水力发电与环境生态

在1997年俄罗斯的彼德堡国立水文气象学院出版的教材《水资源利用和保护的生态观》中提出“生态水文学”、“水利生态学”及“水利生态系统”等新的概念。书中指出生态一词来源于希腊字根，是“家园”的意思，是人或牲畜、鱼、植物等的共同群体，对于这些群体及个体之间关系的研究，提出新的学科方向。研究具体“水对象”(河、湖、水库、湿地、行蓄水区等)群体态势的定性、定量的评价水体生态系统。说明“生态系统”的具体拓展，调整了研究的重点和方向。此外在建设实践上，20世纪80年代欧洲的地理学者和建筑学者提出“景观生态学”(landscape ecology)这类新兴学科。现今国内外许多论述中对“生态”的概念和内容主要着重在生物多样性取决于水土的多样性，如长久片面狭隘，将局限现代化的发展。

“环境”一词在国外辞典中专业名词和一般名词的诠释大体一致，只有“环境学”一词在百科全书中少有精详严谨的界定。“环境科学”、“环境保护”等词也大抵如此，国内书刊上涉及环境保护的主要内容就是防治污染，在传媒中往往对“污染”、“环境”、“生态”等诸词连通使用，但三者绝非同义词，虽然互相有联系，也不应混淆使用。最近电台广播某流域河道污染，都说是“河道生态”。这虽是个语词问题，但是重要的科学论述应该正确明白。有些专家竟认为水力发电所获得的不是清洁的能源，也许是因此而上当的。

广义的生态学也就是一个系统工程，由单纯生物学的分支扩大为多学科共同协作的领域。既需要众多学科作为基础，又引导着许多学科的发展方向，内容高度复杂，迄今还处于新生儿的起始阶段。要承认在学术上和实践上都尚处于知之不多的状况。大量主要的课题往往离不开人类在自然中活动的利弊关系，利与弊，发展与其负面作用都是对立的统一。一方面应谦逊刻苦地学习，认识和决策应慎重，一切美好的口号、僵硬的教条，不经过长期艰苦的试验、实践，常不是那么可靠的，首先必须积聚大量的知识为基础，还须提高世界观、认识论和方法论。

至于环境保护，到2004年10月在有关淮河流域的会议上国务院发展改革委员会领导的发言才是个刚起步的，认真、严肃的开始和启蒙，将会带来巨大的成果。

3.2　水利科学技术的地位和作用、成就和方向

水利是人类活动中承受自然压力和影响自然变化的一个重要而艰苦的动力要素。

笔者在1997年“机械浚挖与河道整治”一文中说：“在近代科学技术普遍应用和提高以前，人类对河床演变，只能作平面上的划界防守，如在筑堤、护岸、抢险、堵口等方面作出了卓越的成就，而在垂直高程变化的控制上始终缺少有力的手段……这说明‘蓄高’和‘挖深’是我国人民治水自古以来长期殷切的愿望和艰辛的尝试，而直到20世纪初还仍然是力不从心。近百年来在各门类的工程技术中，高坝是一显著的先进发达的标志。”经过四五十年我国千万人的努力，筑坝技术已经走在世界前列，是我国科技进步的丰碑。

“山河”或“江山”是整个国家领土的形象和代表，是自然赋予人类财富的源头，同时也是自然灾害直接袭击人类的前锋。要兴利除害，利用开发，整治美化，必须直接与山和河打交道，以求人与自然相和谐。山险水急，开山的主要队伍是矿业、铁道和公路，山和水兼治的就是水利，探测勘察的是地质部门，对大自然的风貌，利用改造的正确和失误、成功和失败，无不与水利息息相关，把账算在水电站身上也毫不奇怪，重要而迫切的是加强和提高水利科学技术。

水利工程是保护和改进环境和生态的一部分，环境和生态也是水利科学的一部分。

3.3　“自然和人类和谐”的正确理解和认识

本文主要是为了分析水力发电的发展及各方面评价意见而提出的综合阐述。总括起来还是个知识基础问题并提高为世界观和认识论的问题，是个保护和改造大自然的思考认识问题。

“和谐社会”是人与人之间的和谐，是社会主义构建社会的理想和追求。自然和人类的和谐是更为高级宏大的境界。达到这种境界，究竟是大自然的赐予还是人类的创造?不可不辨。

人类生存的环境和资源都是自然赋予的，人类自己是自然的一部分，自然是伟大美好的，但自然灾害给人类造成了重大损失。国际红十字会与红星月会联合会最新发表《2004世界灾害报告》指出，1994～2003年的10年间登记在册的自然灾害为5677次，受灾人口25.8亿，死亡675.3万人，估计财产损失可达6900亿美元。而1984～1993年自然灾害造成的死亡人数超过121万，受害者总人口16.3亿。这只是问题的一角，是百万年中的一个微小的事件而已。

我们不能不承认现在生存的世界是全球历代先人披荆斩棘、胼手胝足、斗天战地开辟创造出来的。人类社会的进化、劳动、智慧及勤劳营造了今天的文明。不断进步的科学技术始终抗拒和治理着自然灾害，保护自然，也在一定条件、方法下不断改造世界。

近年西方生态哲学有种观点认为：科学技术的和生产的发展导致生态危机，要求“限制工具理性的膨胀，控制社会生产力的发展”。也有不少生态专家认为这是片面的。

科学的发展观引导人们正确地根据对人口、资源、环境的科学研究、利用和管理而可持续地发展。

人类不能盲目、浪费地向自然索取，不能狂妄地夸张“人定胜天”，“科学”的主旨就是弄清和掌握自然运动变化的规律。也应注意不能由“人定胜天”转为“听天由命”，不能由一个片面转到另一个片面，由一个极端流向另一个极端。

《都江堰志》中标出建设的目标是“水旱从人，不知饥馑”，要“与自然无所违，以自然有所用”，要“乘势利导，因时制宜”，要“以人力营天工，以天工代人力”。这也许就是人和自然的和谐了，但要明确“自然和人的和谐”，“人和自然的和谐”是在人类社会的高素质和科学技术的更高水平基础上努力协调适应的结果，也是与主动正确改造自然同步的进展。

英国《金融时报》2004年8月27日所载文章报道，在瑞典斯德哥尔摩召开的欧洲科学家协会论坛认为：正在积极改变地球上的一系列物理、化学及生物、环境的人为因素，将引起气候变化等明显的结果，4年前曾有科学家提出，地球已进化“人类纪”的时期，地质时期(geologic era)将如寒武纪、三叠纪、第三纪、第四纪等一样地进入“人类纪”(mankind period)。

中国的科学技术必须大踏步提高才能跟上国际社会生产力的提高，并能适应未来大气圈、岩石圈、生物圈的各种新变化。

马克思在资本论中经常使用“生活资料的自然财富”、“劳动资料的自然财富”等说法，马克思把社会生产规定为“人和自然之间的物质转换”。

自然、人类不断前进，是拉不回来的；停滞于僵硬的遗迹，抱残守缺，是做不到的。

高坝大库和高山大河本来是令人关注瞩目的对象，实际也结合紧密，相辅相成。在与人类社会的关系上也利弊交织。大型水力发电工程只能在高山大河的基础和背景上建设，也必然要改变高山大河的状态，改变只是局部的，反感常是全面的。黄河干流的拦河梯级已在四五十年内从两千多米的高程到一二百米高程建成十来个大水电站，既有局部的缺失，也无损于总体的重大业绩。长江干流上30年来拦江大坝水电站只在100km河段内建成了一个半项目，但却改变了“千里江陵一日还”、“一泻千里”的形势。有关群众的关怀、专家的论述集合起来早已连篇累牍，口诛笔伐了。但是反复深思：不仅是过去、现今，而且是长远的将来，高坝大坝的需要是不可缺少的。现代中国的主要重大建设是西部大开发和南水北调水资源配置，特别是水资源的合理和优化配置，是经济发展、全面小康的基本保障。全国呼喊水资源紧缺，其实中国人均水资源虽然排序较后，但并不算十分紧缺，只能说是脆弱(vulnerable)。所谓“脆弱”，指的是由于水文情势不能与社会需求互相适应，对一定地区和时段不对应甚至违背。水资源的基本属性就是时间空间的不均匀，这原来就是水资源配置的最主要困难。近年来，全球气候出现了新的转变，如气候变暖、海平面升高、冰川冻土融化、大气循环气旋的新趋向等，20世纪尚只看成是科学信息而已，21世纪已有不少客观实际现象，明显的如美洲大西洋的飓风等，就以今年我国重庆、开县、达县的超大暴雨和东南近海广大地域秋季的特大干旱为例，不能不对科学技术进行扩大和提高，力求探索发生干旱的原因和需采取的应对措施。水资源的存储设施和传输设施是决不可短缺的，而且要具有足够的容量和及时的调配。除了高坝大库的存在利用，还能另辟蹊径提出新招吗?这一建设是安全的保障，既有若干困难和障碍，同时也会带来多种效益。防洪灌溉等重大效益人所共知，其他的附加效益(如跨江大桥与坝相结合等)还很多。但在高坝大库的规划和设计等方面必须更加完善，以迎接新的挑战。

至于高山大川的壮丽景观和高坝枢纽从来是天生的一对，这在国内外已有许多著名的先例。美国的“大峡谷”就在科罗拉多河的最上游，在其附近的是美国最大的胡佛坝(米德湖)。据最近新闻报道，美国“大峡谷”的生态退化竟然要靠其上面的格林水电站(Glen Canyon Dam,Lake Powell)放水淹灌以“再造大峡生态系统”。从山水景观来说，“三峡”自古就被视为旅游胜地，现在游客比以往增加了不知几百倍。

2.8　高坝大水电站的巨大利益和缺点、困难

一切大型工程建设往往都有利弊两面，必须整体衡量其本末、轻重、缓急，并选择定局，合理安排，克服困难，补救缺陷。综合而言，高坝大水电站存在以下主要缺点：

a. 大河干流的梯级拦河大坝，隔断了河道，阻碍了航行，需要建设各种过坝设施。河流上游水流比降大，中游比降小，下游一般较平坦，长江最下游水流平均坡降还是负数。因此主要落差大的河段多在上游，大的水电站大多集中在上游，中游较少，下游河口只适合于建潮汐电站。航运也集中在中下游。大吨级船舶本来很少进入上游，上游大坝建造船闸和升船机，利在船逆流上行也本来需要借力，弊在造价昂贵、过船费用和时间的耗费。此外，水电站水工建筑物对水生物(主要指鱼类)的影响主要是对它们活动的影响，而并非指对它们存在的影响。洄游鱼有逆流上溯的要求，而国内外迄今数十年来对鱼道、鱼梯过坝的设计研究实践并没有取得高效的成功，这是事实。但长江上建坝多年，对中华鲟等洄游鱼类的影响探索证明它们并未灭绝，淮河水库和千岛湖鱼类的产量亦是增加的，长江中下游由于污染和网鱼过密而使某些鱼种资源间断枯竭，与远在上游的大坝无关，而大量的市场鱼类是水库养殖的。相应说来，海产和一些洄游鱼种资源的枯竭更为严重。这些都应该请水产专家进一步论证其原因。

b. 高坝大库和水电站由于工程巨大，所以投资大、工期长，涉及影响的范围也广。但结合效益来考虑，其比煤、石油、核燃料都要节省，更不谈对大气的污染和安全的保证了。随着科技进步，克服困难、解决问题的方法更为进步多样，如长江三峡工程在建设中坝身远未达到正常高水位就先安装了少量机组提前发电，克服了诸多施工中的困难，初发电就救急解决了当年盛夏华东、华中地区若干大城市超常高温状态的电力紧缺问题。这就是对长工期缺点的挽救，是创新的技术。

c. 高坝大库的淹没和移民问题。历年来各国建坝都涉及棘手的移民问题。中国人口稠密，许多人虽然居住在贫瘠的土地上，但传统上安土重迁，以致移民困难更大。近50年来经过有关部门的努力，移民取得一定成功，由于灌溉防洪发电之利，经济发展了，人们的生活质量提高了。多年来多处水库建设施工的移民工作也有一些缺失，相关部门也在对历史遗留问题逐步解决。长江三峡工程是所需移民数量最多的一个水利工程，20世纪末进行了开发型移民，国家投入足够的资金，计划于21世纪之初完成。这是一项伟大的工作、创新的工作。当然，在执行开发型移民决策时，必须遵循严谨的工程规范和严格的法治条例。

以上是水电站和高坝大库建设的缺点和困难。在自然界中，许多事物都会遭遇到各自不同的经常或偶然发生的不利情况，本属大自然存在而必然出现的属性，但某些报刊等传媒在提到时会将其归之为坝库建设的祸害和建设本身的错误和罪恶。例如河流挟带泥沙，雨洪引起泥石流，有人说坝库内有淤积就斥之以“违背了河流必按趋向挟带一定泥沙的自然规律”，是一种“恶性循环”。关于水坝与地震的关系，其实历来水坝周围的地质构造、地基承载能力都是电站建设中首先要加以研究、勘测、论证并采取相应加固措施的工作。我国水电站只有广东新丰江曾出现蓄水后地震的现象，有关部门进行了研究和处理，此外未见蓄水后检测到地震的情况。不但河流长峡谷性水库，就连尼罗河广阔的大坝也无诱发地震的信息。

在欣赏和爱惜壮丽高山大川的同时，一些文章会同时歌颂丰富的地下宝藏，这里有铜，那边有铁等等。殊不知这些矿藏总要开发，一开发矿山就可能破坏人的闲情逸致了。开矿又是离不开能源的，外国有些水电站是以供给矿业运行为目标的。例如制铝工业的生产过程，金属铝的电解等，耗电量特别惊人，不得不兴建专门的水电站为它服务。

合理利用可再生能源，才是对自然资源的真正保护，利用的同时必须统筹协调周围的环境和生态。

3　环境、生态和水利

环境、生态和水利是一个非常深刻的社会热门话题。

本文只是对近两年学术界和舆论对水力发电所反映的若干议论进行评判，并作初步的诠释，是简单的知识阐述。水力发电这一事业和学科，涉及的内容广而深，远非本文所能详解的。

纵观各方的意见，笔者认为都是诚恳、宝贵的，是对国家和人民的热爱和对科学技术的议论和探讨。但是分歧是很明显的，甚至是对立的。这是好现象。思考原因，一是各人的知识领域不同，可能还有不同利益群体的区别；二是各人的世界观、认识论的差异，这可能有点玄虚，也许还是主要方面，有待共同学习提高。以下从3个方面加以简述。

3.1　对环境、生态内涵和定义的理解

生态学作为生物学的分支在20世纪以前已崭露头角，1860年德国已提出“生态工程”，20世纪后叶更被人们所重视，到20世纪末其学科内容的覆盖和研究性质有了很大变化和拓展。二三十年前国内外文献上将其定义为研究生物之间，如植物与动物、个体生物与群体生物之间的关系，进而又扩展到生物与非生物环境之间的关系，研究其间的能量交流、物质循环的相互作用等。进入21世纪，生态学研究的对象和内容已形成狭义的和广义的两种区别和界定。“生态学”是前者，是一个专业的、切实研究上述内容的学科。另一广义的名词为“生态”，是广义的自然界运动变化影响生物(包括人类)因素的现在状态，分析其原因源头以至对应举措的综合说明，目前尚缺少严谨而为公众所接受的定义。

1998年美国微软公司伴随大“视窗98”问世出版了“bookshelves”光盘中的辞典，其中对生态学的定义是“研究有机体与其环境之间关系的学科”；与之并列的词是“人文生态学”，定义为研究人群与其物理环境及社会环境之间的关系的学科。这就更跨出了生物学的范围。