1、人类建造大坝的历史已有三千年，但是水坝的大量出现始于工业革命，而绝大多数大型水坝的建设是20世纪的事情。至2003年，全世界已经修建了49697座大坝。2002年世界各国在建高度60米以上的大坝349座，其中数量居前三位的是中国、土耳其和伊朗。在大坝兴建热潮方兴未艾之际，1997年在巴西的库里提巴召开了第一次世界反水坝大会，通过了“库里提巴宣言”，并将每年的3月14日定为世界反水坝日。一场拆除大坝的运动已经展开，最早兴建大坝的美国，陆陆续续拆除了逾1000多座水坝。瑞士、加拿大、法国、日本等国家也相继开始了拆除水坝的行动。河流上该不该建大坝？以金沙江流域为例 经过一场场“跑马圈水”的竞赛，三峡
2、之后的中国水电建设正阔步迈向它的“金沙江时代”。这条奔腾激荡的大江正被规划、建设中的25级水电大坝分割成一段段静水。在不久的将来，它将成为平均不到100公里就有一座梯级水库的世界超大水库群。金沙江水电基地将是是我国最大的水电基地。探究一：金沙江上该不该建大坝？材料一长江江源水系汇成通天河后，到青海玉树县境进入横断山区，开始称为金沙江。金沙江流经云南高原西北部、川西南山地，到四川盆地西南部的宜宾接纳岷江为止，全长2316公里，流域面积34万平方公里。云南石鼓以上称上段，石鼓至四川攀枝花为中段，攀枝花至宜宾为下段。水能资源蕴藏量达1.124亿千瓦，富集程度居世界之最。金沙江流域材料二金沙江干流上游
3、多年平均气温在0C以下；中游在5C左右；下游在11C以上。金沙江流域上游地区属于青藏高原气候,下游区域与云贵高原气候相似,中游区域气候处于二者之间。金沙江干流上游降水量偏小，仅350mm左右，中游年降水量在600mm左右，下游年降水量在1000mm左右。材料三金沙江是长江泥沙的主要来源之一。控制金沙江的洪水和泥沙，对三峡水库长期运用具有十分重要的意义。金沙江流域地处新构造运动强烈上升地区，跨越不同地貌单元，地质构造十分复杂。材料四流域内矿产种类多，储量大，品位高。以煤铁为大宗，但交通条件制约了资源开发。金沙江水质少有污染，水产资源丰富，下游有中华鲟、达式鲟产卵场。材料五流域内为藏彝等族杂居之地
4、，盛产牦牛、绵羊及名贵中药材，有众多土特产和名胜古迹。探究一：金沙江上该不该建大坝？一些专家提议可以在金沙江上建大坝，但也有一些专家反对在金沙江上建大坝。你可以选择支持其中一个观点，讨论并说明你的理由。金沙江流域支持建大坝：建大坝的有利条件：（1）河流水量丰富，落差大，水系众多，水能资源丰富；（2）多峡谷，坝短，相对宽谷工程量小；（3）矿产资源丰富，开发矿产资源对能源的需求量大；（4）国家技术、资金支持，基础雄厚；（5）高山峡谷地区人口稀少，移民少，淹没的耕地少。建大坝的有利影响：（1）发电，可为川、滇两省供电，也可为华南和华东地区供电。（2）防洪，有利于调蓄洪峰，缓解四川盆地的洪涝灾情；（3
5、）航运，改善金沙江下游段的航运条件。（4）拦沙，减轻下游三峡的泥沙淤积；（5）带动当地基础设施建设和相关产业的发展。反对建大坝：不利条件：（1）地势崎岖，水流湍急，不利于施工建设，工程难度大；（2）基础设施落后，加大工程建设的成本投入。不利影响：（1）加大流域内滑坡、泥石流等地质灾害的发生几率；（2）流域内地质运动活跃，多地震，有溃坝危险；（3）大坝蓄水淹没耕地、房屋，产生移民。（4）一些珍稀鱼类的栖息地和产卵地遭破坏。（5）大坝拦蓄泥沙，使用寿命难以保障。（6）水体自净能力下降，污染物增多。图例罗讷河流域 罗讷河是流经瑞士和法国的大河，法国五大河流之首，流往地中海的除非洲的尼罗河以外的第二大
6、河流。全长812km，水力资源丰富，法国境内落差达330米，可为缺少煤炭的法国东南部提供大量的电力。罗纳河又是一条重要的通航河流，往南可达地中海，往北通过运河与莱茵河相连通北海。罗纳河流经的法国西南部是法国的主要农业区。泥沙含量大，下游淤积较为严重。32米的罗讷河低坝高低坝建设模式 罗讷河公司将罗讷河分成若干落差较小的梯级来规划。在每1个梯级修建拦河坝。最终也实现了发电、航运、防洪、灌溉、旅游等经济效益。在罗讷河的规划过程中，也曾一度考虑在上游建一座库容为几十亿立方米的水库，以削减洪峰和维持河流低水位，然而该方案将占用大量土地，淹没损失大，不得不放弃。而且高坝方案不能控制下游支流的洪水。罗讷河
7、两岸人口稠密，约有200万人，且很富饶。因此规划中放弃了高坝大库方案，采用多级低坝方案。32米罗讷河低坝探究二：与高坝模式相比，罗讷河低坝模式有哪些优点？水库的建设淹没土地少，节约土地资源；移民少；船只过坝时间短，有利于运输；建坝工程技术难度相对小；溃坝危害性减少，安全性好；对水生生物影响小；对自然景观观赏性影响小。经过近20年的观测，罗讷河的开发未产生严重的不利环境影响问题，未出现水温与化学分层现象，下游河道水温升高极小。在很短的期间内，曾出现过底栖动物减少现象，特别是一些流量减少的河段。鱼种变化不大。由于大片水域的存在，几乎全是水鸟。设置的鱼梯，用于克服西鲱属鱼类回游的困难。总之，罗讷河开
8、发对环境的不利影响与开发的效益相比是微不足道的。最后，只有以科学的态度、理性的方式评议水电建设的有关问题，正视水电给人类带来巨大效益的同时也带来种种负面影响，研究如何更合理恰当地开发水电，尽量把其负面影响降至最低，关于水电的讨论才真正有意义。按照规划，上罗讷河布置7个梯级水电站，下罗讷河12个梯级水电站。下罗讷河分成上、中、下三段，梯级数分别为4、5、3级。这些梯级水电站现均已竣工，总装机容量为308万千瓦，年发电量167亿千瓦时。共建坝25座，其中22座为活动坝；设泄水闸门193个，其宽度为1545米、高715米；建电站20座，其中19座为低水头电站。这些电站共安装水轮发电机组83台，其中混
9、流式水轮机组6台，立式转浆式水轮机组33台，灯泡式机组44台。下罗讷河中段的5个梯级于1968年全部建成。70年代转入上段和下段的开发。上罗讷河其余6个梯级也于80年代完成。在支流上共建10万千瓦以上的水电站22座，其中瑞士5座，法国17座，大部分为5070年代所建。有15座水电站的水头在100米以上，其中4座水头超过1000米。支流水电站的总装机容量为6233万千瓦，发电量达14283亿千瓦时。支流水电站在电网中担负峰荷，干流水电站则担负基荷。罗讷河支流上所建大坝均为高坝，有2座坝高超过了200米。坝高285米的大狄克桑斯重力坝和237米的莫瓦赞双曲拱坝均为世界著名的高坝。这些水库都建在支流
10、上游的深山峡谷内，库容都不大，库容在3亿立方米以上的仅有3座，库容最大的为迪朗斯河上的谢尔邦松水库，为12.7亿立方米，为法国著名的土坝。见罗讷河干支流水电站图。特殊的开发与经营方式 法国罗讷河公司在开发罗讷河干流中，结合该河流的具体情况，采取了特殊的开发方式，并获得了成功。其主要经验是：(1)采用低坝多级开发方式，既避免了过大的淹没损失，又满足了发电、航运和灌溉的要求。罗讷河公司将罗讷河分成若干落差较小的梯级来规划。在每1个梯级修建拦河坝。大坝设活动闸门。大坝所形成的水库长度不大，水库两岸修建围堤，以减少淹没。利用岸边的适当地形，从大坝上游修建引水渠，引水渠延伸于大坝下游较远处，在引水渠下段
11、布置水电站。水电站下游开挖一条尾水渠，与下游水库相连。水电站可以利用河段的天然落差和大坝抬高的水位。船闸布置在水电站的旁侧，因此引水渠和尾水渠又是通航渠道。在合适的位置布置灌溉引水建筑物。围堤一般按千年一遇洪水设计。靠近围堤布置排水渠，维持合适的地下水位，以利作物生长。在适合的河段设分洪区分洪，同时利用原河槽容量滞洪，削减洪峰。这种布置方式可避免泥沙对航运的干扰。在罗讷河的规划过程中，曾一度考虑在上游建一座库容为几十亿立方米的水库，以削减洪峰和维持河流低水位，然而该方案将占用大量土地。曾打算在宽仅200米，高45米的彼埃夏代尔峡谷建一座高坝，水库回水能直达其上游45公里处的热尼西亚水库，蓄水面
12、积达180平方公里，年发电10亿多千瓦时。另一座坝打算建在东泽尔峡谷上游维维埃处，水库面积达860平方公里。由于淹没损失大，不得不放弃。高坝方案不能控制下游支流的洪水。罗讷河河口最大流量14000立方米/秒，而左岸支流迪朗斯河的最大流量就曾达到过10000立方米/秒。罗讷河两岸人口稠密，约有200万人，且很富饶。因此规划中放弃了高坝大库方案，采用多级低坝方案，以节省耕地，减少移民和淹没损失。规划仅在干流上建一座较大的热尼西亚水库(坝高104米，总库容053亿立方米，有效库容012亿立方米)，其余梯级均建成低水头径流式电站。采用这种开发方式，大大减少了征地面积，上罗讷河占地由180平方公里，减少
13、到15平方公里，下罗讷河由860平方公里减少到77平方公里。(2)水电站选用性能最优的灯泡式机组。在罗讷河干流水电站所安装的80多台水轮机中，有47台采用了横轴灯泡式机组。最大的灯泡式机组单机容量为46万千瓦，水头为17米。对这种机组进行了多方面的改进，简化了结构，提高了效率，缩短了安装时间。与立轴转浆式机组相比，这种机组可提高效率1%3%，由于采用直线扩大型尾水管，其能量恢复率可达09，而弯肘尾水管则在075以内。采用横轴灯泡式机组可节省土建投资20%，节省设备投资15%。这种径流式水电站施工速度较快，平均2年多可建成一个梯级。这些水电站都实现了计算机管理，在上罗讷河热尼西亚梯级和下罗讷河夏
14、托纳夫各设置了一个控制中心。控制中心可接收各站发来的水位，流量和运行情况的数据，并向每座电站适时发出指令，提高了运行的安全性和水能的利用效率。在高峰期可多发电4%以上。在下罗讷河由于实现了自动化控制，使电站工作人员大大减少。原每座水电站需60人，现整个下罗讷河的水电站总共才需要150人。(3)罗讷河的经营管理模式。罗讷河公司成立时拥有资本2400万法郎。开始时出售电力和出租港口设施，将其收入用于河道整治工程。后来发展到经营水力发电、出租沿河两岸自建的港口码头及土地、征收水费、航运费以及经营河床砂石资源，数十年来边经营边治理开发，收支基本平衡，使整个于流的治理开发得以持续进行。罗讷河公司共有工作
15、人员800名左有，其中工程技术人员500余人。主要负责罗讷河干流的发电、灌溉、航运的综合开发工作。现在干流开发工作已基本完成，进入了管理阶段。法国政府已将管理权授予该公司，但重要事项仍须经政府批准。政府对该公司的授权有严格限制。该公司没有支流管辖权，也没有水权和水质控制的管辖权。这种限制既不利于环境保护，也不利于对水利设施和河岸的保护。现已由该公司与法国环境部共国签署了一项协议，按照协议，该公司将加强对罗讷河流域的环境管理。罗讷河于流开发的综合效益(1)发电。法国境内干流的1g个梯级水电站均已建成，总装机容量3075万千瓦，年平均发电量167亿千瓦时。相当于法国总发电量的5%，水力发电量的1/
16、4。(2)航运。下罗讷河310公里的航道得到渠化。库区的水面宽200多米，渠道水面宽100多米，枯水期水深一般超过5米。库尾与渠首衔接处，局部进行适当的疏浚，能满足通航要求。各梯级均设一座船闸。闸室宽12米、长195米，可通过1500吨欧洲式拖轮和30005000吨顶推船队。船只可从地中海直达里昂，1979年货运量已达550万吨。通过罗讷河沟通地中海与北海的航道也正在逐步实施。一条路线是通过罗讷河支流索恩河与塞纳河支流马恩河连接，使船队从地中海经里昂、巴黎、直达英吉利海峡，一条路线是通过索恩河沟通莱茵河的运河。原有一条老运河，只能通过300吨驳船，在230公里的航道内有112座老船闸，现计划用
17、24级新船闸来代替，使航道水深达到3米，能通过3000吨顶推船队。(3)灌溉。经过整治，除消除了大面积的洪水泛滥外，还町从罗讷河引水175立方米/秒用于灌溉，其经济效益也十分显著，例如，在博凯尔上游引水100立方米/秒使灌溉面积扩大到了20万公顷(1977年灌溉面积仅5万公顷)；最大的水利工程是下罗讷河的朗格多克工程，该工程的干渠从加尔河上游的富尔克通至贝济埃地区，全长175公里，引入各支渠的水为75立方米/秒，使流域内的大片农田得到了灌溉。罗讷河计划灌溉面积130万公顷，现已达40万公顷。(4)防洪。使4万公顷上地免遭水害，其中全面保护面积I3万公顷，局部保护面积28万公顷(按1981年洪水估计)。(5)环境。经过近20年的观测，罗讷河的开发未产生严重的不利环境影响问题，未出现水温与化学分层现象，下游河道水温升高极小。在很短的期间内，曾出现过底栖动物减少现象，特别是一些流量减少的河段。鱼种变化不大。由于大片水域的存在，几乎全是水鸟。目前正在设置鱼梯，以克服西鲱属鱼类回游的困难。总之，罗讷河开发对环境的不利影响与开发的效益相比是微不足道的。
