论长江三峡修建高坝的可行性
黄万里
「当代中国研究」一九九八年第四期（总第63期） 在有关方面作出修建长江三峡高坝的决策前，笔者曾三次上书中央，建议勿修此坝；筑坝开始后，又曾三次上书，建议停工。多年来也曾一再请求，希望中央责成工程当局公开讨论三峡工程的可行性，可惜始终未被接纳。因此，只能在学报上展开技术性争论。美国总统曾来函咨询此事，我在致答时说明了此坝永不可修之理由，承其回函表示同意并致谢。各国有四个通讯社先后对我作了录象采访，除我国外已在世界各国的电视节目中播出。 长江三峡大坝不可修，首先是因为建坝工程本身的可行性研究结果不成立；其次是因为三峡大坝对生态环境有严重损害，一旦建坝蓄水后，将使金沙江和四川境内长江上游河槽中的砾卵石和部分悬沙在长江重庆段沉积下来，形成水下堆石坝，堵塞重庆港，其壅水将淹没合川、江津等城镇。 指导拦河坝工程的基础学科是土木工程中的建筑结构和水力学，水利工程规划涉及治河原理，其基础学科则是水文学。水文学始于1930年，是适应研究水资源利用和洪水定量的要求而发展起来的，其基础是水文地理学（包括水文气象学、水文地貌学和水文地质学）和水文计算学。中国管理水利工程的决策者中，很多人习惯于从单纯土木工程的观点来看待洪水控制和治河方法，他们不懂水文学却轻视或排斥水文研究的结论，显然有很大的片面性。笔者虽毕生治水文之学，至年愈古稀，犹恐才疏学浅，唯虑尚在门外，居常孜孜学习，亦曾将对三峡工程后果的学术研究结论写成“关于长江三峡砾卵石输移量的讨论”一文，刊载于1993年、1994年及1995年的《水利水电学报》上，求教于世之学者。现再择其要简述之。 1.三峡大坝工程本身的可行性问题 所谓的工程本身（Infrastructure）包括大坝的全部工程，以及对上游库区及下游泄流河槽进行保护的必要工程，而不包括保护上游和下游环境所必须的工程。修建三峡大坝的目的是防洪、水力发电、改善航运、附带供水灌溉，还不可避免地包括治河工程。治河有四大基本方法，即蓄（拦河蓄水）、塞（筑堤防洪）、浚（浚深河槽）、疏（溢洪疏流），修建三峡大坝属第一种方法。 既然三峡工程是一个多目标治河工程，其设计规划就必须同时考虑到各种目标的综合效果，还应比较上述四大治河方法的效果，然后据以估计工程规模，以便以最小成本产生最大效果。讨论大型水利工程的设计规划，要根据工程的诸多目标，分别分析科技、经济、社会影响和国防这四种可行性。这四种可行性是相互独立的，只有当每种可行性都成立时，才能进而研究如何按最小成本达到最大效果的方案。没有起码的可行性研究，是不应当动工建设的。 那么，三峡工程的这四种可行性究竟如何呢？ 在科技的可行性方面，三峡地段之所以会被选为建坝地点，主要是考虑到这里的峡谷只有500至1，000米宽，在此修建高坝，可用较短的坝长形成容积极大的水库，再加上长江水流丰富，发电、通航的效益颇大，连建筑工程专家萨凡奇也表示赞同。但是，选择坝址时除了要考虑峡谷宽度外，还必须考虑坝基条件，因为修建高坝必须要有坚固的河床基础。在整个三峡河段中，只有在三斗坪附近（即现在的建坝位置）才找得到适合建坝的火成岩河床基础；可三斗坪河段河道宽度大，在此建坝则坝宽达到1，980米，比在三峡峡谷地段建坝的可能宽度长一倍多，失去了理想的峡谷出大库的优点。 由于受坝基条件的限制，只能在三斗坪建坝，这样工程的经济可行性就很差。由于在三斗坪河段的坝体宽度大，不仅大大增加了混凝土需要量，而且把施工周期拖长到17年之久。据此按复利核算成本的结果是，每七年投资的本利合计就会翻一番，显然这是极不经济的。为了掩盖这一结果，计委等有关部门竟规定，使用静态的不计利息的方法来核算成本，使设计方案中的成本明显减小了。这样做就谈不上可靠的经济可行性分析了。 至于社会影响的可行性分析方面，由于三峡工程要淹没田地百万亩，移民百万之多，对这个大难题，其实有关部门并未找到可行的解决办法。在国防可行性方面，有个明显的防空问题无法解决，以前张爱萍将军曾专门作过分析，向周前总理报告过，请求暂缓考虑筑坝。由此可见，三峡工程的四种可行性分析结论都不过关，因此，国内有许多人提出意见，反对修建三峡高坝。 2.三峡工程对上游河床环境的可能影响 如果说工程本身的可行性问题是众所周知的，很多人都批评工程的可行性不佳，那么三峡工程对上游生态环境的影响，则是一个大家比较生疏、而又至关重要的问题。 如果建成三峡高坝并蓄水后，长江重庆段水位将变得十分平缓，从上游金沙江和四川巴蜀盆地各江中运移进长江的砾卵石河床料（bed forming materials ）将形成水下堆石坝，同时水中悬沙也会更多地沉积下来，结果不仅将堵塞重庆港、断绝航道，而且会在洪水到来时抬高水位，壅及上游合川、江津一带，淹没低洼地区，危及数十万人口的安全，其后果可能十倍于1983年7月底陕西安康汉水泛滥造成的惨绝人寰之灾情。 拦河筑坝是治河规划中的一种措施，坝本身的设计规划必须符合流域治理的全面规划。拦河坝会调节水流、改变自然的河床演变特征，使河中水流率（俗称流量）和沙石的输移率不断改变。河道中运移的沙石又分为漂流水中的悬沙和在河槽里移动的床沙（bed load），床沙包括砾卵石、粗沙等。悬沙输移不直接影响河床的演变，而床沙的输移则会改变河床。 流域内的治河规划必然受到流域地质地貌条件的制约。长江上游大面积地层的岩基由页岩和沙岩组成，前者风化后成泥、后者风化后成沙，它们在暴雨后被地面迳流冲刷到江中成为悬沙。两亿年前，大片岩基又被砾卵石全面覆盖，砾卵石铺满了山头和大小溪沟。此后，雨水年复一年地陆续把砾卵石冲入江中，成为床沙，即河床料。河床料作为河床演变的主体，是治河的对象。 在大江里，悬沙的输移尚可观测到，而床沙厚达30至40米，其输移率是无法实测的；在一二级支流里，床沙仅一两米厚，但当床沙整体同时移动时，其输移率也不易观测；只有在岩基横穿河槽的情形下（即船工所称的“石龙过江”），才可能观测到浅层砾卵石的移动。例如，在岷江上游的都江堰断面上，人们用铁丝网多次兜住卵石而测到砾卵石的输移率。 笔者通过分析流域整体运筹与江河治理的原理，得出了以下结论：若干干流及支流的源头没有大片耕地，造床料又不是卵石而是泥沙，可以在干流上拦河筑坝；凡是江河干流的上游汇水流域属于有大范围耕地的冲刷区，而其支流的造床料为砾卵石者，则不宜在干流上拦河筑坝，长江干流恰好属于这种情况。 四川盆地和金沙江流域广袤达百万平方公里，人口约一亿，全流域铺满卵石，卵石上的冲积土壤厚不及一米，卵石输移率和输移量都很大，而又难以挖除。1981年7月四川洪水一次冲入长江干流的卵石即达二亿吨。所以，按照水文地貌学的常识判断，即可知道在长江中游断然不可修高坝拦江，此乃定论。 面对这一问题，支持修建三峡工程的人们抱着一个幻想，即三峡高坝蓄水后或许不至于造成堆石坝而酿成灾害。我们可以看一下1983年7月长江的大支流汉水在陕西安康造成的洪灾，这是一个足可警示世人的先例。 汉水南岸的安康县地势低洼，其下游约200公里为丹江口水库。1969年丹江口水库完工后，安康以下的河槽就被卵石逐渐淤高。安康下游石梯一带有一峡谷直壁，宽仅150至200米，峡谷既窄，河床又已淤高，则洪水到来时，水位自然会抬高。 1983年7月，汉水安康段的洪水量并未达历史最高水平，但汉水的水位涨势却异常凶猛。恰在此时，上游的石泉水库蓄水过量，不得不开闸放水，进一步抬高了汉水安康段的水位。结果，在极短时间内汉水安康段的水位就上涨了19.4米，高出安康城堤约1.5米，从7月31日18时开始，洪水破城而入，2个小时内就淹没全城，许多住在一楼的人爬上三楼、四楼，但仍被没顶淹死。据灾后向当地查询，谓此次洪灾使民众淹死达数千人。 安康以上的汉水流域面积仅38，700平方公里，已修有四个大坝，似乎可以拦住大部卵石和泥沙，唯因下游丹江口大坝和石梯峡谷之阻，使卵石沉积河槽，从而抬高洪水水位酿成灾害。可以想象得到，长江三峡建坝后，重庆段可能遭到的洪灾将数十倍于安康之灾。 笔者提出上述问题之后，长江流域规划办公室（即“长办”）水文局等不少单位的专家对此表示了不同看法，对其中主要的看法有必要加以回答。 首先，关于重庆港淤塞问题，大家都同意，若有大量砾卵石河床料沉积在重庆港，就会造成灾害。争论之处在于，究竟有没有这种可能。主张建设三峡工程的“长办”的人们认为，根据他们的推移质输沙量测验，长江重庆段通过的砾卵石只有每年27.7万吨，宜昌段为每年75.8万吨，数量极少，可以忽略不计，只考虑悬沙的问题就可以了。 但是，这一测验结果似乎不可靠。因为，仅以长江的支流岷江为例，其集水面积仅23，000平方公里，在都江堰地段实测的砾卵石年输移量就有200万吨之多。众所周知，整个四川盆地都是冲刷性、减坡型地形，泥沙和卵石的年输移统计量是从上游向下游沿程递增的，而且宜昌的长江流域面积达一百万平方公里，是岷江流域的40多倍。在上游的一个支流就测到每年200万吨的砾卵石输移量，怎么可能到了干流的下游河段，整个干流的砾卵石年输移量反而减少到几十万吨呢？ 也有人通过实验证实，卵石在长途推移过程中会磨成细小的沙粒、在河床里悬浮而成为泥沙，因此不足为虑。但笔者在长江沿岸长期实地测量时却发现，在四川盆地的长江上游段，河中运移的卵石如拳头大小，直径约40厘米，而在其下游的合川滩地上，卵石却大得象两只手掌合起来那样（50x100x30立方厘米），为什么下游的卵石反而比上游大呢？其原因在于地质变化，原来，两亿年前长江是由东向西流向地中海的，直到青藏高原被抬高后，长江才反过来成为今日的由西向东出海。这在长江专刊上有详尽的叙述。因此，在重庆至三峡段的河道中，卵石的体积可能比在上游河道还要大很多，其危害也会相当严重。 当卵石运移的可能危害越来越明显时，有人又提出了妙计，认为可以在各大支流的源头筑坝拦住卵石，不让卵石出谷，这样，重庆段就不会出现水下堆石坝了。孰不知，整个金沙江流域和四川盆地的地表全面地铺满了砾卵石，只要有暴雨，它们就会在河槽里被冲成砾卵石河床料，只在河流的源头筑坝挡石是无效的。另外，页岩、沙岩化成的悬沙也会在重庆港沉积下来，相助堆石坝之堆高。 “长办”估计的悬移泥沙输移量年平均达7亿吨，床沙卵石输移量为1亿吨；而笔者运用统计方法所估算的结果，却因人们不承认应用数理统计方法的合理性，而被拒绝接纳。许多人其实不了解，在大江里是无法实测出多层同时移动着的卵石的输移率的，他们采用从每平方公里的卵石量累积起来约略方法，其误差是非常大的。但是，即使长江中的卵石输移量只及“长办”估计的十分之一，那么每年也会有1，000万吨卵石堆在重庆段，如此庞大的卵石堆积量，恐怕很难在枯水期挖净，所以，因卵石不断堆积而造成上游洪水泛滥成灾，就仍然在所难免。 3.关于修改三峡高坝设计的建议 如今三峡工程木已成舟，我之所以仍然公开争辩，是希望能改变设计、降低坝高，使四川盆地免遭水灾，而又令已成工程尽量发挥其最大可能的作用。我建议将坝高降低到以不淹没万县甚至奉节为度，同时建议在大坝上另加隧洞或排水道，使砾卵石、泥沙能畅通出库，并恢复郝穴等出口，将沙石也输往江北洼地，抬高两岸田地，并确保汉口。
黄万里先生二、三事（良知风骨）
三门峡建坝――提出《意见》
也许是冥冥之中一种机缘和巧合，黄万里一生的命运都和与他同姓的那条不到万里也有好几千里的黄河息息相关。当年他“听说黄河是最难治理的，便立志学水利治黄河”。１９４７年在甘肃水利局长任上，他已是黄河水利委员会委员。１９５０年８月，在北京召开的黄河水利委员会，黄万里也参加了。此后为黄河治理、为三门峡大坝，黄万里倾注了大量心血。 早在１９５５年周恩来主持的关于黄河规划的第一次讨论会上，黄万里就力排众议，不同意苏联专家提出的规划。当时许多专家对规划交口称赞，只有黄万里发言反对。他当面对周恩来总理说：“你们说‘圣人出，黄河清’，我说黄河不能清。黄河清，不是功，而是罪。” １９５６年５月，黄万里向黄河流域规划委员会提出《对于黄河三门峡水库现行规划方法的意见》，发表于《中国水利》１９５７年杂志第８期。《意见》指出：“四千年的治河经验使得中国先贤千年以前就在世界上最早地归纳出了四种防洪方法：沟洫或拦河蓄水，堤工堵水，束水浚深治河，缺口疏水。另外，近四十年来，中外学者融合德国人治河的理论和经验，又积累了不少新的知识。忽视这些知识，认为有了坝就可以解决下游防洪问题，是不妥当的。” 他说：“总之，‘有坝万事足，无泥一河清’的设计思想会造成历史上严重的后果。坝的功用只不过是调节流率，从而替治河创造优良的条件，决不能认为有了坝就可以治好河。”《意见》最后反复强调：三门峡筑坝后，下游的洪水危害将移到上游，出库清水将危害下游堤防。针对综合规划及三门峡筑坝已形成全国人大决议的难以挽回的现实，黄万里特别提出了三门峡大坝一定要能刷沙出库的建议，为日后泥沙大量淤积预作准备。？？ 三门峡讨论会――光荣孤立 三门峡水利枢纽讨论会是１９５７年６月１０日至６月２４日由水电部在京召开的，主要讨论三门峡水库的正常高水位和运用方式。在讨论会上，拦洪蓄沙的高坝派、拦洪排沙的低坝派和只有黄万里一人的“反上派”（反对上三门峡工程），展开了激烈的争论。 高坝派代表为三门峡水利工程局总工程师汪胡桢和工程师沈崇刚等。他们把下游河道的形势说得岌岌可危，说如果等着中上游水土保持（主要指在支流建坝拦沙）见效再建三门峡大坝，下游就可能改道，因此主张立即建三门峡大坝，拦洪蓄沙，让清水出库，并反对减少库容，不减少库容就是主张建３６０米大坝。 低坝派以温善章为代表，主张拦洪排沙。这派人明显处于少数。他们希望保护耕地，减少库容，降低蓄水线（３３５米或３３０米、３２０米）。 黄万里与“主上派”对垒，孤身舌战。黄万里认为不能在这个淤积段上建坝，否则下游的水患将移至中游关中平原，而且他认为，河道里的泥沙起上游切割、下游造陆的自然作用，建坝拦沙让黄河清是违反自然规律的，是不现实的，何况清水出库对下游河床也不利。 据黄万里说，当时出席会议的专家“大多同意苏联专家的设计，只有笔者一人根本反对修此坝，并指出此坝修后将淤没田地，造成城市惨状。争辩七天无效后笔者退而提出：若一定要修此坝，则建议勿堵塞六个排水洞，以便将来可以设闸排沙。此点全体同意通过。但施工时，苏联专家坚持按原设计把六个底孔都堵死了。” ７０年代，这些底孔又以每个１０００万元的代价打开。四十多年后，曾参与三门峡工程技术工作的一位著名教授在《自述》中坦承，他“参加了导流廊道的封堵，造成水库淤积，危及关中平原，必须重新打开导流廊道，增建冲沙泄洪隧洞，减少水电装机容量，为此深感内疚，看来要坚持正确意见，还是很不容易的。” 右派生涯中――难忘黄河 由于坚持己见，黄万里被打成了右派，而即便在右派生涯中，黄万里一直没有忘记三门峡。１９６４年，他再也不能坐视三门峡水库造成的灾难，不顾个人安危，再次向国家领导人上书。他希望自己的意见能引起重视。 这一次他上书的对象选择了国家副主席董必武。董必武是同盟会员，参与过辛亥革命，与黄炎培算是老同志。抗战后国共合作时，１９３８年７月６日，国民参政会在武汉召开，黄炎培以社会名流为参政员，董必武以中共方面代表为参政员。７月１８日，黄炎培去武昌中路８３号董处拜访，两老相见长谈良久，后在重庆也多有来往。论交情，黄炎培与董必武可算由来已久了。黄万里在建国前夕从上海到沈阳时，曾在北京专程拜谒过董必武，董必武还介绍他去见了当时水利部的负责人。所以，这一次黄万里选择了董必武，写信向他力陈三门峡大坝淤积的严重性，建议改建。他知道董必武能文擅诗。信是四六韵文写的，并附有两首古体诗，一首是《念黄河》，另一首可能是《哀黄河》。 信送走之后，果有反应，黄万里被水电部召见，有关领导嘱其提出改建计划。看来董必武是认真对待黄万里的来信，至于董必武是通过什么方式在三门峡这么敏感的问题上表达了意见，得在今后有关档案公开后才能得知，但无疑，董必武在纠正三门峡的失误上起了作用。？？ 关于黄河预言――时间验证 １９５７年，三门峡水库高坝派取得了胜利。按他们的方法，在黄河上游筑坝进行水土保持，在三门峡建高坝拦洪蓄沙。这样搞了五十年后，今天的情况怎么样呢？水土保持日益恶化，下游河水已所剩无几。从１９７２年黄河开始断流，２０世纪９０年代已每年断流平均１００多天，１９９７年达２２２天。三门峡水库建成后不到两年，水库淤积严重，渭河河口淤积４米多高，西安已面临威胁。 １９６４年６月，水电部在三门峡现场讨论了工程改建方案问题。会议上汇报了人造洪峰期间渭河下游的淤积情况，三门峡水库淤积延伸的部位。１９６４年１２月５日至１８日，国务院在北京召开治黄会议，周恩来总理提出了两个确保，即确保下游，确保西安。 应该指出：三门峡水利枢纽虽经两次改建，潼关以上黄渭洛汇流区的淤积局面并没有得到根本改变。从１９６０年至１９９５年，三门峡库区冲淤累计总淤积量为５５．６５亿吨，其中潼关以上为４５．４５亿吨，占总淤积量的８１．６５％，潼关以下淤积量为１０．２１亿吨，占总淤积量的１８．３６％，说明潼关以下虽有冲刷而潼关以上淤积一直在发展，各河的淤积还在向上游延伸……潼关以上淤积最为严重的是汇流区，汇流区的严重淤积使黄河洪水倒灌渭河的概率增加，使渭河口河水倒流，往往造成渭河口的淤堵，形成严重的灾害。黄河洪水对渭河的倒灌使渭河入黄口门不断地向西倒…… 渭南水患，移民困难，这个决策错误造成的仍在流血的伤口，什么时候才能愈合呢？？？ 最后的遗言――治江四策 在长江水患后，根据国务院领导的指示，有关部门曾找黄万里请教过关于黄河某区清淤的办法。逐渐有更多的人知道黄万里是懂水利的。 黄万里一生眷恋着祖国的江河。在他生命最后的日子里，２００１年８月８日，他的学生沈英、赖敏儿夫妇来看他，他自知沉疴不起，与他们再次谈了治江之事。当时黄万里有些激动，沈英夫妇怕他激动，起身告辞。他们走后，黄万里觉得话没说完，又写下了最后的遗言： 万里老朽手所书 敏儿、沈英，夫爱妻姝： 治江原是国家大事，“蓄”、“拦”、“疏”、“挖”四策中，各段仍应以堤防“拦”为主，为主。 汉口段力求堤固。堤临水面宜打钢板桩，背水面宜以石砌，以策完全。盼注意，注意。 万里遗嘱
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发表于 2004-7-23 09:24:00
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