跨流域调水与经济发展

1、跨流域调水与经济发展一、澳大利亚雪山调水工程1）工程建设必要性澳大利亚矿产资源和农畜产品特别丰富，是主要出口产品，农畜产品出口约占总额的70%，其中又以小麦、羊毛最重要；其次是矿产品，约占出口总额的24%。新南威尔士州是澳大利亚主要采矿工业区之一，新南威尔士及维多利亚两州拥有占全国70%的工厂。新南威尔士州南部、维多利亚州北部、南澳大利亚州东南部为墨累达令河流域，是澳大利亚的小麦、稻谷、羊毛的主要产地，下游有南澳大利亚州的钢铁工业中心。墨累达令河流域面积为106万km2，而多年平均年径流量仅为110亿m3，单位面积径流量约为我国黄河流域的七分之一，水资源十分贫乏。流域上、中游的农牧区是用水大户

2、，而下游的城市、工业用水要求有很高的保证率，工农业用水矛盾十分尖锐；随着国民经济的发展，也需要大量的电力生产及水电调峰电能。这样，就提出了将雪山地区可利用的水资源如何更合理地用于灌溉、发电和供水的问题。在19371946年期间，澳大利亚东南部出现了持续严重干旱，再加上第二次世界大战后的国民经济恢复和发展，急需增加电力生产和粮食供应，因此，雪山调水工程的建设十分必要、迫切。2）运行中的问题由于雪山工程大部分位于科修斯科国家公园内，联邦福利部与新南威尔士州和维多利亚州之间的雪山协议中所包含的大量规定都是为了保护这一地区的自然资源。如禁止烧荒，控制土壤侵蚀和河流淤积，防止污染水资源，保护流域土地和自

3、然资源等措施。还与其它机构协作制定了许多保护环境的措施,包括租借地的恢复;开挖工程的恢复;为运行和维修而设立的工程和城镇的美学设计;外来植物的移栽;流域地区的封山育林;控制落叶桉树的虫害；合作控制家兔繁殖;监测水沙量等。引水后，各个坝下游的流量已大大减少，枯水期时必需放水以维持沿河居民生活用水。河流水量减少影响了两岸树木的生长，原来规定在这些河段要大量种树。另外，由于这些河流上游调节大大减少了洪水，下泄流量仅为十年一遇，故对这种情况进行了专门的研究。由于担负峰荷使水电站的泄水波动极其激烈，同样也使较小调节池的水位变化也激烈起来。为解决墨累河上最后1个水电站的日波动问题而修建了1个反调节工程，即

4、坎科本调节池。3）带来的经济效益(1)工程水电总装机375.6万k，占澳大利亚东南部电力容量的16.5%(19941995年，工程共发电55.2亿kWh)，向澳大利亚首都地区、新南威士州和维多利亚州供电。电力分配的原则是根据人口的多少，优先供给澳大利亚首都地区，在满足其要求后，剩下的电力2/3分配给新南威尔州1/3分配给维多利亚州。(2)水电与现有火电系相结合，水电在系统中承担调峰、调相、调频及故备用，可最大限度地利用电力资源。(3)每年平均向内陆输送水量11.3亿m3，不仅在于水量，更重要的是通过大型水库的调节，可保证在最严重干旱期间，调水量不低于平均流量的85%。干旱期间，通过电站的保证下

5、泄量和拟定的灌溉水量,经过调蓄，每年平均可为马兰比吉河和墨累下游增加23.6亿m3的灌溉水量。二、美国中央亚利桑那调水工程1） 工程建设必要性亚利桑那州位于美国中西部，境内沙漠广布，以河流域工程法，并授权垦务局资助和兴建中亚利桑那调水工程。年，弓里科帕、皮纳尔、皮马三县成立了一个准政府实体中亚利桑那水土保持管理局，负责中亚利桑那调水工程的管理和运行工作。任务有二项：其一是负责输送亚利桑那州从科罗拉多河分配的水；其二是负责归还兴建中亚利桑那调水工程联邦政府所投人的资金。中亚利桑那调水工程年月开工，烈日、高温、干燥的沙漠著称。亚利桑那州水资源短缺，州府菲尼克斯年降水量不到。据估计，在正常情况下，仅

6、仅月份该州就有亿的水量蒸发成水蒸汽，大约相当每年流人科罗拉多河的水量。科罗拉多河、希拉河和盐河被认为是亚利桑那州“生命的血液”，人民多沿河居住。这一带拥有美国最富饶的土地，但缺水一直是该州所面临的最大危机。世纪年代以来，亚利桑那州中部地区经年建成全线通水，工程耗资多亿美元。该工程虽不是跨流域的，但却是世界上知名的大型调水工程之一，其主要目的是通过每年从科罗拉多河调水亿至图森，向亚利桑那州中部的马里科帕、济发展很快，人口激增，需水增加。为了满足用水需求，就大量抽取地下水，地下水约占总供水量的皮纳尔、皮马等县送水，以减缓亚利桑那州中部长期严重缺水、地下水超采过度、地面沉陷等问题。调水线路左右。开发

7、地下水一直是亚利桑那州经济增长的重要因素。地下水超采过度，抽取量远远大于天然补给量，该州每年超采地下水亿，造成了地下水水位每年下降。地下水亏空引起了一系列问题：水井要打得很深才能抽到水，运行费用也就随之持续增长，而且还出现了地面沉降和中亚利桑那调水工程西起科罗拉多河的哈瓦苏湖，东南到图森，全长，调水渠道顶宽，底宽，深，共经过个输水渠段、个泵站（其中个为抽水蓄能电站）和个隧洞倒虹裂缝，导致建筑物、道路和农田的破坏。因此，必须兴建调水工程以补给透支水量，从而可以保存地下水（以避免地下水枯竭）来灌溉和补充城市储备。2）运行中的问题但是后来发现，由于截取了原来流向旧金山湾区的大量水源，湾区内累积失去太

8、多洁净水的调剂后，导致水体质量变坏，海湾生物数量减少，海湾附近地区土地盐碱化。大型调水工程无论是从社会经济的角度还是从生态环境的角度都具有一定的风险因素。调水工程对自然环境和生态系统的有利影响:有利于水循环,改善气候条件;形成湿地,改善和美化生态环境;水生和陆生生物系统的改变;地下水水位升高,补充地下水;改善水质,增加水域面积,有利于休闲和旅游业等。不利影响:水源地年均径流量减少、水位降低;土地的盐碱化、沼泽化;侵蚀和泥沙沉积速度增加;地表水和地下水水质恶化等。美国政府非常重视调水工程对社会、经济和环境的影响。美国于1969年在环境保护领域通过了国家政策法律,又于1973年公布了水土资源规划原

9、则和标准。这些文件大大强化了保护自然生态环境的意义。由于中央河谷工程和加利福尼亚州水道工程都从萨克拉门托河取水,调水量大,使流入旧金山湾的淡水减少了约40%,造成海湾水质恶化,影响海湾水生生物。调水灌溉造成科罗拉多河地区水质恶化。科罗拉多河的地表水绝大部分用于农业灌溉11,每年调水量约为95亿m3,灌溉7个州的土地。由于河水反复地被引来灌溉,灌区土壤中大量盐类被河水溶解后又排入河中。河水含盐量不断增加,致使被浇灌的土地盐碱化,排水管道腐蚀,生活用水的处理费用相应增加,给流域内的工农业及生活用水带来巨大危害和经济损失。据估计,科罗拉多河水的含盐量每增长1mg/L,每年所引起的直接和间接的经济损失

10、为10.8万美元。针对科罗拉多河的水质恶化问题,1974年开始实施科罗拉多河盐碱控制计划。主要是采取渠道衬砌以减少渗漏;采用喷灌和滴灌,以提高灌溉效率;减少咸水排泄量;对灌区排出含盐量很高的水,经水厂淡化处理;灌区排水直接入海等。美国通过多年的开发和综合治理,基本上控制住了科罗拉多河的水质恶化问题,同时也控制住了水污染与土地盐碱化。3）带来的经济效益美国大型调水工程的建设取得了巨大的经济效益,促进了地区的社会发展。以美国西部的加利福尼亚州和亚利桑那州为例,加利福尼亚州修建了中央河谷工程、加利福尼亚州水道工程、科罗拉多水道和洛杉矶水道等长距离调水工程多目标的水资源开发促进了加利福尼亚州,特别是圣

11、华金河谷的经济增长和社会繁荣。这些调水工程为受旱地区社会经济发展提供了充足的水源。在干旱河谷地区发展灌溉面积133万多hm2,仅灌溉农业产值高达150亿美元,成为美国重要的农产品生产和出口基地。供水工程还保证了加利福尼亚州南部以洛杉矶为中心的6个城市1700多万人生活和工业、环保等用水需要。现在,加利福尼亚州已成为美国人口最多、灌溉面积最大、粮食产量最高的一个州,而且成为世界旅游观光胜地。洛杉矶市也已成为美国的第3大城市。国民生产总值超过1万亿美元,约占美国全国国民生产总值的1/8。昔日干旱荒凉的南加利福尼亚州现已是一片绿洲,景色宜人,居民大批就业,社会经济效益显著。由于农牧业的发展、人口的增

12、加、技术力量的移入,促进了航天航空、原子能、飞机制造、石化化工、机器制造、电影工业等新兴产业的迅速发展,使西南地区和西海岸带成为美国石油、电子和军事等尖端新兴工业中心。三、美国加利福尼亚水道工程1） 工程建设必要性加州位于美国西海岸，北部气候凉爽多雨，萨克拉门托河水系水量丰沛，南部气候干燥，光热条件好，该州2/3的人口生活在南部地区，水资源却与人口成反比例。加州地形高低跌宕，雨水分布不均。雨水多的北部常常洪水肆虐如猛兽，缺雨少水的南部则是天干地裂土冒烟。然而，加州南部明媚的阳光，中部谷地肥沃的土壤，北部湾区（旧金山所在地）秀丽的风光，加上作为美国西海岸的重要门户和集散地，又使这里成为美国人口密

13、度最高和数量最多的地方。早年从洛杉矶到墨西哥边境的圣迭戈，主要依赖于从东边内华达州科罗拉多河引来的部分河水和地下水。但随着各州对本州水源的控制和保护，加上地下水的大量采用又会造成地面下沉，于是从20世纪50年代起，加州政府开始通盘考虑解决北涝南旱两全之美的调水之策。2）运行中的问题加州调水工程很大程度地改变了区域水资源的时空分布以及水资源的使用方式和状况，因此，不可避免地会对水源地区、沿途输水区以及受水区产生一系列正面或者负面的生态环境影响。负面影响主要表现在两大方面。一是对鱼类和野生物及栖息地的影响二是水源地及调水工程沿线河流水质的影响。1992年中央河谷工程改善法案就停止了一些明显对鱼类和

14、野生物用水量和水质有影响的部分输水工程。四、以色列北水南调工程1）工程建设必要性以色列沙漠半沙漠地区约占国土总面积的2/3，并集中在南部地区。整个以色列受地中海气候影响，冬季湿润多雨，夏季高温干旱。从11月至来年3月为雨季，之后是连续七个月的干旱季节。降水量少且分布不均匀，多年平均降水量北部约700-800mm，中部平原400-600mm，南部内盖夫沙漠年均降水量只有20mm，而且蒸发能力极大，这也是南部地区地下水多为咸水的原因。一半以上的面积年降水不足180mm，降水年际分布也不均匀。 由于上述气候原因的影响，以色列的地表淡水资源主要集中在北部地区，主要在以加利利湖和约旦河为中心的一条水系。

15、约旦河是其唯一的主要河流，全长约300Km，年径流5.2亿m3。下约旦河(Lower Jordan River)的源头加利利湖(the Sea of Galilee)，是以色列境内最大的淡水湖。除了地表淡水资源，以色列的中部山区和沿海平原的地下含水层以及北部山区的自然降雨也是其淡水资源的重要来源。全国有淡水资源20亿m3，人均水资源占有量不足370 m3。另外，沿海城市的海水净化以及南部地区地下咸水净化以及直接灌溉也构成了其水资源利用的一个重要组成部分。2）运行中的问题至目前运行无明显问题。3）带来的经济效益北水南调工程的建设，由于全国南北实行统一水价，才得以在水源地200公里以外的南部发展灌

16、溉，利用北方的水资源和南部充足的光热条件，生产出高质量的水果、蔬菜和花卉等农产品。该工程既改善了以色列水资源配置的不利状况，缓解了制约南部地区发展的主要限制因素，也改善了严酷的生态环境条件，带动了南部经济社会的发展。同时，该工程把大片不毛之地的荒漠变为绿洲，扩大了以色列国的生存空间。以色列在艰难条件下建设调水工程的成功经验，对其他国家与地区改善水资源配置，开发利用和保护水资源，解决缺水难题，促进经济和社会发展具有积极的借鉴意义。五、印度纳尔默达河萨达尔萨罗瓦调水工程1）工程建设必要性印度是世界上第七大国，国土面积297.47万km2，人口近10亿，由22个邦和9个直辖区组成，可耕地面积占总面积

17、的55，农业产值占国民总收入的50。全国年平均降水量1100mm，总降水量37万m3，蒸发量约占降水量的13，地表水年径流量约17万m3，7.9万m3入渗补充地下水，其中约2.7万m3可以被利用。印度的降水量分布不均匀，喜马拉雅山东部和西海岸的山脉年降水量为最大可达4000mm，东部阿萨姆地区为1000mm，在中部和南部的高止山脉背风坡面不到600mm，最干旱的西北部拉贾斯坦和塔尔沙漠以及孟买北部固贾拉特年降水量不足100mm。印度的河流水源有两种：一种是雪水补给的，在北部和西部经常引起洪水；另一种是季风雨补给（印度降雨量的90集中在69月的雨季），在中南部造成短暂的洪水，这些河道旱季干涸，雨

18、季暴涨，很有规律。印度现有灌溉面积2200万hm2，占可耕地面积的15，仅占预计潜在灌溉能力的一半。据粗略估计，印度的13地区水量有余。13地区缺水，13地区水量时多时少。因此，开发印度水利资源最好和最可靠的办法就是把季风雨径流贮存在水库中，并用于作物需水期灌溉。由于水库库容与年径流相比根本谈不上实现有效控制和最佳利用，所以跨流域长距离调水就成为开发印度水利资源恰当而重要的方式。2）运行中的问题至目前运行无明显问题。3）带来的经济效益印度纳尔默达河萨达尔萨罗瓦调水工程是世界上最大的水利工程之一。每年从纳尔默达河约调350亿m3水到干渠和灌溉系统,有效地开发和利用了该河水资源。结语水资源在空间上

19、的分布与社会经济发展的不协调在全世 界都是极为普遍的。在中国，黄河缺水的事实，正在为社会各 界越来越多的人所关注。造成黄河断流的主要原因是来水少、 用水多。黄河多年的天然径流量是470亿立方米，长江的天然 年径流量是9240亿立方米，长江的径流量是黄河的20多 倍。据估计，到2010年，西北和华北地区缺水在100亿立方米 以上。就这一缺水的性质而言，其缺水并非是工程性缺水，而是资源性缺水。当然，合理分配用水量，增加中游水库的调 蓄能力，推广各种节水措施，可以暂时缓解黄河的断流和增加 水资源的供应量，但很难从根本上解决黄河水资源不足的问 题。而从中国水资源的分布看，又存在着这样一个事实:长江 水

20、多，黄河水少。于是向长江借水即“南水北调”问题一直是我 国水利界长期研究的重大课题。跨流域调水在世界上并不鲜见。为克服水资源的自然配 置和社会经济发展需求不相适应的瓶颈，近半个世纪以来，随 着经济的发展和科学技术水平的提高，许多国家已经建成或 正积极筹划新建许多跨流域调水工程。我国自60年代以来， 新建了江苏省江水北调工程、山东省引黄济青工程、广东省东 洋引水工程、辽宁省引碧入大工程以及引溧入津、引滦入唐工 程。美国、前苏联、加拿大、法国、澳大利亚等许多国家也都兴 建了很多跨流域调水工程。据不完全统计，目前世界上有24 个国家已建成和拟建大型跨流域调水工程160多个。美国东部地区的水资源充沛，西部地区降雨量少且时空 分布不均。因此调水工程多分布在西部的17个州，目前已建 成的有10余处，年调水量200多亿立方米。美国加利福尼亚 州的“北水南调”工程是世界著名的跨流域调水工程。加州南 部土地肥沃，有洛杉矶等人口密集的大都市，但降水仅是北部 的1/10。1912年开挖的540千米的奥因斯引水渠，日引水量 为143万立