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三峡功罪：大流域开发不可能毕其功于一役
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【按】：近日从远新老师与张博庭老师在科学网上战火纷飞。这事情的起因还在我，是我在从老师三峡电站接地博文后面的几条评论而起的，罪过罪过。
据说三峡是世界最大的水利工程，这主要是说它的发电量，它的坝高和库容在世界范围内排名都不是非常靠前。三峡工程库容不到长江径流的4%，有效库容只有百分之二点多，只是一个不完全年调节水库，因此依靠三峡水库实现长江流域水资源合理配置必然会捉襟见肘。
当然三峡工程的综合效益也应当是世界最大的。
三峡工程最大的作用是防洪。作为特大型水利枢纽三峡工程按千年一遇洪水设计，可能最大洪水校核。三峡是混凝土重力坝，不存在土石坝满顶溃坝风险，也不会像拱坝一样因坝肩岩石变形而失事，如果不是天塌地陷，三峡大坝虽然也不会与天地同寿，但会比我们的寿命要长久的多，然而天塌地陷了，江汉平原还会安然无恙乎？
按照现在上荆江的行洪能力，洪峰流量8万的洪水即使动用荆江蓄洪区也不敢保证荆江大堤不溃决，现在洞庭湖底抬升，荆江南泛的可能性越来越小，江汉平原高程比荆江水位低了10-20m，水往低处流，只能是淹没江汉平原，恢复云梦大泽。但是这是不可能允许的。因此谁也无法承受荆江大堤溃决的后果。所以必须把川江洪水控制在进入荆江以上。三峡145米和175米水位之间，有221立方米的防洪库容，而川江次洪水总量之多也就是1000亿立方米，所以三峡水库足以千年一遇的川江每秒10万立方米的洪峰流量消减20%到每秒8万立方米，但是这还是需要综合运用行蓄洪区才能保证荆江的安全。不过每秒6-8万的洪水，通过三峡之后都会消减到6万以下的安全流量，就不用动用几十万人上江堤严防死守了，使荆江大堤的防洪标准由20年一遇提高到50年到100年一遇。但是如果发生超设计标准的每秒10万立方米以上洪水，只有采用非常手段了，比如超量蓄水，上游库区淹没面积会扩大，但总比江水溃堤泛滥好。但是除非三峡的蓄水位达到200m才有可能淹了重庆，三峡库尾水位最高也就是190多米，和川江、嘉陵江天然状态下的天然洪水位也差不了多少。
三峡145米水位以下用于淤沙的死库容有100多个亿立方米，而且川江来沙也在逐年减少，静态淤积时间可以维持30-50年，而且三峡本来就是河道型水库，迟早会达到冲淤动态平衡的，死库容可能永远都不会被泥沙占满。
黄万里先生在三门峡工程上是正确的，但是不能因此说黄先生永远正确。如果有堆石滩的话，葛洲坝截流已经40年了，早就会在葛洲坝库区出现了，可惜没有？葛洲坝建成后库尾水位和库尾河床高程一直保持稳定。长江三峡截流也早超过10年了，黄先生所说的“不出10年重庆港就会淤死”显然已经证明是梦话。
当然长江上游千沟万壑，有很多粗砂甚至是石头，但是长江上游泥沙输移比只有不到1/5，绝大多数粗颗粒都留在了当地而不会进入川江。而且如果每年真有一亿吨卵石，通过三峡的话这些卵石只会停留、淤积在江汉平原，那样的话就不会有今天的江汉平原了。江汉平原不是没有粗卵石沉积层，但是那是在新生代以下的地层，当然那时长江还没有形成，粗卵石沉积物也主要是来源于周边山地。江汉平原新生代沉积层主要是细沙和粘土，这也说明黄先生的没有必要如此忧心如焚。也不能说黄先生胡说，但是他只是水文专家而不是泥沙或者水土保持专家，而且很长一段时间内脱离水利实践，在资料掌握方面自然赶不上长委的工程技术人员。
此外，三峡工程还有以下作用。
第一发电，三峡工程是全球最大的单体电站，相当于4000-5000万吨的煤炭基地。
第二水资源调节和调水，可以使长江下游枯水期最低流量由每秒2000立方米，提高到5000立方米，避免长江口咸潮入侵，而且也能改善枯水期长江中下游航道。同时是南水北调中线的后备水源。长江流域梅雨季节正是北方最缺水的时候，因此南水北调可南北两利。南水北调东线水源有保证，但供水范围较小，需要提水，能耗大，水质差；西线工程艰巨，尚处于超前期工作；中线工程供水范围可以覆盖整个华北平原，工程量也是目前可以接受的，是南水北调工程的重点。目前南水北调中线仅从来丹江口调水，由于汉江径流量，工程规模受到限制的，未来可建立三峡到丹江口的配套工程，实现江水北调。
最后航运，形成从上海到重庆的深水航道。
当然抗旱并不是三峡工程的主要职能。没有任何灌区直接从三峡引水，三峡抗旱也是通过向下游补水实现的。三峡水库调节库容只有221亿立方米，每年11月至次年5月，日均向下游补水1亿立方米左右，或者折合每秒1000多立方米的流量，这点水对下游抗旱基本没有太大作用。比如去年，要使得鄱阳湖湖口恢复到正常水位，三峡下泄流量恐怕要每秒2万~3万，而五月份三峡145米以上也就剩下二三十亿的水了，如果按照上面的流量下泄，不几天就把水折腾完了，到了145米水位，只有来多少放多少了，如果赣江流域还不下雨，湖口水位还会下来，这不是折腾吗？
因为水往低处流，除上荆江悬河外，长江干流处于流域的最低处，直接从长江干流取水的灌区并不多。低处的水难以为高处所利用。靠三峡抗旱还不如打井靠谱。
当然只要三峡水位还在下降，三峡就在为下游补水，虽然作用不大，但是下游闹旱灾不能埋怨三峡水库，没有三峡旱灾会更严重。
三峡是一个奇怪的水库，没有独立的防洪库容与兴利库容，防洪库容等于兴利库容等于结合库容，都在145米与175米之间，因此，三峡本身蓄水、防洪、发电的矛盾一直存在，解决这一矛盾只能依靠上游长江支流库群的建设，只有此才能解决长江流域库容不足的问题，实现汛期蓄水。
三峡水库首要的水利矛盾就是汛后蓄水，使长江中下游枯水期提前到10月份，对江湖鱼类育肥不利。但长江中下游多种植双季稻，10月晚稻已经接近成熟，需水量有限，因此枯水期提前对农业影响并不显著。
水库破坏了河流的连续性，干扰了天然水文过程，带来了水位、流速、水温、颗粒性和可溶性物质含量等水文要素的变化，从而影响了河流生态环境与服务功能，主要是对水生动物特别是鱼类洄游的影响。另外鱼类产卵多以河流涨水为刺激信号，而过度的水库调度会使洪水过程平缓化，同时春季水库下泄底层低温和富营养化库水，也会对鱼类生长和繁殖产生不利影响。
但水库对河流对生态功能的影响主要是通过影响水位、流速以及水温决定的，因此水库对生态环境的影响主要是局部的（以库区，随着距离水库距离增加而衰减）、可逆的，也是可以通过人为调控可以控制和恢复的。大坝和水库只要不淹没珍稀生物的重要栖息地，不完全（或大部分）切断珍稀或重要水生动物的洄游通道，其生态环境影响就是良性的，至少是可以接受的。
从“生态位”上水库大坝与水生生物是否存在不可调和的矛盾?众所周知，大型水电基地一般都位于大江大河上中游高原山峡落差集中、水流湍急的地方，而从海口一直洄游到河流源头的鱼类并不多，河流上游一直以小种群的土著鱼类为主。而且水流湍急的“水电富矿”地带本来水生生物多样性也不丰富。鱼类是体外受精的动物，在流速每秒几米的地方，如果没有成千上万条鱼拥挤在一起交尾，射精、排卵以后，精子和卵子就会被水冲走，很难结合。水库会淹没一些产卵场，但也会形成新的产卵场。鱼卵分粘着性卵和漂浮性卵。丹江口与新安江这两座大型湖泊型水库建成后，形成的新产卵场规模都比原来的多得多。喜激流和产漂浮性卵的鱼类可能会迁移到上流或者支流。而且只要存在万有引力，河流就会流动，水库（特别是河流型水库），永远不会成为一潭死水，仍具有鱼卵长距离漂浮的条件，因为一个基本的物理学定律是，决定物体在水中沉浮的是物体本身的密度，而不是流速。
从这一角度，一个高坝对河流连通性的影响可能比连续低坝的梯级开发要小得多，因为水库几百公里的回水范围内，仍是连续的自然河段。葛洲坝以下的长江中下游江段不可能再建坝，长江自由江段的长度超过了许多世界级的著名河流比如欧洲的莱茵河，中华鲟也得以在丧失了金沙江原有产卵场后，在葛洲坝下游形成了新的天然产卵场。三峡与向家坝之间也有千余公里的自由江段。即使建成小南海水电站，三峡与小南海、小南海与向家坝之间也有数百公里的自由江段。
影响长江水生生物与渔业的主要是污染和过度捕捞。如果上述情况得不到改变，长江上即使一座水库都没有，情况也会每况愈下。
因此，长江流域水资源综合利用，还要依靠上游，特别是金沙江水电群的建设，形成1000亿立方米以上的蓄水库容。https://blog.sciencenet.cn/blog-595119-625450.html
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