加载中…9.调节水量
(2017-05-20 11:38:57)| 分类： 水利领域 |
1.减少汛期弃水
长江是季节性河流，夏汛冬枯，很多大型水库汛期需要开闸泄洪，珍贵水能被白白损失。
若能减少汛期弃水，增加枯水期流量，长江水能利用率就会提高，水能品质也会提升。
2.维持枯水期航运水深
增加枯水期流量，就更容易维护航运水深，利于长江航运。
3.冬季江面太低
为安全享用2亿千瓦的长江澎湃水能，为充分发掘无与伦比的长江深水航运资源，长江新主泓必须大幅度下沉！
长江是受季风影响的河流，夏汛冬枯。长江新主泓形成后，中游冬季江面太低，武汉江面高度很难超过3米（黄海高程），宜昌江面很难超过4米，不仅难以达到预期航运水深，还给港口作业带来困难，增加了提升货物的能耗，更是极大地影响了长江景观。
武汉段新主泓底部下沉到海平面-10米，宜昌段下沉到海平面-8米，长江在冬季依然有很大的水体厚度，长江淡水相对东海咸水具有渗透压，渗透压足以推动如此厚度的长江水缓缓东流，无需施压太大的重力作用。
如果武汉段冬季江面高度不到3米，那实在是过分地低了。
人们希望长江中游冬季水位更高，长江淡水渗透压不支持人们的愿望。
4.为长江生物着想
长江夏汛冬枯，冬季长江水浅，水温下降，自古以来冬季就是长江鱼类、江豚、扬子鳄、中华鲟的受难季。
新主泓下沉后，长江生物生存环境有所改善，因为水深增加了，水温也不再会下降得太低了，但是，新主泓冬季宽度不大，长江生物被轮船螺旋桨伤害的几率不能进一步降低。
长江新主泓冬季水面高度提升1米，水面宽度增加不低于5米，提升4米，水面宽度就会增加20米以上，在主航道两侧，长江生物就会拥有宽阔一些的安全区。
5.必须调节长江水量
欧洲的莱茵河是举世闻名的航运河流。
莱茵河水量不大，只及中国长江水量的1/12，因为部分流域受地中海气候控制冬汛夏枯，加上有水面辽阔、风景优美的康斯坦茨湖吐纳调节，莱茵河中下游因而成为世界上流量最为稳定的河流！总长仅有1232公里的莱茵河居然有700公里航道能通行万吨轮，大吨位轮船通行能力胜过中国长江！
中国长江长6300公里，水量极为浩大，宜昌江床海拔高度低，中下游坦坦荡荡，坡降极小，无任何天然阻障，深水航运潜力远非莱茵河可以比拟。
欲发掘长江深水航运潜力，必须采取工程措施调节长江水量。
工程措施便是：提升已建的非径流型水库调节功能，新建调节水库，汛期将长江流域的更多雨水和洪水拦蓄在水库之中，枯水期将库存水排放至下游河道，调剂长江。
6.需多大调节容量
有人会认为，调节容量当然是越大越好！
调节容量足够大，就能让长江冬夏水量一致，长江流量基本稳定，长江呈现理想状态；调节容量更大，便能进行年际调节，使干旱年份长江深水航运也不会受到影响。
然而，自然主义者和生态学家不这样认为。某些长江鱼类需要在长江初汛时节有急流时逆水产卵，冬夏水量一致就不会有急流了，因而，他们不会认为这是长江的理想状态，也不会支持长江水量冬夏一致的调节方案。
长江调节容量究竟需要多大最合适，不是短时间能确定的，需要广泛参照，需要在实践中探索。
由于新主泓下沉幅度大，调节水量不是很大时中下游仍有可观的航运水深，这里只提供最起码、最不容易引起争议的调节容量作参考：——1000亿m³。
新主泓下沉后，长江中下游行洪能力大增，基本不会发生大型洪灾，因而，设计调节库容不需要考虑防洪需要。局部洪灾是不可避免的，因为局部地区可以出现极异常天气，出现超大降雨量，即使建有容量较大的调节水库也有可能发生洪灾。
1000亿m³的调节量在初汛时节能在一些江段形成急流。在普通年份，长江非汛期径流量约为2600亿m³，枯水期（此处以3个半月计）径流量约为1000亿m³，若在枯水期注入1000亿m³的库存水，长江枯水期水量增加一倍，整个非汛期流量便能大体稳定。
7.已建水库可提升调节功能
长江流域已建水库4.6万座，总库容达2500亿m³，其中主要为非径流型水库。
提升非径流型水库调节长江水量的功能，预计可形成不低于500亿m³的调节容量。
清淤培坝机制
全世界所有水库都会产生淤积！水流将地表高处的物质搬到低处沉积起来，这是自然机制！地球上很多湖泊就是这样消失的，很多平原也是这样形成的。水库发生淤积不可避免，久而久之，水库会被泥沙淤满而“死去”，变成一块沉积台地。
我国病险水库数量众多，致灾风险极大！1975年8月，超强台风“莲娜”带来特大暴雨引发淮河上游大洪水，使河南省驻马店地区包括两座大型水库在内的数十座水库漫顶溃坝，1100万亩农田受到联合洪流毁灭性冲击，1100万人受灾，死伤极为惨重，经济损失近百亿，成为世界最大的水库溃坝惨剧。
中国出现驻马店水库联合溃决的特大灾难之后，任何一位中国人都没有理由、没有资格抵制在中国非径流型水库建立清淤培坝机制。
水库清淤培坝后，库容量会增加，汛期水位可适度抬高，调节容量就会被提升。
水库清淤培坝有益于长江等重要河流的水能开发与深水航运，间接效益巨大，国家财政一定会提供资金支持。
其他方式
我国中小型水库普遍存在冬季惜水现象，适度减少水库冬季库存水，能提升调节容量。
不少中型水库建有发电站，当初有为本地区供电的功能，但所在地区基本都换成使用更稳定的电网电。水库冬季来水少，发电量不大，国家财政应该支持这类发电站减少或停止冬季发电，以提升这类水库的调节功能。
这合适么？水能是清洁能源，怎么能以调节长江水量的理由减少或停止已建水库冬季发电呢？
因为长江航运意义大得多！因为长江新主泓下沉后，这些水库所在的长江支流也能建造径流型发电站，这部分损失能够被径流型电站的发电增量补回来！还因为长江综合工程完成后，长江上游水库发电量的增量远远大于这类中型发电站冬季发电量之和！
长江流域不少丘陵山区水库承担着灌溉农田的功能，但水资源利用效率低，提高灌溉水利用效率，就能使更多库存水留至冬季调节长江水量。
近二十年来，我国丘陵山区大量农民工去城市谋生，很多梯田坡地被撂荒甚至被废弃，部分水库必须的灌溉水量已经缩减了。
减少或杜绝水库渗漏。
…………
8.新建调节水库
长江流域面积达180万平方公里，虽建有总量很大的各类水库，但仍能在广大丘陵山区遴选出数量不低的优良坝址，能新建足够多的、总有效库容不低于500亿m³的调节水库。
长江流域绝大多数水库都是上世纪六十年代至七十年代建造的，很多水库几乎全靠人力挖掘、搬运、填筑土石料，工程运作极其艰难！
当今中国，动力机械的既有量与生产能力，土方工程设备、水利工程设备、矿山工程设备的既有量及研发与生产能力，能源资源量与生产能力，各类爆破技术、水库建筑技术、河道采掘技术都已发展到很高水平，国家综合实力之强与上世纪八十年代以前完全不能相提并论！
作为基础工程建设能力世界第一且远超世界第二的新兴大国，没有人会认为当今中国不具备在长江流域新建有效容量500m³的调节水库的能力。
三峡水库设计调节库容为221亿m³，大坝建设工期超过11年，这是因为三峡工程坝体高度大、作业面集中、技术复杂等原因造成的。在长江流域新建调节水库作业面极为分散，单座水库工程量小，技术难度低，因而，全部建成的工期可压缩在3-5年之内。
新建500亿m³有效库容的调节水库，这些水库总库容可能接近或超过1000亿m³，假定新建调节水库平均水深为8米，总占地面积可能达到1.2万平方公里。
调节水库主要位于河谷、山湾、河畔垸子，在这些地方建造水库不可能不淹没耕地！
国家已经设置了耕地保护红线，这道红线是不能逾越的。
建设调节水库真的不应该占用任何耕地吗？
不！
我国很多建设工程都在占用耕地，国家要求各省市建立土地复垦制度，即占用了多少耕地，就设法新增多少耕地。
调节水库只适合在丘陵山区建设，在适合建设调节水库的丘陵山区，岩石、草地、林地、裸地、溪流共占有较大面积，耕地面积占比不高，预计总体上不超过三分之一，1.2万平方公里的库区实际占用耕地不足4千平方公里。
整个长江综合工程新增平坦土地面积超过4千平方公里，后又阐述。
长江流域调节水库占用的耕地绝大部分为梯田坡地，其中小块的梯田坡地本就不适合现代耕作！为何非要在这样的土地上种植作物呢？
养鱼不行么？
长江流域调节水库比北美五大湖单位面积的水产潜力高得多，因为长江流域纬度低，太阳辐射强度大，光能热量充足，水库以及所在流域生物生长旺盛，水库水面与流域面积之比远小于北美五大湖，上游丘陵山地坡度大，有较多的营养盐分、生物残骸随雨水冲入水库之中，自然饵料丰富，浮游生物较多，若合理投放鱼苗并少量使用不含化学制剂的漂浮饲料，每亩水面年产洁净鱼可达100公斤。
假设洁净鱼市场价格是10元1斤，平均每亩水面养鱼收入可达2000元。
种粮食作物呢？
每亩耕地多年平均产量不足500公斤！假设耕地面积占比三分之一，平均每亩淹没地分摊的产量不足170公斤！产值不足350元！
为获得这点可怜的耕作收入，农民们还需要购买农药化肥，并对当地土壤与下游河流产生不同程度的污染。
假设每亩淹没地养鱼后每年产生2000元养殖收入，那么，所有调节水库占用的土地便能形成360亿元的养殖收入。
今日中国，并不缺少直接食用粮！与欧美地区相比，中国国民膳食中优质蛋白食物占比偏低。鱼类肉质鲜美，脂肪含量少，有益于健康，被普遍认为是优质蛋白食物。内陆水域容易进行养殖作业，容易管理，部分内陆水域水体较为洁净，甚至可能比海水更为洁净（如完全未被污染的高原湖泊、山区水库，流域内人口较少的河流等等），因而，发掘内陆水域洁净鱼的养殖潜力十分重要。
在调节水库中养殖洁净鱼所产生的收入比梯田坡地种植粮食更高！产品更为国民膳食所需！人力成本则更低！更为重要的是，无需施用农药，不会产生水土流失。
由于调节水库也需要耕作（实施清淤培坝作业），这里赋予调节水库一个别称——蓝色耕地。
10.建设调节水库
新建调节水库数量
假定调节水库平均库容为667万m³，需要新建的调节水库数量为1.5万座。
长江流域已经水库平均库容为543万m³，有两个原因使《长江策》选择较大数值。
其一，上世纪六、七十年代我国建设水库带有运动性质，大东部人口密集地区不少地形条件较为适合的地方大都建设了水库，小型水库占有很高比例。如今建设水库主要追求调节功能，挑选坝址的条件升高。
其二，过去建设水库的综合条件不足，人口稀少、位置偏僻、交通闭塞、工程难度高的地方较少建设水库，而这些地方多在大山深处或长江上游地区，存在较多的优良坝址。时至今日，各方面条件都有改善，这些地区的水库不难被建成。
水库数量不小，但建设难度并不是主要反映在数量上。
部分调节水库工程难度低
由于长江综合工程能新增大量的平坦土地，淹没耕地不再在重要考虑范围，有较多过去认为不适合建设水库的优良坝址可以被选择。
其中的一部分调节水库建设难度低，工程量较小。譬如，某些河谷集流面积较大，谷口较窄，谷内土壤及风化岩容易剥离，集中大型机械作业，无需较多的工程人员就可以在几个月时间内建成一座1千万立方米库容的调节水库！大坝工程造价可能不超过1千万元。
淹没村庄
新建调节水库难免淹没村庄农舍，需要移民，预计总量不大。
中国本来就要加快城市化进程，移民应该在已建城市或新建城市安置（后又阐述）。
原居民能成为城市居民，因而会更加支持调节水库的建设。
调节水库扶贫促富
在长江中游流域深山地区，在长江上游高山峡谷地区，建设调节水库是良好的扶贫促富措施。
假如一座调节水库的坝高能达到50-100米，集水面积达到150-200平方公里，水库面积达超过1.5平方公里，每年的发电收入有可能达到数百万至1千万元，洁净鱼养殖收入可达数百万，林业收入可达数百万，调节水量及沙石采运可获国家补贴，劳动力还能获得区域性的建筑业、采矿业、旅游业等收入，这样，不需种粮，不需破坏生态，所在地区可形成3千万元以上的年收入！而建设调节水库之前，当地的年收入可能只有数百万元，这些地区大都是国家级贫困地区。
深山地区人口密度不大，150平方公里的深山地区居民人数有可能不到1千人，有了调节水库，人均年收入就可以达到数万元。
因多种原因，深山地区的居民也参与了城市化进程，城市化进程的速率还可以人为加大，因而，调节水库所在地区人口还能显著减少，总收入还能增加，人均收入还能达到更高水平。
现阶段，深山地区的村庄大都交通不便，房屋破旧。建造调节水库时，通常会修路到坝基处，或者有机动船（包括浅底船）运行到坝基处，因而交通条件会改善。大体量重力坝可以形成面积较大的坝顶平台，有了清淤培坝机制，大坝体积与坝顶面积还会逐渐增加，所以，大坝会越来越安全。坝顶平台及人工形成的两侧平地可能是当地唯一的整块平地，风景优美，是建设乡间别墅的良址。因而，当地品质太低的旧民居可以废弃，随着经济逐渐宽裕，可陆续建设风格统一形状有别的乡间别墅，一户人家暂住别墅中的两三间房，几户人家共用一栋别墅。随着新别墅陆续建成，再过度到两家一栋甚至一家一栋。
部分风景上佳的新村庄会因此而拥有旅游收入。
国家力量支持
大东部深山地区、长江上游高山峡谷地区建设调节水库难度较高，国家力量应该给予支持。
我国武警水电部队、解放军工程兵部队也应该给予支持！军队的强队意识浓烈，相信相关部队愿意支持调节水库的建设。
部分高山峡谷地区调节水库富含水能，应该鼓励我国能源企业积极参与。
我国十分适合成立生态工程队。如果能够成立生态工程队，该组织十分适合成为建设长江流域调节水库的重要力量。
11、湖泊池塘可提升调节功能
长江新主泓下沉后，大部分长江中游湖泊湖床高于长江江面，需建坝或建闸才能维持湖泊的存在。
这些湖泊调节长江流量的功能可以被重新发掘，譬如邛海、泸沽湖、抚仙湖、草海、洱海、长湖、斧头湖、梁子湖等等，不包括滇池、武汉东湖等受调节变化影响较大的风景区湖泊。
长江流域现有湖泊总面积约为1.5万平方公里，至少有3000平方公里面积的湖泊可以在不增加淹没损失（非绝对）、不需要太大工程投资的前提下增强其调节长江流量的功能。很多湖泊枯水期保持了较大水量，汛期有较多的水被排出湖外，这类湖泊可在枯水期适度减少湖内水量，在汛期最大程度地提高湖内水位，使其调节长江流量的实际能力进一步增强！预计可增加的有效调节总量可达到或超过50亿m³。
虽然看上去该调节量太小，但已经是长江多座大型径流型水库所谓的“防洪库容”之和了，由于该调节量较为容易获得，不应该过于轻视其作用。
不少天然湖泊底部拥有丰富的粘土资源，有些湖泊黏土品质很高，如果我国能加大粘土资源的使用量，若干年后，这些天然湖泊的调节能力还能进一步提升。
长江流域有数量极多的池塘，这些池塘大都已经参与了长江流量的调节，因为这些池塘通常在冬季被人为地放干水捕鱼，自然形成了汛蓄枯排机制。很显然，这些池塘的调节功能还能增强，我国已经有部分地方政府征集挖掘机为农村池塘挖淤泥增容量了。
12.如何面对反坝运动
根据水利界对大型水坝的定义，水坝高度大于或等于15米、总储水量超过300万立方米的水坝都被称为大型水坝。目前全球已建成5万座大型水坝，中国以2.5万座的数量拥有世界总量的一半。
长江流域新建调节水库绝大部分都是大型水坝！
若长江流域新建调节水库数量是1.5万座，就显现了一个严重问题：全世界大型水坝只有5万座，中国已占其中一半，居然还要在较短时期内新建1.5万座！大型水坝是有可能危害生态环境的，世界上早已出现反坝思潮，美国人已经炸毁了美国境内的一些水坝，西方国家有数量较多的民众对反坝人士的观点理解并且支持，中国何以面对西方社会兴起的反坝运动？
西风东渐！上世纪八十年代后，中国中小型水库建造量锐减，绝大部分地区几乎停建，不知这种转变是否因为受到国际反坝思潮的影响？
若这种影响真的存在，大规模建造调节水库在国内可能就会受到激烈反对！
地球上原本没有水坝。出现海洋及降雨现象后，雨水冲刷地壳风化层，携带泥沙流向低洼地带和海洋，雨水入湖或入海，泥沙则沉积下来，地球上的沉积平原与河口三角洲就是这么形成的！由于气候变化无常，低地平原自然河道形态不定，多雨时节到处溃岸改道，洪水泛滥；丘陵山区中的盆地与河口地区则动辄被淹没，动植物经常遭受灭顶之灾。
地球上出现人类后，曾经有多少人活生生地被洪水淹死？曾经有多少处人类居所好端端地被洪水毁坏？
人类的智慧与能力增长后，人们用河坝、湖坝、海堤等各种水坝挡住洪水或海潮以保护自己的生命和居住地，这是人类的进步！
假如没有水坝，人类的近代文明和现代文明怎么可能形成！
在文明不太发达的时代，人类的智慧与能力有限，即使建设了很多各式各样的水坝，仍然难以抗御重大洪灾和海难，每次受灾蒙难，人类是何等的悲惨痛苦？相应的生态环境又受到了怎样的冲击？看看中国黄河流域、长江流域的洪灾史吧！看看印度恒河、美国密西西比河的洪灾史吧！
在人口巨量增加的当代，在现代文明高度发达的今天，中国、美国、印度、欧洲，世界上任何一个人口密集的地方，何处愿意承受何处又能承受哪怕仅仅一次的重大洪灾？
假如没有水坝，有谁能保护人类不受洪水的威胁和伤害？假如没有水坝，反坝人士岂能无忧无虑地在文明世界生活？
可见，反坝思潮是不可以走向极端的，反坝运动是不可以泛化的。
美国黄石公园是世界上第一座国家公园，美国环保先驱因不忍心破坏该地神奇的自然异象呼吁国家予以保护，于是美国联邦法律禁止在公园内伐木采矿，建造水坝之类的建筑物！不知兴起于美国的反坝思潮最初是否源于此？
不过，美国主流社会并未排斥水坝，被炸掉的水坝主要是中小型水坝，且大都是病险水坝，胡佛水坝等美国著名的大型水坝，至今仍然是美国公民喜爱的观光流连之地。
美国是最发达的超级大国，在密西西比河流域建造了大量水坝，其支流田纳西河成为全世界流域治理的典范，但密西西比河洪灾还是会发生！若密西西比河流域无一座水坝，密西西比河制造的洪涝灾害会严重到何种程度？
长江的正常水量接近密西西比河的两倍，历史上发生的重大洪灾远甚于密西西比河！在长江流域建设长江流量调节水库，主要调节水库都被建设在长江三、四级支流上和二级支流上游，几乎不影响长江鱼类洄游，更不会对主要支流的景观和生态系统造成破坏性影响，反坝人士若反对，摆得出多少令人信服的理由？
我国当世界最大洲与最大洋交接带上，为东低西高三级阶梯地理，世界唯一！季风气候强烈，洪涝灾害频发，水坝数量多也是正常的，更是应该的。
事实上，在长江流域建设调节水库会带来许多意想不到的生态效益。譬如：
由于每座调节水库所在流域可以禁止耕作，即使是林业生产或水产养殖也可以被禁止使用化学药剂，绿化标准可以大大提高，等同于设置了一个小型自然保护区，全流域新建1.5万座调节水库，等同于新建1.5万个小型自然保护区，反坝人士应该不会认为这是一件坏事吧？
新建调节水库总共可形成1.2万平方公里的新水面以及几十万平方公里的高品质森林。春、夏、秋时节，水库水面较建库前蒸发的水汽会更多，有益于生态途径的南水北调，这能形成怎样的生态利益？
长江流域新建调节水库还能在另一个层面上优化中国的生态环境。
长江深水航道形成后，5-20万吨级的低矮型轮船可深入到长江中游运输大宗物资，这些大宗物资若由重卡运输，液体能源消耗量乃至碳排放量会多出很多倍！
在长江流域建设调节水库，就等于减少中国液体能源的消耗！就等于减少中国的碳排放！
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