合理开发利用和保护水资源 维护河流健康生命
关业祥
(水利部规划计划司)
当好河流的代言人,维护河流健康生命,这是深入贯彻落实科学发展观,坚持以人为本,注重生态保护,实施可持续发展水利,对流域机构提出的新要求。维护河流健康生命,首先要弄清楚河流健康生命的内涵。本文试图从河流动力、洪水调蓄空间、河流生态系统和河流功能等四个方面,进行河流健康生命的初步探讨,旨在明确方向,更好地促进维护河流健康生命工作。一条河流健康与否,可以从以下四个方面加以分析判断。
是否具有足够的河流动力
从河流演变的角度,河流是水流与河床相互作用的产物,是河流动力运动的全过程,没有了河流的动力也就失去了河流的生命。从这个概念出发,一条河流如果发生了河流动力失衡,那么河流的健康必然会出现问题。河流动力常用河流的水深和河床比降表示,以通俗语言表达就是河流的流动水体,因此,流量大小是衡量河流健康的重要因子。一条健康河流的重要标志,就是它应具有足够的流动水体,也就是应具有足够的河道流量及其出河口水量,一条天然非季节性河流,如果出现长时期的断流,就意味着河流健康生命的完结,应视之为不太健康河流,需要采取有效措施加以治理,使河流动力得以相应的修复。
在水流与河床长期的相互作用过程中塑造的天然河流,由于每条河流的来水量及其过程的特点各不相同,形成了不同的河流特征。如长江水量大、持续时间长,水流造床作用强,形成了冲积性河流特征,具有河流断面相对规则、干流相对发育、支流及其湖泊众多的特点,构成了较为完整的河流演变系统;黄河水量相对小、变幅大,水流造床作用相对较弱,形成了堆积性河流特征,具有河流游荡、断面宽浅,以及河床不断抬高、河道经常改道的特点,构成了较为复杂的河流演变系统。所以,一条天然河流的形态及其演变特征是与它的来水来沙条件相适应的,并且总是处在与水流不断的调整过程之中,总是处于不稳定向稳定、不适应向适应方向演变。如北方的一些河流,从20世纪80年代开始,由于河流来水量不断衰减,河流断面出现的萎缩现象,以及南方一些分汊河道,呈现的一汊增长将伴随另一汊的消亡,这些演变都是水流与河床自动调整的结果。当一条河流在演变过程中出现了累计性萎缩的趋势,那么就意味着这条河流处于一种亚健康状态。
河流是人类繁衍生息之所,随着社会进步和经济发展,为了控制洪水,治理开发和利用江河,人们开始在河流上兴建控制性水利枢纽工程,这是人类社会进步与文明的重要标志。从河流演变的角度,由于天然河流流量的大小呈季节性变化,其中中等大小流量因其作用时间长,造床效果最佳。兴建水库能将控制洪水与开发利用水资源有机地结合起来,通过水库调节,拦蓄造床作用较弱的洪水,稳定造床作用较强的中等流量过程,使河流在被引用部分水量后仍能保持有较强的造床作用。因此,无论从经济社会发展要求,江河治理需要,还是从河流演变规律出发,兴建综合利用水库工程都是科学、合理和可行的。美国20世纪中叶开展了大规模水库建设,目前对江河水量的控制能力达到33.7%,而我国对江河水量的控制能力为21.6%,明显低于美国、加拿大、俄罗斯、墨西哥等水资源开发利用水平较高的国家,一批规划兴建的水库工程有待进一步开发建设。
当前,社会上有人试图保持河流的原始状态,反对在河道上修建大坝,反对对河流进行任何形式的开发治理,这种希望保持河流良好状态的想法是好的,在一定范围内设置保护区也是可行的,但是,若试图保持一条河流的原始状态,这是不科学、不理性,也是不现实的。因为,发展是人类社会进步的必然要求,当今社会人口众多,经济发展,即使如怒江这样一些人口密度较小的河流,目前由于人类活动的影响,流域植被破坏的现象也相当严重,同时流域内贫困问题相当突出。如果不进行江河治理开发,将治理开发与生态环境保护有机结合起来,把流域生态建设和保护如同防洪一样作为流域综合治理开发的一项任务,通过流域综合规划明确水利水电枢纽工程建设应承担的责任和义务,把保护工作落到实处,就很难统筹协调流域社会经济发展与环境保护的矛盾。所以,我们认为只有在人口稀少的原始社会,才有可能保持河流的原始演变状态;我们反对不按照科学规律办事,不重视生态与环境,无节制地向河流索取,无序地开发利用河流的做法。因为,无限制地扩大河流的引水数量和规模,超出河流的承载能力,不合理开发利用水资源和水能资源,就会导致河流动力的严重失衡,出现河流严重萎缩,甚至断流等问题,构成对流域生态系统的严重破坏。
是否具有与之相适应的调蓄空间
从江河防洪治理的角度,河流是宣泄洪水入海的通道,是蓄泄洪水的调节过程,河流缺乏调蓄洪水的空间就无法有效调控洪水,也就会发生洪水灾害。从这个意义上讲,一条河流如果发生调蓄空间失衡,那么河流的健康也会出现问题。河流的调蓄空间包括天然空间场所和人工空间场所,河道、湖泊是天然的调蓄洪水场所,水库、蓄滞洪区是人工的调蓄洪水场所。如果这些空间的容积能够与河流来洪量维持相对平衡,也就能有效地控制洪水,保持河流基本稳定,确保江河防洪安全。
原始的河流,存在众多的湖泊和广阔的河谷漫滩及其沼泽,虽然具有充分的调蓄空间,但洪水呈肆无忌惮地自由漫溢的原始状态,给人类带来过沉重的灾难。人们只能避水而生,缺乏足够的生存空间。随着人类文明进步,在人与洪水长期斗争中,人们不断扩大生存空间,逐步形成了较完整的河流及其堤防,原先的河漫滩沼泽地被发展耕作甚至发展为城市,变成了防洪保护区。为此,人们在河流的上游兴建水库,在中游设置蓄滞洪区,来维持调蓄空间的相对平衡,于是构成了由堤防、水库、蓄滞洪区等组成的流域防洪工程体系。运用这样的防洪体系对江河进行理性治理,能够有效地处理人与洪水的矛盾,协调经济发展与防洪减灾的关系,从而大大改善人们的生存环境,促进流域经济社会的协调发展。
但是,由于人口的不断增长,加之过去对自然的认识不足,缺乏人与自然和谐、河流健康生命的理念,出现了违背科学规律地围垦河湖,侵占河流行洪通道和洪水调蓄空间的现象,从而加剧了洪水灾害。如长江流域,洞庭湖最大时面积曾达6 000 km2,世称“八百里洞庭”,由于长期的围垸垦殖,湖面和容积逐渐缩小,1995年面积仅2 625 km2,蓄水容积167亿m3,成了“洪水一大片、枯水一条线”。鄱阳湖1949年面积为5 340 km2,1999年减少为3 750 km2,调蓄能力下降了20%。千湖之省的湖北,湖泊总面积从建国初期的8 528 km2减少到2 983 km2,百亩以上的湖泊个数由1 332个减少到844个,千湖已不再。很多专家认为,过度的围湖造田是加剧1998年长江洪水危害的重要原因。
按照维护河流健康生命的要求,目前我国对很多河道及湖泊的围垦已经处于过度的状态。要转变治水思路,遵循洪水的自然规律,不与水争地,给洪水以出路。首先要禁止对河道及湖泊的进一步围垦,并按照流域防洪规划,结合各流域实际情况,实施平垸行洪、退田还湖,提高河道的行洪能力,尽可能保持河流的天然调蓄空间。1998年长江大洪水后,通过实施“平垸行洪、退田还湖、移民建镇”综合措施,恢复长江水面2 900 km2,增加蓄洪容积约130亿m3,取得了良好的效果。同时,要有计划地通过兴建水库和加强蓄滞洪区建设,逐步增加人工调蓄空间,力争使河流的调蓄空间与流域洪水相协调,维持相对平衡。完善流域防洪工程体系,实施这些措施,是治理江河协调人水矛盾的需要,也是维护河流健康生命,促进流域经济社会与资源、环境协调发展的需要。
目前,我国大江大河的人工调蓄空间与其调蓄洪水的要求还远不相适应。如长江流域的上游支流和鄱阳湖、洞庭湖一些主要支流,珠江流域的西江,都尚无控制性水库工程,缺乏对流域洪水进行有效调控的手段和措施。
能否基本维系河流生态系统的协调平衡
从生态与环境保护的角度,河流是维系流域生态系统平衡的生命线,是河流水生态与环境系统演变的过程。由降雨、径流、蒸发等组成的水资源循环更新系统,是维系流域大生态系统平衡的基本要素。而由产流、汇流、泄流,以及引流即水资源开发利用组成的河流水流循环更新系统,是维系河流生态系统平衡的基本要素,并通过水资源的开发利用对流域大生态系统产生作用和影响。比如,在干旱地区通过引水灌溉形成了人工绿洲,有利于流域生态与环境的改善,同时由于引水减少河流的水量,降低了河道水位,使地下水位下降,又会对流域生态系统产生不利影响。因此,从河流对生态系统的作用和影响而言,河流生态系统的平衡状况也是衡量河流健康的一个重要标志,河流如果难以维系河流生态系统的基本平衡,也就失去了河流的健康生命。
河流生态系统是一个十分复杂的系统,包括:河谷水生植物、河流水生生物、地表水与地下水转换、产流与汇流、河流泥沙淤积,以及河口生态等,不同地区的河流以及不同的河段有其不同的河流生态系统,同时也存在各自不同的河流生态问题。如我国南方地区河流更多的是水污染引起的生态问题,北方地区河流更多的是水资源不足引起的生态问题,河口地区河流更多的是入海水量减少引起的生态问题。从河流生态系统的角度,人类主要从三个方面影响河流的健康。一是不合理开发水资源,引起河流生态系统的恶化。由于无序地过度开发利用水资源,河流维持自身生态系统平衡所需要的水量被侵占,从而破坏河谷水生植物和水生生物的生存条件,影响其发育与繁衍,引起河流地表地下水转换关系、产汇流关系和河流泥沙淤积等发生变化,以及河口的咸水上朔和流域生态与环境恶化等问题;二是河流水体的污染,构成对河流生态系统的破坏。河流水体被污染后,不仅破坏河流的水环境,更严重的是对河流生态系统构成破坏,造成地下水被污染、河流的供水功能丧失等一系列生态环境问题。特别是在因水资源开发利用使河流水量减少,水体纳污能力下降后,污染导致对河流生态系统破坏的问题更加突出;三是破坏流域植被生态,引起大量泥沙进入河道淤积,危害河流健康。水利枢纽及闸坝工程自身对河流健康的影响,除个别工程的特殊情况以外,主要是引起局部泥沙淤积,以及不科学调度运用使下游河道脱流等问题。水利工程对河流水污染应该说不存在直接的影响关系,不能说水利工程加剧水污染,只能说通过合理调度水利工程,可以发挥其一定程度地改善局部河流水环境的作用。一般来说,一条河流的水资源开发利用率超过40%,就会出现生态与环境问题,构成对河流健康状态的影响。污染超过河流水体的纳污能力,就会危害河流健康生命。
当前,我国江河水资源开发利用率为18%,南方地区为12%,北方地区平均为45%,有些北方河流水资源开发已接近和超过其承载能力,构成对河流健康生命的严重威胁。维护河流健康生命,要根据河流水资源及水环境的承载能力,合理开发利用水资源,有效限制污染物向河道排放,切实防止水资源过度开发和水污染超标。特别是北方地区,水资源短缺,供需矛盾突出,更要安排好河流生态与环境的用水,要把保障河流生态系统最低要求的水量作为红线,即便是水资源最紧缺的流域,在充分利用雨洪资源的前提下,经济社会发展对水资源的开发利用率一般也不应超过60%。同时,要转变增长方式,建立节水防污型社会,加大节水力度和水污染防治力度,下大力气调整产业结构,提高全社会水资源保护和水污染防治的责任意识,根据河流水体的纳污能力,制定入河污染物总量控制目标,加强监督管理,自觉履行职责,严格控制对水体的污染,共同维护河流健康生命。对于目前因过度开发健康状态已经较差的河流,应实施修复河流健康生命行动,要通过结构调整和节约用水,将被挤占的水量回归给河流生态。在水资源综合规划基础上,制定各河流的生态用水最低标准,并对现有水利工程运行进行评估,调整工程调度运用方式,通过制度保障,落实河流生态的最低用水,打通河流阻塞的脉络,逐步恢复河流生机。
能否有效发挥河流的综合服务功能
从经济社会发展的角度,河流是流域经济社会发展的一条生命线,是伴随人类繁衍生息的演变过程。河流具有供水、灌溉、发电、航运和旅游以及生态等多种功能,同世上万物一样这些功能都是独特而且有限度的。河流的各种功能齐全并能够有效地发挥其作用,是河流健康的表现,反之河流丧失了其综合功能,也就相当于失去了河流的健康生命。一条河流的某一种功能或者几种功能丧失,就意味着河流的健康出现了问题。比如,河流的航运功能,一些山区中小河流,由于水流湍急、暗礁密布,原本就不能够通航。而一些北方河流原本是通航的,但由于水量减少,水深不够,丧失了其航运功能,这是由于开发利用水资源所引起的。又如,河流的供水功能和旅游功能,一些河流由于工业废水和生活污水的大量排入,水体受到严重污染,有的甚至存在有毒有机污染物,构成对河流景观环境的破坏,使河流的供水功能和旅游功能丧失。因此,河流的健康状态可以通过河流综合功能的丧失程度反映出来。一条河流原本具有的某种功能,如果由于某些原因而丧失,可以视为是河流一种病态的开始,甚至危及到河流的健康生命。目前,全国废污水排放量为738亿m3,其中大约533亿m3直接排入水体,河流水污染呈总体恶化、局部好转的态势。一些地方的水污染,使河流的生态功能、供水功能和旅游功能丧失和遭到破坏,影响到河流健康生命和饮水安全,构成极大的危害,因此,水污染是对河流健康的最大威胁。
发挥好河流的综合功能,必须充分认识到河流的任何一种功能都是有限的,必须通过开发才能发挥其功能作用,而超过其承载能力进行开发,又会影响河流的健康状态,导致河流的健康出现问题。并且河流的各种功能存在其内在的联系及其转换关系,某一功能的过度开发利用将会导致其他功能的降低或者丧失。比如由于河流灌溉供水功能的过度开发利用,将会引起河流水量减少,河道水深降低,导致河流的航运功能下降。由于发电功能的过度开发利用,将会使河流生态与环境系统受到影响等。此外,河流的各种功能在性质上还存在着差异,一般而言,河流的供水功能常处于头等重要位置,而在某种特殊情况下,河流的生态功能可能处于头等重要的位置;对于一些河流,其航运功能占有比较重要的位置,而对于有些河流的航运功能就不显得那么重要,当航运与水资源利用发生矛盾时,往往不得不选择舍弃航运功能。因此,维持河流健康生命,有效发挥河流综合功能,必须统筹协调河流的各种功能,紧密结合河流的实际和流域经济社会发展的实际,有限度地科学开发利用。
为了科学、合理、有效地发挥河流的各种功能,必须开展流域综合规划,通过全面规划、统筹兼顾,坚持以人为本,全面、协调、可持续的发展观,坚持标本兼治、综合治理,统筹安排防洪、供水、发电等流域综合开发治理,有效发挥河流的各种功能,并统筹考虑流域治理开发对生态与环境的影响,协调各种矛盾,促进河流治理开发与流域的经济、资源、环境相协调的可持续发展。各单项功能的开发必须符合流域综合规划要求,那种单纯地追求单项功能最大化开发的做法是不可取的。
河流是水流与河床相互作用的产物,是人类繁衍生息之所,河流与人类的生存和发展息息相关。我们只要遵循自然规律和科学规律,充分发挥河流自动调整作用,按照河流健康标志的要求,合理开发利用河流功能,科学治理和保护河流,协调人水矛盾,加强流域管理,就能够维持河流的健康生命。(《水利发展研究》2005年第8期》)