案例分析大型水库建设

案例分析大型水库建设

带来的不良效应

——以三门峡大坝和阿斯旺大坝为例

学院：理学院

专业：地理科学

姓名：杨礼花

学号：0701034101

一、大型水库的环境效应

人类早就会修筑水坝，远在公元以前古人就在幼发拉底江和尼罗河修筑过土石坝。在埃及阿斯旺附近的萨德·埃利有一个修筑于公元前2950至2750年的水坝，高12米，长115米。我国安徽省寿县城南30公里，有一处陂塘蓄水工程，称为安丰塘，古名芍陂，是我国最早的大型水利工程，始建于春秋时代，距今已有2500年，当时可灌溉农田万顷。然而，修筑容量以亿立方米计的大型水库则是本世纪的壮举，迄今全球的稳定径流量已有13％置于水库的控制之下，总库容达2000km3，使全球的稳定径流量从12000km3增加到14000km3，有效淡水量相应地从7000km3增加到99000km3。

大型水库一般是多功能的，具有防洪、灌溉、给水、发电、养殖和旅游娱乐等多方面的作用。然而，事物总有其二重性，与中小型水库相比，大型水库往往存在一些不可避免的问题。

首先，大型水库造价高昂。据一般经验，在干流上修筑一个蓄水能力1亿立方米的大水库所需的经费相当于在其支流上修10个总库容与之相等的中小型水库的3倍，而且库容愈大，费用增加愈多，超大型水库所需的费用为总库容相同的中小型水库总经费的10倍以上，大型水库的运营费用也较中小型水库为高。

其次，大型水库的淹没区很大，淹没良田乃至城镇居民点的比例常远高于中小型水库，而且移民问题也更为棘手。世界上13000个大坝高度15米以上的水库已造成几百万移民。我国长江三峡水库按正常蓄水位175米方案统计，总淹没面积达632km3，涉及湖北和四川二省的19个县市，淹没区人口达70多万人。因此，安置淹没区的移民是该水库建设中的重大问题。

再次，水库还会触发地震。这种现象首次于1931年在希腊的马拉松水库引起世人的注意，该水库于1929年开始蓄水，1931年达到最高水位并观察到地震，1938年发生了2次伤害性地震，震级达里氏5级以上。水库蓄水触发地震的机制尚有争论，目前认为水库诱发地震的主要原因，是因为水库蓄水对于库区岩层新增的外在压力以及库水沿断层向下渗透，打破了原有的地应力平衡状态，并降低了断层面的摩擦系数和岩石的抗剪（抗剪系数与抗震性的强弱成正比，抗剪系数越大，建筑的抗震性就越好）强度。

有人对世界11000个高度大于10米的水坝进行调查，其中只有0.3％的水库引起较大的地震。调查还表明，水库愈深，触发地震的机率愈高：深度90米以上者有10％（126个水库中的13个）引起过较大的地震；其中深度达140米以上者有21％（19个水库中的4个）引起过大的地震。水库蓄水触发地震一般不造成伤害，但也有的造成生命财产的损失。

最后，水库也会产生一些不良的生态学效应，例如为了防汛的目的常在汛期前大量放水，如果适逢鱼类排卵期，浅水的产卵区被排干，影响孵化；水库下游入海水量减少，河口湾地区海水入侵，并渗入地下淡水含水层，使其盐度升高，妨碍陆生植被与农作物生长；入海淡水量减少还可能增加河口湾地区海水的盐度，一些有经济价值的鱼类和介类可能不适应这种变化，北美洲西北部原先盛产的鲑鱼因许多河流筑坝后影响了其回游与产卵而减少了90％；水库拦蓄泥沙，使入海泥沙量减少，破坏了河口地区的沉积与侵蚀平衡，往往引起海岸的侵蚀，岸线后退，使一些沿海村镇遭受损失。

二、案例研究——三门峡大坝和阿斯旺大坝

这两座大坝都是五六十年代苏联专家援建的，分别出现不同的问题，但有一个共同之处，就是对当地环境研究不够，兹分述如下。

1.三门峡大坝

该大坝位于河南省三门峡市以东，所形成的三门峡水库位于黄河中游下段，陕西、山西和河南三省交界处，控制的面积达688.4×103km2，占黄河流域面积的92％，控制了下游水量的89％和沙量的98％，其功能以防洪为主，兼有发电、灌溉、防凌和航运等多种效益。大坝于1957年4月动工，1958年截流，1960年9月落成。

（1）三门峡大坝和水库的基本数据如下：

主坝长：713.2m

坝高：106m

库容：35.4×109m3（350m坝高）

水库全长：371km（大坝至潼关114km，潼关至龙门133km，潼关至临潼124km）

发电：装机8台，总容量1100×103kW，年发电量6×109kWh

移民：31.9万人

淹没耕地：640km2（96万亩）

该水库是一河道型水库，库区包括龙门以下的黄河干流及支流，还包括渭河和北洛河的下游。

（2）水坝的效益：主要有以下几方面。

第一是防洪。郑州花园口以下堤防的设防标准为花园口流量22000m3/s，建坝前洪峰常超过该标准，建坝以后洪峰流量得到控制，即使大坝的闸门全部开启，最大泄洪量仅为15000m3/s。在入库洪峰流量为40000m3/s千年一遇洪水的情况下，经水坝的调节后，花园口的洪水流量也将低于设防标准。

第二是防凌。历史上黄河不时出现凌汛，严重威胁中下游堤坝的安全，建坝以后通过调节流量的方法有效地减弱了凌汛。1967、1969和1970年的凌汛均比建坝前的1951和1955年为严重，但由于水库的调节作用都顺利地得到控制，而不象50年代那样要用炮弹和炸弹的轰击来解决。

第三是灌溉与城市给水。1973—1983年豫鲁两省通过水库的调节，引黄灌溉抗旱的面积累计达1420万公顷（21300万亩），并经常或短期地给郑州、开封、天津、青岛和胜利油田等城市与工矿企业供水。

第四是发电。截至1986年5月累计发电10.57×109kW·h，正常年份的发电量为10亿度，其中2/5供当地使用，其余3/5并入电网输向外地。

（3）遇到的问题，也可以概括为四方面：

第一是泥沙淤积问题。该水库于1961年2月达到最高水位332.58m（标高），三年以后的1964年，汛期后发现335m以下的库容已损失43％，年平均损失库容1×109m3，