索丽生:水利工程的“特殊功能”
水利工程的“特殊功能”
——关于水利工程建设新思路的思考
索丽生
近年来,我国“新水事”层出不穷,水利工程不断显现出多种“特殊功能”,给人以启示,也提出了一些值得深思的新问题。在寻求这些问题的答案时,自然对水利工程建设的思路产生了一些新的思考。
一、传统意义上水利工程的主要功能
传统意义上水利工程的主要功能包括:防洪排涝、水力发电、农田灌溉、工业和生活供水、航运漂木、渔业、旅游等。
新中国成立50多年来,水利工程建设取得了巨大成就。截至1999年底,全国建成水库8.5万座;修建堤防26万公里;供水能力从1949年的约1000亿立方米,上升到1995年的5700亿立方米;人均综合用水量从1949年的不足200立方米,增加到458立方米;发展灌溉面积5667万公顷;水电装机容量达到2880万千瓦。水利工程各项功能的发挥,才使我国能以仅占世界6%的可更新水资源和9%的耕地,养活了占全球22%的人口,并维持了经济社会的快速发展。
二、近年来水利工程显现的“特殊功能”
近年来,在我国发生的一系列“新水事”中,水利工程显现了多种与常规功能不同的“特殊功能”。以下列举若干“新水事”,说明水利工程在生态、环境与景观的修复、改善与?;ぶ械挠τ茫こ痰鞫仍诵蟹绞奖浠笤谒廴痉乐沃械淖饔茫约八こ痰慕ㄉ韬褪褂媚J饺绾胃谋湟员愀咝Ю盟试?、充分截留洪水资源。这些"特殊功能"的展现,给人启示,也令人深思。
?。保?、环境与景观的修复、改善与?;?br /> (1)黑河分水与治理规划
2001年来,黑河流域中游取水口8次“全线闭口,集中下泄”,分水至下游额济纳旗,滋润林草地,挽救胡杨树,干涸十年之久的黑河尾闾东居延海两度进水,重现波涛。
为期3年的《黑河流域近期治理规划》将投资23.6亿元,在上游实施水源涵养林?;ず吞烊徊莩〗ㄉ?;在中游进行灌区节水配套改造,废弃部分平原水库,合理开发利用地下水,以及农林牧和产业结构调整,减少引用水量;在下游开展天然绿洲生态建设和环境?;ぁJ迪止裨号嫉闹邢掠畏炙桨福ㄆ剿贻郝湎坷此?5.8亿立方米,正义峡下泄9.5亿立方米),保证流域特别是下游的生态用水量,?;ど低车墓婊勘?。
?。ǎ玻┧锬竞佑笔渌胫卫砉婊?br /> 2000年5月以来,经博斯腾湖向塔里木河下游4次应急输水,博斯腾湖累计输水16亿立方米,大西海子水库下泄9亿立方米,塔里木河下游300多公里河道全线通水,沿河地区地下水位明显回升,尾闾台特马湖干涸30年后两度进水,下游绿色走廊再现生机。
按照2001年国务院批复、年内即已启动的《塔里木河流域近期治理规划》,5年内中央投资107亿元,在源流区实施灌区节水改造,合理开发利用地下水,兴建山区控制性水库和输水工程;在干流上进行河道整治,建设控制枢纽;全流域内实施退耕封育和林草生态建设,改建或废弃平原水库,建设流域调度与管理系统;以实现上游林草植被恢复,下游生态初步改善的规划目标。
?。ǎ常┰赜辈顾?br /> 黑龙江省引嫩工程江东灌区六干渠翁海渡槽改建成交叉枢纽,经六干渠和翁海排水渠向国家级自然保护区(丹顶鹤栖息、繁殖地)、国际知名的扎龙湿地应急补水。2001年补水1.05亿立方米,有效缓解了湿地缺水状况;2002年补水4亿立方米,湿地核心区的湿润面积从原来的130平方公里增加到700平方公里左右。
?。ǎ矗┗坪有±说姿馄绶潘?br /> 为保证黄河下游生活、生产和生态用水,确保黄河不断流,小浪底水库电调服从水调,多次弃电供水。2000年枯水期,弃电放水12.2亿立方米,付出了日损失发电效益90万元的代价;2001年,6台机组又一度全停,发电功能让位于生态功能。
?。ǎ担┤畔克嗯Ω慕ㄓ朐诵蟹绞降髡?br /> 为减缓库区和渭河下游的泥沙淤积,三门峡水利枢纽多次增建、扩建泄洪排沙设施,并将运行方式由“蓄水拦沙”“滞洪排沙”(1962)调整为“蓄清排浑”(1973),其防洪、发电、供水等功能相应降低。近来,有些专家建议,为了进一步减少泥沙淤积,降低渭河入库处的河底高程(即“潼关高程”),修复渭河流域的生态,三门峡水利枢纽应改为“畅泄拉沙”。如是,枢纽的“常规功能”则几尽放弃。
?。ǎ叮┘媚先喝从?br /> 通过卧虎山水库经玉符河回补地下水、统一调度和优化配置水资源、封闭自备井、节约用水等措施,泉城济南市地下水位明显回升。2001年9月17日,沉寂长达926天之久的趵突泉复涌,市区内100多处泉水复活。
(7)回灌地下水遏制大雁塔倾斜
通过封停西安市内325眼自备水源井,并在大雁塔附近利用原取水井回灌地下水,逐步改善水文地质环境,有效遏制地面沉降,?;ご笱闼?,控制塔身倾斜。
?。ǎ福┏鞘蟹篮楣こ逃刖肮劢ㄉ枞谖惶?br /> 传统的城市防洪工程大多仅从安全考虑。近几年来,许多城市防洪工程与城市景观建设紧密结合、融为一体。如原本为长江武汉段险工之一的武汉龙王庙建成了江边一景;治理后的成都府南河不仅解除了洪水威胁,还为人们提供了休闲场所,成为市内一道亮丽的风景带;绍兴、吉林、深圳、太原等市都可见类似景观。
以上事例给我们的启示和思考是:
水利工程的生态、环境、景观功能是体现人与自然和谐共处的重要特征,但其(经济和社会)效益如何评价?考虑生态、环境、景观功能后,水利工程建设还应以惯常的“技术经济最优”为目标吗?
?。玻廴痉乐斡胨克释骋坏鞫?br /> ?。ǎ保耙锰备纳铺?br /> 1991年太湖流域大水后,兴建了十余项以防洪除涝为主要功能的“治太工程”?!耙锰痹蚶弥翁こ讨械耐莺?、太浦河等,引长江优质水入太湖和河网,加速水体循环,增强自净能力,改善水质和水环境,同时增加向下游地区的供水。2002年1月30日,试验工程正式启动。计划从长江引水25亿立方米,入太湖10亿立方米,向下游供水5亿~7亿立方米。至4月30日,引江水10.7亿立方米,入太湖6.79亿立方米,向下游输水6.66亿立方米,监测数据表明,受影响区面积达1.4万平方公里,区内水质改善明显。
?。ǎ玻┙蘸侠淼鞫人こ毯秃油?br /> 江苏改变水利工程沿袭多年的传统运行调度模式:兼顾防洪抗旱与水环境改善;生产、生活调度水源变为生产、生活、生态调度水源;季节性调度变为长年调度;清污分流,引清排污,加强监测,及时掌握河湖水质变化状况。
?。ǎ常┗春铀⒊⑹运克释骋坏鞫?br /> 为保证灌溉,淮河、沙颍河水闸枯水期长时间关闭,闸前污水积聚,汛期首次开闸泄洪时,“死亡之水”集中下泄,洪泽湖水体严重污染,鱼虾大量死亡。类似的污染事件曾多次被媒体曝光?!盎春由瞅:铀廴玖馈倍运剑醋⒌乃克释骋坏鞫冉辛嘶⑹?,采取了污水小流量泄放,人工“错峰”促使干支流雨洪与污水混掺等措施,取得了一定成效。
以上三例表明:水利工程不仅能在防洪抗旱中发挥作用,也可以在水体水质改善、水污染防治与水环境?;ぶ写笙陨硎?;水利工程应该也能够从单一的水量调度转为水量水质统一调度。当然,这对水利工程的规划设计与运行管理提出了新要求。
3.水资源高效利用与洪水资源利用
?。ǎ保┧锬竞?、黑河流域改建、废弃平原水库
塔里木河、黑河流域降水稀少、蒸发强烈,流域内的平原水库面大水浅,渗漏、蒸发损失很大,水的利用率极低。塔里木河、黑河治理规划都提出要兴建山区控制水库,改建部分、废弃大批平原水库,以便有效利用水资源。请注意,兴建水库利用水资源历来司空见惯,到如今,废弃这些平原水库却是为了有效利用水资源!进而我们不禁又会问:这些水库是一拆了之吗?可否降低水位、缩小水面、减少蒸发后改作他用?如,转为生态供水,或改建成滞蓄洪区?或,留作人工湿地?
(2)山东、辽宁兴建地下水库
地下水库至今还是鲜为人知的新型水利工程。为充分利用淡水资源,山东烟台、辽宁大连等地在河流入海口处采用高压灌浆建造地下拦水坝,拦截入海潜流,提高地下水位,形成地下水库。它具有防止淡水流失、制止海水入侵、不易污染、不占耕地、无垮坝风险、投资小等优点。
我国内陆干旱、半干旱地区也在进行利用地下水库以减少蒸发损失的有益探索。
?。ǎ常┭聪匏惶岣咦ㄌ庋芯?br /> 密云、大伙房等12个水库进行了加强洪水预报、确保水库安全前提下,汛限水位提高、分期控制、动态控制等专题研究,以合理调节防洪与兴利库容,充分利用洪水资源,缓解水资源供需矛盾。
?。ǎ矗┌⑺雇甙雍屯际部ㄐ购榈?br /> 此例虽不在我国,但倒是新近所闻,且可供我们借鉴。
尼罗河是埃及名副其实的母亲河:埃及人都聚居在不足全国面积5%的沿河绿洲和三角洲地区。尼罗河平均年径流量840亿立方米,最大年径流量1500亿立方米。苏丹、埃及交界处尼罗河干流上的阿斯旺高坝水库(纳塞尔湖)库容达1620亿立方米,其中死库容310亿立方米,防洪库容410亿立方米。为充分利用洪水资源,埃及又在纳塞尔湖中部新辟了长22公里、底高程低于阿斯旺高坝溢洪道的图什卡泄洪道,通向库容达1200亿立方米的滞蓄洪区,现已滞蓄洪水290亿立方米。埃及水利部门自豪地称此举根除了尼罗河洪灾,还为利用洪水资源发展新垦区奠定了基础。
这四例提醒我们:在水资源短缺地区,还有哪些“绝招”可以提高水资源的利用效率?再者,为充分利用洪水资源,我们的防洪方略是否应由传统的“蓄泄兼筹,以泄为主”转为“蓄泄兼筹,以蓄为主”?除了提高汛限水位外,还有哪些措施可用于利用洪水资源?增大水库库容以便多截留一些洪水是否合算?可否动用滞蓄洪区来容纳和利用洪水资源?
三、关于水利工程建设新思路的思考
我国水资源和生态环境的严峻形势以及新时期治水思路的转变要求水利工程扩大服务领域,拓展使用功能,调整优化目标,改变运行方式。水利工程要在生态系统恢复、湿地?;?、地下水回补、城市环境美化、水体水质改善、雨洪资源利用等方面发挥特有的作用;水利工程的优化目标应该由惯常的“技术经济最优”改变为生态效益、经济效益、社会效益统筹兼顾,强调人与自然和谐共处;水利工程的运行方式要与?;ど低场⒏纳扑室约案咝Ю糜旰樽试聪嗍视?。
为此,水利工程建设要探索新思路,研究新问题。水利工程的生态、环境、景观效益的评价方法,水利工程建设的“生态+技术经济”的优化目标,实施水量水质统一调度的水利工程运行方式,我国北方干旱、半干旱地区的防洪方略,水资源高效利用和洪水资源利用的潜力和举措等都是当前迫切需要探讨的问题。