本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
謝遵黨
夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm
內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
(黃河勘測規劃設計研究院有限公司, 鄭州40003) 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com
(Yellow River Engineering Consulting Institute Co., Ltd., Zhengzhou China 450003)
本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
摘要:全球變暖引起海平面上升、極端氣象事件頻發、水旱災害加劇。從生態文明建設角度、以中國為典型,探索通過發展生態水利來應對氣候變化對人類和生態系統的不利影響。構建連通中國南北方水系的大水網,發揮黃河的紐帶作用,對干旱、半干旱地區進行生態補水。在華北、東北地區恢復地下水,在西北地區恢復古湖泊,大量儲水于陸地,從而減少海平面上升,降低南方和沿海地區的洪澇損失,大尺度修復和改善北方和西北地區生態環境,同時為經濟發展開拓新的空間。
本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
關鍵詞:氣候變化 儲水于陸 生態水利 引渤入疆 南水北調 西部調水 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com
工業化溫室氣體排放引起的全球變暖,已經成為威脅人類安全、引起生態系統崩潰的潛在危機,減緩和應對氣候變化是本世紀最重要的全球性任務之一[1]。根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預測,即使到2100年通過減排將全球溫度上升的幅度控制在1.5℃,海平面仍將上升0.26-0.77m,造成海島國家和沿海地區洪水、淹沒、海水入侵等災害[2]。根據目前的人口分布情況分析,海平面每升高0.1m,全球受淹沒影響的人口約1000萬人。氣候變暖的不利影響還包括極端氣象事件頻發、水資源嚴重短缺、水旱災害加劇,損害糧食安全,引起生態系統退化,顯著提高所有大陸和海洋生態系統以及人類社會面臨的脆弱性和風險[3]。
全球氣候變暖引起的不利影響,核心在水,實質是海洋中的水量劇增淹沒海島和沿海低地,濕潤地區降水更多、更集中從而引起洪澇,干旱地區降水更少造成極度干旱。從儲存水的角度來看,湖泊、水庫和海洋一樣都是可以裝水的盆,陸地也是盛滿土石的盆,同樣可以吸收存儲很多水分。利用水利工程來把更多的水留在陸地上,特別是儲水于干旱地區的地下和湖泊、盆地,可以避免海平面過快上升、修復和改善干旱地區生態環境,從而有效地緩解氣候變暖帶來的不利影響、增加碳匯,拓展經濟發展空間。
全球海洋面積約為3.61億km2,海平面上升每減少0.1m,需要在陸地多儲存約36.1萬億m3的水。全球陸地面積約為1.49億km2,其中3600萬km2為荒漠化土地。通過輸水工程,僅考慮向荒漠地區的湖盆、洼地、地層補水,平均儲存1m深的水,就可以降低海平面上升0.1m。世界各地還有許多巨大的內陸湖盆,儲水潛力巨大。比如里海面積38.6萬km2[4],湖面高程低于海平面29m,湖面升到海平面,至少可多儲存11萬億m3的水。
本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com
我國陸地面積960萬km2,占全球陸地面積的6.44%。按陸地面積比例分攤,減少海平面上升0.1m需在中國陸地上儲存的水量為2.32萬億m3。中國北方有70多萬km2廣闊的平原,由于干旱和過度開發,很多地區地下水位很低。西部干旱少雨,有267萬km2的荒漠戈壁,歷史上曾經存在的巨型湖泊多數已經萎縮或干涸。通過補充地下水和恢復古湖泊,只要能在干旱地區平均存儲0.7m深的水就能完成我國應擔的儲水份額。
夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm
為了解決西部缺水的問題,許多專家學者提出了調水改變西部干旱面貌的設想,比較有代表性的有引渤入疆、淡化海水西調、河口東水西調等。霍有光等提出的引渤入疆、恢復羅布泊生態環境的方案,從天津附近的渤海取50億m3海水,通過管道分級提升,利用渠道長距離自流1900km,引至疏勒河后自流入羅布泊[5]。張恒旭等進一步提出大力開發荒漠可再生能源,淡化海水西調,估算出淡化并輸送相當于黃河平均流量1774.5m3/s(合每年560億m3)的淡水到新疆需電功率44717MW,并可利用海水淡化西調系統抑制可再生能源的功率波動[6]。趙定烽則提出,在長江、珠江、閩江等入海口建河口水庫,通過4000km隧洞每年引淡水13255億m3到新疆[7]。這些設想從原理上說明,每年千億甚至萬億立方米規模調水的水源問題并非不可解決,抽水的能源供應能力也已經不是制約因素。 本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com
由于調水工程是影響巨大的戰略性工程,涉及多地區多領域,在學術屆爭議激烈,各地方和行業部門的觀點也很難統一。大規模引水改變干旱地區的地理面貌從科學原理上是成立的,爭議主要在于引水的經濟與環境代價是否值得付出、是否可以通過節水等其它手段替代[7-8]。 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om
從應對氣候變化的角度看,在目前以化石燃料為主的能源結構下,大規模抽水西調與節能減排的基本手段相悖,還不宜實施。事實上我國江河平均每年有超過2萬億m3的淡水流入海洋或流出境外,其中相當大一部分產于海拔較高的階梯和山區,合理調配可以在滿足民生、環境、經濟需要的前提下提供充足的生態補水水源。根據江河水資源的時空分布特點,發展以應對氣候變化、修復和改善生態環境的為主要目的的生態水利,應當能夠以較小的經濟和環境代價逐步實現大量儲水于陸地、顯著降低海平面上升的目標。 本`文@內/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網-tan pai fang. com
2.1 北方平原地下水可增儲水量 本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
平原地區土質一般為粘土、粉土和沙土,干容重為13-18kN/m3,飽和容重為18-23kN/m3。如表1,根據水利部水資源司發布的《2018年10月地下水動態月報》中的平均地下水位,統一按地下水位提升到地表以下3m、含水量增加5kN/m3計算,則北方主要平原地區可在地下增加儲水量1.9萬億m3。
本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
表1 中國北方主要平原地下可儲水量
本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
Table 1 Underground water storage capacity in the main plains of northern China 禸*嫆唻@洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm
名稱 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om
|
平均地下水位[10](m) 本+文`內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
面積(萬km2) 本文+內-容-來-自;中^國_碳+排.放_交^易=網 t a n pa ifa ng .c om |
可儲水量(億m3) 本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om |
黃淮海平原 本文`內-容-來-自;中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om |
7.36 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om |
30 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om |
6540 本`文-內.容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com |
東北平原 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om
|
5.86 本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m |
35 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com |
5005 本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com |
汾渭平原 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
24 本文`內-容-來-自;中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om |
7 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm |
7350 禸*嫆唻@洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm |
合計 本`文-內.容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com |
18895 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om |
內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
2.2西北荒漠湖盆可儲水量 本文`內-容-來-自;中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om
北方干旱內流區大小湖盆不計其數,可為儲水于陸提供天然的水庫。如表2,根據衛星地圖地形數據,僅在最干旱的柴達木盆地中心的達布遜湖、騰格里沙漠腹地的古白亭海、巴丹吉林沙漠邊緣的居延海、塔里木盆地中的羅布泊、哈密盆地、吐魯番盆地等湖盆儲水,按照對現有的居民、基礎設施產生影響較小的原則確定蓄水位,估算就可儲水超過3.7萬億m3。
表2 西北地區若干湖盆可儲水量 本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om
Table 2 Water storage capacity of several lake basins in Northwest China
本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
名稱 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
水面高程(m) 本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
湖底最低高程(m) 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com |
平均深度(m) 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
水面面積(km2) 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm
|
容積(億m3) 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com |
達布遜湖 本`文@內/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網-tan pai fang. com |
2690 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
2680 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm
|
5 本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
|
4500 本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
|
225 本*文`內/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網-tan pai fang . c o m |
白亭海 本+文`內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
1300 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm
|
1190 本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com |
50 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
4250 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com |
2125 本@文$內.容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網 t a np ai fan g.c om
|
居延海 本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com |
950 本+文`內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
740 本+文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 ta np ai fan g.com |
50 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
23500 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com |
11750 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com
|
羅布泊 本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om |
800 本文@內/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網-tan pai fang . com |
790 本`文-內.容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com |
8 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com
|
19900 本+文`內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
1592 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm |
哈密盆地 本@文$內.容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網 t a np ai fan g.c om |
400 本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
|
73 本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com |
265 本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om |
7600 本+文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 ta np ai fan g.com
|
20140 本文@內/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網-tan pai fang . com |
吐魯番盆地 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
-50 本@文$內.容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網 t a np ai fan g.c om
|
-156 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com |
50 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm |
2500 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
1250 本+文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 ta np ai fan g.com |
合計 本`文@內/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網-tan pai fang. com |
62250 本@文$內.容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網 t a np ai fan g.c om
|
37082 本文+內-容-來-自;中^國_碳+排.放_交^易=網 t a n pa ifa ng .c om
|
本`文@內/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網-tan pai fang. com
根據以上分析,僅在中國北方主要平原補充地下水和恢復西北地區幾個古湖泊,就可儲水超過5.6萬億m3。加上全國范圍采取退耕還湖、新建水庫、水土保持等措施保留在陸地上的水量,相對于降低海平面10cm中國的份額2.3萬億m3,有足夠大的容量容納氣候變化增加的海水水量。 本文`內-容-來-自;中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om
根據水利部發布的2017年中國水資源公報,當年屬平水年,我國地表水資源量2.8萬億m3,其中1.7萬億m3流入了海洋,0.7萬億m3流出境外或流入界河。全國供水總量6043億m3,總耗水量3207億m3[11]。
根據我國國家海洋局公布的《2014年中國海平面公報》,1980年-2013年我國沿海海平面上升速率為3mm/年。IPCC第四次評估報告的結果基本相同,1993年-2003年海平面每年上升3.1mm。按抵消海平面上升3mm計算,則每年中國分擔的儲水于陸的份額為696億m3。對照2017年水資源情況,新增陸地儲水量相當于入海流量的4.1%、總供水量的11.5%。調配抵消海平面上升量級的淡水資源留在陸地進行生態補水是有空間的。 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com
表3 2017年主要流域區水資源利用情況
本@文$內.容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網 t a np ai fan g.c om
Table 3 Water resource utilization in main river basins in 2017 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com
流域區 本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com |
水資源總量[11] 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om (億m3) 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com |
總供水量[11] 本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m (億m3) 禸*嫆唻@洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm
|
未利用水量(億m3) 本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
未利用比例 本`文@內/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網-tan pai fang. com |
西南諸河 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm |
6025.9 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
105 本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
5920.9 本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
98% 本*文`內/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網-tan pai fang . c o m |
東南諸河 本文@內/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網-tan pai fang . com |
1808.5 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com
|
313.1 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
1495.4 本+文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 ta np ai fan g.com |
83% 本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m |
珠江 本*文`內/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網-tan pai fang . c o m |
5265.5 本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m |
835.8 本`文-內.容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com |
972.7 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com |
84% 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om |
長江 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
10614.7 本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om |
2060.1 本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
|
8554.6 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
81% 本文`內-容-來-自;中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om
|
淮河 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm |
958.6 本+文`內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
616.2 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com |
342.4 本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com |
36% 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com
|
黃河 本+文`內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com
|
659.3 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com |
395.6 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om |
263.7 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com |
40% 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
海河 本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
272.2 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
369.8 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com |
0 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com
|
0% 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
遼河 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
|
293.1 本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m
|
189.8 本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com |
103.3 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om |
35% 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com |
松花江 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com |
1267 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm
|
497 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com |
770 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com |
61% 禸*嫆唻@洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm |
合計 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com |
17681.9 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com |
5277.4 本`文@內/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網-tan pai fang. com |
12404.5 本+文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 ta np ai fan g.com |
70% 本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
|
表3是2017年全國主要流域區水資源利用情況。從表中可以看出,南方水多,北方水少,西南諸河、東南諸河水資源利用率低,北方諸河水資源利用率很高。儲水于陸總體上要通過南水北調向北方調水解決水源問題。
本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m
5.1 生態水利的理念
傳統水利工程主要為了防洪、灌溉、供水、發電、航運等目的而修建。隨著人類社會從工業文明階段向生態文明階段邁進,水土保持、河湖生態補水、地下水恢復、河湖連通等以改善環境、保證生態系統安全為主要目的的生態水利工程逐步增加,已經成為水利工作的新重點。2017年全國人工生態環境補水總量已達161.9 億m3[11],加上通過退田還湖、水土保持和新增水庫保留于陸地的水量,儲水于陸已經初具規模。但從應對氣候變化的角度審視,生態水利工作仍處于起步階段,需要在滿足經濟、民生、環境等對水資源需求的前提下,探索出符合“創新、協調、綠色、開放、共享”等新發展理念的生態水利新途徑。
內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com
發展生態水利,要以保障民生、生態環境、經濟發展的用水格局現狀為前提,水多多用,水少少用,無水不用,缺水回用。水多多用,水少少用,就是在豐水年、豐水期將對民生、環境、經濟等益處不大甚至有害的水資源盡可能多地利用起來,存儲于干旱地區。無水不用,缺水回用,就是在干旱年份優先保障民生、環境和經濟用水,甚至取用已儲存的水資源緩解缺水問題。通過生態水利工程的靈活運用,在保障現有的民生、環境、經濟利益格局的前提下,充分利用水資源改善生態環境。 本文`內-容-來-自;中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om
發展生態水利,要順應自然、尊重自然、保護自然。充分利用天然河道、天然湖盆和已有工程,著重于恢復地面和地下歷史水體,通過水的自然循環過程改善局部氣候,而不是依靠傳統的灌溉技術直接發展經濟和人造生態系統。從儲水于陸的角度看,滲漏水量和蒸發水分只要通過水循環能回歸陸地就不算水量損失,深居內陸的生態水利工程可以簡化防滲防蒸發處理措施。水資源調配主要通過連通天然河湖的大水網梯次實現,豐枯互補。儲水主要利用天然湖泊和地下水的恢復完成,而不是大規模占用生態價值和開發利用程度較高的河谷建設大型水庫。
發展生態水利工程,要遵循經濟規律,全國水系漸次連通,從南到北梯次調水,高水高用,低水低用。為了減少建設投資和降低對經濟、環境的不利影響,不追求一次性將豐水河水資源跨過其他流域直接調到旱區,而是因地制宜,就近漸次連通河湖水系,充分利用天然河湖和現有工程,結成大水網,從南向北梯次調水。我國地表水資源中很大部分是產于海拔較高的高原和山地,為了不消耗或少消耗能源,要避免或減少大能耗的抽水工程,通過水量置換,優先使較高階梯的水資源更多地用于高階梯或鄰近階梯。可適量利用生態補水增加的土地、漁業、林業、農業、旅游、水電等資源發展經濟,提高生態水利工程的效益和可持續性。
禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm
5.2 生態水利工程布局
本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m
以應對氣候變化的尺度在陸地儲存的水量是前所未有的,需要在大范圍內全面展開,因地制宜地采取不同的措施涵養陸地水源,減少入海水量。在南方及其他濕潤地區主要通過水土保持、退耕還湖、保護濕地、新建水庫等實現儲水于陸,同時為向干旱地區調水提供水源。在北方平原地區對洼地、湖泊補水,興建平原水庫、滲渠、滲井等補充地下水。在西部荒漠地區則通過調水工程利用天然湖盆大規模儲水,改善局部氣候。 本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om
西部調水是近年來熱議的話題。鄧銘江院士概要評述了年總調水量從170億m3到3000億m3不等的南水北調西線方案、大西線調水方案、“紅旗河”方案和“四江自流”方案,認為大西線是實施國家戰略不可或缺的重大工程,建議相關部門盡快組織開展前期工作,爭取早日納入國家戰略決策日程[12]。
生態水利規模宏大、影響巨大,需要用幾十年時間來完成。為了減小不利影響,調水工程布局應立足于自然和經濟社會發展現狀循序推進。近期以已建或納入國家規劃的東、中、西線南水北調工程為主干,從長江流域每年調水448億m3。第二步連通長江與珠江、東南諸河、西南諸河,連通工程充分利用自然河道,采用對自然環境影響和經濟代價最小的方案,多線多段建設連通南北的水網,由南向北梯次調水補充長江,支撐每年向北方千億m3以上規模的生態調水。以穿過干旱地區的黃河為紐帶,承接南水北調水量,向西部和黃河兩岸配水。為了減少能源消耗,按照“高水高用,低水低用”的原則,在水量最豐沛、調水代價相對較低的近海平原地區盡可能多地從南方調水到北方,置換出北方河流下游用水量用于上游地區。已建或在建的南水北調中線、東線工程和引江濟淮工程除了向沿線供水,加大調水量向交匯的淮河、黃河、海河流域進行補水,通過引黃閘向北京、天津、河北、河南、山東平原地區補充生態用水,置換部分黃河用水量供上中游使用。在青海通過引通濟柴工程從長江上游通天河向柴達木盆地調水存儲,規模可為每年15-30億m3。通過大西線南水北調,調西南諸河、長江上游水在甘肅入黃河,除了沿黃向黃土高原配水,在寧夏黃河黑山峽出口處興建黑山峽生態水利樞紐,蓄水位1300-1400m,向阿拉善高原、鄂爾多斯高原和新疆自流分水,可分配西線南水北調和黃河中下游置換水量100-500億m3。擴展已開展前期工作或動工興建的白龍江調水、引漢濟渭、小江調水等工程,就近調水供甘肅、陜西使用,滿足黃土高原和汾渭平原地下水恢復需要的水量。通過以上生態水利措施,基本靠自流逐步實現年增陸地儲水量上千億立方米的目標,經過幾十年努力,可以實現儲水幾萬億立方米于陸地,有效減緩海平面上升,減少洪澇、干旱災害,促進生態環境改善和區域經濟平衡發展。
本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
黑山峽河段位于黃河上游甘肅、寧夏交界處, 多年平均天然徑流量約331億m3。黑山峽河段工程是《黃河流域綜合規劃》確定的黃河水沙調控體系七大工程之一。由于一級高壩開發方案淹沒7萬多人口、12萬多畝耕園地,有關地區持反對意見,要求河段開發放棄水沙調控功能,分多個梯級建低壩發電[13-16]。大水庫的功能需求和水庫淹沒損失的矛盾,使得黑山峽河段開發方案爭論幾十年不能確定,僅清潔能源每年就損失約80億kWh。 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
作為黑山峽高壩大庫的替代方案、結合生態水利探索研究,建議實施黑山峽-白亭海生態水利實驗工程。以不大量淹沒人口土地為原則,在寧夏黑山峽出口建生態水利樞紐工程,通過自流引水到石羊河尾閭古白亭海(現甘肅民勤縣、內蒙古阿拉善右旗交界一帶)儲存,既可破解黑山峽河段開發方案的困局,又可為大規模發展生態水利開展實驗,積累經驗。
本*文`內/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網-tan pai fang . c o m
實驗工程包括黑山峽出口的低壩水庫(正常蓄水位可為1310m左右),沿黃河左岸1300m等高線走向引水,打隧洞進入騰格里沙漠,最終到達可儲水2100多億m3的古白亭海湖盆,自流輸水距離約260km。沿途就近選擇騰格里沙漠洼地作注入式調蓄水庫,修退水渠連通黃河,可以滿足黃河寧蒙河段防洪、防凌、調水調沙和替代部分揚黃灌溉所需的50-60億m3庫容。 本*文`內/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網-tan pai fang . c o m
黃河流域水資源開發程度很高,全河水量按國務院制定的“87分水方案”統一調度。黑山峽-白亭海生態水利實驗樞紐的引水在“87分水方案”的框架中調度。引水來源一是寧夏和內蒙古的部分引黃指標,這部分水量通過退水渠歸兩區替換揚黃灌溉使用;二是在豐水年分配給甘肅、寧夏、內蒙古的生態用水量(2019年水利部分配的黃河生態用水量總額度為20億m3);三是主汛期和凌汛期的洪水。實驗階段以實現傳統水利功能為主,豐水年和汛期相機向大湖盆生態補水。遠期可使用西線南水北調的生態調水量及其他調水工程從中下游置換的黃河水量約300-500億m3/年,從白亭海向西引水,分水入黑河進居延海,繼續向西在河西走廊越過分水嶺,經疏勒河自流入羅布泊,并分水向哈密盆地、吐魯番盆地輸送。
黑山峽-白亭海生態水利實驗工程除了兼顧將部分揚黃灌區改為自流灌區,不發展新的傳統灌區,主要利用水的自然循環過程,通過增加局地降雨、空氣濕度和提高地下水位改善沙漠生態系統。白亭海湖盆庫容巨大,蓄滿需要十幾年時間。這期間水面年蒸發量從30多億m3逐步增加到130多億m3。巨量的水蒸氣會飄向何方、在哪里形成降雨,局部氣候和地下水改變對生態系統有多大的影響,湖泊水體本身的生態價值等等,可以利用實驗工程觀測研究,為更大規模地開展改變氣候的生態水利工程提供理論依據和實踐經驗。
本`文-內.容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com
7.1 結論
夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm
(1)在當前的工程技術水平和經濟能力條件下,全球氣候變暖引起的海平面上升、水旱災害加劇可以通過生態水利工程在陸地上大量儲水而有效緩解。中國按陸地面積分攤的陸地儲水份額可以主要通過在北方恢復地下水、在西北地區恢復古湖泊等生態水利措施來實現,水源可通過構建連通南北方水系的大水網調劑解決,以黃河為紐帶的向北方、西北地區和兩岸調配。
(2)生態水利的理念不同于傳統水利工程,以修復和改善生態環境為主要目的,以恢復地表和地下歷史天然水體為手段,利用水的自然循環過程大尺度影響局部氣候,支持生態系統改善和經濟社會發展。
(3)探索興建應對氣候變化尺度的生態水利工程,需要水利、氣象、生態、地理等多學科聯合研究攻關、長期積累實踐經驗,才能逐步實現經濟和環境代價最低、生態效益最好。修建黑山峽-白亭海生態水利實驗工程,既能實現防洪、防凌、灌溉、發電、調水調沙等傳統水利工程的功能,又能在騰格里沙漠形成巨大水面,改善局地氣候和生態環境,通過實驗研究為更大規模儲水于陸提供理論依據和實踐經驗。
7.2 展望 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com
改變氣候是人類少數沒有實現的古老夢想之一。溫室氣體的排放加快氣候變暖的事實,從反面證明人類已經有能力改變氣候。未來幾十年在全球協同控制溫室氣體排放同時,實施生態水利工程大規模儲水于陸,就能夠更好地減緩和應對氣候變化。干旱內陸形成的成千上萬平方千米的水面,必將對氣壓、濕度、風場、降雨等產生顯著影響。水陸比例足夠大,就會消滅荒漠。當能源結構發展到以廉價的清潔能源為主時,人類就可以按照設計塑造水陸布局和大氣溫度場,氣象災害將象瘟疫、饑荒一樣消失,干旱荒漠也會變成生物的樂園,那時歷史將進入生態文明繁盛的階段。
本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om
[1]袁倩.全球氣候治理[b].北京.中央編譯出版社.2017:70.
內.容.來.自:中`國`碳#排*放*交*易^網 t a np ai f an g.com
Yuan Qian.Global Climate Governance.Beijing.Central Compilation Press. 2017:70.
[2]聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC).全球變暖1.5ºC 政策制定者摘要[b].https://www.ipcc.ch/sr15/chapter/summary-for-policy-makers/.2019:9-12.
The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Global Warming of 1.5 ºC Summary for Policymaker[b].https://www.ipcc.ch/sr15/chapter/summary-for-policy-makers/.2019:9-12.
本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om
[3]王偉光,劉雅鳴.氣候變化綠皮書 應對氣候變化報告(2017)[b].北京.社會科學文獻出版社.2017:002-003. 本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om
Wang Weiguang, Liu Yaming. Green Paper on Climate Change Report on Climate Change (2017)[b]. Beijing.Social Sciences Academic Press.2017: 002-003.
[4]李淑杰,郭正中.世界地理百科知識[b].長春.吉林人民出版社.2012:96.
Li Shujie, Guo Zhengzhong.World Geography Encyclopedia[b]. Changchun.Jilin People's Publishing House. 2012:96. 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om
[5]霍有光.實施陸海統籌引渤入疆 恢復羅布泊生態環境建設工程的探討[J].西部學刊,2014(01):5-9.
Huo Youguang.Study on Implementing Land and Sea Planning to Transfer Water to Xinjiang From Bo Sea and Restoring the Construction of Lop Nur Ecological Environment[J].Western Academic Journal,2014(01):5-9. 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om
張恒旭,劉玉田.可再生能源大規模應用在荒漠治理中的作用[J].可再生能源,2014,32(09):1249-1254.
內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om
Zhang Hengxu, Liu Yutian. The Role of Large-scale Application of Renewable Energy in Desert Governance [J]. Renewable Energy, 2014, 32 (09): 1249-1254. 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com
[7]趙定烽.“東水西調”或“東水隧調”才是中國實施南水北調的正確新模式[J].中國新通信,2018,20(17):237-239.
本*文@內-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網 t an pa i fa ng . c om
Zhao Dingfeng. " Transfer Water from East to West" or "Transfer East Water through Tunnel" is the Correct New Model for China to Implement the South-to-North Water Diversion [J]. China New Communications, 2018, 20 (17): 237-239.
[8]辛華. 10余位專家質疑引渤入疆工程[N]. 西部時報,2010-11-19(002).
本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
Xin Hua. More than 10 Experts Questioned the Project of Transfer Water from Bo Sea to Xinjiang [N]. Western Times, 2010-11-19 (002).
本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
[9]錢逸華. 引渤入疆:慎思,慎行[N]. 中國民族報,2010-11-16(003).
本+文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 ta np ai fan g.com
Qian Yihua. Transfer Water from Bo Sea to Xinjiang : Deliberate, Cautious [N]. China National News,2010-11-16 (003).
本/文-內/容/來/自:中-國-碳-排-放-網-tan pai fang . com
水利部水資源司.2018年10月地下水動態月報. http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/dxsdtyb/201901 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
/t20190129_1107313.html. 2019.
Water Resources Department of the Ministry of Water Resources. Mmonthly Report of Groundwater Dynamics in October 2018.http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/dxsdtyb/201901/t20190129_1107313.html
本文@內/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網-tan pai fang . com
.2019. 本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
中華人民共和國水利部.2017年中國水資源公報.http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/szygb/201811 本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om
/t20181116_1055003.html.2018.
Ministry of Water Resources of the People's Republic of China. 2017 China Water Resources Bulletin.http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/szygb/201811/t20181116_1055003.html.2018. 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm
[12]鄧銘江.中國西北“水三線”空間格局與水資源配置方略[J].地理學報,2018,73(07):1189-1203.
本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
Deng Mingjiang.The Spatial Pattern of Water-Three Lines in Northwest China and the Strategy of Water Resources Allocation[J].Acta Geographica Sinica,2018,73(07):1189-1203. 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
[13]楊振立,段高云,郭兵托.黃河黑山峽河段的功能定位和開發任務[J].人民黃河,2013,35(10):40-41+44.
內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
Yang Zhenli,Duan Gaoyun,Guo Bingtuo.Functional Positioning and Development Tasks of the Heishanxia Section of the Yellow River[J].Yellow River,2013,35(10):40-41+44. 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com
[14]石培基. 黑山峽庫區淹沒與移民問題探討[A]. 中國地理學會黃河分會、青海省地理學會.黃河流域資源環境與生態文明建設學術研討會交流材料[C].中國地理學會黃河分會、青海省地理學會:青海省地理學會,2011:6. 內-容-來-自;中_國_碳_0排放¥交-易=網 t an pa i fa ng . c om
Shi Peiji. Discussion on the Inundation and Immigration of the Heishan Gorge Reservoir Area[A]. The Yellow River Branch of the Chinese Geographical Society and the Geographical Society of Qinghai Province. The Symposium on the Resources and Environment and Ecological Civilization Construction of the Yellow River Basin[C].The Yellow River Branch of the Chinese Geographical Society, Qinghai Provincial Geographical Society: Qinghai Geographical Society, 2011: 6. 本+文+內/容/來/自:中-國-碳-排-放(交—易^網-tan pai fang . com
[15]劉耀龍,王軍,許世遠.黃河靖南峽-黑山峽河段的生態敏感性[J].應用生態學報,2009,20(01):113-120.
本`文@內-容-來-自;中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om
Liu Yaolong,Wang Jun,Xu Shiyuan.Ecological Sensitivity of the Jingnanxia-Heishanxia Section of the Yellow River[J].The Journal of Applied Ecology,2009,20(01):113-120. 本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
王康柱,李玉潔,焦健.黃河黑山峽河段二級開發方案樞紐布置設計[J].西北水電,2004(03):62-69.
本%文$內-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網^t an pa i fang . c om
Wang Kangzhu,Li Yujie,Jiao Jian.The Layout Design of the Two-cascade Development Plan for the Heishanxia Section of the Yellow River[J].Northwest Hydropower,2004 (03):62-69. 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm