水管理实践
——灌溉和水坝运行影响水动力
——减缓稀缺可以改变水文过程
艾米丽·格林菲尔德博士在解释人类活动如何影响水循环步骤时,两次提到了水库大坝的负面作用,同时也提到了城市化的负面作用。
北京大学俞孔坚教授的许多观点与艾米丽·格林菲尔德博士是相通的。俞孔坚教授指出:在中国有25000座高坝,几乎是世界上所有高水坝数目的一半。美国仅有8000座(笔者注:由于定义的不同,统计的水库大坝座数也不同。但是中国水库大坝座数占世界一半这个大体估计是不错的)。我们试图通过渠化河流和使用水泥及其它现代技术修建输水管道的方式来保护自己免受洪水侵袭,而不是保持河流自然的形态。黄河就是这样的一个典型例子,利用水库蓄水并保护城镇免受洪水的侵袭。其后果是,我们已经破坏了自然界固有的能力。古老的、适应于水的农业景观被破坏了。
俞孔坚教授把城市化的负面影响归纳为以下三点:
(1)大地破碎化:无序蔓延的城市、缺乏环境考虑的高速公路网,各种方式的土地开发和建设项目、水利工程等,都使原来连续的、完整的大地景观基质日趋破碎化,自然过程的连续性和完整性受到严重破坏。
(2)水系统瘫痪:作为文化景观的、几千年来人与自然过程共同作用下形成的水网系统的瘫痪:自然河流水系的填埋、断流和渠化;湿地系统的破坏。
(3)生物栖息地消失:自然地的消失、河流廊道植被带被工程化的护堤和“美化”种植所代替;农田防护林和乡间道路林带由于道路拓宽而被砍伐;池塘、坟地、宅旁林地、“风水林”等乡土栖息地及乡土文化景观大量消失。
城市扩张和基础设施建设是必须的,土地也是有限的,但是,必须认识到,自然系统是有结构的。协调城市与自然系统的关系决不是一个量的问题,更重要的是空间格局和质的问题,这意味着只要通过科学、谨慎的土地设计,城市和基础设施建设对土地生命系统的干扰是可以大大减少的,许多破坏是可避免的。
五、十四五规划中严重破坏水循环的工程
中国执行的还是计划经济,经中共中央批准的五年规划在计划经济中起非常重要的影响。2021年3月13日新华社发表了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,当中就包括了许多严重破坏水循环的工程。
首先,还要建许多大的水库大坝:
——已经把建设雅鲁藏布江下游的墨脱水库大坝工程提到议事日程上来了。墨脱水库大坝工程的发电装机容量是长江三峡大坝的2.5倍至3倍,而坝址所在的雅鲁藏布江下游峡谷地区是世界上最值得保护的生态保护区内;
——在各个大河上还要建许多大型水库大坝工程。以黄河为例,中游要建古贤、黑山峡水库大坝工程,古贤水库总库容129.42亿立方米,黑山峡水库总库容114.5亿立方米。在黄河上游还要建7个水库大坝工程,它们是玛尔挡、羊曲、首曲、宁木特、尔多、茨哈峡、山坪;
——加快抽水蓄能电站建设,同样会影响水循环;
——为雄安新区还要建两个调蓄水库,其中西黑山水库面积7000亩。
其次,还要建许多大的调水工程:
——南水北调东线工程扩建,输水渠道穿过黄河,经山东、河北至天津。
——南水北调中线工程扩建,建设从三峡水库至丹江口坝下的“引江济旱”地下输水隧道(在建),中线干渠旁增建水库。
——南水北调西线工程方案比选与上马建设,调水规模每年170亿立方米。金沙江、雅砻江和大渡河上的水源水库已经或者即将完工。
——滇中调水计划,从金沙江引水至云南省昆明,平均年输水量34亿立方米。真正的目的是为了用调来的大水量冲洗已经严重污染的滇池。从金沙江调来的水最后通过红河经过越南的首都河内进入南海。
——还有许多调水工程的新建和扩建,如河南省商丘市有引黄(河)济商工程,引淮(河)济商工程和引(长)江济商工程。
第三,要建许多用于航运目的运河,完善所谓的国家水网。
——广西要开挖平陆运河,安徽要开挖江淮运河,江西、浙江和广东要开挖浙赣广运河,湖北要开挖荆汉运河,湖南和广西要开挖湘桂运河,河南省有47个内河航运工程,其中包括新运河的开挖。葛剑雄教授指出,开挖运河发展航运,会和农业、工业以及生活用水争夺水资源的。
第四,新建高标准农田,
——新建高标准农田2.75亿亩,到2030年将建成12亿亩高标准农田。1959年在人民公社大办水利的运动中中国的所谓的旱涝保收的灌溉农田已经到达10亿亩。后来在城市化过程中,大城市附近的旱涝保收灌溉农田都成为了城市建设用地。
图5:中国新建运河示意图,图片来源,网络截屏
六、开发过渡是最主要的问题
在保护全球水循环平衡方面,中国最大的问题是开发过渡。
王雁、丁永建和叶柏生利用1951~2008年黄河与长江流域逐月降水和径流资料,分析年降水量和径流量的相关关系变化,得到如下结果:
黄河干流上游年降水量微弱下降,中下游降水减少趋势显著,为每十年减少8.8毫米至9.8毫米;而全流域径流量均呈现显著递减的趋势,为每十年减少7.8毫米至10.8毫米(通过95%置值度检验);径流系数也明显下降,下降范围为每十年减少0.013至0.019,流域产流能力下降,径流减少趋势在20世纪80年代末至90年代初发生突变。与1951~1969年相比,1970~2008年,降水减少和人类活动引起的下垫面变化对黄河流域径流减少量的贡献率分别为11%和83%。
长江流域大部降水减少趋势显著,为每十年减少18.2毫米至24.7毫米;上游(寸滩站,宜昌站)径流减少趋势显著,为每十年减少9.9毫米至7.2毫米,中游(汉口站)和下游(大通站)径流呈微弱下降趋势,为每十年减少2.9毫米至2.1mm毫米;长江流域上游径流系数增加不显著,中下游径流系数呈显著增加趋势,速率分别每十年增加0.005和0.005,表明中下游产流能力增强。与1951~1969年相比,1970~2008年,降水减少和人类活动引起的下垫面变化对在长江流域径流量变化的贡献占29%,人类活动引起的径流量增加占71%。
在黄河流域,人类活动引起的下垫面变化对径流减少量的贡献率为83%!
在长江流域,人类活动引起的下垫面变化对径流量变化的贡献率为71%!
长江水利委员会总工程师黄艳在2022年4月28日在武汉大学举办的《水科学讲坛》第18讲中指出,20世纪全国各地洪涝灾害频次是16世纪的17.3倍,是19世纪的2.2倍。洞庭湖区近20年有近三分之一的年份湖区洪水位超过设计水位,其中城陵矶站在1996年、1998年、1999年、2002年、2020年均超防控洪水位34.40米,最大超1.40米,相较于上下游,城陵矶附近洪水位抬升特点明显,造成湖区堤防出险频繁,大幅度增加洞庭湖生态经济区洪涝灾害风险。
图6:中国1至20世纪洪涝灾害频次示意图,图片来源,黄艳
2024年7月3日城陵矶站(七里山站)水位再次超过34米,最高水位达34.3米,距离防控洪水位34.40米只剩0.10米。7月5日,洪水淹没面积约47平方公里,至少6个村7680人转移。
图7:2024年洞庭湖城陵矶站(七里山站)水位过程图,图片来源,长江水文局
黄艳提供的中国洪涝灾害频次示意图和她的报告,最好解释了长江洪水产生的根源和三峡工程的所谓“防洪功能”。
图8:截至2024年10月10日8点,鄱阳湖湖口站水位降至7.78米,而且湖水退水速度也破了纪录,图片来源,如图所示
国务院发展研究中心研究员王亦楠博士于2016年7月11日在《能源》杂志上发表题为《关于三峡,不能不清楚的15个重要史实和事实》的文章,关于长江流域的洪旱灾害描述摘录如下:“自古以来,长江流域的洪旱灾害一直是中华民族的心腹大患,尤以长江中下游地区为甚。长江是中国第一大河,流域面积占全国1/5,人口占1/3,经济总量占40%以上,在国民经济发展中举足轻重。长江哺育了中华民族,也带来了无穷水患灾难。从汉初到清末,长江共发生毁灭性洪水灾害214次,平均十年一次。20世纪洪灾更加频繁,1921、1931、1935、1949、1954、1981、1983、1991、1998年都发生了大规模洪灾,给人民生命财产造成重大损失,这些历史尚未久远,不能忘却。
首先必须看到,在自然的水循环过程中,都会产生降雨过多或者降雨过少的现象。德国的格兰维(Greving)教授认为,河流的洪水现象就象妇女的例假一样,是河流新陈代谢所必须的。俞孔坚教授也认为,人类必须学会与洪水共生存。
1998年长江洪水后,李锐在《当代中国研究》上发表《谈长江防洪》一文指出:“历史上长江曾是条具有良好的自调蓄泄功能的河流,洪灾并不很严重。宋代以前有九穴十三口,南北分泄、调蓄洪水,演变到本世纪,仅存南岸四口。国民党统治时期,听任湖泊长期淤积,盲目开垦湖田,湖泊调蓄作用大减,导致水灾严重。新中国成立后,我们对这个教训虽有所认识,但在“蓄洪垦殖”的水利方针、‘以粮为纲’的战略、以及‘要超纲、开湖荒’的口号影响下,围湖造田日趋严重。长江中下游原有大量湖泊,1954年通江湖泊共计15,329平方公里,但到了1980年仅存6,605平方公里。湖北的洪湖、西凉湖、东西湖等通江湖泊的湖口全被堵塞了;洞庭湖、鄱阳湖都新增了围垸,蓄洪量减少近半。同时,长江两岸新建了很多码头、港口,在河床上也乱建工程、扩大居地,当地政府对此长期不加控制和管理。另外,长江流域上游本是关内森林覆盖率最高的地区,自“大跃进”时代大炼钢铁、乱砍林木以来,森林植被一直遭到严重破坏,由此导致长江流域的水土流失面积增加了40至50%,泥沙下泄、河床壅高、湖泊淤积。”可见,长江洪灾自近代以来日趋严重,沿江滨湖地区,围垦加剧,河流河道和湖泊的自然调蓄能力减小,通江穴口被堵塞,江河和湖泊的内在联系被切断,互补功能消失,是长江洪灾频率加高、灾害损失扩大的主要原因。并非自古以来就是如此。黄艳指出,20世纪全国各地洪涝灾害频次是16世纪的17.3倍,是19世纪的2.2倍。
这些研究结果都表明,中共几十年来的与天斗、与地斗、与人斗的治水的结果不是保护全球水循环平衡,而是加速水循环失衡。如全球水经济委员会在报告中特别强调指出的,几十年来破坏性的土地利用和水资源管理不善,与人类引发的气候危机相互叠加,给全球水循环带来了“前所未有的压力”。
参考文献:(略)