二十年后，水利专家如何看三峡
本文由中国科学院植物研究所刘夙老师改编自郑守仁院士的《三峡工程运行以来的几个问题思考》。
三峡水利枢纽是中国知名度最高、也是争论最多的现代水利工程。它的整个建设过程历时16年。1994年，三峡水利枢纽开始正式施工。2009年，整个三峡水利枢纽工程全部竣工。如今，三峡工程正在等待最终的工程验收。
如果我们把1997年的长江主航道截流视为改变长江水文环境的关键节点，那么，今年就是达到这个节点的二十周年。二十年来，三峡工程一直遭受着社会各界人士的种种质疑，其中也包括部分水利专家。郑守仁院士是三峡工程设计的总负责人，他在《三峡工程运行以来的几个问题思考》一文中以实际数据回应了这些质疑。
长江流域综合利用规划图
移民
三峡工程造成了大量的移民，还有许多名胜古迹所处的位置被淹没水下。郑院士指出，这些是大坝建设不可避免要面临的问题，有些损失也确实不可弥补。对此，国家有关部门尽量做了妥善处理，比如对考古遗址做了抢救性发掘，可以移动的文物（包括一些古建筑）都做了迁移等。总的来说，二十年来库区社会是和谐稳定的。
地质灾害
三峡地区蓄水之后，多次出现崩塌、滑坡等地质灾害。这一方面是因为当地地质条件本来就不好，另一方面也是因为蓄水改变了两岸土石的受力情况，会激活潜在的崩塌体和滑坡体。然而，从长期来看，水库地区的地质灾害在最初出现一个高峰之后，很快就会下降，最后反而比建坝之前还安全。
一方面，被激活的崩塌体和滑坡体在活动之后就会把能量释放掉而趋于稳定；另一方面，水库建设要做很多护坡和监测的工作，可以通过人为方式保证山体稳定；更重要的是，水库改变了河流原本奔腾咆哮、强烈下切的习性，而如果因为河流下切造成的险峻斜坡不再发育，理论上来说，地质灾害也就不会再发育。
地震
有人提出三峡水库可能有诱发地震的风险。然而对三峡地区地质构造的调查表明，这里的地块比较稳定，仅有的断层离大坝较远，即使发生最大震级（6级）的地震，造成的最大烈度（VI度）也仍然低于三峡大坝的设防烈度（VII度）。
河道淤积
有人质疑三峡大坝会导致严重的河道淤积，甚至会影响到远在上游600千米开外的重庆港。不过，事实表明三峡水库的入库泥沙量远小于之前的预计值，比如坝前的泥沙量竟然不到预计值的十分之一，这是导致2008年和2009年以175米水位为目标的试验性蓄水最终都差几米没有成功的原因之一。如此低的泥沙量，对水库的长期运行自然非常有利。
造成入库泥沙量减少的因素很多，其中有不少因素是人为的、可控的。如长江上游和各支流的大坝建设可以有效拦截泥沙，对长江上游流域进行封山育林、石漠化防治等措施也有助于减轻水土流失。更不用说，还有很多人在河道内采石挖沙。
此外，通过在高水位期间泄洪，还可以让重庆一带长江河道中的泥沙被冲刷到更接近大坝的地方，避免在库尾长期淤积。这些冲到坝前的泥沙又可以在汛期泄洪期间排出水库、进入下游。
长江三峡泄洪夜景
防洪的标准
有人挑选了历年来媒体的报道标题，质疑三峡工程的防洪标准从“万年一遇”降到“千年一遇”，再降到“百年一遇”，最后又要人们不要把防洪的希望“全寄托在大坝上”。然而，质疑者并不了解三峡防洪的不同衡量标准，误以为它们说的是同一个指标。
三峡大坝有“设计洪水位”和“校核洪水位”两个不同的水文指标。设计洪水位是发生“千年一遇”的洪水（更准确地说，是每年平均有0.1%的概率会遇到的大洪水）时坝前的水位高度，为175米，与最终蓄水位相同。此时，不仅大坝稳如泰山，水利枢纽的各项功能也都运转正常。校核洪水位是发生洪峰流量比“万年一遇”的洪水还大10%的特大洪水时坝前的水位高度，为180.4米。此时，虽然水利枢纽的部分功能无法正常运转，但大坝本身仍然安好。因此，“万年一遇”和“千年一遇”都是衡量大坝本身安全性的指标。
至于“百年一遇”，则是指三峡大坝要通过蓄水发挥调洪作用，使下游的荆江（枝城至城陵矶段的长江）达到能防御“百年一遇”洪水的标准，而这个标准可以通过荆江河段起始的湖北枝城水文站最大洪峰流量、沙市水文站水位高度等水文指标来衡量。因此，“百年一遇”是衡量荆江安全性的指标。
不仅如此，因为荆江地质条件差，10年中平均会有3次超过警戒水位，此时长江干堤会频繁出现各种险情。特别是湖南岳阳城陵矶地区，位于荆江河段最末端，洞庭湖水系在此注入长江，即使荆江上游水文指标安全，当地也仍然面临巨大的抗洪压力。为此，三峡水库还特意拿出了一部分库容，用来拦截会给荆江干堤和城陵矶地区造成威胁的洪水。
然而，三峡终归只是整个长江水利中的一环。如果没有其他水利设施（包括蓄洪区）的配合，长江流域很多地方仍然有发生洪灾的风险，这正是水利专家警告“勿把希望全寄托在（三峡）大坝上”的原因。
防蓄的两难
事实上，三峡作为一个综合性的水利枢纽，对上游来的中小洪水是否应该拦蓄，存在两难抉择。如果拦蓄洪水，会使水位在汛期长期高于保证安全的“汛限水位”（145米），既威胁了水库边的城乡居民安全，又加快了泥沙淤积；而一旦更大洪水到来，大量泄洪又会威胁到荆江的安全。
然而，水位高又可以让更多发电机组运转，提高发电量；长期不泄洪还可以让更多水面成为安全航道，让长江能通行更多船舶。为了兼顾两方面的需求，三峡制定了详细的汛期中小洪水滞洪调度方案，既保证了上下游的安全，又尽量提高了经济效益。
厚德载物
近年来，对三峡工程更多的批评，一是严重影响了长江生态环境，造成多种珍稀鱼类数量下降，水库水质因为水流减缓和富营养化而恶化，甚至爆发水华；二是造成了长江中下游的枯水问题，特别是使洞庭湖、鄱阳湖低水位时间延长（江西省因此打算在鄱阳湖口建造极具争议的拦湖大坝），而长江口也出现了海水入侵、咸潮上溯的问题。
为此，三峡近年来曾多次在非汛期放水，为下游河道补充流量，实现水资源调度和生态调度。至于水质恶化问题，成因并非仅有水库蓄水这一个因素，更本质的问题在于上游的污染（既有生活污染，又有农业污染），因此根本的解决之道应该是污染物减排。即使如此，注入三峡库区的长江干流和几条支流的水质也仍然基本维持在II－III类的水平，可以做为饮用水水源地。
作为人类历史上少有的大型工程，三峡水利枢纽的很多问题需要在运行中不断发现和解决。工程界欢迎有根有据的质疑，也愿意为发挥工程的最大效益、减少工程的负面影响竭尽全力。
本文原载于《Engineering》中国工程院院刊科学网博客，原文链接：http://blog.sciencenet.cn/blog-3295637-1032803.html。
原文信息：
郑守仁院士
中国武汉，水利部长江水利委员会
Engineering,2016,2(4):389-397
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