黄河流域生态保护和高质量发展亟待解决缺水问题

2020-10-09 11:37刘昌明刘小莽田巍
人民黄河 2020年9期
关键词:生态保护缺水黄河流域

刘昌明 刘小莽 田巍

摘 要:黄河是中华民族的母亲河、中华文明的重要发源地。黄河流域地处气候湿润-干旱过渡带,其天然禀赋决定了水资源先天不足且时空分布极其不均,无序用水和气候变化等的叠加影响曾使黄河干流发生罕见的断流现象,未来水资源短缺态势将更加突显,缺水是黄河流域生态保护和高质量发展面临的最大挑战。为解决缺水问题,揭示了黄河流域作为湿润-干旱过渡带典型流域,其水循环对气候变化的高度敏感性,阐释了近年来黄河中游植被恢复对径流和蒸发等水循环过程的影响,评估了基流补给对于黄河流域水资源的重要性,指出如何落实空间均衡理念、实施引水补源(包括南水北调西线工程)和科学调水是当前解决黄河缺水问题需要重点研究的课题。

关键词:生态保护;高质量发展;缺水;引水补源;黄河流域

中图分类号:TV213.4;TV882.1 文献标志码:A

doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2020.09.002

Abstract:The Yellow River is the mother river of the Chinese nation and the cradle of Chinese civilization. The Yellow River Basin is located in the humid-arid transition zone. Its natural characteristics determine the shortage and uneven distribution of water resources. The superimposed influence of disorderly water use and climate change has caused zero flow phenomena in the mainstream of the Yellow River. The water shortage situation will become more prominent in the future. Water shortage is the biggest challenge facing the ecological protection and high-quality development of the Yellow River Basin. In order to solve the problem of water shortage, we revealed that the Yellow River Basin is a typical watershed in the humid-arid transition zone and its water cycle is highly sensitive to climate change. We discussed the impact of vegetation restoration in the middle reaches of the Yellow River on water cycle such as runoff and evaporation in recent years and assessed the importance of base flow recharge to the water resources of the Yellow River Basin. We pointed out the key research topics that need to be studied to solve the water shortage problem of the Yellow River, including conducting the concept of spatial balance, carrying out water diversion project (the West Route of the South-to-North Water Transfer Project) and scientific water diversion.

Key words: ecological protection; high-quality development; water shortage; water diversion to supplement the source; Yellow River Basin

黃河是中华民族的母亲河和中华文明的重要发源地。2019年9月18日,习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会,指出了当前黄河流域面临的突出问题,这些问题都与水息息相关。从千年、百年与近几十年的不同时间尺度来看,随着社会经济发展的规模扩张及其速度加快,黄河流域水资源先天不足、未来水资源短缺的态势将更加突显。根据全国水资源调查评价成果,黄河流域水资源量仅为长江流域的5%,在全国排序居后。黄河流域地表水开发利用率和消耗率已分别达86%和71%,远超流域水资源承载能力,缺水已成为黄河流域生态保护和高质量发展面临的最大挑战。

1 黄河缺水的主要特征

(1)黄河干流曾发生罕见的断流现象。自20世纪70年代以来,黄河流域自然水循环遭到无序用水的人为破坏和气候变化等的叠加影响,丧失了水资源可再生或可更新性,干流曾出现断流现象。1972—1999年的28 a中黄河下游共有22 a发生断流,平均每5 a就有4 a发生断流,花园口以下的所有水文站都有断流记录,其中利津站有22 a发生断流,共计断流1 091 d,平均每年约有50 d断流。从断流的时间长短来看,80年代以前断流的时间较短,90年代以后断流的时间较长,几乎每年都发生断流,其中在干旱的1997年利津站断流226 d,累计330 d无入海径流。断流对下游滩区“三生”用水、河道冲淤及防洪等造成极大的影响。自1999年开始,黄河水利委员会实施流域水量统一调度,为黄河干流断流问题的解决做了大量工作并取得巨大成效,黄河干流连续20多年未再断流,显示了基于需水管理的流域水量统一调度对黄河治理开发的重大意义。

(3)对南水北调西线工程的认知和探讨。黄河流域人均水资源量小,但水资源开发利用率接近80%,居全国之首,20世纪70—90年代频繁断流是黄河缺水的最明显表现。2000年以来,虽然黄河未再断流,但由于径流衰减和用水刚性需求增加,流域地下水开采量增加、湖泊和支流河道水量减少,因此缺水是黄河流域生态保护和高质量发展面临的最大挑战。目前黄河流域的节水水平总体高于全国平均水平,虽然仍有一定的节水潜力,但潜力不大。在此背景下,南水北调西线工程被认为是缓解黄河流域水资源短缺的重要措施之一。但调水问题复杂,涉及众多的自然—人—水关系及经济社会发展战略和生态环境保护等方方面面,如何实现科学调水是当前需要重点研究的问题。

应按照国家经济社会发展的长期目标与生态环境保护的迫切需求,在全面深入查勘的基础上,进行调水的科学规划,采用现代信息技术系统研究水资源的供需平衡问题,包括水资源调出区、受水区和输水通过区三个区的水资源研究,确定各区的取用水性质,排除非资源性缺水地区的调水需求。关于调水线路与规模等各种调水方案,应在决策科学理论的指导下来选择,需要考虑调水对生态环境的影响,进行分区生态环境评价。要特别注意长距离调水沿线的自然条件与经济社会状况一定有很大的地理差异性,并将其作为“空间均衡”的研究内容。

美国西部缺水地区的加州调水工程曾经是世界上规模最大的调水工程,输水干渠长约700 km,年均调水量为50亿m3,调水工程的成功运营对加州和美国经济发展起到了巨大的作用,被誉为“重塑加州”,使得加州“富可敌国”,经济总量超过英国等国家。我国南水北调东中西三条线路的规划总长是加州调水工程的4倍以上,调水量是其9倍左右,从南水北调东中西线的“三纵四横”的战略布局看,其构成了我国供水体系的“半壁江山”,工程效益潜力巨大。

水资源合理开发利用是一项系统工程。我国正处于城镇化快速发展阶段,城镇生活与工业需水的日益增长需要满足,全国农业生产、农村与农民的用水需要保障,国家生态环境用水也需要保障,水安全涉及的问题与面临的挑战众多。采取跨流域调水“以富济贫”,不失为有效之策,但是解决水问题的举措并非只有调水一种。习近平总书记提出的新时期十六字治水方针“节水优先,空间均衡,系统治理,两手发力”中,系统治理与空间均衡正是科学调水的内涵。据此,水利部提出要“全面节水、合理分水、管住用水、科学调水”。

落实黄河流域生态保护和高质量发展,即既要保护又要发展,两者有矛盾的对立统一性,可以理解为在保护中开发和在开发中保护,实现生态保护与绿色发展的双赢。从科学研究上来看,需要进一步研究气候变化和人类活动对黄河流域水循环及水资源的影响。南水北调西线工程是缓解黄河流域水资源短缺的重要措施,如何实现水资源优化配置、引水补源科学调水,是当前解决黄河缺水问题需要重点研究的课题。

3 結 语

2019年9月习近平总书记视察黄河并主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会后,笔者在《人民黄河》2019年第10期发表的《对黄河流域生态保护和高质量发展的几点认识》[11],探讨了黄河长治久安的一些科研问题,本文应是前文的后续,分析了黄河作为国内外典型缺水大河的一些水文地理特征,希望在深入研究这些特征的基础上,探索黄河流域生态保护和高质量发展的途径。笔者认为,建设幸福河亟待解决缺水问题,引水补源是当务之急,应在深刻领会习近平总书记提出的十六字治水方针的基础上,分析西线南水北调的必要性与可行性,进行工程规模与线路等科学调水方案的研究论证。

解决黄河流域的缺水问题是一项巨大的系统工程,涉及生态环境保护与经济社会发展的多学科及跨学科综合研究。本文仅对几个重要问题进行了研讨,并非全面的论证,因此疏漏与谬误难免,敬请读者批评与指正。

参考文献:

[1] BAI P, LIU X, ZHANG Y, et al. Assessing the Impacts of Vegetation Greenness Change on Evapotranspiration and Water Yield in China[J]. Water Resources Research, 2020, e2019WR027019.

[2] 刘昌明,李艳忠,刘小莽,等.黄河中游植被变化对水量转化的影响分析[J]. 人民黄河,2016,38(10):7-12.

[3] 陈利群,刘昌明,郝芳华,等.黄河源区基流变化及影响因子分析[J].冰川冻土,2006,28(2): 141-148.

[4] 陈帅,鲁程鹏,李姝蕾,等.长江干流朱沱站—大通站基流变化特征[J].南水北调与水利科技,2015,13(5):823-826.

[5] Institute of Hydrology. Low Flow Studies Report No.1: Research Report[R]. Wallingford, UK: Institute of Hydrology, 1980: 13-18.

[6] SLOTO R A, CROUSE M Y. Hysep: a Computer Program for Streamflow Hydrograph Separation and Analysis[R]. Reston, VA: US Geological Survey, 1996: 38-45.

[7] LYNE V, HOLLICK M. Stochastic Time-Variable Rainfall-Runoff Modelling[C]//Institute of Engineers Australia National Conference.[S.l.][s.n.], 1979: 89-93.

[8] CHAPMAN T G. Comment on “Evaluation of Automated Techniques for Base Flow and Recession Analyses” by R J NATHAN and T A MCMAHON[J]. Water Resources Research, 1991, 27(7): 1783-1784.

[9] ECKHARDT K. How to Construct Recursive Digital Filters for Baseflow Separation[J]. Hydrological Processes, 2005, 19(2): 507-515.

[10] TULARAM G A, ILAHEE M. Exponential Smoothing Method of Base Flow Separation and its Impact on Continuous loss Estimates[J]. American Journal of Environmental Sciences, 2008, 4(2): 136-144.

[11] 刘昌明.对黄河流域生态保护和高质量发展的几点认识[J].人民黄河,2019,41(10):158.

【责任编辑 张智民】

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