美國不斷拆除水壩，中國的水壩數(shù)量世界第一，繼續(xù)建還是該拆？

中國是資源豐富的國家，根據(jù)2011年第一次全國水利普查顯示，全國共有流域面積50平方公里及以上河流45203條，總長度為150.85萬公里。

奔騰不息的大江大河為華夏文明的發(fā)展輸送了取之不盡的飲水和灌溉資源。

另一方面，中國也是世界上水情最為復(fù)雜、水災(zāi)最為嚴重的國家之一，每年全國范圍內(nèi)洪澇災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟損失占全國各類自然災(zāi)害總損失的60%以上。

如何治理江河水災(zāi)，又能提高水能的利用率，水壩是其中的一種有效手段。

水壩是為阻擋河流中的水，儲存水并提高水位而建造的結(jié)構(gòu)，國際大壩委員會（ICOLD) 將大型水壩定義為壩高15 m 以上，或者高度介于15m~5 m之間，但是蓄水能力大于300 萬立方米的水壩。

全國水利普查顯示，目前全國共有水庫98002座，總庫容9323.12億立方米，共有水電站46758座。國際水電協(xié)會（IHA）發(fā)布《2019全球水電發(fā)展現(xiàn)狀報告》指出，2018年全球水電新增裝機容量中，中國以8.5 GW新增裝機容量位居首位。

一座大型水壩可以實現(xiàn)防洪、供水、灌溉和發(fā)電等功能，推動水資源的高效利用，但是凡事都有利弊，水壩也不例外，其中最大的一點就是修建水壩對自然環(huán)境的影響。

從水壩誕生之日起，國際社會對水壩的爭議一直陪伴著它們的發(fā)展過程。近些年來，隨著水壩數(shù)量的增多，我國國內(nèi)也出現(xiàn)不少對水壩的爭議討論，呼吸學(xué)習(xí)美國拆除水壩的人越來越多。

水壩是天使還是惡魔，沒人能說得清楚，但是它們自從誕生以來，一直伴隨著爭議推動歷史的發(fā)展。

水壩最早誕生于四大文明的發(fā)源地，在這些古代的文明強國中，為了保證糧食的生產(chǎn)和抵御洪水災(zāi)害，掌權(quán)者調(diào)集大規(guī)模的勞動力修筑這些水利設(shè)施。

公元前19世紀的古埃及，法老Senosert III，Amenemhat III和Amenemhat IV開鑿了一條長達16公里的運河，將法尤姆綠洲與埃及中部的尼羅河相連，運河上建造了兩個東西向運行的水壩，以在每年的洪水期間保留水源，在旱季時降水釋放到周圍田地。

埃及法尤姆市的西端，八個渠道的運河從Bahr Yussuf取水后分配到整個法尤姆地區(qū)，整個地區(qū)實現(xiàn)常年灌溉

公元前三千年中后期，古印度在朵拉維拉建立了一個復(fù)雜的水管理系統(tǒng)，這個水系統(tǒng)包括16個水庫、水壩和各種收集水和儲存水的渠道。

古印度朵拉維拉城寨附近的儲水槽

這樣的灌溉系統(tǒng)也出現(xiàn)在古代中國，完成于公元前251年的都江堰是中國現(xiàn)存最古老的水利工程，它由分水魚嘴、飛沙堰、寶瓶口等部分組成，兩千多年來一直發(fā)揮著防洪灌溉的作用，現(xiàn)在這套系統(tǒng)仍然在使用中。

古羅馬擁有許多偉大的工程師，羅馬人不但具有大規(guī)模規(guī)劃和組織大型水庫水壩的能力，以確保為城市居民永久供水，他們還創(chuàng)造性的發(fā)明了羅馬混凝土，一種由土、沙和粗石制成，接縫處用砂漿和灰泥硬化的材料，這使得水壩結(jié)構(gòu)比以前建造的要高大得多。

羅馬最高的水壩是羅馬附近的Subiaco水壩，它的記錄高度50 m直到1305年被意外破壞之前一直沒有被超越。

由羅馬混凝土修建的敘利亞混凝土芯重力壩Harbaqa（長245米，高20米）

公元前193年，羅馬人征服了西班牙后建造了不少高大的水庫，其中堤岸高28 m的Cornalvo大壩至今仍在使用。

仍在使用的西班牙Cornalvo水壩

十九世紀初，英國發(fā)明了波特蘭水泥（也就是現(xiàn)在的硅酸鹽水泥），這種水泥被運用于水壩的建造，這使得修建大型重力型混凝土水壩和拱壩成為可能，從而促進了這一時期英法水壩技術(shù)的重大變革，這時候水壩設(shè)計從基于經(jīng)驗方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛趪乐數(shù)目茖W(xué)理論框架專業(yè)。

在19世紀下半葉，英國的城市化進程不斷發(fā)展，在各個地方建造水壩以滿足用水的需求。

1804年，英國皇家工程師Henry Russel監(jiān)督、建造了印度Mir Alam大壩，以向海得拉巴市供水，它的高度為12 m，由21個跨度可變的拱門組成，至今這個水庫仍在印度使用。

印度 Miralum Tank, 1902-03.

1931年至1936年的大蕭條時期，美國制定了一系列經(jīng)濟刺激政策，其中就包括在全國各地建造水壩。

這個時期大量建設(shè)的水壩發(fā)揮了發(fā)電、灌溉、防洪等作用，在促進地方經(jīng)濟發(fā)展中取得了顯著的成效。1936年，科羅拉多河的大型混凝土拱形重力壩胡佛水壩交付使用，它作為水壩技術(shù)的高峰之作，在世界范圍內(nèi)有很大的影響力。

胡佛水壩作為當(dāng)時最先進的水壩

隨后，一直到二十世紀80年代，美國技術(shù)經(jīng)濟性較好的理想水壩選址大多開發(fā)完畢，之后水壩的建設(shè)才放緩。

到1997年，全世界估計有80萬個水壩，其中約4萬個水壩高度高于15 m。

2003年水壩數(shù)量最多的前20個國家，數(shù)據(jù)來自國際大壩委員會（ICOLD)

雖然中國是最早建設(shè)水庫的國家之一，但是真正意義的現(xiàn)代水壩是1912年建于云南昆明的石龍壩水電站。1950年以前，中國的水壩只有不到30座。

新中國成立以后，水電事業(yè)開始啟航，水電的開發(fā)進入快速發(fā)展階段，水壩的建設(shè)也成為國家的一項重要國策。

而中國水壩實現(xiàn)質(zhì)的飛躍是在改革開發(fā)后，2017年，國家大壩委員登記在冊的大型水壩約有58500 座，中國以23842 座大壩位居世界第一。

2012年建成的三峽大壩成為世界上規(guī)模最大的水電站，也是中國有史以來建設(shè)最大型的工程項目。集防洪、發(fā)電、水資源調(diào)配和航運等多種功能于一身，2018年三峽大壩電廠發(fā)電量已超過1億千瓦時，穩(wěn)居世界第一。

世界上規(guī)模最大的水電站-三峽水壩

水壩作為水利工程歷史重要組成部分，其既有防洪、灌溉、發(fā)電、航運、娛樂等積極作用，也有對生態(tài)環(huán)境造成影響等負面作用。從影響社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的角度來說，水壩的積極推動作用更明顯些。

從水壩誕生之日起，防洪和蓄水就是其最初建造的目的。秦時建造的三大水利工程的都江堰和鄭國渠都是為了防洪和蓄水，以促進河流下游民眾的居住安全和農(nóng)田灌溉。

2012年完工的三峽工程主要的目的是防洪、發(fā)電、水資源調(diào)度和航運，其中防洪是其最核心的功能。

歷史上，長江上游河段和多個支流經(jīng)常發(fā)生洪水，建國以來，長江更是在1954年、1998年發(fā)生了全流域型的特大洪水，給長江中下游人民帶來了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

1998年長江特大洪水

三峽大壩建成后，長江上肆意沖擊的洪水得到了控制，通過在汛期的防洪調(diào)控，三峽大壩經(jīng)受住多次洪峰的沖擊，大壩下游主要站點水位的漲幅都在可控范圍內(nèi)。

2012年形成于長江上游的 “1號洪峰”抵達三峽水域，流量高達每秒5.6萬立方米，創(chuàng)下當(dāng)年汛期來水新高

從古至今，水利工程的另外一大作用就是航運水路的開通。

秦時建造的三大水利工程之一的靈渠是典型的航運為目的水利工程，它溝通了長江和珠江兩大水系，是秦朝統(tǒng)一長江以南尤其是兩廣地區(qū)割據(jù)勢力的重要航運水路。今天，靈渠仍然是廣西到廣東的重要水上航線。

今天靈渠仍在運作

同樣功能的還有三峽大壩。在大壩建成前，三峽水路航道的水勢湍急，滿載的貨船往往難于上行，嚴重限制航運的發(fā)展。

大壩建成后，庫區(qū)水流速度變得緩慢，貨船上行下行不再受水流的影響，現(xiàn)在，三峽航道的年運貨量已經(jīng)達到1.4億噸。

三峽游船

水電是由水壩通過水力發(fā)電產(chǎn)生的電力，存儲在大壩中的水通過專用管道從進水口流到水輪。水輪機利用水的落差力旋轉(zhuǎn)發(fā)電機，產(chǎn)生的電力再通過水電廠的變壓器升壓成高壓，通過高壓電送至用電地點。

水力發(fā)電斷面圖

1878年，威廉·阿姆斯特朗在英格蘭諾森伯蘭郡的克拉格賽德開發(fā)了世界上第一個水力發(fā)電計劃，用于為他的美術(shù)館中的單個弧光燈供電。1881年，位于尼亞加拉大瀑布附近的美國第一號舍霍夫科夫電站開始發(fā)電。由此揭開了水力發(fā)電的歷史序幕。

水電作為一種清潔能源，具有環(huán)保和穩(wěn)定輸出的雙重特性。來自（國際能源署）IEA的數(shù)據(jù)，2015年，水力發(fā)電量占世界總電力的16.6％和所有可再生能源的70％。

截至2018年，中國水電累計裝機達到352.3 GW，是全球最大的水電生產(chǎn)國。

1971年至2015年按燃料分列的世界一次能源總供應(yīng)量（TPES）（圖表來自IEA）

現(xiàn)代社會中，水壩壯闊的風(fēng)景還形成了一種新型的經(jīng)濟效益，那就是娛樂、休閑。

根據(jù)美國陸軍工程師兵團統(tǒng)計，2013年，美國的8.7萬座水庫中，以防洪為目的的大壩占比17%，僅排在第二，而排名第一的是以娛樂休閑為目的建造的水壩，超過2.7萬座，占水壩數(shù)量的32%之多。

美國新倫敦小型水壩

2000年11月16 日, 國際水壩委員會（ICOLD)出版了《水壩與發(fā)展：新的決策框架》報告, 這份報告指出水壩建設(shè)對環(huán)境和移民的負面影響，倡議水壩的建設(shè)者能在修建水壩前要開展多階段的磋商，并尋求水資源和能源開發(fā)的替代方案。

而水壩的負面影響從其誕生以來就一直圍繞在其身邊，水壩反對者們的反對依據(jù)也基本上圍繞這些問題。

水壩發(fā)電產(chǎn)生的電能雖然屬于清潔能源，但是水壩建設(shè)前后，其所在的河流流域的生態(tài)環(huán)境是截然不同的，水壩對環(huán)境的破壞在于泥砂積淤、蓄水后淹沒陸生珍稀植物、阻隔河流洄游魚類的繁殖等。

①泥沙淤積縮短水壩的壽命，使得建設(shè)周期長、投入成本高的水壩經(jīng)濟性變差。

水庫中的淤泥通常來自汛期的積累，根據(jù)世界水壩委員會的報告，世界范圍內(nèi)大部分水庫的泥沙淤積都十分嚴重，每年有1%的水庫因為淤滿而報廢。

水壩的壽命通常是在50年以上，但是過多的淤泥會加速水壩的壽命衰減，使水壩過早進入報廢期或者需要大量的清淤工作以延長使用壽命，而這些清淤和壽命成本在水壩的建設(shè)之初很多并沒有被考慮到。

水壩淤泥積累示意圖

②水壩建成之后，通常會淹沒很大一部分的沿岸植物。

三峽完全蓄水后淹沒了約560多種陸生珍稀植物，雖然這些植物在淹沒線以上也有分布，不過三峽庫區(qū)森林覆蓋率已相比50年代的20%降到了10%。

三峽庫區(qū)

③水壩截流蓄水對江河水域洄游繁殖的魚類的影響是致命的。

每年的夏秋兩季，生活在長江口外淺海域的中華鱘回游到長江，歷經(jīng)3000多公里的溯流博擊，回到金沙江一帶產(chǎn)卵繁殖。葛洲壩截流后，中華鱘洄游的途徑被阻斷，幼魚數(shù)量急劇減少。

中華鱘洄游產(chǎn)卵的途徑被阻斷，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

2014年9月2日，葛洲壩截流32年來首次未監(jiān)測到中華鱘自然產(chǎn)卵。

美國不斷拆除水壩，中國的水壩數(shù)量世界第一，繼續(xù)建還是該拆？

大型水電站的建設(shè)周期通常在6年左右，隨著合適的選址越來越少，水壩建設(shè)的成本也在逐年上升，另一方面，很多水電站的發(fā)電效益也往往不如規(guī)劃預(yù)期的那么高，巴西與巴拉圭共建的世界第二大水電站伊泰普水電站在建設(shè)計劃中發(fā)電效率要達到72%，但是實際只達到了58%。

根據(jù)世界水壩委員會的報告，水壩建設(shè)造成全球4000萬~ 8000萬人移民搬遷，顯然，搬遷的成本很高。

伊泰普水電站

2010 年第一次全國水利普查統(tǒng)計中得知，中國大部分的水壩是上世紀80年代以前修建的土石壩。

早期國家經(jīng)濟建設(shè)處于快速發(fā)展時期，電力供應(yīng)緊張，與火力發(fā)電相比，水電是清潔可再生能源，符合國家可持續(xù)性發(fā)展的能源政策。很多地方政府出臺了相應(yīng)的鼓勵政策，各地匆忙上馬山區(qū)水電站的建設(shè)力度，許多地方政府放寬了水電建設(shè)的管理，很多水電站的建設(shè)并沒有進行環(huán)評，甚至出現(xiàn)大量無立項、無批文、無驗收、無建設(shè)期管理的“四無”水電站。

粗放建設(shè)的結(jié)果就是，建設(shè)過程中環(huán)境破壞嚴重，建筑廢棄物垃圾未經(jīng)處理而直接丟棄。很多水電站竣工多年后周邊山林地貌仍無法恢復(fù)。

美國國家水壩注冊數(shù)據(jù)庫(NID) 2013年登記的水壩總數(shù)為8.7萬座，其中高度60m以上的水壩有478座。

美國曾經(jīng)是水壩建設(shè)最多的國家，同時也是水壩拆除最多的國家。水壩拆除技術(shù)和建設(shè)技術(shù)一樣領(lǐng)先，近100 多年來美國拆壩總數(shù)約為1 150 座。自20 世紀80 年代以來，美國拆壩數(shù)量明顯增加，水壩拆除的原因也由安全和經(jīng)濟因素為主逐漸變?yōu)橐原h(huán)境因素為主。

從上世紀60年代起，美國頒布了一系列與水壩有關(guān)的環(huán)保法規(guī)，包括1968 年頒布的《自然與風(fēng)景河流法》 、1969 年頒布的《國家環(huán)境政策法》、1972 年修訂的《清潔水法》以及1973 年頒布的《瀕危物種法》等。

隨著民眾環(huán)保意識的增強，水壩對環(huán)境的影響越來越受關(guān)注。

借鑒美國對水壩退役的管理經(jīng)驗，我國水利部于2013年10 月發(fā)布了SL 605—2013《水庫降等與報廢標準》，用于指導(dǎo)和規(guī)范水庫的管理。

中國有大量的老水壩，如何對老、舊、病、險的水壩進行除險加固，降級或者報廢拆除處理和水壩的合理建設(shè)一樣重要。

水壩作為人類智慧的一部分，馴服了許多桀驁不馴、給人類帶來無盡災(zāi)害的河流，還帶來了清潔的電力資源，但是水壩也會帶來土地淹沒、移民搬遷、生態(tài)受損的問題，水壩利與弊共生，導(dǎo)致水壩的建設(shè)一直伴隨著爭議，而這種爭議并非今天才有。

美國拆除的水壩中，絕不大部分是落后、安全性缺失的小型水壩，超過15m的大壩甚少，另一方面，美國經(jīng)歷了水壩建設(shè)和拆除共存的歷史，環(huán)境保護和經(jīng)濟效益之間的爭論并沒有影響水壩建設(shè)和發(fā)展的進程，今天水力發(fā)電依然為美國全國提供了大約7%的電力，水電仍然是美國最大的可再生電力來源。

我國雖然水資源豐富，但是水資源總的調(diào)控能力仍然偏低，特別是水資源開發(fā)不均衡、大部分老舊水壩屬于粗放建設(shè)產(chǎn)物等問題；另一方面，我們的環(huán)境問題越來越嚴峻，生態(tài)保護勢在必行。

因此，在接下來的水壩建設(shè)中，只有嚴格做好環(huán)評和效益分析，充分考慮生態(tài)魚類的棲息地并為溯河性魚類洄游提供專用水道引導(dǎo)，使用先進技術(shù)開發(fā)建設(shè)，做好水壩的科學(xué)管理，對于功能喪失、維護費用高或者對周邊生態(tài)影響過大的中小型水庫依據(jù)法規(guī)進行拆除、退役管理，這樣才能最大限度地發(fā)揮水壩的防災(zāi)和清潔效益，讓水壩成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要組成部分。

建設(shè)中的白鶴灘水電站