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王兆印:要梯级开发“不要高坝大库,也不要低坝引水”
2011/11/30 12:02:46    新闻来源:人民网
按:这篇文章的题目有点问题。王兆印教授作为水利水电专家从保护生态和减少地质灾害的角度提出了不要建设单个的高坝大库,应该进行梯级水电开发,形成水库群。然而,记者文章所取的题目,容易让人产生王兆印是反对建水坝的误解。
 
国际泥沙专家王兆印:“不要高坝大库,也不要低坝引水”
作者:胡学萃 来自:中国能源报 发表时间:11-11-28
  

 

                    王兆印                                  
  第一次见王兆印,是在中国水力发电工程学会联合中央电视台原《绿色空间》栏目组摄制的专题片《水电开发与地质减灾》中。一位国际泥沙学者,白衬衣、戴着草帽,皮肤晒得黝黑发红,带着他的学生,在云南一条名为吊噶河的地方,做人工阶梯——深潭消能实验。

  不久,水电学会邀请部分新闻媒体参加水电开发与地质减灾绿色论坛,他作为论坛的主讲嘉宾,一开口就先自我检讨。他说,他原以为,作为学者本不该与新闻媒体走得太近,但如今的科普工作,又有赖于媒体,所以他要纠正这个观念。

  今年王兆印60岁,最近的三年时间里,他几乎每年要两次赴青藏高原进行野外勘察。最近一次是今年5月进入雅鲁藏布江大峡谷,道路险峻、途中还遭受蚂蝗啃咬,从天刚蒙蒙亮走到晚上,全程28公里。他门下的女博士生被蚂蝗咬了,又不敢换衣服,加上体力消耗过大,几近绝望,哇哇地哭。这一次野外勘测,虽然在激流处丢了两个相机,但收获不小。

  “目前对生态还是喊喊口号炒炒概念,花钱不舍得。但随着社会不断进步,还是会考虑的。”

  中国能源报:您关于侵蚀的研究对于在河上建坝有什么启示?

  王兆印:实际上,侵蚀的根本原因是河流的下切。河流下切溯源传递,从大河向支流再从支流到沟谷一级一级传递。大坝建设特别是梯级坝群的建设,控制河流下切,还可以做到增阻消能,使得河道稳定,侵蚀变少,生态变好。

  我们研究发现,全世界的36种淡水鱼类,95%以上喜欢2米/秒以下的流速,有的鱼类产卵需要高一点的流速。大多数鱼类喜欢0.3-1.5米/秒的流速,2米以上就有伤害了,超过3米/秒绝大多数鱼类不能生存,超过4米/秒鱼类基本上灭绝了。建水坝之后,流速降低了,河道变成河流湖泊相连的栖息地,适应的物种更多。

  无庸置疑,大坝对生态会造成冲击。一般来讲,鱼都是在上游产卵、下游长大,要洄游,建坝会造成鱼类洄游线路隔断。再就是引起水温的变化,尤其是高坝大库,对生态冲击很大。较低的梯级坝群造成的生态压力小一些,好处多一些。

  中国能源报:对于鱼类的保护,现在我们也在做一些工作,和国外相比,我们做到什么程度了?

  王兆印:美国哥伦比亚河是非常重要的生态河,河上建了7个大坝,鱼怎么过坝是一个非常重要的课题。对鱼过坝的问题,一个是产卵的亲鱼怎么过坝往上走,一个是产卵之后生成的小鱼怎么过坝往下走。我参观过蚌纳维力大坝,每年100多万亲鱼过坝,主要是鲑鱼。美国人沿着100多米高的坝体边侧山体修建鱼梯,由200多级小室构成,每个小室降低水头半米多。水从上往下经过一个个小室,水从窗子进来,流场突然开阔然后又束窄从另一个窗子流进下一个小室。这样消耗水能,控制流速,只有在经过窗子的时候速度是高的。亲鱼从下游往上过坝,进入一个小室,可以在屋子里休息一下,然后发力一下游过窗子进入上一级小室。我在欧洲还见过另外一种鱼梯,将无数塑料杆种成灌木,一丛一丛,水流过时产生高频振动,消耗能量使得流速放慢,小鱼可以从缝里过去,大鱼就从两个灌木丛之间过去。

  鱼梯成功的关键是如何吸引鱼进入鱼梯。很多设计的鱼梯不成功就是由于鱼不进入,鱼梯白建了。鱼是通过水流来辨别上下游方向的,水流速度太低,它不辨识;速度太高,游不过去。这就需要生物学的研究。鱼梯曾经是水利学界的热门课题之一,现在设计比较有经验了。第二个问题是生长的小鱼怎么下去。鱼过水轮机死亡率在20%左右。哥伦比亚河有7座大坝,小鱼过7个坝绝大部分就死掉了。这就需要培训小鱼,告诉它们这是水轮机不能过,那是鱼道可以过。因此国外通过做一些水流调节,在过水轮机的前面挡住不让它过去,它只好回来,在鱼道才可以顺利通行。鱼很乖的,你教会它一部分,其它就都会了。我刚说的这个也是在美国哥伦比亚河上。现在他们在研究鱼的水力学问题,就是在鱼的身体上植入芯片,发射信号。一个东西上百美元,成本还是很高的。

  中国能源报:那这样一比较,我们国家在这方面做的就落后许多了。

  王兆印:是的。有两个原因,一个是我们的发展还没有到这个阶段。目前对生态还是喊喊口号炒炒概念,花钱不舍得。做鱼梯、鱼道咱们国家现在暂时谈不上,要花钱。科研也比较落后,因为科研是要生产带动的。三峡大坝不建鱼梯,谁来出钱研究它?再有一个原因就是中国特别有经济价值的鱼并不多。长江上的四大家鱼(青鱼草鱼鲢鱼鳙鱼)在葛洲坝以下也有产卵场,三峡设计时没有考虑鱼梯鱼道。但是我觉得随着将来社会的不断进步,减少大坝对生态的冲击的辅助设施还是会考虑的。

  “高坝大库造成的问题比较多,例如阻隔鱼类洄游、水温分层、再就是江湖连通的破坏。”

  中国能源报:为什么您说要避免高坝大库?

  王兆印:高坝大库造成的问题比较多,从生态上来讲,应该避免单个的高坝大库。单个高坝库区大量淤积、下游明显冲刷。高坝隔断洄游路线,对洄游物种影响蛮大的。高坝大库明显改变了水流状态,对那些依靠天然的洪枯水位变化作为生命信号来产卵的生物,就不能产卵了。比如有些鱼产漂浮卵,这就要求水流速高,能在水上漂浮。亲鱼产卵看洪水上涨,水位上涨了流速增加了就产卵。建坝之后把洪水消减了,鱼儿接收不到这个信号就不知道什么时候产卵了。再就是水温的问题,大水库一般会发生温度分层。发电洞泄放下层低氧和低温水会造成一些生物不能或不能及时产卵。还有江湖连通的破坏。例如三峡水库,下游的冲刷导致河床深切,水位降低,洪水进不了洞庭湖,导致江湖连通度降低。

  中国能源报:江湖连通度降低会带来什么后果?

  王兆印:江湖连通对一些生物十分重要。为什么四大家鱼减少90%,当然这不完全是三峡的事情,但是江湖连通的破坏是个主要问题,它造成栖息地的破碎化。原来整个长江流域生态非常好,就是得益于这个江湖连通体系。很多生物在江里产卵,湖里长大,在不同的生命阶段,要寻找适应的生存环境。比如有的需要流水、卵石河床,有的要有浮游生物,有的要流速慢、充足的养分。原来洞庭湖和鄱阳湖与长江连通在一起,鱼的产量是非常高的。三峡影响比较大的就是与洞庭湖的连通。

  江湖连通度的降低不都是三峡的原因。三峡大坝之前,大大小小上千个湖泊基本上都是人为隔断了与长江的连通。第一个原因是防洪,长江涨水,有江堤加高就挡住了,如果连通,要把湖堤也加高,成本要高得多。长江中下游防洪江堤3000多公里,加上湖堤是3万多公里。第二个原因就是养鱼。洪湖用了一个很大的闸,人工定时开放,不是按照生物洄游的规律来操作的。走船时才连通一下,鱼想要到江里去是不可能的,它得看人是不是放行,而且它也不知道人放行的规律。因此很多需要依赖江湖连通的鱼就消失了。

  四大家鱼是长江渔业的主要物种。原来四大家鱼一共有27个产卵场,11个在葛洲坝之下,16个在葛洲坝以上。1980年之后有了葛洲坝,基本上不能往上走了,只能在下面产卵,造成产量的下降。三峡大坝蓄水后,又改变了洪峰流量,鱼苗产量下降了97%。根据长江三峡工程生态与环境监测公报,2009年的四大家鱼鱼苗量不到三峡运用之前的2%。今年三峡的运用考虑了生态要求增殖放流,向坝下四大家鱼释放产卵信号,可能在一定程度上减小大坝的影响。

  中国能源报:今年长江中下游的大旱跟江湖不连通有关系吗?

  王兆印:这个还要研究,我认为对气候的影响不能靠逻辑推理直接推出来。大部分滨河湖泊切断与长江的连通不是三峡造成的,是人类活动造成的。为了防洪和养鱼,绝大部分早就隔开了。只有洞庭湖、鄱阳湖还保持一定程度的连通。但是三峡建成后明显地减小了连通度,河床降低了10米多,平常洪水能进入洞庭湖的现在进不去了。但是对气候的影响,要下结论还要做深入的工作。亚马逊河支流有一个坝,建成之后10年之内两次遭遇百年一遇的大旱。至于三峡造成重庆大旱,有不同的观点,但都没有充分的证据支持。这需要气象专家根据分析气象观测的数据来进行研究,包括跟坝前的数据做对比,如果没有对比,还是不好下结论。有人把这个拿出来猛批三峡,有点炒作的成分在里面。但是下游冲刷很严重,这个问题是存在的。

  “引水式发电就是杀鸡取卵,即使维持5%的水量,鱼也没法生存。”

  中国能源报:那引水式发电呢?

  王兆印:至于引水式发电,由于成本低,西南很多江河上采用了这种方法。在河上建设小坝或者无坝,把河水通过直线涵洞和管道输送到下游增加水头发电。在小坝和发电站之间造成无水或无流河段,其中的生物都没法生存。这样对生态的冲击是致命的,应该避免。作为补偿措施,采用堰群保持一定的水深(尽管有水无流)能够减小这种致命的影响。

  中国能源报:引水发电一般是引一段,这条河上的生物不可能都集中在这一段生存吧?

  王兆印:河流水生态是一个完整的系统,每个部分相互连着。破坏这种完整性就是很大的破坏。坝和发电站之间没水,中间的河就干涸了,即使你维持5%的水量,鱼也没法生存。这个办法就相当于杀鸡取卵,我不认为这是个好办法。不要引水式发电,也不要单个的高坝大库,中型坝群是最好的。

  中国能源报:根据您的研究,青藏高原的不断抬升对三江的影响主要是什么?

  王兆印:第一个当然是下切,造成地质不稳定,容易出现崩塌滑坡这些地质现象。同时,水流的能量也在蓄积,高差越大,能量越大。我赞成张博庭的意见,在青藏高原边缘河流包括金沙江、澜沧江、怒江上开发水电实际上是有好处的。水电开发的投入资金可以治理灾害。如果水电开发的同时强调消能减灾作用,对中国西南地区的河流是有好处的。虽然对生态的冲击有一定的影响,但同时对很多生态物种创造了一定条件,应该说是利大于弊的。有人会认为只要是人为的改变对生态肯定没好处,发电更不用说。这个说法在国外许多情况下是对的,但是对于青藏高原周边的河流不正确。在这些河流上建设大坝(不超过100米的中等高度的坝群)对于生态实际上不一定都是坏处。虽然可能对原来河流的物种造成一定的冲击,但是所创造的新的江湖连通系统可为许多物种创造重要栖息地。如果坝群的运用保持长期的稳定,生物密度和生物物种多样性可能不但不减少,反而会增加。这三条江在高原的边缘,水流流速高,本来就没有太多重要的物种,生物数量都很少。当然我们的调查还不够详细,只是目前为止还没有发现哪个物种是独特的,一旦灭绝全球都没有了。如果那样的话,我们必须重新考虑是否开发。

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