把脉长江水资源
——一谈长江特点及战略地位

2016-12-29 13:36主讲人
中国水利 2016年12期
关键词:长江流域长江水资源

主讲人:陈 进

把脉长江水资源
——一谈长江特点及战略地位

主讲人:陈 进

编者按:长江,作为中华民族的母亲河,对我国经济社会发展和生态环境保护有着举足轻重的作用和影响。进入发展新阶段,中央提出长江经济带发展战略,具有全局性重大意义。当前,围绕长江经济带发展理念与目标,充分发挥水利在长江经济带发展中的支撑保障和约束引导作用,是相关地区和部门面临的重要任务。做好服务长江经济带发展各项水利工作,切实把习近平总书记对推动长江经济带发展的要求贯穿于长江保护、治理、管理各方面和全过程,首先必须充分了解和掌握长江水资源和水生态状况。本刊“水利讲坛”栏目特别约请水利部长江水利委员会长江科学院副院长陈进,以“把脉长江水资源”为主题开讲,对长江水资源及水生态环境特点,长江水资源开发利用历程、现状和未来趋势以及当前服务长江经济带发展面临的热点难点问题陆续进行分析解读。本期推出首讲:长江特点及战略地位。

陈进:水利部长江水利委员会长江科学院副院长,教授级高级工程师。

长江是我国第一大河,推动长江经济带发展是国家一项重大区域发展战略。习近平总书记提出,推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑,走生态优先、绿色发展之路,要求将修复长江生态环境摆在压倒性位置。这就需要在深入了解长江自然和社会属性基础上,协调水资源开发利用、防洪抗旱、航运发展与水资源、水环境和水生态保护的关系,探索可持续发展战略,为长江经济带发展提供技术依据。

长江形成和演变历程

上中下游完全贯通在50万年前左右,从全新世开始,长江流域进入农耕时代,人类活动开始影响长江的演变

要认识长江的自然及生态系统特点,首先应该了解长江形成及演变的历史。

在2亿年前,长江流域大部分地区还处在海洋中,之后才逐渐出露大片陆地,到大约1亿年前,整个流域才露出海面,这时候,中华鲟已经生活在长江流域,是现在长江中仅存的活化石动物。到第三纪,青藏高原开始隆升,几经起伏,逐渐形成我国西高东低三级台阶的地貌格局,这一时期古长江开始形成,分为三大段:金沙江上中游、金沙江下游及川江和中下游冲积平原。那个时期,金沙江上游段留有大片湖泊沉积物,从通天河自北向南流入南海。金沙江下游和川江水则由东向西流,然后入南海。最后一段,长江出三峡,水流和泥沙沉积在中下游湖泊沼泽中,然后向东流入东海,第三纪白豚已经生活在古长江中下游。

进入第四纪,青藏高原出现强烈隆起,为长江的贯通奠定了地形地貌条件,各分段河流分别向上游溯源,五次冰期和间冰期交替出现,伴随着东海平面多达6次的上升和下降过程,为长江溯源侵蚀创造了高差条件,也说明气候变化显著影响了长江的形成和贯通,是河流形成和演变的重要动力条件之一。在冰期海退时期,我国长江和黄河等由西向东入海的河流坡降显著增加,溯源侵蚀动力加强,具备了切穿山谷、冲刷深槽的巨大动力,如长江最著名的虎跳峡和巫峡的切穿,三峡河道中和下游河道中许多-40~-60 m的深槽都是受这几次海退影响产生的。

长江贯通存在两个关键节点:一是金沙江上游由南向东流的夺袭改道,时间大约在100万~150万年前;二是长江三峡贯穿,时间大约在50万~100万年前,长江上中下游完全贯通实际在50万年前左右,而那时的中华鲟和白豚产卵场在何处仍然是个谜。流域森林等植被状态不仅影响高山夷平、水土流失、泥沙输移特性,也影响着长江中下游冲积平原、江湖关系及河口三角洲的演变进程。显然,植被茂盛,水土流失和产沙输沙少,江湖关系变化速度减缓,是生物演替影响长江演变的重要因素之一。长江形成的主要时间节点见表1所示。

表1 长江形成的主要时间节点

从全新世开始,长江流域进入农耕时代,人类活动开始影响长江的演变,如随着农田的增加,森林和湿地面积开始减少,水土流失增加,到商周时代,上游铜矿开采,森林砍伐加剧。春秋战国时期,上游的巴蜀文化、中游的楚文化和下游的吴越文化开始联片发展,初步形成长江文明雏形。两晋时期,中下游开始围湖造田,修建堤防,冲积平原湖泊湿地开始减少。唐代以后,北方人口大量迁入长江流域,从公元3—14世纪,占城稻、茶等耐旱作物的出现使长江丘陵的坡耕地开始利用,低山地区的森林减少;到15—20世纪,玉米、马铃薯、番薯等美洲作物的引入,使长江流域中高山区的森林萎缩,水土流失加重,河口三角洲加快向东海推进,人类活动从此成为影响长江演变和生态系统的主要因素。

长江水系及生态系统的形成在人类社会产生以前是地质运动、气候变化、生物演变三大因素相互作用的结果,随着生产力水平的不断提高,人类对长江开发利用强度进一步加大,目前已经成为长江及生态系统演变的主要因素。

独有的水系特点

长江水系发育,各级支流约7000余条,流域湖泊众多,江源和金沙江地区有不少高原湖泊

长江流域有4.3亿人口,居世界第一,干流长度达6 300 km,位于尼罗河和亚马孙河之后,径流量9 857亿m3,位于亚马孙河和扎伊尔河之后,后两个指标均位居世界第三。流域面积180万km2,位于亚马孙河、扎伊尔河、密西西比河、鄂毕河、巴拉那河、尼罗河、叶尼塞河、勒拿河、尼日尔河之后,居世界第十位。

长江水系发育,各级支流约7 000余条,流域面积在1 000 km2以上的河流有437条,在1万km2以上的河流有49条,8万km2以上的河流有8条,包括雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江、沅江、湘江、汉江和赣江,其中支流面积以嘉陵江为最大,流量以岷江最大,长度以汉江最长。

长江宜昌以上为上游,长约4 520 km,集水面积约100万km2,从宜昌到江西湖口段为中游,长约955 km,湖口以下为下游,长约938 km。长江源区河道为宽河谷,蜿蜒与游荡型相间,金沙江河道以高山峡谷为主,也有像石鼓段的宽河谷,金沙江总落差3300m,水能资源丰富。川江河道是峡谷和宽河谷相间,水能资源丰富。长江中下游河道分为顺直、弯曲和分汊3类,其中分汊河道长占60%,荆江河段以藕池口为界分上、下荆江,上荆江以顺直为主,下荆江为典型的蜿蜒型河道。下游湖口至徐六泾段,江心洲十分发育,汊道众多,湖泊星罗棋布,是我国水网最为密集的地区之一。长江大通以下为感潮河段,江水水位受潮汐影响,有周期性的日波动。

长江流域湖泊众多,江源和金沙江地区有不少高原湖泊。其中江源地区多为咸水湖,约占长江流域湖泊面积的4%,较大的湖泊有雀莫错、玛章错钦湖、葫芦湖;滇北、黔西高原湖泊约占4%左右,著名的高原湖泊有洱海、纳帕海、滇池、泸沽湖、程海、马湖、邛海、西湖(清水海)。长江流域大多数湖泊集中在中下游地区,占流域湖泊面积的92%,我国五大淡水湖有4个位于该地区,即洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖。

长江干流不同河段有不同的名称,从沱沱河与当曲汇合口——蘘极巴陇至玉树巴塘河口称通天河,巴塘河口至宜宾称金沙江,宜宾到宜昌称川江,枝城到城陵矶称荆江,南京以下常称为扬子江。

水资源开发利用现状

长江流域地表水资源量占99%,2014年水资源开发利用率达到20%,目前已建和在建水电站占流域技术可开发量的47%

我们都知道,长江素有“黄金水道”之称,那么长江水资源状况到底如何呢?

长江流域水资源总量9 960亿m3,其中地表水资源量为9 857亿m3,地下水资源量仅103亿m3,地表水占99%,这是长江区别于黄河等北方河流的最显著特点。2014年长江流域总用水量2 013亿m3,其中地表水占95.4%,水资源开发利用率20%,汉江受跨流域引调水工程的影响,水资源利用率到2020年将达到50%以上。到2012年,长江流域已建和在建水库有51 643座,水库总库容3 606.89亿m3,占长江水系多年平均地表水资源量的36.7%,总兴利库容1 799.91亿m3,占多年平均地表水资源的18.3%,总防洪库容765.82亿m3,后两者比例都不算高,主要原因是长江流域大型水库仅282座,中型水库1 543座,其余都是小型水库。长江流域已建和在建水电站共9 928座,总装机容量18 823.34万kW,其中大型水电站72座。已建和在建水电站占长江流域技术可开发量的47%。长江流域水库群的空间分布,洞庭湖流域最多,有14 758座,占28.6%,水电站最多的省份在四川,有2 736座。

南水北调工程总体规划为东线、中线和西线三条调水线路,水源地都为长江,目前中线一期(95亿m3)和东线一期(89亿m3)已经完工,并于2014年10月向北方地区供水。如果三线工程全部完成,将为北方地区1.1亿人提供水源。

重要的战略地位

全国近5亿人依靠长江水生活和生产,流域GDP超全国的1/3,航道货运量居世界内河第一,流域内有不同级别的各类保护区561个

长江的战略地位可以从自然资源、生物多样性、景观及物质和非物质文化遗产、服务人口等几个方面体现。

长江流域水资源总量占全国的35%,单位产水量是全国平均水平的2倍,包括流域内的4.3亿人口及南水北调工程惠及的黄淮海流域数千万人,全国近5亿人依靠长江水生活和生产,长江已经成为我国最主要的水源地。长江的水能资源占全国的47%,矿产资源储存量占全国比重50%以上的有30种,森林面积6 187万hm2,木材蓄积量占全国的1/4,鱼类有400余种,淡水渔业产量占全国的一半,具有丰富的自然资源。

长江流域有国家自然保护区、水生动植物保护区、风景名胜区、世界自然和文化遗产、国家地质公园、重点文物保护单位、国家森林公园、重要涉水景观、重要人文景观和水利风景区等不同级别的各类保护区561个,总面积3 288.01万hm2,其中国家级自然保护区59个,面积2 289.06万hm2,省级自然保护区202个,面积643.5万hm2。三江源、虎跳峡、三峡、峨眉山、九寨沟、庐山、黄山、洞庭湖、鄱阳湖、崇明东滩等保护区众多,国家Ⅰ级保护动物及珍稀特有物种丰富,包括陆地上的大熊猫、金丝猴等,水中的白豚、白鲟、中华鲟、达氏鲟、扬子鳄等。

长江干流自西向东,流经青海、西藏、云南、四川、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海等11个省(自治区、直辖市),支流伸展到甘肃、陕西、河南、贵州、广西、广东、福建、浙江8个省(自治区),流域已经形成“长三角城市群”、“长江中游城市群”和“成渝城市群”三大城市群,此外还有安徽的“皖江城市带”、湖南的“长株潭城市群”、湖北的“1+8城市圈”等省级城镇群,几乎所有大中城市都建在长江干流和主要支流边。从2004年开始,长江航道货运量就居世界内河第一,2005年货运量7.95亿t,2010年15.02亿t,到2015年长江干流货运量达到21.8亿t,超过世界上内河航运最繁忙的密西西比河、莱茵河和多瑙河三大河货运量的总和,目前长江流域内的GDP已经超过全国的1/3,长江经济带涉及的九省二市GDP占到全国的40%。

面临的主要问题

水质性缺水问题日益突出,城市用水安全性和保证率不高,防洪形势不容乐观,70%面积的山丘区存在工程性缺水问题,新形势下水资源保护压力巨大

丰富的长江水资源为流域经济社会发展提供了重要支撑和保障,同时,气候变化及人类活动等影响也让长江面临一系列问题,主要表现在以下几个方面:

水污染造成的水质性缺水问题日益突出,水生态系统的功能退化明显。尽管近10年来大中城市污水处理率明显提高,但处理后排放的水大多数仍然为Ⅴ类和劣Ⅴ类,而且废污水排放总量大,再加上没有计量的农业面源污染,使长江水质近年来总体改善程度不大,Ⅱ类及以上水域甚至出现下降,一些非常规监测的重金属、有机污染物和营养物质指标时常超标。流域大量耗水产业和化工企业聚集在长江干支流两岸,还有20多万艘注册的船舶行驶或者停留在长江主要水系上,突发水污染事故的风险较大。由于大量涉水工程建设、岸线和洲滩利用、水污染、航运和过度捕捞等综合影响,长江水生态系统的功能退化明显,珍稀和特有物种(如鱼类)生存困难,野生鱼类资源大幅度减少。

长江干支沿线城市用水过分依赖地表水和过境水,城市用水安全性和保证率不高。长江地表水资源丰富,长久以来干支流沿线地区95%以上的用水都使用地表水,过去长江水质良好,供水安全度高,而在水污染日益严重和水污染事故频发的今天,各城市供水都存在不同程度的安全隐患,大多数水源地不时出现超标现象。长江沿线城市附近的本地水(特别是湖泊)污染都比较严重,各城市基本都是通过引、调、抽等方式取用长江水,城市备用水源地普遍缺乏,抵御江河湖突发水污染事件的能力不足,一旦过境水(也称客水)被污染,就会中断供水。目前沿江城市都在不同程度地开展引江济湖工程的规划或者建设,也加重了干流和下游水体的污染负荷,而各地区当地水源,由于水质不好,多数只用于农业、养殖和景观功能,失去饮用水功能。

流域抵御特大洪水综合能力仍然不足,山洪灾害频发。三峡等控制性水库建成后,长江中下游防洪形势显著改观,但遇超百年一遇洪水,防洪形势仍然不容乐观,主要问题是:中下游防洪保护区地方政府和民众的防洪意识减弱;分蓄洪区建设滞后,利用率极低;湿地湖泊和长江沿线洲滩占用,蓄洪和行洪能力下降,洪水风险集中到大中型水库上;山地土地利用方式不科学,洪灾害频发,灾害损失较大。

工程性缺水和季节性缺水问题突出。由于水利工程缺乏,特别是调蓄水库少,占长江流域70%面积的山丘区存在工程性缺水问题,如云南的滇东、鄂北豫南、湖南衡邵、赣南等地。长江流域相当多的地区存在季节性缺水问题,即使水资源丰富的洞庭湖区和鄱阳湖区,也常出现春旱或者伏旱等现象。

水资源管理基础差。长江流域基本不存在资源型短缺问题,普遍存在节水意识淡薄、用水效率低的问题,水资源管理基础差。目前长江主要江河都没有做过水量分配,水资源的管理手段和能力弱,如专业队伍、计量、监督等。近年来,虽然进行了水资源综合规划及用水总量控制指标的分配,但这些管理措施刚起步,效果还难以显现。

长江经济带发展带来的水资源保护压力增大。高标准的黄金水道建设与长江保护、泥沙冲淤、河道演变、防洪安全、河道采砂等协调难度大。必须研究传统产业转移的需求与严格的环保准入门槛如何匹配,中西部地区城市化建设的需求与山丘区稀缺的土地资源、脆弱的生态系统和有限的环境容量如何相适应,东部地区如何优化本地的土地资源,以改善三角洲地区河网和湖泊的水环境,并为上中游生态环境保护、水源涵养提供必要的生态补偿等方面的支持。

总之,虽然长江在自然资源、生态系统和服务国家经济社会发展能力等方面在我国都占有十分重要的地位,但长江面临着气候变化和强烈开发利用双重压力下的保护难题,流域经济社会发展与生态环境保护的矛盾依然突出,如何做到人与自然、人与水和谐,走可持续发展道路,还有许多体制和机制难题需要解决,有大量科技和管理问题需要深入研究。

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