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大型水坝正在老化,而我们就住在这下游

时间: 2021年01月25日 | 作者: Admin | 来源: 科研圈
到2050年,大多数人口将生活在20世纪修建的大型水坝的下游。由于维护成本越来越高,专家们预测将会出现大型水坝退役的趋势。


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图片来源:Pixabay


来源 联合国大学 水、环境与健康研究所

翻译 谢一璇

审校 戚译引


联合国大学(UN University)的一项分析显示,到 2050 年,地球上的大多数人口生活的区域将处于大型水坝的下游。这些修建于 20 世纪的大型水坝有数万座,其中许多已达到甚至超过了设计时的使用寿命。


这份报告题为“老化水利基础设施:新的的全球性风险”( Ageing water infrastructure: An emerging global risk),由位于加拿大的联合国大学水、环境与健康研究所(Institute for Water, Environment and Health,简称 UNU-INWEH)完成。报告称,全球约有大型水坝 58,700 座,其中大部分修建于 1930 年至 1970 年,设计寿命为 50 至 100 年。报告中还提到,使用了 50 年的混凝土大坝“普遍开始表现出老化迹象”。


该报告指出,大坝老化的迹象包括溃坝事件越来越多,修复和维护成本逐渐增加,水库泥沙淤积增加,以及大坝功能和效率的损失,并且以上几项迹象“紧密关联”。


报告称,设计、建造和维护良好的大坝足以“轻松”服役 100 年,但是还是会出现大坝“退役”增多的趋势,这种趋势已经在美国和欧洲表现出来。其中的原因包括经济因素导致旧大坝无法得到升级,或者它们原来的用途已不适用于现在。


全世界大型水坝的储水量总计有 7,000 至 8,300 立方千米,足以使加拿大 80% 的陆地淹没在 1 米深的水下。


报告中分别按区域或主要功能(供水、灌溉、防洪、水力发电和休闲娱乐)划分,评估了大坝老化状况。


报告还详细阐述了老化大坝不断增长的风险、持续升高的维护费用、泥沙淤积导致的功能减退以及重修或重建分别会给自然环境带来的益处、以及将对社会产生的影响。这些利与弊的辩证分析,是政策制定者做权衡时的依据。值得注意的是,“这些影响在低收入和高收入国家之间存在显著差异”。


报告还进行了案例分析,提供了包括美国、法国、加拿大、印度、日本、赞比亚和津巴布韦的大坝退役或老化的实例。


气候变化将加速大坝老化


“这份报告的目的,是吸引全球对水资源储存基础设施老化这一日益严重问题的关注,以及敦促国际社会作出努力,以应对正在出现且不断上升的水利风险,”UNU-INWEH 主任、该报告共同作者 Vladimir Smakhtin 说。


“报告中强调了一项事实:随着洪水和其他极端环境事件发生频率和规模的增加,大坝蓄水量可能超出设计上限,进而加速大坝老化的进程。因此,有关大坝退役的决策需要将气候变化这一背景纳入考虑。”


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位于意大利阿达河(Adda)的一座大坝。图片来源:Pixabay


该研究的第一作者、UNU-INWEH 高级研究员 Duminda Perera 指出:“目前面临大型水坝老化问题的国家数量相对较少,这是因为世界上 93% 的大型水坝集中在 25 个国家。”


“大型水坝的建设在 20 世纪中期激增,于 60 至 70 年代达到峰值,特别是在亚洲、欧洲和北美。而非洲的大型水坝建设高峰出现在 80 年代。在那之后,新建的大型水坝数量不断减少。”Perera 说。


该报告称,世界上不可能再次出现类似 20 世纪中期那样的大型水坝建设革命,但先前建成的大坝将不可避免地老化。


中国有 23,841 座大型水坝,约占全世界数量的 40%。仅在中国、印度、日本和韩国这四个亚洲国家中,就有 32,716 座大坝,占世界总数的 55%,这其中的大多数将很快达到 50 年的使用寿命上限。非洲、南美洲和东欧的许多大坝也是同样如此。


报告指出,在过去 40 年中,大型水坝的建设速度显著下降,并将继续保持下降。部分原因是“由于全球近 50% 的河流已发生碎片化,或已受到水坝的控制,适合修建大型水坝的位置已经逐渐减少。”


此外,水坝对环境和社会的影响也引起了广泛关注,尤其是大型水坝。与此同时,一些新想法和新实践也在不断涌现,比如替代大坝的蓄水设施、基于自然的解决方案以及水力以外的发电方式。


大坝退役的驱动因素


公共安全、不断上升的维护成本、水库泥沙淤积以及自然河流生态系统的恢复都是促使大坝退役的因素。


然而,迄今为止已被拆除的水坝规模都比较小。根据国际大型水坝委员会(ICOLD)定义,大型水坝从底部到坝顶高度不小于 15 米,或该高度在 5-15 米之间且蓄水量超过 300 万立方米。这类水坝的退役“仍处于起步阶段,在过去十年中仅有少数几例为人所知”。


“一些老化和退役大坝的案例研究表明,其中的过程往往是非常漫长且复杂的,并且一般必须提前做好策划才能安全拆除大坝。”该研究的共同作者、UNU-INWEH 兼职教授、加拿大新布伦瑞克大学(University of New Brunswick)的 R. Allen Curry 补充道。


“即便是拆除一个小水坝,也需要在专家和公众参与下持续工作几十年,同时还伴随着漫长的监管审查。随着大规模的大坝持续老化,制定一个协议框架来指导和促进大坝的拆除进程是非常重要的。”


报告称,在地方性和区域性的特定社会、经济和地理背景下,大坝退役也会对经济、社会和生态产生各种积极和消极的影响,“这对于保护一个地区更广泛的可持续发展目标至关重要。”


“总的来说,在对蓄水基础设施进行总体发展规划时,大坝退役应当被放在与大坝建设同等重要的地位。”


“最终,价值判断将会决定大部分蓄水设施的命运。这不是一个简单的过程,因此总结和分享大坝退役经验应当成为全球性的共同目标。大坝正在老化,如果既缺乏相关知识,又不关注在相关国家和地区的有关政策和实践,可能会逐渐对管理基础蓄水设施的能力造成负面影响。”


报告全文地址:http://bit.ly/UNU-dams 


参考来源:

https://eurekalert.org/emb_releases/2021-01/tca-adp011421.php