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跨流域調水
來源:互聯網

跨流域調水是通過大規模的人工方法從余水的流域向缺水流域大量調水,以便促進缺水區域的經濟發展和緩解流域人畜用水的矛盾。因為這里所指的流域一般都是空間尺度較大的流域,所以跨流域調水經常又被稱為“遠距離調水”。跨流域調水中的人工方法一般有兩種類型:改變河流的流向和修建能輸送大量水的大運河。跨流域調水在中國有著悠久的歷史,溝通珠江和長江流域的靈渠工程、京杭大運河都是歷史上跨流域調水的典型事例。

概述

跨流域調水通過工程措施將一個流域的水調至另一個流域。由于各種因素相互影響,水量在地域上分布很不均衡。為了滿足本流域各部門用水的需要,對本流域天然水資源采用各種措施調節尚不能滿足用水要求時,需進行跨流域調水研究。跨流域調水和中國的南水北調當調配水的范圍擴大到兩個以上的流域時即可稱為跨流域調水,中國早已出現了中小河流間、平原河流間的跨流域調水工程。

據統計,目前世界調水工程不下160項。在世界的大江大河上幾乎都能找到調水工程的影子。跨流域調水的鼻祖當選中國的京杭大運河。世界著名的調水工程有:美國的中央河谷、加利福尼亞州調水、科羅拉多州水道和洛杉礬水道等遠距離調水工程及澳大利亞的雪山工程、巴基斯坦的西水東調工程等,俄羅斯的調水工程更是世界著名。

歷史背景

產生背景

隨著人口的增長和經濟的發展,水資源問題己經成為制約人類21世紀生存與可持續發展的瓶頸因素,水資源分布不均勻性與人類社會需水不均衡性的客觀存在使得調水成為必然,采用跨流域調水的方法,重新分配水資源,緩和以至解決缺水地區的迫切需要,由來已久,許多國家如美國、蘇聯加拿大、法國、澳大利亞、巴基斯但、印度等,都曾進行過嘗試,有些還取得了巨大的效益。

發展背景

20世紀50年代以后,國外提出了許多調水規劃。據不完全統計,目前世界上24個國家已建、在建或擬建的大型跨流域調水工程有160多項,遍布世界各個地區。半個多世紀來,國內外專家學者提出了許多跨流域調水工程規劃、管理運行的決策模型與方法,歸納起來可分為兩大類:一是通過各種方法對復雜跨流域調水系統進行簡化后,采用單一的數規劃模型或模擬模型進行跨流域調水工程的規劃、管理運行決策研究;二是直接采用大系統優化決策模型和方法,通過先建立各種類型的大系統遞階結構模型,然后再運用多種最優化或模擬技術(含自優化模擬技術)相結合的求解方法,進行該類工程的規劃管理決策研究。近些年來,隨著模糊數學、決策支持系統與專家系統、神經網絡等新型理論、方法的不斷發展和完善,人們開始探索這些新的理論、方法在跨流域調水工程規劃管理決策研究中應用的可能性。如Jamieson等人(1986年)從一般的跨流域調水系統的規劃、設計和管理決策過程出發,建立了跨流域調水規劃的混合決策模型結構,并建議采用混合整數規劃模型優選系統結構、模擬模型設計所含工程設施的尺寸大小、動態規劃方法進行系統實時決策研究等等。

理論依據

流域調水是合理開發利用水資源、實現水資源優化配置的有效手段,水資源優化配置是多目標決策的大系統問題,必須應用大系統理論的思想進行分析研究,傳統的水資源配置存在對環境保護重視不夠、強調節水忽視高效、注重缺水地區的水資源優化配置而忽視水資源充足地區的用水效率提高、突出水資源的分配效率而忽視行業內部用水合理性等問題,影響了區域經濟的發展和水資源的可持續利用,在水資源嚴重短缺的今天,必須注重水資源優化配置研究,特別是新理論和新方法的研究,協調好資源、社會、經濟和生態環境的動態關系,確保實現社會、經濟、環境和資源的可持續發展。

跨流域調水系統的可行性分析:

水資源承載力是在水與區域社會、經濟、生態環境相互作用關系分析基礎上,全面反映水對區域社會、經濟、生態環境存在與發展支持能力的一個綜合性指標,是反映區域水資源豐缺狀況的一個相對指標。因此,通過調水前后調水區與受水區水資源承載力的對比分析研究論證跨流域調水的可行性問題是合理可行的。

實際運行中合理調水量的分析確定:

由于跨流域調水系統中各區域(流域)的水資源狀況及其社會、經濟、生態環境狀況都在發生變化,因此系統中各區域的水資源承載力狀況也在發生變化,這就可通過水資源承載力分析來確定某時期系統的合理調水量或評價調水的合理性。

跨流域調水的后評價:

對于己建成運用的跨流域調水系統,可根據水資源承載力分析評價有關原則對其實際調水運行狀況進行后評價,為進一步調水的規劃決策提供借鑒。

跨流域調水系統的水資源優化配置

理論上講水資源承載力的表現形式是一個數組,用以反映在水資源最優(最合理)配置下區域水資源對區域社會經濟各用水方面的支持能力,為了更直觀地判斷一個區域水資源承載力,可用“水資源的承載人口數”這一綜合性指標來刻劃水資源承載力,那么跨流域調水系統的水資源優化問題就可以表示為:如何分配有限的水資源使能承擔的人口數量最大。

作用分類

按功能劃分它主要有以下6大類:

①以航運為主體的跨流域調水工程,如中國古代的京杭大運河等;

②以灌溉為主的跨流域灌溉工程,如中國甘肅省的引大入秦工程等;

③以供水為主的跨流域供水工程,如中國山東省的引黃濟青工程、廣東省的東深供水工程等;

④以水電開發為主的跨流域水電開發工程,如澳大利亞的雪山工程、中國云南省以禮河梯級水電站開發工程等;

⑤跨流域綜合開發利用工程,如中國的南水北調工程和美國的中央河谷工程等;

⑥以除害為主要目的(如防洪)的跨流域分洪工程,如江蘇省山東省兩省的沂沭泗水系供水東調南下工程等。

大型跨流域調水工程通常是發電、供水、航運、灌溉、防洪、旅游、養殖及改善生態環境等目標和用途的集合體。

生態影響

水是自然地理要素之一它是地域綜合特征形成的基本因素,并對其他因素具有重要影響。因此,跨流域調水必定會影響不同流域地理環境的改變。這種改變,既有有利的一面,又有不利的一面。

有利的一面

①擴大農業灌溉面積,提高糧食產量。②提供水電。③促進航運。④改善受水地區的水質。⑤改善受水地區的自然環境。⑥有的調水工程或修筑的大壩(水庫)還成為當地的旅游區。⑦防洪。

不利的一面

①淹沒土地。②大量移民。③下游地區因來水減少,引起下游河水水質變差;河口地區咸水滲入;河岸動力失衡,海岸遭受侵蝕;下游沿岸環境質量下降。④可能因調水引發疾病,如瘧疾腦炎、血吸蟲病等,影響人的健康。⑤因用水過多,或不當,可能造成受水地區耕地鹽堿化。⑥浮游生物人海量減少,使河口地區捕魚量減少。⑦有的河流,在洪峰期“泛濫”的洪水,一是將土壤表層鹽堿沖走,另是洪水帶來的淤泥為土地增加了肥料。

參考資料 >

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