三峡工程溃坝的巨大量化风险 --- 严重违背国际通行的风险量化标准 ( 1 ) 人类社会至今为止高居榜首的三大工程灾难应该是板桥水库溃坝、切尔诺贝利核电事故和福岛核电事故,其中排名第一的板桥水库溃坝以6亿多立方米水量引发60多座水库连锁溃决,保守估计造成直接和间接死亡人数20多万,受灾人数一千万以上。而目前人类所能想像得到的有可能的有史以来最恐怖的工程灾难,应该就是三峡大坝溃决的末日景象,总库容近400亿立方米的水量和溃决时高达百米的水龙向人口密集的长江中下游咆哮而下,将彻底摧毁葛洲坝水利枢纽和从宜昌直到沙市的沿江地带,并淹没江汉平原直到武汉,洪水范围影响直达南京,保守估计的死亡人数也是数百万,受灾人数可达近亿。 三峡工程2009年完工至今8年,其在防洪、生态、航运等方面显示出的缺陷已引发大量的社会评论,本文则认为三峡工程最致命最不可行的问题还在于巨大的溃坝风险,风险(RISK)一词按国际大坝委员会的定义是“对生命、健康、财产、或环境产生负面影响的事件的概率和严重后果的度量”,其中最基本和最重要的风险量化参数是(f,N)组合,f代表事件概率,N代表死亡人数。本文将对三峡工程的溃坝风险作一量化分析,并与国际通行的工程可接受或容忍量化风险比较,结果显示三峡工程的溃坝风险超过后者2到3个量级,即100~1000倍之间,以这样大的风险量级悬殊,姑且不论三峡在其它方面的缺陷以及替代方案的可能,无论此项目有任何的特殊性,三峡工程是否可行的讨论应该就到此为止。 就上文所提及三峡溃坝的末日景象,通常人们都是把溃坝可能性联与战争攻击,例如钱伟长1991年在报刊上发表的“海湾战争的启示”,其实军事打击只是下列按严重度和可能性大小排列的各类危险(HAZARDS)中最小的一种: A. 尚未知晓的危险 B. 外力(洪峰,地震等)超过设计承载以及强度(混凝土,基岩,老化等)低于设计值的危险 C. 人为误差和无意失误的危险(勘察,设计,施工,运行,保养,监测等) D. 人为故意攻击的危险,包括恐怖袭击和军事打击 其中列在首位的是A类尚未知晓的危险,即对此危险的察觉和了解超过人类现有知识或经验范围,大多数的新技术或新结构的工程灾难都是出于A类危险,最常见的是现有的科学理论的局限或不足,例如美国TACOMA悬索桥的垮塌是由于当时所未知的负阻尼现象,其次是在现有理论框架范围内的但却没有考虑到的破坏机制,例如哥伦比亚号航天飞机事故的原因在于泡沫塑料散落和碎片撞击,此类情况已知但却没有被考虑为安全威胁,另一个例子是福岛核电事故,海啸会导致的连锁性破坏没有被考虑为致命的安全威胁。 由于尚未知晓的危险属于无法量化的一类,因此工程上的风险量化通常是对后面三类进行,所得到的风险指标也就必然是低估的,一个极端的例子是NASA的航天飞机可靠度分析报告,得到的航天飞机飞行次数的失败概率是万分之一的量级(相比较商业飞机飞行次数的失败概率是百万分之一量级), 而由于隐藏的巨大尚未知晓的危险,实际航天飞行的飞行次数失败概率是2/135,两次失败分别是挑战者号和哥伦比亚号,在这样巨大的失败风险之下,航天飞机不得不暂时退出航天计划。
浏览网页,发现一则多处转载的消息《世界气象组织给出答案 三峡工程影响气候?这是个传说!》,原始出处为光明日报。 此消息的原始出处见: http://www.cnknowledge.org/uploads/pdf/报纸/基础科学/三峡工程影响气候_这是个传说_李盛明.pdf 不过,有点奇怪的是,我搜了半天,除了记者的报道外,似乎很难找到报道中所称的《三峡工程气候效应评估报告的决策者摘要(SPM)》中文文本。当然,在国际场合,仅发布英文文本也是可能的,但仅凭记者转述,权威性、准确性就要大打折扣。 非常奇怪的是,记者所称的WMO会上正式发布的《三峡工程气候效应评估报告决策者摘要》英文文本也是遍寻无着。我不由得作这样的 联想 ,所谓“三峡工程影响气候?这是个传说!”的答案似乎是记者给出的,而不是世界气象组织。与中文的报道相比,附6新闻中的记者又是另一位了,两位记者不约而同编同样的故事可能性不大。那么,我的 联想 的可靠性看来也要打上一个大问号。 目前,我只在WMO网站上找到一个由中国多名作者完成的三峡工程潜在气候影响报告的英文文本。我暂时不能确定此文本与传说中的SPM的关联。至于记者所说三峡SPM(应系Summary for Policy Makers的缩写)的真容,我目前尚不太清楚。我希望有兴趣的网友施展一下搜索本领,对记者消息的出处追根求源,锁定报道标题中所谓“给出答案”的真实主人。此外,因为不少网友并不见得能够读懂英文,我希望,能有热心人士将英文文本翻译成中文以便更多的网友了解与阅读。 附1:WMO公布发表的的三峡工程潜在气候影响报告英文文本(作者为中国气象局矫梅燕等) http://www.wmo.int/pages/publications/bulletin_en/addressing_potential_climate_effects_project_en.html 注:非常奇怪,登载中国报告的同一期WMO公报中并无SPM的踪影。 附2:光明日报的报道摘录(网址见上) /2013 年/7 月/5 日/第008 版国际新闻 世界气象组织给出答案 三峡工程影响气候?这是个传说! 本报驻日内瓦记者 李盛明 面对近十年来全球普遍出现的极端气候状况,国际上出现了不少对于大型人造工程的质疑。 有人认为,是大型工程的建设导致了极端气候的频发,而极端天气出现的可能性增大也为基础建 设提出了更高的建设要求。面对相关的争论,中国气象局和世界气象组织7 月1 日在瑞士日内瓦 联合举行了主题为“气候为水行业服务——三峡气候服务个例研究”边会,并首次在国际会议上 发布了“三峡工程气候效应评估报告的决策者摘要(SPM)”。此次边会是世界气象组织的政府间 气候服务框架系列会议的一部分,由世界气象组织气候与水利部门主任布鲁斯·斯图尔特博士主 持,中国气象局副局长矫梅燕在会上进行了发言,中国气象局国家气候中心主任宋连春进行了相 关报告的展示,世界气象组织水文学委员会主席的代表詹·丹亥卡进行了报告点评。 作为“政府间气候服务理事会第一次会议”的延伸,世界气象组织1 日召开了为期5 天的政 府间对话会议。在开幕的当天中午就举办了“三峡气候服务”边会,说明了世界气象组织对此的 重视程度,也印证了国际社会对于这一问题的高度关注。中国气象局副局长矫梅燕在接受本报记 者采访时说:“对于三峡工程可能对气候造成的影响以及与极端天气之间的关系,我们进行了专 项评估。我们用特别具体的三峡案例的科学研究成果作为对国际社会质疑的回应。” …… 附3:光明网消息 世界气象组织给出答案:三峡工程影响气候?这是个传说! http://politics.gmw.cn/2013-07/05/content_8178998_2.htm 2013-07-05 02:32 来源: 光明网-《光明日报》 中国气象局在会上介绍了多年来长江三峡水利工程气候服务情况,内容涵盖了三峡库区专项气候监测网的建设、库区气候立体监测、保障蓄水和水库安全运行的针对性预报预测服务、蓄水后三峡库区对局地气候的影响评估及服务过程中积累的主要经验。评估报告认为,近50年来,三峡库区和降水的变化与西南地区、长江上游乃至整个长江流域的变化趋势基本一致。三峡水库建成蓄水后,对库区附近的气温具有微调作用,冬季有增温效应,夏季有弱的降温效应。数据模拟分析表明,三峡水库对附近的气候有一定影响,但影响明显的范围不超过20公里。全球气候变化是极端天气气候事件频发的大背景,近年来发生在长江流域的重大旱涝事件是大范围的大气和海洋异常造成的,三峡水库的影响作用无论怎样评估都很小。 需要强调的是,近十年来极端气候在全球范围内的普遍出现已经引起了国际气象部门的强烈关注。世界气象组织于4日发布了针对近十年极端气候研究的报告,展示一些相关的研究结论与成果。虽然三峡气候服务的评估报告主要是在中方科学家的努力工作下完成,但是其审核和公布的全过程都经过了世界气象组织的指导和监督,因此此次边会也是与世界气象组织共同召开。世界气象组织对中国气象局为水利行业所提供的气候服务给予了积极的评价。 世界气象组织水文学委员会主席的代表詹·丹亥卡在会上评价说:“中国的三峡报告展示了一个大型工程建设和为大面积区域人口提供气候服务案例,体现了中国跨部门跨领域专家合作的成果和能力,中国气象局所介绍的集信息采集、气候观测和指标监控的科学研究综合平台体现了国家的发展实力。”矫梅燕副局长也表示,针对三峡工程的评估是一个专项团队工作,类似的气候服务工作将在未来经济社会发展的过程中会扮演越来越重要的角色。中国气象局跟国内的水利水文部门、气候变化领域的科学家等共同对三峡的气候问题进行了整体分析。评估团队利用长序列的历史资料,通过对三峡工程建前建后的条件进行对比分析,以期证明三峡工程对极端气候事件的影响。三峡的气候评估不仅分析和研究了气候效应与重大建设工程的关系,更是中国利用先进技术手段进行气候服务的科学实例。在这个案例里,中国气象局通过一套成熟的气候监测系统,借助高性能计算机的运算能力进行气候模拟和对比,从而得出综合的结论。此外,分析还引用了大量的社会经济发展的信息,综合了社会科学专家的研究成果,让分析更加立体和丰富。 附4: http://ncc.cma.gov.cn/Website/index.php?NewsID=8809 (中国国家气候中心网站) 政府间气候服务委员会会议在日内瓦召开 我方发布《三峡工程气候效应评估报告决策者摘要》 世界气象组织于7月1日至5日在瑞士日内瓦召开政府间气候服务委员会(IBCS)第一次会议,本次会议将批准全球气候服务框架实施计划。中国气象局副局长矫梅燕率中国代表团出席了此次会议。中国代表团成员、国家气候中心主任宋连春参加了会议。 7月1日中午,中国气象局与世界气象组织秘书处共同举办了三峡气候服务边会,会上正式发布了《三峡工程气候效应评估报告决策者摘要》。矫梅燕在边会致辞中表示,中国气象局借助向三峡工程提供气候服务的机会,在气候信息为水资源管理服务方面进行了持续探索。中国气象局组织了来自气候学、水文学、社会学等相关领域的专家,通过大量的分析研究,从三峡气候背景、蓄水前后气候对比分析、三峡附近极端气候事件成因分析、三峡工程在防洪减灾和应对气候变化中的作用、未来气候变化预估及对三峡工程的影响和对策等方面,对三峡工程的气候效应和影响进行了科学、系统地综合性评估,形成了三峡工程气候效应评估报告及其决策者摘要。国家气候中心主任宋连春详细介绍了三峡气候效应评估结果和气候服务情况。WMO秘书处气候与水司司长Bruce Stewart博士主持了会议,WMO水文学委员会主席代表Jan Danhelka对三峡气候服务给予了高度评价。WMO副秘书长Elena Manaenkova、WMO农业气象学委员会主席等出席了边会 。 (中国气象报通讯员徐相华报道) 附5:国内的相关报道 http://news.xinhuanet.com/world/2013-07/05/c_124962628.htm http://www.gov.cn/gzdt/2013-07/03/content_2439424.htm http://www.ctgpc.com.cn/tg/news.php?mnewsid=73893 (三峡总公司) http://www.chinadaily.com.cn/dfpd/shizheng/2013-07/03/content_16713395.htm http://news.qq.com/a/20111112/000094.htm http://www.dfdaily.com/html/113/2013/7/3/1025067.shtml http://roll.sohu.com/20130705/n380807829.shtml http://news.cnr.cn/gjxw/list/201307/t20130705_512977036.shtml] http://www.china.com.cn/news/env/2013-07/03/content_29302134.htm http://www.chinanews.com/gn/2013/07-03/4995060.shtml 附6: http://www.cma.gov.cn/en/NewsReleases/News/201307/t20130710_219039.html 中国气象局官网 Experts affirmed summary of Three Gorges climate report 10-07-2013 Source:China Meteorological News Press On July 8, CMA organized a meeting to analyze and appraise the summary for policymakers of A Comprehensive Assessment Report: Climatic effects of Three Gorges Project. Experts participating in the meeting carefully analyzed and appraised the products of this report and the conclusion of the summary from the aspects of role of the Three Gorges Project in flood control, disaster reduction and addressing climate change, features of the climate evolution of the Three Gorges reservoir area and the Yangtze River Valley and some others. Deputy Administrator of CMA Jiao Meiyan, Academician of Chinese Academy of Engineering Li Zechun and Ding Yihui and experts from CMA, Ministry of Water Resources, Chinese Academy of Sciences, Tsinghua University, Peking University and many other relevant units participated in the meeting. Jiao Meiyan introduced the condition of the 1st session of IBCS which was held in Geneva from July 1 to 5. This summary was released in the side meeting of the Three Gorges climate service which was jointly sponsored by CMA and WMO Secretariat to show CMA's efforts in tackling climate change and offering climate service. These experts expressed that this summary reflected the climate monitoring effect and climate change features in the Three Gorges reservoir area in an objective and scientific term. It also evaluated the condition of future climate change in the reservoir and gave relevant adaptive measures. Editor Kong Yan 附7:一篇标题有些夸张的英文文章摘录(我未阅读正文,只是看了标题) http://www.e-ir.info/2014/01/30/china-dams-the-world-the-environmental-and-social-impacts-of-chinese-dams/ China Dams the World: The Environmental and Social Impacts of Chinese Dams Frauke Urban and Johan Nordensvard , Jan 30 2014 China’s rapid economic growth has created a series of pressures that has forced the country to engage more closely with a number of low and middle income countries. First, rapid growth is depleting scarce domestic natural resources, including energy resources and minerals, and so part of China’s ‘Going Out Strategy’ encourages overseas investment to access these resources (Mohan and Power, 2009; McNally et al, 2009; Urban and Mohan, 2011). Secondly, as some sectors of the Chinese market become relatively saturated, the first generation of large state-owned enterprises (SOEs) liberalised under the post-1979 reforms need to internationalise and acquire new markets (Huang, 2008). Thirdly, China’s rapid technological advances – such as in energy technology- have made it possible to expand overseas. These three drivers – resource access, new markets, technological advances– come together in the hydropower sector where China is the pre-eminent global player in major dam projects, often with the support of Chinese state finance (Bosshard, 2009; Urban and Mohan, 2011). Large dams have been controversially debated for several decades due to their large-scale and often irreversible social and environmental impacts (WCD, 2000). In the pursuit of low carbon energy and climate change mitigation, hydropower is experiencing a new renaissance in many parts of the world, despite its vulnerability to climate change and increased water stress (IPCC, 2011). At the forefront of this renaissance are the Chinese, the world’s largest dam builder. Sinohydro, a Chinese state-owned enterprise (SOE), is leading the global hydropower sector in terms of number and size of dams built, investment sums and global coverage. While China has a long history of domestic dam-building, recent developments have led to rising numbers of Chinese overseas hydropower dams, particularly in low and middle income countries in Asia and Africa (Bosshard, 2009; McDonald et al, 2009; International Rivers, 2012). Power generation equipment is now China’s second largest export earner after electrical appliances (Bosshard, 2009). Other motives include China’s search for overseas job creation for Chinese workers and for providing the infrastructure for larger resource extraction projects (Bosshard, 2009), for example, in planned aluminium industries at the Bakun dam site in Borneo, Malaysia. ……
也就是说,海平面变化控制着长江中下游干流的水位变化,而长江干流水位是鄱阳湖的区域基准面,影响着鄱阳湖湖面水位、面积、水量的变化。在这个基础上,鄱阳湖流域内部的气候变化、特别是降水变化进一步对鄱阳湖的变化产生影响。 我们首先了解在自然状态下,鄱阳湖水位与面积变化的机理。在通常情况下,由于鄱阳湖流域的降水变化,从2月起入湖水量(来自鄱阳湖流域的)开始大于出湖(入长江)的水量,所以,每年从4月至7月鄱阳湖水位明显上升。从7月至9月,由于长江干流河道在这一时期的水位较高,长江水位对鄱阳湖有顶托作用,甚至出现长江水倒灌进入鄱阳湖的过程。历史记录显示:长江干流水倒灌鄱阳湖的流量最大可达9450 m 3 /s。这种顶托和倒灌作用使鄱阳湖水位在这一阶段维持在高位。从9月起至来年的1月,出湖(入长江)水量开始大于(来自鄱阳湖流域的)入湖水量,导致鄱阳湖水位逐渐下降。 那么,在三峡工程的背景下,长江中下游干流水位发生什么变化?这些变化又对鄱阳湖水位产生了什么影响? 1. 按照设计,三峡水库每年10月开始蓄水。近年由于气候干旱及三峡水库上游其它大型水库影响,已趋于在9月份合适的时期开始提前蓄水。前已述及,在自然状态下,9月份长江干流的高水位对鄱阳湖有顶托作用,9-10月份干流高水位时期对鄱阳湖的顶托作用对鄱阳湖其它时期的湖水位的影响十分重要。可见,由于三峡水库的蓄水作用,鄱阳湖向长江出水过程比自然状态下提前了1-2月。 2. 有人会说,那么等三峡水库下一年泄水的时候不是加大了长江中下游干流的流量么?不错,每年12月至下年4月期间,三峡水库内储蓄的水量必须向中下游河道释放,加大中下游干流河道的流量,对长江中下游枯季水量与水质有利。但是,鄱阳湖很难享受到这一好处,这一时期长江干流与鄱阳湖水位总体上处于低位,三峡水库这一时期补充的来水量还不足以大幅度改变鄱阳湖至长江的水位比降,从而对鄱阳湖产生明显的顶托作用,更不用说形成逆比降,产生倒灌鄱阳湖的水文过程了。2011年的数据支持了原先我对这一问题的看法。据鄱阳湖水文局的数据:“5月18日,三峡大坝的蓄水量是226亿立方米,最近几天每天以3000m 3 /秒的速度放水。但是这个水量最远只能影响到鄱阳湖湖口地区的水位,对星子站以南的湖区基本没影响”。 3. 三峡工程的三大功能之一是防洪,或更精确一点说,是减缓长江中下游的防洪压力。所以,类似历史上长江中下游的大洪峰将很难见到。1954年9月8日, 长江干流水倒灌鄱阳湖的流量最大达9450 m 3 /s。所以,以后长江倒灌鄱阳湖的水文过程将产生趋势性变化:频率趋低,强度趋弱。 4. 水库蓄水过程大幅度减少出库流量,降低长江中下游干流的水位,直接影响鄱阳湖水文变化。此外,三峡工程的存在对鄱阳湖水文还有间接的、长期的影响。由于三峡大坝的拦截,从长江上游进入长江中下游的泥沙数量大幅度下降(有兴趣者可下载阅读本人有关学术论文: Sediment transport from the Yangtze River, China, into the sea over the post-Three Gorge Dam period: A Discussion (见:教育部科技论文在线优秀学者及主要论著 , 网址 http://www.paper.edu.cn/index.php/default/scholar/homepage/281886 )。河道的下切导致长江枯水期同流量水平条件下水位下降,加大了鄱阳湖至长江干流之间的水位比降,使鄱阳湖出流速度加大,即湖泊水位下降。 上述四个方面的影响,总结起来,就是三峡工程导致了鄱阳湖水文的趋势性变化:(1) 每年9-10月份三峡水库蓄水,鄱阳湖提前进入净失水期;(2)洪季三峡水库的对洪水的削峰作用,削弱了长江干流的顶托作用和倒灌作用,不利于鄱阳湖水量的补充和高水位形成;(3)三峡工程背景下,长江中下游河道的冲刷导致枯季同流量条件下干流水位的下降,有利于鄱阳湖水量进入长江干流河道。 但是,并不能把所有不利因素都归因于三峡工程。也有一些其它区域性因素加重了鄱阳湖的低水位。如:(1)长江中下游河道的巨量采砂,显著改变了河床的地貌形态,进一步加重枯水期同流量水平条件下长江水位的下降。针对长江中下游干流河道采砂导致的一系列问题,作者曾在2006年曾向国家提出建议(见: 陈西庆,2006年,“关于进一步保护长江中下游-河口床沙资源的建议”,中国科学技术协会《科技工作者建议》,2006年第6期(总第325期),单行本,1-8页; (2)鄱阳湖周边地区耗水量的大幅度增长,这是鄱阳湖流域社会经济飞速发展的结果。 下接第3部分: 鄱阳湖建坝的思考---兼谈三峡工程对长江中下游水资源的影响(3)