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第三章优化环境第五节建设水利PAGEPAGE234第五节建设水利中国的水循环、水环境、水资源、水灾害,复杂多样,时空分布不均匀。江河水流,包括有流、无流,内流、外流,长年流、季节流等类型。有些江河水流,明显随年度周期变化,绝大部分集中于夏秋丰水时节,水质好、水能多,容易泛滥成灾;冬春枯水时节,水质差、水能少,难以满足供水、航远需求。因此,适当建设水利、完善水循环、优化水环境,再生水资源,防治水灾害,非常重要。但是,采用不能循环再生的工程措施,控制、调节经常循环更新的地表径流,颇不协调。因为,地表径流随周期、地区变化,是自然规律;生物、非生物已适应,也需要这种自然规律。全世界也没有降水、径流时空分布均匀的地区。水资源人均分配少,时空分布不均,并不只是中国的特点。现在水资源时空分布严重不均,是超常规增长城镇人口,跨越式发展传统经济,滥用工业技术造成的。例如,过渡减少植被、农业灌溉、硬化地面、地下作业、水利建设,违背客观规律,超过自然环境的承受、调节能力。不对具体事件进行具体分析,不分是非曲直,笼统强调、改变水资源时空分布,不公正、不切合实际,往往无效,甚至适得其反,形成恶性循环。历史上也曾在水分循环、生态系统承受,应变范围之内,采用工程措施控制、调节江河水流,获得明显效益。例如,灵渠、都江堰采用三七、四六安全分水古制,运行两千多年仍未衰老。有些水利工程过渡开发,掠夺使用,“吃干榨尽”水资源,运行四五十年即寿终正寢,甚至造成“有河皆干,有水皆污”灾难。正反两方面的经验教训告诫人们,遵循生态优先原则,恢复森林植被,充分完善水循环,切实优化水环境,合理再生水资源,有效防治水灾害,才是符合客观规律、科学治水的正确目标。我们着重讨论工程措施的目标选择,负面影响等认识问题,加深理解,改进作法。一、目标选择水利工程类似于朴素真理,超越合理范围即成为谬误。水利工程在自然演变,人类活动的合理范围,可以选择众多目标。三峡工程经长期研究,反复论证,确定防洪为主要目标。中国深受洪灾之苦,人们常将洪水比作猛兽,并称“水火无情”。历朝历代的统治者,都把兴水利、除洪害视为安邦定国、坐稳江山的根本大计;各时各地的官员们,也把防洪、赈灾作为晋升之阶、福禄之源,连绵不绝。由此派生一些矛盾现象,引发诸多深入思考。一方面,五千年的文明史,包括抗洪史、水利史;一方面,为什么经过五千年的努力,修了那么多,那么大的水利工程,还解决不了洪害问题,而且,越来越严重,到何时,何种程度才是个头呢?何时才能根除洪灾,结束防洪呢?现在,新建每项水利工程的第一理由,几乎仍是防洪,这就颇值得深思。我们曾为古代的灵渠、都江堰、大运河等优秀水利设施感到骄傲、自豪;确为近代的板桥、石漫滩、龚咀、三门峡等劣质水利工程感到羞愧、耻辱。这是为什么呢?今人不如古人?现代科技、黑色文明不如古代农桑、黄色文明?猛兽越来越少,水害越来越多。在治洪防灾的认识、组织、措施上,是否有真与假、虚与实、全面与片面、科学与愚昧、师法自然与征服自然等差别?是否存在政治化、经济化、名利化的倾向,或两种意识形态,两条路线的斗争?在市场经济中风行的一些怪论、更值得商榷。(一)洪水频率有的文献前面说:“从公元前206年至1949年,2155年间中国就发生了1092次较大洪水,平均约两年就要发生一次。”“进入本世纪90年代,洪水灾害更是经年不断,6年中就有4年发生大洪水或特大洪水,一些地区甚至一年之内连遭两三次洪水袭击。”后面却议“水利专家警告说‘中国已有多年未发生全流域范围的大洪水了’。因此,长江、黄河等发生大洪水的概率正在迅速增大。”显然前后矛盾,夸大其害,不符合事实、逻辑。公元前206年的中国,不同于20世纪的中国。由于灾荒、战争、改朝换代,历代水文资料并不完整、准确、规范、系统。三峡库区,涪陵白鹤梁石刻的1700多年枯水位记录(由此推测洪水变化),约为10-13年一个周期,与太阳活动周期近似。局部地区的洪水也不同于全流域,全中国的洪水。20世纪长江才有较多水文站,仪器设备观测记录,也是许多人亲身经历的时期,发生大洪水也只有1931、1935、1954、1998年几次,水位、水量、范围、损失也不一样。1998年长江大水之后已经7年,并未再发洪灾;当时的洪水也未“冲垮”整个国民经济的格局和社会安定。长江干流上(宜宾至河口段)已建设54座大桥,并未影响泄洪。由此也否定了洪水妖魔。现在的基本水害,不是水多洪涝,而是水少干旱、水脏污染、水乱地质灾害。即“有河皆干,有水皆污”等现象。否则,为什么在“引滦济津”、“引黄济津”之后,又加快建设东线,中线“南水北调”,“引江济北”工程呢?因此,不宜拉洪水作虎皮,借以吓人、假公济私;要统筹淡水资源,蓄泄兼顾。三峡工程以防洪为第一目标,着重拦蓄、调控长江上游汛期洪水。为了减少泥沙淤积,还要完成近于矛盾的“蓄清排浑”任务。同时,长江上游各支流,多是高中山地的降雨、融雪江河,流经山地、重力、流水、岩溶等地貌,集水区,还有多种湖库、桥梁、人工建筑、人类活动影响,水文特性颇为特殊、复杂,构成诸多困难。治水防洪,需要正确理论,实践经验,更需要分析研究长期科学观测数据。但是,长江上游各支流的气象、水文、地质等观测站点,组建晚、人员少、装备差、江河资料一向非常不足,普遍缺乏上百年的观测数据。对于防治百年、千年一遇洪水,诚属巨大挑战。为应付急切需要,常使建设计划带有几分猜测与冒险,引发诸多相关问题。这也使人们怀疑工程拦水防洪的有效性、可靠性,信赖程度。因此,应抓紧时间观测、收集、分析、研究江河资料,修正已有的设计、建设项目。(二)洪灾成因许多水坝建设者提出的主要理由之一,是防止洪水泛滥。然而,在没有认识洪水成因、性质、规律、功过的情况下,盲目筑坝建库防洪,往往事与愿违,事倍功半。洪灾是短时间内增加的水量,超过江河湖库的容量,溢出堤岸流往更低地方现象。因水多淹没,水快冲击,造成破坏、损害。洪水成因,包括自然演变、人类活动两大部分。自然演变主要是暴雨、豪雨或冰雪快速消融形成的巨大水量。长江流域大部分处于亚热带,冰雪快速消融形成的水量较少。因此,洪灾主要由连降暴雨、豪雨形成。另外,长江流域的降雨、蓄水过程,是先下游,后中游,再上游,便于预防。若下中游排水不畅,蓄水较多,上游再来洪水,才会造成全流域洪害。本来,中国在隋唐时期,已建成、完善南北大运河,贯通钱塘江、长江、淮河、黄河、海河五大水系;解决东部临海平原蓄、排水,以及南水北调等问题,形成大唐盛世。早于美国南部临海运河上千年,显示伟大的聪明才智。可惜,被众所周知的原因破坏,造成难以恢复的后果。人类活动主要是滥伐上游流域森林,滥垦集水区土地,无限扩大硬化地面,建设、管理水库不当。水库蓄水,占据河道容量,相当于长期处于洪水淹没状态。再有暴雨、洪水、垮坝、决口,没有泄洪时间、空间,更易增大水量,泛滥成灾。2004年7月,台湾、云南暴雨,形成洪水,冲毁多座水库,加重洪灾,即是明证。中国大陆中部,海河、黄河、淮河、长江中游,水利工程最多的地方,也是水多、水少、水脏、水乱的地方,岂不是事与愿违的咄咄怪事吗?大量事实说明,洪水形成的横流,是水分异常循环,暴雨对人类滥伐森林、征服自然的一种反应,是江河的一种自然流动状态,是江河要夺回属于它们的水道、流域、植被、森林。特别值得注意的是:洪泛区往往是水量丰沛、土地肥沃、物产富饶、经济繁荣、文化发达、人口众多、城镇林立,很少污泥浊水的地区。远比那些不泛滥洪水的地区好得多。换言之,洪水有害有利。重要的是用更好的非工程措施,化害为利。人类把江河的自然流动当作病态来治理,试图用堤坝来过度拦堵水流,把它们泛滥的平原变成农田、城镇,为此付出了高昂的代价,接受了沉痛的教训。早先10多年一次,一般七八天的洪水,如今变成三五年一次,大概是四五十天的洪水。这不是控制洪水,而是转移洪水威胁机理。因为洪水不能顺畅流动,也不知流向何处。同时,为了控制、调节几十年、上百年一遇,只有几天的洪水,却用工程技术、钢筋混凝土,把人们、水流、自然环境,无情控制、关押几十年、上百年。而工程堤坝的寿命,常常预计偏高(上千年、过万年),实际达不到设防年限;让人们放松警惕,放弃其它设防措施,不能保证人们生命财产安全;甚至在短暂的建设、使用过程中,即造成更大的损失。因此,更值得检讨。(三)水道功能有的论述称“悬顶的河流,萎缩的湖泊,防洪、蓄洪、行洪、泄洪能力日趋衰减。”但是,过去这些水道、水库的抗洪防洪能力也不强。“较大的洪水,平均约两年就要发生一次。”不然,为什么还要新修那么多水利工程呢?问题是新修的水利工程也没有发挥水道、水库作用,没有发挥预期效益。特别值得注意的是,“有计划大规模的围湖造田运动,不断蚕食湖面”,也是经过立项、论证,批准的,并且“为从湖泊手中夺来了大片田地而欢天喜地,庆功不已”。显然,以一贯正确自居,批评抱怨,灌后悔药,作事后诸葛亮,用今天否定昨天,恶性循环,原地转圈,还是进步不了。平心而论,当时“有计划”的农业经济,比现在“无计划”的市场经济,严肃认真多了,环境损失也少多了。新增水库、污染、建房面积,远远大于围湖造田面积,单纯责难围湖造田,忽略新增水库、污染、建房、占地,也是不公正的,于事无补。围湖造田还多少有些自然因素,水生、湿生、季节性植被,还有些缓冲、调节作用,其它工程措施就很难说了。因此,要吃一堑,长一智,作前瞻研究,事先评估,防患于未然,治乱于未始。多瑙河是工程化最高的河流,最严重的例子。过去,它蜿蜒流过广阔的洪泛区。如今,到处是钢筋混凝土的堤岸、水闸、渠道、拦河坝、水电站等控制水流设施。它不再是一条具有自然调节能力的河流,而是一条由人类精心安排的水道,以过去两倍的速度,在8米深的河道里流淌。河水变得特别汹涌,增大洪水威力。任何一处决堤垮坝都会造成更大灾难。(四)决堤垮坝堤坝溃决,常指大水冲破堤坝,迅速泄水,不能蓄水。多由自然演变,渐进式渗漏、管涌、突水等发展引起,有“千里之堤,溃于蚁穴”之说;或由人类活动,突发式炸坝决堤,以满足国防、抗洪、分流、泄水等需要。大中型水库、历来是国家防洪安全的重中之重,丝毫闪失,都会带来灭顶之灾。一般认为钢筋混凝土建造的坚固水利工程,因堤坝溃决缩短使用寿命的机率很小,这是很危险的错觉。因为,基数很大,仅长江中游就集中了约4.8万座大中型堤坝,若按万分之一机率估算,每年就可能有4-5座堤坝发生事故。若以千分之一机率估算,即可能有40-50座堤坝发生事故。几乎所有的水坝都高估了使用寿命,30%的水坝有病险隐患,已达到使用年限。因此,美国在20世纪拆除的水坝多于新建的水坝。另外,坝肩和库区岩土先行垮塌,迅速泄水、分流,同样使水库失效。再有,水坝的几何尺寸越来越大,结构越来越复杂,功能越来越多,可能造成损坏,失效的因素,也越来越多。水利事业在一定条件下,与社会生产力相互促进,共同发展,不断变化。几千年来,人们在许多江河上用石头、泥土、木材建设低坝。1900年以前,世界上没有一座超过15米的高坝。1931年4月至1936年3月,经济大萧条的高峰时期,美国在北美洲最酷热的地方,内华达州与亚利桑那州之间的科罗拉多河布莱克峡谷,由一天拿4美元工资的人们,用5年时间,建成当时世界上最高的重力拱坝――胡佛大坝。坝高221米、顶长379米、顶宽13.7米、总库容352亿立方米,总装机容量134.5万千瓦。在防洪、灌溉、发电、供水等方面发挥巨大作用,为开发、建设美国西部各州作出突出贡献。它竣工投产后,世界各国掀起筑坝建库热潮。人们普遍认为,筑坝建库是治理江河、开发水利、实现一水多用、综合效益的好办法。到1950年建成5270座水坝,中国有两座。据国际大坝委员会1986年登记,坝高15米以上的大坝约36562座,中国不少于18820座,其中,坝高在200米以上的水坝有26座。近100年来,地球上几乎每天建成一座大坝。20世纪末,全球拥有4500座高坝,中国有2200多座,占50%左右。如今,建设水坝的速度正在放慢,原因是多方面的。主要是:发达国家值得建坝的河流、河段,已所剩无几;已建水坝改变了原来河道的性格、当地气候、生态系统,以及维持几千年文明的水流模式;大型水利工程严重失误、失事,造成巨大的损失和灾害;过量开发水土资源或未进行有效保护,已造成严重恶果。例如,大量侵占江河湖泊,降低防洪能力;滥伐森林、滥垦草原,加剧水土流失;工矿农业排放有毒有害物质、能量、污染水源;超量开采地下水,造成水源危机。因此,水利又面临新的课题。环境学家开始计算成本、评价利弊。世界银行曾经出钱为发展中国家建造许多水坝,如今持怀疑态度。国际自然和自然资源保护联盟认为,水坝经常是个“彻头彻尾的坏东西。”水坝像其它事物一样,在发挥正面效益的同时,也积累负面危害,经历发生、发展、消亡过程。还可以借助其它学科知识,找到更多原因。江河与生物一样,和气候、山脉、土地、树木、湖泊等等构成生态系统。人类单方面任意索取、掠夺自然,超过环境的承受、调节能力,都会造成不可估量的损失。建设水利工程,施工时钻探、爆破、挖掘、回填、突发性改变地形地貌,造成应力、裂纹、隐患;运行中承受巨大的水体重量、压力,引发地质、地震灾害。我们从一些垮坝溃决事故中更能看清众多问题:1959年,法国马尔帕塞高66米的双曲拱坝失事垮塌;1975年8月,国内淮河上游大水冲毁板桥、石漫滩两座大型水库,82千米京广铁路,淹没1500万亩土地,夺走万余人生命,在中国水利史上留下极为惨痛的一笔;美国自1930年以来,已发生100多起灾难性的溃坝事故。1976年,蒂顿河上的蒂顿大坝没有完工就塌了,洪水冲毁三座城镇和成千上万英亩农田;1982年,亚利桑那州科罗拉多河上格伦峡谷大坝,部分溢洪道被洪水冲垮,“洪水以每秒2000吨的速度(流量)从溢泄道咆哮而出。大坝两侧的出水口犹如飞泻的瀑布,在人工控制的河流上从没有见过如此壮观的情景。6月6日传来雷鸣般的响声,喷涌而出的河水渐渐不守规矩。从溢洪道口流出的洪水呈稀释过的血红色,里面夹杂着石块和混凝土碎块,仿佛大坝受了伤;年月,意大利由世界水利权威专家、机构设计、建造的依瓦昂大坝、水库,因大规模滑坡等地质灾害,使坝肩溃决、水库报废,震惊了坝工界。拦河大坝还屹立在河谷,成为供人们凭吊、吸取教训的残骸。1998年夏季,长江流域发生特大洪水,九江市的防洪堤岸决口,淹没半座城市,历时几十天,造成重大损失。(五)城市设防有文献说“中国5万多条较大河流中,竟然有80%是不设防的。”“611个有防洪任务的城市中,424个城市的防洪能力根本达不到国家规定的最低标准,另有70多个城市干脆就是不设防的城市。”怎样设防呢?没有说。按一般理解,就是修筑堤坝、硬化河道等工程措施。然而,经过40多年努力,建成8.5万座大中型水库,数万座水闸,加固24.6万千米堤防。数量之多、规模之大、密度之高,都是空前的、一流的、开过庆功颁奖大会。但是,设防工程最多的地区,也常是水患最多、最严重,事与愿的地区。设防工程质量低劣、管理不当、极不配套、年久失修、无力改造、寿命仅四五十年即无法启用,还能信赖这样的设防工程吗?还能防治几十年、上百年一遇的洪水吗?特别令人痛心的是,有些设防工程已是贪污腐败的温床、重灾区。2003年6月25日,审计署向全国人大常委会报告一批违规大案,一场严查乱管理、乱投资、违规挪用资金的“审计风暴”随席卷全国。2004年6月23日,审计署再次向十届全国人大常委会第十次会议提交一份让人触目惊心的“清单”。其中,有“长江堤防再现‘豆腐渣工程’”,救灾款竟成“唐僧肉”。部分施工单位买通建设和监理单位,弄虚作假、偷工减料,水下护岸抛石少抛多计,水上护坡块石以薄充厚,工程质量令人担忧。抽查5个标段发现,虚报水下抛石量16.54万立方米,由此多结工程款1000万元。目前,部分堤段的枯水平台已经崩塌;抽查11个重点险段发现,水上块石护坡工程不合格的标段达50%以上。另据披露,原国家电力公司领导班子决策失误,造成黑洞,吞噬二百亿元,被媒体喻为天文数字。2005年1月18日、24日,国家环保总局两次宣布停建13个省市的30个违法开工项目名单,三大设防工程出现在该名单的最前端……掀起“环保风暴”。人们还能信赖这样的管理体制、设防工程吗?当然不能“因噎废食”。但总不能没有一点改进,永远过度自负,坚持下去吧!(六)法治与心治在长期抗洪抢险,遇到阻碍、困难的日子,法学家建议用一部法律、依法治水,一切问题都迎刃而解,天下太平。1998年1月正式实施《中华人民共和国防洪法》后,当年多条江河出现全流域的大洪水,《防洪法》似乎没有发挥预期效力。有人又发现“仅有法制的堤防是远远不够的,我们还须筑起人心的堤防,理智的堤防。”这种能言善辩,似乎比“诺亚方舟”还要神乎其神,虚无缥渺、自然也难以获得响应,永保平安。人们正在推广河南省竹林镇,大洋洲新西兰的做法,植树造林、保水固土,只希望少一些拆迁、破坏、打忧。二、坝库寿命人类创建的工程,是无生命的实体,不能自行再生,都有时间经历,总要回归自然。坝库是人类建造的蓄水湖泊,与天然湖泊一样,也遵循发生、发展、消亡规律,有不同的服役期,使用年限。灵渠、都江堰等无坝引水工程,按三七、四六安全分水,在江河水系,生态平衡的自然调节范围之内,符合经常维修,可靠性规律。运行两千多年,持续发挥巨大作用。而20世纪50年以来建设的8.5万座坝库,绝大部分不符合可靠性规律,使用千年。已有三分之一以上年久失修,丧失预期功能,并使相应江河湖库水域萎缩、污染、断流。正反两方面的经验教训,促使人们深入研究科学治水的重要性、必要性,以及延长寿命的方法、措施。(一)判断标准坝库的寿命,一般根据河流筑坝建库前后的状态,是否达到、保持预定目标判断。坝库常因自然演变,人类活动造成严重淤积、渗漏、溃决不能蓄水;或拦蓄的是污废水,不能使用或降低使用要求;不能发挥防洪、发电、航运、供水、灌溉、养殖、旅游等预定效益或少发挥预定效益;或潜伏巨大病险,可能造成灾害,威胁环境和众多居民生命财产安全;或因抗灾泄洪、战争国防需要,炸毁废弃,恢复到天然河流状态,结束坝库生命。(二)人为因素坝库缓慢消亡或突然毁坏,结束服役,都倍受人们关注。希望它们在长期治理、开发、利用、保护江河中发挥有效作用。但是,多种人为相关因素影响坝库寿命。特别是质量低劣、管理不当、陈旧老化,更是缩短坝库寿命的“老大难”问题。经常保养维修、更新改造,又常因资金严重不足,难以维持预定功能。1、重庆的坝库大多建于20世纪50、60年代,运行40、50年即陈旧老化。由于维修资金严重不足,部分坝库呈现“病态”。2002年5月入汛以来,连降大雨、暴雨,频繁发生洪灾,险情严重。投入5500多万元,修复48座损毁水库,加固87座病险水库。重庆主城区有6座库容在1000万立方米以上的中型水库,处于暴雨频发区,洪水陡涨陡落。坝高不够,坝体开裂渗漏,放水设施老化,已有10多年病史。其下游紧邻重要交通干线、厂矿、企业、场镇、人口密集居住区,一旦垮坝,将造成毁灭性损失。因此,曾采取降低蓄水位、空库渡汛等措施防灾害。但是,影响123万亩农田灌溉。1999年开始进行加高、加固、排危工作,渝北区新桥水库已摘掉“病帽”,2004年“医治”好巴南区南彭水库,计划在2010年前整治完其余水库。2、广东的坝库2002年12月9日《南方都市报》A13版载:广东省现有22(30)座大型水库,266座中型水库,大部分建于20世纪60年代。运行约40年,经技术鉴定有6座大型、172座中型水库潜伏病险,分别占相关水库的27.2%、64.6%。实行双重领导责任保险制度一年多,减少病险工程,大型水库降至3座,中型水库降至107座,限期于2003年全部脱险。重庆、广东的水库状况表明,运行40-50年即出现病险隐患,若三峡水库也发生类似问题,效益、弊害、寿命如何评估呢?3、水体污染中小型水库的水质,由于人类活动严重恶化,不能使用,被迫报废,或花巨资、很长时间进行治理,事例很多,累见鲜。治理滇池、太湖、淮河等水体污染,已经历很长时间,花去巨额资金,效果尚不理想,水质还有反复,相当于失去许多功能、寿命、使用价值,近期亦无明显好转趋势,殊为可惜。三峡水库因严重污染、停止使用的可能性很小。但是,高坝大库容易形成城镇经带、沿库污染带,存在水温、输沙量、有机物、大肠菌群、溶解气体、脉动泄流量等水质指标,达不到环境生态要求,预期效益目标,以及降低使用要求,缩小使用范围的可能性,要及早防范、调节控制,保持水质良好、稳定。避免获得短时的经济增长,丧失长久的优美环境。4、设备老化坝库中的泄洪和航运闸门,发配电和输变电设备,起重运输机械等无生命,不能自行再生的人为设施,都可能因运行磨擦、磨损、腐蚀、疲劳、老化、意外事故损坏,丧失服役能力,不能发挥预定功能、效益。这些设备的使用寿命,一般为25-50年。有些运动部件的寿命只有几千、几万小时,有些动作部件的寿命只有几万到十几万次,有些附属设施,如公路的寿命只有一年或几年,一般水泥制品的使用寿命约70年,以后逐渐风化、粉化,降低强度,退出服役。……意外,提前损坏的部件,可能影响整套设备运行;或者,为保证整套设备安全经济运行,提前检修,更新主要部件,缩短使用寿命。这是不能回避的问题。(三)自然演变影响坝库寿命的自然演变因素很多,我们只能选择重要因素简述于后。1、水沙冲淤库区内外的物质、能量,显著改变库盆形态。库岸长期受库水、波浪冲刷、搬运、沉积,逐渐变形。凸岸受侵蚀而后退,凹岸因淤积而填实,库岸由曲变直。组成库岸的岩土种类、性质、产状、风化程度,裂隙发育程度,水土流失状况,滑坡、崩塌、泥石流等分布、规模,控制库岸演变过程。库岸的形态、高度、坡度等影响其演变速度。库岸越高越易崩塌,越低越稳定;岸坡小于45°,波浪爬高与坡度成正比,控制浪蚀洞的发育高度。库底随不同时空分布的自生、外来物质,推移质(卵石、砂砾)和悬移质(细砂、淤泥)的冲刷或沉积而改变,并与库盆形态、库流、波浪的水动力特性密切相关。沉积物的时空分布,随降水和径流的年内分配、年际变化,沉积速度也各异,一般夏秋两季沉积较厚,冬春两季沉积较薄;丰水年沉积量大,枯水年沉积量小。空间分布包括:纵向,一般是从库尾至库首,由粗变细。三峡水库是狭长条带形河谷水库,因汇入众多大小支流、沟谷、滑坡、崩塌、泥石流,使纵向沉积分布趋于复杂,甚至局部河段碍航;横向,一般从库岸向库心由大变小;垂直,一般从下向上由粗变细。由于各种物质不断沉积,库底不断加高,使库水变浅,影响水运、发电、防洪、缩短寿命。通常用多年平均径流量和悬移质含沙量来计算输沙量,水库淤积率或库容损失率,以及水库寿命。它们取决于四个因素:即水库控制流域面积;影响产沙与输沙的流域特性;库容量与径流量之比;水库运行方式、冲排沙状况。显然,水库控制流域面积越大,来沙量可能越多;气候与地质状况不好,产沙与输沙量亦可能较多;库容小、径流大、容易淤满;经常冲沙,难以淤积。“蓄清排浑”淤积较慢,运行较长时间。有些水库的淤积速度快于计算值,寿命较短;有些水库则慢于计算值,寿命较长。不同地区、特性河流上的水库淤积,还与其它因素相关。如冰雪消融性河流,挟带的泥少很多,年均库容损失率约3.8-10%,约10-30年即恢复到天然河道状态。坚实基岩、湿润气候地域的库容损失率约0.005-0.12%,较少;易冲蚀性岩土,湿润气候地域的库容损失率约0.31-2.82%,较大;易冲蚀性岩土,半干旱气候地域的库容损失率约0.002-10.375%,范围很大。另外,研究资料表明,植被良好的过渡区为0.30%,高山平坦区为0.52%;植被稀疏的低洼区为8.03%,陡坡过渡区为37.5%。统计文献表明,有些小水库的年均库容损失率约2.5%,4年后达10%,40年后的蓄洪能力降低,洪水通过溢洪道直接下泄,丧失防洪寿命。有些中型水库30-80年淤满死库容,河流的洪峰流量恢复到天然状态。有些大型(如三门峡)水库,淤积河段不断延长、库区洪水位和地下水位持续抬高,只好降低水库水位和预定目标运行,减少蓄水量和发电量作业,流域内植被良好或多为基岩的大型水库或径流型小水库,很小泥水淤积,每年库容损失率不到0.01%。可长时间维持稳定的水文条件。不过,这样的理想水库很少,防洪效益,必要性很低。三峡库区的水沙冲淤状况,为许多人关注。它有一些减淤条件,如库容很大、基岩较多、豪雨较小、植被正在恢复,可利用“蓄清排浑”降淤除沙等等。但是,也有许多增淤因素,如流域面积和径流巨大,有部分裸露黄土地、石漠区、产沙区、水土流失严重,缺乏分段拦蓄泥沙的大中型水库,正在建设的移民城镇,基础设施及其弃土废渣较多,尚待治理的滑坡、崩塌、泥石流等地质隐患也很多。因此,其库容损失率、泥沙淤积寿命,尚难定量确定。有些专家、学者的缩微模型试验研究,预测三峡水库运行80-100年达到“冲淤平衡”,寿命很长。但是,尚需实践验证。并且,需要严格实施许多防淤措施,达到试验研究的理想状态。然而试验研究的理想状况、运行方式,人们并不清楚,难以配合实施。按常规方法测算,三峡水库的多年平均径流量为4500亿立方米,江水含沙量为每立方米1.2千克,每年淤积4.5亿立方米或5.4亿吨泥沙。总库容393亿立方米减去防洪库容221.5亿立方米,剩余库容171.5亿立方米,在38年左右淤满。若总库容393亿立方米减去兴利库容165亿立方米,剩余库容228亿立方米,在50年左右淤满。若江水所含泥沙仅有一半或三分之一淤积在库内,也会在100-150年后淤满,不利于防洪、兴利。显然,这是很粗略的单因素估算,忽略了许多有利、不利淤积的细微因子,不一定准确。但是,若将有利、不利因子相互抵消,仅作定性判断,仅从发挥防洪、发电效益衡量,肯定要受到相当影响。龚咀、三门峡水库泥沙淤满的时间还要小于这些数据,距今并不遥远,人们也没有忘记。三峡库尾的泥沙淤积、障航状况,亦不容乐观。重庆朝天门港区的沙嘴,在天然河道汛期,虽有长江直流冲刷、搬运,仍有局部顶托、回流作用,在嘉陵江口形成沙洲,影响船舶停靠;在枯水时显露,突出清除利航。成为库尾,降低流速后,减弱长江、嘉陵江水流的冲刷、搬运作用,形成“翘尾巴”现象,更可能碍航。三峡库区的长江干流,在天然河道状态,已形成巨大的珊瑚坝(曾建飞机场)、流来观(建道观)、中堡岛(曾种庄稼)、葛洲坝等江心洲,以及许多漫滩、边滩、阶地,似乎并未达到“冲淤平衡”。另外,规划在长江上游兴建溪洛渡等水库拦蓄泥沙,减少对三峡水库的危害。同理,三峡水库也能拦蓄泥沙,淤泥成灾。现有长江流域的泥沙淤积、缩小,湖北、湖南的洪湖、洞庭湖等湖区,扩大江苏的长江三角洲地域,而今转移到三峡库区,不造成大的危害,似乎不合常理,难以理解。退一步说,三峡库区达到“冲淤平衡”,恢复为天然河道,岂不失去兴建三峡工程的意义,再怎样救洞庭湖呢?因此,对于三峡水库的泥沙淤积寿命,要继续研究观测、调节控制,特别要做好退耕还林、退牧还草、恢复植被、保持水土等优化环境工作,争取减少危害,延长效益。2、坝库渗漏主要指库水在库盆岩土空隙中流动,地表水转化为地下水,再转为地表水等现象。贵州的草海等天然湖泊,云南、贵州、四川、湖南、广东、广西等省建在可溶基岩上的一些中小型水库,因严重渗漏,不能蓄水,发挥作用,提前结束寿命。有的水库刚建成就不能蓄水,有的水库使用几年后出现渗漏,限制水位运行;有的水库反复修堵,渗漏与蓄水交替出现,损失巨大(10%以上库容)水量,或用砖石、灰浆围堵漏洞,损失巨额财物。1915年7月9日,广州北江大堤石角段,出现渗漏、管涌、崩决,淹没7天,死亡10多万人,损失惨重。三峡水库是巨大的条带形河谷水库,基岩分布很广,出现严重渗漏,影响使用的可能性较小。但是,基岩多为可溶性石灰岩,还夹杂岩盐、硝盐、石膏等易溶矿物,库区内的断层、裂隙、洞穴、天坑、地缝、暗河、伏流,以及煤炭、天然气采空区很多,规模很大,可能出现巨大的洞穴系统和地下水渗漏。在库区造成蓄水损失,地下水害,在排水区形成洪水灾害,被迫暂停或限制使用。若出现乌江渡库区那样始料不及的防渗处理,也颇费事。判断坝库寿命的环境条件、技术指标很多。影响坝库寿命的内外因素也不少,并且,许多因素密切相关,共同作用。目前,尚无完全肯定的某一决定因素、定量指标,以及有效的控制、延长寿命的方法。对于这一多因素作用事物,只有全面观测、监控、预防性试验、维修方法,及时发现、消除隐患、缺陷,保持坝库经常处于完好、健康状态。当然,也应因时、因地制宜,抓住主要矛盾,主要矛盾方面,解决影响全局,整体的重点问题。地下水系及其相关设施,常是被忽略的薄弱环节,更应注意消除病变,保持良好的状态。三、水利工程华夏大地,五千多年,建造许多水利工程,兴衰存亡,便于比较鉴别,择善而从;是非功过,众人评说,也可兼听则明,偏听则暗,奔向理想、完美的景界。(一)都江堰战国末期,秦昭王51年(公元前256年),蜀郡第三任府君李冰,率众在成都平原西北部的岷江上,建成“分四六、平潦旱“的大型无坝引水工程,自流灌溉三郡、十四县、150万亩农田。历经2260年,基本保存真实性,完整性,长期发挥巨大的精神、文化、环境、经济效益,灌溉面积扩展至1100万亩。成为古代文明的见证,现代生产的条件,造福人民的科技瑰宝,名胜古迹、旅游景区。2000年11月29日,联合国列入《世界文化遗产名录》。都江堰的巨大成功,历久弥新,主要基于选址适中,布置精巧、治理流域、管理得当、效益显著。并且,形成人与人、人与自然“和为贵”、“和而不同“的文化传统,长期很少灾害、争斗,兵家必争之地。1、选址适中都江堰位于岷江上游与中游的过渡地带,海拔750米的中山山地降至520米,面积6000平方千米的成都平原转换坡面,距成都市区54千米。岷江是长江上游的重要支流,早期曾认为是长江干流,发源于四川北部的高寒山区。每当春夏,山洪暴发,奔腾倾泻,危害成都平原。左岸的玉垒山,阻隔江水,造成东旱西涝。李冰邀请有经验的工匠、农民,勘察地形、水情,应用夏禹疏导治水经验,在古蜀国开明王朝初创的水利工程基础上,凿开虎头岩,建成宝瓶口,治理全流域,兴利除害。引导山地雪水、营养物质,通过合理渠系,滋润川西大地,绿化千里沃野。使成都平原“水旱从人,不知饥馑,时无荒年,天下谓之天府”。《华阳国志•卷三•蜀志》载:“又灌溉三郡,开稻田。于是,蜀沃野千里,号为陆海”。众多典籍称颂这项工程是“独奇千古”的“天府之源”、“镇川之宝”,中国科技史上的一座丰碑。选址恰当,定位准确,才有这样根深叶茂的繁荣,历久弥新的礼赞。2、布置精巧都江堰由鱼嘴(堰首分水堤)、飞沙堰(堰中溢洪道)、宝瓶口(堰尾节制闸)三部分组成。它是师法自然、乘势利导、科学规划布局,精心设计施工的水利枢纽。1)鱼嘴原用竹笼、卵石堆砌在江心洲顶部,犹如鱼嘴流线。现为钢筋混凝土基础,护坡、铧犁、船头形状。解决自然沙洲前冲后淤,不稳定问题。同时,“逢正抽心”,把岷江水量分成四六比例,导入内外二江。东南的内江,是人工引水,用于灌溉的总干渠,丰水时分送四成水量,枯水时分送六成水量。西边的外江,俗称金马河,是以行洪为主的岷江干流,丰水时分送六成水量,枯水时分送四成水量。从堰首到干、支、斗各级渠道,也多用鱼嘴因势配水,稳定水量。其方法之完美,无与伦比。2)飞沙堰建在鱼嘴以下、水流转弯河段,长约200米。原用竹笼、卵石堆砌成临时建筑,现用钢筋混凝土浇注成固定工程。具有溢洪、排沙的适当(凸岸)形状,(长短、高低、宽窄)尺寸,二次分水、漏水,精细调节流来水量。根据推移质(卵石)、悬移质(泥沙)运动规律,利用前冲后淤、环流力量,将它们外排、沉积在适当位置。丰水时,内江水位偏高,输出量超过宝瓶口上限流量,多余的江水漫过飞沙堰,溢洪、排沙、泄入外江。如遇特大洪水,它会自行溃决,让大量来水回归干流。枯水时,内江水位偏低,输水较少,飞沙堰阻止溢流、外泄,保证内江水量。少量泥沙存留堰内适当位置,在岁修时淘出,不致淤积成灾,达到“引清排浑”目的。堰中设有三个石桩人像(艺术标尺),便于观测、调控内江水量,“枯水不露足,洪水不过肩”。3)宝瓶口在虎头岩开出的石门状缺口,原称灌口,以后完善为缩放形喷嘴状通水口。喉部最窄处宽20米,高40米,长80米,限量引导江水东去。再分成7条大渠,520条支渠,每条支渠灌溉约3000亩农田,共计灌溉150万亩耕地。每万亩农田约需每秒1.92立方米水量。宝瓶口在12级水位时,流量恰好为每秒300立方米。2260年前建成的无坝、无闸引水工程,控制水量达到这样精确的程度,真是令人惊叹!开凿宝瓶口时,堰工们顺着早先蜀国丞相鳖灵选定的位置,未凿通的归沟,岩体节理纹路,主要用在汶川县煤山地区订制的开山铁器,钻子打孔、塞入铁楔,用力敲击、胀开岩石,加快速度,又不伤害山体。因此,它的位置、形状、尺寸、保持稳定。(另说,他们用火烧、水泼、一热一冷激碎岩体,再用铁锸凿去。不过,有关文献记载此法用于清除岷江下游礁滩)。内江水位,经鱼嘴、飞沙堰两次,长距离有效调节,准确控制后,也趋于稳定。这样,通过宝瓶口的最大水量基本不变,达到限量引水灌溉,分洪减灾目的。在玉垒山麓开出的宝瓶口,将岷江凸岸改为堰尾凹岸,使污泥沉积变成清水冲洗,自行清淤保洁,维持过水断面不变。另外,从玉垒山体分离出来的“离堆”,形成瑰丽的“离堆镇峡”景观,属著名的“灌阳十景”之一。稍后建成伏龙观,离堆公园。到此可以欣赏自然、人文风光,还可在观澜亭查看宝瓶口的水流状况,即早发现问题,确定维修计划,防患于未然。这样,日常简单、重复的检查、监测、管理活动,也充满感恩敬业、诗情画意,不致产生疲劳、厌烦,敷衍塞责现象。3、治理流域据《华阳国志》等记载:李冰还主持了以下工程;疏导岷江干流的灌江、羊摩江水系;引石犀溪于江南,沟通成都市近郊防洪水道,在西南的两江上建造七座桥梁;疏通邛崃的文井江,流到彭山的天社山,注入岷江。疏导石亭江,经什邡汇于新都大渡,引绵远河,经绵竹入洛水,流过资阳、资中,浇灌农田;在龙泉山地区开凿陂池;在岷江河道的石滩上积薪烧烤,泼水急冷,利用热胀冷缩原理爆裂岩体,清除礁石;在岷江与大渡河汇合处的溷崖(《史记•河渠书》称离堆),凿平江中的雷坻滩、盐溉滩、整治水道,利用泄洪。另外,还在岷江上游、玉垒山、石城山等地,栽竹种树,保水固土,开创科学治水、完善水分循环的先河。同时,在自贡地区的广都发现盐泉,开凿盐井、天然气井,利用天然气制盐,形成最早的盐气产业链、经济圈。2260多年来,形成大量史籍、文献、实物,陈列于“盐业历史博物馆”,成为研究盐气化工、科技、经济的重要基地。联合国教科文组织以《盐都自贡技术博物馆》为题介绍给世界各国。4、管理得当都江堰采用“乘势利导、因时制宜”管理原则,大见成效。(1)机构体制殷商时蜀国从帝开明,在湔山筑堰排洪,称湔堰。战国末期,李冰扩建为大堰。三国时,蜀国丞相诸葛亮派马超守堰,与羌、僚同胞和谐相处,共同整修大堰,更为坚实、壮观、期盼永保平安,改名为都安堰。当地古为灌口镇,建成如网渠系,实现自流灌溉后,唐代称导江县,宋代名都江堰,近代称灌县。20世纪末期,都江堰成为岷江上的大型水利枢纽,当地更名都江堰市。机构日益庞大,体制趋于完善。历代设置管理机构(都水监),专职官员(都水长、丞、都水椽长)。清朝雍正11年(公元1734年)设立水利府,原址在都江堰市幸福路一排店铺之间的小巷中,一座瓦顶土木结构旧宅大院。它是仅存的古代水利衙门,已有270多年历史。历代管理机构,为修固、完善、发展都江堰,做出组织领导、及时维修等贡献。(2)宣传普及都江堰似乎简单、平凡、顺其自然。但是,它有丰富、深刻的科学内涵,需要人们正确理解、坚持应用。相传,李冰历时五年建成都江堰后,刻石立碑,告诫后人“深淘滩,低作堰”,非常准确、灵验、神圣。因故毁坏后,清朝乾隆年间的住持道人,重刻现存字体石碑,成为三字经典、六字要诀。另外,总结出多条宝贵经验,如“堰其右,检其左”、“挖河沙,堆堤岸。砌鱼嘴,安羊圈。立湃阙,留漏灌。笼编密,石装健。分四六,平潦旱。水画符,铸桩见。……”还有“遇弯截角,逢正抽心”、“乘势利导,因时制宜”等治河的八字格言。这些朗朗上口,通俗易懂的自然法则,作业要领,彰显于人们经常路过的门柱、墙壁。具有备忘、教化、宣传、普及、革新、发展、培养接班人、专业队伍等作用,从无专利、保密、著作权、知识产权之争。特别值得强调的是“分四六,平潦旱”,于21世纪初年成为世界推崇的标准,保护生态、实现持续发展的规范。(3)及时维修管理机构精心组织人们每年岁修、五年大修,灾时抢修、洪后特修,形成有序行动,永葆堰区性能,体现可靠性规律。同时,组织放水灌溉,欢庆丰收,感恩祭祀、祈祷平安、物资交流、走亲访友、旅游观光等丰富多彩、健康有益的文化娱乐活动。将劳动与娱乐结合起来,充满生活情趣,有劳有逸,文武之道,一张一弛,形成良性循环,符合科学规律。常见人们扶老携幼,长途奔波,前来参与。欢庆之日,万人空巷,人山人海,热情之心,虔诚之举,令人感动。充分表达人与人、人与自然的和谐关系,经久不衰,形成“人和”传统、特色。(4)感恩戴德巴蜀先民,自古就有“前人栽树,后人乘凉”、“施恩不图报”等美德。离堆公园确有多株千年古树,玉垒山上更是接天碧绿。也有“饮水思源”、“吃水不忘打井人”、“知恩不报非君子”、“滴水之恩,涌泉相报”等遗风。因此,形成“感恩戴德”的优秀传统。这些人文精神,在都江堰获得充分继承,发扬,保持强大的道德活力。1974年发现东汉建宁元年(公元168年),都水椽尹龙用灰白砂石雕塑的“故蜀郡李府君讳冰”等“三神石人”,表达崇敬“瑜水万世”的功德。石像冠冕长衣,面带微笑,手置胸前,两袖和衣襟各有阴刻题记;通高2.90米,肩宽0.96米,腹厚0.46米,重约4吨,大于常人。1975年1月18日,又发现可能是“三神石人”之一的“堰工石像”,宽衣重袖,持锸而立,通高1.85米,肩宽0.7米,锸高0.28米,宽0.25米,把长1.34米,近于实际。它是建设都江堰的强壮劳动者和工具。这两件珍贵文物,安置在三重殿宇的伏龙观前殿。南北朝齐建武年间(公元494-498年),将纪念蜀王杜宇的望帝祠改为崇德祠,崇敬李冰的治水功德。唐太宗敇封李冰为“神勇大将军”。宋太祖修缮崇德祠。开宝五年,成都平原五谷丰登,人们感谢李冰父子疏江导水恩德,扩建崇德祠,增塑李二郎石像。宋、元两朝,先后敇封李冰父子为王,崇德祠改为二王庙。主殿分别供奉李冰父子塑像,珍藏治水三字经、六字诀,以及文人题刻。其中一楹联“六字炳千秋,十四县民命食天,尽是此公赐予;万流归一江,八百里青城沃野,都从太守得来”。盛赞李冰父子功德。清雍正五年(公元1727年)起,“春秋仲月,照吉致祭”,成为定期隆重的祭祀活动。同时,结合清明节完成岁修,中秋节准备岁修,举行放水,开工庆典,喜气洋洋,热闹非凡。另外,受惠农村普遍修建“川主庙”,岷江上游尚有川主寺(喇嘛庙),祭祀李冰。(5)护堰楷模汉文帝时蜀郡太守宋文翁、三国时蜀国丞相诸葛亮、唐朝贞观年间孟州长史高俭、武则天时彭州长史刘易从、唐玄宗时章仇兼琼、唐末四川节度使高骈、宋代赵不白、元朝李秉彝、吉马普,明代卢立羽、施千祥,清朝王来通、强望泰、丁宝祯,民国张沅等历代人物,都为修固、完善都江堰作出显著贡献,成为人们尊敬的护堰楷模,载入史册,流芳千古,或雕塑石像,长期祭祀。5、效益显著都江堰在2260多年的漫长岁月中,充分发挥精神、文化、环境、经济效益,特别是四六分水,无坝引水,分洪减灾,自流灌溉,化害为利,省工宏效等综合作用,获得人们广泛支持、精心爱护,日益发展壮大。四川盆地因都江堰而成“天府之国”,秦国有此富庶后方“灭六国而一统天下”,再建灵渠,连接长江、珠江水系。楚汉相争时,“萧何发蜀米万船而给军粮”“,东汉末年,诸葛亮建议刘备入蜀而成三国鼎立之势,……历朝历代,都江堰支持发展的农桑黄色文明,为祖国繁荣富强做出巨大贡献。灌溉面积由初期的150万亩发展到1949年的282.57(288)万亩,再放大到1993年的1000万亩,1998年的1100万亩,增长约2-8倍,还在成都平原及其周边丘陵的40多个县、市新灌区,兴建鲁班、继光、三岔、黑龙滩等10座大中型水库,300多座小型水库,中小型水电站和扬水站,以及3万多条渠道,建筑物,发挥更大效益。古今中外的水利工程,难以与它相比。在有没有现代科学知识,施工机械的条件下,先民们仅靠简单工具,建成如此巨大、完善的水利工程,令人敬佩。特别是堰首三部分的精巧形制,恰当配合,避免岷江洪水冲刷、淤积,又乘势分流,泄洪排沙,导水引水、自然演变与人类活动和谐相处,优势互补,相得益彰,充分显示历代能工巧匠的聪明才智。都江堰是自然与人文的杰作、技术与艺术的精品,兴利与除害的典范。这是最为难得、宝贵,促进持续发展的显著效益。6、面临问题1950年以来,由于超常规增长人口,跨越式发展经济,都江堰经多次改建、扩建、已很难说具有世界文化遗产要求的真实性、完整性。至少竹笼、卵石堆砌的羊圈、杩槎没有了,已被钢筋混凝土代替。不断扩大灌溉面积和引用水量,在获得短期、局部效益的同时,面临日益严重的资源、环境、灾害等问题。(1)资源都江堰以上的岷江河道,已建成映秀湾水电站,又在建紫坪埔水电站,还将建其它梯级电站。堰区灌溉面积扩展8倍,已失去“分四六,平潦旱”含义。下游水量被“吃干榨尽”,供不应求,执行先付款后用水制度。付款单位即可随意用水,浪费水、污染水、恶化水质。显然是过度利用,已受国际人士关注。(2)环境都江堰以上的岷江河岸,集水区,已基本无天然森林植被。村庄附近,河谷沙地,只有极少蔬菜、苹果栽培作物。下游农地,也只有季节性的粮油栽培植被。因此,丧失保水固土能力,荒漠日益严重,汛期浊流滚滚,游人扼腕唏嘘。(3)灾害岷江水体污染已是不争的事实。很多议论三峡库区水质的文献,都提到包括岷江等长江上游支流的巨大污染源。目前尚无有效的治理设施,大多依赖汛期暴雨稀释,洪水运走,势必加大至库区河段的治理难度和生态危害。另外,都江堰原有的羊圈、杩槎等低堰保安临时建筑,改为高中钢筋混凝土长期工程,若遇特大洪水,拥有多级水坝河道的损失,远远大于无坝河道。生态破坏,难以恢复。令人品味的是,1999年9月至2000年2月,为申报世界遗产,接受检查,当地投入1.2亿元人民币专项整治资金,搬迁厂矿和828户居民,拆除14.2万平方米各类建筑,维修5000平方米古建筑,兴建1.21万平方米停车场,新增12.3万平方米绿化面积,旅客每年增长二三倍,经营效益增长五倍,似乎是形象工程,显赫政绩。但是,人们自然会想到这是名为文化、实为经济。要是不申报世界遗产会怎样?兴建高速公路、停车场等硬化地面造成的损失,是否超过新增绿化面积的效益?都江堰能经受几次这样的变迁?这就是要人们“精读细品味”的“内涵”吗?许多专家学者反复强调,国家应成立集中统一的管理机构,制定专门的法律法规,废除地方分散,“三国演义”式的多变管理方法,重申报、轻管理,重利用、轻保护、把自然、文化遗产当作“摇钱树”、“唐僧肉”的经营模式,进行科教宣传,增强人们保护遗产的能力。2004年10月1日8时,都江堰地区降强暴雨,国道213线漫水桥往绕坝路200米处,由于建设都汶高速公路,紫坪埔水库,路状较差,引发泥石流,堵车10千米,中断众多去阿坝九寨沟、旅游者的交通。8时30分,岷江大桥附近发生泥石流,又阻断交通。10时20分,约10辆汽车坏在路上,再次造成拥堵。12时才恢复双向缓慢通行。显然,这不是第一次,也不是最后一次。(二)治淮工程淮河干流发源于河南省桐柏山,从西向东奔流于长江,黄河中下游流域之间;过洪泽湖后,一支汇入长江,一支流进黄海,全长1000千米。100余条跨省支流,分布在河南、湖北、安徽、江苏、山东五省的36个地(市),188个县境。流域面积26.9万平方千米,是全国七大江河流域之一。该流域多年平均降水888毫米,时空分布颇不均匀。冬春两季干旱少雨,6至9月常降暴雨,最大月份径流是最小月份径流的30倍。年际变化和地区差异也很明显。特别是800多年前,黄河南移,夺去淮河入海口之后,淮河上游落差大、水流急;中游多弯曲、易淤积;下游河床高、泄洪慢;洪泽湖调蓄能力下降,入海通道梗阻不畅,引发频繁的洪涝渍旱盐碱等灾害。过去500年间,发生300多次洪灾;近200年内,出现100多次水患。每次水患都使几十个县市、上千个城镇沦为泽国,数千万人受害。因此,兴建许多调控水量工程。1950年以来,落实“一定要把淮河修好”号召,全面、系统治理淮河。40年里,投资400多亿元,先后建成佛子岭、梅山、南湾、岸堤等34座大型水库,5200多座中小型水库;4509座水闸,其中81座大型水闸,615座中型水闸;3813座小型水闸。1990年统计,全流域水资源总量854亿立方米,其中地表水621亿立方米;人口1.54亿(2003年约为1.6亿)密度较大;人均水资源量411立方米,不足全国平均值的五分之一;耕地1.88亿亩,工业有淮南等煤矿,工农业总产值3234.47亿元。粮食和煤炭产量分别占全国的18%、15%,是上海市的主要粮食、能源供应基地。淮河成为人工控制的非流畅河流,运行管理各水闸决定水文特性,影响水环境。曾有水库溃决,加重洪灾;排灌系统,配套不齐;大洪大旱威胁仍然严重。1998年,淮河入海水道开工,西起洪泽湖,东至黄海,全长163.5千米(相当于苏伊士运河10多倍),宽750米,深约4米,泄洪能力每秒2.6万立方米,可防御百年一遇特大洪水。新水道为直线,在故道以南约10千米,与原苏北灌溉总渠并行,中途与京杭大运河用涵洞立交,成为以疏导为主治淮的新举措。该水道历时4.5年,耗资41亿元,于2003年6月28日宣告建成,使淮河水再次直接东流入海。2003年6月21日起,流域内持续降雨,雨量比平常年份偏多九成至1.7倍,酿成汛情,至7月下旬仍未缓解。被迫开启王家坝分洪闸,汹涌的淮河水奔腾咆哮,安徽蒙洼行洪区18万亩农田,顷刻又成泽国。15万居民再度做出“舍小家,顾大家”的牺牲,看着自己的家园在过去50年里第13次被洪水淹没。淮河这条中国历史上灾害频繁的河流,以其12年来最严重的汛情,再度令心牵百姓的治水者们寝室难安,良心受罚。那些号称能抗御30、50、100年一遇洪灾的入海通道等水利工程,似乎并未发挥3-5年作用,不能不令人失望。近10年来还有18项“治淮骨干工程”相继开工,国家直接投资235亿元,相当于新中国成立头40个国家总投入的2.75倍。它是新中国治理时间最早、最长,水利工程密度最高,单位面积投入治理资金最多的河流。可惜,很多工程未老先衰,或年久失修,并未发挥预期效益,甚至养痈遗患,成事不足,败事有余,实得其反,始料不及。随着工农业发展,超量使用水资源,尚未治理好数量型灾害,又引发质量型水患。城镇附近河段尤甚,减缓流速,削弱紊流强度,不降解污染物,使有机质絮凝淤积,河水含氧量下降,河床底部成厌氧状态。由于堤坝闸渠抬高水位,加速污废水渗入地下,扩大污染范围,破坏水井水质。据不完全统计,到1992年底,全流域共发生54起重大污染事故,直接经济损失超过2亿元。其中大面积污染事故6起,死亡大量鱼类事件17起,严重污染城镇饮用水源事件21起。1992年后的近10年内,淮河水质急剧劣化,已有一半以上的河段丧失任何利用价值。仅按年平均值三类水体评价,全流域超标10倍以上的断面达11.5%。水污染使大量水利工程报废,水厂关闭,工厂停工,成为社会不安定因素。水资源的正价值突变为负价值,水利工程的正效益突变为负效益。民间流传“50年代淘米洗菜,60年代洗衣灌溉,70年代水质变坏,80年代鱼虾绝代”。原国家科委主任宋健先生曾指出:“淮河流域严重的水污染问题,已经影响了淮河流域经济的发展和社会的稳定,影响了人民的根本利益,已经到了非下决心彻底解决不可的时候了。否则,我们愧对淮河流域1.5亿人民,对不起我们的子孙后代,无法向历史交代。”可是,经多次限期整改、零点行动,成效甚微,出现反弹,令人忧虑。媒体评论“轰轰烈烈的淮河污染治理工程,但最终虎头蛇尾,淮河的环境指标似乎并没有得到根本改善。国家环保总局在前头治污,地方政府在背后默许污染。”即“基本国策”让位于“发展才是硬道理”,让位于“执政兴国的第一要务。”看来要缓解这一对矛盾,建立和谐社会,仅靠掀起“审计风暴”、“环保风暴”,各自强调重要性,以工程对工程,继续走浪费资源,污染环境,引发灾害,破坏生态、危及自下而上的老路,并不可取。应更新观念,返璞归真,遵循生态优先原则,开创绿色文明,由单纯的工程措施改为以恢复森林植被为主的生物措施,发展园林、绿化地面、调节气候,改进地下(采煤)作业,完善水循环,优化水环境,再生水资源,防治水灾害,实现物质、能量双丰收。满足经济发展、生活提高、环境优化的需要。(三)葛洲坝工程1981年6月,三江船闸开启通航;12月,二江电站并网发电;水库陆续蓄水到海拔65米左右,回水对岸坡产生影响。1、新滩滑坡1983年6-7月,距大坝约60千米的新滩一带,持续降雨461.8毫米,使广家崖脚下1300万立方米的坡崩积层局部下陷、垮塌,沿基岩面下滑,但未推动姜家坡下,包括新滩镇的坡体前进。1985年6月,发生两次降雨过程,累计不到200毫米,姜家坡以上的1300万立方米土体再次下滑,推动其下的1700万立方米岩土段至长江,摧毁新滩镇。其前部是坡崩积块石夹粘土,有较强的坚实性。这可能和葛洲坝回水,长期浸泡新滩镇一带岸坡,降低其强度、复活老滑坡有关。2、八字门滑坡距大坝85千米的香溪镇八字门,前椽标高60米,后椽高程120米。葛洲坝回水后,滑舌伸至长江支流香溪河水面5米以下,长期浸泡。前部的一所学校,因校舍变形拉裂报废;两处居民住房的墙壁裂缝扩大,门窗错位,变成危房;县变电站的铁塔倾斜3°-5°。长办认可是葛洲坝回水影响所致,赔偿了损失。3、马家坝库岸1970年以前,秭归县的马家坝是旱地,从未发生滑坡。70年代初修建14口堰塘,600多亩水田。1986年7月暴雨引发滑坡,30分钟后,暴雨即将结束,又有燕窝槽平台阻拦,本应停止运动。可是,滑坡裂缝使堰塘、水田的蓄水全部转入地下,补充新的力量,推动燕窝槽平台前进。4、奉节县滑坡1982年7月,暴雨形成山洪,水库、渠道渗漏引起崩塌,报废1座小型水库,28库病险水库;毁坏286千米渠道,472千米清水堰,影响9万亩灌溉面积,占全县有效灌溉面积的40%,经济损失510万元。5、丰都县水毁工程该县的65座水库中,有12座
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