應(yīng)對(duì)氣候變化的生態(tài)水利方略(謝遵黨)

文章來(lái)源:未知碳交易網(wǎng)2019-08-21 09:35

應(yīng)對(duì)氣候變化的生態(tài)水利方略

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謝遵黨

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(黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司, 鄭州40003) 本`文內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

(Yellow River Engineering  Consulting  Institute Co., Ltd., Zhengzhou China 450003)

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摘要:全球變暖引起海平面上升、極端氣象事件頻發(fā)、水旱災(zāi)害加劇。從生態(tài)文明建設(shè)角度、以中國(guó)為典型,探索通過(guò)發(fā)展生態(tài)水利來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)人類和生態(tài)系統(tǒng)的不利影響。構(gòu)建連通中國(guó)南北方水系的大水網(wǎng),發(fā)揮黃河的紐帶作用,對(duì)干旱、半干旱地區(qū)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。在華北、東北地區(qū)恢復(fù)地下水,在西北地區(qū)恢復(fù)古湖泊,大量?jī)?chǔ)水于陸地,從而減少海平面上升,降低南方和沿海地區(qū)的洪澇損失,大尺度修復(fù)和改善北方和西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境,同時(shí)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展開拓新的空間。

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關(guān)鍵詞:氣候變化 儲(chǔ)水于陸 生態(tài)水利 引渤入疆 南水北調(diào) 西部調(diào)水  內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com

 

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1 引言

工業(yè)化溫室氣體排放引起的全球變暖,已經(jīng)成為威脅人類安全、引起生態(tài)系統(tǒng)崩潰的潛在危機(jī),減緩和應(yīng)對(duì)氣候變化是本世紀(jì)最重要的全球性任務(wù)之一1。根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)預(yù)測(cè),即使到2100年通過(guò)減排將全球溫度上升的幅度控制在1.5℃,海平面仍將上升0.260.77m,造成海島國(guó)家和沿海地區(qū)洪水、淹沒(méi)、海水入侵等災(zāi)害2。根據(jù)目前的人口分布情況分析,海平面每升高0.1m,全球受淹沒(méi)影響的人口約1000萬(wàn)人氣候變暖的不利影響還包括極端氣象事件頻發(fā)、水資源嚴(yán)重短缺、水旱災(zāi)害加劇,損害糧食安全,引起生態(tài)系統(tǒng)退化,顯著提高所有大陸和海洋生態(tài)系統(tǒng)以及人類社會(huì)面臨的脆弱性和風(fēng)險(xiǎn)[3]。

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全球氣候變暖引起的不利影響,核心在水,實(shí)質(zhì)是海洋中的水量劇增淹沒(méi)海島和沿海低地,濕潤(rùn)地區(qū)降水更多、更集中從而引起洪澇,干旱地區(qū)降水更少造成極度干旱。從儲(chǔ)存水的角度來(lái)看,湖泊、水庫(kù)和海洋一樣都是可以裝水的盆,陸地也是盛滿土石的盆,同樣可以吸收存儲(chǔ)很多水分。利用水利工程來(lái)把更多的水留在陸地上,特別是儲(chǔ)水于干旱地區(qū)的地下和湖泊、盆地,可以避免海平面過(guò)快上升、修復(fù)和改善干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境,從而有效地緩解氣候變暖帶來(lái)的不利影響、增加碳匯,拓展經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間。

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2 儲(chǔ)水于陸是減少海平面上升的有效途徑

全球海洋面積約為3.61km2,海平面上升每減少0.1m,需要在陸地多儲(chǔ)存約36.1萬(wàn)億m3的水。全球陸地面積約為1.49km2,其中3600萬(wàn)km2為荒漠化土地。通過(guò)輸水工程,僅考慮向荒漠地區(qū)的湖盆、洼地、地層補(bǔ)水,平均儲(chǔ)存1m深的水,就可以降低海平面上升0.1m。世界各地還有許多巨大的內(nèi)陸湖盆,儲(chǔ)水潛力巨大。比如里海面積38.6萬(wàn)km2[4],湖面高程低于海平面29m,湖面升到海平面,至少可多儲(chǔ)存11萬(wàn)億m3的水。

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我國(guó)陸地面積960萬(wàn)km2,占全球陸地面積的6.44%。按陸地面積比例分?jǐn)?,減少海平面上升0.1m需在中國(guó)陸地上儲(chǔ)存的水量為2.32萬(wàn)億m3。中國(guó)北方有70多萬(wàn)km2廣闊的平原,由于干旱和過(guò)度開發(fā),很多地區(qū)地下水位很低。西部干旱少雨,有267萬(wàn)km2的荒漠戈壁,歷史上曾經(jīng)存在的巨型湖泊多數(shù)已經(jīng)萎縮或干涸。通過(guò)補(bǔ)充地下水和恢復(fù)古湖泊,只要能在干旱地區(qū)平均存儲(chǔ)0.7m深的水就能完成我國(guó)應(yīng)擔(dān)的儲(chǔ)水份額。

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為了解決西部缺水的問(wèn)題,許多專家學(xué)者提出了調(diào)水改變西部干旱面貌的設(shè)想,比較有代表性的有引渤入疆、淡化海水西調(diào)、河口東水西調(diào)等?;粲泄獾忍岢龅囊橙虢?、恢復(fù)羅布泊生態(tài)環(huán)境的方案,從天津附近的渤海取50m3海水,通過(guò)管道分級(jí)提升,利用渠道長(zhǎng)距離自流1900km,引至疏勒河后自流入羅布泊[5]。張恒旭等進(jìn)一步提出大力開發(fā)荒漠可再生能源,淡化海水西調(diào),估算出淡化并輸送相當(dāng)于黃河平均流量1774.5m3/s(合每年560m3)的淡水到新疆需電功率44717MW,并可利用海水淡化西調(diào)系統(tǒng)抑制可再生能源的功率波動(dòng)[6]。趙定烽則提出,在長(zhǎng)江、珠江、閩江等入??诮ê涌谒畮?kù),通過(guò)4000km隧洞每年引淡水13255m3到新疆[7]。這些設(shè)想從原理上說(shuō)明,每年千億甚至萬(wàn)億立方米規(guī)模調(diào)水的水源問(wèn)題并非不可解決,抽水的能源供應(yīng)能力也已經(jīng)不是制約因素。 本/文-內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

由于調(diào)水工程是影響巨大的戰(zhàn)略性工程,涉及多地區(qū)多領(lǐng)域,在學(xué)術(shù)屆爭(zhēng)議激烈,各地方和行業(yè)部門的觀點(diǎn)也很難統(tǒng)一。大規(guī)模引水改變干旱地區(qū)的地理面貌從科學(xué)原理上是成立的,爭(zhēng)議主要在于引水的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境代價(jià)是否值得付出、是否可以通過(guò)節(jié)水等其它手段替代[7-8]。 本%文$內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳|排 放_(tái)交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

從應(yīng)對(duì)氣候變化的角度看,在目前以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)下,大規(guī)模抽水西調(diào)與節(jié)能減排的基本手段相悖,還不宜實(shí)施。事實(shí)上我國(guó)江河平均每年有超過(guò)2萬(wàn)億m3的淡水流入海洋或流出境外,其中相當(dāng)大一部分產(chǎn)于海拔較高的階梯和山區(qū),合理調(diào)配可以在滿足民生、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)需要的前提下提供充足的生態(tài)補(bǔ)水水源。根據(jù)江河水資源的時(shí)空分布特點(diǎn),發(fā)展以應(yīng)對(duì)氣候變化、修復(fù)和改善生態(tài)環(huán)境的為主要目的的生態(tài)水利,應(yīng)當(dāng)能夠以較小的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境代價(jià)逐步實(shí)現(xiàn)大量?jī)?chǔ)水于陸地、顯著降低海平面上升的目標(biāo)。 本`文@內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

3 中國(guó)陸地的儲(chǔ)水潛力

2.1 北方平原地下水可增儲(chǔ)水量 本+文`內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

平原地區(qū)土質(zhì)一般為粘土、粉土和沙土,干容重為1318kN/m3,飽和容重為1823kN/m3。如表1,根據(jù)水利部水資源司發(fā)布的《201810月地下水動(dòng)態(tài)月報(bào)》中的平均地下水位,統(tǒng)一按地下水位提升到地表以下3m、含水量增加5kN/m3計(jì)算,則北方主要平原地區(qū)可在地下增加儲(chǔ)水量1.9萬(wàn)億m3

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表1 中國(guó)北方主要平原地下可儲(chǔ)水量

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Table 1 Underground water storage capacity in the main plains of northern China 禸*嫆唻@洎:狆國(guó)湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm

名稱

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平均地下水位[10](m)

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面積(萬(wàn)km2)

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可儲(chǔ)水量(億m3)

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黃淮海平原 本文`內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

7.36 內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳_0排放¥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

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6540 本`文-內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

東北平原

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5.86 本`文@內(nèi)-容-來(lái)-自;中^國(guó)_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

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5005

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汾渭平原 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńpāīfāńɡ.cōm

24

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合計(jì) 本`文-內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

   

18895

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2.2西北荒漠湖盆可儲(chǔ)水量 本文`內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

北方干旱內(nèi)流區(qū)大小湖盆不計(jì)其數(shù),可為儲(chǔ)水于陸提供天然的水庫(kù)。如表2,根據(jù)衛(wèi)星地圖地形數(shù)據(jù),僅在最干旱的柴達(dá)木盆地中心的達(dá)布遜湖、騰格里沙漠腹地的古白亭海、巴丹吉林沙漠邊緣的居延海、塔里木盆地中的羅布泊、哈密盆地、吐魯番盆地等湖盆儲(chǔ)水,按照對(duì)現(xiàn)有的居民、基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生影響較小的原則確定蓄水位,估算就可儲(chǔ)水超過(guò)3.7萬(wàn)億m3

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表2 西北地區(qū)若干湖盆可儲(chǔ)水量 本*文@內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

Table 2 Water storage capacity of several lake basins in Northwest China

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名稱 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńpāīfāńɡ.cōm

水面高程(m) 本/文-內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

湖底最低高程(m) 本+文+內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放(交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

平均深度(m) 夲呅內(nèi)傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńpāīfāńɡ.cōm

水面面積(km2

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容積(億m3

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達(dá)布遜湖

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2690 夲呅內(nèi)傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńpāīfāńɡ.cōm

2680

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4500

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225 本*文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

白亭海 本+文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

1300

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1190 本+文`內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

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4250 內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com

2125

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居延海 本+文`內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

950 本+文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

740 本+文內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

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23500

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11750

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羅布泊 本*文@內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

800 本文@內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

790 本`文-內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

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19900 本+文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

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哈密盆地 本@文$內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

400

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7600

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20140 本文@內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

吐魯番盆地

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2500 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńpāīfāńɡ.cōm

1250 本+文內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

合計(jì) 本`文@內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

     

62250

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根據(jù)以上分析,僅在中國(guó)北方主要平原補(bǔ)充地下水和恢復(fù)西北地區(qū)幾個(gè)古湖泊,就可儲(chǔ)水超過(guò)5.6萬(wàn)億m3。加上全國(guó)范圍采取退耕還湖、新建水庫(kù)、水土保持等措施保留在陸地上的水量,相對(duì)于降低海平面10cm中國(guó)的份額2.3萬(wàn)億m3,有足夠大的容量容納氣候變化增加的海水水量。    本文`內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

4 儲(chǔ)水于陸的水源

根據(jù)水利部發(fā)布的2017年中國(guó)水資源公報(bào),當(dāng)年屬平水年,我國(guó)地表水資源量2.8萬(wàn)億m3,其中1.7萬(wàn)億m3流入了海洋,0.7萬(wàn)億m3流出境外或流入界河。全國(guó)供水總量6043m3,總耗水量3207m3[11]。

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根據(jù)我國(guó)國(guó)家海洋局公布的《2014年中國(guó)海平面公報(bào)》,1980-2013年我國(guó)沿海海平面上升速率為3mm/年。IPCC第四次評(píng)估報(bào)告的結(jié)果基本相同,1993年-2003年海平面每年上升3.1mm。按抵消海平面上升3mm計(jì)算,則每年中國(guó)分擔(dān)的儲(chǔ)水于陸的份額為696m3。對(duì)照2017年水資源情況,新增陸地儲(chǔ)水量相當(dāng)于入海流量的4.1%、總供水量的11.5%。調(diào)配抵消海平面上升量級(jí)的淡水資源留在陸地進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水是有空間的。 本+文+內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放(交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

表3 2017年主要流域區(qū)水資源利用情況

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Table 3  Water resource utilization in main river basins in 2017  本`文內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

流域區(qū) 本+文+內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

水資源總量[11] 本%文$內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳|排 放_(tái)交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

(m3)

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總供水量[11]

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(m3)

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未利用水量(m3) 本/文-內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

未利用比例 本`文@內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

西南諸河 禸嫆@唻洎:狆國(guó)湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm

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98% 本*文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

東南諸河 本文@內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

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83% 本`文@內(nèi)-容-來(lái)-自;中^國(guó)_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

珠江 本*文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

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84% 內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳_0排放¥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

長(zhǎng)江 本%文$內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳|排 放_(tái)交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

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淮河 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńpāīfāńɡ.cōm

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黃河

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海河 本/文-內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

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遼河

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293.1

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35%

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松花江 內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

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合計(jì) 內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

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70%

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 32017年全國(guó)主要流域區(qū)水資源利用情況。從表中可以看出,南方水多,北方水少,西南諸河、東南諸河水資源利用率低,北方諸河水資源利用率很高。儲(chǔ)水于陸總體上要通過(guò)南水北調(diào)向北方調(diào)水解決水源問(wèn)題。  

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5 應(yīng)對(duì)氣候變化的生態(tài)水利方略

5.1 生態(tài)水利的理念

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 傳統(tǒng)水利工程主要為了防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等目的而修建。隨著人類社會(huì)從工業(yè)文明階段向生態(tài)文明階段邁進(jìn),水土保持、河湖生態(tài)補(bǔ)水、地下水恢復(fù)、河湖連通等以改善環(huán)境、保證生態(tài)系統(tǒng)安全為主要目的的生態(tài)水利工程逐步增加,已經(jīng)成為水利工作的新重點(diǎn)。2017年全國(guó)人工生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水總量已達(dá)161.9 m3[11],加上通過(guò)退田還湖、水土保持和新增水庫(kù)保留于陸地的水量,儲(chǔ)水于陸已經(jīng)初具規(guī)模。但從應(yīng)對(duì)氣候變化的角度審視,生態(tài)水利工作仍處于起步階段,需要在滿足經(jīng)濟(jì)、民生、環(huán)境等對(duì)水資源需求的前提下,探索出符合“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”等新發(fā)展理念的生態(tài)水利新途徑。

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發(fā)展生態(tài)水利,要以保障民生、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的用水格局現(xiàn)狀為前提,水多多用,水少少用,無(wú)水不用,缺水回用。水多多用,水少少用,就是在豐水年、豐水期將對(duì)民生、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等益處不大甚至有害的水資源盡可能多地利用起來(lái),存儲(chǔ)于干旱地區(qū)。無(wú)水不用,缺水回用,就是在干旱年份優(yōu)先保障民生、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)用水,甚至取用已儲(chǔ)存的水資源緩解缺水問(wèn)題。通過(guò)生態(tài)水利工程的靈活運(yùn)用,在保障現(xiàn)有的民生、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)利益格局的前提下,充分利用水資源改善生態(tài)環(huán)境。 本文`內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

發(fā)展生態(tài)水利,要順應(yīng)自然、尊重自然、保護(hù)自然。充分利用天然河道、天然湖盆和已有工程,著重于恢復(fù)地面和地下歷史水體,通過(guò)水的自然循環(huán)過(guò)程改善局部氣候,而不是依靠傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)直接發(fā)展經(jīng)濟(jì)和人造生態(tài)系統(tǒng)。從儲(chǔ)水于陸的角度看,滲漏水量和蒸發(fā)水分只要通過(guò)水循環(huán)能回歸陸地就不算水量損失,深居內(nèi)陸的生態(tài)水利工程可以簡(jiǎn)化防滲防蒸發(fā)處理措施。水資源調(diào)配主要通過(guò)連通天然河湖的大水網(wǎng)梯次實(shí)現(xiàn),豐枯互補(bǔ)。儲(chǔ)水主要利用天然湖泊和地下水的恢復(fù)完成,而不是大規(guī)模占用生態(tài)價(jià)值和開發(fā)利用程度較高的河谷建設(shè)大型水庫(kù)。

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發(fā)展生態(tài)水利工程,要遵循經(jīng)濟(jì)規(guī)律,全國(guó)水系漸次連通,從南到北梯次調(diào)水,高水高用,低水低用。為了減少建設(shè)投資和降低對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的不利影響,不追求一次性將豐水河水資源跨過(guò)其他流域直接調(diào)到旱區(qū),而是因地制宜,就近漸次連通河湖水系,充分利用天然河湖和現(xiàn)有工程,結(jié)成大水網(wǎng),從南向北梯次調(diào)水。我國(guó)地表水資源中很大部分是產(chǎn)于海拔較高的高原和山地,為了不消耗或少消耗能源,要避免或減少大能耗的抽水工程,通過(guò)水量置換,優(yōu)先使較高階梯的水資源更多地用于高階梯或鄰近階梯??蛇m量利用生態(tài)補(bǔ)水增加的土地、漁業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游、水電等資源發(fā)展經(jīng)濟(jì),提高生態(tài)水利工程的效益和可持續(xù)性。

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5.2 生態(tài)水利工程布局

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以應(yīng)對(duì)氣候變化的尺度在陸地儲(chǔ)存的水量是前所未有的,需要在大范圍內(nèi)全面展開,因地制宜地采取不同的措施涵養(yǎng)陸地水源,減少入海水量。在南方及其他濕潤(rùn)地區(qū)主要通過(guò)水土保持、退耕還湖、保護(hù)濕地、新建水庫(kù)等實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水于陸,同時(shí)為向干旱地區(qū)調(diào)水提供水源。在北方平原地區(qū)對(duì)洼地、湖泊補(bǔ)水,興建平原水庫(kù)、滲渠、滲井等補(bǔ)充地下水。在西部荒漠地區(qū)則通過(guò)調(diào)水工程利用天然湖盆大規(guī)模儲(chǔ)水,改善局部氣候。 本*文@內(nèi)-容-來(lái)-自;中_國(guó)_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

西部調(diào)水是近年來(lái)熱議的話題。鄧銘江院士概要評(píng)述了年總調(diào)水量從170m33000m3不等的南水北調(diào)西線方案、大西線調(diào)水方案、“紅旗河”方案和“四江自流”方案,認(rèn)為大西線是實(shí)施國(guó)家戰(zhàn)略不可或缺的重大工程,建議相關(guān)部門盡快組織開展前期工作,爭(zhēng)取早日納入國(guó)家戰(zhàn)略決策日程[12]

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生態(tài)水利規(guī)模宏大、影響巨大,需要用幾十年時(shí)間來(lái)完成。為了減小不利影響,調(diào)水工程布局應(yīng)立足于自然和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀循序推進(jìn)。近期以已建或納入國(guó)家規(guī)劃的東、中、西線南水北調(diào)工程為主干,從長(zhǎng)江流域每年調(diào)水448m3。第二步連通長(zhǎng)江與珠江、東南諸河、西南諸河,連通工程充分利用自然河道,采用對(duì)自然環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)代價(jià)最小的方案,多線多段建設(shè)連通南北的水網(wǎng),由南向北梯次調(diào)水補(bǔ)充長(zhǎng)江,支撐每年向北方千億m3以上規(guī)模的生態(tài)調(diào)水。以穿過(guò)干旱地區(qū)的黃河為紐帶,承接南水北調(diào)水量,向西部和黃河兩岸配水。為了減少能源消耗,按照“高水高用,低水低用”的原則,在水量最豐沛、調(diào)水代價(jià)相對(duì)較低的近海平原地區(qū)盡可能多地從南方調(diào)水到北方,置換出北方河流下游用水量用于上游地區(qū)。已建或在建的南水北調(diào)中線、東線工程和引江濟(jì)淮工程除了向沿線供水,加大調(diào)水量向交匯的淮河、黃河、海河流域進(jìn)行補(bǔ)水,通過(guò)引黃閘向北京、天津、河北、河南、山東平原地區(qū)補(bǔ)充生態(tài)用水,置換部分黃河用水量供上中游使用。在青海通過(guò)引通濟(jì)柴工程從長(zhǎng)江上游通天河向柴達(dá)木盆地調(diào)水存儲(chǔ),規(guī)??蔀槊磕?/span>1530m3。通過(guò)大西線南水北調(diào),調(diào)西南諸河、長(zhǎng)江上游水在甘肅入黃河,除了沿黃向黃土高原配水,在寧夏黃河黑山峽出口處興建黑山峽生態(tài)水利樞紐,蓄水位13001400m,向阿拉善高原、鄂爾多斯高原和新疆自流分水,可分配西線南水北調(diào)和黃河中下游置換水量100500m3。擴(kuò)展已開展前期工作或動(dòng)工興建的白龍江調(diào)水、引漢濟(jì)渭、小江調(diào)水等工程,就近調(diào)水供甘肅、陜西使用,滿足黃土高原和汾渭平原地下水恢復(fù)需要的水量。通過(guò)以上生態(tài)水利措施,基本靠自流逐步實(shí)現(xiàn)年增陸地儲(chǔ)水量上千億立方米的目標(biāo),經(jīng)過(guò)幾十年努力,可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水幾萬(wàn)億立方米于陸地,有效減緩海平面上升,減少洪澇、干旱災(zāi)害,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善和區(qū)域經(jīng)濟(jì)平衡發(fā)展。

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6 黃河黑山峽-白亭海生態(tài)水利實(shí)驗(yàn)工程

黑山峽河段位于黃河上游甘肅、寧夏交界處, 多年平均天然徑流量約331m3。黑山峽河段工程是《黃河流域綜合規(guī)劃》確定的黃河水沙調(diào)控體系七大工程之一。由于一級(jí)高壩開發(fā)方案淹沒(méi)7萬(wàn)多人口、12萬(wàn)多畝耕園地,有關(guān)地區(qū)持反對(duì)意見,要求河段開發(fā)放棄水沙調(diào)控功能,分多個(gè)梯級(jí)建低壩發(fā)電[13-16]。大水庫(kù)的功能需求和水庫(kù)淹沒(méi)損失的矛盾,使得黑山峽河段開發(fā)方案爭(zhēng)論幾十年不能確定,僅清潔能源每年就損失約80kWh。 內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

作為黑山峽高壩大庫(kù)的替代方案、結(jié)合生態(tài)水利探索研究,建議實(shí)施黑山峽-白亭海生態(tài)水利實(shí)驗(yàn)工程。以不大量淹沒(méi)人口土地為原則,在寧夏黑山峽出口建生態(tài)水利樞紐工程,通過(guò)自流引水到石羊河尾閭古白亭海(現(xiàn)甘肅民勤縣、內(nèi)蒙古阿拉善右旗交界一帶)儲(chǔ)存,既可破解黑山峽河段開發(fā)方案的困局,又可為大規(guī)模發(fā)展生態(tài)水利開展實(shí)驗(yàn),積累經(jīng)驗(yàn)。

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實(shí)驗(yàn)工程包括黑山峽出口的低壩水庫(kù)(正常蓄水位可為1310m左右),沿黃河左岸1300m等高線走向引水,打隧洞進(jìn)入騰格里沙漠,最終到達(dá)可儲(chǔ)水2100多億m3的古白亭海湖盆,自流輸水距離約260km。沿途就近選擇騰格里沙漠洼地作注入式調(diào)蓄水庫(kù),修退水渠連通黃河,可以滿足黃河寧蒙河段防洪、防凌、調(diào)水調(diào)沙和替代部分揚(yáng)黃灌溉所需的5060m3庫(kù)容。 本*文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

黃河流域水資源開發(fā)程度很高,全河水量按國(guó)務(wù)院制定的“87分水方案”統(tǒng)一調(diào)度。黑山峽-白亭海生態(tài)水利實(shí)驗(yàn)樞紐的引水在“87分水方案”的框架中調(diào)度。引水來(lái)源一是寧夏和內(nèi)蒙古的部分引黃指標(biāo),這部分水量通過(guò)退水渠歸兩區(qū)替換揚(yáng)黃灌溉使用;二是在豐水年分配給甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古的生態(tài)用水量(2019年水利部分配的黃河生態(tài)用水量總額度為20m3);三是主汛期和凌汛期的洪水。實(shí)驗(yàn)階段以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)水利功能為主,豐水年和汛期相機(jī)向大湖盆生態(tài)補(bǔ)水。遠(yuǎn)期可使用西線南水北調(diào)的生態(tài)調(diào)水量及其他調(diào)水工程從中下游置換的黃河水量約300500m3/年,從白亭海向西引水,分水入黑河進(jìn)居延海,繼續(xù)向西在河西走廊越過(guò)分水嶺,經(jīng)疏勒河自流入羅布泊,并分水向哈密盆地、吐魯番盆地輸送。

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黑山峽-白亭海生態(tài)水利實(shí)驗(yàn)工程除了兼顧將部分揚(yáng)黃灌區(qū)改為自流灌區(qū),不發(fā)展新的傳統(tǒng)灌區(qū),主要利用水的自然循環(huán)過(guò)程,通過(guò)增加局地降雨、空氣濕度和提高地下水位改善沙漠生態(tài)系統(tǒng)。白亭海湖盆庫(kù)容巨大,蓄滿需要十幾年時(shí)間。這期間水面年蒸發(fā)量從30多億m3逐步增加到130多億m3。巨量的水蒸氣會(huì)飄向何方、在哪里形成降雨,局部氣候和地下水改變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有多大的影響,湖泊水體本身的生態(tài)價(jià)值等等,可以利用實(shí)驗(yàn)工程觀測(cè)研究,為更大規(guī)模地開展改變氣候的生態(tài)水利工程提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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7結(jié)論與展望

7.1 結(jié)論

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1)在當(dāng)前的工程技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)能力條件下,全球氣候變暖引起的海平面上升、水旱災(zāi)害加劇可以通過(guò)生態(tài)水利工程在陸地上大量?jī)?chǔ)水而有效緩解。中國(guó)按陸地面積分?jǐn)偟年懙貎?chǔ)水份額可以主要通過(guò)在北方恢復(fù)地下水、在西北地區(qū)恢復(fù)古湖泊等生態(tài)水利措施來(lái)實(shí)現(xiàn),水源可通過(guò)構(gòu)建連通南北方水系的大水網(wǎng)調(diào)劑解決,以黃河為紐帶的向北方、西北地區(qū)和兩岸調(diào)配。

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 2)生態(tài)水利的理念不同于傳統(tǒng)水利工程,以修復(fù)和改善生態(tài)環(huán)境為主要目的,以恢復(fù)地表和地下歷史天然水體為手段,利用水的自然循環(huán)過(guò)程大尺度影響局部氣候,支持生態(tài)系統(tǒng)改善和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

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3)探索興建應(yīng)對(duì)氣候變化尺度的生態(tài)水利工程,需要水利、氣象、生態(tài)、地理等多學(xué)科聯(lián)合研究攻關(guān)、長(zhǎng)期積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),才能逐步實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境代價(jià)最低、生態(tài)效益最好。修建黑山峽-白亭海生態(tài)水利實(shí)驗(yàn)工程,既能實(shí)現(xiàn)防洪、防凌、灌溉、發(fā)電、調(diào)水調(diào)沙等傳統(tǒng)水利工程的功能,又能在騰格里沙漠形成巨大水面,改善局地氣候和生態(tài)環(huán)境,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究為更大規(guī)模儲(chǔ)水于陸提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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7.2 展望 本`文內(nèi).容.來(lái).自:中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

改變氣候是人類少數(shù)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的古老夢(mèng)想之一。溫室氣體的排放加快氣候變暖的事實(shí),從反面證明人類已經(jīng)有能力改變氣候。未來(lái)幾十年在全球協(xié)同控制溫室氣體排放同時(shí),實(shí)施生態(tài)水利工程大規(guī)模儲(chǔ)水于陸,就能夠更好地減緩和應(yīng)對(duì)氣候變化。干旱內(nèi)陸形成的成千上萬(wàn)平方千米的水面,必將對(duì)氣壓、濕度、風(fēng)場(chǎng)、降雨等產(chǎn)生顯著影響。水陸比例足夠大,就會(huì)消滅荒漠。當(dāng)能源結(jié)構(gòu)發(fā)展到以廉價(jià)的清潔能源為主時(shí),人類就可以按照設(shè)計(jì)塑造水陸布局和大氣溫度場(chǎng),氣象災(zāi)害將象瘟疫、饑荒一樣消失,干旱荒漠也會(huì)變成生物的樂(lè)園,那時(shí)歷史將進(jìn)入生態(tài)文明繁盛的階段。

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