李 楊
(遼寧省遼陽市水資源管理局,遼寧 遼陽 111000)
中國擁有約50000 條河流,包括1500 條流域面積大于1000 km2的河流。主要河流系統由七條主要河流組成:長江、黃河、珠江、淮河、海河、遼河、松花江,見表1。全國河流年平均徑流量約為2.7115×1012m3。幾千年來,這些河流為國家提供了大量的水資源,并滋養了中國人民。然而,在中國的水資源和河流徑流量,一直以來就有固有的短缺,全國人均水資源量只有2200 m3,目前約為世界平均水平的1/4。另外,河流徑流量的自然分布在時間和空間上有很大的變化。大約70%的年降水集中在汛期,從6 月持續至9 月,在大多數地區,年降水量的急劇變化往往會導致連續多年的潮濕年或干燥的年[1]。在長江以北的地區,土地面積占全國總面積的63.5%,水資源量僅占總數的19%。此外,在許多地區,特別是西部地區,土壤侵蝕嚴重,許多河流產生了大量的泥沙。例如,從1916 年~1960 年,黃河中游三門峽站年平均輸沙量為16 億t。由于黃河中下游的大量泥沙,導致下游河道嚴重淤積,形成了一條棲息的河道。河流徑流量的時空分布極不均勻和河流的大量泥沙,是夏季頻繁洪澇災害和秋季干旱的根本原因,導致了河道復雜的演變過程。這嚴重威脅著社會經濟的發展和人類的生態環境。洪水和干旱造成的傷害、死亡和財產損失在中國所有的自然災害中排名第一。因此,自古以來,中國就實施了對河流的管理、發展和馴服,并在過去的幾十年里達到了前所未有的規模[2]。

表1 中國七條主要河流的數據
河流管理的目的是通過合理利用水資源和能源,防止自然災害,促進社會經濟發展,改善生態系統[3]。通過大壩、堤防、護岸建設、培訓工作等,河流管理主要涉及流域管理,重點放在土壤和水保護、河道整治與河流中的水資源管理。其中河流的調節,特別是大壩的建設,在河流流域的變化中起著關鍵的作用。在過去的五年里,中國在河流管理方面做出了巨大努力,取得了舉世矚目的成就:
1)已建成85000 多座大壩和水庫,總蓄水量為5.1×1011m3,共250000 km 的堤防已經建造和升級。七大流域建立了初步的防洪體系。它可以保護4 億個城市、470 個城市、3330 萬km 農田和一些重要的鐵路、公路、油田等,從正常的洪水災害所造成的災害。通過河道管理與其他措施,供水能力由1949 年的1×1011m3增加到2000 年的553×1011m3,確保農業、林業和畜牧業灌溉面積的增加,使全國灌溉面積從1.6×107hm2增加到5.33×107hm2。
2)河流的水能資源已大規模開發利用。2003 年底,水電發電達到827 億kW·h,占全國總發電的17%。
3)自1980 年初以來,一個大型的水土保持計劃已啟動。到現在8.60×105km2的侵蝕面積已得到控制。其中有1.3×107hm2基本農田,4.8×107hm2林地和4.3×106hm2的草原。此外,建設了一批水土保持工程項目。由于黃土高原水土保持的做法,將黃河中游的年輸沙量減少了3×108t,從而改善了當地生態系統,提高了糧食產量。
4)通過水庫的調節和河道和河口的規劃提高通航能力,發展水庫漁業、旅游和娛樂業等等。
目前,我國的河流管理基本上仍然是處于初級階段。可持續的河流管理不僅需要解決許多問題,而且河流管理的活動也給生態環境帶來了一定的負面影響[4]。主要的問題如下:
(1)防洪標準低
50%的城市防洪工程和60%的海堤防洪工程尚未完成由部門規定計劃的標準。沒用可靠的對策處理特殊或極端洪水的情況。經過多年的經營,50%堤防及40%水庫老化到一定程度,存在一些不足和問題。防洪和保留區的建設與管理滯后于要求。
(2)水庫和湖泊中的儲存容量損耗
黃河盆地601 個大中型水庫總儲存容量是5.23×1011m3,直到1989 年,總儲存容量的21%已經喪失了,由于泥沙沉降。在黃河盆地,對于總儲存容量為2.05×1010m3的11931 個水庫, 水庫年平均淤積達到1.40×108m3,對應的年損失率為0.68%。隨著過度開墾的累積,一些湖泊的體積和面積減少了。洞庭湖體積和表面積分別從1949 年的2.93×1010m3和4350 km2減少到1978 年的1.74×109m3和 2691 km2,鄱陽湖分別從1953 年的 3.73×1010m3和 5190 km2減少到 1976 年的 2.98×109m3和3914 km2。存儲容量的損失降低了水環境容量,加劇了洪水和生態惡化的風險[5]。
(3)河道萎縮
過去的20 年里,在黃河下游,上游水庫的調節使洪水的峰值大幅下降,這樣導致沉積物在河流主河道中的沉積。加上沿河洪泛區的不合理開墾,這引起了河道的萎縮。洪水運輸和輸沙的河流容量急劇減少。平灘流量從1970 年的7000 m3/s 減少到目前的2600 m3/s~3000 m3/s。河道萎縮,以及上游水的過度開采,使黃河下游在一些非汛期干涸,惡化水生態系統。類似的現象也發生在渭河下游河道。
(4)流域內土壤侵蝕嚴重
目前,全國土壤侵蝕總面積達到3.56×106hm2,占我國總領土的37%,年土壤侵蝕量為5×109t,嚴重的土壤侵蝕導致:在過去的50 年里,耕地年損失超過66×103hm2,草原退化面積總共達到1×106km2,從1990 年起,每年的沙漠化達到2.46×103km2,和水庫和河道的淤積降低了他們的防洪調度和運輸能力等等。侵蝕區生態退化加劇貧困。中國超過90%的貧困群眾生活在這樣的地區[6]。
(5)河流水質污染較嚴重
評估了長江上游總長度為1.21×105km 的河段表明其中14.2%的水屬于4 級和24.4%在5 級或更糟[7]。
尤其河流水質污染已經表明了大壩建設和水庫淹沒對我國生態系統的負面影響:
1)大量的移民安置——在過去半個世紀里,移民安置總人口約占總人口的1500 萬人,這消耗了大量的資金,造成了生態系統新的破壞。如森林砍伐、過度開墾、圍墾等。
2)河流的不利變動制度——如上所述的河道萎縮,下游河道退化,這些都可能影響河道的穩定、防洪和通航。
3)水質惡化——水庫的自凈能力降低,污染物和毒物吸附在水庫底部的泥沙上。
4)自然景觀和文化遺產的損失——例如,44 個考古遺址和古遺址被淹沒在三峽工程水庫里。
5)對某些保護動植物物種的有害影響,尤其是稀有物種。例如,由于葛洲壩工程,中華鱘和中華海豚的習性在一定程度上改變了。
6)誘發地震活動及其他相關環境地質災害,如滑坡和岸體的解體等。
很長一段時間,人們傾向于過度開發河流和水資源,而不考慮其不利的結果,通過管理河流抵御洪水和干旱,引起了一系列的問題和對生態系統、社會和經濟的負面影響。中國河道管理的歷史與實踐以及在這一領域的成就和問題啟示我們有必要改變傳統的理念,并發現了一種新的可持續發展的河流管理理念,從而實現人與自然的和諧相處。這意味著有必要從以工程項目為基礎的河流管理轉變為面向資源本身的河流流域管理,強調保護和改善生態系統[8]。
必須從主要建設防洪工程轉變為建立防洪減災體系,包括結構和非結構措施、技術和社會經濟途徑,以改變防洪減災戰略實現人類與洪水的和諧。應優先考慮生態效益方案[9]。
在水資源配置中,應保證生態系統的需水。它包括:森林、草地等自然植被的需水量、水土保持用水量、河流的基流,保持水與沉積物的平衡,保持多樣性,還需補充地下水所需的水。
為了緩解水資源短缺,改善華北地區的生態系統,南水北調流域調水管理方案已啟動,工程措施已建設。水要通過三條路線轉移:
(1)東線-從江蘇揚州江都水利樞紐提水,途徑江蘇、山東、河北三省,向華北地區輸送生產生活用水的國家級跨省界區域工程。
(2)中線-中線工程可調水量按丹江口水庫后期規模完建,正常蓄水位170 m 條件下,考慮2020 年發展水平在漢江中下游適當做些補償工程,保證調出區工農業發展、航運及環境用水后,多年平均可調出水量141.4 億m3,一般枯水年(保證率75%),可調出水量約 110 億 m3。
(3)西線-四川長江上游支流雅礱江、大渡河等長江水系調水,至黃河上游青、甘、寧、蒙、陜、晉等地的長距離調水工程,是補充黃河上游水資源不足,解決我國西北地區干旱缺水,促進黃河治理開發的重大戰略工程。
應加強水土保持,特別是水土流失區的水土保持。這可以保護當地的生態系統,提高農作物產量,減少泥沙進入河流,并增加在旱季的河流流量等。從2000 年至2010 年,土壤侵蝕區的控制面積將增加5.50×103km2。這里控制侵蝕和保護土壤的主要方法是全面的流域管理與檢查大壩系統,作為一個關鍵的控制措施。到目前為止,已經建設了1.13×105個淤地壩和控制了1.66×105km2侵蝕面積。淤地壩具有攔截泥沙與形成農田的雙重作用,見圖1。淤地壩使環境質量得到改善,當地居民收入顯著增長。

圖1 淤地壩和其后面形成的耕地
水庫移民安置應根據以人為本的原則,并根據管理經濟學和社會學的規則。對高壩大庫的選址應考慮耕地淹沒和移民的壓力,并制定一系列的優惠政策和措施。其中最重要的是發展導向移民政策,這意味著拆遷安置方案不應該僅僅是一種補償操作,但也應該能夠提高移民的生活水平[10]。
從管道治理到源頭控制的污染控制策略,包括點源、非點源和內部污染源的綜合治理,發展循環經濟,減少污染物總量。水工程的規劃、設計、施工和運行,應根據生態友好原則進行創新,以減少對生態系統的不利影響。
河流管理是國家水資源管理的基本組成部分,我們必須從主要建設防洪工程轉變為建立防洪減災體系,包括結構和非結構措施、技術和社會經濟途徑,以改變防洪減災戰略實現人類與洪水的和諧,應優先考慮創新生態效益方案。有必要從以工程項目為基礎的河流管理轉變為面向資源本身的河流流域管理,強調保護和改善生態系統。應該創新河流管理理念,達到人與自然和諧相處,從而使環境質量得到改善,使人們安居樂業。