建立生態(tài)環(huán)境友好的水電工程建設體系(一)

建立生態(tài)環(huán)境友好的水電工程建設體系(一)摘要：2003年，一場關于“楊柳湖工程”和“怒江水電開發(fā)規(guī)劃”的爭論引起了社會和公眾廣泛的關注。爭論的焦點是水電開發(fā)和生態(tài)環(huán)境（包括自然和文化遺產(chǎn)）保護，與從80年代開始的世界范圍的爭論類似，許多專家主張，為了保護生態(tài)環(huán)境，停止尚未開發(fā)的江河的水電開發(fā)，保留一條原生態(tài)的河流。關鍵詞：生態(tài)環(huán)境水電工程建設體系2003年，一場關于“楊柳湖工程”和“怒江水電開發(fā)規(guī)劃”的爭論引起了社會和公眾廣泛的關注。爭論的焦點是水電開發(fā)和生態(tài)環(huán)境（包括自然和文化遺產(chǎn)）保護，與從80年代開始的世界范圍的爭論類似，許多專家主張，為了保護生態(tài)環(huán)境，停止尚未開發(fā)的江河的水電開發(fā)，保留一條原生態(tài)的河流。

這場爭論應該是一件好事。第一，它反映了中國的專家學者和公眾生態(tài)環(huán)境意識的提高，不再僅僅從經(jīng)濟發(fā)展的角度看問題，是與“統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展”的要求一致的；第二，它反映了水電開發(fā)的大好形勢，如果在若干年前，一年連一個大型水電站都開工不了，就不會擔心水電的“無序開發(fā)”，就不會引起人們的重視；第三，它反映了水電開發(fā)在經(jīng)過了資金約束時期、市場約束時期后，進入了生態(tài)環(huán)境約束時期。

如何通過深入的研究和討論，在一些重大問題的認識上取得基本共識，在水電開發(fā)中切實保護生態(tài)環(huán)境，通過生態(tài)環(huán)境保護促進水電建設的健康的發(fā)展，特別是以科學的發(fā)展觀為指導，建立與生態(tài)環(huán)境友好的水電工程建設體系，可能是實現(xiàn)水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的正確途徑。一、從中國的國情和發(fā)展目標看水電開發(fā)和建壩的必要性

黨的十六大提出2020年實現(xiàn)全面建設小康社會的目標將把一個占全球人口1/5的大國帶入比較富裕、文明的社會，這是人類歷史上最為艱巨和宏大的社會進步過程。十六屆三中全會提出的統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展、統(tǒng)籌經(jīng)濟社會發(fā)展、統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展、統(tǒng)籌國內(nèi)發(fā)展和對外開放的新發(fā)展觀，將成為我們制定社會經(jīng)濟科學技術發(fā)展戰(zhàn)略的基本出發(fā)點。

中國實現(xiàn)上述目標受多方面的約束，其中與水電開發(fā)和建壩比較密切的有：能源；水資源；土地資源；生態(tài)與環(huán)境。

1.中國的能源結構和發(fā)展趨勢決定15-20年內(nèi)需要大力發(fā)展水電

1.1中國的能源結構、水電資源總量和在中國能源組成中的地位

中國常規(guī)商品能源資源占世界總量的10.7%，水能資源居世界第一位，煤居第三位，石油第十二位，天然氣第二十二位，由于我國人口眾多，人均能源可采儲量遠低于世界平均水平，2000年人均石油可采儲量只有2.6噸，人均天然氣可采儲量1074立方米，人均煤炭可采儲量90噸，分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%。

2002年，我國一次能源產(chǎn)量為13.87億噸標準煤。其中煤炭產(chǎn)量13.8億噸，居世界第一位；原油1.67億噸，居世界第五位；天然氣產(chǎn)量326.6億立方米，居世界第十六位；發(fā)電量16540億千瓦時，居世界第2位，其中水電發(fā)電量2280億千瓦時，居世界第四位。2002年，全國一次能源消費量為14.8億噸標準煤，其中煤炭占66.1%，石油23.4%，天然氣2.7%，水電7.1%，核電0.7%。我國已成為世界第二大能源消費國。中國能源結構以煤為主的形勢將長期存在，若采取正確的政策，可使能源結構中煤的比例有所下降。

水電資源總量在中國能源組成中僅次于煤處第二位。

正在進行的第六次全國水能資源普查結果雖然尚未正式公布，但最新的勘察資料表明，理論蘊藏量6.89億kW（1980年普查成果為6.8億kW，下同），技術可開發(fā)裝機容量4.93億kW(3.78億kW)，經(jīng)濟可開發(fā)裝機容量為3.95億kW。這個資源量意味著什么？

第一、水能資源是我國最豐富的能源資源?？偭渴澜绲谝唬司材芙咏澜缙骄剑ò唇?jīng)濟可開發(fā)水能資源為91%），而平常經(jīng)常提到極為豐富的煤炭資源人均約為世界平均水平的55%，石油資源人均達不到世界平均水平的10%。

第二、水電能源是中國現(xiàn)有能源中唯一可以大規(guī)模開發(fā)的可再生能源，煤炭、石油都是不可再生的。水電能源考慮的時間段越長，其總量越大。按常規(guī)能源再使用100年考慮，中國經(jīng)濟可開發(fā)水電能源折合標準煤507億tce。而中國煤炭剩余可采儲量為950億t，折合標準煤678億tce，而煤炭又是重要的化工原料，若按80%用于能源，折合標準煤542億tce。因此，中國的能源資源中，水電能源和煤炭能源處在大體相同的水平。由于水電能源是可再生能源，越早開發(fā)越好，如果50年內(nèi)不開發(fā)，就等于浪費了1/2的水電能源，按經(jīng)濟可開發(fā)計為254億tce。而煤炭不開發(fā)則能繼續(xù)保存。

其他能源，如核能、風能、太陽能、生物質(zhì)能都是今后發(fā)展的方向，但由于技術、經(jīng)濟等方面的原因，即使大力發(fā)展，核能、風能、太陽能、生物質(zhì)能加起來在發(fā)電能源中也不可能超過15%。而水電可以占到25-30%。因此在今后20-30年中，水電將繼續(xù)在中國能源結構中處于第二的位置。

1.2中國發(fā)展的要求需要發(fā)展水電

本世紀的頭20年是中國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期，到2020年中國實現(xiàn)經(jīng)濟翻兩番。根據(jù)國際經(jīng)驗，這一時期是實現(xiàn)工業(yè)化的關鍵時期。大部分發(fā)達國家在此期間經(jīng)歷了人均能源、資源消費量增長較快（尤其在人均GDP在三千美元左右）和能源、資源結構快速變化的過程。

2020年需要多少能源？專家的預測結果是：2020年中國一次能源的需求在25-33億噸標準煤之間，最少將是2000年的兩倍。煤炭是21-29億噸，石油是4.5-6.1億噸，天然氣是1453－1654億立方米，發(fā)電裝機容量是8.6-9.5億千瓦。

如果采取正確的能源戰(zhàn)略、相關的政策措施和積極推動科技進步，未來20年中國的能源需求將有可能保持相對較低的增長速度。到2020年中國一次能源的需求均值為29億噸標準煤，是2000年的2.2倍。這就意味著中國還有可能繼續(xù)實現(xiàn)能源翻一番，GDP翻兩番。二是在保持相同經(jīng)濟增長目標的前提下，由于能源結構和能效提高的差別，2020年的一次能源需求仍可能有約8億噸標準煤的巨大差異。

按中等水平考慮，2020年發(fā)電裝機容量9億千瓦，若水電裝機容量2.3億千瓦，比2002年增加約1.5億千瓦，按年利用4000小時，火電煤耗按先進的330g/kwh計,一年少燃煤約2億噸。

若進一步考慮到2050年，16億人口的中國實現(xiàn)了現(xiàn)代化，即使按照最節(jié)約的生活方式，人均1kw的發(fā)電裝機是需要的，因為這遠低于發(fā)達國家目前的水平，也低于現(xiàn)在我國大城市的水平?？傃b機16億千瓦，即使考慮第六次水力資源普查新增1億kw經(jīng)濟可開發(fā)容量，考慮生態(tài)環(huán)境約束，按70%開發(fā)考慮，水電裝機也只能增加0.7億千瓦。因此2020-2050將進入水電增長非常緩慢的時期，與西方發(fā)達國家目前的情況類似。這樣，16億千瓦總裝機中有3億千瓦水電，不到19%。

因此，中國水電的快速發(fā)展期就是今后15年。由于可再生資源的特點，如果要開發(fā)，就應該早開發(fā)。

另外，從國際對比看，發(fā)達國家的基礎設施建設基本完成，歐美發(fā)達國家開發(fā)水電早，在上世紀50-60年代，水能資源的開發(fā)已達70％左右，當時生態(tài)環(huán)境保護與開發(fā)建設的矛盾問題不突出?，F(xiàn)在發(fā)達國家基本上不再對未開發(fā)的20-30%的水能資源進行大規(guī)模的開發(fā)。但中國情況不同，目前已開發(fā)和正開發(fā)的水能資源只占經(jīng)濟可開發(fā)量的30%，即使考慮開發(fā)到歐美發(fā)達國家上世紀50—60年代的水平，還有1.5-2.0億kW的水能資源需要開發(fā)。

2.中國的水資源特點需要綜合性水利工程，也需要繼續(xù)建設大壩

2.1中國水資源的主要特點和面臨主要的問題

人均水資源有限中國水資源總量28000億m3，但人均占有僅為世界平均水平的1/4。

空間分布不均水資源分布在全國非常不均勻。北方的黃、淮、海流域嚴重干旱和水短缺。而南方的長江和珠江受嚴重的洪水威脅。水資源、土地資源、人口分布不匹配，導致不同流域之間水資源的利用率差別很大，全國平均20%而海河流域高達90%，大大高于40%的合理水平。

時間分布不均和降雨集中大部分地區(qū)從6月到9月的汛期降雨占全年的70%。而且不同年份降雨量變化很大。出現(xiàn)連續(xù)干旱年或連續(xù)洪水年的情況很普遍。

上述特性導致中國面臨主要的水資源問題是：

水的供需矛盾尖銳。矛盾越來越尖銳是由于人口持續(xù)增長，人民生活水平的提高和社會經(jīng)濟的發(fā)展的結果。到2030年，中國人口將達16億，人均水資源量將降為1750m3。

洪水仍將為中國制造麻煩。由于水資源的時空分布不均，中國是一個水旱災害頻繁，區(qū)域水短缺和生態(tài)系統(tǒng)脆弱的國家。

水環(huán)境問題越來越嚴重，地面水和地下水的水質(zhì)惡化，已對人的生活條件造成危害，并加劇了水的供需矛盾。

水土流失嚴重，這一問題反映在河流干枯、湖泊萎縮、內(nèi)陸湖消失、土地沙化、天然綠洲減少、沙塵暴增加。

大壩建設在防洪、灌溉、供水和發(fā)電方面起重要作用。在改善水資源利用、處理和減輕中國所面臨的問題和挑戰(zhàn)方面，大壩建設仍將是有效的方法。

2.2綜合性水利工程中大壩的作用

大壩是具有防洪、水資源開發(fā)、清潔能源生產(chǎn)、航運等功能的基礎設施，它也能為庫區(qū)環(huán)境和當?shù)芈糜螏砝妗?/p>

防洪

到2000年，中國已建成各類水庫85000個，總蓄水能力5100億m3，建成堤防270000km，初步形成了大江大湖的防洪工程體系，基本控制了常遇洪水。但洪水災害仍給中國制造麻煩。超過70%的固定資產(chǎn)、44%的人口、1/3的耕地、620個以上的城市都位于主要河流的中下游，受到嚴重洪水災害的威脅。同時，隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展及城市化，防洪區(qū)內(nèi)的財富和人口持續(xù)增加。所有這些，都使防洪和安全面臨越來越大的挑戰(zhàn)。

1931年和1935年長江流域的洪水淹沒耕地340萬公頃和150萬公頃，死亡145000人和142000人。1954年洪水淹沒耕地317萬公頃，死亡30000多人，另外1888萬人遭受洪水損失。1998年長江流域的特大洪水，淹沒面積32.1萬km2，死亡1562人。由于長江干支流的763個大中型水庫，具有340億m3的蓄水能力，河水位被顯著降低，（荊江）分洪區(qū)未使用，比1931、1935、1954的洪水相比，減少了大量的耕地淹沒和人員死亡。估計700萬當?shù)鼐用衩庥诤闉模?30萬km2的耕地和30多個縣市免受淹沒，重要的交通設施得到保護。防洪設施的減災效益約500億元。盡管如此，這次洪水災害的直接經(jīng)濟損失仍然超過三峽工程的總投資。

1998年大洪水也發(fā)生在嫩江、松花江和閩江。572個大中型水庫攔蓄了192億m3洪水，使淹沒耕地大大減少，數(shù)百萬人免受洪水災害。

三峽水庫有221.5億m3的防洪庫容，荊江河段是防洪最危險的河段，三峽水庫的運用將使荊江河段的防洪能力由10年一遇提高到100年一遇。即使1000年一遇的洪水發(fā)生，三峽工程的調(diào)節(jié)和分滯洪區(qū)的運用，可使長江兩岸的廣闊平原免于災害。三峽水庫和堤防、分滯洪區(qū)一起形成流域的防洪工程體系。

小浪底工程位于黃河干流最后一個峽谷的出口。壩址上游面積占全流域面積的92%。91.2%的徑流和幾乎100%的泥沙形成于該工程的上游。因此小浪底工程是在流域綜合規(guī)劃中連接中下游、在流域防洪減沙中起極端重要作用的關鍵工程。

工程的主要任務是防洪（包括防冰塞）、減沙，也有供水、灌溉、發(fā)電功能，工程完工后，長期防洪庫容40.5億m3，水沙調(diào)節(jié)庫容10.5億m3。與其他大型水庫（如三門峽等）聯(lián)合運用，可使下游的防洪標準由60年一遇提高到1000年一遇，并基本免除冰塞威脅。工程的另一主要作用是減沙，可通過淤沙使下游河床20年不抬高。

供水

大壩和水庫對于附近沒有大河的城市，特別是大城市，在工業(yè)和生活民用供水方面起非常重要的作用。

2000年全國供水能力5531億m3，總用水5498億m3。工業(yè)用水1139億m3，占20.7%，生活用水575億m3，占10.5%。

中國遭受水短缺，全國600個城市中，400個供水短缺，特別是北方大城市。全國水庫每年供水1600億m3，占年總供水量30%，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水中起非常重要的作用。

中國的水短缺是水土資源不平衡的反映。長江以北國土占63.5%，而水資源僅占19%。同時，年、季降雨變化劇烈。而且由于社會和經(jīng)濟的發(fā)展，水的消耗將持續(xù)增加?，F(xiàn)在總的水需求是約5800億m3，而21世紀中期望控制在8000億m3以下，也就是說，在現(xiàn)在水平上還要增加2200億m3。因此，更多的壩和水工程是需要的。

北京是有1400萬人口的巨大城市，由于附近沒有大河又遠離海洋，水短缺非常嚴重。北京的人均水資源量少于300m3，是全國平均水平的1/8和世界平均的1/30。因此，有限的水資源和巨大的水需求是城市發(fā)展的約束。北京是由潮白河和永定河形成的沖積平原。1949年以來，中國政府投入大量投資進行基礎設施建設，一個健全的供水和防洪系統(tǒng)已建成。到現(xiàn)在，有85個水庫，總庫容95億m3。其中密云和官廳是最大的兩個水庫，庫容分別為44億m3和42億m3。兩水庫的水源主要來自北京以外，特別是官廳水庫?，F(xiàn)在北京每年用水約40億m3。50%以上的生活用水來自密云水庫，現(xiàn)在它是北京生活供水的唯一地表水源。1997年以前，官廳水庫也是北京生活供水的地表水源，但由于水庫上游的水污染，現(xiàn)在只能為工業(yè)供水。治理污染后，希望2005年能為生活供水。

由于水污染和上游用水越來越多，水短缺越來越嚴重。而且北京的水需求繼續(xù)增加。因此南水北調(diào)中線工程將于2002年底開工，2008年前將利用河北的四座水庫向北京供水，2010年將從長江支流漢江的丹江口水庫向北京輸水15億m3。水源地的大壩水庫是實現(xiàn)調(diào)水的前提條件。

灌溉和食物安全

2000年全國有效灌溉面積5470萬公頃，其中節(jié)水灌溉面積1870萬公頃，已形成了一個健全的灌溉排水工程體系。灌區(qū)糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的2/3。因此中國可以世界耕地的10%養(yǎng)活世界22%的人口。水利工程，包括大壩，為實現(xiàn)這一成就發(fā)揮了很重要的作用。在黃河流域上中游地區(qū)，一系列綜合目標的大壩沿干流建設，目的是防洪、灌溉、供水和發(fā)電。大型工程如青銅峽、三盛公、萬家寨，主要是為沿河的寧夏河套區(qū)、內(nèi)蒙、陜西的灌區(qū)供水，沿黃灌區(qū)已成為國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。

現(xiàn)在，每年平均仍有2億6千6百萬公頃耕地遭受旱災。干旱和缺水已成為社會經(jīng)濟發(fā)展的主要約束，特別是穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要約束。

航運

隨著大規(guī)模的水電工程建設，水庫上游區(qū)域的航運條件將顯著改善。隨水位升高，河的寬度和深度增加，水流速度降低，某些不利航行的急流險灘將消失，通航河段的長度寬度噸位將增加。而且，通過水庫調(diào)節(jié)削減洪峰，中等水位期將延長，枯水期的流量得到保證。因此，下游通航期延長，航運的保證率增加。

如前所述，三峽工程的一個主要功能是改善航運條件。三峽工程完工后，上游河段的危險的礁石和急流險灘將消失，航道條件將大大改善。10000噸的船隊可直達重慶。同時下游荊江河段的航道條件也將改善，工程改善的航道里程為570—650km。這些效益將有利于改善西南地區(qū)和中東部地區(qū)的物質(zhì)文化交流，促進西部大開發(fā)戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。

統(tǒng)計表明，在華中電網(wǎng)（包括湖北、河南、湖南和江西）建設的主要水電工程，使庫區(qū)2500km以上的