中国第一大淡水湖的难题

春旱后的“旱涝急转”

6月7日,江西省迎来了今年的第二轮降水。大雨彻夜不停,白天雨势稍减,但仍不间断。这个时候开车驶上鄱阳湖畔的圩堤,看到水已填满河道。在位于赣抚尾闾的新建县,乡村公路边,一畦畦水田满目葱绿,田边的水道、沟渠,所有的低洼地形内满是积水。看起来,2011年以“鄱阳湖变草原”为噱头的春旱,就这样悄无声息地结束了。6月18日,鄱阳湖标志水位站星子站于18日8时达到16.22米水位,超过同期平均水位0.21米,水体面积也恢复至3000平方公里左右的常年均值水平,达到3049平方公里,而在一个多星期前,这一数据还仅为1809平方公里。

“旱涝急转”成为目前的水情名词。“这是今年出现的新词。”鄱阳湖水文局综合室的一位工程师告诉本刊记者。雨季迟迟未到,让冬季枯水期延长了两个多月,消磨掉了传统水涸转换的缓冲期。在新建县联圩乡莲前村,负担着邻近3个村灌溉和排涝工作的莲前电力站内机器轰鸣。管理电力站的工作人员涂传瑶告诉本刊记者,在今年雨季迟迟不来的时候,电灌站在赣江支流边的取水点已经无水可取,只能用7.5千瓦的小水泵,每台水泵上接着20多米长的管道,深到赣江中心一些地势低矮的水洼中取水。“一共连了22台水泵。这是历年春天从来没有过的。”涂传瑶说。即便在本刊记者到达前的两天,电力站取水点的河道上还可以做徒步穿越,但两天降雨之后,河水已经覆盖了整个河道,电力站155千瓦的取水泵,也获得了正常的取水水位。现在电力站昼夜不停,不是忙着春耕灌溉,而是忙着将淤积在田里的水抽出来,排入赣江——田中淤积的雨水已经超过了2~3寸的禾苗生长安全水位。

鄱阳湖水文局综合室主任曹美告诉本刊记者,鄱阳湖入湖水量的年内变化很大。江西4月入汛期,暴雨频繁,因此入湖水量主要集中于4~7月,占年总量的61.4%。其中,5~6两个月占年总量的36.3%,达到464.1立方米。7月雨季结束,转入干旱季节,入湖水量急剧减少。最大入湖水量出现在6月,占全年19.2%,水量达到246亿立方米,最小出现在12月,只占2.9%,水量仅为37.37亿立方米。“洪水一片,枯水一线”本是鄱阳湖随季节不同的常态景观。而且由于它的湖盆形态比较特别,“像一个比较平坦的脸盆,从主航道到岸边,有很长距离的滩涂地”。因此,每到冬季枯水期,退水后的鄱阳湖总会显出一望无垠的草原地貌,到处是水草丰茂的广袤洲滩,湖水深藏于比两边洲滩低2~3米的主航道内,连成片的湖水只在自然湖堤与湖岸或自然湖堤之间形成的碟形洼地中可见。

“但今年的不同之处是,由于迟迟没有降雨,枯水期被推迟了70多天。在4月之后还出现草原的现象,确实是多年来第一次。”曹美对本刊记者说。从一个宏观的气候角度看,鄱阳湖正在迎来自己的一个干旱季。鄱阳湖水文局水沙室主任闵骞在研究中,对比了自1953至2007年,鄱阳湖区多站降水量和蒸发量等水文资料,发现近55年中,鄱阳湖区共出现严重干旱年11个,其中重旱年8个,有两个出现在近10年内。“从近55年来7~10月干旱指数变化过程看,总的来说干旱严重程度呈下降趋势,但进入21世纪后的近8年来,气候干旱进入了近55年来的第二个增强期,且正处于上升阶段。”闵骞对本刊记者说。

这对鄱阳湖来说是个坏消息,因为“鄱阳湖区本身是江西气候最干旱的地方”。闵骞对本刊记者说:“秋冬是江西降水最少的时节。而降水还多集中在南面。鄱阳湖区所在的江西北部是降水最少的领域。”这决定了鄱阳湖的特性——一个缺乏自我补给能力的外向型的湖泊,它的干涸还是丰盈,主要依靠江西境内的5条主要河流的来水,以及环湖区周边清丰山溪等少量客水的补充。

江西本来是个水资源丰富的地方,人均拥有年水资源量是3700立方米,排名全国第七。但拥有水资源的量与利用率之间有很大差距。江西水利科学院前高级工程师胡广熙告诉本刊记者,他曾经计算了30年来的鄱阳湖入长江水量,“平均年入江水量为1460亿立方米,但其中有约1000亿立方米都是在洪水季跑掉,并没有被利用起来。鄱阳湖水系水资源的利用率才达到18%,在整个长江流域都处于中下水平”。

气候的变化趋势还在加强水量的季节性差异。中国水利科学院水资源研究所所长王浩对鄱阳湖区降雨变化做了分析,发现“鄱阳湖流域位于东亚季风区,具有显著的季风气候特征。年内年际分布不均匀。从1956~2008年来看,鄱阳湖流域的年降水总量有增长的态势,但没有通过显著性水平检验。从年内各月降水的趋势来看,1月和7月降水有显著增长趋势,5月降水有显著减少趋势。”也就是说,降水总量在增长,时间分布上更为集中,旱涝急转的新式水情在未来可能会频繁出现。

2011年的春旱是鄱阳湖区地形和气候在负面影响上的极端反映。这个依靠外来河流注入的湖泊,失去了主要水源的补给,闵骞认为这个原因对春旱的贡献率达到85%。而春旱的结束,则体现了鄱阳湖另一个极端的特点——水量变化极大。6月12日,本刊记者来到鄱阳湖区时,位于星子县湖区的鄱阳湖水文局边的主航道上,水位是13.49米——这是刚脱离枯水期的一个水位标志。但两天以后,随着夜间的连续降雨,江西已经启动了防汛二级应急响应。

随着极端气候的频繁出现,水资源的荣枯转换如此迅速和极端,这越来越成为南方水资源重镇的用水难题,也是江西省在多年前就开始考虑的水利问题。拥有鄱阳湖这样一个聚水宝葫芦,看起来是占据了地利之便。由于鄱阳湖流域占据江西省水资源总量的70%,从水利角度看,在鄱阳湖上选择一个合适的位置,建造一座蓄水大坝,似乎就可以解决旱涝不均的问题。胡广熙告诉本刊记者,自己从上世纪70年代末就授命研究这个课题,但直到今天,仍未达成夙愿。

“江湖”之争

规划一座水利枢纽工程,从技术上来讲并不是难事。但鄱阳湖在建水利枢纽上的地理优势,同时成为它和外部谈判协调时的劣势。由鄱阳湖口注入长江的年平均水量为1427亿立方米,大于黄河、淮河、海河三大河流入海水量的总和。入江水量占据长江平均年径流量的15.5%。承载着如此巨大的水量吞吐,交换方又是占据全国水资源35%的长江流域,这让鄱阳湖的水资源不仅事关江西省的民生和发展,也事关长江流域的防洪与兴利。鄱阳湖水量的多少,不仅是一个自然气候问题,也是一个政治经济问题。

胡广熙告诉本刊记者,水利枢纽最初的设想,是希望在都昌屏风山附近——这是鄱阳湖通江湖体中相对较窄的位置,建一座水坝,肩负兴利、防洪两大功能,因此水坝高度设计为25米,蓄洪量达到100多亿立方米。“但当时就遭到了长江上游相邻省份的反对。他们担心,如果遇到洪水,我们不分洪,他们所处的平原地区就有水患的危险。”胡广熙对本刊记者回忆。江西省并没有放弃修建水利枢纽的想法。为了求得与相邻省份的利益平衡,一种新的思路是将鄱阳湖水利枢纽由水坝改为水闸,高度也降为19米,有效库容仅为60亿~70亿立方米。但至今仍未正式破土动工。可见一个省境内水资源的利用与多寡,所关涉到的水权与利益,比水资源所处的地理位置要复杂得多。

江西省想通过鄱阳湖这一主要的吞吐水道,将水资源尽量为自己所用的方案一再搁置的情况下,鄱阳湖外部的水流环境却在发生着不小的变化,其中最常被提及的就是三峡工程。

胡广熙说自己最初研究鄱阳湖的目的“主要是如何防洪”。“从地形上看,鄱阳湖自形成至今,一贯是长江中下游之壑,因此鄱阳湖水位随长江而涨落,它的洪水固然来自赣江等内河,但历次特大洪患却都是因长江顶托而形成,所以湖区防洪与长江密切相关。”胡广熙对本刊记者说。但1998年之后,胡广熙却认为,防洪已经不是太大的问题。“1998年大水,江西除了个别小的圩堤,大的堤坝都保住了。因为现在机械能力发展太迅速了。我们以前防洪,都是靠人挑手抬,但现在,一个主堤坝出现危险,调来大型机械,很快就能把漏洞补上。因此1998年后,我觉得防洪对大的堤坝来说,已经不是问题。”而长江流域的干旱却在进入2000年后越来越频繁地出现。

中国水利科学院水资源所所长王浩将长江流域的气候干旱换算为水资源的供需量,发现到2030年——这通常被研究者认为会出现一个用水高峰期的年份,在平水年和中等干旱年,长江流域基本实现河道外水资源供需平衡。但在特殊干旱年,长江流域缺水45亿立方米,缺水率达到1.63%。而且,由于存在降水时空分布差异和受工程条件限制等,在部分区域的特殊时段,缺水程度要远大于上述值。因此,长江流域仍存在供水安全风险。

作为一个水资源的强势拥有方,长江流域自身潜在的供水危机,无疑会在沿途与之有水量交换的水系产生压力,而三峡水利枢纽工程成为压力转嫁的工具。闵骞和王浩这些不同层级、不同地域的研究者,都曾就三峡工程运行后,对鄱阳湖的水量影响做过技术分析。由于采用的分析手段和研究范围不同,定量计算结果有明显差异,但定性上的看法是一致的——三峡水库汛后蓄水阶段,也就是每年的10月,出库流量与天然来水相比大幅减少,导致长江干流来水偏少,鄱阳湖枯水期提前。汛前即5~6月,三峡水位为满足防洪降低水位,出库流量大于天然来水,抬高湖区水位,对防洪有不利影响。

具体到对水位的影响来看,三峡水库2006~2008年汛后蓄水阶段日最大降低鄱阳湖湖口水位1.84米,汛期腾空期最大抬高湖口水位0.58米。因此,三峡水库运行调度对鄱阳湖水位的影响,枯水年大于丰水年,对枯水期的影响也大于对汛期的影响。但这个影响并非单向度的好或者坏。闵骞告诉本刊记者,自三峡水库运行以来,有两个年份分别代表了它对枯水期的最好影响和最坏影响。“最坏的一年是2006年。这一年江西境内降水本不少,但鄱阳湖枯水很厉害。因为长江上游本身气候干旱,三峡的蓄水进一步降低干流水位,导致这一年星子站水位降低1.2米。湖区内用水问题最严重的都昌县,县自来水厂都取不到水。最有利的一年则是2008年。这一年江西本省降雨多,10~11月,星子站水位达到15米多,如果不是三峡蓄水拉低干流水位,星子站的水位可能会涨到16米以上。”

因此,在2011年的罕见春旱中,三峡工程因为中下游旱情成为被口诛笔伐的对象。但批评者忽视了,三峡工程对下游枯水期的影响是在10月以后。实际上,在春旱发生的时期,正是三峡水库向下泄水的时候。三峡水库5月20日应国家防总要求加大下泄流量后,日均补水3亿多立方米支持中下游抗旱。虽然闵骞认为有限的水量“最远只能影响到鄱阳湖湖口地区的水位,对星子站以南的湖区基本没影响,但要将春旱归因于三峡水库,也是不公允的”。

或许三峡水库本可以为这个春天发挥更大的作用——水库的放水方式不同,会对鄱阳湖枯水期的长短产生影响。“长江三峡水库每年10月1~31日蓄水,一个月时间蓄满200多亿立方米水量,每天需要拦掉的水量很大。这在枯水年对下游影响较大。我们曾建议它从9月初开始蓄水,把蓄水时间延长为两个月,减少每天的蓄水量,对下游径流的影响就没有那么大。但对三峡水库来说,可能要损失部分发电量和经济效益。”闵骞说。

学者们的研究在一些特殊年份得到了采纳。2010年三峡水库就从9月中旬开始蓄水,将蓄水时间延长了半个月。但这种蓄水方案的调整仅是一次协商的结果,并没有根据下游的气候变化形成一种制度性的安排。王浩在应对鄱阳湖水资源安全中提出了三点对策。一是优化三峡水库的蓄水方案,一是修建鄱阳湖水利枢纽工程,另一个则是江西省内省其身,节约湖区用水,控制目标是到2015年水平年,总用水量为58.12亿立方米,到2030年水平年,总用量为60.1亿立方米。如果从未来的气候变化看,鄱阳湖已经进入一个干旱周期,但建立水利枢纽工程,以及三峡水库的优化蓄水都是尚不可控的措施,未来鄱阳湖区如何优化自身的水资源分配就是不可避免的事情。

从2005年开始,江西省开始了对全省各流域水资源分配的调研和方案编制,并于2008年完成了全省各城市全年水资源量的分配方案。“这在全国都是走在前面的。”江西水利科学院水资源研究所所长杨永生对本刊记者说。他是全省各流域水量分配方案的项目技术总负责人之一。
要做一个地方的水资源分配方案,首先是要弄清楚,这个地方有多少水可以来做分配。杨永生告诉本刊记者,江西省年供水能力是280亿立方米,其中鄱阳湖流域占据了70%。而其中有30%是不可控的洪水资源,每年随汛期流走,无法为人类所用。剩余70%的水量中,还要留出近一半的生态用水,以保证河流水系的平稳运行。因此,“实际可以拿出来分配的水量,不超过总量的40%。其中政府还要预留15%的机动水量”。杨永生对本刊记者说。

而且这些水量分配的数字看起来还像是纸上财富。鄱阳湖丰水枯水泾渭分明的特性决定了,它的水资源并不是一个恒定值。在丰水期水量供过于求,似乎无需锱铢必较地进行分配。而枯水期的水量尚在持续变化中。闵骞告诉本刊记者,近10年来鄱阳湖水位持续走低的态势极为明显,尽管新一波干旱频繁期的气候干旱严重程度远不及20世纪60年代那一波频繁干旱期,但近10年来湖水位下降速度明显大于60年代,说明人类活动扩大了水位对气候的响应,加剧了湖水位的下降,甚至出现“鄱阳湖低水位与入、出湖流量不协调的情况极为显著”的情况。

以水位变化最为明显的都昌县为例。2006年以前(1952~2006年)都昌水文站历年最低水位8.62米,而近3年来先后于2007年12月3~27日、2008年1月1~23日、2008年12月25~28日、2009年1月4~20日4次出现低于8.62米水位的极枯水情,表明都昌水文站冬季水位较过去有显著的降低趋势。“我在多次实地调查的时候,与当地老渔民攀谈,他们提到了航道疏浚对湖盆的形状影响很大。”闵骞对本刊记者说。1998年江西省水利规划设计院与长江水利委员会水文局共同对鄱阳湖湖盆进行了1∶10000地形测量,至今已10年整。但由于受航道疏浚、湖区采沙等活动影响,这10年正是鄱阳湖湖盆中低水部分的形态发生变化最大的10年。“船民和渔民告诉我,东水道都昌县城以北和西水道大部的航道与洲滩发生了很大的变化。例如过去湖口水道最深处在蛤蟆石附近,而现在星子县城以南、老爷庙以北的位置比蛤蟆石附近更深;过去屏峰—长岭卡口在水位8~9米时,主航道仅50~80米,2007年实地测量时达200~300米,这导致主航道内水深成倍增大。诸溪口至都昌县城航道的进口处,过去在水位8~9米时,宽仅80~100米,深1米左右,而现在此口门宽度达300~350米,水深达3.5~4米。2008年4月鄱阳湖水文局对湖口水道一段长45公里、面积292.1平方公里水下地形进行了全面测量。测量成果表明,主航道普遍拓宽加深,根据电子成图量算的屏峰—湖口段水道在星子水位8米以下的容积占1998年测量的全湖容积的90.0%,这显然是不合理的,表明鄱阳湖低水部分,特别是星子多年平均水位(13.40米)以下部分的容积显著加大,可见10年前测量的鄱阳湖高程—容积关系成果在今天完全不适用。”

闵骞告诉本刊记者,湖盆形状的改变,一方面是由于民间和官方为了航道通畅,都在进行的航道疏浚;另一方面则是鄱阳湖畔沿路可见的河床采沙。自从长江干流采沙被禁止后,鄱阳湖区就成为采沙重镇。虽然近年来政府的整治之声不断,但采沙的巨大利益让偷挖屡禁不止,并且正规采沙船的能力也突飞猛进,“以前采沙船的挖掘能力只有25米,现在能挖到50米”。闵骞对本刊记者说。当地一位采沙业人士告诉本刊记者,他们村在赣江边,有20来户人集资买了一条价值上千万元的大采沙船,“20多米宽,50多米长”。水枯的季节,就在岸边用一种被称为“吸沙王”的取沙设备,“两小时能吸到1000多立方米沙子。汛期则到江心,挖沙机能深入到50多米的距离”。在他们村所在的十几公里水路上,有正规采沙证的竞争对手就有大大小小50多条采沙船。

政府规定采沙只能在夜间进行,“超过规定时间1分钟,要被罚200块”。白天的赣江边和鄱阳湖畔看起来宁静安然,只有河中心时常可见的满载河沙的运沙船,提醒着这里的河道内隐藏着巨大的财富和竞争。这位采沙业人士告诉本刊记者,从晚上19点到早上7点是政府法定的挖沙时间。“12个小时一刻不停。我在采沙场做过收款员,挖两个小时的沙,就能换这么厚一沓钱。”他张大拇指和食指之间的距离比画着。巨额的经济价值,让偷采的沙船屡禁不绝。同样位于赣江与鄱阳湖交界处的新建县水务局水资源处的胡建华告诉本刊记者,自己曾担任采沙执法大队的队长十几年,这一片区域是执法任务最重的。

采沙、疏浚,这些行为拓宽加深了鄱阳湖的通江水道,进一步加大了湖区枯水。因为河沙运输通常也通过湖口进入长江,因此位于通江水道边的都昌县成为最明显的受害者。“供水十分困难,时刻都有供不上水的危险。”闵骞对本刊记者说,“其中最为突出的是都昌县城自来水供应公司的取水口,已多次向湖心延伸,目前已较正常情况下向西南延伸300余米,但仍需要采用农村家用小型潜水泵向主管道抽水的办法,人工解决取水问题。”有一年春节闵骞在鄱阳湖湖区做枯水期水文调研,看到都昌县的“取水口搭建了一座可容纳十几个人的临时工棚,十几个技术人员和十几个民工一道日夜守护,随时根据都昌水文站发布的枯水水位监测信息和预测成果进行清淤、扒口、延伸作业,艰难地维护着都昌县城和周围地区20多万居民的饮用水安全。当时都昌水文站水位已退到8.25米,且仍在退水,直逼历史最低水位”。

闵骞告诉本刊记者,根据水位部门降水监测资料统计,表明今年1~5月鄱阳湖流域降水量较正常年份偏少近60%,五河入湖水量比正常年份偏少近70%,均列近60年来倒数第一位,说明流域降水偏少造成的入湖水量大幅偏少,是导致今年鄱阳湖春季严重枯水的最主要原因。闵骞利用水文学中的水量平衡法和河道流量演算法对枯水各种影响因素进行综合分析:“今年鄱阳湖严重枯水的形成,降水偏少致使入湖水量减少的贡献率约为85%,三峡水库加大下泄流量对枯水反制作用(指对都昌水文站水位的抬升作用)的贡献率约为10%,但江河湖泊的底床下切对枯水的贡献率达到25%。”

如何分配?

气候、湖盆形状的变化,以及由此导致的鄱阳湖枯水期水位下降,让杨永生和同事们在制订水资源分配方案时,必须要面对一个矛盾:枯水期的水量减少与生产生活领域用水的绝对增加。

按照王浩对鄱阳湖环湖区的用水量的研究数据,从2003~2008年,环湖区的年用水有一个明显的增长,平均年用水量为42.72亿立方米,其中农业用水占29.8亿立方米,占69.9%。工业用水占18.8%,生活用水10.2%。鄱阳湖区是平原地区,被称为江西的“鱼米之乡”。农业用水占据了水资源利用的一半以上。但在新的水量分配方案里,传统的利用比例将被改变。

杨永生告诉本刊记者,江西省水资源分配方案在尊重现状基础上,考虑发展硬件指标的变化,比如人口、耕地面积、工业规模。“生活用水是必须要增长的部分。目前的人均耗水量是每人每天180升,制订分配方案时增加为每人每天200升。”虽然人口增长是必然趋势,但生活用水在水量分配时并不是增加的重点。“与农业、工业的用水量相比,生活用水是微不足道的。都昌县10万人取水,一天也就只需要8万吨,每秒一个流量都用不到。”闵骞对本刊记者说。

最显著的增长还是在于工业。杨永生告诉本刊记者,工业用水的增长率定为8%~10%,这是与江西工业发展速度相吻合的用水增长。“工业用水和生活用水的增长,一部分要靠农业的节水来实现。”杨永生说,在分配方案中,只有农业用水的总量被削减了。作为鄱阳湖区的第一大耗水产业,一亩水田的年均耗水量为600~700立方米,在分配方案中,将被压缩掉20%。看起来,这不是一个小数目,但杨永生认为并不是不可实现。“江西省传统的农业灌溉方式并不节水。农民在春耕时通常采用漫灌的方式,一块田灌满了,再漫到下一块田里,这种方式对水资源浪费很大。引水工程质量不好,比如水渠失修,也会浪费掉不少水。在既定的水量下,地方政府要想发展工业,就必须改良农业水利设施和农业的耕作方式,以节约出更多的水资源。”

但这些理论要在分配方案中落实为可以为各县市接受的水资源数据,并不是一件容易的事情。水资源的分配量,实际就决定了一个地区的工业发展速度。“萍乡市曾想搞一个电厂,但由于耗水太大,超过了分配水量,没有获批。”杨永生告诉本刊记者,在水量分配方案制订的过程中,最大的困难在于如何让各市县接受分配给自己的水资源量。“水量分配方案的制订分两个层面,一是技术分配,二是行政协商分配。每个市的秘书长,分管副市长都到会,提得最多的问题就是,为什么分给我们的水这么少?”

每个城市的年分水总量方案最终在2008年得以通过,一方面是根据行政协商会上的意见做了部分调整,“调整总量约占分配总量的5%”。杨永生说,另一个原因是,目前还缺乏落实水资源分配方案的技术手段,因此接受一纸协议,对地方政府的用水约束力并不强。在一个水资源相对丰富的省份,进行水资源分配,这是一个直到今天都还不太能为当地人所理解的事情。本刊记者在沿湖采访时,不管是技术人员还是水资源处的管理人员,都认为这是个难以实现且并不具备现实意义的话题。“水就在那里,我们要用随时可以取,这怎么控制呢?”在赣抚尾闾的一位县级水资源管理官员指着水位日渐上涨的河流对本刊记者说。

杨永生和同事们正在进行的新课题是将每个县市的分水总量按月进行细化,这对不同季节水量差异极大的鄱阳湖区,显然有更现实的意义。“我们每年度还要对流水的断面进行监控,监控流量的变化。如果一个地方过多取水,将会在径流量上有所显示。全省市要建22个监控点。”杨永生说。如果这两项工程完成,中国第一大淡水湖的水资源分配,可能才不再是纸上谈兵。

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