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金沙江流域梯级水电站潜在地质危险性调查

悬在头上的危险
   
    ——金沙江流域梯级水电站潜在地质危险性调查
   
    横断山研究会 杨勇

   
   摘要
   
    金沙江对长江流域生态安全和水资源保障有着举足轻重的作用,金沙江地质构造复杂,发育历史漫长而曲折,地质环境非常恶劣。青藏高原几大地质活动断裂构造体 系在流域内重叠交叉,主要控制性地质构造有川滇藏北西向“歹”字型构造体系控制的鲜水河断裂、巴塘—金沙江—王大龙断裂;南北向川滇构造体系控制的宾川- 程海断裂、元谋-绿叶江断裂、普渡河断裂、小江断裂、巧家-莲峰断裂、安宁河断裂、则木河断裂;北东向构造体系控制的马边-雷波-永善断裂等等,这些断裂 带新构造运动强烈,地震活动频繁,区内地层岩性多变破碎,发育过程中曾经历过多次地质台升沉降,导致河流改道和袭夺,有人类历史以来,曾经发生过众多的地 震以及次生地质灾害,是我国甚至世界上地质灾害最发育和最密集的地区,进入2000年以来全世界规模最大,密度最高的金沙江水电群就建设在这样一条河流 上。
    金沙江如今面临着空前的开发和改造,梯级水电群建设,密集的矿山开采洗选冶炼、又一轮大规模移民浪潮等等。
    人们常说:“滚滚长江,统率众川,物华天宝,人杰地灵”。然而我们对它的研究和认识还非常肤浅,正在对它进行前所未有的索取。深刻反思人类长期对资源的无 情索取和破坏过程中不断遭到的报复和惩罚,认清环境危机对人类生存与发展的威胁,认识自然环境演变的客观规律,重视自然环境恢复与建设的紧迫感与重要性, 建立可持续发展的观念与机制,要充分意识到保护环境是人类发展的重要基础,把生态建设作为一项新兴产业来培育,使之成为西部经济和社会发展的支撑点。
   金沙江地质背景和水电规划
   
    金沙江起于青海省玉树县巴塘河口,江面海拔3700多米,止于四川省宜宾市岷江汇合处,江面海拔400余米,干流全长2308公里,垂直落差3300米。 金沙江奔流在我国地形的第一级台阶青藏高原东部的纵裂山地峡谷和云贵高原北部的崇山峻岭之中,纵横展布在北纬26°-33°,东经97°-104°之间, 流域面积50余万平方公里。金沙江起点年平均径流量387m3 /秒(直门达站),止点年均径流量4557m3 /秒,沿途汇入了雅砻江、大渡河、岷江等河流,终点年总径流量达1409亿立方米(屏山站,不含大渡河岷江流量),为长江干流上的主要江段。
    金沙江河谷以不断的地质构造活动历史、多样的岩石和内外营力作用的差异,塑造了丰富多彩的河谷地貌形态和复杂活跃的地质环境。
    金沙江流域中上游主要受走向北西-南东展布的青、藏、滇、川“歹”字型构造体系、中部略向东弯曲的弧形构造控制,巴塘以下被川滇南北构造体系插入,与之复 合交换。金沙江、雅砻江、大渡河等河谷受横断山褶皱带控制,河谷走向大致沿北西-南东或近南北方向发育。中下游受南北向、北东向、东西向以及一系列次一级 构造的控制,河谷走向发生大规模转弯,然后曲折东流,脱离横断山南北构造体系,进入康滇台背斜中的断块山地。在这之间,受南北向与东西向两组断裂的影响, 金沙江、雅砻江、大渡河等河流频繁出现直角转折,最终相汇,流向中国东部(如图)。
   
   
   金沙江水电规划
   
   金沙江水电规划的回顾
    上世纪50年代开始,长江水利委员会、成都、昆明等水电勘察设计院等对金沙江水电开发进行了勘测、规划、设计工作,提出了多份规划报告。其中长委会于 1959年提出的《长江流域综合利用规划要点报告》和该委会1990年修订的《长江流域综合利用规划简要报告》,于1990年5月由全国水资源与水土保持 工作领导小组主持审查通过,并由国务院批准实施。
    《长江流域综合利用规划要点报告》指出:“金沙江河流全部处于峡谷中,可以找到地质良好,作为高坝的坝址,因而修建大库容的水利枢纽,合理分担全江的防洪 任务,开发丰富水力,以供矿藏和森林资源开发用电需要,同时改善航运条件,是金沙江开发的重要任务。此外由于降雨不均匀,常发生旱灾,但因耕地分布较零 星,故灌溉任务可进行局部规划解决。流域内水土流失很严重,是长江泥沙的主要来源,屏山站的年输沙量约占宜昌站的50%,故水土保持问题,亦须予以重 视。”
    报告对金沙江石鼓以下河段的水电站开发进行了初步规划。代表方案是分8级开发,由虎跳峡、半边街、龙街、老河口、白鹤滩、大石包、向家坝和雅砻江下段的小 得石等组成。在虎跳峡至半边街枢纽之间尚有长约180km,落差约350m的河段,由于当时交通困难未进行查勘,这一段梯级布置未包括在内。整个方案的有 效库容达380亿m3,已可做到微弱的多年调节,装机容量共达6314万kw。
    1990年国务院批准的报告明确提出,金沙江干流河段的开发规划以发电为主,兼顾防洪、发展航运、漂木等。报告拟定的梯级开发方案,选择金沙江中下游虎 跳峡、洪门口、梓里、皮厂、观音岩、乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝9个坝址组成本河段的梯级开发方案。虎跳峡枢纽为发挥其对下游一系列水库的调节作用, 采用具有较大库容的高坝顺江引水方案,乌东德枢纽为了不淹没成昆铁路及攀枝花市,由原规划的正常蓄水位995m降到950m,其库水位不能与观音岩枢纽尾 水相衔接,回水末端与攀枝花市尚距75km。为了使攀枝花市至宜宾市河段的航道贯通,需研究整治或增加一个航运梯级。白鹤滩枢纽,原规划正常蓄水位为 800m,为了抬高库水位以淹没水库末端著名的老君滩等20余处险滩,将正常蓄水位抬高到820m。皮厂枢纽原规划采用1410m,最大坝高349m,根 据掌握的资料分析,难度较大,而且将淹没期纳坪平坝地区,土地淹没及迁移人口较多,本阶段将皮厂正常蓄水位降到1280m,并在洪门口与皮厂之间增加梓里 梯级,其正常蓄水位为1400m。
    8级与9级两方案的主要区别是,8级方案中的皮厂枢纽采用高坝方案;而9级方案皮厂枢纽则采用低坝方案,并增加梓里枢纽一级。8级方案比9级方案虽可多 装机82万kW,发电量增加42.3亿kW·h,但投资相应增加较多,经济上并不有利。从全面考虑,推荐9级开发方案作为本河段开发研究的代表性方案。
    由于《长江流域综合利用规划要点报告》的长期搁置和不完善,电力体制不断变革,从三峡论证开始,水电建设出现无序和混乱。从2000年开始的金沙江中下游 水电建设以来,电站实际开发数量从9级变为12级,2012年又在攀枝花—乌东德段增加2级,事实上形成14级的开发格局,规划要求实现的金沙江航运功能 除了已经蓄水发电的向家坝电站在进行船泊升降系统施工外,其他大坝的航运设施均不见踪影。而新的长江流域规划修编成果于2012年底才获国务院批复,失去 了对长江水电开发的约束作用。
    金沙江上游川藏青段共布置13个梯级电站,分别为:西绒(3513m、32万kw),硒拉(3447m,38万kw),俄南(3366m,68万kw), 岗托(3215m,110万kw)、岩比(3030m,30万kw)、波罗(2989m,96万kw)、叶巴滩(2889,198万kw)、拉哇 (2698m,168万kw)、巴塘(2545m,74万kw)、苏哇龙(2475m,116万kw)、昌波(2385m,106万kw)、日冕 (2302m,222万kw)、奔子栏(2148m,210kw万)。由中国华电金沙江上游水电开发有限公司负责开发,已经部分开展前期工作。
    金沙江中游共布置龙盘(原虎跳峡电站,目前坝址未定,与其中坝址比选)、两家人、梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉和观音岩共八座巨型梯级水电站即虎跳 峡“一库八级”,总装机容量为2058万kw。前四级由云南金沙江中游水电开发有限公司负责,金安桥则以民企汉能控股为主,龙开口由中国华能开发,鲁地拉 由中国华电开发,观音岩则由中国大唐集团开发,“一库八级”呈现僧多粥少的局面。
    金沙江下游有乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座世界级巨型水电站,由中国三峡集团公司负责开发,规划总装机容量4210万千瓦,年发电量为1843亿千瓦时,规模相当于两个三峡电站。
    2012年挤进来的金沙、银江电站由四川能源投资集团和华润集团开发。
    综合上述历程,金沙江干流共规划建设水电站27座,总装机7836万kw,将形成库容800多亿m3,移民40万以上。从开发态势和格局来看,这是一场争 夺分割资源的混战;从开发方式来看,都是上下相连的高坝大库,是一次对河流一寸不挪的空前围剿;从开发现状来看,中下游电站已经在建设程序违规,在环保、 地质、移民等问题上屡遭质疑中陆续建成发电,预计到2020年除虎跳峡两家人外,其余电站可以全部建成,上游在十二五期间将陆续开工建设。(如图)
   
   
    金沙江水电规划和地质灾害危险江段分布图
   
   
   
    横断山地区产业开发态势图
   
   金沙江水电开发的两种声音
   
    金沙江水电建设以人类历史上前所未有的规模和强度,并将成为全球最大水电群的态势成为科学家关注的话题,特别是2008年汶川地震以后,社会公众也开始关 心和讨论西南水电建设的利弊得失。从节能减排、能源战略、绿色水电、地区发展到开发(发展)方式、移民搬迁、生态保护、河流功能、气候变化、地质风险等 等,无所不及。但是,这样的讨论似乎没完没了,各说各有理,永远没有结果,水电建设大跃进势头不减,并已经向青藏高原大举进入。
    对于这一场关乎国计民生、生态安全、涉及关键重大科学前沿领域的争论形成如此结果,能看到中国科学民主的匮乏,国家态度的模糊,利益集团的强势和社会公众的无赖。
    科学理性的审视金沙江当前水电开发态势,客观判断其利弊,实事求是的认清目前我们把控和应对风险的能力,确定最佳开发时机、规模、方式等等,才应该是争论的目的。但是西南水电建设无视各方面的关切,我行我素,仍然在大干快上。
    我看过大部分金沙江水电站的规划设计,认为这些规划设计主要是以经济指标和水工技术为依据,解决的也主要是坝址和工程场区的地质问题,很少考虑河流发育历 史和区域地质环境的复杂程度以及发育规律,我一直在关注金沙江地质研究的动态,搜遍了各种核心期刊和网络资讯,几乎没有一篇令人激动的突破性成果,甚至于 金沙江河谷中一些具有重要地质意义,对水电站有致命关联的地质现象都缺乏记录和研究。同时,我感觉到,对金沙江的考察研究缺乏全局性和系统性,当然也谈不 上持续深入,更缺乏多学科集成交叉的综合性成果,也没有涉及重大前沿学科研究的国际性合作,甚至是在有意忽略地质、生态条件的约束。从最普通的常识来审 视,单靠水电勘测、水工技术和局部地质论证是不足以支撑这一对关系中国生态命脉的长江如此规模的开发活动的。

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