黄河断流及南水北调工程对该地区的影响及对策
1.黄河断流的回顾
(1)截止条件
自1972开始,黄河自然断流,主要在下游山东段。在1972到1999的28年间,除了1973,1977,1984,1985,1986,1990。
表5-14黄河历年断流统计
注:表中未列出未中断的年份。
20世纪90年代以来,黄河长期断流,断流时间有所提前。从2月7日1997开始,累计截止天数(利金)达到226d,达到13次。
(2)截止特性
据近年统计,黄河有以下特点:
1)截止频率正在增加。70年代黄河断流6年,80年代断流7年。90年代从1991到1999连续9年断流。截止频率从70年代的0.6增加到90年代的0.9。
2)截止时间延长。进入90年代后,黄河下游断流天数(包括间断性和全天断流)迅速增加。从七八十年代的十几天到90年代中后期的100d以上,1997达到了226d的记录。
3)断网影响范围不断扩大。与干旱天数相比,干旱河段长度波动较大。但自20世纪90年代以来,离河口的截断距离不断增大,0年仅约199100 km,在100 km处达到夹河滩断面以上。截止长度占花园口以下河道长度的88%。1997期间,下游河道断流至开封柳园口附近,断流长度约703km。
4)年内首次出现截止时间提前、密集截止月份范围扩大的现象。20世纪90年代以前,第一次断流发生在4月,断流时间主要在5-7月。90年代以后,最早的截止时间提前到65438+10月,甚至出现了跨年度截止。密集的停产月份延续到3月至7月。
2.黄河断流的社会经济影响
黄河是黄河沿线的生命线,黄河断流造成的社会经济影响主要体现在下游经济发达地区。黄河下游虽然面积不大,但半岛地区的济南、淄博、东营、胜利油田等大中城市的生产和生活用水都直接以黄河为水源。此外,还有几个大型的引黄灌区。黄河断流严重影响了下游地区,尤其是山东省沿黄地区的工业、农业和油田生产。
据有关部门初步调查分析,黄河下游1972至1996因缺水造成工农业(含油田)累计经济损失约268亿元,年均近14亿元(1995价格)。1997年黄河断流给山东省工农业生产造成的直接经济损失135亿余元,其中农业70亿元,工业40亿元,其他25亿元。
(1)对下游农业的影响
黄河下游及山东沿黄地区原本就有“春旱、夏涝、深秋旱”的特点。黄河断流一般发生在灌溉用水高峰期,以黄河为主要水源的黄河下游地区常年缺水,导致灌区农田不能及时播种灌溉,农业减产,部分年份河口地区绝产。农业经济损失占停水造成的工农业累计损失的45.5%。1997年黄河断流,山东省农田无水灌溉,严重干旱107×104hm2,50×104hm2,导致农作物绝收,粮食减产27.5 × 108。黄河沿岸有2500个村庄,654.38+0.3万人饮水困难。
(2)对下游行业和生活的影响
黄河断流给下游沿海地区的工业生产和人民生活带来了极大的危害。1995期间,黄河下游沿线地区多家工业企业因缺水停产,直接经济损失超过40亿元,其中胜利油田减产26×104t,损失2亿元。1997是断水最严重的一年。胜利油田200口油井被迫关闭,当地自来水价格涨至1.8元/m3。一些居民因为饮用不干净的水源而感染了胃肠疾病。
3.断线原因分析
一般认为,黄河断流是在黄河流域水资源匮乏的基础上,沿海地区加大调水、浪费水资源和管理不善造成的,其中一部分也受到近年来气候变化的影响。其成因可分为两类:自然因素和人为因素。
(1)自然因素
黄河流域基本属于大陆性气候区,年平均降水量466毫米..多年平均天然径流量仅为580×108m3,仅占全国径流量的2%。流域人均水量593m3,仅为全国人均水量的25%。平均每亩耕地用水量324m3,仅为全国平均水平的17%。黄河流域的水资源本来就贫乏。自20世纪70年代以来,流域降水量减少。花园口以上流域七八十年代平均降水量比五六十年代少5%,1990 ~ 1995少12%。由于黄河流域普遍干旱,流入黄河的径流减少,从黄河分流的水量增加。这些都是黄河断流的客观原因。
(2)人为因素
我国大多数学者认为,黄河断流主要是人为因素造成的,其中最主要的是黄河引水量剧增。
20世纪50年代以来,随着黄河沿线社会经济的发展,引黄用水量明显增加。到90年代达到天然径流量的65%(利津以上1990至1995平均天然径流量为458×108m3),用水量极其惊人。
同时,从黄河引水存在严重的浪费问题。再加上现有的水利调蓄工程不能满足需要,用水管理不善,大大增加了黄河断流的可能性。
随着人类活动引起的需水量急剧增加和各项水利水土保持工程的蓄水,黄河下游天然径流量将继续减少。如果不积极干预人类活动,黄河将继续断流,程度将越来越严重。1995年国家环保局自然保护司公布的《黄河断流影响及对策调研报告》预测2000年利津断面最长水平断流历时140d,2010年水平断流历时200d以上,但实际上197年断流历已达226d,65437。
(3)流域生态环境失衡的综合影响
与全国其他地区相比,黄河流域的生态环境质量相对较差,最明显的表现就是缺乏森林。由于森林覆盖率低,黄河中上游水土流失非常严重,遇到下雨,尤其是暴雨,就保不住水了。土壤侵蚀模数可达(2 ~ 3)×104t/(km2·a),直接导致黄河泥沙量巨大。也与黄河枯水期能断流数月,丰水期洪水频发分不开。
黄河断流主要发生在下游,径流呈现季节性变化,但问题的实质是全流域水文、水资源和生态环境的变化,严重干扰和削弱了河流生态系统的自我调节和自组织能力,难以恢复秩序和稳定。
4.对策分析与评估
黄河断流引起了社会各界的广泛关注,各界专家学者提出了解决黄河断流问题的各种方案和对策。这些对策大致可以分为工程对策和管理对策。前者希望通过增加新的水利工程,引用其他流域的水资源或更大程度地调整年径流的分配,达到不切断径流的目的。后者侧重于在现有水利工程的基础上,制定和完善水资源的管理措施,通过节约和合理配置,客观上增加水资源的可利用量。
(1)工程对策
工程对策主要包括:①加紧干流调蓄工程建设,增加干流中下游径流调节能力;(2)修建平原水库和地下水库,丰蓄枯用;(3)合理利用地下水,实行“渠井结合”的灌溉方式;④建设南水北调工程,增加流域水资源;⑤减少黄河来沙量,减少冲沙用水量。
(2)管理对策
管理对策主要基于两个方面,一是加强全流域水资源的合理配置和管理,二是采取“节流”措施,实现水资源的可持续利用。因此,完善管理机制,对黄河水资源进行统一管理和统一调度;制定合理的水资源配置方案;提高水价,大力实施节水措施,成为今后加强管理的主要对策。
(3)现有对策的综合评价
从以上内容可以看出,工程对策主要集中在“开源”和泥沙防治上,即提高水资源的调节和利用,或者另寻水源。对策包括兴建一批大型水利工程;大力推进中小型水利水土保持工程,积极开展南水北调工程前期工作。但这些项目很多还在论证或前期调研过程中,有的还在规划中,正式启动并发挥作用还需要很长时间。只需修建淤地坝拦截泥沙,投资小,见效快。除了对生态的负面影响,目前还是适合的。
管理对策的重点是在现有基础上挖掘潜力,包括改善水资源的管理和分配,提高节水技术,以达到“节流”的目的。前者被普遍认为是当务之急,是缓解近期断网问题最有效的手段。
根据目前的情况,结合未来自然环境和人为因素的变化,黄河流域缺水状况在很长一段时间内都不会得到缓解。因此,如果不采取有效措施,未来黄河断流现象将会频繁发生,并可能变得更加严重,其社会、经济和生态环境影响将会加大。
值得一提的是,1999年初,山东省制定了《山东省引黄管理办法》。在法律法规的保护下,虽然1999年东营市黄河来水量比历史上黄河第二枯年份1998年减少40%以上,但停水仅40天。截至2000年5月20日,黄河下游没有发生断流。这说明在短期内,通过科学的管理手段(有计划的调水)防止黄河下游断流是可行的。
二,南水北调东线(山东段)工程对该地区的影响及对策
1.调水工程的规划与展望
南水北调东线工程是在现有的南水北调工程的基础上建设的。长江水是从长江下游的扬州江都抽水,利用京杭运河及其并行的河道逐级向北抽,与洪泽湖、罗马湖、南四湖、东平湖相连,起到调蓄作用。离开东平湖后,分两路送水:南行,通过沂山附近的隧道过黄河;另一路向东,经胶东水干线至烟台、威海。输水干线全长1156km,其中黄河以南646km,跨黄河17km,黄河以北493km,胶东701km。
南水北调东线山东段从中运河至台儿庄进入韩庄运河,经南四湖、东平湖进入运河和河蓄水,分别向黄河以北和胶东地区供水。黄河以北供水线通过穿黄隧道穿越黄河,经临清市境内的卫运河进入河北,在临清市境内修建支线,将河和河连接至大屯水库,向德州供水。通往胶东地区的供水线从东平湖青龙闸取水,通过胶东输水干渠进入济南以东的整个胶东半岛。
南水北调工程在山东省形成了一条T型大动脉,南北长487km,东西宽704km,全长1191km。供水区域覆盖济南、青岛、烟台、威海、淄博等14城市和107县市。
本工程实施后,将形成山东省(含半岛)由南向北、由西向东的供水大动脉,并可与济南引黄供水工程、黄集子引水工程、引黄入峡工程、引黄入峡工程、引黄工程、引黄工程相连接,形成全省大型供水网络,实现地方用水联合调度。 黄河水和长江水,这对全省和半岛水资源的优化配置和合理调度将起到极其重要的作用。 按照先急后缓的原则,逐步实施,逐步受益,最终达到设计规模。
1)十五期间,实施季良运河二级大坝泵站和三级泵站,完成湖西水资源控制工程,实现南四湖和东平湖水资源联合调度。2015前完成南水北调其他重点工程,让烟台、威海用上长江水。
2)胶东输水干线工程。该工程是东平湖调水至胶东的骨干工程,是南水北调的重要组成部分,是实现全省水资源联合调度的重点工程。应该积极规划并尽快实施。“十五”期间,济平干渠将恢复扩建,济南以上输水工程将建成,济南以东输水工程将开工。到2010,西气东输和引黄工程将贯通。
3)胶东应急调水工程。南水北调东线工程实施前,为解决烟台、威海日益严重的供水危机,利用引黄工程挖潜,将黄河水紧急调至烟台、威海。“十五”期间,将完成计燕、吉威一期工程,使烟威两地都能用上黄河水。2015前进行扩建、配套和完善,并与南水北调东线工程相衔接,从根本上解决两市水资源严重短缺的问题,为该地区经济持续发展和人民生活水平不断提高提供可靠的供水保障。
2.调水工程实施后的水资源预测
东线工程主要利用河道输水,采取分步建设泵站提水北送的方式,无论是输水渠道还是输水动力都相对灵活。因此,东线工程的合理调水规模可以根据受水区不同时期的用水需求,在一定范围内灵活调整。
根据张平对该区域水资源优化配置模型的计算,发现2010和2030年可以满足生活、环境、航道和工业用水,但农业用水仍然短缺,2010年缺水量为9.35×108m3,缺水率为10.74%。2030年缺水量为6.72×108m3,缺水率为7.90%(表5-15,表5-16)。
表5-15水平年水资源优化配置方案2010
继续的
表5-16水平年2030年水资源优化配置方案