淺談阿斯旺高壩

1、淺談阿斯旺高壩07水利 王迪迪 20072003027摘要：阿斯旺高壩是一個集防洪、灌溉、航運、發(fā)電為一體的綜合性水利工程，為埃及的發(fā)展做出了很大的貢獻但同時也帶來了一系列的問題。本文從阿斯旺水壩的建設背景，阿斯旺水壩在埃及發(fā)揮的作用，以及阿斯旺水壩引起的生態(tài)問題幾個方面淺談阿斯旺大壩。關鍵詞：阿斯旺水壩 尼羅河 埃及引言自1971年水壩建成至今的38年間，阿斯旺水壩曾立下許多汗馬功勞，發(fā)揮著巨大的積極作用促進了埃及工農業(yè)生產的發(fā)展。但是，由于生態(tài)環(huán)境的一些變化尼羅河水連年減少，使得阿斯旺水壩的功能減弱【5】，因此而建成的水庫納賽爾湖，為農業(yè)、市政、娛樂及野生保護提供了水源【1】，同時也帶來了

2、許多生態(tài)問題，甚至對埃及工農業(yè)生產形成威脅，從而引起了各國學者的關注【5】。1. 阿斯旺高壩修建的歷史背景1.1阿斯旺老壩1898年，阿斯旺老壩工程莫基，開始施工。這項工程的壩址和設計方案是經過7O多年的爭論才被確定的。壩址選定在尼羅河流出蘇丹國界進入埃及不遠的。第一瀑布處，北距阿斯旺鎮(zhèn)6公里，河谷寬2公里經過4年建設，阿斯旺老壩于1902年建成工程費用為300萬埃鎊。該壩為閘式圬工重力壩，蓄水水位高2O米。太壩分為兩段，一段為泄水壩段，長1400米，設有180個閘孔。另一段為擋水壩，長550米。庫容為1o億米 ，用于將埃及上游4o萬費丹(每費丹約等于68畝)土地變?yōu)槿旯喔?，以進行集約耕種。

3、后來，由于不斷增長的需水要求，阿斯旺老壩又經過兩次加高增容【2】。第一次加高在1908年-1912年 大壩增高后，水位提高7米，庫容增長到25億米 ，在埃及下游新增灌溉面積40萬費丹。工程費用為200萬埃鎊。第二次加高是在1929-1933年（圖2）。由于第一次加壩使水庫效益大增，1913年的枯水期，水庫使農業(yè)損失減少12% 以上，促使政府下決心繼續(xù)增加其蓄水量。第二次加壩費用增加到450萬埃鎊，使太壩加高8米，庫容相應增加25億m3 ，達到50億m3。新增灌溉面積2O萬費丹，還使另外20萬費丹土地的灌溉得到改善，轉為全年可灌。阿斯旺老壩的發(fā)電工程，從水壩始建即進行調查和討論。直到1960年，

4、阿斯旺1號水電站才建成投運，最大水頭(冬季)為32米。阿斯旺2號水電站建于19811985年，設計水頭為1824米。該電站裝機為4臺卡普蘭式水輪機，單機最大出力765萬千瓦。當前，1號電站裝機為345萬千瓦，2號電站裝機30萬千瓦.【2】1.2阿斯旺高壩方案提出及實施的社會背景為了進一步開發(fā)利用尼羅河的水資源，尼羅河流域各國經過長期研究，曾提出以在上、中游干支流分散建庫蓄水為主的“世紀計劃”，即一個長期奮斗才能夠實現的計劃。“世紀計劃”要經過沿岸各國的長期協商。即使可能實現，也不一定符合埃及的要求。于是，埃及工程師們在20世紀50年代初就提出了在尼羅河干流下游埃及境內修建有多年調節(jié)能力的阿斯旺

5、高壩方案。【9】1953年，納賽爾在推翻埃及王朝的革命成功后，立即批準進行高壩方案的研究。19531955年，西德和英國參與了可行性研究和技術咨詢。1955年4月，世界銀行對工程進行評估，但1956年侵埃戰(zhàn)爭爆發(fā)，美、英兩國撤消了對修建高壩的資助。以后蘇聯接收了工程的援建任務，工程于1960年1月9日開始施工，1967年大壩基本建成，1970年全部竣工?！?】施工時的背景很復雜，可以說埃及是頂著內外壓力進行的。一方面是當時埃及的國內很弱，國民生產總值僅36億美元，而高壩投資高達10億美元；另一方面國內外對高壩的生態(tài)環(huán)境問題議論紛紛，有的甚至預言會產生很大的不利影響，反對興建?！?】2. 工程簡

6、介阿斯旺水壩工程由主壩、溢洪道和發(fā)電站三部分組成，是一項集防洪、灌溉、航運、發(fā)電為一體的綜合性水利工程。主壩為粘土心墻堆石壩全長3600米，壩基寬980米，壩頂寬lO米，壩高111米。使用建筑材料約4300萬立方米，其體積相當于開羅西郊胡夫大金字塔的l7倍，堪稱世界七大水利工程之一【3】。3. 為埃及帶來的效益3.1阿斯旺高壩是尼羅河防洪體系的重要組成部分自1971年建成至今，阿斯旺水庫發(fā)揮多年調節(jié)作用，使埃及戰(zhàn)勝了1964年及1975年的特大洪水以及1972年特大干旱。1979年后非洲連續(xù)7年大旱，埃及鄰國(埃塞俄比亞、蘇丹)均災情嚴重，餓殍遍野，埃及依賴阿斯旺湖而獲免。1972年大旱中，高

7、壩工程的效益就達6億美元。汛期流量得到完全控制，。以壩下Gaafra 站為例,先前最大流量近10 000 m3/ s ,建高壩后降至2500 m3/ s (見圖3)?！?0】3.2經濟效益由于高壩的建成，埃及每年可以穩(wěn)定地得到550億立方米水故大量耕地改為長年灌溉，一年兩熟或三熟，因高壩建設產生的縱(復種指數和產量提高)橫(耕地擴大)兩方面效益，解決了埃及人口增長與耕地、雨量稀少的矛盾。目前，埃及實際相當于耕地比1961年(約3760萬畝)翻了一番，糧食生產增加了25成，已成為大米輸出國。周恩來總理曾高度贊揚說：“阿斯旺水壩宏偉的建設工程，體現了埃及人民改造大自然、變沙漠為良田的雄心壯志?！?

8、33工程發(fā)電產生的效益是毫無疑義的裝機容量達210萬千瓦的阿斯旺水力發(fā)電站的發(fā)電量幾乎占埃及全國總發(fā)電量的15。1 97l1991年的21年中，阿斯旺水電站共發(fā)電約1500億千瓦時。巨大而廉價的電能使埃及全國的4000個村莊相繼實現了電氣化，不僅改善了人民生活，而且解決了埃及能源的極大困難。阿斯旺至開羅的500千伏輸電線路，將埃及全國的電網連成一體，水電、火電相濟，開創(chuàng)了埃及電力工業(yè)的新局面。如今，阿斯旺水電站每年發(fā)電約80億千瓦時，巳經成為埃及的電力基礎。圖3 壩下Gaafra 站各年洪峰流量3.4其他效益阿斯旺水壩還帶來其他方面的效益，如水壩形成的納賽爾湖水面遼闊，對發(fā)展?jié)O業(yè)生產極為有利，

9、理所當然地成為埃及重要的漁業(yè)基地；通過水庫對尼羅河的多年調節(jié)，創(chuàng)造了尼羅河全年通航的條件，航道吃水探度也由過去的1.215米增加到151.8米【4】。阿斯旺水壩使埃及的面貌迅速改變，它對埃及的作用將與日俱增。阿斯旺地區(qū)如今已成為新興的工業(yè)基地，埃及民族工業(yè)的發(fā)展，也進入了一個新時期?！?】4. 阿斯旺水壩引起的生態(tài)環(huán)境變化尼羅河流域被認為是自成一體化的生態(tài)系統(tǒng)。在這個生態(tài)系統(tǒng)中，水、空氣、土地利用和人類的相互作用不僅影響著水濱國家和生活在其中的人民，也影響著流域中其他地方的國家和人民?！?】19601969。一是汛期年阿斯旺高壩建設形成水庫攔截了壩上游幾乎全部來沙。以壩下Gaafra 站為例,

10、先前峰值含沙量為3. 8kg/ m3 ,1964 年(部分截流) 勻減至0. 6kg/ m3 ,1965年截流后小于0. 1kg/ m3 (見圖4 及圖5) 。為適應新的水沙條件,河勢趨向于減小能耗,減小比降。途徑不外以下二者(之一或兼具) : (1) 沖刷壩下近處河床,挾沙輸往遠處落淤; (2) 河槽蜿蜒擺動,使水流途徑增長而比降相應減小。前者影響水位變低,床面泥沙粒徑變粗;后者導致一岸沖蝕而對岸淤長沙灘。河床下切量取決于水流條件的變化和河床泥沙粒徑及組成?？晒懒克髟诖裁娴募羟袘矸治瞿嗌沉綄Υ裁鏇_刷量的影響。在老阿斯旺壩與Esna 攔河閘之間167km 的壩下第1 區(qū)段內,據Gaba

11、l El Silsila 處鉆孔資料,取建高壩前河床D 50 為0. 3mm ,區(qū)段內典型過水斷面流量為2 600m3/ s 時的水力半徑為78m ,坡降為0. 000 050. 000 06 。剪切應力為3. 54. 8 Pa。Shields 公式相應的臨界沖刷剪切應力為1. 6Pa ,因而河床發(fā)生沖刷;要中值粒徑達到3. 6 mm 才足以阻止沖刷發(fā)生。【10】因此，高壩的建設引發(fā)了日下的生態(tài)問題。圖4 建阿斯旺高壩前后下泄水流的懸移質含沙量變化圖5 壩下懸沙年輸移量變化4.1庫容減小阿斯旺水庫面積很大，加以氣候炎熱，庫水面蒸發(fā)量很大，估計每年庫水面蒸發(fā)的損失量高達100億m3。到1988年

12、，庫水位已降至155m以下，接近最低限度（紅線）。目前與蘇丹協商，要求蘇丹減少用水，確保水庫水位不低于150m，使電場能在低水頭運行，同時農業(yè)部要求農民將水稻面積從前幾年的175萬費丹（一費丹合6.3畝）減少到50.9萬費丹。4.2泥沙淤積在19641979年期間，庫內總淤積量為15.255億t，而出庫僅6400萬t，僅占進庫量的4%，泥沙在350400km處淤積最多，大致相當于回水變動區(qū)，都在蘇丹境內。最嚴重的河段比原河床高出40m，隨著時間增長，淤積量定將加大，礙航問題將更為嚴重。過去，數十艘豪華游船可載各國游客從開羅溯尼羅河而上，行程8000多km，經盧克索直達阿斯旺。而今，由于水量減少

13、，從開羅至盧克索約600km的河段水位很淺，游船早已停駛。在開羅，尼羅河畔的一些水上餐廳和夜總會，因河水不斷退縮，已大都擱淺在岸邊的淤泥里。4.3 海岸侵蝕大壩興建后急劇改變了尼羅河水流系統(tǒng)的平衡，使尼羅河口三角洲的海岸線受到地中海海流的直接侵蝕，三角洲的某些部位每年后退幾米。4.4 土地鹽堿化水壩建成后改變了尼羅河的鹽分循環(huán)過程，使中上游鹽分增高，導致幾百萬畝土地荒蕪。4.5 河床下切大壩向下游放水速度過快，猛烈侵蝕河床兩岸。這種沖刷作用破壞了三處攔河大壩與500余座橋梁?！?，11-14】5.結語阿斯旺高壩為埃及的發(fā)展所做的貢獻是不可磨滅的，但是同時我們也要正事它所帶來的問題，針對問題解決

14、問題，使它更好的為埃及人民服務。參考文獻：【1】20世紀全球10大建筑成就【2】余音，阿斯旺水壩的建設與管理淺述，譯自Water Power and Dam ConstructionVol 46， NO 1， Jan l994【3】吳凡，爭論不休的阿斯旺水壩，四川水利，2001，No.1【4】程曉冰，20世紀的“金字塔”埃及阿斯旺水壩工程概況，三峽工程的論證與決策【5】于麗萍，爭論不休的阿斯旺水壩，四川水力發(fā)電，第20卷第4期，2001年12月【6】鄒光華，從埃及之行談環(huán)境物探工作，地質與勘探，第40卷 增刊，2004年10月【7】趙廣和主編，中國水利百科全書 綜合分冊，中國水利水電出版社【8】Seifieldin H. Abdalla, 尼羅河流域規(guī)劃：一種區(qū)域性方法， 第三屆黃河國際論壇論文集第一冊，黃河水利出版社【9】陸德福主編，世界江河防洪與治理（下冊），黃河水利出版社【10】陳濟深，阿斯旺高