張博庭

建造水庫

是水資源開發(fā)的重要方式

首先我們要了解一個事實(shí)，水庫和水電站并不存在必然聯(lián)系?，F(xiàn)實(shí)當(dāng)中，很多的水庫大壩根本就沒有水電站。例如，我國有8萬多座水庫，但只有4萬多座水電站。那么建水庫究竟是為什么呢？

自然資源一般是指在一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境條件下對人類有益的資源。按照這一定義，自然界中的水（如降雨）只有在形成了表面徑流或者地下水之后，才能稱為理論意義上的水資源。與相對穩(wěn)定的地下水資源不同，河流中的水資源是一個隨著時(shí)間和空間不斷變化著的量。如果不能解決其時(shí)空分布的矛盾，無法實(shí)現(xiàn)“一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境條件下對人類有益的資源”的作用，也就不能稱之為嚴(yán)格意義的水資源。

要想利用河流中的水，必須要有控制河水的手段。這個實(shí)現(xiàn)控制的過程就是把天然的水變成水資源的開發(fā)。一般來說，對河流水資源的開發(fā)是指水庫的建造和蓄水，所以，現(xiàn)實(shí)當(dāng)中某條河流的水資源開發(fā)程度，往往可以用該河流平均的年徑流量與其水庫的庫容之比來表示。而該河流的水資源利用率，則應(yīng)該以該河流的年徑流量與人們從中提取和消耗的總水量的比值來表示。

人類為什么必須要建造水庫呢？因?yàn)?，自然界中的水資源量總是隨著時(shí)空不斷變化著的，然而，人類社會對水資源的要求則是非?？量痰?，太多了不行（會產(chǎn)生洪水泛濫），太少了同樣也不行（干旱少雨，甚至?xí)＜吧?。到目前為止，受到人類的科技水平的局限，人為大?guī)模調(diào)節(jié)水資源時(shí)空矛盾的方式只有建造水庫、蓄水調(diào)水這種方式。所以，水庫尤其是大型水庫的建設(shè)就是現(xiàn)代社會文明必不可少的內(nèi)容。在古代，由于社會的人口密度低，同時(shí)每個地區(qū)對水資源的需求量也不大，所以，水資源的時(shí)空矛盾沒有像現(xiàn)代這么尖銳。進(jìn)入現(xiàn)代社會以來，天然水資源的時(shí)空分布不均，甚至是水資源短缺，已經(jīng)成為人類文明發(fā)展的一個最主要矛盾。

根據(jù)2007年聯(lián)合國的一項(xiàng)調(diào)查，一個國家擁有的大壩數(shù)量及人均水庫庫容量，與該國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平具有緊密聯(lián)系。我國的水資源總量和國土面積都與美國相似，但我國水庫的總有效庫容大約只相當(dāng)于美國的一半，人均蓄水差距在十倍以上。由于缺乏水庫的調(diào)蓄能力，與美國相比，我國一方面洪澇災(zāi)害頻發(fā)，另一方面又干旱嚴(yán)重，從本質(zhì)上說，這些都是由于可控制的水資源總量不足造成的。相比之下，美國的自然環(huán)境較好，自然災(zāi)害較少，很大程度上就是由于他們的水庫庫容大，可以吸納更多的洪水，抵御更大的干旱。

水能是指蘊(yùn)藏于河川和海洋水體中，以位能、壓能和動能等形式存在于水體中的能量資源，也稱水力資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋能等資源;狹義的水能資源則指河流水能資源。水庫建設(shè)不僅是一種水資源的開發(fā)，同時(shí)也往往是水能的開發(fā)所必須的，因此，水能開發(fā)與水資源開發(fā)是可以相輔相成、互相促進(jìn)的。

中國有著豐富的水能資源，總量位居世界首位。但是水能資源時(shí)空分布不均衡。由于時(shí)間分布不均，往往需要建設(shè)水庫進(jìn)行調(diào)節(jié);地域分布不均，則需要有穩(wěn)定高效的大電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)水電遠(yuǎn)距離的“西電東送”。我國水能資源較集中地分布在金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、烏江、長江上游及怒江等大江大河干流，便于集中開發(fā)。

水力發(fā)電利用的水能主要是蘊(yùn)藏于河流水體中的位能。為實(shí)現(xiàn)將水能轉(zhuǎn)換為電能，需要興建不同類型的水電站。它是由一系列建筑物和設(shè)備組成的工程設(shè)施。建筑物主要用來集中天然水流的落差，形成水頭，并以水庫匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量;當(dāng)水流通過水電站引水建筑物進(jìn)入水輪機(jī)時(shí)，水輪機(jī)受水流推動而轉(zhuǎn)動，使水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)過變電和輸配電設(shè)備將電力送到用戶處。

水力發(fā)電在運(yùn)行中不消耗燃料，運(yùn)行管理費(fèi)和發(fā)電成本遠(yuǎn)比燃煤電站低。水力發(fā)電在水能轉(zhuǎn)化為電能的過程中不發(fā)生化學(xué)變化，不排泄有害物質(zhì)，對環(huán)境影響較小，因此水力發(fā)電所獲得的是一種清潔的能源。同時(shí)由于水力發(fā)電的能量是從地球上周而復(fù)始的大氣水循環(huán)中獲得的，所以，它還是一種可再生的能源。

高壩大庫的蓄水能力強(qiáng)，所以水庫的水位深、水量大。當(dāng)大水庫需要放水、泄水的時(shí)候時(shí)，將產(chǎn)生巨大的能量。對于這些能量往往需要采取必要的消能措施，否則將會對大壩和水庫的安全構(gòu)成巨大的威脅。而水力發(fā)電把水能轉(zhuǎn)換成了電能，是最有效的消能方式，也是解決大水庫在泄水時(shí)對水壩安全威脅的最佳方式。

汛期水電站的泄洪是對水電站和水庫大壩的一個巨大考驗(yàn)。泄水設(shè)施中的消能結(jié)構(gòu)和效率，一直是水電科研的重要科目。如果不能利用水能發(fā)電，而長期使用某種消能結(jié)構(gòu)消能，幾乎所有的大水庫，都是難以保障安全的。所以，有水電站的大壩發(fā)生意外的概率比起完全公益性的水利大壩，會有大幅度的降低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界已經(jīng)發(fā)生的各種垮壩事故中，95%以上都是沒有水電站的水利大壩?？傊?，水電開發(fā)水能利用往往能讓水庫大壩更安全。

與絕大多數(shù)能源不同，水電開發(fā)不僅僅是一種能源的開發(fā)和利用，而且經(jīng)常還是一種水資源的綜合開發(fā)利用。這是我們正確認(rèn)識水電建設(shè)的前提。

經(jīng)常聽到有人批評說，水電開發(fā)破壞了生態(tài)環(huán)境。仔細(xì)一分析就會發(fā)現(xiàn)，所謂的“水電的生態(tài)環(huán)境影響”，并不是水力發(fā)電本身造成的影響，而是大型水庫的影響。遺憾的是，按照人類現(xiàn)有的技術(shù)水平，調(diào)節(jié)水資源的時(shí)空分布矛盾，同時(shí)解決水多﹑水少這對最主要水資源矛盾的最重要途徑就是修建大型水庫，攔蓄洪水，變水害為水利。然而這就需要占用一定土地，從而改變一部分地區(qū)的生態(tài)功能。相對來說，水庫占用土地形成水面之后，是把原來的自然生態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗畮斓臐竦厣鷳B(tài)?？赡芏唐趦?nèi)會產(chǎn)生一定的影響，但從長遠(yuǎn)來看是符合生態(tài)文明發(fā)展需要的。

目前，我國的水電開發(fā)建設(shè)，除了滿足電力能源需求這一個動因之外，很大程度上還取決于水資源調(diào)控的需求。事實(shí)上，水資源開發(fā)比水電開發(fā)更重要，水資源的開發(fā)是滿足生存的需要，水電開發(fā)是滿足發(fā)展的需要。如果僅從發(fā)電的作用看，中國的水電開發(fā)似乎也是一種可以替代的選擇。然而，從目前人類社會解決水資源時(shí)空分布矛盾的手段的唯一性來看，中國的大型水電開發(fā)，就是一種無可替代的必然選擇。在很多情況下，為了建設(shè)某些重要的水庫，并保證其安全，即使不夠經(jīng)濟(jì)，我們也一定要進(jìn)行水電開發(fā)。因?yàn)樗Y源的調(diào)控是一種社會公益，它非常需要借助水電的開發(fā)，才能很好地發(fā)揮作用。

有時(shí)候，相對于人類社會必不可少的水資源調(diào)控來說，水電的能源作用，甚至可以認(rèn)為是附加的。例如，我國的三峽工程，如果不是為了防洪和供水的需要，必須建設(shè)一個大水庫，完全可以采用多級開發(fā)，例如，建設(shè)十個類似葛洲壩水電站（基本上不建設(shè)水庫）。那樣的話，三峽的總發(fā)電量，幾乎可以不受影響，而所謂“遷移了大量的居民，淹沒了大面積的土地”等一系列生態(tài)影響幾乎都不會存在。然而，我們?yōu)槭裁床荒懿捎梅旨夐_發(fā)三峽呢？因?yàn)槲覈ㄔO(shè)三峽工程的首要目標(biāo)，就是防洪和供水，而不是發(fā)電。而要實(shí)現(xiàn)這個防洪和供水的目標(biāo)，就必須建設(shè)一個特大型的三峽水庫。

站在人類生態(tài)文明的角度上看，科學(xué)地建設(shè)大型水庫，不僅不是破壞生態(tài)，而且還是有利于人類社會生存和發(fā)展的最重要的生態(tài)和環(huán)境保護(hù)措施。我們認(rèn)為大型水庫的生態(tài)環(huán)境影響“利大于弊”的根本理由，在于我們認(rèn)為，人類社會的發(fā)展與進(jìn)化是利大于弊的文明。

（責(zé)任編輯/冷林蔚）