五論紅線的崩潰—不是紅線錯就是防洪庫容錯

--不是移民淹沒紅線錯就是三峽水庫的防洪庫容有錯

王維洛(德國工程博士)

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(http://www.epochtimes.com)
【大紀元5月13日訊】感謝作者供稿。

一、三峽工程的水位線和庫容

1992年4月3日,全國人民代表大會批准了興建長江三峽工程的議案。三峽工程的最主要的目標是防洪、發電、航運、南水北調等,最重要的工程技術數据如下:

XXXXXXXXXXX
正常蓄水位:海拔175米防洪限制水位:海拔145米,初期海拔135米

總庫容:393億立方米防洪庫容:221.5億立方米(海拔145米至175米)發電調節庫容:165.5億立方米(筆者注:這165.5億立方米庫容是和防洪庫容重复計算的)死庫容:171.5億立方米

三峽工程移民總人數為113万人
XXXXXXXXXXXXX

三峽工程的壩頂工程是海拔185米。在1992年批准三峽工程時,沒有公布三峽工程的防洪最高蓄水位。在1998年長江防洪時,三峽開發公司總經理陸佑楣說三峽工程的防洪最高蓄水位為海拔180.4米。同樣三峽工程也沒有公布的是水位和庫容的關系圖和具體數据,這是水庫大壩工程必須制作的。

二、三峽工程的防洪目標和防洪庫容

根据三峽工程論證報告,三峽工程的最主要的目標是防洪。可以說,沒有長江防洪的任務,也就沒有建設三峽工程的必要。

三峽工程論證指出:

“根据長江中下游平原地區的政治經濟地位,對照國內外大江大河的防洪標准,結合長江洪水与水道的特性,考慮防洪工程措施和國力、民力的承受可能,經過多年研究,确定以1954年實際洪水作為長江中下游總體的防洪標准。這是由于這次洪水是本世紀發生的一次全江性的特大洪水,洪水持續時間長,峰高量大,超額洪水特大,當年實際分洪、潰口水量達1023億立方米,造成了巨大的洪水損失。關于這次洪水的重現期,由于長江洪水組成多變,難以用一個數字概括,若以最大洪量為例分析,則1954年洪水在宜昌約80年一遇,在城陵磯約為180年一遇,在漢口及湖口均為200年一遇。

但是,對荊江河段來說,僅考慮1954年實際洪水是不夠的,這是由于荊江河段防洪是洪峰控制,控制點枝城1954年的最大洪峰流量僅為71900立方米/秒,約相當于15年一遇,作為防洪標准顯然太太低。根据荊江河段的重要性及洪災嚴重程度,至少應達到100年一遇以上的防洪標准。考慮到上世紀中葉的1860年、1870年長江發生兩次特大洪水,枝城洪水流量均約110000立方米/秒以上。這种洪水一旦出現,將對荊江南北兩岸地區造成毀滅性災害,對于這類歷史上已經連續發生而且將對荊江地區以至整個長江中游造成極其嚴重后果的洪水理應在考慮之列。因此,應創造條件使荊江河段在遭遇類似1870年那樣的歷史特大洪水時保證行洪安全,南北大堤不自然潰堤,防止發生毀滅性災害。”

因此三峽工程的防洪目標是:

(1)荊江河段,防洪標准不低于100年一遇,遇類似1870年那樣的歷史特大洪水時,配合分蓄洪措施,要保證荊江河段的行洪安全,防止荊江南北兩岸干堤漫潰,發生毀滅性災害。

(2)城陵磯及以下河段,以1954年洪水作為防御目標,在各种防洪措施(包括非工程防洪措施)相互配合下,确保武漢市等大中城市和重要平原圩垸的安全。用水庫防洪,其防洪武器就是水庫的防洪庫容。水庫的防洪能力取決于防洪庫容的大小,而水庫庫容的大小又取決于水庫蓄水位的高低。50年代,蘇聯專家提出的蓄水位為海拔265米;長江流域辦公室主任林一山提出蓄水位為海拔235米;周恩來确定的蓄水位為海拔200米;長江流域辦公室對三個蓄水位方案(200米,195米和190米)做了比較,后兩個方案因防洪效益太差而落選。八十年代初,長江水力委員會還提出海拔150米甚至海拔128米的方案。鄧小平1984年說:“我贊成低壩方案。”是指正常海拔150米的方案。

在1986年開始的三峽工程論證中,防洪組的專家提出,三峽水庫的防洪庫容至少(!〕要在250到300億立方米,才能完成防洪任務。但是綜合組在權衡了發電、航運、移民等方面的利益后,确定三峽水庫的防洪庫容為221.5億立方米,比防洪專家提出的300億立方米,要少四分之一。所以三峽工程論證報告中只說:“該庫容基本滿足長江中下游防洪的需要。”

請讀者在這里注意“基本滿足……需要”的描述。在工程可行性研究報告中,如果出現這樣的描述,表明工程技術人員對這個問題尚沒有把握,只是對一般的情況有把握,對特殊的情況,對例外的情況沒有把握。而三峽工程防洪的目標,是百年一遇的洪水,甚至是歷史最大洪水,是特殊的情況,因此沒有把握。

但是論證報告中的“該庫容基本滿足長江中下游防洪的需要”的描述,在政治家的報告中就消失了。1992年3月16日李鵬在全國人民代表大會上說:“三峽工程興建后,可將荊江河段的防洪標准從目前的10年一遇提高到100年一遇,配合其他措施,可以防止荊江河段發生災難性災難,還可以減輕洪水對武漢地區及下游的威脅。”

其實,沒有三峽工程,荊江河段已經達到的防洪標准為40年一遇,不是10年一遇。再者三峽水庫防洪庫容沒有達到防洪專家的最低要求,所以大壩工程的防洪目標也無法達到。原因很簡單,第一,長江洪水量大,1860年的7天洪水量為473.8億立方米;1870年的7天洪水量為536.6億立方米;第二,長江洪水持續的時間長,堤防常常不是在最大洪峰出現時崩潰,而是由于堤防長時間處在高水位的浸泡下而變軟潰堤;第三,根据長江水利委員會的計算,長江中游地區還有500多億立方米的洪水量沒有得到控制,減去三峽水庫的221億立方米,還有300億立方米的洪水量。

1998年長江發生洪水時,三峽工程的決策者們說:“要是有了三峽工程,何愁長江洪水逞凶狂。”全國人民都把長江防洪的重任寄托在三峽工程上,寄托在這221億立方米的防洪庫容上。

三、因三峽工程的而損失的自然河道蓄洪能力其實,在計算三峽工程防洪效益時,只看到了建設三峽水庫而增加的221億立方米防洪庫容,而沒有看到通過大壩建設,長江河槽自然蓄洪能力的損失。在自然狀態下,三峽地區長江河段在洪水期間,水位可上升20多米—40米,由于河段有600多公里長,所以河槽自然蓄洪能力能力大,沿江城鎮受洪水威脅小,長江中下游的洪水危害也為此減輕。

1981年,三峽上游的四川省發生大洪水,重慶市的洪水位超過歷史最高水平,四川和重慶的損失都很大。按理說,長江中游的荊江地區、宜昌、沙市一帶的水量主要來自長江干流,四川大洪水,本來會殃及宜昌、沙市地區,但是由于長江重慶至宜昌段河槽的自然蓄洪能力,存蓄了部分洪水,而使宜昌、沙市地區沒有遭受大災。1954年洪水時的情況,宜昌至重慶河道中存蓄了部分洪水,長江<中下游的洪水主要不是來自長江干流(枝城洪峰流量只是15年一遇),而是來自三峽壩址以下的支流。

三峽工程所淨增加的防洪能力,本應該是三峽工程的防洪庫容,減去損失的河槽自然蓄洪能力。而三峽工程只計算了增加的庫容,而沒有計算減少的自然河道蓄洪能力,這顯然是不對的。据筆者的粗略估算,損失的河槽自然蓄洪能力應不少于50億立方米。

四、三峽工程有221.5億立方米的防洪庫容嗎?

既然三峽工程的最主要的目標是防洪,而防洪效益又寄托在221.5億立方米的防洪庫容上,這221.5億立方米的防洪庫容對三峽工程來說,是至關重要。沒有這221.5億立方米的防洪庫容,就沒有預計的防洪效益,也就沒有建設三峽工程的必要性。

根据三峽工程公布的技術數据,這221.5億立方米的防洪庫容,是防洪限制水位海拔145米和正常蓄水位海拔175米之間的水庫庫容,這海拔145米和海拔175米的高程都指大壩處的水位。

在峽谷地區建水庫,以期獲得大庫容來防洪,這本來就是選錯了位置,因為山區河谷狹窄,即使增加較高的水位,隨之增加的庫容也不多;不象平原地區水庫,河谷寬廣,河槽以上的平地上增加少許水位,就可以增加很大的庫容。

由于三峽工程沒有公布的是水位和庫容的關系圖,所以很難檢查此數据是否正确。但是在前面的文章中引用過三峽工程公布的兩根移民淹沒水位線:一根是在正常水位海拔175米的水位線,一根是在海拔135米的水位線。可以利用這兩根水位線來框算海拔135米至海拔175米之間的水庫庫容。

A、正常蓄水位海拔175米時的三峽工程移民淹沒水位線

數据:三峽水庫在二十年一遇的洪水流量,三峽水庫蓄水位海拔175米時各地的水位線
三斗坪三峽大壩壩址:175米;
秭歸老縣城:175米;距三峽大壩壩址37.6公里,移民遷移線177米
巴東縣城:175米;距三峽大壩壩址72.5公里,移民遷移線177米
巫山縣城:175.1米;距三峽大壩壩址124.3公里,移民遷移線177米
奉節縣城:175.1米;距三峽大壩壩址162.2公里,移民遷移線177米
云陽老縣城:175.1米;距三峽大壩壩址223.7公里,移民遷移線177米
万州:175.1米;距三峽大壩壩址281.3公里,移民遷移線177米
忠縣:175.1米; 距三峽大壩壩址370.3公里,移民遷移線177米
丰都縣城:175.1米;距三峽大壩壩址429公里,移民遷移線177米
涪陵 :175.3米;距三峽大壩壩址483公里,移民遷移線177米
涪陵李渡鎮:175.4米; 距三峽大壩壩址493.9公里,移民遷移線177米
(根据原全國政協委員陸欽侃先生提供的資料)

B、三峽水庫蓄水至135米時的各地水位

按照三峽工程建設計划,三峽水庫將在2002年底開始蓄水,至2003年6月蓄水至海拔135米,第一批發電机組開始發電。2001年11月30日,長江水利委員會庫區處汪小蓮總工程師公布了三峽水庫蓄水后的各地不同的水位:當三峽水庫蓄水至海拔135米時,庫區二十年一遇(72300立方米/秒)的來水的設計回水水面線為:

三斗坪三峽大壩壩址:135米;
秭歸老縣城:136.1米(距三峽大壩壩址37.6公里,水位上升1.1米)
巴東縣城:137.7米(距三峽大壩壩址72.5公里,水位上升2.7米)
巫山縣城:143.2米(距三峽大壩壩址124.3公里,水位上升8.2米)
奉節縣城:146.7米(距三峽大壩壩址162.2公里,水位上升11.7米)
云陽老縣城:148.4米(距三峽大壩壩址223.7公里, 水位上升13.4米)
万州:150.1米(距三峽大壩壩址281.3公里, 水位上升15.1米)
忠縣:154.8米(距三峽大壩壩址370.3公里,水位上升19.8米)
丰都縣城:157.8米(距三峽大壩壩址429公里,水位上升22.8米)
涪陵166.2米(距三峽大壩壩址483公里,水位上升米31.2米)
水庫影響末端在涪陵李渡鎮,高程為169.4米(距三峽大壩壩址493.9公里,水位上升米34.4米)。

注:括號中的數字為筆者所補充.

在這里不考慮為什么水庫蓄水在海拔175米時,水庫的水面是平的,而水庫蓄水至海拔135米時,卻是一個曲面之間的矛盾。而是先認為,三峽工程提供的正常蓄水位海拔175米時的移民淹沒水位線和長江水利委員會提供的水位線都是正确的。那么就可以利用這兩根水位線來計算庫容。

已知1:三峽水庫在正常蓄水位海拔175米(大壩壩址處)時的水庫淹沒水位(一根水平線)2:三峽水庫在正常蓄水位海拔135米(大壩壩址處)時的水庫淹沒水位(一根斜線)

如果上述的兩根水位線都是對的話(其實不可能),那么這兩根水位線之間的水庫庫容就是三峽水庫135米和175米之間的最大防洪庫容。

水庫庫容計算方法:將水庫細分為N個截面之間,累加各個截面之間的庫容。

由于缺少水庫各個截面的圖形。所以采用取代辦法。1、三峽水庫的各個截面是V字型,上寬下窄。為了保證計算不出差錯,采用截面是U字型,即上下一樣寬,這樣計算對三峽工程有利。2、三峽水庫的各截面的寬度是不一樣的,具體寬度并不知道。由于近大壩處是峽谷,寬度小(而水深),遠大壩處寬度大(而水淺),這里可以采用三峽工程所公布的平均水庫寬度1100米。這樣,在水深的近大壩處所采用的寬度大于實際寬度,在水淺的遠大壩處所采用的寬度小于實際寬度,采用這樣計算方法,也對三峽工程有利。

計算結果為:兩根水位線之間的最大庫容為144億立方米。這里采用了對三峽工程計算有利的參數選擇,因此計算結果只會對三峽工程有利,如果有更詳細的數据,結果只能對三峽工程不利。請注意這是在蓄水位135米和175米之間的庫容。而公布的技術數据說,三峽水庫在145米和175米之間的庫容為221.5億立方米。另外要指出的是,在這里只計算了三峽水庫在長江干流的庫容,沒有計算在烏江、香溪等支流的庫容,這對三峽工程不利。但是沒有計算在內的支流庫容,絕不會大于多計算的從海拔135米至145米之間的庫容。

根据這個計算結果,可以得到如下的結論,根据現在已經公布的三峽水庫的兩條水位線計算,三峽水庫的海拔145米至海拔175米之間的防洪庫容不可能大于144億立方米!

反之,如果三峽水庫的防洪庫容為221億立方米,那么三峽水庫在海拔175米的水庫回水線就絕對不會是一個水平線!

五、三個數据中必然有一個數据是錯的!

如果三峽水庫在175米時的水平回水線是對的,在135米時的回水曲線也對的,那么三峽水庫防洪庫的防洪庫容就絕對不可能是221.5億億立方米。因此在海拔175米時的回水線、海拔135米時的回水線和221.5億立方米的防洪庫容這三個數据中,必然有一個數据是錯!三個數据互相矛盾。

在這里,把水庫防洪庫容的錯誤稱為第一類錯誤,把把水庫回水線的錯誤稱為第二類錯誤。

出現第一類錯誤的后果是,三峽工程的防洪庫容不超過144億立方米,減去河槽自然蓄洪能力的損失,2500億人民幣投資三峽工程,增加的防洪能力不超過100億立方米,根本不能滿足長江中下游防洪的需要!工程的最主要目標不能實現,工程必然失敗。

出現第二類錯誤的后果,這根海拔177米移民淹沒紅線(水平線)是錯誤的,這根紅線以上的地區也要被水庫回水淹沒。慶幸可以留在原地的三峽居民,將來也要為三峽工程做奉獻,搬家挪墳。從八十年代初進行三峽移民試點到2001年末,花了九牛二虎之力,用盡了一切手段,搬遷的40万居民,而由于第二類錯誤而增加的移民,將超過40万。在海拔182米以上地區新建的城鎮、鄉村中的一部分,也要被庫水淹沒,部分高速公路、鐵路、橋梁也要被庫水淹沒。

無論三峽工程的決策者如何解釋,三峽工程的三個最重要的技術數据中有一個數据必然是錯。三峽工程不是犯第一類錯誤就是犯第二類錯誤,兩者必居其一。無論出現第一類錯誤或是第二類錯誤,對中國都是沉重的災難。

(http://www.dajiyuan.com)

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