《水利现代化》 第9章 总结与展望 水利水电学院 洪林.

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1 《水利现代化》 第9章 总结与展望 水利水电学院 洪林

2 一、问题的提出 胡佛大坝等科罗拉多河上的梯级大坝仅仅是当时席卷全球的水坝建设热潮中的一小部分。全世界的大江大河上，包括多瑙河、尼罗河、赞比西河、长江、以及恒河上，都建起了水坝，驾驭着奔腾的河流。以印度总理尼赫鲁（Jawaharlal Nehru）为代表的后殖民地国家的领袖们把水坝看作是新的“发展圣殿”，看作是本民族实现现代化及不断发展壮大的象征，为此，他们大力推进大型水坝的建设。到1989年，胡佛大坝在世界最大的水坝中仅排在第15位。

3 - 目前，根据加利福尼亚州伯克莱市的国际河流网络组织运动部主任帕特里克麦卡利（Patrick McCully）提供的数据，全世界范围内修建的各类水坝已达80多万座，主要用于供水、防洪、水力发电、灌溉、航运、以及蓄水。二十世纪五十年代(1950s)是水坝建设的高峰。自那以后，人们对于水坝及修建水坝的理解发生了变化。曾一度象征发展进步的水坝，今天, 在一些批评家眼中，不再代表进步，而是对社会及环境的彻底破坏。支持派和反对派就修建水坝的利与弊，进行了激烈的争论。

4 以往，修建水坝的决策纯粹是由政府当局决定的。而现在，则变成了一项涉及诸多利益集团的公众决策过程。如果想合理而又一劳永逸地解决问题，他们就必须完全了解修筑水坝的潜在利益及后果，并认真考虑有没有其它可替代的方案。

5 人类建坝蓄水已有几千年历史！早在八千年前，苏美里人(Sumerians)就在底格里斯河与幼发拉底河之间建立了以灌溉为主的农田水利工程。后来，这一工程被土地盐碱化所吞没。目前，盐碱化正威胁着伊拉克20%的可耕土地。到公元前一世纪，地中海、中东、中美州及中国相继建成低水坝。当时的技术条件限制了水坝的高度。公元五世纪修建的斯里兰卡大坝，高仅34米，为当时世界之最。

6 随着1832年涡轮机的发明应用，世界进入了水电及大型水坝时代。在十九世纪与二十世纪之交，美国、意大利、挪威出现了水电站。涡轮机设计的改进引发了二十世纪三十年代(1930s)的巨型水坝建设高潮。随着水坝修建技术的广泛传播，一些具有相当自主权的政府部门，如美国开垦局（Bureau of Reclamation），美国陆军工程公司（US Army Corps of Engineers），以及河道管理部门，如美国田纳西河谷管理局（Tennessee Valley Authority），成了全球河道管理机构的流行模式。如今，世界上大多数大江大河上都建起了水坝。在美国所有大江大河中，只有一条黄石河, 没有建坝, 水流在一千公里长的河床内自由流淌。

7 在全世界范围内，已经建成的“大型”水坝大约有4万多座（根据国际大型水坝委员会规定，高度在15米以上的为“大型”水坝）。另外, 有80多万座小型水坝。根据麦卡利提供的数字，坝内库区蓄水总面积达40万平方公里—相当于加利福尼亚州的面积—估计库区蓄水总量高达1万立方公里，是所有河流水量的5倍。

8 修建水坝的初衷是通过提供饮用水提高生活质量，通过蓄水发电、航运、防洪及灌溉，促进经济增长。建坝已经取得多方面的成功。例如，美国西部广阔的田园已经成为美国的粮仓，同时，也为世界许多其它地区提供了粮食。再如，印度的灌溉系统使得该国从1974年开始就实现了粮食生产的自给自足。另外，在许多地区，水坝在解决一系列危及生存的问题中起到了很大作用。这些问题包括经济不发达造成的贫穷、干旱造成的饥荒、洪水的破坏、以及由于缺乏饮用水源造成的疾病。

9 但是，建坝蓄水造成的负面影响—生态系统的破坏、鱼类资源的减少、强制移民、以及疾病—使建水坝成了建筑公司及官僚政府刚愎自用的象征。在1993年出版的《卡迪拉克沙漠》（Desert Cadillac）一书中（1997年在美国公共电视台播出的同名电视系列片是以该书为蓝本），作者马克-赖斯纳（Marc Reisner）指责美国开垦局和美国陆军工程公司（US Army Corps. of Engineers）“绿化”美国西部的结果是破坏了自然生态和社会生态环境。赖斯纳在电视系列片中感叹道：“很难想象，我们是多么依赖于大自然赋予我们的生存环境”。

10 反对修建水坝的人士指责政府部门、电力公司、以及国际信贷机构（如世界银行）形成了一个体系，在修建水坝问题上不负责任和谋求私利的做法助长了盲目建坝的风气。比尔-乔宾（Bill Jobin）是科罗拉多州多勒雷斯一家名为蓝色尼罗河（Blue Nile）的环境工程咨询公司的工程顾问，他就此发表了自己的看法：“我们学习工程学时，课堂上讲授的修建水坝是一个理性程序。但实际上，许多水坝的修建是受贪欲驱使，或由于某一位独断专横的领导想拿下一个项目。”

11 乔宾对政府及信贷机构的“片面性”进行了批判，认为他们在具体水坝项目决策时，未能通盘考虑到一系列后果，包括人类健康及环境代价。他说，这必将导致那些忽视了昂贵的环境及人类健康为代价的“坏”坝项目在存在种种可预见的后果情况下仍然上马。在谈及由于环境及社会代价的原因，世界银行最近退出了几个水坝修筑项目协议的实例时，他说：“从世界银行的立场来看，他们应该明了其中利害。但具体到信贷官员时，他却会说：‘同意贷款建坝’”。

12 另一些反对人士指出，许多二十世纪前半叶修筑的水坝至今未能兑现筑坝初期承诺的效益。萨姆-弗莱姆（Sam Flaim）说，其原因往往是支持此类水坝项目的工程及规划调研牵强附会，即便不是弄虚做假，也存在严重的缺陷。弗莱姆是科罗拉多州Golden公司的一名经济师兼工程顾问。他认为，“急于使工程上马的官员们夸大了水坝在防洪及航运方面的效益，使得人们普遍认为修建水坝是有利的。但现在，这些效益受到了质疑。”

13 另外，在当初被看作有效的做法—对自然河流的拦截，现在则被看成是得不偿失。弗莱姆说：“即使水坝实现了规划方案的初衷—控制河流的大涨大落，保证了水流全年均匀分布。而这样做的本身已带来了不良的后果。不过，也有原先未曾预料到的环境效益，如增加了捕食动物的食物来源及鲑鱼类的栖息地。水坝已经建好，问题在于我们应该如何利用。

14 而“建坝”派认为，反对派应该认识到，没有水坝所提供的经济及社会效益，许多发展都将不可能实现。美国陆军工程公司水利工程部负责人厄尔-艾克（Earl Eiker）说：“应该从金钱的角度来考虑修建水坝的效益。想要实现持续发展，就不可能一点都不触及环境。我们必须对此作出权衡，尽管我们应尽量减少对环境的影响。但是，如果不对水资源进行开发，那么，我们的国家也不会是现在这个样子。我们都希望打开水龙头时会有水流出来，按下开关后灯会亮。”

15 对所有的水坝一概予以否定是不现实的，也是不明智的。世界银行非洲部高级环境专家罗伯特-蒂尔曼（Robert Tillman）认为：“反对派犯了一个严重错误，他们未能抓住问题所在，并对不同类型的水坝加以区分。” 好坝要比坏坝多。坏坝是指那些蓄水较浅，淹没大片土地或只能生产较少的电力的水坝。只有在热带地区，水坝才会造成血吸虫病及疟疾之类的疾病，这些问题在温带地区就不存在。 我们还必须对大型水坝重新进行定义。当我们拥有190米高的大型水坝时，就不能将10米高的水坝称为大型水坝。采取适当的分洪措施后，坝区状况是可以得到改善的。蓄水区的生态环境水坝会改变河流生态系统的化学、物理、及生物结构。水坝会降低河流水位，改变河流的自由流动，阻碍营养成分的流动，改变水温及含氧量，阻碍或阻止鱼及野生动物的迁徙。基于不同的角度，这些改变可能是有益的，也可能是有害的。

16 二、辩证地看待水坝建设 在未建坝之前，科罗拉多河富含泥沙，河水温暖，流淌2,300公里，其尽头是墨西哥一片肥沃的三角洲。如今，墨西哥北部只能得到少量水流。据赖斯纳说，这部分水已被用于循环灌溉达18次之多。除了在降水量大的年份，这是一片干旱的三角洲。科罗拉多河上的10座水坝把河水变得清澈而寒冷，对于已适应在这一水域生存的鱼类，如雪鲦和叶唇鱼，极为不利。一些非本土生长的植物，特别是柽柳—原生于欧亚大陆的矮灌木，已经侵蚀了河岸。 众所周知，像科罗拉多河上的大型水坝已经造成了溯河产卵（这些鱼类生活在海洋中，但游回内陆产卵地产卵）鱼类数量的锐减，其中，包括大马哈鱼、河鲱、虹鳟、以及鲟鱼。水坝并不是造成这一现象的唯一祸首，污染及过度捕捞也难辞其咎，但这几个因素的综合作用几乎使河鲱及鲟鱼在美国大西洋海岸绝迹，以及大马哈鱼在欧洲以及美国西部及东北部的绝迹。在某些地区，如美国东岸的切萨皮克湾（Chesapeake Bay)水域，人们用车将产卵鱼群运回其产卵地。

17 在发达国家，情况正在改善。例如在美国，在环境立法的要求及公众压力之下，水电部门及官方已恢复了一些河流生态系统的自然水流。技术改进也取得了成效。田纳西河谷管理局在恢复尾水（水坝流出的水）溶氧技术方面已取得领先地位。1996年3月, 大峡谷水坝进行了模拟春洪放水，使坝下鱼类的沙洲栖息地增加了50%以上。根据《海湾期刊》（Bay Journal）1997年7-8月刊提供的数据，水电及公共事业部门在20年时间内共投入了5千万美元，用于在萨斯奎汉纳河(Susquehanna River)上建造鱼类通道。1997年，10万多条鲥鱼从切萨皮克海湾溯流而上，回到萨斯奎汉纳的产卵地。大大超过了1984年的167条。

18 在美国，就如何恢复河流生态系统引发了环保主义者与游乐集团之间的矛盾。环保主义者希望恢复自然环境，而游乐集团则要根据他们经营的需要，在人造湖泊及河流中建造游泳、泛舟、垂钓、潜水、及滑水的娱乐设施。喜欢水上运动的人士希望能保留此类用于体育运动的资源。弗莱姆说：“对管理机构来说，某些方面的侧重点是相互排斥的。在科罗拉多河的问题上，环保人士侧重于喜欢温暖的河水的原生鱼类，而垂钓爱好者则喜欢钓大马哈鱼，这种鱼喜欢生长在水温低的环境。人们也曾尝试在水温及沉淀量较高的水域中恢复原生鱼群。但垂钓者钟爱的鱼类往往会吃掉原生鱼类的鱼苗。” 弗莱姆认为，环保人士与那些主张水资源用于当地电力及农业事业的支持者之间的矛盾是发展需求与环境意识增强的结果。“以往，修建水坝只是为了解决生存问题。而现在，我们正努力从有限的自然资源中获得最大价值。”如今的价值观念是，在寻求经济发展的同时，要兼顾维护环境质量。

19 然而，发展中国家的大多数人还无暇顾及潜水及垂钓，他们需要的是清洁的饮用水。据有关资料显示，目前世界上大约尚有10亿人口没有卫生的饮用水源。艾克认为，这就意味着修水库是有必要的。象俄亥俄河或密西西比河这样的大河，常年水流充足，可以直接取用。但大多数大城市的饮用水还是取自坝区水库。 在这些发展中国家，例如在亚洲，迁徙性鲥鱼（食用鱼类）的数量已减少，但政府无力提供恢复生态资源的昂贵资金。

20 在经常受干旱之苦的国家，水库对社区及城市储水至关重要。随着人口的增长及推动农业发展的需要，极可能还要建新水库。但水库的维护将是个难题—-干旱地区的大型水坝库区蒸发量极大—-通常会造成环境问题的增加并危害人类健康。一个全球性问题是水库会拦截含营养的沉积物，这会造成水库容量下降并加速富营养化作用（或氧气耗竭），促进植物和水藻的生长以及加强细菌分解作用，进一步消耗氧气，并释放出磷，加促了水藻的生长。

21 三、其他问题 位于布莱克斯堡的维吉尼亚理工学院的环境工程学教授(The C.P. Lunsford professor)克利福德W. 兰德尔（Clifford W. Randall）说：“沉积物中累积了大量的有机成分，这在任何库区都不可避免。由于水藻的生长，上层水面的溶解氧水平较高，但在水面10英尺以下的含氧量却为零。因此，只有顶层10英尺水域是可供鱼类栖息的。更糟的是，水藻腐烂时会释放出有机化合物。水经过氯化杀菌供饮用时，这些化合物极可能会发生反应，生成可致癌的三卤化甲烷 (trihalomethanes)。”

22 在热带地区修建的水库及其供水的灌溉网也是蚊子、田螺、以及苍蝇理想的孳生地。而这些昆虫又会传播疟疾、血吸虫病、以及盲眼性丝虫病。自二十世纪四十年代以来，血吸虫病的发病率几乎翻了一番。长期患该病可导致肺损伤、肝功能衰竭、以及膀胱癌。根据马里兰州大学医学院国际卫生部主任托马斯-斯特里克兰（G. Thomas Strickland）于1991年出版 《热带医药》 （Hunter’s Tropical Medicine）第七版中发表的一篇文章中的数据，在75个国家中，已有2亿人染上此病，另有5-6亿人，有染上此病的危险。

23 在许多情况下，疾病的传播与水流缓慢、苇草丛生的灌溉渠道有直接的关系。缺乏足够的卫生条件使得问题更为严重。兰德尔援引了他在肯尼亚一个大型饮用及灌溉水库附近开展的一项研究中这样说：“那里的废物没有得到处理，人和牛马的粪便直接排入水中，78%的小学生患有一种或一种以上形式的血吸虫病，80%以上的学生患有一种或一种以上形式的疟疾”。兰德尔补充说，一些管理方法，比如不让牛进入水库，以及使用卫生型厕所可预防血吸虫病。但人们往往不具备取得此类技术的途径或不去使用此类技术。 国际河流水网组织出版的《世界河流评论》(World Rivers Review)杂志的编辑洛里-波廷杰（Lori Pottinger）说：“发展中国家的政府往往将大量资金投入到耗资巨大的大型河流开发项目中去，如建水坝及灌溉系统，而不愿在社区供水及公共卫生设施等低技术的项目上花钱。”

24 发展中国家的卫生保健基础设施往往比较薄弱，无法对由水库引起的流行病作出有效反应。这类疾病也不只局限于发展中国家。1995年美国拉斯维加斯爆发的一场类隐孢菌病就与饮用水有关。这是一种由不洁饮食引起的消化道寄生虫病。这些病害的出现和城市扩张和用水的改变有关。美国开垦局研究调查组主管詹姆斯F. 拉邦蒂（James F. LaBounty）说：“原先在河床内发生的现象也在水库中出现。随着拉斯维加斯城的扩张，大量的民用及工业废水被排入拉斯维加斯湖，杀虫剂、可干扰内分泌的化学制剂、以及火箭燃料渗入了地下水。这些水流入博尔德盆地（米德湖的一部分）后，可能会污染拉斯维加斯的饮用水。原先水库的水只用于灌溉和发电，我们目前正在开发其新的用途，但我们需要对水库的生态进一步了解。

25 水力发电：清洁能源还是破坏者？ 除了提供水源之外，水坝还可提供能源。根据世界银行的数据，水力发电占美国电力的13%，在挪威占99%，新西兰占75%，拉丁美洲占70%。美国水电行业推崇水力发电是一种清洁、可靠的再生能源，每年为世界提供19千兆瓦的电力。工业数据显示，美国水力发电站每年可提供9万2千兆瓦电力，相当于500个燃油电厂或150个燃煤电厂所能提供的电力，并且每年可以少释放2亿吨二氧化碳。水力发电已经显示了它的高效率。世界银行的数据显示，水力发电将机械能转化为电能的效率高达85%（田纳西河谷管理局的数据为90-92%），而汽轮机的效率只有50%。水电站一旦建成后，其运作成本并不高。美国西部诸多河流所产生的电力帮助美国赢得了第二次世界大战，如邦纳维尔和大古力坝为制造六万架飞机所需的铝合金钢材加工提供了能源，而在华盛顿州里奇兰附近汉福德水库则利用哥伦比亚河的能源提供了生产钚（一种制造原子弹的放射性元素，编者注。）的电力。

26 但随着人们对水坝蓄水后淹没大片土地所产生的后果的逐步了解，人们对水力发电的可靠性及清洁性的质疑有了依据。根据波廷杰的说法，在干旱频繁的国家，水电厂由于受干旱影响，往往不能维持正常的供电。一个比较典型的例子就是非洲加纳的艾卡索伯（Akasombo）水坝，其发电厂由于干旱无水，不能发电，困扰多年。造成了对工业用电及民用电的供电中断和用电管制。

27 另外，水力发电还涉及许多卫生问题。世界银行卫生顾问罗伯特-古德兰（Robert Goodland）在《土木工程施工》（Civil Engineering Practice ）1997年春/夏刊中指出，除了建筑时所用钢铁和水泥外，水力发电一般极少产生二氧化碳。但是，大型浅水水库，特别是在热带地区，由于生物体的腐烂会产生大量温室气体。《环境科学》（Environmental Science）1997年5月刊所发表的一项由马尼托巴大学于1996年进行的研究中就举证说明，即使在温带地区，沼泽地受淹后，也会释放出大量二氧化碳和甲烷气体，并且会进一步催化甲基汞的形成。甲基汞是一种神经毒素，由沉淀物中的无机汞化合而成。

28 古德兰在文章中称：“最糟糕的水力发电项目可能产生的温室气体有可能比一个同等能力的煤电厂所产生的还要多。” 批评家们还对水力发电较为廉价的说法进行了批驳。从历史经验看，大型水坝规划人员忽视了许多会造成额外成本的因素，包括潜在的施工难度、移民的成本、以及对环境的影响。据说，发展中国家的水坝建设总是充斥着贪污和腐败。通常，水坝建设的成本要比预期的高，工期也要比预期的长，有时，这种相差的程度会大得令人吃惊。 例如，巴西伊塔普水坝建设的预期成本为34亿美元，工期15年。后来，成本扩大到200亿美元，工期延长到18年。由于建坝成本占水坝寿命期运作总费用的80%，此项成本的超出将是一个非常严重的问题。反对派还认为，对工业用电的补贴以及由于泥沙淤积导致库容量减少造成的发电能力下降，使水力发电的效率进一步下降。泥沙淤积还会使下游依赖泥沙获得养分的耕地出现贫瘠化。

29 尽管比较昂贵，疏浚及拌合等技术手段还是能够缓解已经建成的水坝存在的以上问题。乔宾说，我们在建设新的水坝时，更重要的是应该从以往所犯的错误中吸取教训。“如果建坝的目的是为了调节河流在不同季节的水量，则可建低坝或水闸，这样就不会沉积淤泥。但实际上，许多水坝并没有留底涵，只在顶部留有溢流口。”

30 对于水力发电最严厉的指控之一就是由于强制移民造成的高昂的社会成本。几乎任何一座水坝都会牵涉到移民。麦卡利估计已有三千万人口由于建坝而被迫迁居。他们往往是土著贫穷人口，从此失去了肥沃的土地和祖祖辈辈生活的家园。反对派声言，尽管这些群体为建坝付出了社会及环境的代价，但他们并未获得利益。相反，这些利益流向了城镇和工业。埃及的阿斯旺高坝使10多万人背井离乡。根据世界银行提供的数据，正在建设中的中国三峡大坝将从库区迁出130万人口。该坝高达600英尺，宽达1英里，规模之大，从太空都可以看到。

31 反对派认为，迁居可能给社区宣判了死刑。乔宾认为，“迁居本身就会造成心理及精神问题。加纳水电站有9万迁居人口在二十年后就无影无踪了。他们要么已向城市移民，要么已经死亡。你可能会想这些问题只有在国外才会发生。但是，这些问题在美国国内的印地安部落身上已经发生了。” 世界能源委员会预测在1990年至2020年的三十年间，全球能源消耗可能会翻一番，未发达国家的需求增长将最快。随着全球变暖问题取得越来越多的国际认同，精心设计的水电站仍不失为一种比其它燃料更清洁的能源（天然气除外）。

32 开发机构和水坝建设单位已就水坝的社会及环境代价问题进行内部评估协商，尽管这将意味着某些水坝项目不能投入建设。蒂尔曼认为：“很有必要对成本进行诚实的评估。按照目前的油价，如果该工程的发电成本超过1,500-2,000美元/千瓦小时，那么就不具备经济的可行性。” 蒂尔曼还补充，如果国与国之间能达成一致，进行水资源跨疆界销售和共享，将有利于找到可供发电又不需移民的“好”坝址。在美国，这种州与州之间实现水资源交换的实例很多。在一些发展中国家，包括南非、乌干达、巴拉圭，已实现了剩余水电的销售及转售。

33 洪水控制、灌溉及经济增长 从历史上看，水坝及其形成的坝区水库使得不断增长的人口免受河流季节性变化所造成的反复无常的水灾之苦。在温带地区，水库储存的水, 足以提供农作物全年生长所需的灌溉用水。赖斯纳在他的报告中说，加利福尼亚州圣华金山谷曾经是一片季节性泛滥的沼泽地。现在, 通过密集的地下水及地表水灌溉，给美国提供了1/4的粮食。埃及阿斯旺高坝近30年来为不断增长的人口提供了电力、灌溉、及水源，所灌溉的一年三熟的农作物, 包括高产谷物以及甘蔗水稻之类密集型经济作物。

34 尽管人工灌溉在雨水充足的地区是可行的。但是，在雨水稀少的气候条件下，会造成土壤及水资源盐碱化。除非用更多的水洗去盐碱，否则, 将妨碍农作物的生长或造成农作物的死亡。过度灌溉，加上无法通过自然的洪水获取富含营养的沉积物，将会给下游造成许多变化。根据记者弗雷得-皮尔斯（Fred Pearce）1992年出版的《建坝之后》一书中的说法，阿斯旺高坝所截留的1亿2千万吨泥沙造成了埃及沙丁鱼资源的大面积枯竭。过去，这些沙丁鱼是从每年沉积在尼罗河三角洲的3万吨泥沙中获取营养。皮尔斯还说，泥沙的缺乏使得埃及25,000平方公里的耕地对化学肥料的依赖性加强，施用量达175公斤/公顷。与此同时，在阿斯旺坝所提供的水源及能源的促进下，开罗城市的扩张正在吞噬大片肥沃的可耕种土地。皮尔斯在报告中说，埃及已成为一个粮食完全依赖进口的国家。

35 根据联合国粮农组织提供的数据，在全球2亿7千万公顷人工灌溉的土地中，10%已遭到盐碱化的破坏，另有20%也显示出受损迹象。尽管基因改良及抗盐碱作物的开发及培育可以解决一些问题，但这种解决方法无法保证其可持续性。专家们认为, 采用循环灌溉及喷灌等节水技术后，在减少30-50%的用水量的前提下，仍能保持产量。但批评家们对那些将大量水源引入不适于耕作的地区的开发项目表示疑问。

36 批评家们还指摘灌溉项目未对水资源的过度配置问题予以考虑。国与国之间共享水资源的同时，过度配置及上游开发利用不仅会危及人类健康，而且还会影响政治的稳定。例如，埃及是尼罗河流经的九个国家中的最后一个。如果，埃塞俄比亚打算在尼罗河上建坝的项目进展顺利的话，那么, 埃及就会丧失其赖以生存的水资源。

37 桑德拉-波斯特尔（Sandra Postel）是位于华盛顿特区的世界观察研究所(Worldwatch Institute)的一名高级研究员。她在该研究所出版的《世界观察》（World Watch）期刊1993年7月刊的一篇文章中写道：“随着埃及水资源安全受到上游埃塞俄比亚开发项目威胁的加大，两国的关系必然紧张。” 政府及水资源管理规划部门必须全方位考虑如何满足不断增长的需求。“如果水资源已被过度利用，那我们为什么还要不加节制地继续建坝。” 针对美国西部地区的一些项目，拉邦蒂发表了看法，“对于这一问题，并不存在明确的答案。我们应该做到的是如何从内部管好水资源，从卫生划分区及水利监督委员会着手，最后通过联邦立法来解决问题。”

38 最终，不断扩张的农业也应该改变。蒂尔曼认为，“大型灌溉项目的成本效益并不及一些由地区管理的小型项目。这一点已被证实。舒马赫(E. F
最终，不断扩张的农业也应该改变。蒂尔曼认为，“大型灌溉项目的成本效益并不及一些由地区管理的小型项目。这一点已被证实。舒马赫(E. F. Schumacher)在《以小治大》(Small is Beautiful)一书中提倡的观念将再度流行（该书认为由地区进行管理的小型项目将更具有生产效率，于1973年出版）。”

39 进行理性的建坝决策还要求对建坝动机进行审议—主要是针对这种大规模开发项目的可持续性和可行性。尽管许多发展中国家急需能源及水源，这些国家的长期可持续发展还取决于其他因素。蒂尔曼说：“我介入能源项目时，总是带着一个想法：肯定还存在比建坝更好的途径。当你介入一个能源项目时，你应该告诉人们去采用更有效的技术。设法使人口数量稳定下来，并确保建坝的投入会得到回报。”

40 反对派和支持派在这个问题上都持一致看法，那就是兴建大坝的时代可能已经结束。但短期内建坝还不会停止。乔宾说：“不管你喜欢不喜欢，我们还必须建更多的水坝。而且，发展中国家还会建大型水坝。在美国，短期利益行为的建坝工程给我们提供了很多反面教材。我们可以看到过去所犯的错误。但重要的是，我们必须从中吸取教训。”

41 四、回顾与展望 （一）胡佛大坝的贡献 1936年， 世界上第一座大型水坝，胡佛大坝， 在美国科罗拉多河布莱克峡谷建成，与它邻近的
拉斯维加斯城那时还是内华达州的一个小镇。 该大坝高221米，3倍于自由女神像高度， 为当时世界第一大坝。该大坝庞大的混凝土 坝墙挡住了科罗拉多河的河水， 造就了米德湖。

42 胡佛大坝的修建，为内华达州及亚利桑那州提供源源不断的供水和电力。另外，还有9座大坝将科罗拉多河的河水分别引入亚利桑那州、内华达州，以及南加利福尼亚州，给这一地区的主要城市的发展提供了动力，将贫瘠的美国西部地区变成了一个葱茏而富饶的花园。 胡佛水坝的建设，孕育了新城拉斯维加斯。建造胡佛水坝的时候，大批工人聚集在这里，为一座新城的诞生提供了条件。内华达州州政府为了吸引人气，在1931年把赌博合法化。于是，许多人前来投资赌场，接着又吸引了大批水库的观光客也前来赌博。就这样，一座光怪陆离的赌城在沙漠深处迅速发展，以至一跃而为美国西部最大的新城。

43 （二）阿斯旺大坝的成与败 埃及的阿斯旺大坝曾经是埃及民众和政府的骄傲，可是这个大坝建成之后不久，它对环境的不良影响日益严重，就逐渐改变了人们对它的评价。20年前，埃及总统穆巴拉夫在一次科学大会上，对参加会议的各国科学家们说：“兄弟们，姐妹们，从现在到2000年，埃及将不得不面临一些重大的挑战，你们一定要帮助我们取得胜利。这些挑战，也就是现在和将来我们所必须要面对的严重问题，需要从各个角度进行严肃的科学研究，其中最突出的就是阿斯旺大坝所造成的影响。”

44 早在20世纪初就有一些专家建议，埃及可以在尼罗河上游修建高坝，从而调节河水流量，并扩大灌溉面积。
20世纪 50年代，当时的埃及(阿联)政府制定了雄心勃勃的经济发展计划。由于埃及人口增长很快，年增长率达到3％，可利用的自然资源却非常有限，于是，埃及政府就希望通过修建尼罗河高坝，开发新的资源以推动经济发展。

45 当时的埃及政府和水利专家们认为：修建尼罗河高坝是—箭数雕的高明之举。首先，高坝既可以控制河水泛滥，又能够存储河水，以便在枯水季节用于灌溉及其它用途。埃及的可耕地主要位于尼罗河两岸以及尼罗河三角州的洪泛区，建成高坝后可以大幅度扩大可灌溉的耕地面积，以适应迅速增长的人口。其次，大坝建成后可以产生巨大的发电能力，为工业化提供充裕而廉价的能源。再次，修造大坝所形成的巨人水库及对下游水位的调节，可以发展淡水养殖及内河航运。

46 埃及政府在前苏联的资金和技术援助下，于1959年完成了阿斯旺大坝工程设计，1 960年破土动工，5年后大坝合龙，1967年阿斯旺大坝工程正式完工。这个大坝是当时世界上最大的高坝工程，它高112m、长5km，将尼罗河拦腰切断，在高坝上游形成了一个长650km、宽25km的巨大水库——纳赛尔湖。到1970年，坝内安装的12台水电发电机组全部投入运转。

47 大坝水库的巨大容量不仅调节了下游流量，防止了洪水泛滥，还利用蓄积的水量扩大了灌溉面积，因此，近100万ha的沙漠得以被开垦成可耕地。同时，大坝电站每年发电80亿kW·h，解决了埃及的能源短缺问题。可以说，当时埃及政府修建阿斯旺大坝的预期目标，都一一实现了。

48 然而，由于当时人们认识上的局限，低估了水库库区淤积的严重性，因而对大坝工程可能的效益过于乐观。兴建大坝时形成的巨大的纳赛尔湖，由于泥沙的自然淤积，水库的有效库容逐渐缩小，因而导致水库的储水量下降。

49 大坝工程的设计者未能准确地估计库区泥沙淤积的速度和过程。根据阿斯旺大坝水利工程设计，这个水库26％的库容是死库容，而每年尼罗河水从上游夹带大约6 000～18 000t，泥沙入库，设计者按照尼罗河水含沙量计算，结论是500年后泥沙才会淤满死库容，以为淤积问题对水库的效益影响不大。可是大坝建成后的实际情况是，泥沙并非在水库的死库容区均匀地淤积，而是在水库上游的水流缓慢处迅速淤积；结果，水库上游淤积的大量泥沙在水库入口处形成了三角州；这样，水库兴建后不久，其有效库容就明显下降，水利工程效益大大降低。此外，浩大的水库水面蒸发量很大，每年的蒸发损失就相当于11％的库容水量，这也降低了预计的水利工程效益。

50 阿斯旺大坝对生态和环境确有一些正面作用。比如。大坝建成前，随着每年干湿季节的交替，沿河两岸的植被呈周期性的枯荣；水库建成后，水库周围5300～7800km的沙漠沿湖带出现了常年繁盛的植被区，这不仅吸引了许多野生动物，而且有利于稳固湖岸、保持水土，对这个沙漠环绕的水库起了一定的保护作用。

51 但是，大坝建成后仅20多年，工程的负面作用就逐渐显现出来，并且随着时间的推移，大坝对生态和环境的破坏也日益严重。这些当初未预见到的后果不仅使沿岸流域的生态和环境持续恶化，而且给全国的经济社会发展带来了如下多方面的负面影响：

52 （1)大坝工程造成了沿河流域可耕地的土质肥力持续下降。
大坝建成前，尼罗河下游地区的农业得益于河水的季节性变化，每年雨季来临时泛滥的河水在耕地上覆盖了大量肥沃的泥沙，周期性地为土壤补充肥力和水分。可是，在大坝建成后，虽然通过引水灌溉可以保证农作物不受干早威胁，但由于泥沙被阻于库区上游，下游灌区的土地得不到营养补充，所以土地肥力不断下降。

53 （2)修建大坝后沿尼罗河两岸出现了土壤盐碱化。
由于河水不再泛滥，也就不再有雨季的大量河水带走土壤中的盐分，而不断的灌溉又使地下水位上升，把深层土壤内的盐分带到地表，再加上灌溉水中的盐分和各种化学残留物的高含量，导致了土壤盐碱化。

54 （3)库区及水库下游的尼罗河水水质恶化，以河水为生活水源的居民的健康受到危害。
大坝完工后水库的水质及物理性质与原来的尼罗河水相比明显变差了。库区水的大量蒸发是水质变化的一个重要原因。另一个原因是，土地肥力下降迫使农民不得不大量使用化肥，化肥的残留部分随灌溉水又回流尼罗河，使河水的氮、磷含量增加，导致河水富营养化，下游河水中植物性浮游生物的平均密度增加了，由160mg/上升到250mg/l。此外，土壤盐硷化导致土壤中的盐分及化学残留物大大增加，既使地下水受到污染，也提高了尼罗河水的含盐量。这些变化不仅对河水中生物的生存和流域的耕地灌溉有明显的影响，而且毒化尼罗河下游居民的饮用水。

55 （4)河水性质的改变使水生植物及藻类到处蔓延，不仅蒸发掉大量河水，还堵塞河道灌渠等
由于河水流量受到调节，河水混浊度降低，水质发生变化，导致水生植物大量繁衍。这些水生植物不仪遍布灌溉渠道，还侵入了主河道。它们阻碍着灌渠的有效运行，需要经常性地采用机械或化学方法清理。这样。又增加了灌溉系统的维护开支。同时，水生植物还大量蒸腾水分，据埃及灌溉部估计，每年由于水生杂草的蒸腾所损失的水量就达到可灌溉用水的40％。

56 （5)尼罗河下游的河床遭受严重侵蚀，尼罗河出海口处海岸线内退。
大坝建成后，尼罗河下游河水的含沙量骤减，水中固态悬浮物由1 600ppm降至50ppm，混浊度由30～300mg下降为15～40mg/1。河水中泥沙量减少，导致了尼罗河下游河床受到侵蚀。大坝建成后的12年中，从阿斯旺到开罗，河床每年平均被侵蚀掉2cm。预计尼罗河道还会继续变化，大概要再经过一个多世纪才能形成一个新的稳定的河道。河水下游泥沙含量减少，再加上地中海环流把河口沉积的泥沙冲走，导致尼罗河三角州的海岸线不断后退。一位原埃及士兵说，他曾站过岗的灯塔现在已陷入海中，距离目前的海岸竟然有l～2km之遥。

57 （三） 综合评估大坝的利弊 在20世纪60年代阿斯旺大坝兴建时，人们对大坝的认识还是片面的。阿斯旺大坝建成后陆续出现的生态和环境问题当中，有些是设计时预料到、但无法避免或无力解决的；有些则是有所预料、但对其后果的严重性估计不足的；还有些问题则是完全没有预料到的。直到今天，人们仍然认为，要精确地预测大坝对生态和环境的影响还是相当困难的。由于在兴建大坝前，要判断大坝工程的后果有很大的不可预测性，所以，目前很多国家的公众舆论和学者专家们往往对超大型水利设施的建设持反对或谨慎的态度。

58 综合评估大坝的利弊并非易事 首先，大坝对生态和环境的影响，很难用资金这个单一标准来综合衡量和测算；其次，目前人类还只是在观测大坝的近期后果，而对大坝的远期影响还很难预测判断，因为有些影响在大坝建成后的几十年内可能还不明显或尚未显露；另外，如何准确可靠地观测生态和环境的变化还是一个难题，例如，河水含沙量、水库鱼产量、水量蒸发率等数据可以比较准确地采集，但是还有很多数据的观测分析还有待探讨研究；还有，究竟以哪些数据信息来对超大型水利设施的效果进行科学公正的评估，如何权衡判断利与弊，到底利多大、弊多深，利能否抵消弊，这些问题尚需深入探讨。到目前为止，世界上所有的超大型水利工程建成后。还没有一处建立起一个完整综合的生态和环境监测系统，上述的困难或许也是原因之一。

59 例如，从如何评价阿斯旺大坝对流行病发病率的影响这一问题中，就可以看出，综合评估大坝的利弊虽然非常必要，却是十分困难的。当年有的专家曾经提出，阿斯旺大坝建成后将会导致血吸虫病患大量增加，主要的理由是寄生钉螺在缓慢的流水中会繁殖迅速。但是，大坝建成后的统计数字却表明，大坝建成前后血吸虫流行指数的差别并不明显，而肠血吸虫则在大坝建成后有增加，具体原因目前尚不明了，但似与大坝无关。

60 然而，流行病发病率不仅受环境因素的影响。还受到其他因素如社会进步、经济发展、人口结构、居住迁移以及医疗卫生水平变化的影响。如果考虑到这些因素，分析大坝建成前后血吸虫流行指数的差别，就显得更复杂了。也许还需要在埃及找到一个经济、社会、医疗水平还停留在30～50年代状态的地区，这样才能观察到，在没有明显社会经济进步的情况下、建坝对血吸虫流行指数有什么影响。

61 实际上，仅仅讨论大坝对生态和环境的影响还是不够的。因为大坝对生态和环境的破坏会转变成对人类社会经济的损害。例如，阿斯旺大坝建成后，尼罗河两岸土地肥力的下降迫使农民不得不大量使用化肥，这大大提高了农业成本，降低了农业收益。1982年有一位土壤学家估计，由于土壤肥力下降、大量使用化肥农药，使得农业净收入下降了l0％。结果，虽然因为水利灌溉条件的改善，使农作物由一年一季变为一年两季，单位土地面积的年产量增加了，但投入成本却增加得更快，导致农民净收入下降。

62 如果—个大坝已经建成多年，人类该如何面对它带来的种种正面、负面的影响呢
如果—个大坝已经建成多年，人类该如何面对它带来的种种正面、负面的影响呢?目前，世界各国民众主要有两种相反的看法。一部分环境保护人士主张废掉水库大坝及发电设施，他们认为，大坝所带来的各种效益与其产生的负面作用相比，是微不足道的。但另一部分人则认为，应该对大坝加以改造，既然大坝已经建成了，只好逐步治理相关的种种问题。从保护生态环境的角度来看，人类应该注视大坝对生态和环境的破坏，积极采取措施、设法减缓这些负面影响，“亡羊补牢，犹未晚也”。但是，也要看到，大坝对生态和环境的破坏，有些是持久性的、难以治理的。所以，当我们在考虑大坝的直接经济收益时，万万不可无视大坝的负面后果。(摘自《当代中国研究》1997年第3期。）

63 练习思考题: (1)简述中国水利现代化评价指标体系,并绘出谱系结构图; (2)简述国内外水利现代化建设动态及趋势;
(3)结合实际对我国水利现代化建设进行展望.

64 主要参考文献： [1] Jos G. Timmerman and Sindre Langas, Environmental Information in European Trans-boundary Water Management, IWA Publishing, Alliance, House, 2004 （图书馆工学分馆外文阅览室） [2] Glaus Btenner, Stuttgart, 47th Photogrammetic Week, Interactive modeling tools for 3D building reconstruction，1999（图书馆工学分馆外文阅览室）； [3]常庆瑞等，遥感技术导论，科学出版社，2004年（图书馆工学分馆中文阅览室）； [4]郭生练主编，水问题研究与进展，湖北科学技术出版社，2003年（图书馆工学分馆中文阅览室）； [5]李树脂等，高效三维遥感集成技术系统，科学出版社，2000（图书馆工学分馆中文阅览室）； [6]李德仁等，空间信息系统集成，武汉测绘科技大学出版社，2000（图书馆工学分馆中文阅览室）； [7] 中国水利现代化研究 顾浩 中国水利水电出版社 2004年12月 （图书馆工学分馆中文阅览室） ;

65 网络资源： [8] 武汉大学图书馆-中国知网-高级检索-水利现代化+进展（关键词）；
[9] 武汉大学教务部-武汉大学课程中心-通识选修课-数学与自然科学类-水利工程现代化技术（P4)

66 考核方式: ● ●以课堂学习为主，辅之以课外学习： 考勤10%+课堂讨论20% +开卷考试70%。 ● ●第10周收课堂讨论电子版；
第11周4发试卷； 第12周4收试卷与课堂讨论纸质版！ 武汉大学水利水电学院 66 66

67 课堂讨论 题目：结合课程学习及2011年中央一号文件，谈谈实现水利现代化必要性 要求： （1）内容丰富
结合课程学习、文献和资料阅读来加以分析，丰富多彩。 （2）格式 手写、WORD 、 PPT或者视频都可以，首页必须有标题和个人信息，即：学号、姓名、院系,邮件主题：学院-姓名-学号。 （3）提交方式 2）纸质版和试卷一起12周4交到课堂。