《长江策》简介
世界上所有防洪水库都是汛期蓄水,枯水期排水,即在多雨的汛期将本流域的降水尽可能更多地拦蓄在水库之中,以免形成洪水冲到下游河道两侧的平原低地,引发洪灾,唯独三峡水库不是!三峡水库恰好相反,汛期排水,枯水期蓄水,与真正的防洪需要背道而驰!网上已有人称三峡水库防洪功能是“反调节”。
三峡水库的“防洪库容”只具备短期拦洪削峰功能,总体上对长江防洪有害无利。如果长江上只有三峡水库一座大型水库,其对长江防洪的危害不显著,因为三峡水库221亿m³的“防洪库容”太小了,不能对年径流量近1万亿m³的长江汛期防洪形势产生大的影响,但是,长江上游在建和待建的大型水库有很多,这些水库以蓄清排浑运行机制共同发挥“防洪功能”,就必须在汛期之初排出1500亿m³的巨量库存水,以腾出所谓的“防洪库容”,使长江在刚进入汛期的5月份就出现防洪形势极其严峻的高水位,一旦遇上1931年、1954年、1998年之类的雨水极多年份,长江整个汛期需要排出比这三年平均洪水量多1500亿m³的洪水!1500亿m³的洪水足以让3万平方公里的平原淹没在5米深的水里,长江中游地区必然发生重大洪灾!
20个月来,所有受访者基本承认或默认这一重要观点,没有任何人提出过质疑,更无任何人反驳。
这不是三峡水库等长江径流型电站水库承担防洪功能的全部后果。由于长江径流型电站水库汛后需要蓄清发电,会在枯水期将原本从长江干道排向东海的径流水大量拦蓄在水库之中。仅有三峡水库一座大型水库时,这没有多大危害,因为三峡江段9月下旬至10月还有较大的流量,12月至次年3月流量才最少,但是,所有大型水库及中小型水库一起拦蓄时,需要的水量就是1500亿m³!长江上游干道整个非汛期平均径流量只有1300亿m³左右,远远不够长江水库拦蓄,所以,绝对有一部分水库在整个非汛期都蓄不满水,这些水库汛期需要降低水位排浑防洪,而非汛期又无法蓄满水,所以,全年都不能蓄满水,只能低水头发电,发电量与设计值相比巨量减少,耗资巨大的发电系统无法获得效益!而这竟然还是次要的,为什么这些水库在非汛期蓄不满水呢?因为有限的水量被上游水库拦蓄了,长江干道径流量剧减,部分江段接近干涸!这对长江航运、长江上游沙石输出、相关地区工农业用水与城镇生活用水、长江水生物生存环境会带来怎样的后果?
这个后果不可谓不严重!同样,20个月来,几乎所有受访者都承认或默认这一重要观点,没有任何人质疑,没有任何人反驳。
98洪灾之后,长江大堤普遍升高加固,长江径流型电站水库不防洪,不一定会发生大问题,所有的长江径流型电站水库一起防洪,绝对会发生后果极其严重的大问题!
为什么要让长江径流型电站水库防洪呢?
原来,防洪理念是建立在另一个重要的长江径流型电站水库运行机制之上!这个机制就是蓄清排浑机制!因为有这个机制的“必须”存在,长江径流型电站水库才维持所谓的“防洪功能”,或者说,长江径流型电站水库才“顺便”发挥防洪功能。
这还得从三门峡工程说起。三门峡工程是共和国第一个大型水利工程,因黄河泥沙太多,三门峡水库蓄水后仅一年时间,库尾就发生了极其严重的泥沙淤积,使关中平原东部严重受渍,出现盐碱化趋势,因三门峡水库抬高了渭河水位,西安市也受到严重的洪灾威胁,共和国不得不花费巨大代价数次改造三门峡工程,使三门峡工程各项效益与设计预期相差甚远,成为了著名的失败工程,炸掉三门峡大坝的呼声经常响起,给中国水利人心里留下了深深的创痛!长江也是多泥沙河流,为避免重蹈三门峡覆辙,中国水利界就接受了能够减少泥沙淤积的蓄清排浑运行机制。
蓄清排浑机制果真“必须”存在么?
不!
长江非黄河!长江水量远远大于黄河,但年输沙量却显著小于黄河。与黄河泥沙不同,长江上游泥沙具有多种重要价值,其中的黄砂品质优良,每年生成的黄沙商业价值超过100亿,是长江流域多种建设工程不可或缺的重要物资!这种重要物资竟然被蓄清排浑机制白白的遗弃了!
长江黄沙资源富余了吗?
不!
长江流域每年消耗的黄沙已经超过了10亿吨,而长江黄沙在不影响河流形态的前提下年均可采量不足2亿吨,长江黄沙已经成为了相对匮乏的重要自然资源!因为相对匮乏,长江流域的很多河流万千年储积的黄沙资源被大量采挖,河床不断降低,一些河流的堤脚、桥墩、有村庄和良田的沙洲外缘受到采沙活动的破坏。
除黄沙外,长江上游河沙中还有贵重的金属矿砂资源!金沙江河流中富含黄金成分,自古就有大量的淘金人,而攀西地区是世界著名的多金属矿藏带,富含钛、钒、铜、铅、锌、锡、铬、钪、镍、铂等贵金属矿砂!长江上游河沙中含有共和国宝藏!这些宝藏本来在河床中或水库中容易被采获,蓄清排浑机制竟然将这些宝藏白白排掉了!
泥沙专家制定蓄清排浑机制,是“简单”地拿长江与黄河相比。
在中国,大概是我第一个将长江上游河沙与长江流域黄沙资源需求量、与河沙中的贵金属资源含量联系起来,这是总筹思维形成的联系,极为重要!有了这样的联系,长江径流型电站水库实行蓄清排浑机制就完全站不住脚了!三峡水库中的黄沙和矿砂资源何其重要,凭什么要让共和国遗弃这些资源呢?
20个月来,几乎所有被访者都承认或默认我的这个重要观点,无人质疑!无人反驳!
除此之外,还有更大问题存在!
清华大学著名水利专家黄万里先生指出长江卵石能够掩埋三峡水库的重大问题,这个重大问题不知为何没有被解决!有人指出,长江上游卵石被推移1千公里后,就会因相互间的碰撞摩擦消减为沙粒(这是“借用”国外某专家的“研究成果”)!黄万里先生的论点是错误的!所谓的重大问题本来就不存在。不知这是不是黄先生提出的重大问题无人理睬的原因?
我为此感到难过!这些否定黄先生论点的人才是真正错误的。
原因十分简单:长江上游山高谷深,多暴雨,是世界著名的地震多发地区,山体崩塌、山体滑坡、泥石流等地质灾害频繁,每年都有巨量的粗砂和各类石头进入长江上游水系之中,没有建造水库时,长江上游丰富的水能的确能够将石块、卵石、砾石逐渐消减,但还是有不少砾石卵石冲出三峡,进入了荆江江段,甚至被推移到更远的地方!长江上游各类水库建成后,长江上游水能的主体部分被人类所取,一级级水库都是平缓水面,没有足够多的激流,怎能将石块、卵石、砾石消减为沙粒?
黄万里先生所提出的重大问题如果不被解决,100年至200年之内,绝大部分长江上游水库都将被粗砂卵石掩埋!没有被彻底废掉、尚能勉强运行的水库电站大概所剩无几!
在中国,大概是我第一个提出长江沙石采运机制!提出了人类欲取长江上游水能,必须建立长江沙石采运机制的科学论断!这一科学论断任何人都无法否定。
长江沙石采运机制不可或缺!我为此提出了大型斜面升船机、大型轮船过三峡、长江深水航道等极其重要的创新性工程思想。20个月以来,所有被访者基本承认或默认我提出的重大问题,以及由此产生的工程思想,无人质疑!无人否定!
蓄清排浑机制的确能够排出较多的泥沙,但完全不能排出粗砂卵石!既不能排出最危险的粗砂卵石,要蓄清排浑机制何用?三峡水库正式运行时间很短,各入库河流的河口已经发生了十分严重的泥沙沉积,这种沉积已经对航运造成了严重影响,沉积的泥沙中就含有大比例的粗砂卵石!有专业机构勘查到了这些问题,并对蓄清排浑机制的“现实效果”表达出了质疑态度。
蓄清排浑机制何曾想过长江上游水库能够被粗砂砾石掩埋?
长江上游干流与重要支流干道年均生成的黄沙超过1.5亿吨,粗砂与各类石头总量可能超过0.5亿吨,如此巨量的沙石绝不可能用汽车、火车转运,输出长江沙石只可能依赖船舶走水路!蓄清排浑机制造成长江上游部分江段在整个非汛期接近干涸,如何行船?
蓄清排浑机制简直错得离谱。
这还不是重大问题的全部。
曾任全国政协副主席的著名科学家钱伟长说:战争年代,三峡大坝有可能遭敌国袭击,后果不堪设想……
除战争外,大型陨石撞击,尤其是高烈度地震破坏,都有可能造成三峡大坝溃决!东日本大地震摇动地轴导致本州岛平移3.6米,导致宫城县牡鹿半岛移动5.3米,下沉1.2米,中国是地震灾害多发国,长江上游是世界著名的地震多发区,像东日本地震这类灾害若发生在三峡大坝等长江巨型水库大坝地段,谁能保证大坝是安全的?
世界上没有任何人敢保证!世界上没有任何人能保证!
问题是,全世界只有中国在巨型水库之下有一座百万人口的大城市!
由于可能发生的混合灾害后果过于严重,毫无疑问,共和国必须形成必要的御灾方案!
我的高坝水库减容御灾工程思想(不是建设阶段减容,而是建成后减容,主要利用长江中的泥沙卵石填充水库下层,逐渐形成等深河道型水库,即使大坝因各类灾害严重受损也不能造成重大损失,因历时太久,先在大坝内侧形成有足够宽度的水下土石重力坝)就是为解决这个巨大难题产生的!方案的有效性毋庸置疑。
长江上游的悬移质泥沙都是极为珍贵的,因为这些泥沙能够用于高坝水库减容御灾工程!
对于高坝水库减容御灾工程而言,三峡等长江径流型水库的悬移质泥沙不是太多了,而是太少了,以至于高坝水库减容御灾工程的持续期不得不大大延长!
蓄清排浑机制没发现这里面存在的重大问题,居然要将珍贵的悬移质泥沙排放掉!
只要维持蓄清排浑机制,就无法形成等深河道型水库!因为等深河道型水库坝前水深只有20多米,已经不能形成排混需要的低水位了。
面对高坝水库减容御灾工程,蓄清排浑机制彻底错干净了!
在中国,甚至是在世界上,大概是我第一个提出高坝水库减容御灾这一重要理念。由于长江上游水能在世界各大河上游水能中居第一,由于长江上游已建、在建、待建的高坝水库数量也是世界第一,由于长江上游山高谷深,地层不稳定,地震多发,更由于三峡大坝下游近处有宜昌这样的百万人口城市,不远处有武汉这样的特大城市,高坝水库减容御灾理念具有重大意义!中国的高坝水库减容御灾工程不可或缺。
20个月来,几乎所有被访者都承认或默认我发现的重大问题的存在,也承认或默认我提出的重要理念和工程思想,无人质疑!无人反驳!
这仍然不是蓄清排浑机制错误的全部!
由于“必须”排浑,所有长江径流型电站水库不得不在水量丰富的汛期降低水位,进行低水头发电!已建、在建、待建的所有长江径流型电站水库全部在汛期排浑,每年会让共和国减少1000亿千瓦时本不该减少的发电量!也即是说,会让共和国白白浪费1000亿千瓦时本不该浪费的珍贵水能!
只要取消蓄清排浑机制,共和国每年就能增加1000亿千瓦时的清洁能源!
蓄清排浑机制错得干干净净!错得无可辩驳!
长江径流型电站水库蓄清排浑运行机制必须取消!
共和国在长江水能资源、航运资源的开发和利用上已经受到了蓄清排浑运行机制的严重制约!取消蓄清排浑机制,开发长江水能资源、航运资源所涉及的很多重大问题必须重新思考。
全世界都在担忧全球气候变暖,各国科学家已经为全球气候变暖的趋势进行了长期的、深入的、全面的研究和验证。
因为陆地比海洋热容小,全球气候变暖会导致陆地温度更快上升,海陆热力差加大,季风气候加强!因地处世界最大陆地与最大洋的交接带,中国季风气候变化有可能更为明显。其后果之一,就是多雨年份长江流域降雨量可能突破历史最高记录。
长江径流型水库采用蓄清排浑机制、发挥“防洪功能”会在多雨年份引发重大洪灾,长江流域降雨量因气候变暖而增大后,引发的洪灾会更为严重!
长江巨型水库并不能提供防洪安全,那么,长江流域必须建立更科学、更可靠的防洪安全保障!
这种防洪安全保障能否建立起来?
当然能!而且,比较容易。
长江流域山区丘陵有很多半封闭山湾、狭窄河谷和河畔垸子,十分适合建造水库,建造水库的费用也较低,水库建成后,养殖洁净鱼形成的增加值显著高于在淹没区土地种植粮食等农作物,且养鱼业需要的生产人员更少,洁净鱼也更为国民膳食所需。
长江流域适宜低成本建造水库的地方很多,若在这些地方建设调节水库,总调节容量可超过500亿m³!
共和国没有任何理由不在这些地方建造调节水库!
如果这些调节水库建成,就会显现一个令国人激动不已的新情形。
这些调节水库才是真正的防洪水库!调节水库能在汛期拦蓄500亿m³的降水,不让这些降水进入长江,长江的防洪压力就会被大大减轻!
三峡水库只能在短期内憋住221亿m³的洪水,这些憋住的洪水很快就必须吐出来,为下次可能到来的洪峰腾出“防洪库容”,并维持其“排浑”机制,不然,其防洪功能就会阶段性丧失,并破坏了“排浑”机制!
只要将上述500亿m³的调节水库建成,三峡水库就可以在汛期坦坦荡荡地丢掉防洪包袱,提高发电水头,专心致意追求发电效益的最大化了!
枯水期呢?
宜昌江段冬季最低水位时,月径流量仅有150亿m³!航运维持水深只有可怜的4米!只要遇上雨水稍少的年份,这样的水深就难以维持了,很多船舶就无法正常通行,甚至该进港定锚歇息了!这就是长江航运的“凄凉季节”!假若这500亿m³的调节水库存水在降水最少的冬季排入长江,长江中游维持水深可望增加到5-6米,长江船舶冬季水浅碍航的情形将不会出现,通行船舶的吨位也可以显著增加,只有熟悉长江航运的人,才会充分明白这种变化有着怎样的重要意义!
岂止上述地区能够建成调节水库!
在不显著增加淹没损失的前提下,长江流域很多非近距离连江湖泊(包括池塘)也能通过工程措施较大幅度增加其调节长江流量的功能,而这样的工程措施需要的资金并不多。
长江流域已建水库总库容高达2500亿m³,其中的非径流型水库因多种需要冬季惜水,没有尽可能多地腾出库容,造成来年汛期蓄洪量降低,多雨年份大量弃水,这些水库虽然也能调节长江流量,但调节能力并没有得到高度发挥!只要以科学方式改变这些水库的运行机制,通过清淤培坝工程增大水库的调节容量,通过有效措施减少农业耗水与农田退水,由此增加的调节库容可达800亿m³之多!
这三项措施,将产生1500亿m³的有效调节库容!长江汛期防洪更为安全!长江中游干道冬季水深可望达到或超过8米!
当代中国的高速发展导致长江流域年消耗黄沙超过10亿吨,而长江干流在不影响河道形态的前提下每年可利用的黄沙资源量低于2亿吨。。
人类采沙活动已经导致长江中下游重要支流河床显著降低,如果在精心设计的长江新主泓挖掘一条几百米宽的深槽,借助东海的顶托,再配合以长江流量调节工程,武汉段主航道冬季水深可望达到-18米!宜昌段主航道冬季水深可望达到-13米!20万吨的低矮型远洋轮船能够常年通行至武汉!10万吨的低矮型远洋轮船能够常年通行至宜昌!
长江深水航道建成后会不会逐渐被泥沙砾石淤浅呢?
完全可以避免!
长江流域已建水库4.6万座,其中包括三峡、向家坝、溪洛渡等巨型控制性水库,还将新建一部分调节水库,以及几十座大型电站水库!这些水库会拦截大量的泥沙砾石,使长江中下游江段含沙率大幅度下降,长江新主泓中沉积的泥沙砾石很少,长江深水航道维护性疏浚费用低。
怎样挖掘长江新主泓呢?在黄沙成为匮乏资源的时代,用挖沙船采出长江新主泓中的沉积物就行了!长江是沉积型江床(冰期除外),沉积层深厚,长江主泓沉积物的主体部分是优质黄沙,其余是砾石、卵石等等,黄沙、砾石、卵石都是可利用的、有价值的自然资源!
长江新主泓的侧面可以用参和粘土的砾石卵石加固,这样的防护层较为结实,且历时愈久愈结实!重要处还可用角石、混凝土异型块保护。
整个工程期可以不超过20年,竣工时刻当今大多数国人可期待。工程总费用不是很高,完全能够为共和国国力承受!
低矮型远洋货船(舱船)水面高度不超过18米,已建长江大桥不能阻其通行,其建造费用、载重比、适航性、适港性、稳定性、抗风浪能力、节省燃料能力等性能都不逊于高大型船舶!甚至明显优于高大型船舶!
世界上大概是我第一个提出浚深长江主泓的新理念。在黄沙资源相对匮乏的时代,在长江各类水库越来越多、长江中下游干流沉积物生成量越来越少的时代,浚深长江主泓的可行性、重要性、必要性任何人都无法否定!
世界上大概是我第一个提出舱船这一重要创新性思想。由于人类潜艇技术的高度发达,由于前苏联台风级潜艇排水量达到2.65万吨(接近现阶段长江中游常年通行最大江轮排水量10倍),由于我国已经是世界造船大国,能够建造先进潜艇,也能建造30万吨级的远洋巨轮,中国完全不存在建造舱船的技术障碍。
舱船在中国具有重大意义,制造舱船能够形成新产业,运用舱船能够促进国民经济更高层次发展,舱船可望成为共和国发展经济之重器。
长江虽夏汛冬枯,但世界上很多著名航运河流如伏尔加河、黑龙江(与俄罗斯共有,俄罗斯称阿穆尔河)、马更些河、圣劳伦斯河及五大湖水系冬季也被冰封,这些河流并没有因冬季冰封被人类水上航运系统弃用!舱船绝对应该更早在中国出现。
面临海洋、海岸线绵长的国家,其经济、科技、文化、军事、民族性格的发展与内陆国家有着显著的不同。
世界史上,每一历史时期出现的世界强国,都有着优良的临海地理,包括古埃及、希腊、罗马、西班牙、荷兰、英国、美国。
中国虽东面临海,但西部是空气稀薄的雪域高原,西北和整个北方遍布戈壁沙漠,东北部以北的地区气候酷寒,南方有云贵高原的崇山峻岭与东南亚相隔,地理相对封闭,是典型的半内陆型国家!这是中华文明逐渐落后于西方文明并在近代历史中沦为殖民地半殖民地的重要原因!
长江深水航道建成后,等同于中国的“深水海岸线”延长了数千公里!“沿海地区”面积将大幅度增加。
一艘20万吨的轮船,其运力与1万辆卡车相当,轮船需20名船员,卡车需1万名司机,轮船造价更低、耗能更少,运输费用更小,轮船不会损伤航道,重卡的持续碾压能损坏新建不久的混凝土路面,被损坏的路面又会成为“车辆损伤系统”夜以继日地损害在路面上行驶的所有车辆!
2013年央视报道,我国物流业产值在GDP总值中所占比例为18%(学术界提出的比例更大),高出发达国家平均水平80%!一个大国的运输成本高于另一类国家10%就是大事了,中国高出的竟然是令人惊诧的80%!中国1万名运输人员提供的运力只能与人家20人形成的运力相比,且成本更高,损耗更大,这是中国人辛劳程度世界最高、人均收入却远远低于发达国家的重要原因之一。
任何国家都不会是资源齐备的国家,在世界一体化时代,一个国家最理性最经济的方式是以尽可能低的代价获取世界范围内尽可能更优质的资源,就像日本那样!不注意改良中国的临海地理,中国能够以最经济的方式充分利用美洲资源、非洲资源、大洋洲资源乃至南极洲资源吗?地球表面积的71%是海洋,海洋中有极其丰富的石油、可燃冰、多金属锰结核、贵金属泥等重要资源,作为世界唯一的半内陆型大国,中国不改良临海地理,在利用世界陆地资源与海洋资源方面怎么能与其他大国竞争?连正常竞争都不能进行,何谈中国崛起?
美国东濒大西洋,西临太平洋,南拥广阔的墨西哥湾,临海地理够优越了!可人家美国人嫌北部边疆是内陆,硬是在半个世纪前通过“最伟大民用工程”将万吨级海轮沿圣劳伦斯河开上了180米高的苏必利尔湖!其间有圣劳伦斯河上游险滩群、著名的尼亚加拉大瀑布阻隔,圣劳伦斯河水量也不及长江一半!中国长江江深水阔,水量丰沛,中下游比降极小,宜昌江面平均水位只有40余米,远远低于苏必利尔湖湖面,宜昌以下的长江坦坦荡荡,无任何天然阻隔,为何中国长江中游只能通行几千吨级的轮船?
中国人真的那么无能么?
2014年9月12日于武昌