立方米防洪庫容加上165億立方米興利庫容,遠遠大於221.5億立方米的有效庫容。這裡重復計算了165億立方米的庫容。在中國水庫計算中,防洪庫容和興利庫容常常是重復計算的。而在德國工程規範中,不允許兩者重復計算。按照德國的規範,可能的結果就是三峽水庫的興利庫容為165億立方米,防洪庫容56.5億立方米,兩者之和為221.5億立方米。重復計算防洪和興利庫容,誇大水庫的功效,這導致中國水庫的困惑和無奈之二。

由於水庫的防洪和興利庫容的重復計算,在水庫運行中就會出現難以解決的問題,如果預測和決策出錯,必然造成有如2003年的災禍。為了防洪的,必須將水庫的水位降到低點,以保證水庫中有足夠的空間,可以在洪水期間攔蓄洪水或削減洪峰﹔但是為了保證發電和供水,又必須利用水庫的興利庫容,盡量多蓄水,多發揮經濟效益。水庫空間只有一個,兩個目標之間有矛盾,到底應該放水降低水位為防洪,還是多蓄水抬高水位以利於發電供水?什麼時候該放水?什麼時候該蓄水?

原則上是汛期到來之前將水庫的水位降低,留出庫容以防洪﹔汛期過後抬高水位多發電多供水。說起來容易,做起來難。中長期天氣預報的準確性不高,無法精確知道何時下大雨,何時又不下雨。要水旱從人,實在不容易。

2003年江西、湖南、浙江等省的汛期出現的時間較往年要早,當時水庫均還處於高水位,沒有能力攔蓄洪水。下了幾天大雨,水利部門擔心的不是下遊的洪水災情,而是水庫大壩的安全,所以命令開閘洩洪。這樣把去年和今春精心攔蓄在水庫中的水,加上剛下的大雨,一起通過大壩送到下遊去了。從洪水量來說,這是經過水庫調節而加大了的一場自然–人工洪水。經過這場洩洪之後,水庫的水位均處於低水位,留足了防洪空間,等待汛期洪水的到來。可是後來該在汛期出現的降雨卻沒有出現,江西、湖南、浙江等省接連30–60餘天沒有下雨。大家都期待水庫的興利庫容能發揮作用,能提供寶貴的水。但是水庫的興利庫容此時都當作防洪庫容用,正嚴陣以待地作防洪準備,無水可供,水庫又一次讓人失望了。

四、水庫的困惑和無奈之三

中國水利統計數據中的全國水庫總庫容高達5000千多億立方米,平均每人近400立方米,工程規模不能不算大。但是事實上卻沒有這麼大的庫容。第一,水庫總庫容數據多有作假。

例如,三峽工程初步設計審查總負責人張光斗就說,三峽水庫的防洪庫容沒有公布的這麼大,這點三峽工程論證技術總負責人也不否認。三峽水庫的庫容都作假,又怎能保證其他水庫數據不摻水?第二,即使一個水庫的庫容數據沒有作假,也只是一個非常暫短時間的狀態。由於泥沙淤積,水庫庫容不斷減小,但是這個庫容減小的變化,在水利統計數據上得不到反映。黃河三門峽水庫原設計總庫容為647億立方米,後來改為354億立方米,而現在保持的有效庫容只有60億立方米。

五、水庫的困惑和無奈之四

中國水庫困惑和無奈之四就是水庫大壩中病險水庫多,難以發揮所謂的工程效益。以江西省為例,全省病險水庫1627座,其中大中型水庫中病險水庫佔44%之多。江西省最大的水庫之一隻(木加只)林水庫就是一個著名的病險水庫。病險水庫大多是由於水庫大壩選址有誤、工程設計出錯或是施工質量有嚴重問題的水庫大壩,主要問題有如,大壩基礎失效和漏水,溢洪道能力太小,大壩裂縫和滲漏,邊坡塌方或壩體塌方,水庫泥沙淤積嚴重等等。江西省的只(木加只)林水庫就有設計錯誤和施工質量的問題。

雖然在統計數據中這些水庫有很大的庫容,但是到關鍵的時刻不但不能發揮作用,而且還會造成重大災禍。據國家防汛抗旱總指揮部江河處副處長劉玉忠介紹,從五十年代到八十年代,全國一共潰壩二千七百九十六座。根據筆者掌握的資料,九十年代平均每年潰壩為三十座。

2003年七月初。淮河上遊八大水庫突然洩洪,迫使王家壩分洪,就和病險水庫有關,很可能有中小水庫潰壩。

七月上旬,水利部部長汪恕誠發表講話,特別強調要保證水庫大壩安全通過汛期。江西、湖南、浙江、廣西等地的水庫在接到命令之後,紛紛把水庫中的蓄水放空。由於水庫突然放水,造成了大壩下遊居民的重大經濟損失,出現下遊居民和水庫管理部門的正面衝突。

六月底江西宜春市石上水庫、曾家橋等多處水庫堤壩出現險情,省長黃智權急忙坐鎮省防汛總部聽取情況匯報,安排立即將蓄水放空。一個月後,黃智權省長又要為在同一地區出現的旱情、水庫中沒有可調用的蓄水而煩惱萬分。浙江、江西、湖南等省的水利工程師認為,除了高溫少雨等自然原因之外,水庫庫容調節的錯誤決策導致了盛夏時節嚴重乾旱和缺水。

1975年河南省板橋等水庫潰壩,造成世界水庫歷史上最大的災禍。那次事故之後,中國政府就開始對水庫大壩質量進行了一次普查,結果是神州大地上的三分之一的水庫大壩是”不安全”的,從1975年起,政府就拿出一筆大於中國教育經費的投資來治理危壩病庫,歷時28年,結果如何呢?到2003年,情況還是沒有任何改觀,反而更加嚴重。水利部最新的統計數字顯示,現時的危壩病庫依然佔水庫總數量的三分之一強。23年來,這個三分之一的比例未變,但是由於水庫大壩的總數有增長,有質量問題的水庫大壩的總數也水漲船高地增長,現在共有三萬零四百一十三座”病險”水庫!人們不禁要問︰為什麼有大筆投資,卻沒有投資的效果?這些投資是否都用到危壩病庫的治理上?

六、水庫的困惑和無奈之五

水庫大壩工程的經濟使用年限有限,這是水庫的另一個困惑和無奈。中國新聞媒介總是用”千秋萬代”的一詞來描述水庫大壩工程。三峽工程是千秋萬代﹔小浪底工程是功在當代,利在千秋﹔潘家口水庫大壩(引灤入津工程的源頭水庫)是造福子孫萬代的工程……其實水庫大壩的經濟使用年限只有50年到100年。中國有一半以上的水庫大壩是在50年代,特別是在大躍進時代建造的,現在都到了經濟使用年限的後期,面臨的出路是兩條,一是報廢,一是投資更新改造。

美國已經開始拆除了大壩,中國還沒有這個計劃。其實黃河三門峽水庫早就應該拆除,最近幾年陝西省人大代表、政協委員都提議拆除這座大壩。但是拆除大壩會影響當時決策者的形像,也影響未來大壩的建設,所以堅持不拆。要更新改造,需要大量資金,又拿不出來。在今後很長一段時間內,中國人必須和這些高風險的水庫大壩相依為命。

七、水庫的困惑和無奈之六

最後,水庫的困惑和無奈來自水庫的管理體制。1989年水利部改革水庫工程管理機制,實行水庫承包責任制。簡單地說,國家和水庫管理部門簽訂承包合同,水庫管理部門職工的工資(職工收入中的一小部分)由國家支付,而獎金等(職工收入中的一大部分)則要靠水庫管理部門通過綜合經營來獲得。綜合經營獲利多,則水庫管理部門職工的實際收入就多。

但是建設水庫工程的目標(防洪、發電、供水等),特別是防洪目標,和水庫承包者的經濟利益之間就存在矛盾。一般來說,水庫中水多,水庫承包者能獲得的經濟利益大﹔水庫中水少,綜合經營的餘地也小,承包者能獲得的經濟利益小。雖然在承包合同中規定,在防洪期間,水庫庫容的調度權歸國家和省抗旱防汛指揮部和水利部,但是由於汛期前的放水倒空庫容的措施,不符合水庫承包者的經濟利益,執行起來往往不力。同樣,水庫承包者和水庫大壩下遊人民的利益也會產生矛盾,這樣也導致了下遊需要水時,水庫偏不放水﹔下遊不需要水時,水庫卻又拚命放水。淮河地區的受災難民是這樣形容水庫的作用︰當嬰兒餓的哇哇叫時,母親偏偏沒有奶﹔當嬰兒吃飽時,母親的奶水亂流。

水庫工程屬於國家的基本設施,關係到國計民生。現行的水庫承包責任制度,不能保證水庫工程目標的實現。承包者具體控制的水庫運行,往往是從追求承包者的最大經濟利益出發,而不是從建設水庫工程的目標出發。”三個代表”理論中的最後一個就是代表人民的利益,現行的水庫承包責任制度,代表的根本不是人民的利益。

2003年中國江西、湖南、浙江等地先洪災後旱災,先水深後火熱,原因之一就是如何利用水庫庫容的決策錯誤所造成的。由於水庫大壩規劃中工程目標互相矛盾,水庫庫容重復計算,使得決策的難度和出錯的幾率大為提高。而中國水庫大壩的存在工程質量問題又使得決策的風險更大。

(BBC)(http://www.dajiyuan.com)

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