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格伦峡谷大坝的故事
类别:大坝见闻  点击数:2936  发布时间:2007-10-22
   1963年,美国人在大峡谷建起了216米高的格伦峡谷大坝。然而令建坝者始料未及的是,大峡谷地区的生态环境也随之遭到了严重破坏。如今,科学家们正计划进行恢复大峡谷地区生态环境的又一次大胆尝试:打开格伦峡谷大坝的泄洪道,让科罗拉多河自由奔流。

  大河的短暂自由

 

  1996327日,大峡谷某个野营地,美国地质调查局的科学家大卫·托平一觉醒来,看到了一场汹涌而至的洪水。

  洪水持续了整整一个星期。洪峰所到之处,清澈的科罗拉多河水顿时变得混浊,颜色就像巧克力牛奶一样。

  这正是托平希望看到的景象:让洪水冲起河床中多年沉积的泥沙,使之沉积到受侵蚀的河滩,恢复1963年格伦峡谷大坝(Glen Canyon Dam)建成前的沙洲与沙滩。

  这是一场人造洪水,或者说是一次水文试验。这种利用长时间、大规模的人造洪水来恢复河流生态的做法,是我所听说的世界首例。清华大学水电工程系吴保生副教授说。当时,吴保生正在美国科罗拉多州立大学攻读水力学专业的博士学位。据他回忆,全美上下对这场人造洪水寄予了密切关注,希望它为河流生态恢复探索出一种新的模式。

  洪水退去以后,航拍照片表明,那些被侵蚀的河滩上增加了不少新的泥沙。时任美国内务部部长布鲁斯。巴比特很快宣布,这次试验非常成功,它将使大峡谷地区的生态环境得到改善,漂流和野营也将变得更有情趣。

  可惜的是,好景不长。据20021128日英国《自然》杂志报道,那场洪水后仅仅过了几个月,河滩上增加的泥沙开始消失,一年以后,绝大部分泥沙就不见了。

  他们找到了错误

  现在,托平及其同事知道,出现这种情况的原因是,他们当初错误地估计了河床的泥沙储量。

  每年雨季,科罗拉多河的支流帕里亚河(Paria River)都会向科罗拉多河输送300万吨泥沙。科学家们一直以为,这些泥沙能够在科罗拉多河的河床中沉积多年,因此,河床中肯定有足够的泥沙储量。

  但后来的分析说明,从帕里亚河等支流输送来的泥沙,最多只能在科罗拉多河的河床中储存几个月。而那次泄洪试验开始的时候,雨季已经过去好多个月了。

  换句话说,在那次试验中,河床中并未储存有足够的泥沙,也就不可能形成稳定的新河滩。进一步的分析还表明,在那次试验的前两天,洪水已经将绝大部分泥沙沉积在河滩之上,到了后来几天,洪水反而开始侵蚀这些河滩。

  找到试验失败的原因以后,科学家们向格伦峡谷大坝适应性管理工作组提交了新的试验方案:再次打开格伦峡谷大坝的泄洪道,但这应该在雨季之后尽早进行,另外,洪水持续两天半就可以了。

  各团体支持新方案

  格伦峡谷大坝适应性管理工作组代表着各个团体的利益,包括水电公司、政府部门、旅游部门、当地居民、环保组织等,而争取所有这些团体来支持新方案,并不是一件容易的事情。

  首先,上一次试验令人失望的结果引来了各方的抱怨,水电公司更是损失了价值250万美元的发电量。但科学家们认为,上一次的试验仍然是有价值的。从某种意义上讲,那次试验是成功的,犹他州立大学的杰克·施密特说,如果不进行试验,我们就不可能知道,河床中储存的泥沙并没有我们想象中的多。另外,这些团体的利益各不相同。例如,发电公司不想让试验影响其用水量,旅游部门不希望漂流和野营活动被打断,考古现场、文化遗迹和濒危物种也应当得到保护,等等。

  所幸的是,经过定期的协商以及对科学证据的评估,工作组最终通过了新的试验方案,并上报内务部,就等现任内务部部长盖尔·诺顿点头了。

  新的试验方案能够在工作组获得通过的一个重要原因是:各个利益团体都清楚地认识到,自从216米高的格伦峡谷大坝建成以来,大峡谷地区的生态环境遭到了严重破坏。

  我们成功了!

  大坝建成以前,科罗拉多河每年带走5700万吨泥沙,河水呈现为泥红色。每年春天,当洛基山上的冰雪融化,河水的温度会低到接近0℃;到了夏天,水温又能高达32℃。而春洪爆发时,其流量能够达到1996年那次人造洪水的两倍以上,并冲走河床沉积的泥沙,使大峡谷两岸的河滩得到更新。

  大坝建成以后,90%以上的泥沙淤积在格伦峡谷大坝身后的鲍威尔湖(Lake Powell),科罗拉多河的河水变得清澈,终年缓缓流动,水温也基本保持在9℃

  一开始,格伦峡谷大坝似乎并没有带来太大的负面影响。在科罗拉多河中,8种本地鱼的身影依然可以全部找到。

  与此同时,格伦峡谷大坝发挥着它巨大的经济效应:向全美15个州输送电力,同时为科罗拉多、犹他、新墨西哥及怀俄明州贮存丰富的水源。

  到了1980年,也就是大坝建成17年之后,鲍威尔湖的储水到了最高水位。建坝者们为这项伟大工程欢呼:我们成功了!

  负面效应渐渐显现

  但大坝的负面效应也渐渐显现出来。例如,科罗拉多河中的8种本地鱼中,有3种已经消失了,而另一个名叫弓背鲑(humpback chub)的珍稀品种,在过去20年中,数量从8000条剧减到约2000条。

  科罗拉多河是弓背鲑惟一的家园。它相貌奇特,祖祖辈辈在科罗拉多河生活了200万年,完全适应了这条性情多变的河流:在湍急的流水中,弓背能够起到平衡身体的作用;在泥红色的河水当中,两只眼睛基本派不上用场,已经变成了两个小点。

  但是,当科罗拉多河的性情变得温顺以后,弓背鲑反而不习惯了。

  一方面,河滩和沙洲的消失,使弓背鲑幼鱼赖以存身的回水减少;另一方面,两种外来的鳟鱼迅速繁殖到了25万条以上,对弓背鲑的生存构成了威胁,而另一种外来的鲶鱼甚至以弓背鲑为食。

  为了拯救弓背鲑,美国地质调查局计划在今后两年推行一种笨办法:在弓背鲑产卵区域附近约16公里长的河段,采用电击法,将鱼全部击晕,然后用过量麻醉剂杀死外来鱼类,对本地鱼,则送回到河水当中。

  实际上,打开格伦峡谷大坝泄洪道的试验方案,其用意之一也是恢复河滩,为弓背鲑的幼鱼提供更多的栖身之地。

  吴保生评价说,格伦峡谷大坝的泄洪试验,是在模拟建坝以前科罗拉多河的河道,或者说牺牲一部分经济效益,来尽可能消抵大坝的负面影响,如果这个方法能够取得成功,对其他大坝和河流也具有借鉴意义

  格伦大坝的教训

  那么,格伦峡谷大坝的泄洪试验能够让大峡谷复活吗?

  这恐怕是一个难以完成的任务。中国水利水电科学研究院水环境所李贵宝博士说,生态环境一旦破坏,恢复起来非常困难。即使第二次泄洪试验能够获得成功,对恢复大峡谷的生态环境来说,也很可能是杯水车薪。

  应该说,在格伦峡谷大坝建设之时,苦果就已酿成。据《纽约时报》报道,格伦峡谷大坝修建的时候,并没有人意识到,大峡谷地区的生态环境将会因此而彻底改变。1971年,终于有一位土木工程师站出来警告说,科罗拉多河的沙洲与沙滩将最终消失。但在当时,这样的声音显得异常微弱,根本没有人听得进去。

  如今,在格伦峡谷大坝上吃了大亏的美国人,提出了适应性管理”(Adaptive Management)的观念。所谓适应性管理,包括两层含义:其一,对于河流这种复杂性系统,人类活动将造成何种后果,是难以预测的;其二,应对复杂性问题的惟一途径是,不同的利益团体都能参与决策。

  吴保生说,美国管理大坝和河流的模式值得借鉴。在美国,各个利益团体都有参与,各方的声音都能得到倾听和尊重。例如,格伦峡谷大坝适应性管理工作组的成立,既可平衡各方的利益,又能保证泄洪试验的进行。即使对已经残破的大峡谷来说,这仍然算得上是一件亡羊补牢的好事情。

  背景资料:美国的废坝运动

  当美国地质调查局的大卫·托平等科学家正在为科罗拉多河争取短暂自由而奔走的时候,一些美国人则在为科罗拉多河争取永久自由而努力。这些美国人组成了一个名叫格伦峡谷协会的非政府组织。他们声称,格伦峡谷大坝的存在,导致了诸多恶果:除了3种本地鱼已经灭绝、弓背鲑濒临灭绝以外,还有60多个物种受到威胁;鲍威尔湖浪费严重,每年蒸发和渗漏掉的水相当于科罗拉多河全年流量的6.3%;格伦峡谷大坝提供的电力并非必不可少,它仅占全美电力的3%,而美国东南部的电力已经出现过剩;美国政府每年都要浪费数以百万计的美元以减轻大坝的负面影响,但采取的措施都是治标不治本;等等。

  为此,该协会提出:花上10年以上的时间将鲍威尔湖的水排干,再花上更长的时间让敏感的生态恢复到自然的平衡状态。至于格伦峡谷大坝,依旧维持其坝身的完整,以呈现历史的图像,但要让科罗拉多河从它旁边自由流过。

  近年来,类似排干鲍威尔湖、废弃格伦峡谷大坝的声音,不断在美国出现。据了解,至今为止,过去100年中在兴建大坝方面一直领先世界的美国,已经拆除了465座大坝,以恢复原有的河川面貌。

  那么,美国为什么要拆除这些大坝呢?

  前不久,国际泥沙研究培训中心的刘成博士赴美参加了中美泥沙与环境影响学术讨论会。会上,两国学者也就此问题进行了讨论。

  刘成说,与会学者大多认为,美国拆除大坝主要有三个方面的原因。

  其一,达到了使用寿命。大坝的平均寿命是50年,而美国已有14的大坝寿命超过50年,到2020年时这个比例将高达85%

  其二,维修成本以及构成的安全威胁与日俱增。对一些大坝,修复的费用将超过拆除它们的支出;即使是两者的费用不相上下,拆掉大坝也可免除未来的维护成本。

  其三,已经发展出了一些不建大坝也能满足人类需求的方法。例如,由于幅员辽阔、人口相对较少,美国现在多采用如下的防洪对策:恢复湿地、维持河岸缓冲地带、协助居民和企业迁离洪水泛滥地区。

  因此,刘成认为,美国拆除大坝实际上是拆除那些没有存在价值、构成潜在威胁的水库,和我国一些小型水库因淤积、质量低劣、效益很小或自然受损等原因造成的自然废除比较类似。

  这样看来,排干鲍威尔湖、废弃格伦峡谷大坝的主张,在目前还不可能实现。不过,接受记者采访的专家们同时指出,如今在美国要新建一座大坝,已经很难得到各方的认可。

来源:《南方周末》2002年12月19日  作者:
 
 
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