王維洛:三門峽大壩工程設計誰之錯?

——中國為什麼不向蘇聯索取三門峽大壩工程設計錯誤所造成的全部損失?

王維洛

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【大紀元4月12日訊】黃河三門峽大壩工程是由中國政府委託蘇聯列寧格勒水電設計院設計的。按照國際慣例,水庫大壩工程由於設計的錯誤而失敗了,中方本有權力向工程設計單位索取全部賠償。但是,為什麼中國人只敢大講特講蘇聯人設計的錯誤,而連向蘇聯提出經濟賠償的這點勇氣也沒有?

近來中國的報刊上、網站上多出現一些批判“學養欠佳”的環保主義者的文章,有文章甚至提出這樣的論點,認為“改造後的三門峽所創造的社會生態環境效益,總體上還是大於其產生的(負面的)社會生態環境影響。”。可見國人對三門峽大壩工程所造成的對生態環境和對社會的嚴重危害,包括在三門峽工程經過二次改建之後仍然存在的危害認識不足。不過這也難怪,國內關於這些大型水庫大壩工程建成後的利弊的公開討論很少見報,而新聞媒介又多報“喜”不報“憂”。

一、蘇聯承擔三門峽大壩工程的規劃設計

毛澤東這一輩子就出過一次國,就是在新中國成立之後到蘇聯,和史達林簽訂中蘇友好聯盟條約。1952年開始,中國政府向蘇聯政府聘請專家綜合組幫助制定黃河治理規劃。1952年1月,蘇聯專家組達到北京,2月份開始進行實地考察。1954年蘇聯對華156項重點援建項目出臺,其中包括黃河三門峽大壩工程。中央政府決定由蘇聯方面承擔三門峽大壩工程的規劃設計工作。具體擔任三門峽大壩工程的規劃設計的是蘇聯列寧格勒水電設計院。

1957年4月,黃河三門峽水利樞紐工程正式開工。1958年11月25日,三門峽工程完成對黃河的截流。1960年6月,壩築到了340米。1960年9月,三門峽水庫關閘蓄水。1961年4月,大壩已經升高到海拔353米。1962年2月,第一台15萬千瓦機組開始發電。一個月後,1962年3月水電部鄭州會議卻決定,由於三門峽水庫的泥沙淤積問題,放棄三門峽工程的防洪目標,減少發電裝機容量,改變三門峽水庫的運行方式。此此鄭州會議宣佈了三門峽工程的失敗。從1960年9月三門峽水庫關閘蓄水到1962年3月鄭州會議,一共只歷時18個月。毛澤東在聽到三門峽工程失敗的消息之後,十分暴躁,說∶“不行就把它炸掉!”

三門峽水利樞紐工程總投資預算為13億元,而工程總結算時實際耗資達40億元。對於生活在2005年的中國人來說,這40億元,並不是一個什麼天文數字。按照當時40億元人民幣的購買能力,可相當於2005年的4000億元人民幣。2003年秋天渭河流域的一場五年一遇的降雨,讓中國人第一次粗識了失敗了的三門峽大壩工程的危害。

二、誰應該對三門峽大壩工程的失敗負責?

許多人認為,黃河三門峽工程是蘇聯人設計錯誤所造成的。李鵬在三峽工程日記一書中對此有下面的評論∶

“這次整理三峽日記,使我回憶起50年代中期,我與蘇聯水電專家猶太籍格裏哥洛維奇的那次談話。他是負責豐滿水電站大壩恢復設計的,同時還負責黃河中游三門峽水利水電工程的設計。他採用“帷幕灌漿”的辦法,成功地修復了豐滿大壩,但是他負責的三門峽工程設計卻沒有取得成功。

原因是對泥沙處理不當。當時,他想通過三門峽水庫來儲存泥沙,並預計可以儲存20年的泥沙。但是大壩啟用之後,按設計要求提高水位,很快發現問題∶陝西省八百里秦川的大片良田嚴重鹽鹼化。所以水庫只好被迫降低水位運行,並且還要對大壩重新設計、在壩體內打通排沙孔,進行徹底改造。當時我問他∶“三門峽泥沙如何處理?”他說∶“三門峽庫容可以存20年的泥沙,在這20年內,讓黃河中游封山育林。種樹種草,治理水土流失。”事實說明,他對中國情況瞭解得很膚淺,設計思想脫離實際。試想,黃河危害中原數千年,都是由於黃土高原泥沙沖刷淤積所致。20年內,要完全做到水土保持,談何容易!”(李鵬∶眾志揮宏圖,李鵬三峽日記,第14—15頁)

從這段文章中可以看出,李鵬認為黃河三門峽工程失敗的原因是蘇聯設計思想脫離實際所造成的。

黃河三門峽工程失敗了,給中國人民造成了巨大的經濟、社會和生態環境的損失,給中國政治家的聲譽也帶來巨大損失。按照國際慣例,中國方面完全有理由向蘇聯索取經濟賠償。擔任過國家總理的李鵬也認為是蘇聯人的錯,但是,為什麼中國人連向蘇聯提出經濟賠償的這點勇氣也沒有?

三、中共中央批准水電部黨組的更改黃河三門峽大壩工程設計的報告

要讓蘇聯方面對黃河三門峽工程的設計錯誤做出賠償,就必須證明中國方面是按照蘇聯的設計的方案建造的,並按照蘇聯設計的運行方案執行的,而使用的結果是工程目標不能達到,並且導致了三門峽庫區生態環境惡化的嚴重結果。

蘇聯列寧格勒水電設計院設計的黃河三門峽水庫的蓄水位為海拔360米,總庫容647億立方米的庫容,是壩址處黃河年徑流量419.43億立方米的154%,是年調節性水庫。這個蓄水位為海拔360米是經過中國政府同意的,並作為設計任務書中一項重要指標交付蘇聯方面的。

1957年4月,黃河三門峽大壩工程按照蘇聯方面的初步設計正式開工。一年之後,在沒有得到蘇方同意的情況下,中國方面更改了三門峽大壩工程的設計,而且當時中蘇關係還處在蜜月階段,為什麼?

1958年4月,在三門峽工程開工一年後,由於陝西省的堅決反對,周恩來在三門峽工地召開了現場會,重新討論建設三門峽工程的目標和海拔360米的蓄水位高程。同年6月,水電部黨組向黨中央提交了“關於黃河規劃和三門峽工程問題的報告”。

在該報告中,水電部黨組將蘇聯列寧格勒水電設計院的設計作了重大更改,主要有以下幾點∶第一∶將蓄水位從海拔360米下降到350米。雖然報告中說,大壩仍然按照正常高水位360米設計,施工按蓄水位海拔350米進行,壩頂高程海拔353米。由於壩頂只有海拔353米,蓄水至海拔360米已經是不可能的事。第二∶水庫總庫容減少了287億立方米,減少庫容44.36%。蘇聯方面設計的總庫容為647億立方米,由於蓄水位從360米下降到350米,庫容也相應大幅度減少,只剩下360億立方米。黃河水利委員會主任王化雲認為三門峽工程的最大優點就是口小肚子大,這一改把優點都改沒了。第三∶1967年前最高運用水位不超過海拔340米。由於水電部黨組對於蓄水位至海拔350米的情況也沒有把握,所以提出前期只將蓄水位控制在海拔340米以下。這個措施和後來的長江三峽工程的一次建成,分期蓄水移民的措施是一脈相承的。第四∶死水位由原來的海拔335米降至海拔325米。第五∶泄水孔底檻高程由原設計的海拔320米降至海拔300米。

1961年4月,大壩在海拔353米處封頂。至此,三門峽大壩工程全部完工。應該說,三門峽大壩工程是按照中共中央批准的、水電部黨組上報的設計建設的,而不是按照蘇聯列寧格勒水電設計院的原設計施工的。

四、現在的三門峽水庫的庫容和泥沙淤積都是在蘇聯專家設計的死庫容內

1960年水庫開始蓄水,1961年2月9日,蓄水到332.58米,遠未到設計蘇聯設計高度海拔360米,也沒有到達經中方修改的海拔350米,或是1967年前的海拔340米,就發現水庫中泥沙淤積迅速發展,特別是距離壩址100公里處的潼關的水位上升,同時,關中平原渭河水位也上升,被涉及的移民人數遠遠超過原來所設想的。

根據曾慶華先生的“重溫歷史經驗,進一步改進三門峽水利樞紐,解決潼關以上庫區繼續淤積和洪澇災害問題”一文,1961年10月下旬,當三門峽壩址處的水位為332.5米時,黃河流量為2000立方米/秒,造成回水頂托,渭河口形成攔門沙,華縣水位達337.84米,渭河下游兩岸以及黃河朝邑灘區5000人受洪水包圍,淹沒耕地25萬畝。(泥沙研究,2002年第三期)又根據黃河水利委員會龔時的資料,當三門峽壩前水位超過330米高程時,渭河下游兩岸防護堤均將漫頂,淹沒關中平原50萬畝耕地,影響25萬人。可見當三門峽水庫在壩址處的水位在海拔330米時,渭河兩岸關中平原的水位不是仍然保持在海拔330米,而是接近海拔360米。三門峽水庫淹沒了關中平原大片土地,形成水庫淹沒區,這裏的水位要比大壩處的水位高出近30米。龍毓騫、張啟舜認為∶由於主槽淤高,常水位抬高,影響兩岸地下水的排泄,更由於主槽過洪能力的削減,灘地淤高,洪水位也相應提高,影響範圍之遠和所需要調整時間之長均非始料所及。

根據原水利部部長錢正英的回憶∶1960年三門峽蓄水不久,就開始出問題了。到了1962年、1963年,三門峽淤積越來越嚴重。事實上由於懷疑,三門峽的設計在1958年經過總理主持修改,把三門峽蓄水位已經改低了,但是還是發生了嚴重的淤積。到了1964年春天,由於三門峽庫區末端的淤積嚴重影響渭河兩岸,甚至威脅到西安的安全。……周恩來出國訪問回來,把我找到他的辦公室,對三門峽憂心忡忡,說毛主席都講了,三門峽真的不行就炸掉它(參見錢正英∶解放思想,實事求是,迎接21世紀對水利的挑戰)。

為此,中方不得不再次修改三門峽工程的設計,決定三門峽水庫的最高蓄水位將不超過海拔335米。

三門峽水庫的最高蓄水位不得超過海拔335米,所需要的壩頂高只是海拔338米,但是三門峽大壩壩頂已經高達353米,從338米到353米的這15米高的大壩部分只有顯示“雄偉高大”的視覺作用,而無任何工程作用。

三門峽水庫蓄水位海拔335米,水庫庫容只有96億立方米,而且這96億立方米的庫容,全部是蘇聯設計的黃河三門峽水庫的死庫容。這96億立方米總庫容只是原設計647億立方米的14.8%。

從1960年9月到後面的4年中,在三門峽水庫中淤積的泥沙一共40億立方米,這40億立方米是96億立方米總庫容的十分之四。所以當時說,三門峽水庫被泥沙淤積了一半。但是這40億立方米只是原設計的647億立方米總庫容的百分之六點二。從總庫容647億立方米的這個能力來看,40億立方米的泥沙淤積是微不足道的,也沒有任何必要更改水庫運行方法和進行後續的更改工程。

按照國際慣例,中國有權向蘇聯索求三門峽大壩工程設計錯誤所造成的全部損失,但是要有充分的事實證明,是蘇聯設計方案的錯誤,才導致工程失誤。在三門峽大壩工程上,如果中方要求蘇聯賠償,蘇聯會以中方未經蘇方同意而任意更改三門峽大壩的設計,而拒絕對修改後的設計承擔任何責任。再說,中方也沒有按照蘇聯的設計蓄水至海拔360米,所以根本無法證明三門峽大壩的原設計(蓄水位360米,總庫容647億立方米)是錯誤的。經修改後的三門峽水庫的庫容,都是蘇聯設計中海拔335米以下的死庫容中,死庫容的一功能就是供淤積泥沙之用,不存在什麼泥沙淤積問題。

蘇聯專家所說的,三門峽水庫庫容可以儲存20年的黃河泥沙量,這和中國的長江三峽水庫的設計思想是一樣的。長江三峽水庫的總庫容量為399億立方米,按照設計,在運行一百年後,總庫容中有近一半的庫容量將被泥沙所淤死。如果長江三峽水庫的蓄水位不能按計劃提高到海拔175米,而是控制在海拔145米或者156米,那麼長江三峽水庫的總庫容將會大大減少,而絕大部分庫容也會被泥沙淤死。同樣,後來建設的黃河小浪底水庫的設計思想也和蘇聯專家的一樣,總庫容126.5億立方米,其中75億立方米庫容在20年內將被泥沙淤死。

五、中方向蘇聯提供的黃河泥沙資料是人為減小的

除了三門峽大壩工程是中方在沒有征得蘇方的同意下,更改三門峽大壩工程的設計這一條外,蘇方還可以中方提供虛假資料為由而拒絕賠償。

1954年2月,蘇聯專家到黃河流域走馬觀花般地看了一番,根據中方提供的水位、地質資料和中國政府的設計任務書進行設計。三門峽壩址處黃河的多年平均輸沙量為16億噸/年,但是中方向蘇聯方面提高的資料卻是黃河多年平均輸沙量為13.6億噸/年,只是真實資料的85%,中方有意將泥沙資料減小,因為中國專家認為,通過黃河中上游的植樹造林,可以很有效地減少黃河的泥沙量。

如果中方要求蘇聯賠償,提出的事實是∶三門峽水庫中每年淤積的泥沙10億立方米(相當於16億噸)。蘇聯方面就會提出,根據中方提供的資料,黃河多年平均輸沙量為13.6億噸/年,按每立方米泥沙1.6噸計算,三門峽水庫中平均每年的泥沙淤積量也只可能是8.5億立方米,這多餘的1.5億立方米泥沙量又是從哪里來的?這樣中方人為修改三門峽壩址處黃河的多年平均輸沙量資料的事實就會露出水面。既然中方有意提供錯誤的基本資料,也就失去了索取賠償的理由。

所以說,黃河三門峽工程的失敗主要原因是中國方面的決策錯誤。中國方面向蘇聯方面提供了人為修改的泥沙資料,幾次降低了三門峽水庫的蓄水位,使得水庫總庫容從647億立方米減少到96億立方米。正因為上述事實,中國政府一直不敢提出向蘇聯索取經濟賠償的要求。實際上,黃河三門峽工程是按照中國政府水電部黨組更改後設計實施的。周恩來總理生前曾表示,黃河三門峽工程的失敗,主要是我們自己的錯。

六、三門峽工程到底錯在什麼地方

三峽工程論證泥沙組專家張仁在談到三門峽工程問題時是這麼說的∶“沒有解決好三門峽水庫的泥沙問題,是三門峽大壩工程失敗的主要原因”。張仁所指的就是三門峽水庫96億立方米的總庫容,僅四年時間就被淤積了40億立方米。但是40億立方米的淤積量只是原設計647億立方米中的很小一部分。三門峽工程的致命錯誤不在於這每年淤積的10億立方米泥沙,而在於為什麼原來設計的647億立方米不可能實現,為什麼原設計的蓄水位海拔360米不能實現?為什麼海拔360米的蓄水位必須降下來?

按照蘇聯的設計,三門峽水庫庫容可以存20年的泥沙。按照中方提供的黃河多年平均輸沙量為13.6億噸/年的資料(8.5億立方米泥沙),20年的泥沙淤積總量為170億億立方米,不足以影響三門峽水庫的功能。

從大壩工程技術經濟分析來看,一個大壩工程的經濟使用壽命為50年,三門峽水庫的647億立方米的庫容,可以保證這一工程的經濟使用壽命。

三門峽工程的技術錯誤,在於中國政府給蘇方設計任務書中的水庫蓄水位海拔360米是根本無法實現的,除非中國領導人毛澤東、周恩來真正犧牲西安市來換取聖人出黃河清的政治效益。

中國政治家認為水庫的表面是絕對平的,沒有水力坡度。毛澤東是持這個觀點,周恩來也是持這個觀點。三門峽大壩處的蓄水位海拔360米,庫尾西安的水位仍然是海拔360米。在長江三峽工程規劃中,李鵬也是持這個觀點,三峽壩址處的水位海拔180米,重慶的水位仍然是海拔180米(參見∶李鵬∶眾志揮宏圖,李鵬三峽日記,第34—52頁)

中國的水利專家並不認為水庫表面是平的,而認為水庫是有水力坡度的。如果有人不信,可以去查看一下清華大學水利系施嘉煬教授編寫的教課書“水資源的綜合利用”。如果還有人不信,可以去問問中共總書記胡錦濤,因為他就是清華大學水利系畢業的。黃萬里先生在三門峽工程爭論時就提出過這個問題∶現行法假定庫內水是平的,又假定壩址的Q—T線為進庫線,這是不合理而且也是不安全的。必須改用不定流的方法計算。即使在技術經濟報告中用現行法計算,未必就可以當作近似的結果。對於防洪庫量的確定,對於水庫淤積後淹沒高程的計算,可能距離實際發生的情況很遠。”

本來這水庫的水力坡度並不構成問題,因為對水庫大壩工程技術問題負責的是科學家和工程技術人員,而不是政治家。但是在中國,這個問題就比較複雜。問題是,中國政治家說水庫的表面是絕對平的,沒有水力坡度。中國的水利專家不敢指出這是錯的,他們只能哼呀哈呀地打馬虎眼,不置可否。中國的老百姓覺得這事太複雜,和自己關係不大,有水力坡度,沒有水力坡度又有什麼關係呢。再者就是中國的水庫大壩工程的蓄水位高,不是科學家和工程技術人員論證的結果,而是政治家預先給定的。黃河三門峽工程是這樣,長江三峽工程也是這樣。1955年7月13日,第一屆全國人民代表大會第二次全體會議上,與會代表一致舉手通過了興建黃河三門峽工程的報告。這些高舉的手中,有多少人是出自對水庫大壩工程效益的理解才舉手的,又有多少人願意為工程的失敗承擔責任?

水庫工程的效益(防洪效益、發電效益、供水效益等等)都和水庫的庫容以及蓄水位高有直接關係。水庫蓄水位元高、庫容大,水庫工程的效益也大;水庫蓄水位元低、庫容小,水庫工程的效益也小。但是水庫蓄水位高、庫容大,所引起的淹沒損失也大。從黃河三門峽大壩工程設計的不斷修改,我們可以清楚地看到錯誤之所在。1957年開工時,大壩壩址處蓄水位海拔360米,西安市水位海拔360米,不會影響西安市的防洪安全;1958年6月年,決定大壩壩址處蓄水位下降10米,為海拔350米,( 西安市水位不變,仍為海拔360米),認為不會影響西安市的防洪安全;1958年6月年,決定至1967年,大壩壩址處蓄水位下降20米,只到為海拔340米,( 西安市水位不變,仍為海拔360米)。1961年2月9日,蓄水到332.58米,已經威脅西安市的防洪安全。1964年決定三門峽水庫的最高蓄水位將不超過海拔335米,壩址處的水位比西安市的水位海拔360米低25米。1969年國務院和各省達成的一項“協定”:三門峽水庫汛期控制水位為海拔305米,必要時降到300米,非汛期為310米。1974年三門峽工程為了多發電,調整運行方式,將非汛期的蓄水平均水位調整至316.26米,最高水位達326米。2003年秋渭河地區發生五年一遇的降雨,造成歷史最大洪水災害。有學者提出,三門峽水庫的最高水位應控制在海拔315米或者310米處。這樣才能保證潼關的水位不再受泥沙淤積而升高。

黃河三門峽工程大壩處最高水位,從設計時的海拔360米,下降到海拔315米至310米處,要比原來設計整整低45——50米!如果1955年時三門峽工程就提出正確的蓄水位高310米,那麼三門峽水庫的庫容就小得可憐,三門峽工程的效益根本無法讓全體人民代表們熱血沸騰,一致高舉贊成的手,更無法使政治領袖們頭腦發熱,去幻想什麼“黃河清,聖人出”,去戰勝“漲到天的洪水”。

中國人可以批評過去,但是不能批評現在,更不能作對比聯繫;人們可以批評蘇聯人對黃河三門峽大壩工程的泥沙處理錯誤,但是不可以批評長江三峽工程的泥沙淤積問題;人們可以批評黃河三門峽工程大壩工程決策中是犧牲西安和關中平原的利益,但不可以聯想到長江三峽工程對重慶和三峽地區的影響;人們可以說黃河三門峽水庫不是平的,但不可以說長江三峽水庫也有水力坡度。人們可以說中央政府沒有聽取黃萬里先生在黃河三門峽大壩工程的意見是不正確的,但不能說中央政府沒有給黃萬里先生發表對長江三峽工程意見的機會是錯誤的。

七、結束語

在中蘇友好同盟的框架下,中國政府邀請蘇聯列寧格勒水電設計院承擔黃河三門峽大壩工程的設計任務。

按照國際慣例,水庫大壩工程由於設計的錯誤而失敗了,中方本有向工程設計單位索取賠償,但是由於中方提供了虛假的基礎技術資料,並在開工一年之後,在未經設計單位的同意下,更改了三門峽大壩工程的主要技術資料,因此也就喪失了要求賠償的權力。

作者為工程師,現居德國。

──轉載自《觀察》網站(//www.dajiyuan.com)

本文只代表作者的觀點和陳述

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