水力发电双刃剑

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  同燃煤和燃油发电相比,水力发电有污染低,设备利用周期长的特点。自1878年德国人建起世界上第一座水力发电站至今,各国建起的大型水电站已有4万多个,年发电量达3万亿度。在人们的印象中,水电是最洁净的能源,似乎同生态问题无关,但是,任何科学技术都有两面性,在造福社会的同时,科学技术也会给人类制造麻烦,水力发电也不例外。
  
  黄河三角洲不再长了
  
  在山东北部古黄河入海处,有一片15万公顷的滩涂湿地,黄河奔腾呼啸从中穿过,百川径流汇入大海,这就是1987年建立的黄河三角洲自然保护区。它以垦利县宁海为轴心,像一把展开的折扇,向东撒开,这是我国最年轻的陆地,面积达5 450平方千米。
  湿地中的东营市是黄河三角洲的经济文化中心,也是胜利油田大本营。但在1855年以前,东营还是渤海中的一块小沙洲。黄河每年携带的16亿吨泥沙,约有12亿吨沉积在三角洲及河口沿岸地区,每年平均向渤海推进1.5~3.0千米,新造陆地23~28平方千米。海河相汇处形成的大面积浅海滩涂和湿地,绿草茵茵,蜂飞蝶舞,鱼虾成群,鸟鸣兔跃,成为东北亚内陆和环西太平洋鸟类迁徙的圣地。这里油气资源丰富,是我国的第二大油田所在地。几十年来,胜利油田已为国家提供原油8亿吨。
  大江大河在入海口生成的三角洲,是大自然献给人类的福荫之地。如果没有大量的泥沙淤积,就不会有当今的长江三角洲、珠江三角洲和尼罗河等三角洲,也就没有河口湿地的现代文明。
  1957年,黄河上游动工兴建三门峡水电站,这是我国第一座大型水利枢纽工程。随后,青铜峡、三盛公水利枢纽、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、天桥、龙羊峡、小浪底水电站相继动工兴建。大坝水库拦阻,使黄河入海的泥沙大量减少,入海口造地速度也随之减慢。由于泥沙的补给减少,1972年以来,海水开始向黄河三角洲逼进了近20千米,损失土地100万公顷。海水的淹没,迫使胜利油田关掉了200多口油井,损失15亿元。
  崇明岛是长江下游的重要岛屿,它三面环江,面积为1 083平方千米,是我国的第三大岛,也是世界著名的河口冲积岛,被誉为长江口的一颗明珠。崇明岛公元618年露出水面,迄今已有1 300多年历史。由于长江携带的大量泥沙淤积,崇明岛每年以143米的速度向东海延伸,增加土地约487公顷。但自葛洲坝水利枢纽工程运营后,长江携带的泥沙开始减少,崇明岛面积的增长变缓,在潮汐波浪的冲刷下,岛屿的迎海面经常发生坍塌。专家估计,三峡电站运行后,长江下泄泥沙还会减少,将直接影响到长江三角洲的增长。
  
  中华鲟是长江的幸运儿
  
  有5 000多万年历史的中华鲟,是与恐龙同时代的脊椎动物,也是现代鱼类的共同祖先,是研究鱼类起源和进化的活化石。它体型呈椭圆筒形,暗黄的皮肤,前端粗后端细,体长2~3米,最大的体重可达350千克。它的头呈三角形,口小无齿,圆圆的吻前有四条触须,以水底的小鱼和其他小水生动物为食。中华鲟肉质肥细,卵可制作鱼子酱,是餐桌上的美味,在国际市场享有盛誉。由于滥捕,长江中的中华鲟已相当稀少,已列为国家一级保护动物。中华鲟的儿女们在海洋中生活长大,每当春暖花开,性成熟的中华鲟就顶着海流,成对地沿长江逆流而上,洄游几千千米,到四川宜宾的金沙江中产卵,小鱼出生后又顺着江流游向大海。
  上世纪80年代,我国在葛洲坝建水电站时,国务院和工程指挥部接二连三地收到水产专家的紧急报告:大江建坝截断了鱼道,中华鲟等珍贵鱼类面临绝灭,请修筑鱼道!原来,过去我国的许多水利工程,均没有考虑到对水生生物的影响,建坝设闸不留鱼道,致使一些鱼儿无法洄游到老家生儿育女,造成淡水鱼蟹产量大幅度下降。在国务院的指示下,葛洲坝设计了有集鱼系统的电站鱼道,大个子的四大家鱼和中华鲟在生殖期间都能顺利过坝。
  在其他国家和地区的水生生物,却没有中华鲟幸运。据统计,由于水力发电建坝,世界上900多种淡水鱼,至少有近200种生存受到威胁,有的已经绝种。在许多大江大河上,往往建有十几道到几十道大坝,从下游往上看,像架在河道上的一级级梯子,完全阻断了鱼儿的繁衍之路。哥伦比亚的大坝已造成鲑鱼产量大减,在法国的五大河流中鲑鱼已经绝迹,使原本普通的美味成了珍稀种类。恒河上的大坝,已使印度鲥鱼遭受灭顶之灾,在印度半岛南部的主要河流中已没有了鲥鱼的踪影。
  大坝可以减轻下游河道的泛滥,但三角洲的干涸却会引起湿地生态系统的破坏。在印度西北部,因为水力发电修坝,河口流量已减少了80%,造成海岸1.7万公顷红树林死亡,生活在其间的海洋动物也大量消亡。湟鱼是我国青海湖特产,它们每年都要向湖四周的河流回游产卵。2001年7月3日,大量的湟鱼游到沙柳河大坝附近的河道产卵,因大坝控制,河水断流,大量雌湟鱼搁浅河道,形成200米长、50厘米厚的死鱼带!
  
  建坝发电改变了水环境
  
  1991年5月,耗资183亿美元的伊泰普水电站建成,它是当时世界上最大的水电站,由巴西和巴拉圭两国合资建设,年发电量750亿千瓦时。它的库区大约淹没了1 500平方千米的热带雨林,一年后水库中的有机物分解,产生了大量的硫化氢,不但腐蚀了水轮机,水从大坝下去后还毒害了100多千米内的水体生物,也增加了自来水公司的净化难度,生产成本成倍增加。大江大河是不断流动的,它的自净能力能做到流水不腐。发电筑坝修成水库,流动的水静止了,自净能力下降,再加水体中的营养物质被截留,造成水体富营养化,使藻类大量生长,水质变差。水库积水还造成水体温度改变。夏天,从水库深处放出来的水,比正常的河水温度要低许多;冬季,放出的水又比正常的水温度要高出许多。这不但影响了河水的正常温度变化,还影响了水中氧气的溶解度,这对水生生物的生存极为不利。江水和河水是生命之源,也是湿地水的主要来源。发电造成的水质和水温改变,给工业用水、饮用水制造了困难,也对水生生物构成威胁,这也是科学家事先没有料到的。
  水力发电蓄水的水库面积特别大,会加快水分的蒸发。例如,阿斯旺水库的面积有6 000平方千米,每年蒸发掉的水有11.2亿立方米,是库容的10%,相当于非洲大陆一年的用水量。据统计,全世界因水力发电建的水库,每年蒸发掉的水可供5亿人用一年。水分的过量蒸发,对增加空气湿度有一定功用,但从节约用水来说,过量的蒸发是一种很大的浪费。大坝拦水还会造成下游水荒。在中亚,电站大坝使流入咸海的水大为减少,咸海面积已由上世纪60年代的近7万平方千米缩为3万平方千米,咸海盐度增加,鱼类绝迹,世代以捕鱼为生的渔民只得改行。水力发电使伏尔加河流进里海的水减少了70%,已造成渔业损失数百亿美元。我国黄河下游经常断流,两岸用水困难,渔业遭殃,也同上游发电筑坝过多有关。
  
  水电与疾病的潘多拉盒
  
  水力发电给人类带来光明,带来丰衣足食,但它也打开了疾病的魔盒。发电水库的环境,很适合病原微生物和带病原动物的生长繁殖。在热带和亚热带的水库库区,有的已成了钉螺的天地,致使血吸虫病的感染率大幅上升。在非洲的加纳,所有的大型水库都成了钉螺的滋生地,有的地方血吸虫病的发病率已由建库前的10%上升到现在的90%,严重地影响了库区人民的健康。巴西伊泰普水电站水库蓄水后,疟蚊数量激增,制造了1989年的疟疾大爆发,使成千上万的劳工死于非命。1977年,阿斯旺库区爆发了裂谷出血热,死亡6 000余人;此病也传染家畜,造成了牛羊大量死亡,致使埃及肉食供应紧张,不得不紧急从国外购买。
  被水库淹没的森林、土壤和其他腐烂的有机物,在分解中会大量消耗水中的氧气,产生二氧化碳和沼气,增加了温室效应的危险性。科学家对伊泰普电站进行的环境评估表明,从1990年以后的6年中,水库总共排放出900多万吨二氧化碳,近10万吨甲烷。据计算,水力发电水库产生的温室气体,是火电的60%或相等。温室气体使地球变暖,有利于各种微生物的活动,有利于病菌突变产生新种,这对于人类的生存和发展肯定会带来不利的影响。
  人类自古就同水打交道,洪水和猛兽曾是古人类生存的两大威胁。人用火对付猛兽,改变了被捕食的地位;发现水从高处流向低处的规律,变堵为疏改造洪水,兴修水利,直到用水发电,都是人的创新成果。大型水利枢纽的发电效益是引人的,但它带出的生态难题也是令人头痛的。在建设和谐世界中,人类将怎样面对水力发电的生态难题?应怎样使水电的生态风险降低至最小?正是水利专家们需要迫切解决的问题。
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