- 水利水電工程優化調度
- 唐德善 唐彥 黃顯峰 史毅超等編著
- 5482字
- 2021-10-23 02:13:26
第三節 水利水電工程的可持續發展
可持續發展,即為“既滿足當代人的需求,又不對后代人滿足其需求的能力構成危害的發展”。它以兩個關鍵組分為基礎:一是人類需求,從水資源的角度講特別是指世界上水資源短缺地區的需求;二是環境限度,如果它被突破,必將影響自然界支持當代和后代人生存的能力。水利水電工程可持續發展,即是在水利水電工程運行、維護的過程中,科學地運用可持續發展觀,使水利水電工程維持在一個良好的、可持續運行下去的穩定狀態,從而實現水利水電工程發展的可持續。
一、水利水電工程可持續發展背景
我國人口眾多、資源匱乏、自然條件較差。受季風氣候和自然條件的影響,降雨時空分布不均,水旱災害頻繁,是世界上洪澇干旱災害最為嚴重的國家之一。我國水資源總量雖較豐富,但從人均、畝均占有量來看,是不容樂觀的。按目前人口統計,全國人均占有水資源僅為2044m3,僅為全球平均水平的l/4,經濟社會發展用水以及生態環境用水需求與水資源緊缺的矛盾十分突出。北方及內陸地區流域,一些河流由于水資源過度開發,河道干游出現連續斷流,一些地區由于超采地下水,導致區域性地下水位下降,引起大面積地面沉陷、生態綠洲萎縮、環境惡化等一系列生態環境問題。此外,中國的水污染和水土流失現象也十分嚴重。在部分流域和地區,水污染已呈現出從支流向干流延伸、從城市向農村蔓延、從地表向地下滲透、從陸域向海域發展的趨勢。對水土資源不合理的開發利用,加劇了水土流失,導致土地退化、沙化和生態惡化,加深了下游洪澇威脅。總之,洪澇災害、水資源短缺、水污染和水土流失,即水多、水少、水臟、水渾問題,嚴重影響中國人口、資源、環境與社會經濟的協調發展,是中國經濟社會發展的重要制約因素。因此,必須實施可持續發展水資源戰略,加強水利基礎設施建設,加強生態環境建設和保護,節約和保護水資源,治理水污染,改善生態環境,促進水資源可持續利用,保障經濟社會的可持續發展[5]。
二、我國水利水電工程可持續發展面臨的主要問題
我國是一個歷史悠久的文明古國,也是對水資源開發利用最早的國家之一,經過數年的發展,已初步形成防澇、排澇、灌溉、供水、發電等工程體系,在抵御水旱災害、保障經濟社會安全、保護水土資源和改善生態環境等方面發揮重要作用。但是,也應該看到,隨著經濟社會發展,我國在水資源領域還面臨著嚴峻的挑戰,制約水利事業的發展。
1.經濟快速增長使水安全問題更加突出
改革開放以來,我國經濟社會快速發展,對防洪安全、供水安全、水環境和生態環境保護的要求越來越高。洪澇災害、水資源不足、水土流失和水污染問題日益突出,成為經濟社會可持續發展的主要制約因素。21世紀初期,我國經濟社會仍將保持繼續增長態勢,隨著人口的持續增加,城市化進程的加快,水資源供需矛盾將進一步加劇,如不及時采取有效措施,可能出現嚴重的水危機及誘發嚴重的生態環境問題,給社會經濟的健康發展帶來不良影響。
我國洪澇干旱災害頻發,對社會影響和經濟損失巨大。1998年長江、松花江、嫩江流域發生大洪水,洪澇災害直接經濟損失為2550億元。目前,全國70%以上的固定資產、44%的人口、1/3的耕地,數百座城市以及大量重要的國民經濟基礎設施和工礦企業,分布在主要江河的中下游地區,受洪水威脅嚴重。我國又是水資源嚴重短缺的國家,全國正常年份缺水量400億m3,每年因干旱缺水造成的經濟損失約3000億元,相當于同期GDP的3%。我國的水土流失及水環境惡化問題嚴重,全國水土流失面積367萬km2,約占國土面積的38%,其中水力侵蝕面積179萬km2,風力侵蝕面積188萬km2。水土流失造成土地資源的破壞,加劇水旱風沙等自然災害,已成為我國頭號環境問題,水污染狀況總體上還未得到有效控制。隨著經濟社會的發展,洪澇和干旱災害的影響范圍增加,風險程度加大,防洪抗旱減災的任務十分艱巨。
2.水利資金投入不足使基礎設施建設嚴重滯后
水利基礎設施建設與管理投入嚴重不足,缺乏穩定的投入保障機制,導致水利建設嚴重滯后于經濟社會發展的需要。加上大量易于實施的水利工程已相繼開發建設,未來治水工程的難度和成本將越來越高,所涉及的社會、經濟、技術、環境等問題也將越來越復雜。
我國大多數水利工程建于20世紀50—60年代。由于歷史原因,設計標準偏低,建設質量較差,工程不配套,管理粗放,管理設施落后,管理經費不足,管理人員素質較低,缺乏價格形成機制和工程良性運行機制。有些工程老化失修,效益衰減嚴重。根據對全國195處大型港區調查,骨干建筑物老化失修,損壞率達到40%。全國約有40%(1200多座)的大中型水庫存在不同程度的病險隱患。有些工程已達到設計使用壽命,面臨報廢或重建,一部分工程急需加固和改造,任務十分繁重。
3.水利發展缺乏法律體系機制的保障
目前,我國水管理法規體系尚不健全。“多龍管水”的體制尚未理順,不利于依法進行水事活動的監督與執法、協調與裁決,難以保證水資源的合理配置、高效利用和有效保護。管理人員業務素質與管理技術手段還遠不能適應現代化水管理的要求。水管理的監控體系建設落后,缺乏信息技術支持。與社會主義市場經濟體制相適應的水利投資體制、水價形成機制、水電價格機制、市場激勵機制尚不完善,難以形成良性的發展機制,對節水和高效用水以及水資源合理配置產生制約作用和“瓶頸”效應。因此,加快投資體制、價格機制和管理體制改革,健全法規體系是實現水資源可持續利用的重要保障。
4.水利發展體制機制不順制約水利可持續發展
目前制約水利可持續發展的體制機制障礙仍然不少,突出表現在水利投入機制、水資源管理等方面。
(1)水利投入穩定增長機制尚未建立。我國治水任務繁重,投資需求巨大,由于沒有建立穩定增長的投入機制,長期存在較大投資缺口。一方面,水利在公共財政支出中的比重還不高,波動性較大,1998年以來,中央預算內固定資產投資中,年均水利投資367億元,所占比重在14%~24%之間波動。另一方面,水利公益性強,又缺乏金融政策支持,融資能力弱,社會投入較少。此外,農村義務工和勞動積累工政策取消后,群眾投工投勞銳減,新的投入機制還沒有建立起來,對農田水利建設影響很大。
(2)水資源管理制度體系還不健全。目前我國的水資源管理制度體系與嚴峻的水資源形勢還不適應,流域、城鄉水資源統一管理的體制還不健全,水資源保護和水污染防治協調機制還不順,水資源管理責任機制和考核制度還未建立,對水資源開發利用節約保護實行有效監管的難度較大。
(3)水利工程良性運行機制仍不完善。2002年以來,國有大中型水利工程管理體制改革取得明顯成效,良性運行機制初步建立,但一些地區特別是中西部地區公益性水利工程管理單位基本支出和維修養護經費還不能足額到位,許多農村集體所有的小型水利工程還存在沒有管理人員、缺乏管護經費的問題,制約了水利工程的良性運行,影響了工程效益的充分發揮。
5.水資源缺乏有效保護威脅國家水環境安全
從環保部最新公布的數據可知,全國70%的河流湖泊受到嚴重污染,十大水系、62個主要湖泊分別有31%和39%的淡水水質達不到飲用水要求,3.6億民眾缺乏安全的飲用水。從某種意義上說,水污染問題十分嚴峻。嚴峻主要體現在三個方面。
(1)就整個地表水而言,受到嚴重污染的劣V類水體所占比例較高,全國約10%,有些流域甚至大大超過這個數。如海河流域劣V類的比例高達39.1%。
(2)流經城鎮的一些河段、城鄉結合部的一些溝渠塘壩污染普遍比較重,并且由于受到有機物污染,黑臭水體較多,受影響群眾多,公眾關注度高,不滿意度高。
(3)涉及飲水安全的水環境突發事件的數量依然不少。防治水污染是當下治理水問題的重中之重[6]。在此背景下,《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)出臺,將有效改善當前嚴峻的水環境形勢,是實現生態水利,落實科學發展觀的重大舉措。同時,“水十條”的出臺也給水利產業帶來了空前的“治水盛宴”。
6.水利工程建設與生態環境矛盾凸顯
水利工程對經濟與社會發展的巨大作用毋庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的干擾。一條河流、一個河段及其周圍地區在天然狀態下,一般處于某種相對平衡。水利工程的建設會破壞原有的平衡,對周圍的自然和社會環境產生一定的脅迫。水利工程對于河流生態系統的脅迫主要表現在兩方面。
(1)自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態直線化,即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何規則化,即把自然河流的復雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質化,即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質材料。
(2)自然河流的非連續化。筑壩造成順水流方向的河流非連續化,使流動的河流生態系統變成了相對靜止的人工湖,流速、水深、水溫及水流邊界條件都發生了重大變化,極大地威脅了生態系統的平衡[7]。
近年來,隨著生態問題的日益嚴峻,黨和中央對生態文明建設十分重視,大型水利工程建設面臨著生態因素的嚴重制約。在“十二五”規劃中指出,在保護生態的前提下積極發展水電,生態放在了水電開發的前列。2015年4月9日,環境保護部罕見地叫停投資320億元的小南海水電項目,給水電開發敲響了生態警鐘。“十三五”規劃提出:推進能源革命,建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系,加快發展風能、太陽能、水能。當下,只有對傳統的水利水電工程規劃設計和運行的理念與技術方法進行反思,進一步吸收生態學的理論知識,探索與生態友好的水利水電工程技術體系,才能妥善解決水利工程建設與生態環境的矛盾,才能實現水電與自然和諧相處,滿足可持續發展目標的時代需求。
7.農田水利建設滯后影響農業可持續發展
我國的農業是灌溉農業,糧食生產對農田水利的依存度高。目前,農田水利建設嚴重滯后。一是老化失修嚴重。現有的灌溉排水設施大多建于20世紀50—70年代,由于管護經費短缺,長期缺乏維修養護,工程壞損率高,效益降低,大型灌區的骨干建筑物壞損率近40%,因水利設施老化損壞年均減少有效灌溉面積約300萬畝。二是配套不全、標準不高。大型灌區田間工程配套率僅約50%,不少低洼易澇地區排澇標準不足3年一遇,灌溉面積中有1/3是中低產田,旱澇保收田面積僅占現有耕地面積的23%。三是灌溉規模不足。我國現有耕地中,半數以上仍為沒有灌溉設施的“望天田”,還有一些水土資源條件相對較好、適合發展灌溉的地區,由于投入不足,農業生產的潛力沒有得到充分發揮。農田水利設施薄弱,導致我國農業生產抗御旱澇災害的能力較低,近30多年來,全國年均旱澇受災面積5.1億畝,約占耕地面積的28%。加之受全球氣候變化影響,發生更大范圍、更長時間持續旱澇災害的概率加大,農業穩定發展和國家糧食安全面臨較大風險。
三、我國水利水電工程可持續發展主要措施
當前,我國經濟社會發展進入一個新的歷史時期。中央提出,要堅持以人為本和全面、協調、可持續的科學發展觀,實施“五個統籌”的發展戰略,即統籌城鄉發展、統籌區域發展、統籌經濟社會發展、統籌國內發展和對外開放、統籌人與自然和諧發展。為了適應新時期我國經濟社會發展戰略的要求,實現水利水電工程的可持續發展可以采取以下措施[8]。
(1)建立水資源供給與高效利用體系。通過開源和節流,形成水資源合理配置的格局,提高水資源的利用效率和效益,加強水資源在時間和空間上的調配能力,保障經濟社會發展用水需求,建設節水清潔型社會。逐步建立用水總量控制和定額管理相結合的管理制度,通過社會制度的建設來解決干旱缺水問題,形成以經濟手段為主的節水機制,推動整個社會走上生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路。
(2)建立較為完善的防洪減災保障體系。按照“給洪水以出路”的思路,以提防為基礎,以樞紐工程為主干,進一步加強大江大河大湖治理,蓄滯洪區建設和防汛調度指揮系統建設,形成河道、湖泊、水利樞紐、蓄滯洪區“四位一體”,攔、分、需、滯、排功能協調的綜合防洪減災體系,使主要防洪保護區的保障標準與其經濟發展水平相適應,確保城市和重點地區的防洪安全。同時,高度重視防洪非工程措施建設,完善水文監測體系和防汛指揮系統,提高洪水預警預報和指揮調度能力;加強河湖管理,在確保防洪安全的前提下,科學調度,合理利用洪水資源,增加水資源可利用量,改善水生態環境。
(3)建立水生態系統安全保障體系。通過制定重要江河的水資源保護規劃,進行水污染防治和水資源保護,切實搞好水土保持生態建設,有效控制和減少水土流失及水污染,提高水環境的承載能力,堅持人與自然和諧相處,科學確定生態流量,加強江河湖庫水量調度管理,維持河湖生態用水需求,開源節流并重,確保水資源的可持續利用,改善人居環境。
(4)建立現代化的水資源管理體系。通過健全法制,依靠科技創新和體制創新,建立流域管理與區域管理相結合的水資源管理體制,確立水資源開發利用控制、用水效率控制、水功能區限制納污“三條紅線”,實行水資源的統一管理和實時監控,優化配置資源、加強監測管理,保證水利工程的良性運行,充分發揮工程的綜合效益,從供水管理向需水管理轉變,建設節水型社會,保障水資源可持續利用。
(5)建立水利投入穩定增長機制。以政府公共財政投入為主,社會投入為補充,建立水利投入穩定增長機制。一是穩定和提高水利在國家固定資產投資中的比重。二是大幅度增加財政專項水利資金規模。三是進一步充實和完善水利建設基金。四是落實好從土地出讓收益中提取10%用于農田水利建設的政策。同時,特別加大對水利建設資金的監督管理,確保資金安全和使用效益,保障水利跨越式發展。
(6)推進農業水利建設。穩定現有灌溉面積,對灌排設施進行配套改造,提高工程標準,建設旱澇保收農田。同時,大力推進農業高效節水,在有條件的地方結合水源工程建設,擴大灌溉面積。