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胡春宏,张双虎:论长江开发与保护策略

   摘要:长江治理开发与生态环境保护不协调,重开发轻保护,是长江面临生态环境问题的主要症结所在。在总结70年来长江治理开发取得的重大成就基础上,分析了新时代长江面临的主要水安全问题,明确了长江治理开发与保护协调的总体思路,提出了今后一段时间长江治理开发与保护的主要策略:进一步加强防洪安全体系建设,提高防洪保安能力;实施生态要素调控与空间管控,修复受损生态系统;严控入河污染负荷,改善水体环境质量;科学调控长江与洞庭湖、鄱阳湖关系。

   长江发源于青藏高原的唐古拉山主峰格拉丹冬雪山西南侧,干流全长6300余km,总落差5400m,自西而东流经青海、四川、西藏、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海等11个省(自治区、直辖市)注入东海,支流展延至贵州、甘肃、陕西、河南、浙江、广西、广东、福建等8个省(自治区)。流域面积约180万km2,占我国国土面积约18.8%。长江横贯我国西南、华中和华东三大区域,连接长三角、长江中游城市群和川渝城市群,流域社会、经济、生态地位十分突出:①长江是我国水资源配置的战略水源地。长江流域多年平均水资源总量9958亿m3,约占全国的35%;长江流域水资源保障4.6亿人生活和生产用水,支撑GDP近32万亿元;此外通过跨流域调水,还惠泽了黄淮海平原1亿多人。②长江是我国重要的清洁能源基地。我国13大水电基地有6个在长江流域,水电技术可开发装机容量28.1万MW、年平均可发电量1.30万亿kW·h,分别占全国的47%和48%。③长江是贯穿东西的“黄金水道”。长江水系通航河流3600多条,总计通航里程约7.1万km,占全国内河通航里程的56.0%;其中长江干线水富至长江口航道全长2840km,基本为Ⅲ级以上航道。④长江是我国重要的生态宝库。长江流域山水林田湖草融为一体,生态敏感区种类多、数量大、分布面积广,从源头到河口、从支流到干流都有分布,是我国生态保护的重点流域。长江是世界7大生物多样性最为丰富的河流之一,长江流域分布鱼类400余种,其中特有鱼类166种、国家一级保护水生动物4种。长江中下游通江湖泊是中国乃至世界上最重要的湿地,是越冬候鸟重要栖息地。

  

   同时,受特殊的地形地貌、气候等影响,长江又是我国洪涝灾害多发区,中下游地区尤为严重,长江洪水一直是中华民族心腹之患。除水害兴水利,贯穿于长江的治理开发历史,长江在支撑我国经社会发展中发挥了极其重要的作用。但是,长江流域的治理开发与保护修复不协调、重开发轻保护问题突出,可持续发展面临极大挑战。习近平总书记指出:“长江病了、而且还病得不轻”“当前和今后相当长一个时期,要把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发”。

   1长江流域治理开发取得的成就

   长江的治理开发有几千年的历史,从最初防洪减灾,到后来的水资源开发,到现在生态环境治理;从单一目标到流域综合治理。特别是新中国成立以来的70a,长江流域的治理开发取得了十分巨大的成就:

   (1)防洪减灾体系基本形成。防洪是长江治理的重点。经过长期建设,长江已基本形成了以堤防为基础、长江上游控制性水库为骨干,其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治工程及防洪非工程措施相配套的综合防洪体系。长江流域建成了总长约34000km的堤防体系,其中长江干流3900km堤防基本实现达标建设;荆江河段防洪标准从以前的不足10年一遇提高

   至现状的100年一遇,在1000年一遇或类似1870年的特大洪水情况下,通过长江上游控制性水库与中下游分蓄洪区联合运用,可避免荆江两岸发生毁灭性灾害;遇1954年洪水,长江中下游超额洪量从三峡水库建成前的492亿m3减少至2030年工况的250亿~300亿m3。

   (2)供水灌溉能力逐步提高。长江流域已建成地表水蓄、引、提、调水工程设施520余万座(处),其中各类水库约5.17万座,总兴利库容超2000亿m3,地下水取水井3300多万眼,有效灌溉面积2.73亿亩;年最大供水量约2100亿m3。

   (3)水电建设有序推进。长江六大水电基地规划水电站已基本建成,形成“西电东送”最主要的送出区。2017年底,长江流域的四川、贵州、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、陕西等9省(市)水电装机容量约17.3万MW,约占全国水电总装机容量的52%,年均发电量6478万kW·h,约占全国水电总发电量的54%。长江流域水电开发既保障了华中、华东等电网的供电安全,同时又具有显著的节能减排效益。

   (4)“黄金水道”通江达海。长江上游水富至宜昌可通航500~3000t级内河船舶,中游宜昌至武汉可通航1000~5000t级船舶组成的船队、武汉至湖口可通航5000t级海船,下游湖口至南京可通航1万~3万t级海船,南京至长江口可全天候通行5万t级海船。2018年长江水运货运量约26.9亿t,约占全国水运货运量的38%,三峡枢纽(船闸+枢纽)通过量1.4亿t。

   (5)水土保持成效显著。截止2018年底,长江流域累计实施水土保持措施面积约39.64万亩,水土保持减沙、减污效果显著。

   2长江流域面临的主要水安全问题

   尽管长江的治理开发取得了巨大成就,但与新时代经济社会发展和长江大保护需求相比,长江水利发展不平衡、不充分问题依然突出。

   (1)中下游防洪形势依然严峻。蓄滞洪区是长中下游防洪体系的重要组成部分,遇大洪水长江中下游仍有大量超额洪量。但长江中下游蓄滞洪区建设缓慢,按计划有控制分蓄洪水困难。洞庭湖区规划建设24个蓄滞洪区,目前仅西官、澧南和围堤湖3垸具备分蓄洪条件,分蓄洪容积仅占规划蓄滞洪区的5.5%,蓄滞洪区内仍有近160万人居住耕种。三峡水库及长江上游水库的建设与运用显著改变了长江中下游的水沙过程,宜昌站含沙量降低了93%。新水沙条件下,长江中下游发生大范围长距离冲刷,局部河段河势调整剧烈、堤岸崩坍、支汊发展、切滩撇弯时有发生,影响堤防安全。2003~2018年,长江中下游共发生崩岸险情约937处,崩岸长度约701.28km。目前长江中下游河道尚有亟需整治的崩岸68处、长约38.5km。连江支堤、湖区圩堤、洲滩民垸等防洪标准偏低,达标建设缓慢,已经成为长江防洪的最短板。

   (2)长江与通江湖泊关系失调。湖泊被称之为“地球之肾”,历史上长江两岸绝大多数湖泊与长江相通。20世纪50年代以来受围垦等影响,长江中下游通江湖湖泊数量急剧减少,从102个减少到3个(洞庭湖、鄱阳湖和石臼湖),通江湖泊面积也从17200km2减少到现状约6000km2。三峡水库蓄水运用后,受三峡水库及长江上游控制性水库的影响,两大通江湖泊洞庭湖、鄱阳湖与长江的关系也出现了新的变化,两湖枯水时间提前近1个月、枯水期延长40~50d,两湖频频“干旱见底”。

   (3)水生态系统受损严重。河湖生态系统健康需要特定的生态环境支撑,包括水文过程、理化过程、地形地貌和生物等。围湖造田、岸线(港口、码头)过度开发、水库建设、酷渔滥捕、航道建设等人类活动对长江的生态环境破坏严重。岸线过度开发和航道建设等破坏了水生生物的栖息地和鱼类的“三场”;梯级工程和江湖阻隔造成鱼类、江豚等水生动物的洄游通道受阻;大型水库的运用改变了河流的水文和水温过程,影响到鱼(特别是产漂流性卵的鱼类)的产卵;酷渔滥捕造成鱼类资源幼龄化、亲鱼数量锐减等等。长江流域生物资源量和生物多样性显著降低,白鳍豚已功能性灭绝,中华鲟、长江江豚面临极危态势,长江生物完整性指数到了最差的“无鱼”等级。

   (4)水质安全面临严峻挑战。长江流域河流水质呈现出总体好转局部恶化态势,湖库水体富营养化程度加剧,水质风险面临多元挑战。污水排量大,年污水排放量约350亿t,占全国的50%;污染物强度,高单位面积COD、氨氮等排放强度为全国平均值1.5~2.0倍;农业化肥使用量高、利用效率低,总磷超的标已经成为河湖水体水质不达标的主要因素;湖泊富营养化问题突出,40%的湖泊为中度富营养化;化工企业围江,水质安全风险高。

   (5)供水保障能力仍显不足。滇中、黔中、衡邵走廊以及洞庭湖北部等地区季节性的水资源短缺问题仍然突出,应急供水能力亟待提高。重要饮用水水源地保护不到位,水质不达标的占5%,还有13%的水源地设有排污口,引水口与排污口犬牙交错。

   3新时代长江治理开发与保护协调策略

   长江上中下游、干支流的自然地理条件、社会经济发展水平差异大,面临的主要水安全问题也不尽相同,新时代长江的治理开发与保护应统筹考虑以下几方面关系。

   (1)保护什么。防洪仍是长江面临的最主要的水安全问题,防洪安全是长江大保护的底线;水质改善是人类对美好生活的向往;生态系统健康是综合衡量长江治理开发保护是否可持续的重要指标。长江的治理开发保护要围绕防洪保安全、修复水生态、改善水环境等目标开展工作。

   (2)怎么保护。经过上千年治理开发,长江已经不是一条自然的河流,一些地区生态系统已经形成新的平衡。长江大保护要以现有江湖水系格局、工程体系为基础,规范约束人类对长江的无序开发与过度索取,以非工程措施为主、辅以必要工程措施,要用全局观、系统观制定保护对策,避免拆东墙补西墙。

   (3)开发与保护的关系。长江在我国水资源保障、能源安全保障以及交通运输中占有极其重要的地位。长江大保护,不是不开发,是要正确处理好开发与保护的关系,在保护的前提下治理开发、在治理开发过程中强化保护。

   (4)水里与岸上的关系。长江的问题在水里,根子还是在岸上,在于区域经济结构不合理和粗放的发展方式。长江大保护不能为了保护而“一刀切”,而是要通过区域产业结构调整、高质量发展和绿色发展,促进生态环境的保护。基于上述长江治理开发与保护的主要目标和总体思路,笔者认为,今后很长一段时间内,长江的治理开发与保护要重点围绕以下几方面开展工作。

   3.1进一步加强防洪安全体系建设,提高防洪保安能力

   (1)因地制宜地开展河势控导与崩岸治理。加强已有护岸的维护维修和加固治理;治理长江中下游干流河道威胁防洪安全和河势稳定的新增崩岸,例如荆江七弓岭河段八姓洲、七姓洲狭颈等;开展洞庭湖荆南三河和四水尾闾、鄱阳湖五河尾闾河道整治,通过疏浚、清障等,扩大河道行洪能力;加强河势控导、黄金水道建设和生态保护之间的协调,合理制定长江中下游航道建设标准,以免航道等级无限制提升影响河势稳定和生态环境。

   (2)加快蓄滞洪区调整与建设。结合长江上游控制性水库建成后长江中下游超额洪量变化,加快蓄滞洪区布局调整。对启用几率高的重要蓄滞洪区,加快安全台和安全区的建设,以及蓄滞洪区的移民安置;对一般蓄滞洪区和蓄滞洪保留区,加强区域内人口管理和产业结构调整,实施风险管控。

   (3)加强连江支堤、湖区圩堤的建设和中小河流综合治理,提高支流、湖区和中小河流的防御洪水能力。

   (4)推进中下游洲滩治理,对洲滩实行分段控制、分类管理,做到“不碍洪、稳河势、保民生、促发展”。

   3.2实施生态要素调控与空间管控,修复受损生态系统

(1)科学有序整治小水电。全面排查长江流域小水电,建立台账,(点击此处阅读下一页)

实施分类清理整顿。依法退出涉及自然保护区核心区或缓冲区、严重破坏生态环境的小水电项目,优先拆除青衣江、安宁河、水洛河、藏曲、黑水河、普渡河等支流中的退出类小水电,恢复河流连通性。对保留下来的小水电,要加强生态流量监督。

   (2)扩大梯级水库群生态调度范围。梯级水库群建设显著改变了河流的水文、水温等过程,影响到鱼类产卵繁殖。目前,长江上游只有三峡-葛洲坝梯级开展了促进四大家鱼产卵繁殖的生态调度。建议扩大梯级水库群生态调度范围,在长江上游鱼类多样性丰富、特有性高的干支流,在生态关键期,开展面向鱼类产卵繁殖的生态联合调度,进一步缓解梯级工程对生态环境的影响。

   (3)推进岸线管控和生态化修复。自然岸线是一种独特、有价值、不能替代的资源,是河湖生态系统的重要载体。确立以“自然岸线保有率”为目标的岸线资源利用上限,确保2035年自然岸线保有率不低于70%,在长江中下游岸线开发率较高的河段,严格保护、全面禁止开发自然岸线。开展关键岸段的整治与生态修复:优先清退并修复洲滩湿地侵占岸段,开展入江河口、湖口岸线整治修复,特别是以洞庭湖、鄱阳湖入湖口为代表的江豚迁移河段,开展江心洲的岸线整治与生态保育;推进长江堤岸生态化建设。

   (4)恢复江湖水系连通。在长江中下游选择一批生态环境较好、工程量小的原通江湖泊,开展江湖水系恢复连通,满足水生生物洄游和种质交换需求。实施灌江纳苗,将长江大量天然苗种引入湖泊,增加湖泊鱼类区系组成、复壮湖泊定居性产卵鱼类、提高湖泊渔业产量和丰富生物多样性。

   3.3严控入河污染负荷,改善水体环境质量

   (1)实行分行政区域的入河污染物总量控制。以现状(径流量p=95%)达标水域水质指标不降低、不达标水体水质达标为目标,从支流到干流、从上游到下游层层复核河湖的纳污能力。综合考虑各省级行政区人口和社会经济发展水平等,把长江的纳污总量指标分解到各省级行政区,并与现状入河污染物总量对比制定入河污染物减排方案。

   (2)优化水功能区水质达标考核方式。目前,总磷已经成为长江干流的主要污染物,且总磷是河湖藻类生长的重要因素,也是导致水体富营养化最常见的原因。现状长江水功能区达标评价采用双指标评价(高锰酸盐指数和氨氮),水功能区水质达标率较高,达到90%以上;但加入总磷、总氮指标后,水功能区水质达标率只有70%左右。建议以河流纳污能力为约束,在长江率先实施水功能区水质四指标达标评价(高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮)的分行政区域入河污染物总量监测计量,以考核促进地方各级政府转型发展和治污减排。

   (3)多管齐下加强总磷防控。以沱江、清水江、岷江和乌江为重点区域,加强磷矿采选、磷化工企业和磷石膏库的综合治理,遏制水质持续恶化。在四川德阳、成都,湖南岳阳、常德等蓄禽养殖量大、密度高的区域,采取异地还田利用、有机肥制造等为主要措施的畜禽养殖污染综合治理。加强长江上游地区农业化肥的管控。

   (4)建立重点水域富营养化防控体系与预警机制。结合不同水域藻类水华形成机制,提出水体富营养化治理的一体化技术,建立重点水域富营养化及水华预警机制。

   3.4科学调控长江与洞庭湖、鄱阳湖关系

   三峡水库蓄水运用以来,长江与洞庭湖、鄱阳湖关系出现了新的变化,两湖枯水时间提前、枯水期延长,湿地生态质量退化、生态服务功能降低,是长江中游面临的最主要的生态环境问题。两湖枯水时间提前、枯水期延长的主要原因有两点:①受上游水库拦沙、水土保持减沙和河道采砂石等影响,长江中游来沙锐减、水流含沙量降低,长江中下游干流发生清水冲刷,枯水流量对应水位降低;②三峡水库及长江上游水库汛后兴利蓄水,坝下河道流量减少、水位降低,两方面因素叠加,导致9~10月份长江对两湖的出流顶托作用减弱、两湖出流加快,提前进入枯水期。

   (1)进一步优化三峡水库运行调度方案。江湖关系新变化的主要驱动因素是三峡水库及长江上游控制性水库蓄水运用。追根溯源,江湖关系调控的首要措施是进一步优化三峡水库及长江上游控制性水库、特别是三峡水库的运行调度方案。长江上游来沙锐减,为进一步优化三峡水库运行调度方案创造了条件。三峡水库多年年平均入库沙量从规划阶段4.54亿t减少到现状的1.54亿t,减少了近2/3。气象和径流预报的预见期和精度逐渐提高,为进一步优化三峡水库运行调度方案提供重要支撑。目前长江上游一个月预见期径流预报平均预报精度可达80%,一周或10d预见期预报精度更高。长江上游控制性水库陆续建成,在一定程度上也减缓了三峡水库及长江下游防洪压力。

   (2)鄱阳湖水利枢纽建设及合理调控。从洞庭湖和鄱阳湖的地形地貌,以及两湖水文节律和湿地植被的变化来看,江湖关系变化对鄱阳湖的影响更大。在鄱阳湖出口建闸并合理调控,也是调控江湖关系、保护修复湖泊湿地生态系统的措施之一。但要给鄱阳湖水利枢纽建设和运行调度立规矩:①调枯不控洪,4~8月份要保持闸门全开敞泄,江湖自然联通;②与三峡水库联合调度,鄱阳湖水利枢纽应在三峡水库开始汛期后兴利蓄水前完成下闸蓄水;③开展适应性调度,在鄱阳湖水利枢纽建成后的5~10a内开展适应性调度试验,先从较低水位开始、并逐渐抬高水位,并加强水文、湿地植被、候鸟、水生生物和水质的监测,获取全面的数据,不断优化和完善运行调度方案。

   (3)洞庭湖四口水系综合整治。与鄱阳湖相比,长江与洞庭湖的关系更为复杂。洞庭湖荆南四河(松滋河、虎都河、藕池河、调弦河)既是长江洪水分流入洞庭湖的通道,同时也是洞庭湖北部湖南、湖北4个地市12个县(区)的主要水源地。受江湖关系演变影响,荆南三河(其中调弦河于1958年建闸封堵)入口5个水文站除松滋河新江口全年不断流外,其余四站9月份就开始断流,一直持续到第二年4,5月份,断流时间平均约为200d/a。建议在洞庭湖区实施以河道疏浚建闸为核心的四口水系综合整治。该工程具有防洪减灾、供水灌溉、改善水质和生态保护修复(灌江纳苗)等综合效益。

   4结论

   本文在全面梳理新中国成立以来长江治理开发成就的基础上,分析了当前长江面临的主要水安全问题,探讨了长江治理开发与保护协调策略,得到如下认识。

   (1)长江中下游防洪形势依然严峻、长江与通江湖泊关系失调、水生态系统受损严重、水质安全面临严峻挑战,季节性、区域性供水保障能力仍显不足,是长江面临的主要水安全问题。防洪保安全、修复水生态和改善水环境是今后很长一段时间长江治理开发与保护的主要工作目标。

   (2)防洪保安全的主要策略包括:因地制宜地开展长江中下游河势控导与崩岸治理,加快蓄滞洪区调整建设,加强连江支堤、湖区圩堤的建设和中小河流综合治理,推进中下游洲滩治理。

   (3)水生态修复主要对策包括:科学有序整治小水电,扩大梯级水库群生态调度范围,推进岸线管控和生态化修复,恢复原通江湖泊的水系连通。

   (4)水环境质量改善主要策略包括:实行分行政区域的入河污染物总量控制,以河流纳污能力为约束,在长江流域率先实施水质四指标达标评价(高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮)的分行政区域入河污染物总量监测计量与评价,以“三磷”为重点开展总磷防控,建立重点水域富营养化防控体系与预警机制。

   (5)长江与洞庭湖、鄱阳湖关系调控策略为:进一步优化三峡水库运行调度方案,鄱阳湖出口建闸并合理调控,实施洞庭湖区四口水系综合整治。

  

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