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中國水利水電科學研究院院士王浩:長江流域水資源安全問題及對策
2009/9/9 10:44:20 新聞來源:188BETApp

長江流域水資源安全問題及對策

  王浩

  尊敬的各位院士,各位專家,各位與會代表,大家上午好!

  我發言的題目是《長江流域水資源安全問題及對策》。因為前幾位主要講三峽大壩的問題,我就講講重慶和長江流域的事情。

  長江流域防洪形勢還是比較嚴峻的。特別是在氣候變化的條件下,洪澇災害極端頻率的機會在增大,另外水資源短缺,生態環境還是令人擔憂。另外從長遠來看,還有一些深層次的矛盾,比如說水資源的供需矛盾,今後還可能加劇。極端氣候事件對長江流域的影響,還要引起足夠的重視,具體的應急措施主要是兩個方麵,一個就是工程手段,上中遊各個支流各大湖泊還要進一步加強調控,另一方麵,還要加強全長江流域的水資源的統一調配,綜合調度這方麵還要進一步加強。

  因為長江流域的問題很複雜,比如說水庫群的調度,既包括水電站群本身的調度,又包括小水電站群的調度,還要考慮防洪調度,航運調度,還要考慮泥沙的問題,還要還考慮河流本身的問題,還要考慮南水北調和供水的調度,所以這些綜合的調度問題一方麵很複雜,很難,具有世界難度,另一方麵帶來的效益也是非常巨大的。

  下麵分五個方麵講講長江流域水資源安全問題和對策,要是時間不夠就講前四個方麵:長江中下遊水資源安全形勢分析;長江流域水文氣候演變趨勢;長江流域水資源配置格局;還有應對長江流域水資源安全問題的對策,如果時間允許,再講一個金沙江大型水庫對長江流域水資源安全的巨大作用。

一、長江中下遊水資源安全形勢分析

  在南北方分界線上的長江流域,麵積180萬平方公裏,450億人口,流經11個省市。長江整個的流域地處東進西出,輻射南北,帶動周邊的位置,同時也是南水北調工程東中西三條供水的水源地,目前和未來都是中國主要的水電清潔能源開發的主要基地,也是最具國際競爭力的經濟增長極。

  從長江流域在國民經濟中的地位看,是一條巨大的經濟走廊。國土占我國國土麵積18.8%,人口占全國總人口的33.5%,GDP占了全國的33.9%,也是中國重要的水源地,長江流域水資源1萬億立方米,占了全國水資源總量的35%。同時,也是中國重要的水電能源基地,經濟可裝機容量達到2.4億千瓦,占了10%。在生態環境方麵來說,長江流域也是一個重要的屏障,是華中、華南地區非常重要的一個生態屏障;在航運方麵又是一個黃金水道,貨運量達到2.5億噸,客運量達到1億人/次,這幾個指標占到全國的50%;同時長江流域的旅遊資源也非常豐富,自然和人文的景觀非常的引人入勝。

  長江流域都麵臨著哪些水資源安全問題呢?主要有五個方麵:一個就是防洪安全;第二是供水安全;第三是能源安全;第四是生態環境安全;第五是航運安全。

  防洪安全來說,三峽建成以後,長江中下遊有了很大改善,但是還沒有根本,有些問題還是非常突出的,由於三峽水庫河道型水庫蓄洪能力有限,和長江來水量大的矛盾十分突出,三峽工程的防洪庫容相對不足的,遇到特大洪水還是要分洪,比如遇到百年一遇的洪水,1854年型的這種洪水還需要分洪500億立方米左右,因此下遊的防洪能力提高也是不可少的。

  目前人口密集,經濟也慢慢發展起來了,分洪一次損失巨大,恢複起來不容易,因此防洪的問題還是要提到議程上。

  第二,供水安全也不容樂觀。枯水年供需矛盾突出;缺乏骨幹調蓄工程,無法以豐補枯:流域內水庫總調節庫容僅占流域水資源總量的8.4%,調蓄能力小,不能很好的對水資源進行年內、年際重新分配;部分區域水質汙染嚴重:長江下遊經濟較發達地區,水汙染問題嚴重,太湖水係、湖口以下幹流有近一半功能區現狀水質與目標要求存在較大差距,加劇了供水安全形勢。枯水期航運得不到保障;部分區域水汙染比較嚴重。長江下遊水汙染嚴重,與目標要求都存在著大的差距,加劇了供水的程度,加劇了供水安全的形勢。

  第三、從能源安全的角度看,經濟社會的快速發展,對電力的需求不斷增長,目前中國能源結構還不太合理,火電所占的比例太高,火電的汙染嚴重,煤炭運輸的壓力巨大,對於節能減排,對於鐵路運輸都形成很大的壓力。因此像長江流域的水電開發任務就很重。因此從節能減排的角度看,從防洪的合理設置的角度看,長江的建設都是十分必要的,並且是十分迫切的,技術上也比較成是熟。所以,應該有序地積極主動地來開發長江流域的水能資源。

  第四、水生態環境堪憂

生態環境問題長江流域也不容樂觀,比起很多地區,長江流域算好的,但是仔細分析,水土流失問題,水汙染問題,河口生態環境問題等都還是不同程度的存在。比如說水土流失,長江上遊有56萬平方公裏的水土流失,水汙染方麵主要是長江中下遊地區越來越嚴重,像中遊的洞庭湖麵積都縮得比較明顯,河口的問題,有海水倒灌,鹹潮上溯的問題。特別是隨著全球氣候變化,未來預測、海平麵還要比現狀再升高,在這樣的情況下,海洋的動力場在加強,河流的動力場相對就比較弱,海水倒灌、鹹潮上溯的情況還會加劇,這樣對飲用水安全會帶來威脅。

  第五、從航運安全的角度講,目前枯水期的航運還得到了保障,枯水期長江流域來水降低,水位下降,航深減小,嚴重的時候造成斷航。據預測,到2020年為了滿足需求貨運要求,長江中下遊的最小水深,還要比現狀提高0.3─1.5米,這樣子長江的水就更緊張的。像2007年的12月到2008年的1月、2月,三峽就給長江中遊河段補水了22.5億的樣子,兩次補水提高航道的水深。

二、長江水文的演變趨勢

  首先是氣溫的變化,看看全球氣候變化對長江有哪些影響?

  氣溫作為重要的氣候要素,對二氧化碳更為敏感,在長江下遊我們分別選擇了站點,比如像麗江站、宜昌站、安慶站,這是幾個站點在長江流域的典型位置圖。我們認為這三個站點是相當有代表性的。從最上遊麗江站的趨勢線上可以看出,長江上遊的溫度在升高;中遊宜昌站的溫度也在升高;下遊安慶站的溫度升高更為明顯。就全流域而言,年均氣溫上升,一年有11個月氣溫上升,其中1─5月,1─0─12月具有顯著上升的趨勢,1月的上升趨勢最大,8月的也有上升趨勢,但是不明顯。這些不足以說明長江流域的整個變化趨勢氣溫上升,也可能是變化的局部體現,但是越來越多的研究表明:全球正在向變暖,應該做好氣候變化的準備。

  再看看降水,長江上遊降水的變化的演變趨勢,是一個逐步增加的趨勢。中遊也是一個逐步增加的趨勢。從年降水的演變趨勢看,長江的上遊、中遊、下遊都有明顯的增長趨勢,其中長江中遊的年降水最大。長江流域上、中、下遊各月降水的變化,再把年內的降水也加以分析。長江上中下遊流域在1─3月,6─8月降水有增加的趨勢,在4─5月以及9月有減少的趨勢,10─12月降水的趨勢變化不大,其中1─2月,6─7月,增長趨勢最為顯著,在降水減少的幾個月中,隻有長江下遊5月和9月通過了顯著性檢驗,這是降水的分布變化趨勢。

  再看一下長江流域暴雨的趨勢,雖然長江流域大部分測站暴雨有增加的趨勢,但是隻有少數測站通過了檢驗,年報的增加的中心是在江蘇省,第二個就是夏季暴雨增長日數幾乎一致,所不同的是通過檢驗的站幾乎是一倍,說明夏季存在顯著增加的趨勢,就是暴雨在夏季比過去增加了,采用模型對2050年前長江流域極端的降水進行了預估,結果表明全流域特別是中下遊地區,七月份降水都有趨勢,可見夏季降水都有集中的趨勢時間分布更不均勻,不僅會增加洪澇災害,也有可能增加極幹旱的發生率,也有可能在後麵發生更多的降水事件。

  再看看徑流徑流的變化趨勢,徑流和降水的變化不一樣,宜昌站1980年到2006年的變化趨勢看,徑流量顯著減少,特別是1991年到2006年,宜昌站的徑流都在減少,有兩個原因:一個是氣溫升溫,植被蒸發量上升,徑流就減少了,降水是一定的,蒸發多,徑流就減少了。

  水一直都是增加的趨勢,水都供給城市了,這樣子在江裏流的水就減少了。漢口也有減少趨勢,從1888年到2006年減少了5.2億立方米,從前麵的研究成果看,近50年來,長江流域的氣候有變暖的趨勢,氣候變暖不僅表麵
在平均氣溫升高,還表現在水資源的影響,未來長江流域水資源變化趨勢主要表現在四點:

  第一點就是降水量和降水強度增大。第二就是大範圍、長曆時特大暴雨出現的概率增大,第三就是年徑流減少的趨勢明顯,第四就是徑流在年內的分布更為均勻,災害發生的頻率增加,總體來說,氣候變化和人類活動影響對長江流域的水文形勢帶來的影響,不利的方麵比較多一些,因此說,長江流域未來氣溫降水和徑流趨勢性變化,在一定程度上將加劇水資源安全形勢,在這種情況下,我們來研究一下,長江流域水資源配置的格局。

三、長江流域水資源配置格局

  1、水資源開發利用現狀

  首先,是長江流域水資源開發利用的程度,總體來說長江是17.6%,低於全國的平均值,水資源開發利用程度還不高,但各區域之間差距比較大,比如太湖流域,就是100份水資源就開發利用了88份水資源,太湖的利用率是最高的,剩下的這些地方,還有漢江水係水資源開發利用程度也比較高,這是長江流域的平均線,17.6%。漢江流域和太湖流域超過了平均線。2007年長江流域總供水1925.5億m3,其中,農業用水962.2億m3,第二產業用水737.3億m3 ,第三產業用水37.1億m3,生活用水169.5億m3,生態用水19.4億m3。

  長江流域的工業用水量還是相當大的,因為從全國的水資源而已來講,長江流域水資源相對分配,所以把一些大耗水工業都分布在長江流域,北方地區更沒有這種容身之地了,太缺水了。

  2、水資源供需態勢分析

  長江流域的需水預測看一下未來的情況,據預測,2020年水平年長江流域多年平均總需水2299億m3,2030年水平年多年平均總需水2343億m3,分別較基準年2004年增加266億m3和310億m3;75%枯水年,2020、2030年水平年需水量分別為2434億m3和2636億m3,95%特枯年份,2020、2030年水平年需水量分別為2459億m3和2670億m3.
特枯水年跟水資源利用是相當不利的情況,為什麼?因為來水量特別低,而需水量比正常年份的需水量增加很多,所以供需之間的缺口就比較大,這是不同年份分行業多年預測的一個圖。

  再看看供水,長江流域目前的總供水量是1997億,通過蓄水工程,飲水工程,提水工程,調水工程這些工程措施的完成,多年平均的情況下,2020年水平年,長江流域的總供水量是2285億,2030年,長江流域的總供水量是2339億,中等旱年的時候也分別作了預測,這是通過需水和供水的分析,做的供需平衡分析。可以看到,在2020年水平年,特別枯水年的時候長江流域的供需之間還有很大的缺口,製品將近100億,2030年的情況就好一些。從上圖可以看出,2020水平年,長江流域多年缺水14億,中等幹旱缺水90億,特殊幹旱年缺水100億,缺水率達到83.8%。長江流域基本不缺水,基本實現了河道外水資源的供需平衡,但是在特殊幹旱年,2030年的時候,長江流域還缺水45億立方米,和2020年相比今後的缺水程度會有所降低。

  剛才所做的預測是在比較理想,比較正常的供需水條件之上的,預測本身還存在著一定的不確定性,另外存在著降水的時空分布差異和受條件的限製,在部分區域的特殊時段,缺水的程度還要遠遠大於上述的值,在局部地區缺水還很厲害。因此長江流域仍然存在著供水風險。

  3、水資源可持續利用的總體戰略與布局

  長江流域水資源可持續利用的布局,總的可持續目標就是以水資源可持續利用為主線,以改善環境為出發總,以保障水資源安全為重點,要逐步建立以東部保持快速發展的勢頭,西部大開發,中部崛起和新農村建設相適應的流域和區域水資源合理配置布局,促進水資源與經濟社會、生態環境的和諧發展。這是長江水資源可持續利用的總體布局。

  一、要自給自足,長江流域本身水資源比較豐富,要開源節流,自給自足;

  二、就是要做上下互濟,加大水資源調控能力,合理分配區域用水;

  三、從中國整個水資源南北方的情況看,還要實現從長江流域風水區與缺水區,通過南水北調工程,將長江、形成四橫三縱的形式,四橫就是長江、黃河、淮河、海河,三條縱線就是南水北調的西線、東線和中線,這樣就形成一個大水網,這是國土建設裏麵重大的基礎設施建設。

  4、長江流域水資源配置

  長江流域水資源可持續利用的區域布局要根據承載能力的差異性,要因地製宜的製定以下水資源開發利用保護的格局,像上遊的高原的局部地區要修建中小工程,保障城鄉用水安全,改善生態環境。像長江上遊地區要建設必要的資源調配工程,保障今後的合理用水需求。中下遊地區要加強保護水源地,保障飲水安全,保障合理的下線水量,維護納汙能力,增強抗突發事件的能力。這是長江資源配置的一個格局。總的原則就是要堅持公平合理,統籌協調、高效利用、綜合平衡,要以二級水資源分區為單元,以供需為基礎,在水資源係統之間不同流域和區域之間,以及不同行業之間進行水資源的合理配置,配置的方案河道外用水,河道內水生態用水和經濟用水的配置,以及不同部門之間的配置,這是河道內與河道外水資源配置的結果。長江本流域的水資源是9960億立方米,從外麵調入18億立方米,調出453億立方米,長江流域的水資源總的可利用的總量是9525億立方米,今後的耗水是1343億立方米,包括發電用、航運用的水,是8132億立方米。這是長江流域各個二級區包括金沙江、宜昌、嘉陵江、洞庭湖水係、宜昌到湖口、太湖水係等整個社會經濟的用水,社會經濟的總耗水量跨流域的水量,以及配置後的水量都做了分析。這是不同用水的結果,這是不同尖資源組成的結構,下麵介紹第四部分。

四、應對長江流域水資源安全問題的對策措施

  應對長江流域水資源安全對策措施,水資源開發利用的對策是長江流域上中下遊不同區域水資源的方向不盡相同,長江上遊水資源應該加大控製性骨幹工程的建設上,長江中遊要加大控水力度,和水資源的統一調度,長江下遊要進行水汙染治理和河口地區的綜合治理,供水的安全對策就是要堅持優先和工程措施,和非工程措施的原則,工程措施中,建設上中遊大型水庫,是提高長江流域水資源安全的最佳措施,具體措施就不講了。

  水生態環境安全的對策,一個是大力加強水土保持,一個是切實加大水汙染防治力度,一個是建立和完善生態補償機製,最後要強化流域水資源的統一,長江流域防洪的安全對策,總體布局根據長江防洪的現狀。

  根據曆史經驗和長江防洪工程體係現狀,防洪對策總體上可以概括為四句話:無限製加高堤防不可取,大麵積退田還湖、退地還河不現實,大量增加蓄滯洪區不可行,必要的防洪水庫不可少。

目前,長江流域大中型水庫的總防洪庫容不足300億m3,相對於流域防禦目標洪水(60d洪量4900億m3)來說,防洪庫容仍然偏小。所以盡快在長江上遊新建大型水利工程,特別是具備多年調節性能的龍頭水庫是十分必要、十分緊迫的。

  我的發言完了,就這樣。

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