美國(guó)百年拆壩歷史回顧

王若男，吳文強(qiáng)，彭文啟，李樹文

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水環(huán)境研究所，北京 100038；2.河北工程大學(xué) 城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程系，河北 邯鄲 056038）

美國(guó)百年拆壩歷史回顧

王若男1，2，吳文強(qiáng)1，彭文啟1，李樹文2

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水環(huán)境研究所，北京 100038；2.河北工程大學(xué) 城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境工程系，河北 邯鄲 056038）

自1912年至今，美國(guó)拆壩歷史已有百年之久，期間拆壩共計(jì)1108座。從拆壩數(shù)量、分布范圍、壩高和壩齡等多個(gè)角度對(duì)這些閘壩的資料進(jìn)行分析比較，得出不同年代美國(guó)的拆壩特點(diǎn)：1980年以前拆壩數(shù)量少，分布范圍較小，但閘壩的負(fù)面影響及拆壩必要性開始被人們所認(rèn)識(shí)；20世紀(jì)80年代以后拆壩數(shù)量和范圍逐漸擴(kuò)大，壩高仍小于20 m，拆壩原因以生態(tài)修復(fù)為主，且更加關(guān)注閘壩安全問題；20世紀(jì)90年代拆壩數(shù)量繼續(xù)擴(kuò)大，拆壩高度實(shí)現(xiàn)突破，編制完成《大壩及水電設(shè)施退役導(dǎo)則》；21世紀(jì)，拆壩數(shù)量、高度和長(zhǎng)度都打破以往記錄，被拆閘壩以混凝土壩為主且絕大多數(shù)超過了使用壽命。同時(shí)，分析表明，閘壩的拆除與當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況有著密不可分的聯(lián)系。

美國(guó)；閘壩；拆壩歷史；時(shí)代特點(diǎn)

1 美國(guó)拆壩總體情況

美國(guó)是世界上的拆壩最多的國(guó)家，據(jù)歷史資料記載的美國(guó)最早拆壩工程（1912年Michigan州Dead河上的Marquette壩被拆除）至今，美國(guó)的拆壩歷史已經(jīng)有100年之久，期間共拆除1108座閘壩，分布在美國(guó)的47個(gè)行政區(qū)內(nèi)（包含46個(gè)州和華盛頓哥倫比亞特區(qū)），且美國(guó)東部地區(qū)拆壩密度較大，見圖1。

圖1 美國(guó)1108座被拆閘壩在各州的分布情況

通過整理美國(guó)地球之友（Friends of the Earth）、美國(guó)河流組織（American Rivers）和鮭鱒類保護(hù)協(xié)會(huì)（Trout Unlimited）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)［1-3］可知，在1912—2013年間，美國(guó)每年的拆壩數(shù)量大體呈現(xiàn)倍數(shù)遞增趨勢(shì)，見表1。

表1 美國(guó)各年代拆壩數(shù)量

2 20世紀(jì)80年代前

自1912—1979年，美國(guó)共計(jì)拆除了57座閘壩，見圖2，分布于14個(gè)州，其中加利福尼亞州拆壩最多，為21座，其次是威斯康星州，為16座。在這些被拆閘壩中，有42座存在壩高資料，在1.2～17.1 m（4～56英尺）之間；資料中只有9座閘壩顯示了壩長(zhǎng)，最長(zhǎng)為323.1 m（1060英尺）。由目前可查資料可知，這一時(shí)期所拆最高與最長(zhǎng)的閘壩均位于愛達(dá)荷州的清水河（Clearwater River）上，分別為Grangeville壩（1963年拆除）和Lewiston壩（1973年拆除）。

據(jù)美國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)研究局（NBER）的統(tǒng)計(jì)資料顯示，二戰(zhàn)后至1970年間美國(guó)共經(jīng)歷了4次經(jīng)濟(jì)衰退［4］，在這一時(shí)期美國(guó)還遭遇了能源危機(jī)和越南戰(zhàn)爭(zhēng)，聯(lián)邦政府預(yù)算赤字高企，導(dǎo)致公用事業(yè)項(xiàng)目無法的得到足夠的資金支持，自此，美國(guó)反壩運(yùn)動(dòng)日益高漲［5］。在1960—1980年，美國(guó)民眾的環(huán)保意識(shí)逐漸覺醒，人們意識(shí)到過度改變自然水環(huán)境對(duì)生態(tài)造成的嚴(yán)重破壞［6］。聯(lián)邦及各州頒布了一系列關(guān)于野生動(dòng)植物、瀕危物種、魚類、潔凈水、土地、文物、閘壩安全等方面的環(huán)保法規(guī)，嚴(yán)格限制閘壩的建設(shè)與運(yùn)行，并重新審查許可證過期的水電工程，對(duì)達(dá)不到安全和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的閘壩進(jìn)行拆除［7］。此外，建設(shè)和維護(hù)成本過高、生態(tài)影響巨大等閘壩帶來的大量問題也迫使美國(guó)不得不重新思考閘壩的管理方式［8］。

圖2 20世紀(jì)80年代前美國(guó)拆壩數(shù)量

圖3 20世紀(jì)80年代美國(guó)拆壩數(shù)量

由上可知，20世紀(jì)初美國(guó)開始拆壩，數(shù)量隨年代遞增，雖然在80年代前美國(guó)拆壩數(shù)量不多，分布范圍也較小，但是此時(shí)人們環(huán)保意識(shí)已經(jīng)開始覺醒，意識(shí)到了閘壩的負(fù)面影響以及拆壩的必要性。

3 20世紀(jì)80年代

在1980—1989年期間，美國(guó)共拆除了92座閘壩，見圖3，分布范圍擴(kuò)大到了29個(gè)州，其中俄亥俄州拆壩最多，為15座，其次是威斯康星州，為12座。根據(jù)82座有拆壩記錄資料顯示，80年代拆除壩高在0.6～19.8 m（2～65英尺）之間；壩長(zhǎng)資料仍然很少，只有不到9%閘壩（8座）的資料中有介紹，最長(zhǎng)為239.9 m（787英尺）。在這92座閘壩中，有60座說明了拆壩原因，其中以生態(tài)恢復(fù)為目的拆除的閘壩最多，為31座（其中27座由美國(guó)國(guó)家公園管理局（National Park Service）負(fù)責(zé)）；其他閘壩拆除原因還有安全、經(jīng)濟(jì)、重建和違規(guī)建造等。20世紀(jì)80年代拆除閘壩的數(shù)量分布情況見圖4。

圖4 20世紀(jì)80年代不同原因拆壩數(shù)量分布情況

由圖4可看出，美國(guó)80年代拆壩原因以生態(tài)恢復(fù)為主，且安全保障是拆壩的第二大驅(qū)動(dòng)因素。在美國(guó)，許多閘壩建于19世紀(jì)末和20世紀(jì)早期和中期，美國(guó)國(guó)家大壩安全協(xié)會(huì)（ASDSO）指出，一座壩的預(yù)期平均壽命為50年［9］，所以到了80年代很多閘壩已經(jīng)達(dá)到了使用年限，一些老化、質(zhì)量問題的產(chǎn)生不可避免，與拆壩費(fèi)用相比，維修、維護(hù)費(fèi)用要高出3～5倍［10］。在1981—1982年，美國(guó)經(jīng)濟(jì)急劇衰退，雖然在80年代中后期情況有所好轉(zhuǎn)，但是此時(shí)正值美蘇冷戰(zhàn)后期，美國(guó)與前蘇聯(lián)進(jìn)行了大規(guī)模的軍備競(jìng)賽，消耗了大量的人力物力財(cái)力。閘壩質(zhì)量狀況的保障給壩主帶來了不同程度的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，所以將其拆除也成了最經(jīng)濟(jì)的選擇。

在這一時(shí)期，美國(guó)成立了一些閘壩安全工作學(xué)術(shù)組織與團(tuán)體。1980年，美國(guó)成立了以聯(lián)邦緊急狀態(tài)管理局（FEMA）代表擔(dān)任主席的跨部門主席大壩安全委員會(huì)（ICODS），目的就是協(xié)調(diào)各聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的大壩安全工作［11］。1983年，美國(guó)專門成立了國(guó)家大壩安全協(xié)會(huì)（ASDSO），其不但推動(dòng)了各州閘壩安全計(jì)劃的制定，還編制了在所有州普遍適用的聯(lián)合準(zhǔn)則，確保了不同地區(qū)安全計(jì)劃的統(tǒng)一性，使國(guó)家閘壩安全計(jì)劃的實(shí)施邁出了關(guān)鍵的一步［12］。

由上可知：到了20世紀(jì)80年代，閘壩拆除的數(shù)量和范圍都已經(jīng)擴(kuò)大到了之前的2倍，壩高仍然在20米以下。生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、安全、重建和違規(guī)建造是促使拆壩的5種因素，其中以生態(tài)恢復(fù)為主，而且在本時(shí)期，美國(guó)也加大對(duì)閘壩安全管理機(jī)構(gòu)建設(shè)。

4 20世紀(jì)90年代

據(jù)美國(guó)拆壩資料顯示，共有188座閘壩在1990—1999年間被拆除（見圖5），分布于30個(gè)州，其中威斯康星州拆壩最多，為41座，其次是賓夕法尼亞州，為29座。根據(jù)161座有拆壩記錄資料顯示，本階段拆除閘壩壩高最低為0.6 m（2英尺），最高為48.8 m（160英尺）；72座壩長(zhǎng)記錄最長(zhǎng)為279.5 m（917英尺）。

圖5 20世紀(jì)90年代美國(guó)拆壩數(shù)量

圖6 21世紀(jì)美國(guó)拆壩數(shù)量

1920年，美國(guó)國(guó)會(huì)授予了聯(lián)邦能源管理委員會(huì)（FERC）頒發(fā)水電開發(fā)許可證的職責(zé)，許可證有效期為30～50年，到了20世紀(jì)90年代，很多早期閘壩的許可證失效，所以此時(shí)就進(jìn)入了新一輪的水電開發(fā)許可證申請(qǐng)程序［13］。有些壩主考慮到資金和責(zé)任的問題，可能會(huì)放棄重申許可證，且在重新審查的過程中一些壩并不達(dá)標(biāo)，對(duì)這些閘壩進(jìn)行拆除也就成了人們的選擇。90年代初期，拆壩在美國(guó)已成為了一項(xiàng)實(shí)質(zhì)性的工作。1994年，美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)（ASCE）能源部水力發(fā)電專業(yè)委員會(huì)為了編制《大壩及水電設(shè)施退役導(dǎo)則》專門成立了一個(gè)工作委員會(huì)，該《導(dǎo)則》于1997年出版，其中不僅對(duì)閘壩退役評(píng)價(jià)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行了明確，還給出了拆壩時(shí)的工程、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)價(jià)方法和泥沙處理方案［14］，推動(dòng)了美國(guó)閘壩退役拆除工作向著更為科學(xué)合理的方向進(jìn)行。

由上可知：在20世紀(jì)90年代，拆壩數(shù)量為80年代的2倍，且拆壩的高度較80年代有了較大的突破；新一輪水電開發(fā)許可證再申請(qǐng)過程中產(chǎn)生的一系列問題成為了本年代閘壩拆除的原因之一；此外，美國(guó)關(guān)于退役閘壩科學(xué)管理取得了重要的研究成果——《大壩及水電設(shè)施退役導(dǎo)則》。

5 21世紀(jì)

進(jìn)入21世紀(jì)后（至2013年），美國(guó)共計(jì)拆除閘壩638座（見圖6），分布范圍進(jìn)一步擴(kuò)大至35個(gè)州，其中賓夕法尼亞州拆除閘壩的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他州，為203座，而且值得一提的是，截止到2013年，賓夕法尼亞州已經(jīng)連續(xù)11年位居拆壩州數(shù)量的首位［3］。根據(jù)395座存在拆壩記錄資料，本階段拆除閘壩壩高最低為0.3米（1英尺），最高達(dá)到了64米（210英尺），為Glines Canyon壩（2011年拆除），其也是現(xiàn)有資料中美國(guó)史上所拆最高的閘壩；190座壩長(zhǎng)記錄最長(zhǎng)為335.3米（1100英尺），為Phillipston壩（2012年拆除），同樣也是現(xiàn)在可查資料中美國(guó)拆壩史上最長(zhǎng)的閘壩。

2000年后（包括2000年）美國(guó)閘壩拆除實(shí)施規(guī)范化管理，2006年，美國(guó)大壩協(xié)會(huì)（USSD）編寫出版了《大壩退役導(dǎo)則》和《退役壩拆除的科學(xué)與決策》［15］，而且拆壩資料記錄更加詳細(xì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這一時(shí)期所拆閘壩中，筑壩材料可知的299座閘壩中，混凝土壩的數(shù)量約占63%，土石壩30%，木柵壩5%，其他2%。壩齡可知的有239座，被拆閘壩中超齡（50年）運(yùn)行的占88.7%以上，詳細(xì)情況見圖7。

拆壩原因分析中，可知的469座閘壩中，綜合考慮生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與安全三方面因素所拆除的閘壩最多，為226座，其中有178座都涉及到了生態(tài)恢復(fù)；以生態(tài)恢復(fù)為主要原因拆除的閘壩有162座，所以單一拆壩原因中生態(tài)恢復(fù)仍然是美國(guó)決定將閘壩拆除的最主要驅(qū)動(dòng)因素。經(jīng)濟(jì)因素為主要考慮因素拆除的閘壩為60座，而綜合原因中涉及經(jīng)濟(jì)的有144座，所以經(jīng)濟(jì)也是本階段美國(guó)拆壩的重要因素之一。2000年至今，網(wǎng)絡(luò)泡沫化和“911”恐怖襲擊后美國(guó)經(jīng)濟(jì)疲弱，2007年發(fā)生爆發(fā)次貸風(fēng)暴，2008年引發(fā)金融海嘯，以《時(shí)代周刊》的說法，美國(guó)在這一時(shí)期經(jīng)歷了地獄般的十年［16］。所以在此背景之下，由于經(jīng)濟(jì)問題拆除閘壩的數(shù)量和規(guī)模均較之前有所增加。2000年后因?yàn)椴煌虻牟饓吻闆r見圖8。

圖7 2000后美國(guó)拆除閘壩的壩齡情況

圖8 2000年后不同原因拆壩數(shù)量分布情況

由上可知：2000—2013年，美國(guó)閘壩拆除的數(shù)量、高度和長(zhǎng)度都打破其他年代的記錄；混凝土壩的數(shù)量達(dá)到了被拆總數(shù)的一半以上；被拆閘壩中絕大多數(shù)超過了使用壽命；此外，人們關(guān)于閘壩是否需要拆除的問題上，進(jìn)行了綜合性的考慮，其中仍然以生態(tài)恢復(fù)為主，且因?yàn)楸緯r(shí)期美國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況不佳，為了避免經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)而拆除的閘壩數(shù)量也明顯增加。

6 結(jié)束語

通過回顧美國(guó)1912—2013年的拆壩情況可知，隨著時(shí)間的推進(jìn)，被拆閘壩的數(shù)量不斷增加，分布范圍逐漸擴(kuò)大。雖然不同年代的拆壩情況各異，但也不難發(fā)現(xiàn)其間的一些共同特點(diǎn)：（1）美國(guó)拆除的閘壩絕大多數(shù)是小型壩；（2）美國(guó)拆壩主要原因包括生態(tài)恢復(fù)、經(jīng)濟(jì)因素、安全保障，其中生態(tài)恢復(fù)原因所占比重最大；（3）在私有化經(jīng)濟(jì)為主的美國(guó)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)衰退通常會(huì)引起拆壩數(shù)量的上升；（4）閘壩退役拆除技術(shù)體系逐步完善。

我國(guó)是世界上的建壩第一大國(guó)，目前水庫(kù)閘壩數(shù)量約9.8萬座［15］，多建于20世紀(jì)50—70年代，所建閘壩以小型土石壩為主［17］，時(shí)至今日，因壩體自身質(zhì)量問題及維修經(jīng)費(fèi)的欠缺，病險(xiǎn)庫(kù)已達(dá)4萬座，對(duì)部分閘壩實(shí)施拆除也已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)。拆壩研究在我國(guó)屬于一個(gè)涉及多學(xué)科的新研究領(lǐng)域，2003年我國(guó)水利部頒布了《水庫(kù)降等與報(bào)廢管理辦法》（試行），且“十二五”期間，以遼河流域部分水庫(kù)閘壩為試點(diǎn)，開展退役閘壩拆除的相關(guān)研究，目前已初步制定完成《水庫(kù)大壩降等報(bào)廢評(píng)價(jià)指標(biāo)、方法和標(biāo)準(zhǔn)》，獲得了對(duì)水庫(kù)降等報(bào)廢具有指導(dǎo)意義的評(píng)估體系。為了切實(shí)做好拆除工作，了解并加強(qiáng)拆壩作為河流生態(tài)修復(fù)措施的實(shí)施效果，更進(jìn)一步的拆壩河流生態(tài)環(huán)境影響調(diào)查評(píng)價(jià)及修復(fù)方案還在研究當(dāng)中。在未來，我國(guó)的拆壩工作面臨著十分艱巨的挑戰(zhàn)，更成熟的理論研究及實(shí)證研究還有待開展。

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Review of the dam removal in the last one hundred years in the United States

WANG Ruonan1，2，WU Wenqiang1，PENG Wenqi1，LI Shuwen2
（1.China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100038，China；2.Hebei University of Engineering，Hebei Handan 056038，China）

The history of dams’removal in the United States has been 100 years since 1912.During this period，the U.S.has dismantled 1108 dams.By analyzing and comparing the information such as the num?ber，region，heights，and age of these dams，we gave the features of dams’removal in the U.S..Before the 1980s，the number and region of dams’removal is small，but people have recognized the disadvantage of dams as well as the necessity of dams’removal.In the 1980s，the number and region of dams’remov?al have been increased.However，the height is still less than 20meters.And ecological restoration is the most important reason of dams’removal.As a result，the U.S.has paid more attention to the safety of dam.In the 1990s，the number of dams’removal continued to increase，and the U.S.achieved a break?through on the removed dams’height.In addition，Guidelines for Retirement of Dams and Hydroelectric Fa?cilities has been finished.In the 21st，not only the number，but also the height and length of dams’remov?al has set new records.In this period，the concrete dam has been the main part that needs to be removed for the overlong service life.Besides，the result shows that there has a connection between the situations of dams’removal and the socioeconomic status.

the United States；dam；history of dam removal；era feature

TV633

：Adoi：10.13244/j.cnki.jiwhr.2015.03.012

1672-3031（2015）03-0222-05

（責(zé)任編輯：王學(xué)鳳）

2015-01-18

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)（2013ZX07501-004）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51479212）

王若男（1988-），女，河北保定人，碩士生，主要從事水生態(tài)與水資源保護(hù)研究。E-mail：ruonanxin@163.com

吳文強(qiáng)（1977-），男，山東聊城人，博士，高級(jí)工程師，主要從事河流生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究。

E-mail：wwqemail@126.com