水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。人類從逐水草而居到今天的安居樂業(yè),時(shí)時(shí)刻刻離不開水。善治國(guó)者,必重治水。治水的成敗在很大程度上決定了古今中外國(guó)家和民族的興衰。在水資源形勢(shì)日益嚴(yán)峻的今天,9月28日下午,山西金墑科技(水利)院士工作站授牌儀式在太原市水利大廈舉行。中國(guó)工程院院士王浩與參會(huì)代表進(jìn)行了技術(shù)成果交流、研討,結(jié)合山西水資源的狀況,詳細(xì)介紹了水資源的現(xiàn)狀與未來。
王浩:水文水資源專家,中國(guó)工程院院士,教授級(jí)高工,博導(dǎo),享受國(guó)務(wù)院特殊津貼。1978年~1985年在清華大學(xué)水利系學(xué)習(xí),先后獲學(xué)士和碩士學(xué)位,1989年獲清華大學(xué)經(jīng)管學(xué)院系統(tǒng)工程專業(yè)博士學(xué)位?,F(xiàn)任中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所所長(zhǎng),兼任全球水伙伴(中國(guó))副主席、創(chuàng)新方法研究會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)等職。曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3次,省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)4次,中國(guó)優(yōu)秀圖書獎(jiǎng)一次,被授予“全國(guó)先進(jìn)工作者”、中央國(guó)家機(jī)關(guān)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)碌葮s譽(yù)稱號(hào)。
1 中國(guó)水資源真實(shí)家底
“我國(guó)多年平均水資源總量為28412億m3,居世界第6位,但人均水資源占有量?jī)H為2163m3,只有世界平均水平的1/4?!蓖鹾圃菏空f。
中國(guó)水資源可利用量為8140億m3,占水資源總量的29%,南方水多、北方水少是基本國(guó)情,也是基本水情。受季風(fēng)氣候影響,中國(guó)水資源年際變化大,降雨和徑流的年內(nèi)分配不均。中國(guó)多年平均降水量為61775億m3,折合降水深為650mm,且主要集中在夏季,北方地區(qū)降水更為集中。
王浩院士指出,中國(guó)也是一個(gè)缺水嚴(yán)重的國(guó)家,缺水總量達(dá)536億m3。由于污水肆意排放、水資源過度開發(fā)和不合理利用,加劇了水資源短缺、水環(huán)境破壞和水生態(tài)惡化等問題,嚴(yán)重制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展?!半S著城市化進(jìn)程的加快和城市人口的激增,經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水?dāng)D占河道內(nèi)生態(tài)用水、超采地下水的現(xiàn)象十分突出。北方地區(qū)擠占河道內(nèi)生態(tài)用水量達(dá)132億m3。全國(guó)地下水超采總面積近19萬(wàn)km2,年均超采量達(dá)215億m3,其中淺層地下水141億m3,不合理的深層承壓水年均開采量74億m3,一些地區(qū)由于長(zhǎng)期透支地下水,出現(xiàn)了地下水漏斗?!?/p>
目前,中國(guó)現(xiàn)供水量中約有722億m3不符合用水水質(zhì)要求,占供水總量的13%,其中地表水供水量水質(zhì)未達(dá)標(biāo)比例占11%,地下水供水量未達(dá)標(biāo)比例占20%,水安全存在隱患。
對(duì)于山西省來說,全省水資源總量多年平均為123.8億m3,人均、畝均都處于全國(guó)的末位。但由于水資源時(shí)空分布不均,像山西的東部和晉東南地區(qū)水資源就相對(duì)較好,開發(fā)潛力很大。據(jù)統(tǒng)計(jì),在山西年用水65億m3中,就有40億m3采自地下水,其中7億m3屬于超采。這種以取用地下水為主體,又以超采為代價(jià)的供水結(jié)構(gòu),導(dǎo)致地表水調(diào)蓄工程嚴(yán)重欠賬,地下水位越降越深,取水成本越來越高,水資源危機(jī)越來越嚴(yán)重。
2 南水北調(diào)是必然選擇
“北方黃淮海地區(qū)是我國(guó)水資源承載能力與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展矛盾最為突出的地區(qū)?!蓖鹾圃菏空f,“該地區(qū)人口密度大,大中城市多,在中國(guó)經(jīng)濟(jì)格局中占有重要地位。但黃淮海地區(qū)的水資源量?jī)H占全國(guó)總量的7.2%,人均水資源量?jī)H為450m3,是全國(guó)人均水平的22%。海河流域人均水資源量更為不足,僅為272m3,不到全國(guó)人均水平的1/8,是我國(guó)水資源最為短缺的地區(qū)。”
自20世紀(jì)80年代以來,黃淮海平原發(fā)生持續(xù)干旱,黃淮海流域水資源量持續(xù)減少。目前,黃淮海地區(qū)缺水量達(dá)313億m3,其中黃、淮、海流域分別缺水94億m3、95億m3和124億m3。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,需水量不斷增加,水資源不足已成為制約該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素。
“為了緩解黃淮海流域日益嚴(yán)重的水資源短缺現(xiàn)狀,改善生態(tài)環(huán)境,保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,在繼續(xù)加大節(jié)水力度和提高用水效率的同時(shí),實(shí)施跨流域調(diào)水工程十分必要?!蓖鹾圃菏空f。
南水北調(diào)是解決黃淮海流域資源性缺水的戰(zhàn)略措施。黃河、淮河和海河是我國(guó)西北和華北地區(qū)的重要水源,目前水資源的開發(fā)利用已達(dá)到承載極限。南水北調(diào)工程的實(shí)施將大大緩解黃淮海地區(qū)的缺水困境,提水資源保證,對(duì)確保京、津、冀、豫、魯?shù)鹊貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,加快西部大開發(fā)的進(jìn)程,推動(dòng)地區(qū)生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)環(huán)境良好發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義,也是縮小東西部差距、全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的基本保障。
南水北調(diào)是遏制黃淮海地區(qū)和河西地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的重要手段。黃淮海和西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的根源是水資源不足,保護(hù)環(huán)境、恢復(fù)生態(tài)平衡的關(guān)鍵也在于水。實(shí)施南水北調(diào)工程,通過水源置換等手段,為生態(tài)脆弱地區(qū)提供水資源,并合理安排上中下游用水,調(diào)配生態(tài)環(huán)境和國(guó)民經(jīng)濟(jì)等各方面用水,可在一定程度上修復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境,提高當(dāng)?shù)丨h(huán)境容量及承載能力,實(shí)現(xiàn)人水和諧。
王浩院士指出:“大規(guī)模、長(zhǎng)距離、跨流域的調(diào)水是人類重新分配水資源、緩解缺水地區(qū)供需矛盾的主要途徑?!?/p>
3 兩縱十橫構(gòu)建大水網(wǎng)
王浩院士說:“歷史上的山西,曾是‘千泉之省’??扇缃瘢捎陂L(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模、高強(qiáng)度、粗放式的煤炭開采,特別是開采后修復(fù)治理不到位,山西水生態(tài)環(huán)境付出了巨大代價(jià)?!鄙轿鞯靥廃S土高原東端,位于黃河中游,屬半干旱、半濕潤(rùn)氣候,是黃土廣泛覆蓋的山地型高原。全省水資源總量89億m3,其中地表水資源量69億m3。人均占有資源量381m3,僅為全國(guó)人均值2200m3的17%,屬于水資源貧乏的省份?!案珊等彼恢笔侵萍s山西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素?!蓖鹾平忉尩?。
山西省全年地表水流量為69億m3,但三分之二都流出山西。山西位于海河流域上游和黃河流域中游,海河流域面積占38%,主要河流有桑干河、永定河、滹沱河、漳河等;黃河流域占62%,主要河流有汾河、沁河、涑水河、三川河等。除北部有少數(shù)支流從內(nèi)蒙古流入山西境內(nèi),其他河流均呈輻射狀自山西省境內(nèi)向四周發(fā)散,每年有近50億m3的地表水流到山西境外。
山西省的水資源總量現(xiàn)在是89億m3,比10年前的123.8億m3減少了28%。10年間,山西省平均降水量減少約5%,從508mm降至480mm;河川、地表水、地下水降低幅度更加嚴(yán)重,減少了20%;干旱、洪澇等災(zāi)害性天氣頻繁發(fā)生。相對(duì)于不斷減少的水資源量,山西省的水資源年消耗量卻在上升,從10年前的58億m3上升至61億m3。省城晉陽(yáng)湖蓄水量是2400萬(wàn)m3,61億立方米就相當(dāng)于254個(gè)晉陽(yáng)湖。與此同時(shí),山西省降水呈現(xiàn)地區(qū)分布不均的現(xiàn)象,如2008年對(duì)于忻州以北地區(qū)來說為豐水年,而對(duì)東南部等大部分地區(qū)為枯水年;2009年山西中部呂梁、太原、晉中、陽(yáng)泉一帶為豐水年,北部和東南部為枯水年,其中大同市遭遇10年一遇的干旱年。由此造成了省內(nèi)汾河、沁河、桑干河、滹沱河、漳河五大河流和其他中小河流徑流量豐枯迥異,表現(xiàn)出豐枯不同頻的特點(diǎn)。
“在很多老太原人的印象中,汾河河面曾經(jīng)寬達(dá)數(shù)百米至千余米,市內(nèi)汾河兩岸分布著大小30余條支流?!蓖鹾圃菏空f。然而現(xiàn)在,汾河“一條大河波浪寬”的景象早已一去不返了,一些小的河流已干涸。河川徑流水資源總量的減少有多方面原因,一是進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后,太原市降水量明顯減少,尤其是連續(xù)干旱年時(shí)有出現(xiàn);二是由于太原市利用的地下水主要是巖溶水,巖溶區(qū)內(nèi)地下水的大規(guī)模開采,使得有限的水資源無(wú)法承受無(wú)節(jié)制的過量開采,地下水襲奪地面徑流量。
此外,汾河干流天然滲漏河段急劇增加,原來出露的泉水不斷衰竭直至斷流,煤礦開采造成大量采空區(qū),這都導(dǎo)致河川徑流大幅減少。1984年,太原市第一次水資源評(píng)價(jià)時(shí),河川徑流水資源總量為3.04億m3,5年前再次評(píng)價(jià)時(shí),水資源總量為2.06億m3,減幅為32.2%。由此看來,大水網(wǎng)的建設(shè)就顯得更加重要。
4 泉山晉水如何再重現(xiàn)
為尋求解決水資源短缺的治本之策,經(jīng)過多方努力,山西省地表水供水能力顯著增長(zhǎng),達(dá)到37億m3?!叭绾伟研列量嗫嘈钇饋怼r起來、提上來的地表水、黃河水送到最缺水的地方,是山西省主要解決的水資源問題?!蓖鹾圃菏恐v到。
王浩院士進(jìn)一步解釋道,大水網(wǎng)要解決的問題,歸根結(jié)底是水資源的時(shí)空分布不均的問題,實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)、豐枯調(diào)劑。比如,通過東山供水工程,把左權(quán)縣內(nèi)豐沛的漳河水調(diào)到太谷縣,補(bǔ)充水資源相對(duì)緊缺的汾河流域。
山西大水網(wǎng)是以縱貫山西省南北的黃河北干流和汾河兩條天然河道為主線,以建設(shè)覆蓋全省六大盆地和主要經(jīng)濟(jì)中心區(qū)的十大骨干供水體系(十橫)為骨架,通過連通工程建設(shè),將黃河、汾河、沁河、桑干河、滹沱河、漳河這六大河流及各河流上的大中型水庫(kù)相連通,實(shí)現(xiàn)“兩縱十橫、六河連通,縱貫?zāi)媳?、橫跨東西,多源互補(bǔ)、保障應(yīng)急,豐枯調(diào)劑、促進(jìn)發(fā)展”的工程體系。工程完工后可使全省總供水量由目前的63億m3提高到86億m3。
大水網(wǎng)的“兩縱”分別是:黃河北干流線。北起偏關(guān)縣老牛灣,經(jīng)已建的萬(wàn)家寨水利樞紐,規(guī)劃的磧口、古賢水利樞紐,和已建的禹門口、浪店提黃工程,南至垣曲縣的馬蹄窩,全長(zhǎng)965公里,構(gòu)成大水網(wǎng)的一條天然縱向水道,作為向境內(nèi)供水的主要水源地。
汾河——涑水河線。以汾河為主干,通過已建成的萬(wàn)家寨引黃南干線將黃河與汾河連通,黃河古賢供水工程將汾河與涑水河連通,形成815公里縱貫山西省南北腹部地帶的又一條縱向水道?!笆畽M”主要是十大骨干供水體系,通過兩縱相連接。其中有5橫是從黃河取水,另外5橫是利用已調(diào)蓄的境內(nèi)地表水;有37億m3是境內(nèi)地表水,24億m3是黃河水。十大骨干供水體系供水區(qū)總面積7.66萬(wàn)平方公里,占全省總面積的49%,覆蓋全省大同、忻定、太原、臨汾、運(yùn)城和長(zhǎng)治六大盆地、11個(gè)中心城市、70個(gè)縣(市、區(qū)),受益人口2400萬(wàn),GDP占全省的83%。
“山西大水網(wǎng)2015年平水年時(shí)總供水量可達(dá)到66億m3,較現(xiàn)狀增加19億m3,有效灌溉面積增加193萬(wàn)畝;2020年平水年時(shí)供水量可達(dá)到76億m3,較現(xiàn)狀增加29億m3,有效灌溉面積增加213萬(wàn)畝。正常年份和一般干旱年份可滿足供水區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展需水要求;嚴(yán)重干旱年份和特大干旱年份動(dòng)用地下儲(chǔ)備水源,增加外調(diào)水量,可保證城鄉(xiāng)生活用水和關(guān)系國(guó)計(jì)民生的生產(chǎn)用水?!蓖鹾圃菏空f。
目前山西大水網(wǎng)已建、在建和規(guī)劃的主要地表供水工程共有76處,總供水能力59.4億m3,其中,已建工程61處、現(xiàn)狀供水能力35.3億m3,在建工程5處、設(shè)計(jì)供水能力7.6億m3,規(guī)劃工程10處、設(shè)計(jì)供水能力16.5億m3。大水網(wǎng)全部完成后,全省總供水量將大幅提高,山西水資源開發(fā)利用由現(xiàn)在的“水瓶頸”轉(zhuǎn)變?yōu)閷脮r(shí)的“水支撐”。