通江湖泊的旱与涝是水坝之过吗

　　范晓

　　排浑蓄清，汛后拦水，长江中下游水位走低

　　2011年，长江中下游罕见的大旱，再次引发了三峡工程是否与大旱有关的激烈争论。长江的湖北宜昌至江西湖口段以及江西湖口至长江口段，分别被称为长江的中游和下游。许多观测数据和研究结果表明，虽然降水减少是造成长江中下游旱灾的重要原因之一，但三峡水库等大型工程的蓄水，的确也对干旱产生了不可忽视的影响。

　　人们通常认为，水库可以“调丰补欠”，在洪水期蓄水，枯水期放水，解决天然河流流量的季节性不均衡，但实际情况并非如此。汛期时洪峰不断形成，水库是通过把每次洪峰的一部分暂时拦截在水库里，削减洪峰流量，稍后再往下泄洪，形成“错峰”来防洪。由于河流在汛期的总流量远远超过水库的防洪库容，而且一次洪峰可能持续时间很长，或者两次洪峰之间可能间隔时间很短，所以水库在拦截每一次洪峰时都不可能把水库装满，始终要留有余地，否则，随后而来的洪峰就可能让水库来不及泄洪而导致漫坝甚至溃坝。所以，水库为了满足防洪功能和自身的安全，是不可能在洪水期蓄满水的。而且，为了减轻库区泥沙淤积，也需要在泥沙最多的洪水期，保持较低水位和不断泄洪，以利冲砂。而要实现发电的最大效益，就只有在汛后期把水库蓄满到正常高水位，这就是“排浑蓄清”。对于三峡工程来说，就是要在每年的9月至11月蓄水至175米。

　　三峡水库达到正常高水位175米的目标是分期实现的。在2003年、2006年分别蓄水到135米、156米。自2003年以来，在每年的蓄水过程中，都使下游出现罕见低水位，因而使长江中下游出现连年干旱。2008年、2009年，三峡水库两次试图蓄水到175米均未成功，其主要原因也是为了缓解蓄水过程中，长江中下游出现特枯水位带来的问题。

　　2010年，三峡水库为了确保实现蓄水到175米，不得不冒着遭遇上游洪峰和加重泥沙淤积的风险，将开始蓄水的时间由往年的9月下旬提前到9月10日。但由于9月中旬仍出现高达38000立方米/秒的洪峰，因此大幅蓄水延后。10月25日终于蓄水到175米，但付出了长江中下游水位持续走低的代价。从10月下旬开始，长江航道水位不断创新低，大量船只搁浅，沿江不少城市出现取水困难。

　　2011年5月，长江中下游旱情极为严重之时，三峡工程加大下泄流量被认为是抗旱补水之举，但其实这是在6月份汛期到来以前，水库必须将水位降至汛期限制水位的必然过程。在水库蓄水期导致或加重的干旱，有可能不会因此时的加大泄流得到真正补偿。另外值得注意的是，三峡水库蓄水后，长江中下游干流的径流量总体呈减少趋势，据中国科学院、世界自然基金会《长江保护与发展报告 2009》公布的数据，三峡水库蓄水后的2003年至2007年，长江中下游干流各水文控制站的年平均径流量比蓄水前的多年平均值普遍低6%～10%。

　　江湖相通，牵一脉而动全域

　　长江出三峡入江汉平原，即所谓“山随平野尽，江入大荒流”，与众多湖泊之间是江湖相通、水势相连、盈亏与共的关系。正因为江湖相通，当三峡水库蓄水时，一方面入湖流量减少，另一方面，长江水位降低后，也使湖泊水位被下拉，加快了湖水外泄。实际上，三峡工程蓄水以前，中国科学院长沙农业所邹邵林等专家曾经预测：三峡工程建成后湖区各月水位将不断降低，所有高程的滩地出露天数总体上将逐渐增加，东方田鼠种群在洞庭湖区将有面积更大的栖息地，其危害将更加严重，在东洞庭湖区则更为突出。这些预测均不幸言中。

　　三峡水库蓄水后，鄱阳湖也出现连续枯水年，据中国水利水电科学院胡春宏等的研究，2003～2008年的年平均天然径流量为1281亿立方米，与多年平均相比偏少232亿立方米，减少幅度达15%。三峡水库运行初期，鄱阳湖出流增加，平水年多流出湖水量约23亿立方米；三峡水库运行30年后，在三峡蓄水、干流河道冲刷、鄱阳湖可补水量减小的共同作用下，汛后鄱阳湖蓄水量平均减少35亿立方米，相当于鄱阳湖枯水季节提前了1个月，加剧了枯水期湖区用水困难。洞庭湖等通江湖泊，自上世纪50年代以来，一直处于淤积状态，导致湖泊萎缩。

　　饥饿的水，同流量水位下降

　　三峡水库蓄水以后，一个重大变化是大量泥沙被拦截在水库里，下泄的水流变成了泥沙含量很少的清水。而在没有水库时，河流要携带来自上游的大量泥沙堆积在长江中下游平原，这片广袤富饶的鱼米之乡以及长江三角洲的不断生长，均得益于这种削高填低、洪泛沉积的自然过程。泥沙很少的清水，被人们形象地称为 “饥饿的水”。因为“饱餐泥沙”的水，由急流峡江进入江汉平原后，河道展宽，流速减缓，它会把吃进去的泥沙“吐出来”，淤地造陆；而“饥饿的水”恰恰相反，它有很强的侵蚀冲刷能力，对于平原的土地，不是要奉献，而是要夺取，它会不断冲掏加深长江中下游的河床，把原先沉积的大量泥沙带走。

　　三峡工程论证时，曾对下游河道可能产生的冲刷进行过计算，据林秉南《工程泥沙》一书中公布的结果：三峡水库运行后，葛洲坝以下河床的下切范围可远至黄石和武穴一带(距葛洲坝约759～829千米)；下切深度最大的河段是下荆江藕池口至城陵矶(距葛洲坝约225～400千米)，可达5.1～7.0米；三峡工程运行到50年时，城陵矶至螺山河段冲刷达到最大值，下切平均深度约为5米，三峡工程运行到100年时，宜昌以下各河段仍不能回淤到天然状态。

　　2011年5月，湖北洪湖的渔民因湖泊水位不断降低，不得不自建截流设施，以阻止湖水过快流失。这形象地说明，一旦河槽加深，水位下降，通江湖泊的水位就象遇到落水洞一样，也被“吸”了下去。这种影响还波及到与洞庭湖、鄱阳湖相通的长江支流。

　　水电开发火上浇油，层层截堵的湖南四水与江西五河

　　三峡工程作为长江干流上的“巨无霸”，对中下游的影响无疑最大，但影响不仅仅来自于三峡工程。洞庭湖上游的湖南四水(湘江、资水、沅江、澧水)以及鄱阳湖上游的江西五河(赣江、抚河、信江、饶河、修水)，近年来梯级水电开发如火如荼，兴建了许多大中型电站水库，它们都要在汛期后蓄水，也都会产生清水下泻、河床掏深的现象，因此对这些河流的下游以及洞庭湖、鄱阳湖的水位下降和干旱，无疑会加大影响。

　　长江科学院陈进等专家认为，除了流域降雨偏少、洞庭湖水位低和河道采砂等因素外，湘江航电工程的运行，也使坝下河道冲刷明显。据报道，2010年11月，当湘江水位再次逼近历史最低时，搁浅船只达700多艘。

　　拦与不拦，通江湖泊的命运

　　历史上，长江中下游的绝大多数湖泊均为自由吞吐的通江湖泊，虽因自然演变，也有一些湖泊与长江分离，成为阻隔湖泊，但这一自然过程是缓慢渐进的。自上世纪50年代以来，因围垦、筑堤、建闸等人为原因，导致绝大多数湖泊成为阻隔湖泊，仅剩洞庭湖、鄱阳湖、石臼湖自然通江。

　　长江由松滋、太平、藕池、调弦等四口入洞庭湖，由城陵矶出洞庭湖。调弦已建闸，现仅存“三口一矶”为自然通道。按“三口”建闸的设想，主要是通过深水闸在枯期引长江水入洞庭湖缓解水荒，解决因河道下切，长江入湖门槛逐年提高的问题；在汛期通过闸口控制实现长江与湘资沅澧四水的错峰调洪。三口建闸的难题在于三口在鄂，而受益主要在湘，枯期要从长江加大分水，而汛期因闸口控制可能增加荆江防洪压力，至于长江与湖南四水的错峰调洪，操作起来更加复杂、困难。

　　专家们也指出，长江中下游仅存的这两个大型通江湖泊被阻隔后，对生态与环境的影响是更严重的问题：鱼类的江湖交流减少，洄游通道受阻，生物种群衰退；湖滩草洲和水禽栖息地被大大改变，随长江的生态节律而脉动的河湖涨落区不复存在，湿地生态系统和生物多样性将受到极大破坏。当下，人们正在反思长江中下游江湖阻隔的弊端，在许多阻隔湖泊正在开展恢复江湖连通、闸口生态调度、鱼苗汛期开闸灌江纳苗的行动。此时，对于洞庭湖三口、鄱阳湖湖口的闸坝修建，应当更加审慎。

　　丹江口大坝长高，汉江缺水会加剧吗

　　全长1577千米的汉江是长江最长的支流，其流域面积在长江支流中也仅次于嘉陵江，它是滋润江汉平原的重要津脉。汉江自丹江口到汉口长652千米，其中丹江口至钟祥磨盘山、以及钟祥磨盘山以下，分别为中游和下游。

　　在长江中下游干旱的形势下，汉江中下游最引人注目的问题，是近年来因水华频现导致的水环境和水资源危机，以及南水北调中线调水后，可能对汉江中下游水情产生的影响。

　　汉江上的丹江口水库第一期工程于1973年建成，库容为 174.5亿立方米。为满足南水北调中线调水需要，2005年开始对大坝加高，库容将增加到290.5亿立方米。计划前期调水每年95亿立方米，后期扩大到每年130亿立方米。丹江口水库蓄水后，自1992年以来，汉江下游多次爆发水华，爆发的时间间隔，由最初的5年缩短到2至3年，2008年和2009年，更是连续发生。据报道，2000年2月29日至3月26日，汉江下游全河段水体持续27天呈深褐色，并带藻腥味。水华程度之深，持续时间之长，影响范围之广，为国内外罕见。

　　南水北调一旦开始在丹江口调水，情况可能会更加严重。据分析，当每年调水95亿立方米时，丹江口大坝处的径流量至少将减少约24%，汉江中下游的径流量至少将减少约16%，这都超过了国际公认的跨流域调水的上限比例15%。而据长江水利委员会的报告，南水北调中线调水实施后，汉江“水华”的发生概率将由调水前的9.2%升至13.6%。

　　为补偿丹江口水库调水对汉江中下游的不利影响，“引江济汉”工程被提上了日程。在荆州市李埠镇引长江水，在潜江市高石碑镇入汉江水，这虽然对汉江下游缺水有所缓解，但高石碑镇出水口以上至丹江口水库还有近380千米的江段不能顾及，另外由于长江干流也在不断被刷深、也面临缺水困境，低成本的自流引水能维持多久也是问题。

　　此消彼长，另一种“干旱”，长江口危机

　　长江在崇明岛附近入海，一般把江苏江阴县鹅鼻嘴至上海崇明岛鸡骨礁232千米长的江段称为长江河口段，在这里，江流下泻与海潮上涌相互交错，你来我往。自然状态下，每年江水最枯的12月至次年4月，咸潮入侵，盐水上溯，一般2月份盐度最高。

　　三峡水库蓄水后，长江口的咸潮发生重大变化。据《长江保护与发展报告 2009》的数据，2006年9月三峡水库蓄水到156米期间，截流长江下泄入海径流超过110亿立方米，导致长江口附近的大通水文站9月的平均流量比多年平均值少50%，10月的平均流量比多年平均值少56%，结果使咸潮提前四个月到来。2006年9月11日至19日，上海陈行水库进水口氯化物大于250毫克/升的时间达到108小时。而水体氯度达到100毫克/升，即表明已受到咸潮入侵影响。进入2007年1月，尽管三峡水库加大了泄流，但咸潮入侵对上海城市供水的影响仍未减轻。

　　但据有关专家研究，三峡工程和南水北调中线工程对长江入海流量的变化影响最大，在每年10月至12月，减少的下泄流量可以占到多年平均流量的7.7%～14%。这对上海长江口原有的水源地、新建的青草沙水源地以及黄浦江的水源地均会产生影响。如果再考虑全球气候变暖带来的海平面上升、以及长江三角洲地面沉降的叠加，上海城市供水安全将面临长期的挑战。

　　长江上游高坝林立，更多的大水库还未蓄水，长江会断流吗？

　　三峡水库每到9月至11月，都会面临水库蓄水和保障下游用水的两难选择，而这还是在长江上游许多高坝大库还未建成蓄水的情况下就已出现的困境。难怪长江水利委员会水资源保护局前局长翁立达曾语出惊人：“三峡水库蓄不满水是正常的，能蓄满水才是不正常的。”

　　我对大渡河的情况也作了类似的分析，根据乐山乌尤寺水文站数据，大渡河近44年的年平均径流量(不包括青衣江)为463.58亿立方米。大渡河在汛后的电站主要蓄水期(10月至12月)的径流量为94.35亿立方米。不考虑大渡河各支流的电站库容，仅大渡河干流上24座梯级电站已知的调节库容就达到101.1亿立方米。因此，大渡河干流水库总的调节库容至少为10月至12月径流量的1.07倍，即使10月份时水库因先期蓄水，调节库容已没有这么大，大渡河干流水库在10月至12月的蓄水量也与此阶段的径流量很接近。而这还没有考虑南水北调西线每年将从大渡河上游调水40亿立方米。据专家研究，南水北调西线工程一旦实施，引水枢纽以下仅大渡河钭尔尕至石棉的300千米河段，在11月至次年5月，径流量至少将减少32%。按此估算，大渡河在汛后电站主要蓄水期(10月至12月)的径流量可能不足65亿立方米。65亿立方米的径流量与100亿立方米的蓄水量相比，大渡河断流，也许并不是危言耸听的话题。

　　旱涝急转，息洪安澜还是推波助澜，水利工程被拷问的防洪功能

　　2011年6月初，当人们还在为长江中下游几个月以来的大旱忧心忡忡时，形势却急转直下，中国南方开始普遍出现强降雨。不少地方的降雨量都被称为“极值”：贵州黔西南的望谟县，10小时降雨达363.5毫米；浙江自6月3日以来，有783个站超过300毫米，淳安县叶家源达到622毫米等等。

　　当人们还在为水库等水利工程究竟是旱灾推手还是抗旱功臣争论不休时，又开始了对水利工程防洪功能的拷问。值得注意的是，这轮强降雨在多处重大灾害的背后，都出现了水库、塘坝发生险情甚至漫坝、溃坝的事件。这些失事的小型水库和塘坝，尽管蓄水量一般只有几万立方米到十几万立方米，可一旦漫溃或爆塘，便会产生很大的破坏，瞬时的洪水常常演变为泥石流，给下游造成灭顶之灾。

　　大中型水库被赋予了更多的拦洪错峰的功能，但有时暴雨突来、洪水难测、人算不如天算，稍有调控不当，也可能出现水库泄洪与暴雨洪水重叠，大大加剧下游洪水威胁，历史上教训不少。

　　2010年7月，吉林永吉县被当地定为“1600年一遇”的特大洪灾，也被指为与水库的调控失当有关。据《财经》杂志、《中国财富》杂志等多家媒体报道，7月28日凌晨，五里河、口前大河等发生洪水，位于永吉县城口前镇上游30千米的朝阳水库，在7月28日的8时至10时，分三次不断加大泄洪量。10时20分，口前镇出现最大洪峰，导致了极其惨重的人员和财产损失。

　　三峡水库对长江上游的洪水可起到一定的调峰作用，但尚未经历1954年、1998年那样历时长、流量大的洪水考验。对因中下游强降雨造成的洪水，三峡水库则无能为力。希望三峡水库能彻底解决长江防洪问题，是不现实的。

　　蹊跷的贵州望谟暴雨，6年5次超“百年一遇”，水库改变气候？

　　今年6月贵州望谟暴雨洪灾，使这个偏僻的地方受到了特别关注。更让人吃惊的是，望谟在2006年以来的6年，竟然有5年出现了大暴雨成灾的记录。而在2006年以前，望谟鲜有这样的暴雨记录。6月6日洪灾过后，望谟县城90岁的舒吉仁感慨，自己活了90年，从未见过这样大的水灾。这让我想起了三峡水库蓄水后，川渝地区连年的大旱与大涝。

　　三峡水库蓄水后，周边地区极端气候事件增多引发了广泛的疑问。同样，也有网友认为，望谟的暴雨环境，随着环绕望谟县南边、西边的红水河、北盘江上的梯级电站开工、蓄水，发生了骤变，其中龙滩水库更是难脱干系。龙滩水库是红水河梯级开发的巨型骨干工程，2003年11月大江截流，2006年9月下闸蓄水，装机容量630万千瓦，库容273亿立方米，水库面积377平方千米，水深近200米。分析者认为，望谟夏季东南季风盛行，雨带也由南向北移动。当前进的潮湿气团遇到高山阻挡而上升，便形成地形雨，而龙滩水库对局部气候的改变，导致望谟在汛期的水汽输送及降雨量暴增。

　　和三峡水库对气候的影响一样，尽管现在还缺乏充足的科学观测来加以说明，但大型水库和极端气候事件的时空关联现象，仍然值得人们去高度关注和深入研究。

　　(作者系四川省地矿局区域地质调查队总工程师)