何家珺
摘 要:跨流域調(diào)水工程是指通過大規(guī)模的人工方法,從富水流域向水資源缺乏的區(qū)域大量調(diào)水的工程,以解決一些問題。本文將選取一些具有代表性的跨流域調(diào)水工程,根據(jù)不同的工程目的,分析跨流域調(diào)水的不同效益及常見的問題,并對(duì)比中外跨流域調(diào)水,重點(diǎn)對(duì)中國南水北調(diào)工程效益做出分析和評(píng)價(jià)。
關(guān)鍵詞:跨流域 中外 目的 效益 南水北調(diào)
一、全球跨流域調(diào)水工程的概況
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全球已有近40個(gè)國家在不同的歷史時(shí)期建設(shè)了300余項(xiàng)大規(guī)模、長距離、跨流域的調(diào)水工程。這些調(diào)水工程在設(shè)計(jì)之初,目的各有不同,但總體上可以分為以下五大類。
(一)以供水為主要目的
這一類跨流域調(diào)水工程目的最為基礎(chǔ),現(xiàn)以著名的利比亞“大人工河”為例分析。
利比亞實(shí)施“大人工河”的最大特色是以地下水為調(diào)水水源,為目前世界上最長的管道輸水工程。此外,在技術(shù)上,該工程對(duì)于鋼套筒預(yù)應(yīng)力混凝土管(PCCP管)的大量應(yīng)用,以及犧牲陽極法防腐以及整套系統(tǒng)的原理、PCCP管的腐蝕程度監(jiān)測、測試線連接以及系統(tǒng)的安裝和試驗(yàn)等技術(shù)的實(shí)施,具有典范性。其對(duì)地下式特大型鋼筋混凝土有蓋貯水池的施工計(jì)劃、組織、工藝等,一些關(guān)于特大型貯水池的施工縫的設(shè)置及技術(shù)處理,尤其是減少鋼筋混凝土水池裂縫的施工,都為世界跨流域調(diào)水事業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
該工程不僅完全滿足了利比亞的一些城市市政用水,而且使四十萬公頃農(nóng)田得以灌溉,一批大型農(nóng)場相繼建立。利比亞人民從此不用再為無水可用而發(fā)愁。從以上來看,工程目的基本達(dá)成,而且效益顯著,在完成城市及工農(nóng)用水的基礎(chǔ)上,帶動(dòng)了相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為國家提供了一些就業(yè),可以說是中東跨流域調(diào)水工程的一個(gè)優(yōu)秀代表性工程。
(二)以解決農(nóng)業(yè)灌溉問題為主要目的
為解決農(nóng)業(yè)灌溉問題,具有代表性的工程必屬埃及的西水東調(diào)工程。
埃及西水東調(diào)工程主干線全長262公里。效益顯著,該工程橫貫西奈北部平原,為蘇伊士運(yùn)河?xùn)|西兩岸的農(nóng)業(yè)提供了大量淡水資源,該地區(qū)新增約380萬畝(25萬公頃)耕地,大片沙漠因有水而變?yōu)榱继镂忠?,新?5座新村和住宅區(qū),為150萬農(nóng)業(yè)人口提供生產(chǎn)生活用水,有效地緩解埃及糧食的短缺問題,增加了水果、蔬菜出口,促進(jìn)了西奈經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展與繁榮。
(三)以水電開發(fā)為目的
水電開發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)代跨流域調(diào)水工程的常見效益目標(biāo)之一。以澳大利亞雪山工程為例進(jìn)行說明。
澳大利亞雪山工程是世界上最復(fù)雜的大型水電工程,建成后總庫容84.7億立方米;12條輸水隧洞,總長度145公里;7座水電站,總裝機(jī)容量3756兆瓦,年發(fā)電51.3億千瓦時(shí)。
該工程被定位為具有供水、發(fā)電以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等多項(xiàng)功能的跨流域調(diào)水工程。
從具體效益來看,雪山工程不僅每年提供工農(nóng)業(yè)用水23.6億立方米,灌溉總面積26萬公頃,并為南澳首府阿德雷德88.5萬人口的城市用水及重要工業(yè)區(qū)鐵三角提供水源保證,還產(chǎn)生了巨大的發(fā)電效應(yīng),電能輸送到沿途的堪培拉、悉尼等重要城市;承擔(dān)了三大州(新南威爾士州、維多利亞州、南澳大利亞州)電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)。為調(diào)水建造的16座大大小小的水庫,點(diǎn)綴于綠樹雪山之間,生態(tài)環(huán)境宜人,成了旅游勝地;西部的水質(zhì)也隨著調(diào)水的成功運(yùn)行而大為改善。
(四)以解決環(huán)境資源問題為目的
以美國中央亞利桑那調(diào)水工程為例,該工程主要目的是通過每年從科羅拉多河調(diào)水18.5億立方米至圖森,向利桑那州中部的馬里科帕、皮納爾、皮馬等縣送水,以減緩亞利桑那州中部長期缺水、地下水超采過度、地面沉降等問題。
中央亞利桑那調(diào)水工程的建成,使該地區(qū)的地下水位得以上升,每年可以供水約18.5億立方米,供給18個(gè)城市、18個(gè)私人供水公司、4個(gè)印第安人居住區(qū)及14個(gè)灌溉區(qū)。使400萬人收益,受益面積達(dá)6.22萬平方公里。引來這樣大的水量,給當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)和居民帶來的經(jīng)濟(jì)效益是難以估計(jì)的。工程還有防洪、泥沙控制、娛樂、魚類及野生動(dòng)物保護(hù)、減少地下水開采、防止地面下沉和發(fā)電等多方面效益。中央亞利桑那調(diào)水工程促進(jìn)了該州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,改善了人民的生活質(zhì)量,保證了人口的可持續(xù)發(fā)展。
該工程現(xiàn)存問題是引水帶來的供水具有腐蝕性,且破壞供熱系統(tǒng)和水管接頭,水中含鹽量是當(dāng)?shù)氐叵滤?至3倍。為改善水質(zhì)又額外修建了許多大型蓄水水庫進(jìn)行沉降、凈水,但效果一般。
(五)以跨流域綜合開發(fā)利用為主要目的
比較有代表性的就是美國加州北水南調(diào)工程,其目標(biāo)是綜合開發(fā)利用,包括了供水、防洪、發(fā)電、旅游、魚類和野生動(dòng)植物保護(hù)等功能。
建成后工程輸水距離總長1318公里(不包括用水戶自建的輸水工程),是目前世界上正在運(yùn)行的輸水距離最長的調(diào)水工程。
工程建設(shè)的成功,使美國西南部大片荒漠變?yōu)榉睒s的經(jīng)濟(jì)高增長區(qū),不僅灌溉農(nóng)業(yè)和牧業(yè)得以穩(wěn)定發(fā)展,農(nóng)產(chǎn)品的出口量不斷增加,還綠化美化了該地區(qū)原有的荒漠化環(huán)境,帶動(dòng)了航空航天、原子能、飛機(jī)制造、石油化工、機(jī)器制造,電影工業(yè)等也發(fā)展迅速,使西南地區(qū)和西海岸成為美國石油、電子、軍事等尖端新型工業(yè)的中心。這些長距離調(diào)水工程的建成和發(fā)揮出的巨大效益,的確使美國西南部經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展,對(duì)整個(gè)美國經(jīng)濟(jì)的宏觀布局都起到了重要的推動(dòng)作用。
該工程存在的問題是泵站揚(yáng)水所用電能超過了電站所發(fā)電能。該問題最后通過采取泵站在電力負(fù)荷低谷時(shí),也就是電價(jià)低廉時(shí)用電,而在電力峰荷時(shí),也就電價(jià)較高的時(shí)候,將電能售給電網(wǎng)的方式來解決,這樣每年電費(fèi)能收入一億美元。最終解決了電站運(yùn)行本身所帶來的經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)。
(六)其他目的的調(diào)水工程
常見的有以航運(yùn)為主要目的的跨流域調(diào)水工程,如中國古代的京杭大運(yùn)河;以除害為主要目的(如防洪)的跨流域分洪工程,如我國江蘇、山東兩省的沂沭泗水系供水東調(diào)南下工程。
(七)小結(jié)
綜合上述,不管出于何種建設(shè)目的,跨流域調(diào)水工程都會(huì)為被供給地域帶來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)的巨大效益,但如果一些關(guān)鍵的問題不能得到有效防治,就會(huì)成為工程建設(shè)和運(yùn)行難以逾越的障礙。
二、我國的跨流域調(diào)水工程——南水北調(diào)工程
我國的跨流域調(diào)水工程,比較典型的就是近年來的南水北調(diào)工程。
(一)南水北調(diào)工程的概況
南水北調(diào)工程的建設(shè)目的與上述的美國的中央河谷工程一樣,為跨流域綜合開發(fā)利用,是優(yōu)化水資源配置、促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)性工程,也是新中國成立以來投資額最大、涉及面最廣的戰(zhàn)略性工程。
工程于2002年12月27日正式開工。是把長江流域水資源自其上游、中游、下游,結(jié)合中國疆土地域特點(diǎn),分東、中、西三線抽調(diào)部分送至華北與淮海平原和西北地區(qū)水資源短缺地區(qū)。主要解決我國北方地區(qū),尤其是黃淮海流域的水資源短缺問題。工程規(guī)劃區(qū)涉及人口4.38億人,調(diào)水規(guī)模448億立方米。工程規(guī)劃的東、中、西線干線總長度達(dá)4350公里。 通過三條調(diào)水線路與長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系,構(gòu)成以“四橫三縱”為主體的總體布局,以利于實(shí)現(xiàn)中國水資源南北調(diào)配、東西互濟(jì)的合理配置格局。
目前,中線工程、南水北調(diào)東線工程(一期)已經(jīng)完工并向北方地區(qū)調(diào)水。西線工程截至目前,尚處于規(guī)劃階段,沒有開工建設(shè)。
(二)南水北調(diào)工程的效益
南水北調(diào)工程的社會(huì)效益表現(xiàn)在,解決中國北方廣大地區(qū)日益嚴(yán)重的缺水問題;增加水資源承載能力,提高了資源的配置效率,使中國北方地區(qū)逐步成為水資源配置合理、水環(huán)境良好的節(jié)水、防污型社會(huì);有利于緩解水資源短缺對(duì)北方地區(qū)城市化發(fā)展的制約,促進(jìn)當(dāng)?shù)爻鞘谢M(jìn)程;為京杭運(yùn)河濟(jì)寧至徐州段的全年通航保證了水源。使魯西和蘇北兩個(gè)商品糧基地得到鞏固和發(fā)展。
同時(shí),南水北調(diào)工程促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展,包括為北方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供保障;優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整;通過改善水資源條件來促進(jìn)潛在生產(chǎn)力,形成經(jīng)濟(jì)增長;擴(kuò)大內(nèi)需,促和諧發(fā)展,提高了國內(nèi)GDP。
此外,在生態(tài)方面,南水北調(diào)工程的運(yùn)行,會(huì)使黃淮海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況得以改善,同時(shí)也會(huì)使北方地區(qū)的飲水質(zhì)量得到改善,有效解決北方一些地區(qū)地下水因自然原因造成的水質(zhì)問題,如高氟水、苦咸水和其他含有對(duì)人體不利的有害物質(zhì)的水源問題;利于回補(bǔ)北方地下水,保護(hù)當(dāng)?shù)貪竦睾蜕锒鄻有?,改善北方因缺水而惡化的環(huán)境。
(三)南水北調(diào)工程的特點(diǎn)
南水北調(diào)工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)施,是利用了我國自身的優(yōu)勢,并在充分借鑒全球各跨流域調(diào)水工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上完成的。相比較而言,我國對(duì)于前文所舉各代表性跨流域調(diào)水工程之優(yōu)勢如下:
首先,我國國內(nèi)形勢穩(wěn)定,工程不涉及到其他國家,這樣既避免了利比亞大人工河工程所面臨的,因國內(nèi)形勢動(dòng)蕩而影響工程實(shí)施和運(yùn)行的問題,也避免了像埃及西水東調(diào)工程那樣,因國際水資源爭端而引起建設(shè)糾紛的問題;
同時(shí),南水北調(diào)工程則統(tǒng)籌兼顧水源地水質(zhì)和輸水線路兩方面的因素,進(jìn)行了全方位的勘察設(shè)計(jì),避免了類似于這些災(zāi)害性問題的產(chǎn)生。
此外,工程借鑒了全球跨流域調(diào)水工程的寶貴經(jīng)驗(yàn),充分利用后發(fā)優(yōu)勢,成為了全球跨流域調(diào)水工程的典范。
當(dāng)然,不可避免的,南水北調(diào)工程也有比較顯著的問題,其一即為大量移民安置問題,相對(duì)于這些問題,黨中央國務(wù)院及有關(guān)部門做了充分的前期工作,統(tǒng)籌規(guī)劃,順利遷置了受影響區(qū)域民眾。
三、結(jié)束語
南水北調(diào)工程的精心組織、科學(xué)管理,確保了工程安全平穩(wěn)的運(yùn)行,更使移民安穩(wěn)致富,充分發(fā)揮了工程的綜合優(yōu)勢,惠及了工程流經(jīng)地域的億萬群眾,產(chǎn)生了巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。相比于外國典例性跨流域調(diào)水工程,該工程擁有其獨(dú)特的優(yōu)勢所在,以其重大效益所在,足以作為世界跨流域調(diào)水工程事業(yè)的典范性工程之一,為世界跨流域調(diào)水工程事業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 中國建筑工業(yè)出版社:《世界最大的輸水工程:利比亞大人工河》