前 言
Part Ⅰ 美国拆坝历程回顾 自1912年以来,美国拆坝历史已近110年。根据美国拆坝数据库统计,截至2019年,美国共拆除1699座坝,分布在46个州和华盛顿哥伦比亚特区,拆除水坝数量占现有水坝数量的1.8%。在1982年以前,每年拆坝数量不超过10座,但自1990年开始,拆坝数量明显增加,每年拆坝11~49座不等。自2007年以来,年拆坝数量增至50座以上,其中2018年拆坝数量最多,为97座(见图1)。 Part Ⅱ 拆坝原因及典型案例分析 从美国拆坝政策和实践看,拆坝往往是在综合考虑各种影响因素基础上对比分析利弊,并进行成本效益考量所作出的决策,单一要素而导致的拆坝并不多见。根据已有资料及相关文献,目前仅700座已拆坝明确记录了拆除原因。其中,306座水坝拆除的主导原因是生态因素,约占总数的44%;82座水坝是出于经济因素而拆除的,约占12%;79座水坝是因安全因素而拆除的,约占11%;无法区分主导因素,因综合原因拆除的水坝218座,约占31%;因重建、违规建造等原因拆除的水坝约占2%(见图3)。 1、生态因素 生态因素是美国拆坝的最主要驱动因素,主要是指因建造水坝对周边生态环境造成负面影响,包括改变河流原有水文情势(流量、流速、水温、脉冲水流等)、冲毁或恶化水生生物栖息地、分割自然种群、阻隔鱼类洄游路线、降低生物多样性等。根据世界自然保护联盟资料,水坝是造成美国40%淡水鱼种群灭绝、濒危的最主要原因。1973年由尼克松总统签署通过的《濒危物种保护法》,要求各方重视并处理水坝对濒危水生生物的影响,对濒危或受胁物种制定并执行恢复计划,直到该物种恢复到成功脱离濒危或受胁状态为止。据此法案要求,联邦能源管理委员会可责令业主采取增设鱼道、加大下泄流量、放弃发电功能、拆除坝体等生态改善措施,否则不予核发水力发电许可。 艾尔瓦水坝(1913年修建)和格莱恩斯峡谷水坝(1927年修建)是最为典型的因生态保护修复要求而拆除的典型案例。这两座水坝分别位于艾尔瓦河中游和下游,地处奥林匹克国家公园腹地,该公园是“世界自然遗产地”和“国际生物圈保护地”。在太平洋海洋性气候和春季融雪的双重作用下,冬季和春季是艾尔瓦河的水量丰沛期。修建水坝之前,这种天然的时空分布,不仅使得河水水温持续保持低温,也为鲑鱼的秋季洄游提供了一个相对平静、安全的时期,并使得该流域成为10种本土洄游型鲑鱼和鳟鱼的极佳栖息地。随着美国西北太平洋地区的经济发展和城市化进程的能源需求量越来越大,且该区域受煤炭资源匮乏限制,修建水坝开发艾尔瓦河谷丰富的水力资源,成为支撑区域经济社会发展的首选。然而,这两座水坝建成以来对周围生态系统产生了较大的负面影响,尤其是对鲑鱼产生了非常严重的不利影响,使得鲑鱼、虹鳟等洄游鱼类丧失了93%以上的洄游通道和栖息地,它们产卵孵化的场地变得越来越少,以致许多鱼类都濒临灭绝。除了对鱼类影响巨大之外,对以鲑鱼为主要食物的原住民、黑熊和白头海雕,其影响更是不言自明。这遭到了受水坝影响最大的原住民卡拉姆部落的持续反对,并逐渐得到很多环境保护组织的大力支持。加之两座水坝提供电力的主要功能被替代,其重要性下降,而水电许可证续期又要求建设成本高昂的鱼道,最终业主选择了拆除。2011年,这两座水坝拆除后,上下游河道得以贯通,大大改善了鲑鱼及其他水生生物的栖息环境。 2、经济因素 经济因素是指综合衡量水坝的成本效益从而确定是否拆坝。根据前述统计,美国已拆坝的服役年限大多超过50年,存在坝体老化、泥沙淤积和库容缩减、运行效率降低、服务功能减弱等问题。同时,因电力需求降低或其他能源替代,水坝丧失了原先的设计功能,经济价值急剧下降,甚至可能出现收不抵支、连年亏损现象。为保证水坝正常运行,达到安全和环保要求,业主需要投入一定经费维持水坝正常工况,甚至需要花费巨资对水坝进行升级改造或改变水坝运行方式,形成经济效益显著下降与维修养护费用上升的不利局面。闸坝的维修费用通常是拆除费用的3~5倍,如果还修建鱼类通道,费用则更加高昂。此外,业主还必须承担溃坝的潜在经济责任,缴纳水坝保险费,综合计算成本与效益之后,拆坝通常成为业主现实而理性的选择。 2011年拆除的康迪特水坝(1913年修建)是比较有代表性的案例。康迪特水坝位于白鲑鱼河与哥伦比亚河交汇处以上5.3千米处,坝高38米,水库库容160万米3,有效库容82万米3,最大发电能力14700千瓦。水坝下游是哥伦比亚河峡谷国家级风景名胜区,上游部分河流属于国家级野生和风景河流系统。1996年,联邦能源管理委员会开展的环境影响评价认为,康迪特水坝需增设鱼梯和过鱼显示屏并增加河道下泄流量,才能颁发新的发电许可。增加河道下泄流量势必造成发电量降低和效益锐减,而且投入约1亿美元建造鱼梯,这项费用对业主也是沉重的负担。综合分析成本效益之后,业主于1999年决定拆除水坝,并与有关机构和利益团体签署拆除协议。此后,经过多次拖延甚至与州及联邦机构发生法律纠纷之后,康迪特坝最终在2011年10月被拆除。 3、安全因素 安全因素是指水坝在拦蓄和引流过程中会承受不同程度的压力,导致坝体损伤、退化或寿命缩短,一旦超过承受能力或结构遭到严重破坏,可能造成垮坝,给下游造成重大的生命和财产损失。根据美国陆军工程师兵团全国水坝名录提供的统计信息,美国目前共有高危坝14262座,占水坝总数的15.6%,危险程度严重的10752座,占水坝总数的11.8%,低危坝54456座,安全状况待定的4806座。美国《水坝安全法》(1976年)规定,必须定期对水坝进行安全检查与评估,进而确定其维修、加固、升级改造或拆除退出等措施。在严格的水坝评估制度约束下,美国势必要消除老化坝或废弃坝的安全隐患以清除其对公众安全的威胁。某些情况下,相比投入大量经费进行坝体维修和加固,业主选择拆坝则更为经济、便捷,比如巴拉布河上系列坝的拆除。 巴拉布河是威斯康星河的支流,干流的总落差为46米,其中1/3的水头差(14米)集中在巴拉布河7k米长的急流段。自19世纪中后期开始,干流上陆续建造了11座坝,坝高为2.7~6米,均为低水头径流式水坝,主要为磨坊、木材和其他加工企业供电。20世纪90年代对这些水坝开展安全检查,评估认为,8座水坝的坝体严重老化,存在结构安全问题,泄洪能力也不足。从成本分析上来看,拆除水坝的成本比修复措施低近60%,最终8座水坝全部拆除,重新连通了整个巴拉布河干流。 4、重建违建因素 除了减小生态影响、减轻经济负担、保障人身与财产安全等因素外,还有一些水坝是由于未经批准、构建不当等原因被拆除的。如2008年,新罕布什尔州环保部门在常规检查中发现,一座无名坝和RexTannery坝没有办理审批手续,属于违规建筑物,而且业主不愿补办手续,最终选择将水坝拆除。此外,还有一些水坝在拆旧建新过程中存在拆坝现象,即业主根据实际需求在原有坝址处对水坝进行新建,对原坝进行局部或者整体拆除。 Part Ⅲ 拆坝评估决策 在法律法规层面,涉及水坝评估决策的相关要求散见于《水坝安全法》(1976年)、《国家环境政策法》(1969年)、《清洁水法》(1972年修正案)、《濒危物种保护法》(1973年)、《国家文物保护法》(1966年)及《未开发及景观河流法》(1968年)等法律法规,相关条文对水坝安全、生态保护与修复、文物保护等诸多方面作出了具体规定。在技术要求层面,美国先后制定出台了《已建大坝的安全评价》(1980年)、《大坝及水电设施退役指南》(1997年)、《大坝退役导则》(2006年)及《退役坝拆除的科学与决策》(2006年)等技术规范,为水坝退役、拆除提供了一套科学、规范的评估决策流程及标准。 执行水坝评估相关政策的主体主要有:美国联邦应急管理局、联邦能源管理委员会、美国陆军工程师兵团、水坝业主、第三方评估机构、社会公众等。其中,美国联邦应急管理局承担水坝改造或拆除的决策职能,并通过其下辖的国家大坝安全计划推动联邦与州政府层面的水坝安全合作、落实联邦水坝安全各项措施、共享知识和技术信息、提供公共教育等。联邦能源管理委员会是在国家大坝安全计划框架下监管水坝数量最多的机构,承担着定期检查水坝状况、确定水坝维修养护措施、查证水坝是否按执照进行运行调度、核发水力发电许可等职责。联邦能源管理委员会一旦发现实际发生或潜在的风险,将要求水坝业主采取相应的处理措施,并提供必要的技术指导。美国陆军工程师兵团主要负责编制和发布全国水坝名录,根据水坝评估情况定期更新和发布水坝风险等级,其公布的高危坝和危险程度严重水坝名录是政府相关部门实施监管、业主采取措施、回应公众关切的主要信息来源,也是决定水坝改造或拆除的重要参考。水坝业主是水坝改造或拆除措施的最终实施者,当然业主也可以在政府政策要求框架下聘请第三方机构开展水坝评估以辅助决策。此外,社会公众在水坝评估决策中也发挥着重要作用,他们可以通过发起请愿、示威游行、参加听证会等途径表达诉求和影响决策。 总的来看,拆坝评估决策的主要环节包括水坝评估、决策、实施决策方案及后续工作。水坝评估涵盖了物理、化学、生态、经济、社会等五个方面,根据长期以来的拆坝经验形成了一个可度量的指标清单(见表1),为拆坝与否的主要决策过程提供了支撑。其中值得一提的是,生态方面,着重考虑水坝的生态影响,将鱼类、鸟类、陆地生物等纳入考量范畴;社会方面,针对水坝安全和可靠性,主要从水坝安全风险、由于水坝失事而产生的生命和财产损失风险的角度进行评估,针对文化价值,主张水坝建设、改造、拆除等要充分考虑历史遗产的问题。根据水坝评估结果,决策方案可分为继续运行、部分退役、全部退役三类。对于部分退役或全部退役水坝,要进一步开展改造或拆除论证与研究,进行方案比选、费用测算、实施监测、资产处置等,其中对生态环境和经济社会发展的影响以及方案的经济可行性是论证与研究的重点。在论证与研究的基础上,实施水坝部分拆除或全部拆除,并监测水坝拆除后的河流恢复状况,具体包括泥沙输运、植物更新及再生、河岸湿地响应、水生及相关物种的多样性和丰度等。
Part Ⅳ 再认识与再思考
来源:水利发展研究 2021.08