【導語】水是生命之源,隨著氣候變化和人類活動影響的深入,水循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生了顯著變化,并誘發(fā)系列問題。充分發(fā)揮氣象與水利相關(guān)學科與部門的組合優(yōu)勢,并進行無縫整合,是規(guī)避水問題的關(guān)鍵所在。如何利用水利工程調(diào)配水資源,減少干旱和洪水帶來的損失?中國天氣網(wǎng)專訪了中國水利水電科學研究院水資源研究所室主任嚴登華博士。
中國天氣網(wǎng):嚴老師,近些年的氣候條件和50年前、100年前,乃至更遠以前,是有變化的,甚至有很大不同,現(xiàn)狀水利部門在設計水利設施或水利工程的時候,是否會考慮氣候變化因素?
嚴登華:這個問題需要從水循環(huán)與水資源系統(tǒng)的角度來分析。概括起來說,水資源系統(tǒng)就是“一根扁擔,兩個筐”?!皟蓚€筐”分別是供水和用水戶;一根扁擔就是水資源的配置與調(diào)度。氣候變化不僅影響到供水和需水,也影響到水資源的配置和調(diào)度。
當前水利工程的設計與水資源配置中,重點以歷史氣象水文系列或重要事件為主,如在確定水利水電工程建設規(guī)模時,采用的是“基于歷史事件和數(shù)值”設計方法,對氣候變化的考慮,也主要通過歷史時段降水、產(chǎn)匯流特征來體現(xiàn)。
對于水資源配置中的供水和需水,也主要是基于歷史數(shù)據(jù)系列,對未來氣候變化的影響尚未得到充分考慮。在水資源調(diào)度過程中,關(guān)鍵是要進行定量化地氣象和用戶需水的預測,但當前很難做到這一點。隨著其后變化和人類活動影響的深入,水循環(huán)與水資源系統(tǒng)的不確定性在增加;亟待采用風險管理的模式,并考慮未來氣候變化的影響,優(yōu)化完建水利水電工程的運行與調(diào)度模式,對于在建和規(guī)劃中的水利水電工程,尚需結(jié)合氣候變化預估,做進一步的優(yōu)化,以實現(xiàn)水利水電工程的安全、高效、可持續(xù)的特征。
中國天氣網(wǎng):近些年極端天氣事件頻發(fā),特別是干旱、洪澇對生活、生產(chǎn)的影響非常大。這兩種自然現(xiàn)象都和水有很密切的關(guān)系,實際上就是天上水少、水多造成地上水少、水多,我們能不能通過水利設施來改善這種現(xiàn)狀呢?
嚴登華:回答是肯定的,也著實需要加大水利工程系統(tǒng)的優(yōu)化。如前所述,在氣候變化和人類活動的影響下,水循環(huán)與水資源系統(tǒng)發(fā)生顯著變化。中國水問題的解決,有三個方面的核心問題需要解決。在長時間尺度和宏觀層次上,需要結(jié)合氣候變化、用水水平,做好水資源承載能力的科學評價,并據(jù)此優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在這里需要指出的是,在傳統(tǒng)水資源承載能力的評價中,主要結(jié)合概率分析研究水資源常態(tài)過程,而未能充分考慮干旱、洪澇等極端情景下水資源的承載能力。隨著極端事件的頻發(fā)和影響的增強,尚需要將常態(tài)過程與極值過程相結(jié)合,進行集成性的分析。在中觀層面上,要做好水資源的合理配置。在短時間尺度上,要做好水資源預測預報與調(diào)度。此外,要進行全過程、多圈層、天地一體化的監(jiān)測。
對于我國洪水與干旱問題的解決,首先是采用風險管理模式,徹底扭轉(zhuǎn)“以抗為主”的模式,實行先進的“以防為主、防抗結(jié)合”的管理模式。此外,要結(jié)合旱澇發(fā)生規(guī)律及時空特征,并考慮水利工程布局的適宜性,優(yōu)化水利工程布局。自1998年長江大洪水以來,我國已基本建成大江大河的防洪骨干工程體系;目前正在開展中小河流及山洪的治理工作。對于抗旱來說,目前主要是結(jié)合應急水源建設和調(diào)度以減緩干旱損失。但總體上看,我國防汛抗旱能力特別是應對大洪水和大旱的尚不能滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的要求。
近些年來,西南地區(qū)旱澇災害頻繁,引起社會普遍關(guān)注。就該地區(qū)而言,由于山高谷深,加之喀斯特地貌特征,水利工程修建的難度較大;此外,過去修建的一些水利工程,由于配套工程不完善或是缺失,難以發(fā)揮水利工程的整體效益。為此,西南地區(qū)要進一步優(yōu)化現(xiàn)有水利工程的配套設施建設,同時為應對大旱大澇,也還需要進一步部署一些大型水利工程,以滿足平原地區(qū)和用水聚集區(qū)域水安全保障的要求。對于一些難以利用河水或地下水的區(qū)域,要注意加強水窖等分散式供水工程的建設。但國家要出臺相應的技術(shù)規(guī)程,合理部署;同時,也要注意水質(zhì)的保障。
華南和北部灣地區(qū),社會經(jīng)濟密度大,也是大家關(guān)注的重點地區(qū)。該區(qū)受到臺風的影響非常大;臺風可給當?shù)貛斫邓?,若沒有臺風,就會出現(xiàn)干旱缺水;但臺風強度過大,其所造成的災害又難以規(guī)避,也就是"既歡迎,又懼怕"的雙向壓力。除位于珠江干流兩側(cè)的區(qū)域外,大部分地區(qū)河流的流程短,氣象水文的變幅極大,建大型水庫不具有技術(shù)經(jīng)濟性,小型水庫又不能滿足要求。對于這個區(qū)域,一方面要結(jié)合氣象水文的新情況,做好極值氣象水文事件的風險區(qū)劃分,并據(jù)此優(yōu)化社會經(jīng)濟及產(chǎn)業(yè)布局;同時要注意提高監(jiān)測、預警預報與應急處理能力。
對于洪水,我們現(xiàn)在推行一個概念,叫做“洪水資源化”。據(jù)初步估計,我國總的洪水資源量達到13596億立方米,占地標水資源總量的50.9%。洪水資源化的本質(zhì)就是,通過水庫、攔河閘壩、自然洼地、人工湖泊、地下水庫等的運行調(diào)度,把以前難以利用的洪水資源進一步充分利用,以實現(xiàn)"削峰補枯"的目標,以整體提高水資源的利用能力。
中國天氣網(wǎng):“洪水資源化”我們也聽說過,比如2003年7月,吉林省白城市月亮湖水庫打開哈爾金閘逆向引洪,嫩江1500萬立方米的洪水進入莫莫格濕地,使1000公頃干涸的濕地恢復了活力。淮河流域也啟用了9個行蓄洪區(qū),蓄滯的雨洪水起到了補給地下水、滋潤濕地的作用。
嚴登華:現(xiàn)在國內(nèi)很多地方在進行相關(guān)方面的研究和試點。但做好洪水利用的前提是要做好洪水預報和工程調(diào)度,并且在洪水來臨時保證工程的安全。像北方地區(qū)可以在汛期有意識地利用田間、蓄滯洪區(qū)、濕地和河道滯蓄洪水把洪水轉(zhuǎn)化為地下水。但是由于土地承包到個人,蓄滯洪區(qū)的土地也分到了每家每戶,這種方式有局限性。目前只有濕地、公地可以做。當然,在蓄滯洪區(qū)已經(jīng)啟用的情況下,可以讓洪水多蓄一段時間,將更多的洪水滲入地下。經(jīng)濟的發(fā)展和以前的欠賬,都要求加大防洪投入。國家水利部2003年開始提出控制洪水,想方設法根治洪水難題?,F(xiàn)在意識到洪水是不能完全控制的,已經(jīng)轉(zhuǎn)向"管理洪水"。以投入效益最大化、全社會福利最大化為原則來采取措施綜合治理洪水。
【結(jié)束語】與干旱、洪水的抗爭,在地域遼闊、氣候多樣的中國是個古老的話題,從順應天意、向天祈雨,到"人定勝天"、主動出擊,再到放抗結(jié)合、風險管理、災害也可以是資源的觀念轉(zhuǎn)變,我們看到的是中國在面對自然、應對災害時意識和觀念上的轉(zhuǎn)變。雖然"變化是永恒的",但是面對自然災害,我們顯然要轉(zhuǎn)變的更快一些,用超前的眼光審視當下,預估未來。這些做起來著實不易,要解決很多紛繁復雜的問題才能找到平衡點,而且也許永遠只能找到一個近似平衡點的位置,但慶幸的是,這些已經(jīng)開始做了。