虎跳峡高坝的重要作用无可替代
作者：蔡瑶忠
近十年来围绕虎跳峡工程开发的争议不断，这是我国水利电力领域仅次于三峡研究历史最长，研究单位最多和争议最大的工程。
2010年9月3日南方传媒集团的《21世纪经济报道》发表了文静等两位记者，以"虎跳峡筑坝争议"为题的文章，广泛报道了各方对虎跳峡工程的高度关注和争议，文章报道称虎跳峡"这个高坝方案受到广泛的质疑，长江委修编的《长江流域综合规划报告》中已经没有它，剩下其他三个替代方案。""值得一提的是，云南人梦想了50年之久的'滇中引水'工程已不再和金沙江中游水电开发捆绑。8月6日，云南省政府召开专题会议，决定舍弃以前争议较大的虎跳峡取水点，新水源点上移，由此导致引水总干渠增加近200公里，投资将增加两三百亿元。"
此前，国家发改委委托水电水利规划总院牵头，组织了三家勘测设计研究院，于2009年3月前分别完成了龙盘、其宗、塔城三个龙头水库方案的可行性研究报告，于2010年组织了比选论证，由于各方意见分歧较大，难以得出结论。水利部也曾多次组织相关部门、地方政府协商，在国务院2012年年底批复了《长江流域综合规划（2012～2030）》前，仍然未能达成一致意见。
虎跳峡高坝为什么争议不断？主要是该工程将淹没滇西北最富饶的19万亩耕地，以纳西族、汉族、傈僳族、白族为主的10万人要搬迁，此外，坝址位于国家著名景观虎跳峡大峡谷地段，目前属国家限制开发区域。但是问题终需解决，如三峡工程当年面临百万以上移民的前所未有世界难题时如何决策？建不建？如何建？经过十年的紧张反复论证，充分听取了各方面特别是不同观点专家人士的意见，党中央、国务院、人民代表大会最终决策三峡建比不建好，早建比晚建好。如今三峡工程已顺利建成并发挥了巨大的综合效益，如果没有三峡工程的水资源调控保障，我国长江中下游的社会经济发展，不可能达到今天的水平。而虎跳峡的淹没损失远远小于三峡，而水资源调控综合效益却与三峡相当。
一、虎跳峡高坝的作用和效益
1.1、助三峡为长江中下游防洪
三峡工程建设前，长江中下游防洪主要靠1980年防洪方案的实施，即加高加固堤防和分蓄洪区，后者包括荆江地区2处54亿m3，城陵矶地区25处320亿m3及其他地区等总共四地区40处492亿m3。
为了减少长江中下游地区的分蓄洪频率和分洪量，减少分蓄洪区的重大经济损失，利用上中游己建成的大型水库调节库容大都可供防洪及发电重复利用的特点，在这些水库配置防洪库容是经济合理的。根据2008年7月国务院批准的《长江防洪规则》报告，要求金沙江中下游河段梯级水库7月初预留防洪库容220亿m3至249亿m3，其中下游河段4个梯级承担144.5亿m3，包括虎跳峡在内的中游河段承担75.5亿至104.5亿m3。
据虎跳峡与下游梯级电站长系列补偿调节计算结果，虎跳峡水库7月初及7月底最小待蓄库容（即预留防洪库容），分别为148亿m3及103亿m3。由于金沙江中游河段其他7个梯级均库容小，因此，中游河段的防洪库容均宜由虎跳峡承担。
按7月初虎跳峡预留防洪库容148亿m3，及金沙江下游4个梯级预留的144.5亿m3共292.5亿m3，配合三峡水库（221.5亿m3）以1954年实际洪水对长江中下游主要防洪地段荆江及城陵矶进行防洪补偿计算，结果原来长江中下游四地区所需的492亿m3分洪量减少了345亿m3，其中由于金沙江梯级而减少的189亿m3（内虎跳峡占95.6亿m3），由于三峡水库而减少的156亿m3。同时金沙江梯级预留的防洪库容配合其他工程措施，将显著提高川江河段重要城市的防洪标准，沿江的攀枝花、宜宾、沪州等市，将从目前的5年至10年一遇的防洪能力提高到50年至100年的国家防洪标准。对重庆市的防洪效果相对差一些，约可达50年一遇。
虎跳峡7月初预留的148亿m3重复利用库容，其防洪效益的估算包括两个方面：（1）减少城陵矶地区95.6亿m3分蓄洪区建设一次性投资，参照《长江流域防洪规划》设置40处分蓄洪区估算，建设1亿m3分蓄洪区库容投资约2亿元，则可减少投资约191.2亿元。（2）减少中下游地区城乡洪水淹没损失的多年平均值，直接防洪效益18.26亿元，加上25％的间接防洪效益共约22.83亿元。从上述几方面的作用和效益可见，虎跳峡高坝是长江水资源综合利用的龙头，是世界罕见的水力资源明珠。
1.2、助三峡为长江中下游枯水期补水
三峡水库每年10月蓄到正常蓄水位175m，次年4月底消落至死水位155m，6月初空库迎洪，进一步消落至防洪限制水位145m，相应库容水量221.5亿m3。近三年来三峡水库每年为下游累计补水210～215亿m3/s，补水天数约I50天，平均补水约1640m3/s，相当于三峡枯水期平均天然流量5080m3/s的32％，这是统筹兼顾了下游航运，供水及电网发电等需求，实施补水调度的结果。
虎跳峡调节库容达292亿m3，属多年调节水库，平常年份仅运用年库容部分184亿m3，相应年消落水位1948m，遇特别枯水年或连续枯水年，还动用到多年库容部分108亿m3，蓄丰补枯作用突出，据计算若干枯水年枯水期平均天然流量为429m3/s，经水库调节后下洩的流量达1744m3/s，增加1305m3/s，为三峡平均补水流量1640m3/s的80%，可见其作用是很大的。特别是遭遇如1966年7月8月长江中下游出现百年罕见的汛期枯水，三峡水库为了防洪，汛期不能蓄水补水。又如2011年5月6月长江中下游雨季推迟，遭遇50年来严重干旱，三峡库水位己降至死水位155m和防洪限制水位145m之间，可能出现库水耗尽无水可补、天然来水多少就放多少的情况。此时，虎跳峡的多年库容在梯级调度中心的统一调度下，将大显身手雪中送炭。
1.3、巨大的减排效益，使得下游梯级增加保证出力1436万KW。
虎跳峡高坝正常蓄水位2012m，死水位1906m，调节库容达292亿m3，居我国已建未建大型水库之首，又由于其水库位置海拔高，梯级可利用的净水头达1763m，故其水库的调蓄电能达1187亿KWH（8.3Ｘ292Ｘ1763/3600）,不仅是我国也是世界第一位。我国第二位的是龙羊峡、其调蓄节库容及水头分别为198.5亿m3及1609m，调蓄电能736亿KWH。国外的大型电站水库，普遍是库容大，梯级水头相对较低，如国外调蓄电能第一、二位的南美洲卡罗尼河古里及苏联安加拉河伊尔库次克，其调节库容分别达854亿m3及464亿m3，但梯级水头仅244m及430m，调蓄电能480亿KWH及460亿KWH，仅为虎跳峡的40%左右。
虎跳峡所在的金沙江中、下游及长江上游共规划了17个梯级电站，总装机容量约1亿KW，其中三峡、白鹤滩，溪洛渡及乌东德等4个电站的装机容量均在1000万KW以上，其他的13个电站在150～640万KW，这是世界上最大的绿色能源基地。但是虎跳峡下游的16个梯级电站中除了白鹤滩、溪洛渡和三峡具有季调节性能外，其他13个梯级均为日、周调节，总的来说调节性能是很差的，因此具有多年调节性能的虎跳峡对下游梯级电站是关键性工程。虎跳峡与下游16个梯级联合运行时，其保证出力从2869万KW增至4305万KW。增加 2641万KW，增加的年发电量为751亿KWH。
1.4、西南九大水电基地需要虎跳峡高坝
我国西南地区是以水电为主的电力系统，同时西电东送藏电外送均要求水电开发具有良好的调节性能。据现有资料分析，西南九大水电基地中，仅金沙江、澜沧江、雅砻江调节性能较好。九大水电基地中装机容量30万KW以上的大型水电站有139座，总装机容量27948万KW，占全国大型水电站容量的76.5%，但139座电站中具有多年调节性能的仅有3座，即虎跳峡、龙滩及洪家渡。不完全多年调及年调节的7座，即小湾、天生桥一级、两河口、仁青岭、下尔呷、糯扎渡、及构皮滩。具有季调节性能的32座，其中三峡等5座装机容量1000万KW以上的电站，以及锦屏一级，瀑布沟，松塔，二滩等巨型水电站均属此列。其余97座占70%，均为日、周调节或径流式无调节，其中包括葛洲坝、向家坝、锦屏二级等巨型电站。
值得注意的是西藏雅鲁藏布江下游大拐弯处的墨脱水电站（如一级开发，落差2290m，装机容量3800万KW）及其下游5个梯级电站（总落差464m，装机容量1364万KW），在不淹没林芝八一镇的前提下，墨脱各版本正常蓄水位相应的水库调节性能均为季调节。此外，怒江25座大型梯级电站总容量达2961万KW，其中位于滇藏边境的松塔及马吉电站，装机容量均为420万KW，拟分别建307m及300m的高拱坝，但仅获得具季调节性能的36.6亿m3及31.7亿m3的调节库容。怒江上日、周调节性能的大型电站多达20座。
这一切都显示了虎跳峡高坝及调节后的16的梯级电站在西南九大水电基地中的重要地位及作用。在此使我回忆起1959年3月在成都召开的西南三省以补偿调节为中心的水能规划技术经验交流会，与会代表充分讨论了由昆明水电院牵头提出的西南三省12条河流76个水电站跨流域补偿调节计算成果报告，及捷克专家的专题报告等，会议中外专家一致认为中国西南地区不仅是世界水力资源最丰富的地区，而且水力资源的质量很高，因为可以找到虎跳峡、小淂石（雅砻江）、小湾等调节性能好的大型补偿电站，以便与大量调节性能差的被补偿电站联合运行，为西南地区实现水主火辅的方针，同时避免出现大量季节性电能奠定了基础。应该说，当年基础资料十分贫乏，规划工作尚很粗浅，国内筑坝技术水平不高的情况下，由于认识到虎跳峡工程的重大作用，便毅然提出虎跳峡建高坝，实现龙头水库多年调节的设想，这是很可贵的。1960年1月昆明院进行金沙江中下游梯级水能计算时，使用了实测的库容曲线，并提出虎跳峡正常蓄水位2012m，大坝壅水高209m，总库容368亿m3。这个建议今天看来仍有着十分现实的意义。
1.5、虎跳峡高坝的滇中引水工程
云南省省会昆明市所在的滇中地区，幅员面积占全省的26%、人口占40%，而国内生产总值却占达70%。滇中是全国著名的干旱区之一，全省的三个严重干旱区集中在本区范围内，干旱灾害十分频繁，区内水资源短缺及污染问题，势必严重影响云南省的社会经济发展及城乡人民的生活。为此云南省委、省政府十分重视滇中调水工程，组织省内外众多设计研究单位和专家，历时两年多完成了《滇中调水工程规划报告》，报告经过多个方案进行比选，认为金沙江虎跳峡方案是滇中调水的最佳水源点，具有水量充足，水质优良，投资最省运行成本最低等优点。工程规模为年均调水量34.2亿m3，总干渠长688Km，渠道设计流量145m3/s，其中第一期工程平均调水量25.6m3，总干渠长478Km，渠首设计流量95m3/s。
2010年8月，由于虎跳峡高坝受到广泛质疑，陷入争议的漩涡。而2009年汛末至2010年初夏，云南省特别是昆明地区遭遇数十年不遇的秋冬春三季大连旱。致使云南省政府无奈之下放弃虎跳峡这个水源点，新的水源点上移至金沙江上游河段的奔子栏镇附近。
目前，时间过去了近4年，下面几个问题值得关注：（1）据2013年滇中引水规划报告，新水源点的坝址选在奔子栏镇上游11Km的阿洛贡，拟建一座135m高的混凝土重力坝，水库总库容3.01亿m3，工程总干渠全长848Km，其中隧洞97座长766Km。静态总投资972亿元，加上受水区配套工程243亿元共达1215亿元。我们估计其动态总投资将达1580～1700亿元。如虎跳峡近几年能动工，滇中引水工程如改回从虎跳峡水库引水，不仅水质更好供水保证程度更高，同时将节省一座拦河大坝及184Km干渠，投资约300亿元，占主体工程静态总投资的31%，这对云南省政府来说是个很大的节约。该规划报告对972亿元筹资方案中，拟恳请国家同意设立电价附加0.02元/KWH,征收15年，以解决资金的55%，申请中央辅助20%，银行贷款15%，地方财政及企业投入各占5%，可见资金筹措和地方财政都是很不容易的，故对这300亿元（动态投资将达400亿元左右）的人民血汗钱不能等闲视之。
（2）滇中引水工程新水源点阿洛贡大坝的正常蓄水位2090m，远比虎跳峡替代工程其宗及塔城的正常蓄水位2150m（或2105m）及2100m低，其大坝及首段94Km干渠全淹没在其宗（或塔城，下同）水库中，相互矛盾很大。如果先建其宗，则引水工程必须下移94Km至其宗坝前取水，且可节省投资约190亿元。如果先建引水工程，则其宗正常蓄水位将降至2020m左右，大坝壅水高仅32m，工程将被否定。因此，必须明确其宗的开发问题（是否开发，何时开发），滇中引水方案才能落实。而目前其宗或塔城与虎跳峡的比较尚有争议，下游16个梯级又不应该没有龙头水库，滇中引水工程自是定不了案，更谈不上尽快开工。故四年前为了避免虎跳峡迟迟不能定案，不惜多花300亿元上移水源点、希望早日开工的初衷恐怕要落空。
（3）不论水源点如何选择，均不能解决滇中昆明等地区，中期的频繁干旱缺水的燃眉之急，故省、市政府抓紧实施牛栏江～滇池补水等工程实为上策，该工程在牛栏江德泽建水库，抽水223m经115KM输水道入盘龙江，经昆明市区注入滇池年补水量6亿m3，意义重大。正如2008年掌鸠河云龙水库建成，经98Km输水工程向昆明调水2.2亿m3，对抵御2010年昆明地区近十年不遇的大旱起了重大作用一样。这些工程也同时为规模宏大的滇中引水工程争取了时间，缓和了矛盾。
根据上述情况及本文建议应促虎跳峡尽快上马，并带动滇中引水工程早日动工，水源点更改回虎跳峡水库取水。
二、虎跳峡高坝能否被替代？
滇西北地区山多地少，少数民族聚居，虎跳峡水库淹没巨大，还涉及生态环境，文物保护及影响自然景观等问题。因此，有关设计单位一直十分注意在虎跳峡185Km河段上，寻找较少淹没的替代坝址方案，经过反复研究，最后选择上游的其宗和塔城两个坝址方案，其各项技术经济指标与虎跳峡高坝比较如下表3:
表3虎跳峡与替代电站比较表
2.1其宗、塔城水库地形比较狭窄，坝址冲积层很深厚，为了获得一定调节性能的库容，体现龙头水库的作用，其宗心墙堆石坝坝高竟达356m，塔城达308m。为了降低坝高，如仅挖掉部分冲积层，其坝高分别降至286m及238m，但将大坝建在70m厚冲积层上，存在若干关键技术问题不易解决，目前国内外300m级心墙堆石坝的防渗心墙一般均建在基岩地基上，如表2中的罗贡、双江口、努列克及糯扎度。其宗356m远超世界水平的高堆石坝，其建设难度要充分估计。而虎跳峡修建278m高的混凝土双曲拱坝较有把握，因近年来在西南地区先后建成的双曲拱坝有锦屏一级、小湾、溪洛渡，其坝高均超过虎跳峡，在建的白鹤滩及乌东德的坝高也分别达到284m及265m。
2.2其宗、塔城规划如此高的坝，但其获得的水库调节库容分别为105亿m3及63亿m3，而跳虎峡的调节库容292亿m3几乎是他们的3倍和5倍。而对下游16个调节性能很差的梯级电站1763m净水头，上亿KW装机容量的龙头水库来说，调节库容的大小是关键所在。他们的比较不是同一个数量级的，其宗和塔城没有可比性。又据称其宗大坝拟降低45m，正常蓄水位降至2105m，其有效库容不足60亿m3，仅为虎跳峡的1/5。
2.3其宗、塔城的最大优点是避开淹没耕地连片，人口集中的石鼓镇和巨甸镇，故水库淹没耕地均约5万多亩，迁移人口约2.6万人，比虎跳峡水库少很多。这就存在一个利害得失的权衡与取舍问题。虎跳峡由于调节库容巨大，对下游16个梯级增加的装机容量（必须容量）较其宗及塔城分别大1427KW及1970KW，容量净效益相应大470亿元及649亿元，同时电量年净效益及防洪效益之和分别大83.9亿元及117.6亿元。而虎跳峡较其宗及塔城均多增加约14万多亩耕地及7万多移民，相应增加的淹没补偿投资约157亿元，当然投资补偿不足以说明淹没的严重性及处理的艰巨性，但也从经济上综合说明建虎跳峡所得远大于所失。
为了减少淹没损失找替代水库，笔者还研究过其宗以上的金沙江上游河段跟着至拖顶的10个梯级电站，但其调节库容比塔城还小，更不具可比性。以上情况说明，其宗和塔城远没有虎跳峡优越，更没有可比性，虎跳峡高坝不应被替代，也不能被替代。
三、尽快决策虎跳，做好移民，及早动工
如前第二节所述，虎跳峡高坝是不能被其宗或塔城所替代的，在此情况下，虎跳峡上不上就取决于其利弊得失的衡量和判断了。如果说三峡工程为了保障荆江两岸1500万人生命财产的安全，为了2250万KW的电力和660KM的深水航道，不惜130万人搬家是正确的话，那么不难理解，关乎上亿KW世界最大绿色能源基地巨大利益及引水补水防洪等重大效益的虎跳峡，不得不让以少数民族为主体的10万人搬家，更应该说是正确的。
特别是今天对水电的开发，更应从更高层次的两个大局出发来考虑，一是我国环境污染十分严重，雾霾天气持续，必须大力发展可再生能源来减少和替代煤炭等化石能源，而水电是国际公认的最佳选择。另一是我国人多水少，水资源时空分布不均，需多建水库蓄水工程，减缓干早、洪涝之灾。这两者都是以人为本保障人类可持续发展的大局。目前质疑或反对上虎跳峡高坝的意见主要是对移民问题的担心，对生态环境及著名虎跳峡大峡谷自然景观产生影响，对这些问题必须高度重视妥善处理，积极采取措施对其不利影响减少到最小。但这些问题与其利弊相比与上述大局相比，毕竟是第二位的问题，不应以此为由反对或拖延虎跳峡的开发。
做好移民工作是虎跳峡开发的核心问题，重中之重。除了深入细致做好宣传教育工作外，应实行"先移民，后建设"的方针和"一库一策"的思路，根据国家政策和当地实际情况，安排好和用好移民投资，大家最关注的是移民长效补偿机制。目前云南省多个大型水电站实施每人每月补助250元至300元，即每年3000至3600元的办法，这个办法比较切实可行。
在本文结束时提个小建议，虎跳峡工程的名称还是叫虎跳峡为好，不要叫龙盘，原因有三:(1)虎跳峡之名自古以来众所周知，水电站以所在地命名顺理成章合乎情理，且几十年沿用至今并无不妥。(2)龙盘容易与上游约12KM的龙蟠坝址同音字近而混淆，本人最初接触龙盘即误以为是龙蟠、同一地方。(3)避免有人质疑换名是为了掩人耳目，以为龙盘不在著名景区虎跳峡大峡谷中。
参考文献
[1]．金沙江中游河段水电规划报告——1999年12月国家电力公司昆明勘测设计研究院、中南勘测设计研究院
[2]．其宗水电站预可行性研究报告——2008年11月中国水电顾问集团公司昆明勘测设计研究院
[3]．金沙江干流综合规划报告（简本送审稿）——2008年12月水利部长江水利委员会
[4]．盘龙水电站预可行性研究报告（咨询稿）——2009年3月中国水电顾问集团中南勘测设计研究院
[5].滇中引水工程咨询评估汇报材料——2013年1月长江勘测规划设计研究有限责任公司，昆明勘测设计研究院，云南水利水电勘测设计研究院
