水管理實踐
——灌溉和水壩運行影響水動力
——減緩稀缺可以改變水文過程
艾米麗·格林菲爾德博士在解釋人類活動如何影響水循環步驟時,兩次提到了水庫大壩的負面作用,同時也提到了城市化的負面作用。
北京大學俞孔堅教授的許多觀點與艾米麗·格林菲爾德博士是相通的。俞孔堅教授指出:在中國有25000座高壩,幾乎是世界上所有高水壩數目的一半。美國僅有8000座(筆者註:由於定義的不同,統計的水庫大壩座數也不同。但是中國水庫大壩座數占世界一半這個大體估計是不錯的)。我們試圖通過渠化河流和使用水泥及其它現代技術修建輸水管道的方式來保護自己免受洪水侵襲,而不是保持河流自然的形態。黃河就是這樣的一個典型例子,利用水庫蓄水並保護城鎮免受洪水的侵襲。其後果是,我們已經破壞了自然界固有的能力。古老的、適應於水的農業景觀被破壞了。
俞孔堅教授把城市化的負面影響歸納為以下三點:
(1)大地破碎化:無序蔓延的城市、缺乏環境考慮的高速公路網,各種方式的土地開發和建設項目、水利工程等,都使原來連續的、完整的大地景觀基質日趨破碎化,自然過程的連續性和完整性受到嚴重破壞。
(2)水系統癱瘓:作為文化景觀的、幾千年來人與自然過程共同作用下形成的水網系統的癱瘓:自然河流水系的填埋、斷流和渠化;濕地系統的破壞。
(3)生物棲息地消失:自然地的消失、河流廊道植被帶被工程化的護堤和「美化」種植所代替;農田防護林和鄉間道路林帶由於道路拓寬而被砍伐;池塘、墳地、宅旁林地、「風水林」等鄉土棲息地及鄉土文化景觀大量消失。
城市擴張和基礎設施建設是必須的,土地也是有限的,但是,必須認識到,自然系統是有結構的。協調城市與自然系統的關係決不是一個量的問題,更重要的是空間格局和質的問題,這意味著只要通過科學、謹慎的土地設計,城市和基礎設施建設對土地生命系統的干擾是可以大大減少的,許多破壞是可避免的。
五、十四五規劃中嚴重破壞水循環的工程
中國執行的還是計劃經濟,經中共中央批准的五年規劃在計劃經濟中起非常重要的影響。2021年3月13日新華社發表了《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,當中就包括了許多嚴重破壞水循環的工程。
首先,還要建許多大的水庫大壩:
——已經把建設雅魯藏布江下游的墨脫水庫大壩工程提到議事日程上來了。墨脫水庫大壩工程的發電裝機容量是長江三峽大壩的2.5倍至3倍,而垻址所在的雅魯藏布江下游峽谷地區是世界上最值得保護的生態保護區內;
——在各個大河上還要建許多大型水庫大壩工程。以黃河為例,中游要建古賢、黑山峽水庫大壩工程,古賢水庫總庫容129.42億立方米,黑山峽水庫總庫容114.5億立方米。在黃河上游還要建7個水庫大壩工程,它們是瑪爾擋、羊曲、首曲、寧木特、爾多、茨哈峽、山坪;
——加快抽水蓄能電站建設,同樣會影響水循環;
——為雄安新區還要建兩個調蓄水庫,其中西黑山水庫面積7000畝。
其次,還要建許多大的調水工程:
——南水北調東線工程擴建,輸水渠道穿過黃河,經山東、河北至天津。
——南水北調中線工程擴建,建設從三峽水庫至丹江口垻下的「引江濟旱」地下輸水隧道(在建),中線乾渠旁增建水庫。
——南水北調西線工程方案比選與上馬建設,調水規模每年170億立方米。金沙江、雅礱江和大渡河上的水源水庫已經或者即將完工。
——滇中調水計劃,從金沙江引水至雲南省昆明,平均年輸水量34億立方米。真正的目的是為了用調來的大水量沖洗已經嚴重污染的滇池。從金沙江調來的水最後通過紅河經過越南的首都河內進入南海。
——還有許多調水工程的新建和擴建,如河南省商丘市有引黃(河)濟商工程,引淮(河)濟商工程和引(長)江濟商工程。
第三,要建許多用於航運目的運河,完善所謂的國家水網。
——廣西要開挖平陸運河,安徽要開挖江淮運河,江西、浙江和廣東要開挖浙贛廣運河,湖北要開挖荊漢運河,湖南和廣西要開挖湘桂運河,河南省有47個內河航運工程,其中包括新運河的開挖。葛劍雄教授指出,開挖運河發展航運,會和農業、工業以及生活用水爭奪水資源的。
第四,新建高標準農田,
——新建高標準農田2.75億畝,到2030年將建成12億畝高標準農田。1959年在人民公社大辦水利的運動中中國的所謂的旱澇保收的灌溉農田已經到達10億畝。後來在城市化過程中,大城市附近的旱澇保收灌溉農田都成為了城市建設用地。
圖5:中國新建運河示意圖,圖片來源,網絡截圖
六、開發過渡是最主要的問題
在保護全球水循環平衡方面,中國最大的問題是開發過渡。
王雁、丁永建和葉柏生利用1951~2008年黃河與長江流域逐月降水和徑流資料,分析年降水量和徑流量的相關關係變化,得到如下結果:
黃河幹流上游年降水量微弱下降,中下游降水減少趨勢顯著,為每十年減少8.8毫米至9.8毫米;而全流域徑流量均呈現顯著遞減的趨勢,為每十年減少7.8毫米至10.8毫米(通過95%置值度檢驗);徑流係數也明顯下降,下降範圍為每十年減少0.013至0.019,流域產流能力下降,徑流減少趨勢在20世紀80年代末至90年代初發生突變。與1951~1969年相比,1970~2008年,降水減少和人類活動引起的下墊面變化對黃河流域徑流減少量的貢獻率分別為11%和83%。
長江流域大部降水減少趨勢顯著,為每十年減少18.2毫米至24.7毫米;上游(寸灘站,宜昌站)徑流減少趨勢顯著,為每十年減少9.9毫米至7.2毫米,中游(漢口站)和下游(大通站)徑流呈微弱下降趨勢,為每十年減少2.9毫米至2.1mm毫米;長江流域上游徑流係數增加不顯著,中下游徑流係數呈顯著增加趨勢,速率分別每十年增加0.005和0.005,表明中下游產流能力增強。與1951~1969年相比,1970~2008年,降水減少和人類活動引起的下墊面變化對在長江流域徑流量變化的貢獻占29%,人類活動引起的徑流量增加占71%。
在黃河流域,人類活動引起的下墊面變化對徑流減少量的貢獻率為83%!
在長江流域,人類活動引起的下墊面變化對徑流量變化的貢獻率為71%!
長江水利委員會總工程師黃艷在2022年4月28日在武漢大學舉辦的《水科學講壇》第18講中指出,20世紀全國各地洪澇災害頻次是16世紀的17.3倍,是19世紀的2.2倍。洞庭湖區近20年有近三分之一的年份湖區洪水位超過設計水位,其中城陵磯站在1996年、1998年、1999年、2002年、2020年均超防控洪水位34.40米,最大超1.40米,相較於上下游,城陵磯附近洪水位抬升特點明顯,造成湖區堤防出險頻繁,大幅度增加洞庭湖生態經濟區洪澇災害風險。
圖6:中國1至20世紀洪澇災害頻次示意圖,圖片來源,黃艷
2024年7月3日城陵磯站(七里山站)水位再次超過34米,最高水位達34.3米,距離防控洪水位34.40米只剩0.10米。7月5日,洪水淹沒面積約47平方公里,至少6個村7680人轉移。
圖7:2024年洞庭湖城陵磯站(七里山站)水位過程圖,圖片來源,長江水文局
黃艷提供的中國洪澇災害頻次示意圖和她的報告,最好解釋了長江洪水產生的根源和三峽工程的所謂「防洪功能」。
圖8:截至2024年10月10日8點,鄱陽湖湖口站水位降至7.78米,而且湖水退水速度也破了紀錄,圖片來源,如圖所示
國務院發展研究中心研究員王亦楠博士於2016年7月11日在《能源》雜誌上發表題為《關於三峽,不能不清楚的15個重要史實和事實》的文章,關於長江流域的洪旱災害描述摘錄如下:「自古以來,長江流域的洪旱災害一直是中華民族的心腹大患,尤以長江中下游地區為甚。長江是中國第一大河,流域面積占全國1/5,人口占1/3,經濟總量占40%以上,在國民經濟發展中舉足輕重。長江哺育了中華民族,也帶來了無窮水患災難。從漢初到清末,長江共發生毀滅性洪水災害214次,平均十年一次。20世紀洪災更加頻繁,1921、1931、1935、1949、1954、1981、1983、1991、1998年都發生了大規模洪災,給人民生命財產造成重大損失,這些歷史尚未久遠,不能忘卻。
首先必須看到,在自然的水循環過程中,都會產生降雨過多或者降雨過少的現象。德國的格蘭維(Greving)教授認為,河流的洪水現象就象婦女的例假一樣,是河流新陳代謝所必須的。俞孔堅教授也認為,人類必須學會與洪水共生存。
1998年長江洪水後,李銳在《當代中國研究》上發表《談長江防洪》一文指出:「歷史上長江曾是條具有良好的自調蓄泄功能的河流,洪災並不很嚴重。宋代以前有九穴十三口,南北分泄、調蓄洪水,演變到本世紀,僅存南岸四口。國民黨統治時期,聽任湖泊長期淤積,盲目開墾湖田,湖泊調蓄作用大減,導致水災嚴重。新中國成立後,我們對這個教訓雖有所認識,但在「蓄洪墾殖」的水利方針、『以糧為綱』的戰略、以及『要超綱、開湖荒』的口號影響下,圍湖造田日趨嚴重。長江中下游原有大量湖泊,1954年通江湖泊共計15,329平方公里,但到了1980年僅存6,605平方公里。湖北的洪湖、西涼湖、東西湖等通江湖泊的湖口全被堵塞了;洞庭湖、鄱陽湖都新增了圍垸,蓄洪量減少近半。同時,長江兩岸新建了很多碼頭、港口,在河床上也亂建工程、擴大居地,當地政府對此長期不加控制和管理。另外,長江流域上游本是關內森林覆蓋率最高的地區,自「大躍進」時代大煉鋼鐵、亂砍林木以來,森林植被一直遭到嚴重破壞,由此導致長江流域的水土流失面積增加了40至50%,泥沙下泄、河床壅高、湖泊淤積。」可見,長江洪災自近代以來日趨嚴重,沿江濱湖地區,圍墾加劇,河流河道和湖泊的自然調蓄能力減小,通江穴口被堵塞,江河和湖泊的內在聯繫被切斷,互補功能消失,是長江洪災頻率加高、災害損失擴大的主要原因。並非自古以來就是如此。黃艷指出,20世紀全國各地洪澇災害頻次是16世紀的17.3倍,是19世紀的2.2倍。
這些研究結果都表明,中共幾十年來的與天鬥、與地鬥、與人鬥的治水的結果不是保護全球水循環平衡,而是加速水循環失衡。如全球水經濟委員會在報告中特別強調指出的,幾十年來破壞性的土地利用和水資源管理不善,與人類引發的氣候危機相互疊加,給全球水循環帶來了「前所未有的壓力」。
參考文獻:(略)