政策张力应还原水电开发综合功效
2013/9/24 9:52:19 新闻来源：中国经济时报
近日，在2013年全国科普日之际，中国经济时报记者就我国河流地质灾害以及水库大坝建设减灾消能、水力发电涵养生态等话题采访了中国水力发电工程学会副秘书长张博庭、清华大学水利系教授王兆印和中国水利水电科学研究院副总工程师程晓陶。
他们认为，政府和社会各层面应该加强对公众的科学素养引导，政策制定和执行应该还原水电开发具有的发电与防洪、航运、水产、环保的综合作用，而非仅强调其中一点。
水体重量与地震并无关系
中国经济时报：近几年，西南地区地震比较多，从而出现了水电开发是其诱因的争论，各位是如何看待社会上这些议论的？
王兆印：四川盆地是个坚固的地块，因此抬升的青藏高原和不动的四川盆地之间长期相对运动，形成了许多活动断裂带。2008年汶川地震之后，龙门山断裂带进入了活跃期。2013年4月20日的芦山地震正发生在龙门山断裂带的西南端。7月22日甘南岷县6．6级地震也发生在龙门山断裂带的东北端。这些地震都是青藏高原持续抬升的结果，同时，青藏高原抬升是个持续的过程，未来十年内，青藏高原的东部特别是龙门山断裂带很可能还会发生强震。
张博庭：我国西南地区的地震主因是由于受到印度洋板块与欧亚板块的挤压，不仅已经抬升出了青藏高原，而且还在继续不断上升。所以说，构造地震是不可能被水库压出来的，但可能会因为断层处的渗流诱发。例如，美国丹佛市因为大量废水高压注入地下，却引发了长达数年的一系列诱发地震。
很多百米以上的大坝，百亿库容以上的水库，反倒没有造成地震，而我国12米高的小坝，几十万库容的小水库，也能诱发出水库地震。水库诱发地震本质是一种高压注水触发的地震，地震的能量来自于地球的板块运动，与水体的重量无关。
对于水库地震，一方面，具有时间、量级不可控性并有可能会带来一定灾害，这是有害的一面；另一方面也具有提前释放地震能量，并减小震级的减灾作用，这又是有利的一面。
由于水库地震的震级一般都不会太大，因而绝大多数的水库地震不仅不会造成危害，同时还能释放地震能量，减小未来的地震危害。
水电建设不会诱发人工地震
中国经济时报：但是，中国西南地区的水电建设有很多高坝大库，这会不会诱发人工地震？
张博庭：水库水体的重量会改变地壳的受力状态，不过这种作用非常有限，只会引起某些塌陷型的小地震，不可能引起板块间错动的构造地震。所以，按照国家地震局的分类，水库诱发地震不属于人工地震。原因就在于，水库蓄水的重量相对于地球来说，是微乎其微的。
例如三峡水库蓄水392亿立方米，但却分布在1000多平方公里的范围上，地壳平均每平方米承受的重量只有30多吨，每平方厘米的承压强只有3公斤多，还不如一辆载重汽车的轮胎对地壳的压力大。既然，汽车行驶不会压出地震来，那么水库蓄水怎么可能压出地震来呢？构成人工地震的爆炸所产生的压强和能量密度，至少要比水库蓄水高出数百倍。
有人说，别管作用在多大的面积上，但水库水体的总重量大。这种说法的逻辑不对，一场大洪水的水总量可能有上千亿吨，对地壳造成的总压力比水库蓄水还要大得多。但是，我们谁听说过"洪水可以诱发地震"的说法？
也有人说，水库中水的深度是不一样的，所以对地壳构成的压力不应按平均值计算。即便如此，由于构成水库岸坡和库底的是岩石和泥土，它们的比重都要比水大得多。此外，水库的上表面一定是水平的，所以，在单位的地壳面积上，水和土体的总体积是相等的。
因此，水少的地方岩土就多，水多的地方岩土就少。整体上看水库和周围的土体对地壳构成的综合压力，实际上是水越深的地方，压强越小。因此，世界上无论是多么大的水库，多么深的水，也不可能压出地震来。
水能利用可减少地质灾害发生
中国经济时报：在质疑水电开发的过程中，还有一种观点受到公众重视，即水电开发造成目前西南地区地质灾害频发，各位对此观点有何评价？
程晓陶：水库大坝建设在增强水资源调配及洪水调控能力的同时，也改变了天然河流的固有形态，打破了河流生态系统的固有平衡。库区水位的大幅涨落必然会引发库区的地质灾害。库区泥沙沉积、清水下泄，必然引起下游河道的冲淤变化。
长江及其支流上游水库群的形成，为长江中游下游生态系统的修复创造了条件。三峡工程转入正常运行之后，为化解发电与防洪、航运、水产、环保等方面的矛盾创造了条件。
王兆印：青藏高原抬升是导致西南地质灾害长期频发的重要原因，而河床下切是导致崩塌、滑坡、泥石流灾害的根本原因，触发的能量可以来自暴雨和地震。
事实上，西南地区的坝群建设具有消能减灾的作用：第一，控制河床下切可以减少崩塌滑坡泥石流灾害的发生；第二，自然形成的堰塞坝群发育消能结构，可以稳定河流减少地质灾害；第三，人工坝群转化水流能量为电能，坝下消能池消减多余能量，建设完成后也能起到减少地质灾害的作用。第四，从消能减灾和生态角度综合考虑西南河流的开发治理，应该采用中型坝群，而不是高坝大库。
张博庭：西南地区的河流还处在发育期，地面不断地隆起上升，使得该地区变得山高水急，江水带有极大的能量，不断的切割山谷，造成该地区河谷不断地加深，在高山峡谷发育的同时，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害必然就会随着地形的变迁经常发生。把奔腾的江河水用来发电，势必会大大降低水能对岸坡的冲蚀能力，减少江水对河谷的急速深切，使河流发育趋于缓慢、稳定，最终会大大减少地质灾害的发生。水电开发就是把江水切割岸坡的能量利用起来发电，造福人类。
同时，在水坝建设中会处理危险的滑坡体，在工程修建过程中，为了减少滑坡通常都要对主要的滑坡体进行人工排除，或者护坡，包括混凝土喷涂、打入抗剪滑桩和预应力锚索固定等处理。可见边坡的人工处理，其安全保障的作用之大。
一些人总喜欢把水库蓄水这一时期出现的滑坡，说是水库造成的地质灾害的证据。其实，水库的蓄水并不是制造出了新的滑坡，而是对工程处理之后还不能完全消除的滑坡体或者说是原有潜在的滑坡体，提供一个集中释放的机会。实际上，蓄水所引发的滑坡，不过就是我们把未来若干年内，遭遇暴雨、地震可能引发的随机滑坡，都提前引发出来的免疫过程。
我国西南地区都是地质灾害高发的地区，但其根本原因就是，该地区河水的能量巨大，不断地切割着河谷制造着各种的地质灾害。由于能量才是地质灾害的主因，因此，凡是水能丰富又没有得到开发的地区，一般都是地质灾害高发区。而当水能被开发一段时间之后，则很少再出现地质灾害。
他们认为，政府和社会各层面应该加强对公众的科学素养引导，政策制定和执行应该还原水电开发具有的发电与防洪、航运、水产、环保的综合作用，而非仅强调其中一点。
水体重量与地震并无关系
中国经济时报：近几年，西南地区地震比较多，从而出现了水电开发是其诱因的争论，各位是如何看待社会上这些议论的？
王兆印：四川盆地是个坚固的地块，因此抬升的青藏高原和不动的四川盆地之间长期相对运动，形成了许多活动断裂带。2008年汶川地震之后，龙门山断裂带进入了活跃期。2013年4月20日的芦山地震正发生在龙门山断裂带的西南端。7月22日甘南岷县6．6级地震也发生在龙门山断裂带的东北端。这些地震都是青藏高原持续抬升的结果，同时，青藏高原抬升是个持续的过程，未来十年内，青藏高原的东部特别是龙门山断裂带很可能还会发生强震。
张博庭：我国西南地区的地震主因是由于受到印度洋板块与欧亚板块的挤压，不仅已经抬升出了青藏高原，而且还在继续不断上升。所以说，构造地震是不可能被水库压出来的，但可能会因为断层处的渗流诱发。例如，美国丹佛市因为大量废水高压注入地下，却引发了长达数年的一系列诱发地震。
很多百米以上的大坝，百亿库容以上的水库，反倒没有造成地震，而我国12米高的小坝，几十万库容的小水库，也能诱发出水库地震。水库诱发地震本质是一种高压注水触发的地震，地震的能量来自于地球的板块运动，与水体的重量无关。
对于水库地震，一方面，具有时间、量级不可控性并有可能会带来一定灾害，这是有害的一面；另一方面也具有提前释放地震能量，并减小震级的减灾作用，这又是有利的一面。
由于水库地震的震级一般都不会太大，因而绝大多数的水库地震不仅不会造成危害，同时还能释放地震能量，减小未来的地震危害。
水电建设不会诱发人工地震
中国经济时报：但是，中国西南地区的水电建设有很多高坝大库，这会不会诱发人工地震？
张博庭：水库水体的重量会改变地壳的受力状态，不过这种作用非常有限，只会引起某些塌陷型的小地震，不可能引起板块间错动的构造地震。所以，按照国家地震局的分类，水库诱发地震不属于人工地震。原因就在于，水库蓄水的重量相对于地球来说，是微乎其微的。
例如三峡水库蓄水392亿立方米，但却分布在1000多平方公里的范围上，地壳平均每平方米承受的重量只有30多吨，每平方厘米的承压强只有3公斤多，还不如一辆载重汽车的轮胎对地壳的压力大。既然，汽车行驶不会压出地震来，那么水库蓄水怎么可能压出地震来呢？构成人工地震的爆炸所产生的压强和能量密度，至少要比水库蓄水高出数百倍。
有人说，别管作用在多大的面积上，但水库水体的总重量大。这种说法的逻辑不对，一场大洪水的水总量可能有上千亿吨，对地壳造成的总压力比水库蓄水还要大得多。但是，我们谁听说过"洪水可以诱发地震"的说法？
也有人说，水库中水的深度是不一样的，所以对地壳构成的压力不应按平均值计算。即便如此，由于构成水库岸坡和库底的是岩石和泥土，它们的比重都要比水大得多。此外，水库的上表面一定是水平的，所以，在单位的地壳面积上，水和土体的总体积是相等的。
因此，水少的地方岩土就多，水多的地方岩土就少。整体上看水库和周围的土体对地壳构成的综合压力，实际上是水越深的地方，压强越小。因此，世界上无论是多么大的水库，多么深的水，也不可能压出地震来。
水能利用可减少地质灾害发生
中国经济时报：在质疑水电开发的过程中，还有一种观点受到公众重视，即水电开发造成目前西南地区地质灾害频发，各位对此观点有何评价？
程晓陶：水库大坝建设在增强水资源调配及洪水调控能力的同时，也改变了天然河流的固有形态，打破了河流生态系统的固有平衡。库区水位的大幅涨落必然会引发库区的地质灾害。库区泥沙沉积、清水下泄，必然引起下游河道的冲淤变化。
长江及其支流上游水库群的形成，为长江中游下游生态系统的修复创造了条件。三峡工程转入正常运行之后，为化解发电与防洪、航运、水产、环保等方面的矛盾创造了条件。
王兆印：青藏高原抬升是导致西南地质灾害长期频发的重要原因，而河床下切是导致崩塌、滑坡、泥石流灾害的根本原因，触发的能量可以来自暴雨和地震。
事实上，西南地区的坝群建设具有消能减灾的作用：第一，控制河床下切可以减少崩塌滑坡泥石流灾害的发生；第二，自然形成的堰塞坝群发育消能结构，可以稳定河流减少地质灾害；第三，人工坝群转化水流能量为电能，坝下消能池消减多余能量，建设完成后也能起到减少地质灾害的作用。第四，从消能减灾和生态角度综合考虑西南河流的开发治理，应该采用中型坝群，而不是高坝大库。
张博庭：西南地区的河流还处在发育期，地面不断地隆起上升，使得该地区变得山高水急，江水带有极大的能量，不断的切割山谷，造成该地区河谷不断地加深，在高山峡谷发育的同时，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害必然就会随着地形的变迁经常发生。把奔腾的江河水用来发电，势必会大大降低水能对岸坡的冲蚀能力，减少江水对河谷的急速深切，使河流发育趋于缓慢、稳定，最终会大大减少地质灾害的发生。水电开发就是把江水切割岸坡的能量利用起来发电，造福人类。
同时，在水坝建设中会处理危险的滑坡体，在工程修建过程中，为了减少滑坡通常都要对主要的滑坡体进行人工排除，或者护坡，包括混凝土喷涂、打入抗剪滑桩和预应力锚索固定等处理。可见边坡的人工处理，其安全保障的作用之大。
一些人总喜欢把水库蓄水这一时期出现的滑坡，说是水库造成的地质灾害的证据。其实，水库的蓄水并不是制造出了新的滑坡，而是对工程处理之后还不能完全消除的滑坡体或者说是原有潜在的滑坡体，提供一个集中释放的机会。实际上，蓄水所引发的滑坡，不过就是我们把未来若干年内，遭遇暴雨、地震可能引发的随机滑坡，都提前引发出来的免疫过程。
我国西南地区都是地质灾害高发的地区，但其根本原因就是，该地区河水的能量巨大，不断地切割着河谷制造着各种的地质灾害。由于能量才是地质灾害的主因，因此，凡是水能丰富又没有得到开发的地区，一般都是地质灾害高发区。而当水能被开发一段时间之后，则很少再出现地质灾害。
