科學發現：大型水壩正在老化，而大部分人口就住在這下遊


圖片來源：Pixabay
聯合國大學（UN University）的一項分析顯示，到2050年，地球上的大多數人口生活的區域將處於大型水壩的下遊。這些修建於20世紀的大型水壩有數萬座，其中許多已達到甚至超過了設計時的使用壽命。
這份報告題為“老化水利基礎設施：新的的全球性風險”（ Ageing water infrastructure: An emerging global risk），由位於加拿大的聯合國大學水、環境與健康研究所（Institute for Water, Environment and Health，簡稱 UNU-INWEH）完成。報告稱，全球約有大型水壩58,700 座，其中大部分修建於1930年至1970年，設計壽命為50至100年。報告中還提到，使用了50年的混凝土大壩“普遍開始表現出老化跡象”。
該報告指出，大壩老化的跡象包括潰壩事件越來越多，修複和維護成本逐漸增加，水庫泥沙淤積增加，以及大壩功能和效率的損失，並且以上幾項跡象“緊密關聯”。
報告稱，設計、建造和維護良好的大壩足以“輕鬆”服役 100 年，但是還是會出現大壩“退役”增多的趨勢，這種趨勢已經在美國和歐洲表現出來。其中的原因包括經濟因素導致舊大壩無法得到升級，或者它們原來的用途已不適用於現在。
全世界大型水壩的儲水量總計有7,000至8,300立方千米，足以使加拿大80%的陸地淹沒在1米深的水下。
報告中分別按區域或主要功能（供水、灌溉、防洪、水力發電和休閑娛樂）劃分，評估了大壩老化狀況。
報告還詳細闡述了老化大壩不斷增長的風險、持續升高的維護費用、泥沙淤積導致的功能減退以及重修或重建分別會給自然環境帶來的益處、以及將對社會產生的影響。這些利與弊的辯證分析，是政策製定者做權衡時的依據。值得注意的是，“這些影響在低收入和高收入國家之間存在顯著差異”。
報告還進行了案例分析，提供了包括美國、法國、加拿大、印度、日本、讚比亞和津巴布韋的大壩退役或老化的實例。
“這份報告的目的，是吸引全球對水資源儲存基礎設施老化這一日益嚴重問題的關注，以及敦促國際社會作出努力，以應對正在出現且不斷上升的水利風險，”UNU-INWEH主任、該報告共同作者Vladimir Smakhtin說。
“報告中強調了一項事實：隨著洪水和其他極端環境事件發生頻率和規模的增加，大壩蓄水量可能超出設計上限，進而加速大壩老化的進程。因此，有關大壩退役的決策需要將氣候變化這一背景納入考慮。”


位於意大利阿達河（Adda）的一座大壩。圖片來源：Pixabay
該研究的第一作者、UNU-INWEH高級研究員Duminda Perera指出：“目前麵臨大型水壩老化問題的國家數量相對較少，這是因為世界上93%的大型水壩集中在 25 個國家。”
“大型水壩的建設在 20 世紀中期激增，於60至70年代達到峰值，特別是在亞洲、歐洲和北美。而非洲的大型水壩建設高峰出現在80年代。在那之後，新建的大型水壩數量不斷減少。”Perera說。
該報告稱，世界上不可能再次出現類似20世紀中期那樣的大型水壩建設革命，但先前建成的大壩將不可避免地老化。
中國有23,841座大型水壩，約占全世界數量的40%。僅在中國、印度、日本和韓國這四個亞洲國家中，就有32,716座大壩，占世界總數的55%，這其中的大多數將很快達到50年的使用壽命上限。非洲、南美洲和東歐的許多大壩也是同樣如此。
報告指出，在過去40年中，大型水壩的建設速度顯著下降，並將繼續保持下降。部分原因是“由於全球近50%的河流已發生碎片化，或已受到水壩的控製，適合修建大型水壩的位置已經逐漸減少。”
此外，水壩對環境和社會的影響也引起了廣泛關注，尤其是大型水壩。與此同時，一些新想法和新實踐也在不斷湧現，比如替代大壩的蓄水設施、基於自然的解決方案以及水力以外的發電方式。
公共安全、不斷上升的維護成本、水庫泥沙淤積以及自然河流生態係統的恢複都是促使大壩退役的因素。


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然而，迄今為止已被拆除的水壩規模都比較小。根據國際大型水壩委員會（ICOLD）定義，大型水壩從底部到壩頂高度不小於15米，或該高度在5-15米之間且蓄水量超過300萬立方米。這類水壩的退役“仍處於起步階段，在過去十年中僅有少數幾例為人所知”。
“一些老化和退役大壩的案例研究表明，其中的過程往往是非常漫長且複雜的，並且一般必須提前做好策劃才能安全拆除大壩。”該研究的共同作者、UNU-INWEH 兼職教授、加拿大新布倫瑞克大學（University of New Brunswick）的 R. Allen Curry補充道。
“即便是拆除一個小水壩，也需要在專家和公眾參與下持續工作幾十年，同時還伴隨著漫長的監管審查。隨著大規模的大壩持續老化，製定一個協議框架來指導和促進大壩的拆除進程是非常重要的。”
報告稱，在地方性和區域性的特定社會、經濟和地理背景下，大壩退役也會對經濟、社會和生態產生各種積極和消極的影響，“這對於保護一個地區更廣泛的可持續發展目標至關重要。”
“總的來說，在對蓄水基礎設施進行總體發展規劃時，大壩退役應當被放在與大壩建設同等重要的地位。”
“最終，價值判斷將會決定大部分蓄水設施的命運。這不是一個簡單的過程，因此總結和分享大壩退役經驗應當成為全球性的共同目標。大壩正在老化，如果既缺乏相關星空体育官网入口网站，又不關注在相關國家和地區的有關政策和實踐，可能會逐漸對管理基礎蓄水設施的能力造成負麵影響。”
翻譯：謝一璿
審校：戚譯引
引進來源：聯合國大學水、環境與健康研究所
引進鏈接：https://eurekalert.org/emb_releases/2021-01/tca-adp011421.php


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