完善水沙調(diào)控體系
從河南孟津到濮陽高村460多公里長的黃河河道,被稱為“豆腐腰”,。歷史上,,黃河三分之二的決口和改道發(fā)生在這里?!恫t望》新聞周刊記者沿河尋訪時發(fā)現(xiàn),,這一帶叫“口”的地名特多,花園口,、柳園口,、趙口……每一個“口”,都存留著歷史上決口傷痛的記憶,。
在這么短的賽道上,,面對晉陜峽谷中養(yǎng)精蓄銳、積蓄巨大勢能的對手,,簡單地攔堵,,絕無勝機。要想改變這一劣勢,,就得在黃河上建設完善的水沙調(diào)控體系,,變被動短跑為接力長跑,并最終贏得比賽。
雖然黃河干流上目前已有水庫28座,,但大部分都集中在上游,,以發(fā)電為主要功能;在黃河中下游,,能進行水沙綜合調(diào)節(jié)運用的樞紐只有小浪底水庫,。按目前設計的水沙條件預估,攔沙庫容淤滿后,,小浪底將變身為河道型水庫,,51億立方米長期庫容中,僅有10億立方米庫容可以用來調(diào)水調(diào)沙,。屆時,,黃河下游河道將重回淤積狀態(tài),“人沙賽跑”經(jīng)過中場休息后將繼續(xù)開啟,,通過小浪底攔沙和調(diào)水調(diào)沙得到的較好河道形態(tài)又將逐步趨于惡化,。
新世紀以來,黃土高原生態(tài)建設取得重大成就,,入黃泥沙銳減,。但中國科學院院士劉昌明等專家指出,黃河流域的水熱條件決定了黃土高原植被恢復不會無限制發(fā)展,。目前黃河中游植被狀況與水沙條件基本達到相對平衡,,植被恢復效應趨于穩(wěn)定,攔沙效應距“天花板”已不遠,。還有一些專家指出,,黃土高原強烈的水土流失發(fā)生在距今25萬年至30萬年前,進一步加劇在距今5萬年前,,遠遠早于人類頻繁活動時期,,僅靠水土保持,無法根本解決黃河泥沙問題,。
專家向《瞭望》新聞周刊記者指出,,黃河水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)是流域性的,并非某一點,、某一河段,,要將其調(diào)節(jié)到協(xié)調(diào),單一工程完不成任務,,需要水沙調(diào)控體系來完成,。
在國務院通過的《黃河流域綜合規(guī)劃》中,黃河水沙調(diào)控體系中主體除了干流已建成的龍羊峽,、劉家峽,、三門峽,、小浪底水庫,還規(guī)劃在上中游修建黑山峽,、磧口,、古賢三座調(diào)節(jié)性水庫,再與干流,、支流其他控制性水庫互為補充,,才能共同構(gòu)建完善的黃河水沙調(diào)控體系,。
專家指出,,在小浪底水庫攔沙庫容淤滿前,應在黃河干流再興建一座控制性水庫,,與小浪底聯(lián)合進行水沙調(diào)控,,以便在有限的庫容和水量條件下發(fā)揮最大的減淤效果。經(jīng)多方論證,,適時啟動古賢水庫建設已成為共識,。
古賢水庫位于山西吉縣和陜西宜川縣交界處,總庫容可達134.6億立方米,,其中攔沙庫容可達93.6億立方米,,可控制主要淤積在下游河道中的直徑大于0.05毫米粗沙的80%。在設計水沙條件下,,與小浪底水庫聯(lián)合運用60年,,可減少下游河道淤積量79億噸。
本世紀初,,治黃專家在黃河中游禹門口至潼關(guān)河段,,找到了一個可淤積泥沙100億噸的“大泥盆”。禹門口至潼關(guān)河段俗稱黃河小北干流,,河道總面積1100平方公里,,其中灘地面積為682平方公里,多為人煙稀少,、荊棘叢生的鹽堿地,,是一個“天然泥盆”。從2004年起,,黃河水利委員會連續(xù)三年在小北干流河段進行“放淤”試驗,,成功地將400多萬噸粗泥沙淤積在黃河沿岸的鹽堿灘里。
專家最后向本刊記者表示,,如果這一河段沒有大型控制工程,,僅靠無壩放淤,吃掉100億噸泥沙目標根本無法實現(xiàn),。而古賢水庫建成后,,可人工塑造適合放淤的水沙過程,,從而開辟出一個為下游河道減淤的全新戰(zhàn)場。LW
饑渴的黃河
缺水已是黃河面臨的最大挑戰(zhàn),,宜適時啟動南水北調(diào)西線工程,,以解黃河之渴。
內(nèi)蒙古磴口縣劉拐沙頭,,黃河在烏蘭布和沙漠邊緣平靜緩流(2011 年3 月攝)任軍川
黃河是我國北方唯一橫貫東西的巨川大河,是西北,、華北的“生命之泉”,。其天然徑流量排在長江、珠江,、松花江,、淮河之后居第五位,僅為長江的6%,,卻以占全國河川徑流量2%的有限水資源,,灌溉了全國13%的糧食產(chǎn)量,保障了全國14%的GDP產(chǎn)值,,養(yǎng)育了占全國12%人口的60多個大中城市,、340個縣。
也因此,,黃河日漸“消瘦”,,維持流域社會經(jīng)濟發(fā)展的功能已近極限。近日,,《瞭望》新聞周刊記者調(diào)研了解到,,按最新統(tǒng)計,黃河流域地表水開發(fā)利用率和消耗率已達86%和71%,,遠超黃河水資源承載能力,。缺水,已是黃河面臨的最大挑戰(zhàn),。宜適時啟動南水北調(diào)西線工程,,以解黃河之渴。
水資源量持續(xù)減少
黃河是中國大江大河中第一個進行流域初始水權(quán)分配的河流,。
早在1987年,,國務院就批準了《黃河可供水量分配方案》。該方案分配基數(shù)采用的黃河天然徑流量為580億立方米,。然而,,最新的水資源調(diào)查顯示,黃河天然徑流量已不足500億立方米,。據(jù)預測,,到2030年,,黃河天然徑流量還將減少20億立方米。
《瞭望》新聞周刊記者采訪獲悉,,據(jù)對氣候變化趨勢研究,,多年來黃河流域降水量變化不大,但有三個人為因素成為黃河徑流量減少的重要變量:
一是生態(tài)改善植被大面積恢復,。對比20世紀70年代和2012年黃河主要產(chǎn)沙區(qū)林草梯田覆蓋變化遙感圖會發(fā)現(xiàn),,黃河中游廣大地區(qū),已被大片的綠色覆蓋,。目前黃河中游地區(qū)林草梯田覆蓋率已由上個世紀70年代的20%,,提高到54%,林草梯田綜合覆蓋率不到30%的面積已由上個世紀70年代的81%減少到3.5%,。
中國科學院院士劉昌明等專家指出,,植被恢復是黃河流域徑流減少的重要原因。對黃河中游11個子流域研究發(fā)現(xiàn),,隨著植被增加,蒸騰散發(fā)上升,,大量可利用的呈液態(tài),、固態(tài)的水資源——藍水被轉(zhuǎn)化成以氣態(tài)或分子態(tài)存在于大氣和土壤中的綠水。與1980年至1999年相比,,2000年至2013年蒸騰散發(fā)的綠水增加8.6%,,徑流減少幅度近20%。
二是水利工程增多加劇了水面蒸發(fā),。目前,,黃河流域共修建蓄水工程1.9萬座,其中干流已建,、在建水庫就達28座,。水庫蓄水后水面擴大,蒸發(fā)量相應增加,,導致徑流量減少,。本刊記者在采訪中還發(fā)現(xiàn),在水資源緊缺的華北,、西北一些城市,,近年來出現(xiàn)大造城市景觀水之風。有的城市“攔河筑壩”,,把河水“圈”在城內(nèi),;有的城市耗巨資“挖地造湖”引水造景。專家指出,,目前這些北方城市年均蒸發(fā)量超過降雨量一倍,,一些西北城市甚至超十倍,。“水面大了,,蒸發(fā)量必然要大,,造成寶貴水資源的巨大浪費?!?/p>
三是黃河流域地下水開采量增加,,部分地區(qū)嚴重超采。從1980年到目前,,黃河流域地下水開采量由93億立方米上升到137億立方米,,增幅達47%。地下水超采面積達1.59萬平方公里,,其中山西就達1.05萬平方公里,。嚴重超采面積占總面積78%,形成十個巨大漏斗,。超采地下水,,使產(chǎn)匯流關(guān)系發(fā)生變化。在同等降水條件下,,徑流量減少,。
在黃河水資源減少的同時,黃河流域用水卻呈剛性增長,。1950年黃河流域供水量為120億立方米,,目前已達510億立方米,黃河支持流域社會經(jīng)濟發(fā)展的功能已到極限,。
專家預測,,到2030年,僅黃河流域需水量就達550億立方米,,而黃河每年還要向流域外地區(qū)供水100億立方米,。屆時,即使來水正常年份,,每年也有100億立方米以上的用水缺口,。黃河是一條多泥沙河流,每年必須要保證一定的沖沙水量和生態(tài)基流,。據(jù)1987年國務院分水方案,,黃河每年應有210億立方米的入海水量。如果計算生態(tài)水量,,從2000年起,,黃河已出現(xiàn)每年50億立方米的用水缺口,有限的黃河水資源已無法在農(nóng)業(yè),、工業(yè),、生態(tài)用水中達到平衡,。
一位水利專家這樣向《瞭望》新聞周刊記者比喻:在河流的開發(fā)利用上,我們總覺得河流這把“水壺”用之不盡,,把“興河流之利”簡單理解為添置更多的茶杯,、茶碗,但有可能這些東西還沒備齊,,壺里就沒水了,。
左圖:黃河支流洛河農(nóng)民在搶種水稻 右圖:游客在黃河濕地自然保護區(qū)觀賞天鵝
流域節(jié)水空間有限
《瞭望》新聞周刊記者調(diào)研獲悉,黃河目前總用水量中農(nóng)業(yè)用水占74%,,工業(yè)及三產(chǎn)用水占18%,,生活用水占7%,生態(tài)用水占1%(主要為黃河入??谏鷳B(tài)用水),。
近20多年來,黃河流域節(jié)水水平大大提高,。與1980年相比,,每萬元工業(yè)增加值用水量由877立方米減少到46立方米,農(nóng)業(yè)實際灌溉定額由542立方米減少到385立方米,?!饵S河流域水資源綜合規(guī)劃》認為,理論上,,黃河流域總體節(jié)水潛力為83.6億立方米,其中農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力為59.3億立方米,,工業(yè)為22.3億立方米,,生活節(jié)水為2億立方米。
農(nóng)業(yè)是黃河上的用水大戶,,目前黃河上中游地區(qū)占全流域農(nóng)業(yè)用水量85%,,節(jié)水潛力最大?!饵S河流域水資源綜合規(guī)劃》認為,,中上游農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力在51.6億立方米。但近期的一些研究成果表明,,黃河中上游農(nóng)業(yè)節(jié)水空間并沒有這么大,。
黃河寧蒙河套灌區(qū)目前已發(fā)展成為灌溉規(guī)模達1400萬畝的大型自流灌區(qū),成為國家重要的農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū),,但這里長期采用大水漫灌,,農(nóng)業(yè)實際灌溉定額分別高達885立方米和508立方米。
據(jù)黃河勘測規(guī)劃設計公司課題組研究發(fā)現(xiàn),,河套灌區(qū)周邊沙漠環(huán)繞,,土壤中風沙土占半數(shù)以上,,農(nóng)業(yè)灌溉具有明顯的生態(tài)用水功能;不僅保證農(nóng)作物生長需要,,還可以補足地下水,,滿足周邊植被與湖泊濕地用水需要。灌區(qū)一些水利工作者也向本刊記者表示:“如果沒有幾千年的大水漫灌,,河套地區(qū)早變成沙漠了,。”
內(nèi)蒙古河套灌區(qū)處于庫布其沙漠和烏蘭布和沙漠夾擊之下,,多年平均地下水總補給量為30.7億立方米,,其中渠系與土壤補給占95%,如此才得以維持灌區(qū)平均地下水埋深為1.5至2米的綠洲存在條件,。如果將農(nóng)田渠系利用系數(shù)由目前的接近0.5提高到0.58,,地下水埋深將接近2.5米紅線,可能引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)性變化,。
黃河勘測規(guī)劃設計公司課題組認為,,黃河上中游六省區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉工程毛節(jié)水潛力為34.5億立方米,而且每節(jié)約一立方米單方水投資高達25.5元,。一些專家指出,,黃河目前沒有發(fā)生供水危機,主要是靠大量擠占河道生態(tài)用水支撐的,,但日積月累后,,會產(chǎn)生量變到質(zhì)變的河流生態(tài)危機;僅靠節(jié)水,,已難以彌補巨大的用水缺口,,需要跨流域調(diào)水解黃河之渴。
適時啟動南水北調(diào)西線工程
“南方水多,,北方水少,,如果可能,借一點來也是可以的”,。1952年毛澤東主席視察黃河時,,聽到當時的黃委會主任王化云介紹已派勘探隊到通天河查勘,希望把通天河水引到黃河里來時,,風趣地說:“通天河是豬八戒去過的那個地方,。”隨后,,便闡發(fā)了南北水調(diào)的偉大構(gòu)想,。
根據(jù)2002年國務院批復的《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》,南水北調(diào)西線工程通過在長江上游通天河、支流雅礱江和大渡河上游筑壩建庫,,開鑿輸水隧洞,,穿越黃河長江分水嶺巴顏喀拉山,分三路(三期)每年共調(diào)170億立方米的水進入黃河上游,。2006年,,水利部要求將第一二期工程(第一第二條線路)水源合并,作為南水北調(diào)西線一期工程,。根據(jù)項目建議書,,一期工程將從雅礱江上游、大渡河上游通過320公里隧洞直接調(diào)水到黃河干流,,年平均可調(diào)水量約80億立方米,。
專家向《瞭望》新聞周刊記者指出,從大格局上,,南水北調(diào)西線建成,,將形成聯(lián)系長江、淮河,、黃河,、海河的“四橫三縱”巨大水網(wǎng)?;靖采w缺水的黃淮海流域,、膠東地區(qū)及西北部分地區(qū),有利于實現(xiàn)我國水資源南北調(diào)配,、東西互濟的合理配置格局,。
對于黃河流域而言,由于調(diào)水入黃位置高,,可以完全覆蓋黃河上中下游缺水區(qū),。另外,由于黃河干流巨大的調(diào)節(jié)庫容存在,,可以較方便協(xié)調(diào)黃河來水過程、西線入黃水量過程與河道輸沙用水,、生態(tài)用水,、工農(nóng)業(yè)用水過程不一致問題,實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置,。
據(jù)測算,,一期工程的80億立方米水可為城鄉(xiāng)生活、工業(yè)增加配置42億立方米水,,確保到2030年重點城市,、重要能源基地用水需求;還可向黃河干流河道內(nèi)補水25億立方米,進一步協(xié)調(diào)水沙關(guān)系,,促進寧蒙及黃河下游河道形態(tài)的改善,;向黃河黑山峽生態(tài)灌區(qū)和石羊河流域分別供水9億和4億立方米,確保這一重要生態(tài)屏障地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復發(fā)展,。
也有一些專家指出,,跨流域調(diào)水是水資源配置的重要手段,但不是唯一手段,,只有替代方案都用完了,,才應采用這個手段。一些專家認為,,只有到了“三個盡頭”時,,才應啟動這一方案:
一是技術(shù)盡頭。當用盡所有節(jié)水措施和增水技術(shù),,還不能解決缺水問題時,;
二是經(jīng)濟盡頭。當解決西北缺水問題成本高過南水北調(diào)西線工程時,;
三是承受力盡頭,。當黃河受水區(qū)水資源供應達到極限,受水區(qū)社會承受力達到極限時,。
“黃河之水天上來”,。與此同時,近年來,,中國科學院院士王光謙組織相關(guān)課題組,,對黃河源區(qū)空中水資源進行研究,提出了“空中調(diào)水”的設想,。課題組發(fā)現(xiàn),,黃河源區(qū)每年空中水汽輸入量約8700億立方米,其中3700億立方米為空中水資源,,區(qū)域降水量為680億立方米,,降水轉(zhuǎn)化率為16.3%。
科研人員從1997年就開始在龍羊峽以上開展人工增雨試驗,,到2011年15年間共為黃河增加了38億立方米的徑流,,平均每年增加2.53億立方米。而人工增雨技術(shù)存在重大突破的可能,,應加速研究并開展相關(guān)試驗,。