怎樣實現人水和諧

大壩上游，水土保持良好，生態和諧。攝影/陳文

水庫大壩的生態問題

水庫大壩以蓄水灌溉、防洪、發電等綜合效益普施恩澤，給人類帶來諸多實際利益，但水庫大壩也會對移民、河道、水質、水生生物、河岸等產生根本性的影響，大壩潰決甚至會發生嚴重的次生災害。水庫大壩的生態問題在不少情況下是挑戰性問題，時時考驗“在開發中保護，在保護中開發”的實踐成果。

“研究大壩與生態的關系問題，認識人與自然的關系是前提”，水利部原部長汪恕誠曾把人與自然關系的發展概述為依存、開發、掠奪、和諧四個階段，從“天人合一”依存于自然的原始社會，到掠奪階段的“人定勝天”，再到我們目前追求的“人天和諧”、“人水和諧”的可持續發展時期。

興利避害，開發水資源和水電資源，世界各國政府都明確支持，但由于各國所處發展階段不同，支持的程度和工作重點各不相同。如大多數西方發達國家依靠資金、技術等優勢，已完成了水資源和水電的開發，目前的重點是對已建工程進行更新改造，強化生態保護和修復，提高標準和質量，而大多數發展中國家仍有繁重的開發任務，在未來的10年和20年內，還需開發與保護并重。20世紀末出現的圍繞大壩的爭論和質疑，有復雜的背景，既有基于原有實踐的科學反思，也有各種利益訴求。面對氣候變化等嚴峻挑戰，世界上165個國家已明確將繼續推進大壩建設并發展水電，生態問題有無良方可用將是共同面對的重大問題，同時也是對發展中國家能否利用后發優勢、走出一條比發達國家更好的發展之路的考驗。

水庫大壩對生態環境的調節

筑造水庫大壩來自于保護家園的愿望，從中國的都江堰引水灌溉到古羅馬的城市供水系統，控制洪水和利用水資源已經成為了人類文明的一部分。隨著人口的增加，城市的擴大和工業的快速發展，人類的生產生活已經離不開水庫大壩。毋庸置疑，任何一座水壩都會對自然環境產生一定的影響，如何興利避害，如何將不利因素降至最低、最小，既是水利人的任務，同時也是全社會的目標。

在我國，二灘水電站的建設施工就是這樣做的。科學家們對當地的環境做了詳細的環境影響評估，先后出了《雅礱江二灘水電站環境保護先期實施計劃報告》和《四川省雅礱江二灘水電站環境保護設計報告》等，國家環保總局、世界銀行等各有關部門組織評估，業主單位吸納各方建議，積極實踐，取得了良好的成效。根據攀枝花市氣象局2004年對二灘水電站蓄水前后氣象要素變化的觀測分析，二灘水電站蓄水后，無論是旱季(11～4月)還是雨季(5～10月)，降雨量均呈增加趨勢；相對濕度與降雨量的變化趨勢基本一致；蓄水后，風日數略有減少，霧日數、露日數均有所增加。

2006年，二灘水電站榮獲“國家環境友好工程”稱號。實踐證明，只要工作到位，水電工程對環境是可以做到友好的。在中國如此，在其他國家也不例外。

2010年7月4日，河南省濟源市，游客參觀小浪底調水調沙。攝影/苗秋鬧/CFP

利用大壩調水調沙

河流生態問題復雜而良好的解決方案又各不相同，遠非一文所能全面闡述，只以泥沙淤積為例，作一簡要介紹，以便了解當前探索的進展。在中國，水庫大壩與泥沙淤積方面的反面典型工程之一是三門峽水利樞紐。該工程位于河南省，工程由前蘇聯專家設計，于1957年開工建設，是黃河上新中國修建的第一座大型水利工程。由于前蘇聯專家對黃河泥沙問題缺乏科學認識，致使工程建成后水庫發生嚴重淤積并由此引起了不少生態問題。經過數十年的研究和實踐，水庫目前采取“蓄清排渾”運行，即在汛期流量和沙量較大時，利用排沙泄洪孔盡量泄洪排沙，到枯水期再把清水蓄起來，既可發揮效益又可大大減少水庫淤積量。基于三門峽工程的教訓，眾多水庫大壩在規劃、設計、建設、運行等，都對生態保護有了新的認識和新的實踐總結，不少工作采用更為科學的運行方式以減少水庫淤積量，維持較高的有效庫容。在這方面，中國已走在世界的前列，很多成就居于國際領先水平。

天然流動的河流攜帶有泥沙，水流進入水庫后，流速降低，泥沙沉積，如果不做任何處理，隨著時間的推移泥沙占據越來越多的庫容，最終會使水庫失去蓄水能力。既然泥沙淤積對于河勢、河床、河口和整個河道都有巨大影響，有無辦法能夠解決這種頑疾呢？

在中國，黃河是泥沙問題最嚴峻的河流。黃河水少沙多，水沙不平衡，導致河床不斷淤高，不少河段的河床高于兩岸保護的城鎮，被稱為地上懸河，防洪安全問題非常突出。另外，自20世紀90年代以來，隨著流域內社會經濟的快速發展，上中游引水量的持續增加，黃河下游又幾乎年年斷流，1997年黃河下游干流斷流達226天，河流的生態功能退化嚴重，引起了全世界的關注。

為此，2000年水利部提出了黃河治理的“四不”要求，即“堤防不決口，河道不斷流，污染不超標，河床不抬高”，標志著黃河治理走向了多目標的綜合治理。

黃河的綜合治理，對黃河下游干流上規模最大的小浪底控制性水庫大壩提出了更高的要求，不僅要防洪、防凌、供水灌溉、發電，同時需要在減淤、恢復河道生態功能等方面進行新的探索。

黃河“調水調沙”的理論來自于科學工作者對黃河歷年洪水觀測分析的基礎上。研究表明，黃河下游洪水在大于2500立方米/秒時，加上其他相關因素，能夠對下游河床起到沖刷作用。于是，治黃科學工作者提出了“調水調沙”的理論構想，并且在小浪底水利樞紐規劃設計時期，就提出了防洪減淤的水庫主要應用目標。1999年，黃河開始實施水量統一管理，萬家寨、三門峽、小浪底3座水庫聯合調度，大規模調水調沙的試驗開始進行。

調水調沙，就是利用工程設施和一些調度手段，通過水流的沖擊，將水庫的泥沙和河床的淤沙適時的送入大海，從而減少庫區和河床的淤積。具體操作就是利用異重流，形成連續的泄流動力，沖刷小浪底水庫淤沙。首先，上游的萬家寨大壩開閘放水，水流奔涌而下，擾動三門峽庫區淤積的泥沙；三門峽庫區淤積泥沙被擾動后，便可以開閘排沙；緊接著小浪底庫區淤積的泥沙也被洶涌的來水擾動了起來，此時，利用沖沙船高速射流，同步擾動加沙；最后，小浪底水庫開閘放水調沙，清水和泥沙從上下兩層閘門同時下泄。

由于從小浪底下泄的洪水還能攜帶更多的泥沙，黃河水利委員會還在下游部分嚴重淤積河段上，進行人工泥沙擾動，加大泄流洪水挾沙含量，沖刷河床。在減輕水庫淤積的同時，增大了下游河道行洪能力。

小浪底工程排沙 攝影/呂劍平/CFP

延長大壩壽命，恢復河道生態

黃河中游的眾多水庫泥沙長期排不出或排出量很少，水庫的使用壽命將縮短。建成近10年的小浪底、萬家寨水庫，建成近30年的陸渾、故縣水庫，都面臨減少淤積的問題。調水調沙，水庫單庫調度或幾個水庫聯合調度，通過水流的沖擊調沙出庫以減少水庫淤積，為這些水庫延長了使用壽命。

黃河9次調水調沙的最大收獲，就是使下游的主河槽得到了全線沖刷。調出庫區的總沙量為2.19億噸，輸送入海的總沙量為5.75億噸，其中沖刷掉下游主河槽的總沙量達3.56億噸。

20世紀黃河的多次斷流，造成了黃河入海口濕地萎縮。現在，不僅保障了黃河不斷流，還將大量的泥沙送入了大海，改善了黃河入海口的生態系統。2009年濕地核心區水面面積增加3480萬平方米，入海口水面面積增加2913萬平方米，地下水水位抬高0.15米。植被繁茂，眾多兩棲動物和鳥類回歸。現在，黃河下游主河槽的行洪能力已由原來的800立方米/秒提高到3000立方米/秒，大大提高了黃河下游安全行洪的可靠度。小浪底水庫多次加大下泄流量，保障黃河下游已連續8年未斷流。

黃河治理和管理的成績獲得世界的認可，新加坡國際水周主辦方將“2010年李光耀水源榮譽大獎”授予中國黃河水利委員會，以獎勵其“在復興黃河生命和洪水管理方面，取得的廣泛而可持續的經濟、社會和生態效益”。

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李光耀水源榮譽大獎

“李光耀水源榮譽大獎”是國際水利行業最有影響力的獎項之一，用于獎勵國際上為解決全球性水問題而做出卓越貢獻的個人和機構，這些貢獻因采用突破性技術或實施創新性政策和項目而使人類受益。