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1 课 题 II-3 维 持 用 水 与 环 境 用 水 的 泄 流 标 准 研 究 丛 振 涛 ( 清 华 大 学 )

2 1 前 言 人 类 社 会 对 用 水 量 的 持 续 增 加, 使 社 会 经 济 与 生 态 环 境 之 间 的 用 水 矛 盾 日 益 突 出 一 方 面 用 水 量 的 增 加 使 河 流 径 流 量 减 少, 引 起 河 流 下 游 的 断 流, 如 中 国 的 黄 河 与 塔 里 木 河 ; 另 一 方 面, 排 泄 的 大 量 污 水 使 河 流 水 质 恶 化, 进 一 步 加 剧 了 水 资 源 的 紧 张 状 况, 如 中 国 的 淮 河 从 水 权 的 角 度 看, 这 些 问 题 的 出 现 是 社 会 经 济 与 生 态 环 境 之 间 用 水 权 利 平 衡 的 破 坏, 特 别 是 生 态 环 境 的 用 水 权 利 得 不 到 保 证, 因 此 需 要 研 究 生 态 环 境 水 权 的 内 涵 与 实 现 途 径 河 道 内 水 量 的 多 少 是 河 流 生 态 环 境 状 况 的 重 要 标 志, 本 课 题 的 研 究 主 要 以 河 道 水 量 为 研 究 对 象 本 研 究 为 中 日 合 作 - 中 华 人 民 共 和 国 水 权 制 度 建 设 研 究 项 目 特 定 课 题 之 II-3, 项 目 执 行 期 为 2005 年 7 月 至 2006 年 6 月 本 课 题 力 图 通 过 对 国 内 外 生 态 水 权 制 度 建 设 的 广 泛 调 研 及 典 型 流 域 的 研 究, 为 中 国 水 权 制 度 建 设 提 供 有 益 参 考 研 究 计 划 的 内 容 包 括 1 河 流 环 境 容 量 和 自 净 能 力 问 题 研 究 ; 2 总 量 控 制 与 排 污 标 准 研 究 ; 3 河 流 最 小 生 态 基 流 标 准 问 题 研 究 ; 4 河 流 生 态 用 水 保 障 管 理 制 度 研 究 过 程 中, 将 研 究 内 容 集 中 在 后 3 4 两 个 方 面 研 究 计 划 的 典 型 调 查 为 太 子 河 流 域 与 海 河 流 域, 后 调 整 为 黄 河 与 塔 里 木 河 研 究 活 动 与 进 展 包 括 : 研 究 小 组 讨 论 (8 次 ), 开 展 研 究 工 作, 调 整 研 究 内 容, 形 成 研 究 成 果 ; 与 三 本 木 教 授 讨 论 (3 次 ), 确 定 研 究 思 路 与 方 法 ; 参 加 研 讨 会 (2 次 ), 交 流 研 究 进 展 ; 文 献 阅 读, 了 解 国 内 外 河 流 最 小 生 态 基 流 的 概 念 与 计 算 方 法, 生 态 水 权 的 界 定 ; 文 献 阅 读, 了 解 国 内 外 河 流 生 态 用 水 保 障 管 理 制 度, 生 态 水 权 的 实 现 ; 文 献 阅 读, 收 集 典 型 河 流 生 态 用 水 的 计 算 方 法 与 保 障 管 理 制 度 ; 实 地 考 察, 了 解 塔 里 木 河 流 域 生 态 用 水 的 界 定 与 实 现 ; 实 地 考 察, 了 解 黄 河 最 小 生 态 基 流 的 确 定 与 实 现 ; 分 析 中 国 河 流 生 态 水 权 的 界 定 与 实 现, 提 供 对 中 国 水 权 制 度 有 所 贡 献 的 研 究 成 果 ; 撰 写 研 究 报 告 1

3 2 生 态 水 权 的 界 定 2.1 若 干 概 念 本 课 题 的 题 目 为 维 持 用 水 与 环 境 用 水 的 泄 流 标 准 研 究, 与 维 持 用 水 环 境 用 水 类 似 的 概 念 很 多, 包 括 维 持 流 量, 维 持 用 水, 环 境 流 量, 环 境 用 水, 环 境 耗 水, 环 境 需 水 量, 生 态 流 量, 生 态 用 水, 生 态 耗 水, 生 态 需 水 量, 生 态 环 境 用 水, 生 态 环 境 耗 水, 生 态 环 境 需 水 量, 河 道 生 态 用 水, 河 道 生 态 耗 水, 河 道 生 态 需 水 量, 河 流 环 境 用 水, 河 流 生 态 耗 水, 河 流 生 态 需 水 量, 河 道 枯 水 流 量 (low-flow), 最 小 可 接 受 流 量 (minimum acceptable flows (MAFs)), 生 态 可 接 受 流 量 范 围 (ecology acceptable flow regime (EAFR)), 这 些 概 念 的 提 出 针 对 不 同 的 具 体 问 题, 有 各 自 的 背 景 与 涵 义 下 面 分 别 对 生 态 环 境 用 水 维 持 流 量 两 个 概 念 进 行 描 述 与 分 析 生 态 环 境 用 水 / 耗 水 / 需 水 是 应 用 最 为 广 泛 的 概 念 从 广 义 上 讲, 维 持 全 球 生 物 圈 系 统 内 生 态 系 统 平 衡, 如 水 热 平 衡 生 物 平 衡 水 沙 平 衡 水 盐 平 衡 等 所 消 耗 的 水 分 都 是 生 态 环 境 用 水 狭 义 的 生 态 环 境 用 水 是 指 为 维 持 生 态 环 境 的 原 始 质 量 或 在 在 此 基 础 上 改 善 或 提 高 生 态 环 境 质 量 所 需 消 耗 的 地 表 水 和 地 下 水 资 源 总 量, 主 要 包 括 维 持 河 流 的 生 态 基 流 维 持 必 要 的 湖 泊 与 湿 地 水 面 维 持 一 定 地 下 水 水 位 用 水 水 土 保 持 用 水 污 染 水 域 的 稀 释 更 新 用 水 及 城 市 湖 河 用 水 等 简 单 的 说, 生 态 环 境 用 水 就 是 养 护 生 态 环 境 维 护 生 态 平 衡 所 需 要 的 水 资 源 中 国 可 持 续 发 展 水 资 源 战 略 研 究 维 持 流 量 主 要 在 日 本 得 到 应 用 所 谓 的 维 持 河 川 用 水 就 是 为 保 证 河 流 正 常 功 能 的 基 本 水 量 ( 保 证 河 流 必 须 的 流 量 维 持 河 流 存 在 的 最 低 流 量 保 证 河 流 不 断 流 的 最 低 流 量 ) 另 外, 在 近 年 来 增 加 了 为 保 护 河 川 流 域 的 特 定 不 特 定 利 益 而 采 取 的 对 地 域 水 环 境 的 环 境 保 护 内 容 与 传 统 的 水 权 构 成 内 容 相 比 较 为 困 难 但 必 须 面 对 的 问 题 是 鱼 类 的 生 态 维 持 ( 水 生 动 植 物 的 生 物 多 样 性 的 保 护 ) 水 运 所 需 的 流 量 及 其 利 用 需 要 向 城 市 公 园 的 引 水 即 作 为 保 护 环 境 所 需 要 的 水 量 ( 屠 晓 峰,2004) 此 外, 课 题 题 目 中 还 涉 及 泄 流 标 准, 当 河 流 上 有 水 库 等 水 利 设 施 时, 下 游 的 流 量 称 为 放 流 或 泄 流 ; 没 有 水 利 设 施 时, 泄 流 即 河 道 的 基 本 流 量 为 了 对 问 题 有 更 准 确 的 认 识, 需 要 区 分 几 组 概 念 首 先 需 要 区 分 河 流 河 道 流 域 : 河 道 与 流 域 的 概 念 是 相 对 明 确 的, 河 流 的 概 念 则 有 些 模 糊, 可 以 有 不 同 的 理 解, 既 可 以 是 理 解 为 河 道 也 可 以 理 解 为 流 域, 在 本 课 题 研 究 中, 将 河 流 定 义 为 河 道 + 滨 河, 称 为 介 于 河 道 与 流 域 之 间 的 范 畴 然 后 需 要 明 确 用 水 耗 水 需 水 之 间 的 区 别 : 耗 水 是 明 确 的, 即 现 状 条 件 下 已 经 发 生 的 水 量 消 耗 ; 需 水 是 相 对 明 确 的, 但 需 水 对 应 一 定 的 目 标, 即 维 持 一 定 的 生 态 环 境 目 标 下 对 水 资 源 的 需 求, 因 此 需 水 可 能 不 是 唯 一 的, 所 谓 最 小 需 水 指 的 是 维 持 最 低 生 态 目 标 对 应 的 水 资 源 需 求 ; 用 水 又 是 一 个 不 甚 明 确 的 概 念, 有 时 指 耗 水, 有 时 指 需 水, 更 多 的 时 候 是 相 对 耗 水 的 水 量 净 消 耗 指 的 是 毛 耗 水 量 最 后 是 生 态 环 境 两 个 概 念, 生 态 一 般 指 自 然 状 态 下 的 动 植 物, 环 境 则 是 以 人 类 为 中 心 的 外 部 事 物, 因 此 一 般 来 讲 环 境 应 包 含 生 态, 但 由 于 生 态 的 重 要 性, 更 多 的 时 候 将 2

4 两 个 概 念 并 列 为 生 态 环 境, 也 得 到 了 广 泛 的 接 受 根 据 以 上 的 分 析, 与 本 课 题 有 关 的 研 究 内 容 可 以 归 纳 为 表 1, 本 课 题 关 心 的 重 点 是 河 道 内 与 河 道 外 滨 河 部 分, 可 以 概 况 为 河 流 生 态 环 境 需 水 或 河 流 最 小 生 态 环 境 需 水 ; 河 道 内 需 水 体 现 为 河 道 内 的 基 本 流 量, 滨 河 区 域 需 水 也 主 要 取 决 于 河 道 内 基 本 流 量 ( 之 所 以 需 要 单 独 列 出 来, 主 要 考 虑 到 河 道 完 全 渠 化 致 使 两 岸 的 生 态 得 不 到 水 源 补 给 的 情 况 ), 因 此 可 以 进 一 步 概 况 为 河 流 最 小 生 态 环 境 基 流 再 由 于 生 态 环 境 中 的 主 要 问 题 是 生 态 问 题, 因 此 进 一 步 简 化 为 河 流 最 小 生 态 基 流 表 1 本 课 题 的 研 究 对 象 范 围 自 然 人 类 概 况 河 道 内 鱼 类 生 存 携 带 泥 沙 河 口 水 量 纳 污 渔 业 航 运 水 电 水 面 景 观 本 课 题 研 究 对 象 河 流 最 小 生 态 环 境 需 水 河 流 最 小 生 态 基 流 防 止 咸 化 旅 游 河 道 外 滨 河 动 植 物 栖 息 景 观 : 植 被, 水 面 流 域 动 植 物 栖 息 地 下 水 位 维 持 景 观 : 植 被, 水 面 流 域 生 态 环 境 用 水 / 耗 水 / 需 水 在 以 上 的 讨 论 中, 主 要 针 对 的 是 水 量 问 题, 这 由 于 生 态 环 境 对 水 质 的 要 求 相 对 较 低 实 际 上, 由 于 水 污 染 的 日 益 加 剧, 在 生 态 环 境 需 水 的 研 究 与 实 践 中, 需 要 考 虑 水 质 问 题, 因 此 本 课 题 的 所 指 的 水 量 是 指 有 一 定 水 质 保 证 的 水 量 此 外, 由 于 必 要 的 洪 水 过 程 是 生 态 环 境 健 康 的 基 本 条 件 之 一, 因 此 不 仅 要 关 心 水 量, 还 要 关 心 流 量 过 程, 这 也 是 河 流 生 态 环 境 需 水 研 究 中 需 要 注 意 的 问 题 最 后, 以 上 的 生 态 水 权 主 要 针 对 以 河 流 为 中 心 的 地 表 水, 地 下 水 的 生 态 水 权 也 是 至 关 重 要 的 问 题 由 于 地 下 水 问 题 的 特 殊 性, 本 文 的 讨 论 主 要 针 对 以 河 流 为 中 心 的 地 表 水 2.2 生 态 水 权 的 计 算 方 法 生 态 水 权 具 体 表 现 在 维 持 生 态 环 境 功 能 所 需 的 水 资 源 量, 对 包 括 滨 河 在 内 的 河 道 而 言, 主 要 体 现 为 最 小 流 量 的 确 定, 对 流 域 而 言, 多 通 过 定 额 法 确 定 生 态 需 水 量 生 态 水 权 的 计 算 方 法 主 要 有 四 类 :(1) 历 史 流 量 法, 包 括 Montana 法 流 量 历 时 曲 线 法 产 水 常 数 法 等 ;(2) 水 力 定 额 法, 包 括 湿 周 法 简 化 水 尺 分 析 法 R2CROSS 法 WSP 水 力 模 拟 法 等 ;(3) 栖 息 地 定 额 法, 包 括 河 道 内 流 量 增 加 法 (IFIM) 有 效 宽 度 (UW) 法 加 权 有 效 宽 度 (WUW) 法 偏 好 面 积 法 等 ;(4) 整 体 分 析 法, 包 括 BBM 法 澳 大 利 亚 的 整 体 法 等 下 面 分 别 予 以 介 绍 : 3

5 (1) 历 史 流 量 法 历 史 流 量 法 是 根 据 历 史 观 测 资 料 确 定 一 定 的 流 量 比 例 作 为 河 流 生 态 环 境 用 水 的 标 准, 由 于 该 类 方 法 简 单 易 行, 得 到 广 泛 的 应 用 1 Montana( 蒙 大 拿 ) 法 (Tennant 法 ) Tennant 法 ( 即 Montana 法 ) 根 据 对 生 物 物 种 和 生 境 的 有 利 程 度, 给 出 河 流 生 态 用 水 的 流 量 级 别 该 法 的 河 流 流 量 推 荐 值 见 表 1 该 法 不 需 要 现 场 测 量, 在 有 水 文 站 点 的 河 流, 年 平 均 流 量 的 估 算 可 以 从 历 史 资 料 获 得 ; 在 没 有 水 文 站 点 的 河 流, 年 平 均 流 量 可 以 通 过 其 他 的 水 文 技 术 来 间 接 获 得 在 美 国, 该 法 通 常 作 为 优 先 度 不 高 的 河 段 研 究 河 流 流 量 推 荐 值 使 用, 或 者 作 为 其 他 方 法 的 一 种 检 验 表 2 河 流 生 态 用 水 等 有 关 环 境 资 源 的 河 流 流 量 状 况 标 准 流 量 级 别 及 其 对 生 态 的 有 利 程 度 河 流 生 态 用 水 流 量 占 年 平 均 流 量 的 百 分 比 (10~3 月 ) 河 流 生 态 用 水 流 量 占 年 平 均 流 量 的 百 分 比 (4~9 月 ) 最 大 最 佳 范 围 60~100 60~100 极 好 非 常 好 好 中 或 差 差 或 最 小 极 差 0~10 0~10 将 各 观 测 点 平 均 流 量 的 10% 设 定 为 维 持 流 量 平 均 流 量 的 60% 为 最 适 宜 于 生 态 的 流 量, 最 低 值 取 平 均 流 量 的 10% 2 7Q10 法 采 用 90% 保 证 率 条 件 下 的 最 枯 连 续 7 天 平 均 流 量 水 量 作 为 河 流 水 污 染 防 治 用 水 的 最 小 设 计 值 3 枯 水 月 平 均 流 量 估 算 地 方 水 污 染 物 排 放 标 准 的 技 术 原 则 和 方 法 (GB ), 规 定 一 般 河 流 采 用 近 十 年 最 枯 月 平 均 流 量 或 百 分 之 九 十 保 证 率 最 枯 月 平 均 流 量 4 最 小 连 续 30d 平 均 流 量 法 最 小 连 续 30d 平 均 流 量 法 的 具 体 计 算 方 法 如 下 : 取 80% 保 证 率 的 最 小 连 续 30d 平 均 流 量 作 为 枯 水 期 河 流 的 最 小 生 态 径 流, 它 的 准 确 性 取 决 于 河 流 所 在 地 的 地 理 和 社 会 经 济 条 件 丰 水 期 为 扩 大 留 在 河 网 中 的 水 量, 最 小 生 态 径 流 量 增 大 ( 特 别 是 在 有 水 库 的 情 况 下 ), 此 时 最 小 4

6 生 态 径 流 可 以 采 取 50%~75% 保 证 率 的 最 小 连 续 30d 平 均 流 量 逐 年 干 化 的 河 流 的 基 本 最 小 生 态 径 流 量 可 以 采 用 多 年 平 均 (50% 保 证 率 ) 或 枯 季 流 量 ( 日 常 流 量 ) 在 内 陆 干 旱 地 区 必 须 考 虑 到 存 在 河 流 径 流 的 形 成 带 ( 河 流 上 游 ) 和 它 的 自 然 衰 竭 带 ( 河 流 下 游 ), 分 别 确 定 它 们 的 最 小 生 态 径 流 值 ( 于 龙 娟,2004) (2) 水 力 学 方 法 1 湿 周 法 最 常 用 的 水 力 学 方 法 是 湿 周 法 湿 周 法 考 虑 了 地 形 对 生 态 环 境 需 水 的 影 响, 从 水 力 学 知 识 可 知, 湿 周 随 着 流 量 的 增 大 而 增 加, 当 湿 周 超 过 某 临 界 值 后, 河 流 流 量 的 增 加 也 只 能 导 致 湿 周 的 微 小 变 化, 这 个 临 界 点 称 之 为 影 响 点 当 流 量 低 于 影 响 点 时, 水 生 生 物 的 栖 息 地 环 境 急 剧 变 差, 因 此 只 要 保 护 好 水 生 物 栖 息 地 的 临 界 湿 周 区 域, 也 就 基 本 上 满 足 非 临 界 区 域 水 生 物 栖 息 保 护 的 最 低 需 求 ( 倪 晋 仁,2002) 2 R2CROSS 法 R2CROSS 法 的 主 要 依 据 同 样 是 水 力 学 中 的 基 础 知 识, 只 是 按 照 曼 宁 公 式 来 确 定 流 量 时 似 乎 更 加 可 靠 河 流 生 态 需 水 的 确 定 是 基 于 这 样 的 假 设, 即 浅 滩 是 最 临 界 的 河 流 栖 息 地 类 型, 保 护 了 浅 滩 栖 息 地 也 将 基 本 保 护 了 其 它 水 生 栖 息 地 对 于 一 般 的 浅 滩 式 河 流 栖 息 地, 如 果 将 河 流 平 均 深 度 平 均 流 速 和 湿 周 长 度 作 为 反 映 生 物 栖 息 地 质 量 的 水 力 学 指 标, 且 在 浅 滩 类 型 栖 息 地 能 够 使 这 些 指 标 保 持 在 相 当 满 意 的 水 平 上, 则 也 将 足 以 维 护 生 物 体 与 水 生 生 境 健 康 ( 宋 兰 兰,2004) 水 面 宽 率 平 均 水 深 和 最 大 水 深 为 多 少 合 适, 还 没 有 统 一 的 标 准 能 够 参 考 的 资 料 有 R2CROSS 法 中 的 数 据 和 田 纳 特 (Tennant,D.L.) 野 外 试 验 统 计 数 据 美 国 科 罗 拉 多 州 对 该 州 自 由 流 动 的 河 流 进 行 了 大 量 调 查 研 究, 提 出 了 不 同 尺 度 河 流 的 最 小 生 态 流 量 相 应 的 水 力 参 数, 见 表 3 5

7 表 3 R2CROSS 单 断 面 法 确 定 最 小 生 态 流 量 的 标 准 河 顶 宽 度 /m 平 均 水 深 /m 湿 周 率 /% 平 均 流 速 /m/s 0.30~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 表 3 提 供 了 参 考 : 对 于 自 由 流 动 的 大 中 型 河 流, 最 小 生 态 流 量 平 均 水 深 应 不 小 于 0.3m, 湿 周 率 应 该 大 于 等 于 70% 田 纳 特 (Tennant,D.L.) 野 外 试 验 统 计 分 析 表 明 : 最 小 生 态 流 量 为 平 均 流 量 的 10% 的 流 量 对 应 的 平 均 水 深 是 0.3m, 湿 周 率 为 60% 综 合 两 种 研 究 成 果, 对 大 中 型 河 流, 最 小 生 态 流 量 对 应 的 平 均 水 深 约 为 0.3m, 水 面 宽 率 约 为 60% 至 70%( 适 用 于 非 分 叉 河 流 ) (3) 栖 息 地 法 1 IFIM 法 IFIM (Instream Flow Incremental Methodology) 法 是 栖 息 地 法 中 应 用 最 广 泛 的 方 法, 是 美 国 常 用 的 方 法 IFIM 法 是 定 量 预 测 流 量 变 化 与 鱼 类 有 效 栖 息 地 变 化 关 系 的 最 佳 方 法 IFIM 法 的 栖 息 地 评 价 依 赖 于 断 面 资 料 和 水 力 栖 息 地 模 拟 技 术 PHABSIM(Physical Habitat Simulation), 需 要 利 用 详 细 的 水 力 和 河 道 形 态 的 实 测 值 和 指 示 生 物 栖 息 地 相 关 知 识 进 行 流 量 增 加 变 化 对 栖 息 地 影 响 的 评 价 主 要 评 价 指 标 包 括 河 流 中 水 流 流 速 最 小 水 深 河 床 底 质 水 温 溶 解 氧 总 碱 度 浊 度 透 光 度 等 ( 宋 兰 兰,2004) 2 CASIMIR 法 CASIMIR(Computer Aided Simulation Model for Instream Flow Requirements in diverted stream) 法, 基 于 现 场 数 据 - 流 量 在 空 间 和 时 间 上 的 变 化, 采 用 FST 建 立 水 力 学 模 型 流 量 变 化 被 选 定 的 生 物 类 型 之 间 的 关 系, 估 算 主 要 水 生 生 物 的 数 量 规 模, 并 可 模 拟 水 电 站 的 经 济 损 失 (4) 整 体 分 析 法 BBM 法 是 目 前 最 新 的 方 法, 是 由 King 和 Louw(1998) 提 出 的 BBM 法 根 据 专 家 ( 鱼 类 专 家 无 脊 椎 动 物 专 家 滨 岸 植 物 学 家 和 地 貌 学 专 家 ) 的 相 关 知 识, 在 理 解 栖 息 地 需 求 和 河 流 水 力 的 特 征 基 础 上, 确 定 区 域 内 的 流 量 需 求 BBM 法 计 算 生 态 需 水 量 可 分 为 : 正 常 年 份 逐 月 低 流 量 或 基 本 流 量 干 旱 年 份 逐 月 低 流 量 或 基 本 流 量 正 常 年 份 逐 月 冲 洗 流 量 ( 流 量 和 历 时 ) 干 旱 年 份 逐 月 冲 洗 流 量 4 种 流 量 BBM 法 生 态 需 水 量 公 式 可 表 示 为 : 生 态 环 境 需 水 量 = 水 文 动 态 流 量 + 生 态 功 能 流 量 + 流 量 和 栖 息 地 关 系 流 量 + 噪 音 流 量 噪 音 流 量 指 还 未 被 认 识 的 方 面 由 于 BBM 法 所 需 评 价 时 间 长, 需 要 新 的 方 法 迅 速 进 行 生 态 需 水 量 的 评 价, 6

8 因 此 发 展 了 DRM(desktopreservemodel), 它 的 设 计 思 路 来 自 BBM 法, 模 型 从 水 文 的 角 度 考 虑 生 态 需 水 量 的 估 算, 即 生 态 环 境 需 水 量 = 水 文 动 态 流 量 + 噪 音 流 量, 这 里 噪 音 流 量 比 BBM 法 噪 音 流 量 包 含 更 多 的 不 确 定 性 ( 宋 兰 兰,2004) (5) 日 本 日 本 定 义 河 川 维 持 正 常 机 能 下 所 必 要 之 流 量 称 正 常 流 量, 另 对 于 河 川 欲 维 持 航 运 渔 业 景 观 盐 害 防 治 河 口 闭 塞 防 治 河 川 管 理 设 施 维 护 地 下 水 位 维 持 及 保 育 动 植 物 等 功 能 综 合 考 虑 下 必 要 之 最 小 流 量 则 为 维 持 流 量, 其 以 各 地 河 川 之 正 常 流 量 能 维 持 10 年 內 最 大 枯 水 期 ( 最 低 旬 流 量 ) 为 原 则 ( 屠 晓 峰,2004) 综 合 性 地 考 虑 了 包 括 生 态 在 内 的 9 个 项 目, 决 定 为 应 维 持 的 流 量 在 设 定 维 持 流 量 的 地 点, 从 9 个 项 目 中 选 出 应 进 行 探 讨 的 项 目, 计 算 每 个 项 目 所 要 求 的 流 量 维 持 流 量 作 为 可 满 足 所 有 应 探 讨 项 目 要 求 的 流 量, 采 用 每 个 项 目 计 算 中 最 大 流 量 值 1 船 运 2 渔 业 3 景 观 4 防 止 盐 蚀 5 防 止 河 口 阻 塞 6 保 护 河 流 管 理 设 施 7 维 持 地 下 水 位 8 动 植 物 生 息 或 生 育 地 的 情 况 9 保 持 流 水 的 清 洁 按 照 此 方 法 对 日 本 主 要 河 流 进 行 维 持 流 量 的 计 算, 其 平 均 值 大 约 为 多 年 平 均 流 量 的 54% ( 大 致 为 流 域 面 积 的 1%(m 3 /s/ km 2 )), 最 小 值 在 多 年 平 均 流 量 的 20% 以 上, 见 表 4, 这 是 由 日 本 河 流 较 短 雨 量 充 沛 的 特 点 决 定 的 7

9 表 4 日 本 主 要 河 流 维 持 流 量 区 域 河 流 测 站 流 域 面 积 维 持 流 量 (m 3 /s) 平 均 流 量 维 持 流 量 所 占 比 例 Km 2 灌 溉 期 非 灌 溉 期 m 3 /s m 3 /s/km 2 北 海 道 石 狩 川 石 狩 大 桥 % 0.79% 十 胜 川 茂 岩 % 0.85% 常 吕 川 北 见 % 1.33%? 别 川 名 驹 % 1.50% 沙 流 川 平 取 % 0.88% 东 北 最 上 川 高 屋 % 0.96% 雄 物 川 椿 川 % 1.98% 马? 川 剑 吉 % 0.91% 关 东 利 根 川 栗 桥 % 1.63% 那 珂 川 野 口 % 1.42% 中 部 天? 川 鹿 岛 % 1.76% 矢 作 川 岩 津 % 0.52% 中 国 旭 川 牧 山 % 1.64% 四 国 吉 野 川 池 田 % 2.26% 九 州 大 淀 川 高 冈 % 1.66% 五 ケ 濑 川 三 轮 % 1.05% 平 均 值 53.67% 1.32% 8

10 (6) 中 国 全 国 水 资 源 综 合 规 划 技 术 细 则 1 生 态 环 境 需 水 预 测 i 目 标 与 准 则 生 态 环 境 用 水 是 指 为 维 持 生 态 与 环 境 功 能 和 进 行 生 态 环 境 建 设 所 需 要 的 最 小 需 水 量 我 国 地 域 辽 阔, 气 候 多 样, 生 态 环 境 需 水 具 有 地 域 性 自 然 性 和 功 能 性 特 点 生 态 环 境 需 水 预 测 要 以 生 态 环 境 建 设 规 划 纲 要 为 指 导, 根 据 本 区 域 生 态 环 境 所 面 临 的 主 要 问 题, 拟 定 生 态 保 护 与 环 境 建 设 的 目 标, 明 确 主 要 内 容, 确 定 其 预 测 的 基 本 原 则 和 要 求 ii 内 容 与 方 法 按 照 修 复 和 美 化 生 态 环 境 的 要 求, 可 按 河 道 内 和 河 道 外 两 类 生 态 环 境 需 水 口 径 分 别 进 行 预 测 根 据 各 分 区 各 流 域 水 系 不 同 情 况, 分 别 计 算 河 道 内 和 河 道 外 生 态 环 境 需 水 量 河 道 内 生 态 环 境 用 水 一 般 分 为 维 持 河 道 基 本 功 能 和 河 口 生 态 环 境 的 用 水 河 道 外 生 态 环 境 用 水 分 为 城 镇 生 态 环 境 美 化 和 其 他 生 态 环 境 建 设 用 水 等 不 同 类 型 的 生 态 环 境 需 水 量 计 算 方 法 不 同 城 镇 绿 化 用 水 防 护 林 草 用 水 等 以 植 被 需 水 为 主 体 的 生 态 环 境 需 水 量, 可 采 用 定 额 预 测 方 法 ; 湖 泊 湿 地 城 镇 河 湖 补 水 等, 以 规 划 水 面 面 积 的 水 面 蒸 发 量 与 降 水 量 之 差 为 其 生 态 环 境 需 水 量 对 以 植 被 为 主 的 生 态 需 水 量, 要 求 对 地 下 水 水 位 提 出 控 制 要 求 其 他 生 态 环 境 需 水, 可 结 合 各 分 区 各 河 流 的 实 际 情 况 采 用 相 应 的 计 算 方 法 河 道 外 生 态 环 境 需 水 量, 按 表 4 和 表 5 填 报 ; 河 道 内 生 态 环 境 需 水 量 在 表 6 中 填 报 2 河 道 内 其 他 需 水 预 测 河 道 内 其 他 生 产 活 动 用 水 ( 包 括 航 运 水 电 渔 业 旅 游 等 ) 一 般 来 讲 不 消 耗 水 量, 但 因 其 对 水 位 流 量 等 有 一 定 的 要 求, 因 此, 为 做 好 河 道 内 控 制 节 点 的 水 量 平 衡, 亦 需 要 对 此 类 用 水 量 进 行 估 算 具 体 可 根 据 其 各 自 的 要 求, 按 照 其 特 点, 参 照 有 关 计 算 方 法 分 别 估 算, 并 计 算 控 制 节 点 的 月 需 水 量 外 包 线 9

11 表 5 城 镇 生 态 环 境 美 化 需 水 预 测 成 果 三 级 区 地 级 行 政 区 水 平 年 绿 化 ( 万 亩 ) 规 划 目 标 河 道 外 净 需 水 定 额 年 净 需 水 量 ( 万 m 3 ) 河 湖 补 水 环 境 卫 生 绿 化 河 湖 补 水 环 境 卫 生 绿 化 河 湖 补 水 环 境 卫 生 合 计 ( 万 亩 ) (km 2 ) (m 3 / 亩 ) (m 3 / 亩 ) (m 3 /km 2 ) 年 毛 需 水 量 合 计 ( 万 m 3 ) 2000 年 现 状 基 准 年 2010 年 2020 年 2030 年 : : : 注 : 环 境 卫 生 年 净 需 水 量 以 城 市 面 积 定 额 法 计 算, 主 要 为 清 洁 马 路 及 公 共 设 施 用 水 10

12 表 6 河 道 外 生 态 环 境 需 水 量 预 测 成 果 规 划 目 标 需 水 定 额 需 水 量 ( 万 m 3 ) 地 级 三 级 区 行 政 区 水 平 年 水 土 保 持 防 护 林 草 防 沙 固 沙 地 下 水 回 补 湖 泊 湿 地 其 他 水 土 保 持 防 护 林 草 防 沙 固 沙 地 下 水 回 补 湖 泊 湿 地 其 他 ( 万 km 2 ) ( 万 亩 ) ( 万 亩 ) ( 万 km 2 ) ( 万 km 2 ) (m 3 /km 2 ) (m 3 / 亩 ) (m 3 / 亩 ) (m 3 /km 2 ) (m 3 /km 2 ) 水 土 保 持 防 护 林 草 防 沙 固 沙 地 下 水 回 补 湖 泊 湿 地 其 他 合 计 现 状 2000 年 基 准 年 2010 年 2020 年 2030 年 : : : 注 :1 河 道 外 修 复 生 态 环 境 需 水 量 不 分 净 需 水 量 和 毛 需 水 量 ; 2 防 护 林 草 的 规 划 需 水 定 额 及 年 需 水 量 为 维 持 其 正 常 生 长 的 用 水 量, 因 此 引 起 产 水 量 的 减 少, 将 在 水 资 源 数 量 评 价 中 考 虑 ; 3 水 土 保 持 防 沙 固 沙 等 项 的 规 划 需 水 定 额 及 年 需 水 量, 可 根 据 各 地 实 际 情 况 设 定 3 湖 泊 湿 地 指 河 道 外 需 要 进 行 人 工 补 水 的 部 分 11

13 表 7 河 流 主 要 控 制 节 点 河 道 内 年 需 水 过 程 预 测 所 在 河 道 内 生 态 环 境 需 水 河 道 内 其 他 生 产 活 动 需 水 来 水 控 制 维 持 河 道 基 本 功 能 河 口 生 态 通 河 其 他 综 合 一 级 保 证 水 平 年 月 份 综 合 养 殖 水 力 发 节 点 河 流 河 道 稀 释 综 合 采 冲 淤 防 潮 河 口 生 综 合 采 湖 泊 其 他 航 运 生 产 采 用 区 率 冲 沙 防 凌 采 用 量 业 电 基 流 净 化 用 量 保 港 压 碱 物 用 量 湿 地 活 动 量 1 月 2 月 : 2000 年 12 月 多 年 全 年 水 量 平 均 ( 万 m 3 ) 2010 年 : 2020 年 : 2030 年 : 50% : : 75% 95% : : : : : : 单 位 :m 3 /s 月 外 包 需 水 需 水 量 注 :1 其 他 生 产 活 动 需 水 量 可 根 据 具 体 情 况 设 定 2 维 持 河 道 基 本 功 能 需 水 量 综 合 采 用 量 为 河 道 基 流 冲 沙 防 凌 稀 释 净 化 四 项 中 的 最 大 需 水 量 ; 河 口 生 态 综 合 采 用 量 为 冲 淤 保 港 防 潮 压 咸 河 口 生 物 三 项 中 的 最 大 12

14 2.3 计 算 方 法 的 对 比 - 以 太 子 河 流 域 为 例 以 辽 河 流 域 的 太 子 河 流 域 为 例, 应 用 Tennant 法 7Q10 法 日 本 维 持 流 量 计 算 方 法 分 别 计 算 其 最 小 生 态 流 量, 结 果 见 表 8 图 1 三 种 计 算 方 法 的 结 果 差 异 不 大, 最 小 流 量 为 平 均 流 量 的 5%~10% 表 8 太 子 河 流 域 主 要 站 点 维 持 流 量 (m 3 /s) 地 点 平 均 流 量 Tennant 法 7Q10 法 日 本 方 法 三 种 方 法 平 均 比 例 本 溪 % 辽 阳 % 大 东 山 堡 % 小 林 子 % 唐 马 寨 % 海 城 % 维 持 流 量 ( 立 方 米 每 秒 ) Tennant 法 7Q10 法 日 本 方 法 本 溪 辽 阳 大 东 山 堡 小 林 子 唐 马 寨 海 城 图 1 太 子 河 流 域 主 要 站 点 维 持 流 量 13

15 3 生 态 水 权 的 实 现 3.1 生 态 水 权 的 特 点 这 里 的 生 态 水 权 指 的 是 生 态 环 境 用 水 权, 一 般 意 义 的 水 权 主 要 解 决 的 是 人 与 人 之 间 的 权 利 分 配, 生 态 水 权 解 决 的 是 人 与 物 之 间 的 权 利 分 配 水 权 的 特 点 之 一 是 用 水 者 之 间 对 总 量 一 定 的 权 利 的 分 配, 因 此 许 多 分 水 制 度 几 百 年 几 前 年 不 变 但 是, 对 于 生 态 水 权, 由 于 权 利 的 主 体 特 别 是 生 态 那 部 分 的 权 利 主 体 不 能 主 动 争 取 权 利, 生 态 水 权 被 不 断 侵 占, 随 着 社 会 经 济 的 迅 速 发 展, 这 种 侵 占 一 方 面 使 生 态 环 境 遭 到 破 坏, 另 一 方 面 也 影 响 到 社 会 经 济 的 可 持 续 发 展, 因 而 日 益 受 到 关 注 生 态 环 境 用 水 权 的 主 体 只 能 是 政 府, 具 有 不 可 自 由 交 易 性, 在 水 权 分 配 中 具 有 优 先 性, 但 对 水 量 水 质 的 要 求 较 低 生 态 环 境 用 水 权 的 特 征 为 ( 李 云 玲,2004): (a) 外 部 性 生 态 用 水 虽 不 直 接 产 生 经 济 效 益, 但 这 部 分 水 量 如 供 给 不 足, 将 给 区 域 生 态 环 境 带 来 不 利 影 响, 甚 至 产 生 生 态 灾 害, 造 成 损 失 (b) 分 离 性 虽 然 所 有 权 和 使 用 权 分 离, 但 对 使 用 权 来 说, 它 不 同 于 一 般 的 生 产 生 活 用 水 权, 生 态 环 境 用 水 权 的 主 体 是 政 府, 而 对 于 其 他 用 水 权 的 使 用 权 的 主 体 可 以 是 政 府 单 位 部 门, 也 可 以 是 个 人 (c) 不 可 自 由 交 易 性 这 是 一 种 非 排 他 性 的 公 共 物 品, 不 能 完 全 进 入 水 市 场, 应 避 免 以 牺 牲 生 态 环 境 为 代 价 换 取 眼 前 利 益 现 象 的 发 生, 它 主 要 应 该 由 政 府 负 责 管 理 提 供, 其 交 易 应 该 在 政 府 的 监 督 下 进 行 (d) 迟 滞 性 生 态 环 境 对 水 分 的 反 应 不 敏 感, 具 有 滞 后 效 应, 水 质 要 求 低 ; 在 用 水 高 峰 期, 这 部 分 水 权 在 时 程 上 和 质 量 上 可 以 稍 后 或 略 低 于 其 他 水 权 生 态 环 境 用 水 应 具 有 优 先 权, 在 规 划 水 权 分 配 中 应 首 先 予 以 考 虑 图 2 生 态 环 境 水 权 在 水 权 分 配 中 的 地 位 14

16 可 以 用 下 面 的 公 式 简 要 表 达 生 态 环 境 用 水 权 在 水 权 分 配 中 的 地 位 : QE = αq, QA = ( 1 α ) Q0 0 其 中, Q - 生 态 环 境 用 水 权 ; E Q - 总 可 分 配 水 权 ; 0 Q - 可 分 配 水 权 ; A α - 系 数,0~ 各 国 关 于 生 态 水 权 的 立 法 以 色 列 水 法 (1959 年 制 定 1971 年 修 订 ) 第 9 条 任 何 人 都 有 如 下 义 务, 在 水 被 管 理 的 情 况 下 能 有 效 且 节 约 用 水, 能 够 使 在 管 理 下 的 水 的 设 施 保 持 良 好 状 态, 防 止 水 的 浪 费 和 污 染, 任 何 水 资 源 都 不 能 使 他 闭 塞 枯 竭 污 染 苏 联 水 法 (1970 年 制 定 ) 基 本 水 法 的 制 定 目 的 在 于, 为 扩 充 居 民 同 国 民 经 济 的 必 需, 合 理 地 利 用 水 资 源, 保 护 水 体 不 受 污 染 污 浊 干 枯, 哥 伦 比 亚 水 法 (1974 年 制 定 ) 第 91 条 遇 有 类 似 水 量 不 足 干 涸 等 情 况 时, 可 以 对 水 的 供 给 量 和 供 给 顺 序 进 行 变 更 中 华 人 民 共 和 国 水 法 第 十 六 条, 建 设 水 力 发 电 站, 应 当 保 护 生 态 环 境, 兼 顾 防 洪 供 水 灌 溉 航 运 竹 木 流 放 和 渔 业 等 方 面 的 需 要 第 二 十 条, 兴 建 水 工 程 或 者 其 他 建 设 项 目, 对 原 有 灌 溉 用 水 供 水 水 源 或 者 航 道 水 量 有 不 利 影 响 的, 建 设 单 位 应 当 采 取 补 救 措 施 或 者 予 以 补 偿 第 三 十 一 条, 调 蓄 径 流 和 分 配 水 量, 应 当 兼 顾 上 下 游 和 左 右 岸 用 水 航 运 竹 木 流 放 渔 业 和 保 护 生 态 环 境 的 需 要 3.3 生 态 水 权 的 实 现 由 于 生 态 本 身 不 能 主 张 自 己 的 权 利, 因 此 生 态 水 权 的 实 现 与 一 般 水 权 有 所 不 同 在 我 国 现 行 的 水 资 源 管 理 体 制 下, 政 府 必 须 承 担 生 态 水 权 代 言 人 的 责 任, 首 先 应 该 根 据 不 同 河 流 的 特 点, 确 定 不 同 生 态 流 量, 然 后 在 初 始 水 权 的 划 分 中 对 生 态 水 权 予 以 考 虑, 最 后 在 水 资 源 规 15

17 划 水 资 源 管 理 中 实 现 生 态 水 权 生 态 水 权 的 实 现 首 先 是 立 法 的 保 证 ( 但 一 般 只 是 原 则 性 规 定 ), 然 后 是 水 资 源 规 划 中 对 生 态 水 权 的 规 定 ( 也 可 以 理 解 为 初 始 水 权 的 划 分 ), 最 重 要 的 是 水 资 源 管 理 过 程 中 代 表 政 府 的 水 行 政 主 管 部 门 对 生 态 水 权 的 重 视 与 落 实, 特 别 是 要 落 实 对 侵 害 生 态 水 权 的 惩 罚 措 施 生 态 水 权 的 实 现 途 径 包 括 : 立 法 : 我 国 的 水 法 已 经 对 生 态 水 权 要 有 了 明 确 的 规 定, 但 这 仍 然 是 原 则 性 的 规 定, 并 不 具 有 可 操 作 性 由 于 生 态 环 境 的 日 益 恶 化, 以 及 和 谐 社 会 建 设 与 节 水 型 社 会 建 设 的 需 要, 亟 需 开 展 生 态 水 权 的 立 法 工 作, 明 确 生 态 水 权 的 具 体 要 求 法 国 乡 村 法 为 我 们 提 供 了 很 好 的 借 鉴, 其 第 条 规 定 : 河 流 最 低 环 境 流 量 不 应 小 于 多 年 平 均 流 量 的 1/10; 对 于 所 有 河 流, 或 者 部 分 河 流, 如 果 其 多 年 平 均 流 量 大 于 80m3/s 时, 政 府 可 以 给 每 条 河 制 定 法 规, 但 最 低 流 量 的 下 限 不 得 低 于 多 年 平 均 流 量 的 1/20 协 议 : 由 于 水 资 源 的 紧 缺 性, 历 史 上 产 生 了 各 种 各 样 的 用 水 协 议 分 水 协 议, 但 较 少 考 虑 生 态 环 境 的 需 要 在 生 态 水 权 的 实 现 过 程 中, 协 议 可 以 成 为 立 法 的 补 充 黄 河 的 分 水 协 议 就 可 以 看 作 是 关 于 生 态 水 权 的 协 议, 按 照 1987 年 黄 河 分 水 协 议, 黄 河 多 年 平 均 水 资 源 量 580 亿 立 方 米, 其 中 沿 黄 各 省 可 按 各 自 配 额 共 利 用 370 亿 立 方 米, 余 下 的 210 亿 立 方 米 可 视 为 生 态 环 境 用 水 由 于 协 议 只 规 定 了 总 引 水 量, 缺 少 可 操 作 性 的 指 标, 而 惩 罚 手 段 也 不 落 实, 所 以 这 个 协 议 没 有 得 到 很 好 的 贯 彻, 牺 牲 最 大 的 是 生 态 环 境 用 水 以 至 引 起 黄 河 的 断 流 在 政 府 的 指 导 下, 用 水 户 之 间 通 过 协 议 实 现 生 态 水 权 是 有 可 能 的 规 划 : 法 律 对 水 权 的 规 定 要 在 规 划 得 到 体 现, 水 资 源 规 划 特 别 是 水 资 源 供 需 分 析 中, 要 合 理 考 虑 生 态 需 水, 其 优 先 权 仅 次 于 生 活 用 水 新 一 轮 全 国 水 资 源 综 合 规 划 中, 对 生 态 水 权 有 比 较 全 面 的 考 虑 但 在 实 践 中, 一 方 面 对 生 态 水 权 的 界 定 尚 没 有 统 一 的 认 识, 另 一 方 面 规 划 并 不 能 在 实 践 中 得 到 很 好 地 贯 彻 管 理 : 政 府 通 过 水 行 政 主 管 部 门 实 现 对 水 资 源 的 管 理, 主 要 的 手 段 是 取 水 许 可 制 度 水 行 政 主 管 部 门 在 审 批 取 水 申 请 发 放 取 水 许 可 证 的 过 程 中, 必 须 对 生 态 用 水 予 以 保 证 此 外, 对 取 水 行 为 进 行 有 效 监 督, 对 未 经 许 可 的 取 水 行 为 和 超 出 标 准 的 取 水 行 为 采 取 严 厉 的 惩 罚 工 程 : 工 程 措 施 是 实 现 生 态 水 权 的 重 要 手 段, 特 别 是 在 生 态 水 权 遭 到 破 坏 的 情 况 下 在 塔 里 木 河 下 游 生 态 恢 复 的 过 程 中, 河 道 输 浚 堤 防 建 设 等 工 程 措 施 发 挥 了 重 要 作 用 另 外, 生 态 环 境 中 占 有 重 要 地 位 的 人 工 景 观, 主 要 是 通 过 工 程 手 段 实 现 的 经 济 手 段 : 与 一 般 意 义 的 水 权 转 让 不 同, 这 里 的 经 济 手 段 是 指 通 过 政 府 投 资, 实 现 生 产 生 活 的 节 水, 从 而 实 现 水 权 从 社 会 经 济 向 生 态 环 境 的 转 移 在 生 态 水 权 的 实 现 过 程 中, 往 往 是 以 上 各 种 手 段 的 综 合 运 用 以 塔 里 木 河 为 例, 为 了 实 现 生 态 保 护 目 标 特 别 是 恢 复 下 游 生 态 走 廊, 采 取 的 措 施 包 括 : 源 流 采 取 节 水 措 施, 增 加 向 干 流 供 水 ; 开 展 干 流 堤 防 建 设, 减 少 干 流 的 无 效 消 耗, 增 加 向 下 游 供 水 ; 自 博 斯 腾 湖 调 水, 向 16

18 塔 里 木 河 下 游 应 急 生 态 输 水 通 过 这 些 措 施, 使 得 下 游 尾 闾 台 特 玛 湖 与 绿 色 走 廊 得 到 恢 复 塔 里 木 河 干 流 生 态 水 权 的 实 现, 主 要 得 益 于 国 家 的 政 策 支 持 与 经 费 投 入 共 计 划 投 入 107 亿 元 用 于 塔 里 木 河 综 合 治 理, 源 流 向 干 流 的 输 水 也 主 要 通 过 以 投 资 换 节 水 的 方 式, 博 斯 腾 湖 的 调 水 更 是 行 政 手 段 与 经 济 手 段 相 结 合 的 产 物 中 央 政 府 通 过 塔 里 木 河 流 域 管 理 局, 依 靠 行 政 ( 地 方 行 政 长 官 协 调 会 ) 和 经 济 ( 国 家 投 资 ) 手 段, 制 定 水 量 调 度 协 议 ( 水 权 分 配 方 案 ), 并 通 过 具 体 的 监 测 和 调 度 实 现 分 水 协 议, 从 而 使 生 态 水 权 得 到 维 护 和 实 现 由 于 政 府 是 生 态 水 权 的 主 要 代 言 人, 必 须 改 变 对 政 府 评 价 中 的 唯 GDP 才 能 从 根 本 上 实 现 生 态 水 权 17

19 4 典 型 研 究 4.1 黄 河 最 小 生 态 基 流 的 确 定 与 实 现 始 于 1972 年 的 黄 河 季 节 性 断 流, 对 沿 岸 自 然 生 态 危 害 很 大, 引 起 了 广 泛 的 关 注 黄 河 下 游 最 小 生 态 基 流 的 大 小, 不 同 的 研 究 差 异 很 大 黄 河 下 游 花 园 口 高 村 利 津 3 个 控 制 断 面 的 最 小 生 态 流 量 分 别 为 170m 3 /s 140m 3 /s 154m 3 /s( 对 应 年 径 流 量 亿 m 亿 m 亿 m 3 ), 是 多 年 平 均 天 然 流 量 的 8.9% 7.4% 7.9% ( 唐 蕴, 王 浩,2004)( 水 力 定 额 法 ) 小 浪 底 水 库 建 成 以 后, 黄 河 下 游 在 维 持 良 好 输 沙 功 能 的 前 提 下 的 最 小 输 沙 用 水 总 量 为 80~120 亿 m 3 花 园 口 利 津 生 态 需 水 量 为 160~220 亿 m 3 和 130~180 亿 m 3 ( 石 伟,2002) 黄 河 最 基 本 的 生 态 基 流 是 保 证 河 道 不 断 流 国 务 院 制 定 的 黄 河 流 域 各 省 区 分 水 协 议 是 河 道 不 断 流 的 基 本 保 证 黄 河 的 分 水 协 议 也 可 以 看 作 是 关 于 生 态 水 权 的 协 议, 按 照 1987 年 黄 河 分 水 协 议 ( 见 表 9), 黄 河 多 年 平 均 水 资 源 量 580 亿 立 方 米, 其 中 沿 黄 各 省 可 按 各 自 配 额 共 利 用 370 亿 立 方 米, 余 下 的 210 亿 立 方 米 可 视 为 生 态 环 境 用 水 由 于 协 议 只 规 定 了 总 引 水 量, 缺 少 可 操 作 性 的 指 标, 而 惩 罚 手 段 也 不 落 实, 所 以 这 个 协 议 没 有 得 到 很 好 的 贯 彻, 牺 牲 最 大 的 是 生 态 环 境 用 水 以 至 引 起 黄 河 的 断 流 表 9 国 务 院 1987 年 黄 河 分 水 协 议 省 份 分 配 水 量 ( 亿 方 ) 剩 余 水 量 ( 亿 方 ) 青 海 四 川 甘 肃 宁 夏 内 蒙 陕 西 山 西 河 南 山 东 河 北 合 计

20 小 浪 底 水 库 建 成 后, 特 别 是 调 水 调 沙 的 实 现, 黄 河 下 游 的 生 态 基 流 得 到 工 程 上 的 保 证 为 了 改 变 黄 河 下 游 主 河 槽 急 剧 萎 缩 行 洪 输 沙 能 力 锐 减 的 状 况, 从 2002 年 开 始, 黄 河 水 利 委 员 会 连 续 进 行 了 3 年 的 调 水 调 沙 试 验, 并 于 2005 年 正 式 转 入 生 产 运 用 连 续 四 次 调 水 调 沙 已 将 3 亿 多 吨 泥 沙 送 入 大 海, 并 初 步 遏 制 了 黄 河 下 游 主 河 槽 萎 缩 二 级 悬 河 持 续 恶 化 的 不 利 态 势, 并 使 黄 河 三 角 洲 湿 地 面 积 明 显 增 加, 仅 2005 年 第 四 次 调 水 调 沙 就 使 新 淤 地 向 海 内 推 进 1.6 公 里, 新 增 湿 地 2 万 亩 2005 年 黄 河 调 水 调 沙 所 用 水 量 全 部 来 自 黄 河 干 流 万 家 寨 三 门 峡 和 小 浪 底 三 座 水 库 汛 限 水 位 以 上 的 蓄 水, 共 计 46.2 亿 立 方 米 本 次 调 水 调 沙 自 6 月 16 日 开 始, 将 于 小 浪 底 库 水 位 降 至 汛 限 水 位 时 结 束 其 间, 小 浪 底 平 均 下 泄 流 量 2900 立 方 米 / 秒, 最 高 达 3300 立 方 米 / 秒 ( 人 民 日 报 ) 4.2 塔 里 木 河 流 域 生 态 用 水 的 界 定 与 实 现 流 域 概 况 塔 里 木 河 ( 简 称 塔 河 ) 流 域 是 我 国 第 一 大 内 陆 河 流 域, 自 西 向 东 绕 塔 克 拉 玛 干 大 沙 漠 贯 穿 塔 里 木 盆 地 塔 里 木 河 流 域 是 环 塔 里 木 盆 地 的 阿 克 苏 河 喀 什 噶 尔 河 叶 尔 羌 河 和 田 河 开 都 河 ~ 孔 雀 河 迪 那 河 渭 干 河 与 库 车 河 克 里 雅 河 和 车 尔 臣 河 等 九 大 水 系 144 条 河 流 的 总 称, 也 是 环 塔 里 木 盆 地 诸 多 向 心 水 系 的 总 称 ( 见 エラー! 参 照 元 が 見 つかりません ) 流 域 面 积 102 万 km 2, 涵 盖 整 个 南 疆 ( 国 内 流 域 面 积 99.6 万 km 2 ), 其 中 山 地 占 47%, 平 原 区 占 20%, 沙 漠 面 积 占 33% 流 域 多 年 平 均 天 然 径 流 量 亿 m 3 ( 国 外 入 境 水 量 63 亿 m 3 ), 主 要 以 冰 川 融 雪 补 给 为 主, 不 重 复 地 下 水 资 源 量 为 30.7 亿 m 3, 流 域 水 资 源 总 量 为 429 亿 m 3 由 于 人 类 活 动 与 气 候 变 化 等 影 响,20 世 纪 40 年 代 以 前, 车 尔 臣 河 克 里 雅 河 迪 那 河 相 继 与 干 流 失 去 地 表 水 联 系,40 年 代 以 后 喀 什 噶 尔 河 开 都 河 孔 雀 河 渭 干 河 也 逐 渐 脱 离 干 流 目 前 与 塔 里 木 河 干 流 有 地 表 水 联 系 的 只 有 和 田 河 叶 尔 羌 河 和 阿 克 苏 河 三 条 源 流, 孔 雀 河 通 过 扬 水 站 从 博 斯 腾 湖 抽 水 经 库 塔 干 渠 向 塔 里 木 河 下 游 灌 区 输 水, 形 成 四 源 一 干 的 格 局, 见 图 3 由 于 四 源 一 干 流 域 面 积 占 流 域 总 面 积 的 25.4%, 多 年 平 均 年 径 流 量 占 流 域 年 径 流 总 量 的 64.4%, 对 塔 里 木 河 的 形 成 发 展 与 演 变 起 着 决 定 性 的 作 用 塔 里 木 河 干 流 是 从 肖 夹 克 至 台 特 玛 湖 区 段 的 河 道, 全 长 1321km 塔 河 干 流 区 流 域 面 积 为 km 2, 流 域 涉 及 南 疆 五 个 地 州 27 个 县 市 和 生 产 建 设 兵 团 49 个 农 牧 团 场 塔 里 木 河 干 流 是 典 型 的 干 旱 区 内 陆 河, 自 身 不 产 流, 水 资 源 全 部 来 自 其 源 流 补 给, 为 纯 耗 散 型 内 陆 河 在 进 入 塔 里 木 河 干 流 的 水 量 逐 年 递 减 的 情 况 下, 干 流 长 期 以 来 疏 于 管 理, 无 工 程 控 制 手 段, 上 中 游 耗 水 量 占 阿 拉 尔 断 面 来 水 量 的 比 例 不 断 增 加, 到 达 下 游 河 道 的 水 量 递 减 更 为 显 著, 造 成 下 游 大 西 海 子 拦 河 水 库 以 下 357km 的 河 道 断 流, 土 地 沙 化, 胡 杨 林 面 积 锐 减, 尾 闾 台 特 玛 湖 干 涸, 具 有 战 略 意 义 的 绿 色 走 廊 濒 临 毁 灭 19

21 图 3 塔 河 四 源 一 干 示 意 图 塔 里 木 河 干 流 卡 拉 至 台 特 玛 湖 下 游 河 段, 主 河 道 长 约 428km, 由 于 河 道 两 侧 原 来 植 被 良 好, 故 称 为 绿 色 走 廊, 走 廊 面 积 为 4240km 2 卡 拉 的 来 水 量 ( 不 含 库 塔 干 渠 水 量 ) 已 由 50~ 60 年 代 (57~67) 的 12 亿 m 3, 减 少 到 80~90 年 代 (86~95) 的 2.7 亿 m 3 阿 拉 干 至 台 特 玛 湖 的 下 游 下 段 已 断 流 多 年, 原 有 胡 杨 及 圣 柳 灌 木 成 片 死 亡, 多 数 复 没 于 流 沙 之 下 ; 铁 干 里 克 至 阿 拉 干 的 下 游 中 段, 英 苏 以 上 因 有 大 西 海 子 水 库 少 量 泄 水, 尚 有 胡 杨 和 圣 柳, 以 下 因 河 水 断 流, 植 被 衰 败 沙 化 严 重 生 态 环 境 恶 化 ; 卡 拉 至 铁 干 里 克 的 下 游 上 段, 农 二 师 5 个 团 场 现 靠 塔 河 干 流 及 库 塔 干 渠 来 水 勉 强 维 持, 但 农 业 生 产 及 生 态 环 境 常 受 干 旱 威 胁 因 此, 塔 里 木 河 干 流 下 游 绿 色 走 廊 的 生 态 环 境 问 题 已 成 为 国 内 外 瞩 目 的 重 大 环 境 问 题 塔 里 木 河 流 域 综 合 治 理 中 国 政 府 十 分 重 视 塔 里 木 河 流 域 的 综 合 治 理 工 作,2001 年 2 月 国 务 院 第 95 次 总 理 办 公 会 议 通 过 了 由 新 疆 维 吾 尔 自 治 区 人 民 政 府 和 水 利 部 编 制 的 塔 里 木 河 流 域 近 期 综 合 治 理 规 划 报 告, 规 划 要 求, 按 照 国 家 实 施 西 部 大 开 发 的 战 略 布 局, 在 五 年 内 投 资 亿 元, 使 塔 里 木 河 流 域 的 生 态 环 境 建 设 取 得 突 破 性 进 展, 这 对 实 现 流 域 经 济 社 会 和 生 态 环 境 的 协 调 发 展, 具 有 十 分 重 要 的 意 义 根 据 水 资 源 供 需 平 衡 分 析, 现 状 水 平 年 干 流 平 均 来 水 量 38.7 亿 m 3, 与 2006 年 治 理 目 标 实 现 后 要 求 达 到 的 来 水 量 51.0 亿 m 3 相 差 12.3 亿 m 3, 所 差 水 量 须 通 过 对 源 流 区 采 取 以 节 水 为 中 心 的 治 理 措 施 来 解 决, 考 虑 到 源 流 区 下 游 河 道 的 输 水 损 失, 当 地 灌 区 节 水 量 须 达 到 亿 m 3 在 源 流 治 理 的 同 时, 通 过 干 流 综 合 整 治 和 灌 区 节 水 改 造 节 水 3.7 亿 m 3, 并 退 耕 33 万 亩, 20

22 节 水 3.18 亿 m 3, 以 满 足 干 流 工 业 生 活 用 水 及 合 理 的 生 态 需 水, 实 现 大 西 海 子 下 泄 3.5 亿 m 3 生 态 水 量, 输 水 到 台 特 玛 湖 的 目 标 本 次 近 期 综 合 治 理 的 目 标 与 原 规 划 水 平 年 2010 年 所 不 同 之 处 就 是 增 加 了 开 孔 河 向 塔 里 木 河 下 游 的 输 水 量, 由 原 规 划 的 3.0 亿 m 3 ( 现 状 为 2.5 亿 m 3 ) 提 高 到 了 4.5 亿 m 3, 干 流 来 水 总 量 由 49.5 亿 m 3 增 加 到 51.0 亿 m 3 规 划 总 投 资 亿 元 项 目 建 设 内 容 主 要 包 括 : (1) 灌 区 节 水 改 造 工 程 (2) 平 原 水 库 节 水 改 造 工 程 (3) 地 下 水 开 发 利 用 工 程 (4) 河 道 治 理 工 程 (5) 博 斯 腾 湖 输 水 工 程 (6) 生 态 建 设 工 程 (7) 山 区 控 制 性 水 库 工 程 (8) 流 域 水 资 源 调 度 及 管 理 工 程 建 设 塔 里 木 河 下 游 应 急 生 态 输 水 依 据 目 前 塔 里 木 河 生 态 恶 化 趋 势 严 重 的 现 状, 若 不 采 取 一 些 应 急 措 施, 很 可 能 会 因 为 流 域 治 理 的 工 程 措 施 跟 不 上 环 境 恶 化 的 速 度, 而 最 终 无 法 实 现 逐 步 恢 复 塔 里 木 河 生 态 保 护 绿 色 走 廊 的 目 标 所 以, 应 急 向 大 西 海 子 水 库 以 下 输 一 定 的 水 量, 提 高 河 道 两 岸 地 下 水 位, 遏 制 生 态 劣 变 的 趋 势, 保 证 在 必 要 的 工 程 实 施 完 成 前, 维 持 和 保 护 现 有 植 被, 是 十 分 重 要 的 从 2000 年 5 开 始, 利 用 开 都 河 来 水 偏 丰, 博 斯 腾 湖 持 续 高 水 位 的 有 利 时 机, 由 塔 里 木 河 流 域 管 理 局 与 巴 州 农 二 师 共 同 组 织 五 次 向 塔 河 下 游 生 态 应 急 输 水, 经 过 三 年 多 时 间, 从 博 斯 腾 湖 共 调 出 水 量 亿 m 3, 自 大 西 海 子 水 库 泄 洪 闸 向 塔 河 下 游 输 水 亿 m 3, 三 次 将 水 输 到 台 特 玛 湖, 最 大 形 成 了 近 30 平 方 公 里 的 湖 面 输 水 工 程 使 下 游 的 水 文 状 况 得 到 了 改 善 生 态 环 境 得 到 了 一 定 程 度 恢 复 五 次 应 急 输 水 线 路 主 要 自 博 斯 腾 湖 调 水, 通 过 孔 雀 河 第 一 分 水 枢 纽 第 二 分 水 枢 纽 第 三 分 水 枢 纽 普 惠 泄 洪 闸 输 送 至 66 分 水 闸, 再 经 库 塔 干 渠 到 卡 拉 水 库 退 水 闸, 最 终 进 入 塔 里 木 河, 输 入 大 西 海 子 水 库 ; 最 后 经 大 西 海 子 水 库 泄 洪 闸, 将 水 输 入 其 文 阔 尔 河 和 老 塔 里 木 河, 进 入 尾 闾 台 特 玛 湖 另 外,2002~2003 年 塔 里 木 河 干 流 来 水 偏 丰, 同 时 塔 管 局 对 干 流 实 施 严 格 的 水 量 调 度 方 案, 后 三 次 输 水 期 间 自 塔 里 木 河 上 中 游 调 剂 部 分 水 量, 进 入 大 西 海 子 水 库 并 泄 入 下 游 河 道 21

23 输 水 线 路 自 博 斯 腾 湖 至 台 特 玛 湖 共 计 km 其 中, 博 斯 腾 湖 至 66 分 水 闸 390.0km; 66 分 水 闸 至 卡 拉 30.0km; 卡 拉 至 大 西 海 子 水 库 150.0km; 大 西 海 子 水 库 泄 洪 闸 到 台 特 玛 湖 km 应 急 输 水 调 水 线 路 见 图 4 图 4 塔 河 下 游 应 急 输 水 示 意 图 生 态 环 境 保 护 目 标 内 陆 干 旱 区 的 自 然 植 被 按 照 水 源 的 不 同, 可 以 分 为 主 要 靠 降 水 维 持 的 荒 漠 生 态 系 统 主 要 靠 河 湖 水 量 补 给 维 持 天 然 绿 洲 生 态 系 统 和 主 要 靠 社 会 经 济 系 统 用 水 未 消 耗 部 分 的 人 工 绿 洲 生 态 系 统, 其 中 与 人 类 社 会 经 济 关 系 密 切 的 是 后 两 类 生 态 系 统 根 据 生 态 环 境 保 护 目 标 确 定 维 持 与 改 善 自 然 景 观 及 环 境 状 况 的 自 然 生 态 系 统, 为 支 撑 该 系 统 平 衡 所 需 消 耗 的 水 分 或 所 消 耗 的 水 资 源 量 为 生 态 需 水 量 生 态 需 水 包 括 有 河 道 湖 泊 的 耗 水 ; 河 道 及 两 岸 湖 泊 周 围 的 自 然 生 态 植 被 及 湿 地 的 耗 水 ; 包 括 绿 洲 内 部 与 周 边 的 自 然 生 态 植 被 的 耗 水 河 道 湖 泊 及 其 植 被 的 耗 水 由 维 持 一 定 的 河 湖 水 量 来 保 证 ; 绿 洲 内 部 与 周 边 的 自 然 生 态 耗 水 除 河 道 洪 水 漫 溢 外, 主 要 由 社 会 经 济 用 水 中 未 被 消 耗 的 水 量 来 满 足 生 态 需 水 不 包 括 人 工 灌 溉 林 草 的 经 济 与 环 境 用 水 根 据 上 述 原 则, 分 别 确 定 各 研 究 区 域 的 自 然 生 态 环 境 保 护 目 标 自 然 生 态 需 水 量, 并 根 据 水 资 源 配 置 的 现 状 提 出 水 资 源 配 置 的 要 求 自 然 生 态 环 境 保 护 目 标 : 干 流 上 中 游 天 然 植 被 面 积 基 本 上 维 持 现 状, 改 善 面 积 约 hm 2 (1950 万 亩 ); 干 流 下 游 最 低 保 护 目 标 是 要 使 已 断 流 的 下 游 300 多 公 里 ( 台 特 玛 湖 至 大 西 海 子 ) 河 道 逐 步 沙 化 的 地 域 生 态 恶 化 得 以 扭 转, 要 求 水 流 到 台 特 玛 湖, 地 下 水 位 恢 复 到 基 本 满 足 自 然 植 被 耗 水 所 需 的 要 求, 下 游 生 态 植 被 恢 复 面 积 达 hm 2 (160 万 亩 ) 22

24 自 然 生 态 需 水 量 : 生 态 需 水 指 标 按 林 地 300m 3 / 亩, 灌 木 和 草 150m 3 / 亩, 综 合 按 200m 3 / 亩 ( 约 300mm) 初 步 估 算 生 态 需 水 量, 干 流 上 中 游 生 态 需 水 量 约 39 亿 m 3 ; 干 流 下 游 生 态 需 水 量 约 4 亿 m 3 总 计 生 态 需 水 量 约 43 亿 m 3 水 资 源 配 置 : 塔 河 干 流 的 社 会 经 济 用 水 主 要 是 农 牧 业 的 耗 水, 以 农 牧 业 耗 水 综 合 定 额 ( 含 渠 道 水 库 的 蒸 发 损 失 等 ) 估 算, 综 合 耗 水 定 额 取 为 460m 3 / 亩 ( 约 650~700mm) 干 流 上 中 游 灌 溉 面 积 按 hm 2 (90 万 亩 计 ), 耗 水 量 约 4 亿 m 3 ; 干 流 下 游 灌 溉 面 积 按 hm 2 (40 万 亩 ) 计, 耗 水 量 约 2 亿 m 3 这 样 社 会 经 济 的 用 水 量 为 6 亿 m 3, 目 前 四 源 流 对 干 流 的 供 水 量 约 39 亿 m 3 左 右, 因 此 可 以 认 为 现 状 自 然 生 态 耗 水 为 33 亿 m 3, 生 态 耗 水 的 缺 口 约 为 10 亿 m 3 左 右 生 态 恢 复 措 施 根 据 A, 塔 里 木 河 干 流 上 中 游 的 生 态 需 水 为 河 流 或 流 域 的 生 态 需 水, 而 塔 里 木 河 下 游 的 生 态 需 水 为 河 道 的 生 态 需 水, 因 此 分 别 采 取 了 定 额 分 析 法 与 流 量 分 析 法 为 实 现 上 述 生 态 目 标, 采 取 了 如 下 措 施 : A 源 流 采 取 节 水 措 施, 增 加 向 干 流 供 水 B 开 展 干 流 堤 防 建 设, 减 少 干 流 的 无 效 消 耗, 增 加 向 下 游 供 水 C 自 博 斯 腾 湖 调 水, 向 塔 里 木 河 下 游 应 急 生 态 输 水 自 2000 年 5 月 以 来, 先 后 五 次 实 施 由 博 斯 腾 湖 向 塔 里 木 河 下 游 应 急 输 水, 自 大 西 海 子 水 库 泄 洪 闸 累 计 向 塔 河 下 游 输 水 亿 m 3, 将 水 输 到 台 特 玛 湖, 形 成 了 近 200 平 方 公 里 的 湖 面 生 态 恢 复 效 果 自 大 西 海 子 向 下 游 的 输 水 水 量, 主 要 有 两 个 去 向, 一 是 用 于 补 给 河 道 两 侧 的 地 下 水 与 土 壤 水, 二 是 用 于 河 道 两 侧 一 定 范 围 内 的 蒸 发 蒸 腾 消 耗, 包 括 水 面 蒸 发 土 面 蒸 发 与 植 被 蒸 腾 以 第 五 次 输 水 ( ~ , 共 131 天 ) 为 例, 大 西 海 子 下 泄 的 3.40 亿 m 3 水 量 中, 有 2.35 亿 m 3 最 终 储 留 在 地 表 以 下, 进 入 台 特 玛 湖 的 水 量 为 0.23 亿 m 3, 蒸 发 蒸 腾 消 耗 量 为 0.82 亿 m 3 如 果 全 年 输 水 一 次, 由 于 4 到 7 月 的 蒸 发 蒸 腾 量 比 较 大, 认 为 停 水 期 的 蒸 发 蒸 腾 量 大 致 也 为 0.8 亿 m 3, 这 样, 一 年 的 总 腾 发 量 是 1.6 亿 m 3, 地 下 水 土 壤 水 的 补 给 量 也 大 致 为 =1.6 亿 m 3, 进 入 台 特 玛 湖 的 水 量 大 致 是 0.3 亿 根 据 卫 星 遥 感 分 析, 大 西 海 子 至 台 特 玛 湖 在 距 河 道 0~1km 的 范 围 内, 林 地 草 地 与 灌 木 等 植 被 总 面 积 约 为 570km 2, 估 计 自 然 植 被 的 年 腾 发 量 约 为 300mm, 这 样 蒸 发 蒸 腾 消 耗 大 约 为 1.7 亿 m 3, 与 前 述 的 1.6 亿 m 3 大 致 吻 合 随 着 输 水 的 进 一 步 开 展, 一 方 面 地 下 水 位 的 不 断 上 升 将 直 接 引 起 蒸 发 蒸 腾 量 的 增 加, 同 23

25 时, 随 着 地 下 水 位 的 上 升, 地 下 水 的 影 响 范 围 将 逐 渐 扩 大, 从 而 使 得 到 恢 复 的 植 被 面 积 增 加 ; 另 一 方 面, 由 于 地 下 水 的 影 响 范 围 扩 大, 地 下 水 位 上 升 同 样 高 度 所 需 要 的 水 量 也 将 增 加 因 此, 在 输 水 量 有 限 的 条 件 下, 地 下 水 位 上 升 到 一 定 阶 段 后 将 保 持 稳 定, 而 输 水 从 全 年 的 角 度 讲 将 全 部 消 耗 于 蒸 发 蒸 腾 按 照 塔 里 木 河 综 合 治 理 近 期 规 划, 大 西 海 子 每 年 规 划 下 泄 水 量 为 3.5 亿 m 3, 首 先 分 析 这 些 水 量 能 够 维 持 的 植 被 面 积 随 着 地 下 水 位 的 进 一 步 上 升, 估 计 塔 河 下 游 自 然 植 被 的 年 腾 发 量 为 400mm, 根 据 卫 星 遥 感 分 析, 大 西 海 子 至 台 特 玛 湖 在 距 河 道 0~2km 的 范 围 内, 植 被 总 面 积 为 870km 2, 这 样 可 以 估 算 维 持 这 些 面 积 上 自 然 植 被 正 常 生 长 需 要 的 水 量 恰 好 约 为 3.5 亿 m 3 因 此, 可 以 认 为 当 地 下 水 位 恢 复 的 影 响 范 围 达 到 距 河 道 0~2km 时, 地 下 水 位 将 相 对 稳 定 塔 河 下 游 生 态 应 急 输 水 之 前 的 地 下 水 埋 深 在 8~10m 左 右, 目 前 已 经 上 升 了 2.5m 左 右, 可 以 预 见, 在 目 前 的 输 水 模 式 下, 地 下 水 的 恢 复 将 逐 渐 变 得 缓 慢, 最 终 稳 定 的 地 下 水 埋 深 估 计 在 5~6m 左 右 在 目 前 的 输 水 实 践 中, 逐 步 采 用 面 状 漫 溢 输 水 与 河 道 线 状 输 水 相 结 合, 这 将 在 一 定 程 度 上 改 变 地 下 水 位 分 布 不 均 匀 ( 靠 近 河 道 水 位 高, 远 离 河 道 水 位 低 ) 的 现 状, 有 利 于 地 下 水 的 恢 复, 从 而 有 利 于 植 被 的 恢 复 塔 里 木 河 下 游 输 水 的 水 资 源 配 置 分 析 在 前 五 次 输 水 中, 主 要 采 取 的 是 单 线 输 水 模 式 随 着 输 水 进 程 的 开 展, 塔 河 下 游 的 河 道 不 断 得 到 疏 浚, 同 时 地 下 水 位 不 断 上 升, 渗 漏 量 减 少, 这 使 得 大 西 海 子 下 泄 的 水 量 能 够 比 较 迅 速 地 到 达 台 特 玛 湖 如 果 仍 然 采 取 单 线 输 水 模 式, 将 使 得 水 大 量 进 入 台 特 玛 湖, 不 仅 起 不 到 恢 复 两 岸 生 态 的 作 用, 同 时 威 胁 218 国 道 的 安 全 因 此, 从 第 四 次 输 水 开 始, 沿 河 道 进 行 了 适 当 扒 口 开 叉 分 水, 以 增 加 水 流 横 向 覆 盖 面 积, 扩 大 生 态 恢 复 面 积 在 第 五 次 输 水 中, 分 别 采 用 其 文 阔 尔 河 与 老 塔 里 木 河 两 条 线 路, 进 行 双 线 输 水 在 塔 里 木 河 下 游 应 急 输 水 与 生 态 改 善 监 测 评 估 报 告 研 究 中, 对 输 水 方 案 与 水 量 配 置 进 行 了 探 讨, 形 成 如 下 原 则 : 1 根 据 塔 里 木 河 近 期 综 合 治 理 的 目 标, 水 资 源 配 置 以 恢 复 下 游 绿 色 走 廊 为 主, 恢 复 台 特 玛 湖 水 面 面 积 为 辅 ; 2 下 游 绿 色 走 廊 的 恢 复 和 保 护 以 现 有 植 被 为 主 以 河 道 两 侧 和 218 国 道 两 侧 为 主 ; 3 实 现 河 道 线 状 输 水 和 漫 溢 面 状 输 水 相 结 合 ; 4 面 状 输 水 以 永 久 性 供 水 为 主, 永 久 性 供 水 与 机 动 式 供 水 相 结 合 的 原 则 24

26 永 久 性 供 水 是 通 过 引 水 对 较 适 宜 地 点 ( 有 一 定 的 自 然 植 被 面 积 ) 漫 溢 形 成 固 定 的 一 定 生 长 状 态 和 结 构 ( 乔 灌 草 ) 的 生 态 植 被 ; 机 动 式 供 水 是 多 年 间 歇 供 水, 形 成 时 枯 时 荣 的 草 本 植 被, 在 同 样 的 水 量 下, 扩 大 保 护 面 积 在 以 上 原 则 的 指 导 下, 合 理 配 置 塔 河 近 期 治 理 所 要 求 的 大 西 海 子 下 泄 3.5 亿 m 3 的 水 量 首 先 确 定 台 特 玛 湖 的 的 入 湖 水 量 为 1000 万 m 3, 根 据 五 次 输 水 资 料, 经 过 模 型 预 测, 沿 程 消 耗 万 m 3, 面 状 输 水 中, 永 久 式 输 水 为 万 m 3, 机 动 式 输 水 为 1250 万 m 生 态 水 权 探 讨 塔 里 木 河 干 流 生 态 水 权 的 实 现, 得 益 于 国 家 的 政 策 支 持 于 经 费 投 入 共 计 划 投 入 107 亿 元 用 于 塔 里 木 河 综 合 治 理, 源 流 向 干 流 的 输 水 也 主 要 通 过 以 投 资 换 节 水 的 方 式, 博 斯 腾 湖 的 调 水 更 是 行 政 手 段 与 经 济 手 段 相 结 合 的 产 物 中 央 政 府 通 过 塔 里 木 河 流 域 管 理 局, 依 靠 行 政 ( 地 方 行 政 长 官 协 调 会 ) 和 经 济 ( 国 家 投 资 ) 手 段, 制 定 水 量 调 度 协 议 ( 水 权 分 配 方 案 ), 并 通 过 具 体 的 监 测 和 调 度 实 现 分 水 协 议, 从 而 使 生 态 水 权 得 到 维 护 和 实 现 4.3 其 他 澜 沧 江 梯 级 电 站 据 澜 沧 江 景 洪 水 文 站 1957 年 至 今 的 实 测 资 料, 漫 湾 电 站 投 入 运 行 前 (1993 年 ), 景 洪 水 文 站 出 现 的 最 小 流 量 为 1979 年 3 月 16 日 的 388 m 3 /s 自 1993 年 7 月 后, 景 洪 站 多 次 出 现 小 于 历 史 上 实 测 最 小 流 量 的 情 况, 有 时 甚 至 不 足 100 m 3 /s, 除 1993 年 后 有 的 年 份 来 水 比 往 年 枯 以 外, 漫 湾 大 朝 山 两 电 站 投 入 并 蓄 水 也 是 其 重 要 的 原 因 今 年 3 月 间 景 洪 水 文 站 连 续 出 现 小 流 量 269~351 m 3 /s, 致 使 景 洪 港 数 十 条 船 只, 因 航 深 不 足 而 不 能 启 航 为 此 曾 采 取 应 急 措 施, 上 游 水 库 加 大 放 水 力 度, 才 得 到 解 决 表 10 澜 沧 江 中 下 游 梯 级 最 小 下 泄 流 量 估 算 表 站 流 域 面 积 /( 万 k m 2 ) 多 年 平 均 流 量 最 小 流 量 /(m 3 /s) 电 站 出 力 /( 万 kw) /(m 3 /s) 情 况 1 情 况 2 情 况 1 情 况 2 小 湾 漫 湾 大 朝 山 糯 扎 渡 景 洪 合 计

27 4.3.2 浙 江 玉 溪 ( 杨 勇,2004) 玉 溪 水 利 枢 纽 位 于 浙 江 省 丽 水 市 莲 都 区 大 港 头 镇, 在 龙 泉 溪 的 下 游 河 段, 丽 水 至 龙 泉 的 公 路 边, 距 丽 水 市 33km 水 库 控 制 集 雨 面 积 3407k m 2, 多 年 平 均 流 量 m 3 /s, 多 年 平 均 来 水 量 36.4 亿 m 3 玉 溪 水 电 站 仅 具 日 调 节 能 力, 由 于 调 节 库 容 很 小, 电 站 下 游 通 航 需 要 上 游 紧 水 滩 水 电 站 及 石 塘 水 电 站 每 天 16h(6:00-22:00) 泄 放 流 量 不 小 于 50 m 3 /s 在 上 游 水 库 泄 放 最 小 流 量 的 情 况 下, 玉 溪 水 库 按 照 同 等 标 准 泄 放 50 m 3 /s, 能 满 足 下 游 河 道 生 态 航 运 灌 溉 景 观 等 各 项 用 水 需 求 福 建 邓 坊 一 级 电 站 ( 许 天 金,2005) 邓 坊 一 级 电 站 位 于 福 建 省 将 乐 县 高 塘 镇 邓 坊 村 境 内 的 邓 坊 溪 河 畔, 为 引 水 式 电 站 坝 址 以 上 集 雨 面 积 1015k m 2, 流 域 内 多 年 平 均 降 雨 量 mm, 坝 址 断 面 多 年 平 均 径 流 量 万 m 3, 多 年 平 均 流 量 m 3 /s 工 程 拟 建 拦 河 坝 高 4.6m, 至 压 力 前 池 间 输 水 系 统 长 2.6km, 其 中 隧 洞 长 1.7km, 明 渠 长 0.9km 电 站 设 计 水 头 183.9m, 设 计 发 电 流 量 0.46 m 3 /s, 装 机 2 320kW 邓 坊 溪 属 金 溪 水 系, 发 源 于 福 建 省 将 乐 县 万 安 镇 的 孔 坪 自 然 村, 流 经 邓 坊 陈 坊 蛇 尾 下 芦, 于 尧 坑 注 入 金 溪 干 流 流 域 面 积 46k m 2, 河 道 天 然 落 差 1060m, 其 中 可 利 用 落 差 680m 流 域 内 林 深 坡 陡, 地 表 植 被 较 好 表 11 不 同 方 法 计 算 的 流 量 值 比 较 表 计 算 方 法 流 量 /(m 3 /s) 备 注 长 系 列 法 (P=90%) 0.046/0.026 代 表 年 法 (P=90%) 0.073/0.055 最 小 月 平 均 流 量 / 最 小 日 平 均 流 量 最 小 月 平 均 流 量 / 最 小 日 平 均 流 量 7Q10 法 Montana 法 ( 达 到 好 的 标 准 ) ( 达 到 中 或 差 标 准 ) 0.061/0.122 (10~3 月 )/(4~9 月 ) 0.030/0.091 (10~3 月 )/(4~9 月 ) 多 年 平 均 流 量

28 5 结 论 5.1 研 究 思 路 生 态 水 权 的 研 究 思 路 可 以 归 纳 为 图 5, 首 先 应 该 根 据 不 同 河 流 不 同 气 候 类 型 不 同 水 库 类 型 的 特 点, 确 定 不 同 生 态 流 量 并 以 法 律 或 协 议 的 形 式 固 定 下 来, 然 后 在 初 始 水 权 的 划 分 即 水 资 源 规 划 中 对 生 态 水 权 予 以 考 虑, 最 后 通 过 水 资 源 管 理 工 程 措 施 经 济 手 段 等 实 现 生 态 水 权 图 5 生 态 水 权 的 研 究 思 路 5.2 关 于 生 态 水 权 的 界 定 本 专 题 研 究 探 讨 了 生 态 水 权 的 概 念 与 计 算 方 法, 研 究 内 容 涉 及 干 旱 区 ( 塔 里 木 河 ) 半 干 旱 区 ( 黄 河 ) 湿 润 区 ( 澜 沧 江 ), 总 结 起 来, 生 态 水 权 的 界 定 应 遵 循 以 下 原 则 : 干 旱 区 内 陆 河 应 以 下 游 尾 闾 的 水 量 为 目 标 ; 半 干 旱 区 的 河 流, 河 道 生 态 水 量 应 以 入 海 水 量 为 重 要 的 控 制 目 标 ; 湿 润 区 一 般 不 存 在 河 道 最 小 生 态 水 量 问 题, 但 修 建 大 型 水 利 工 程 特 别 是 水 力 发 电 工 程 后, 需 要 保 证 必 要 的 基 流 与 洪 水 过 程, 不 能 单 纯 从 发 电 的 经 济 效 益 考 虑 问 题 总 之, 生 态 水 权 的 界 定 应 以 便 于 计 算 便 于 操 作 为 原 则, 同 时 充 分 考 虑 不 同 区 域 的 特 点 27

29 5.3 关 于 生 态 水 权 的 实 现 节 3.3 总 结 了 生 态 水 权 的 实 现 途 径, 这 里 简 要 归 纳 如 下 : 立 法 : 我 国 的 水 法 已 经 对 生 态 水 权 要 有 了 明 确 的 规 定, 但 这 仍 然 是 原 则 性 的 规 定, 并 不 具 有 可 操 作 性 由 于 生 态 环 境 的 日 益 恶 化, 以 及 和 谐 社 会 建 设 与 节 水 型 社 会 建 设 的 需 要, 亟 需 开 展 生 态 水 权 的 立 法 工 作, 明 确 生 态 水 权 的 具 体 要 求 协 议 : 由 于 水 资 源 的 紧 缺 性, 历 史 上 产 生 了 各 种 各 样 的 用 水 协 议 分 水 协 议, 但 较 少 考 虑 生 态 环 境 的 需 要 在 生 态 水 权 的 实 现 过 程 中, 协 议 可 以 成 为 立 法 的 补 充 在 政 府 的 指 导 下, 用 水 户 之 间 通 过 协 议 实 现 生 态 水 权 是 有 可 能 的 规 划 : 法 律 对 水 权 的 规 定 要 在 规 划 得 到 体 现, 水 资 源 规 划 特 别 是 水 资 源 供 需 分 析 中, 要 合 理 考 虑 生 态 需 水, 其 优 先 权 仅 次 于 生 活 用 水 新 一 轮 全 国 水 资 源 综 合 规 划 中, 对 生 态 水 权 有 比 较 全 面 的 考 虑 但 在 实 践 中, 一 方 面 对 生 态 水 权 的 界 定 尚 没 有 统 一 的 认 识, 另 一 方 面 规 划 并 不 能 在 实 践 中 得 到 很 好 地 贯 彻 管 理 : 政 府 通 过 水 行 政 主 管 部 门 实 现 对 水 资 源 的 管 理, 主 要 的 手 段 是 取 水 许 可 制 度 水 行 政 主 管 部 门 在 审 批 取 水 申 请 发 放 取 水 许 可 证 的 过 程 中, 必 须 对 生 态 用 水 予 以 保 证 此 外, 对 取 水 行 为 进 行 有 效 监 督, 对 未 经 许 可 的 取 水 行 为 和 超 出 标 准 的 取 水 行 为 采 取 严 厉 的 惩 罚 工 程 : 工 程 措 施 是 实 现 生 态 水 权 的 重 要 手 段, 特 别 是 在 生 态 水 权 遭 到 破 坏 的 情 况 下 另 外, 生 态 环 境 中 占 有 重 要 地 位 的 人 工 景 观, 主 要 是 通 过 工 程 手 段 实 现 的 经 济 手 段 : 与 一 般 意 义 的 水 权 转 让 不 同, 这 里 的 经 济 手 段 是 指 通 过 政 府 投 资, 实 现 生 产 生 活 的 节 水, 从 而 实 现 水 权 从 社 会 经 济 向 生 态 环 境 的 转 移 28

30 致 谢 研 究 过 程 中 多 次 得 到 三 本 木 先 生 的 悉 心 指 导, 为 研 究 工 作 提 出 了 许 多 有 价 值 的 建 议 与 意 见, 三 本 木 先 生 渊 博 的 学 识 与 扎 实 的 学 风 使 我 们 受 益 匪 浅, 衷 心 感 谢 并 深 表 敬 意! 参 考 文 献 1 陈 增 奇. 浙 江 省 河 流 生 态 环 境 用 水 的 界 定 与 确 定 方 法 探 讨. 水 利 规 划 与 设 计, ( 增 ) 2 丛 振 涛, 周 海 鹰, 雷 志 栋 等. 塔 里 木 河 下 游 输 水 过 程 的 分 析 与 模 拟. 水 科 学 进 展, 洪 祖 兰. 关 于 澜 沧 江 梯 级 电 站 设 置 最 小 下 泄 流 量 的 建 议. 云 南 水 力 发 电, 李 云 玲, 谢 永 刚, 谢 悦 波. 生 态 环 境 用 水 权 的 界 定 和 分 配. 河 海 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ), 倪 晋 仁, 崔 树 彬, 李 天 宏, 金 玲. 论 河 流 生 态 环 境 需 水. 水 利 学 报, 石 伟, 王 光 谦. 黄 河 下 游 生 态 需 水 量 及 其 估 算. 地 理 学 报, 宋 进 喜, 李 怀 恩, 王 伯 铎. 河 流 生 态 环 境 需 水 量 研 究 综 述. 水 土 保 持 学 报, 宋 兰 兰, 陆 桂 华. 生 态 环 境 需 水 研 究 综 述. 水 利 水 电 科 技 进 展, 屠 晓 峰. 南 水 北 调 西 线 一 期 工 程 调 水 河 流 生 态 环 境 用 水 阈 值 的 讨 论. 黄 河 规 划 设 计, 王 金 霞, 黄 季 焜. 国 外 水 权 交 易 的 经 验 及 对 中 国 的 启 示. 农 业 技 术 经 济, 王 礼 先. 生 态 环 境 用 水 的 界 定 和 计 算 方 法. 中 国 水 利, 王 西 琴, 刘 昌 明, 杨 志 峰. 生 态 及 环 境 需 水 量 研 究 进 展 与 前 瞻. 水 科 学 进 展, 徐 志 侠, 王 浩, 陈 敏 建, 唐 克 旺, 王 研. 基 于 生 态 系 统 分 析 的 河 道 最 小 生 态 需 水 计 算 方 法 研 究 Ⅱ. 水 利 水 电 技 术, 于 龙 娟, 夏 自 强, 杜 晓 舜. 最 小 生 态 径 流 的 内 涵 及 计 算 方 法 研 究. 河 海 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ),

31 课 题 II-4 缺 水 地 区 的 用 水 稳 定 性 和 枯 水 弹 性 邵 薇 薇 ( 清 华 大 学 )

32 中 华 人 民 共 和 国 水 权 制 度 建 设 特 定 课 题 II-4 缺 水 地 区 的 用 水 稳 定 性 和 枯 水 弹 性 2006 年 6 月 研 究 指 导 者 : 杨 大 文 研 究 者 : 邵 薇 薇 一. 研 究 背 景 在 研 究 建 立 水 权 制 度 时, 除 了 考 虑 通 常 情 况 下 的 水 资 源 开 发 ( 如 修 建 水 库 ) 流 域 内 上 下 游 关 系 行 业 部 门 之 间 的 用 水 分 配 生 态 环 境 维 护 水 污 染 防 治 以 及 跨 流 域 调 水 等 水 资 源 管 理 中 的 水 权 问 题 外, 还 需 要 考 虑 自 然 条 件 变 化 ( 如 气 候 的 变 动 性 和 流 域 下 垫 面 条 件 的 改 变 ) 对 水 资 源 管 理 制 度 可 能 造 成 的 影 响 在 全 球 气 候 变 动 ( 如 地 球 温 暖 化 ) 背 景 下, 由 于 气 候 异 常 导 致 的 水 旱 灾 害 频 繁 发 生, 其 中 连 续 枯 水 发 生 的 频 率 在 上 世 纪 末 呈 增 加 趋 势, 如 中 国 的 黄 河 流 域 和 华 北 地 区 在 20 世 纪 90 年 代 都 出 现 了 近 10 年 的 连 续 枯 水 期 中 国 正 在 以 建 设 节 水 型 社 会 为 目 标 来 建 立 未 来 水 资 源 的 管 理 制 度, 但 在 高 度 节 水 对 策 下 建 立 的 社 会 经 济 发 展 模 式, 当 遇 到 更 严 重 的 枯 水 时, 将 出 现 难 以 应 对 的 局 面 因 此, 在 缺 水 地 区 需 要 研 究 如 何 建 立 具 有 ( 枯 水 ) 弹 性 的 稳 定 用 水 制 度 二. 研 究 方 法 该 课 题 将 不 考 虑 异 常 干 旱 条 件 下 的 危 机 管 理, 主 要 的 研 究 方 法 包 括 :(1) 通 过 示 意 图 的 阐 释 给 出 宏 观 上 枯 水 弹 性 范 围 与 枯 水 弹 性 指 标 的 定 义 ;(2) 尝 试 用 WPI 指 数 (Water Poverty Index) 来 度 量 中 国 各 大 流 域 的 水 资 源 贫 乏 情 况 ;(3) 对 中 国 缺 水 地 区 水 资 源 分 配 现 状 进 行 分 析 ( 以 黄 河 流 域 为 例 ), 阐 释 其 中 存 在 的 问 题, 以 及 美 国 水 权 制 度 建 设 经 验 对 我 们 的 启 示 ; (4) 对 黄 河 流 域 以 往 的 枯 水 经 验 进 行 统 计 和 分 析 ;(5) 探 讨 中 国 缺 水 地 区 水 权 制 度 建 设 的 原 则, 并 进 行 框 架 初 步 设 计 ;(6) 结 合 太 子 河 流 域, 分 析 其 水 资 源 现 状 和 枯 水 实 例 1

33 三. 与 枯 水 弹 性 相 关 的 定 义 ( 一 ) 关 于 若 干 取 水 量 的 理 解 ( 参 考 日 本 若 干 取 水 量 的 定 义 ) 在 日 本, 用 户 从 河 道 取 水 的 水 量 是 与 他 所 拥 有 的 水 权 量 是 紧 密 相 联 系 的 其 中 最 大 取 水 量 (maximum) 是 为 权 利 保 障 服 务 的, 最 大 取 水 量 对 应 于 可 以 带 来 最 大 程 度 的 权 利 保 障 ; 通 常 取 水 量 一 般 是 用 来 计 量 用 户 正 常 取 水 和 用 水 时 的 水 量 ; 而 枯 水 时 的 取 水 量 是 在 不 能 满 足 正 常 取 水 量 但 缺 水 程 度 不 严 重 时 的 取 水 量 ; 最 低 取 水 量 (minimum) 是 指 在 采 用 雨 水 利 用 措 施 和 污 水 处 理 措 施 等 方 式 之 后 把 循 环 回 收 利 用 的 水 量 也 考 虑 在 内 时 用 户 所 能 承 受 的 最 小 取 水 量 ; 而 渴 ( 枯 ) 水 克 服 量 是 指 度 过 大 枯 水 时 的 最 低 取 水 量, 是 枯 水 时 的 取 水 量 的 极 限 值 若 取 水 量 比 渴 ( 枯 ) 水 克 服 量 还 低, 社 会 就 会 产 生 饥 荒 死 亡 等 灾 害, 当 产 生 大 灾 害 时, 将 会 对 整 个 的 社 会 经 济 造 成 严 重 影 响 ( 二 ) 关 于 枯 水 弹 性 范 围 和 枯 水 弹 性 指 标 的 含 义 及 示 意 图 表 示 当 发 生 枯 水 时, 对 应 于 取 水 量 要 减 少, 这 时 从 通 常 取 水 量 到 用 户 所 能 接 受 的 渴 ( 枯 ) 水 克 服 量 之 间 的 取 水 量 的 范 围, 就 是 我 们 要 研 究 的 枯 水 弹 性 当 取 水 量 或 供 给 水 量 减 少, 但 不 至 于 导 致 灾 害 性 的 状 况 时, 这 时 取 水 量 或 供 给 水 量 可 减 少 的 最 大 程 度 称 为 枯 水 弹 性 范 围 这 里 的 不 至 于 导 致 灾 害 性 的 状 况, 是 指 可 以 有 一 定 的 经 济 损 失, 但 是 不 至 于 发 生 饥 荒 和 死 亡 等 状 况 在 研 究 枯 水 弹 性 时, 可 能 要 涉 及 到 社 会 的 节 水 措 施 例 如, 在 克 服 渴 ( 枯 ) 水 对 抗 干 旱 时, 日 本 过 去 一 般 采 用 一 些 自 卫 策 略, 如 开 挖 河 塘 河 槽 等 蓄 水 措 施 来 尽 可 能 多 地 收 集 降 雨 和 蓄 存 河 水, 缓 解 各 部 门 的 用 水 难 题, 度 过 大 枯 水 时 期 我 国 目 前 有 些 地 区 也 在 采 用 类 似 的 措 施, 如 枯 水 期 时 避 开 用 水 高 峰 时 把 河 流 中 水 用 池 塘 的 方 式 蓄 存 起 来 以 供 使 用 来 解 决 水 资 源 短 缺 的 状 况 我 们 一 般 用 多 年 平 均 的 水 资 源 量 ( 如 河 川 径 流 量 ) 来 定 义 通 常 意 义 下 的 水 权 范 畴, 然 而 实 际 的 水 权 量 是 根 据 实 际 河 川 来 水 量 的 多 少 而 变 化 的, 所 以 根 据 降 雨 量 蒸 发 量 等 的 变 化, 水 权 量 的 范 围 可 以 扩 大, 也 可 以 缩 小 这 是 对 于 自 然 系 统 而 言 对 于 人 类 系 统, 我 们 所 研 究 的 水 权 主 要 是 水 的 使 用 权 与 自 然 系 统 相 对 应, 我 们 一 般 用 多 年 平 均 的 可 获 得 水 量 来 定 义 通 常 意 义 的 水 权 范 畴, 然 而 实 际 的 可 用 水 量, 即 实 际 的 水 权 量 是 根 据 来 水 的 丰 枯 而 发 生 调 整 和 变 化 的 我 们 将 用 图 示 来 表 示 扣 除 生 态 环 境 预 留 水 权 量 后 的 整 个 人 类 社 会 的 水 权 量 对 应 的 取 水 量, 各 个 取 水 者 ( 如 工 业 农 业 生 活 等 部 门 ) 按 照 类 似 持 股 的 方 式 以 其 占 有 水 权 的 百 分 比 来 分 配 水 资 源 用 示 意 图 表 示 宏 观 意 义 上 的 枯 水 弹 性 的 含 义 如 下 : 图 1 的 中 圈 表 示 在 平 水 年 时 所 对 应 的 社 会 某 部 门 或 某 用 户 的 取 水 量, 针 对 于 与 多 年 平 均 河 川 来 水 情 况 相 接 近 时 的 多 年 平 均 的 社 会 取 水 量 当 丰 水 年 时, 来 水 量 比 较 充 足, 取 水 量 可 以 有 所 增 加, 圆 圈 的 范 围 将 被 扩 大, 假 设 扩 大 到 外 层 的 蓝 圈, 社 会 某 部 门 或 用 户 的 取 水 量 在 2

34 中 圈 和 外 圈 之 间 的 范 围 波 动 时 属 于 丰 水 阶 段 当 遇 到 枯 水 年 时, 原 来 的 取 水 量 必 然 要 被 缩 减, 圆 圈 的 范 围 将 被 缩 小 当 遇 到 特 枯 年 时, 设 缩 减 为 最 内 的 红 圈, 取 水 量 在 中 圈 和 内 圈 之 间 的 范 围 波 动 时 称 为 为 枯 水 阶 段 社 会 部 门 或 用 户 的 取 水 量 在 枯 水 年 时 可 以 减 少, 丰 水 年 时 可 以 增 加, 这 之 间 取 水 量 的 范 围 称 为 取 水 可 能 范 围 从 平 水 年 的 通 常 取 水 量 到 枯 水 年 可 减 至 的 最 低 取 水 量 的 范 围 也 就 是 我 们 要 研 究 的 枯 水 弹 性 范 围 当 取 水 量 在 取 水 可 能 范 围 之 间 变 化 时, 我 们 制 定 的 水 权 制 度 能 够 发 挥 它 的 作 用 其 中 枯 水 年 时, 社 会 处 于 比 较 缺 水 的 状 态, 需 要 采 取 一 定 的 节 水 措 施, 建 设 节 水 型 社 会 ; 丰 水 年 时, 整 个 社 会 的 水 量 比 较 充 足, 称 为 丰 水 型 社 会 ; 当 干 旱 程 度 超 过 特 枯 年 时, 这 时 取 水 量 低 于 了 枯 水 弹 性 范 围 的 下 限, 会 引 发 水 资 源 危 机, 导 致 社 会 灾 害, 这 时 一 般 意 义 下 所 制 定 的 水 权 就 不 起 作 用 了, 通 常 情 况 下 的 水 权 无 法 维 持, 此 刻 水 权 的 规 则 就 需 要 重 新 审 视, 这 种 状 态 属 于 水 资 源 危 机 管 理 范 畴 我 们 若 以 简 单 数 字 示 意, 如 中 圈 对 应 的 平 水 年 状 态 下 的 取 水 量, 定 义 为 1 个 单 位, 内 圈 对 应 的 取 水 量 定 义 为 0.5 个 单 位, 此 时 若 实 际 的 枯 水 年 的 取 水 量 为 0.8 个 单 位, 那 么 实 际 的 取 水 量 就 介 于 两 者 之 间, 但 仍 然 是 在 枯 水 的 弹 性 范 围 内, 也 就 是 说 在 这 个 取 水 量 的 水 平 下, 社 会 可 能 会 比 正 常 情 况 要 蒙 受 一 定 的 经 济 损 失, 但 是 还 是 可 以 继 续 维 持 的, 不 至 于 引 发 灾 害 ( 如 饥 荒 死 亡 等 ) 平 水 年 的 取 水 量 特 枯 年 枯 水 弹 性 范 围 取 水 可 能 范 围 枯 水 年 丰 水 年 图 1 枯 水 弹 性 范 围 示 意 图 节 水 型 社 会 和 丰 水 型 社 会 的 界 定 不 是 绝 对 的, 随 着 社 会 的 发 展 和 科 学 技 术 水 平 的 提 高, 我 们 可 以 提 高 工 农 业 和 生 活 的 节 水 技 术, 提 高 水 的 循 环 和 重 复 利 用 水 平, 充 分 的 利 用 有 限 的 水 资 源, 使 生 产 生 活 的 耗 水 量 降 低, 这 时, 原 来 需 要 节 水 的 社 会 可 能 就 会 转 变 成 丰 水 型 社 会 3

35 具 体 的 措 施 可 能 还 会 涉 及 到 城 市 农 村 社 会 经 济 结 构 的 改 革 和 调 整 以 及 土 地 利 用 建 筑 规 制 等 等 措 施, 比 如 如 何 结 合 土 地 情 况 有 效 利 用 水 资 源 等, 这 里 不 作 详 细 讨 论 要 建 成 丰 水 型 社 会, 我 们 水 资 源 管 理 部 门 应 该 加 快 做 好 一 个 转 变, 即 做 好 从 完 全 服 从 行 政 命 令 的 管 理 到 以 行 政 命 令 为 指 导 的 自 主 管 理 的 转 变, 应 该 使 自 身 的 主 导 地 位 加 强 根 据 以 上 对 枯 水 弹 性 的 释 义, 我 们 给 出 以 下 定 义 : 当 某 地 区 发 生 枯 水 不 能 满 足 正 常 用 水 时, 各 用 水 部 门 都 将 受 到 不 同 程 度 的 不 良 影 响 当 取 水 量 或 供 给 水 量 减 少 但 不 至 于 导 致 称 为 灾 害 性 的 状 况 时, 这 时 取 水 量 或 供 给 水 量 可 减 少 的 程 度 称 为 枯 水 弹 性 范 围 这 里 的 不 至 于 导 致 灾 害, 是 指 有 一 定 的 经 济 损 失, 但 是 不 至 于 发 生 饥 荒 和 死 亡 等 极 端 状 况 定 义 枯 水 弹 性 范 围 的 最 小 值 为 枯 水 弹 性 指 标 从 图 示 上 看, 也 就 是 上 面 示 意 图 中 的 内 圈 所 对 应 的 取 水 量 所 以, 枯 水 弹 性 指 标 是 指 某 一 地 区 某 一 行 业 在 发 生 枯 水 时, 取 水 量 减 少 但 不 至 于 导 致 灾 害 性 状 况 的 取 水 量 的 下 限 值 同 时, 还 可 以 采 用 百 分 比 值 来 表 示, 即 枯 水 弹 性 范 围 的 下 限 值 与 正 常 用 水 量 的 百 分 比 四. 用 WPI 分 析 中 国 各 流 域 的 缺 水 情 况 ( 一 ) WPI 的 概 念 和 组 成 众 所 周 知, 中 国 缺 水 地 区 主 要 包 含 两 种 类 型 :(1) 资 源 型 缺 水, 即 天 然 水 资 源 量 不 足 造 成 的 缺 水, 如 我 国 的 华 北 西 北 和 黄 河 流 域 ;(2) 污 染 型 缺 水, 即 天 然 水 资 源 量 较 丰 富, 但 由 于 水 质 污 染 严 重 造 成 可 用 水 资 源 量 缺 乏, 如 淮 河 流 域 及 部 分 南 方 河 流 在 许 多 缺 水 地 区, 天 然 水 资 源 量 不 足 加 上 水 污 染 严 重 已 经 使 得 中 国 的 缺 水 问 题 变 得 十 分 困 难 我 们 要 研 究 缺 水 地 区 的 用 水 稳 定 性 和 枯 水 弹 性, 首 先 就 要 对 缺 水 地 区 的 水 资 源 状 况 进 行 评 价 观 察 现 有 的 水 资 源 评 价 体 系, 主 要 是 从 水 量 和 水 质 进 行 评 价, 没 有 把 社 会 经 济 因 子 纳 入 其 中, 具 有 一 定 的 局 限 性 如 何 结 合 资 源 和 污 染 的 情 况, 并 加 上 其 他 考 虑 因 素, 来 评 价 一 个 地 区 的 水 资 源 困 乏 程 度 呢? 下 面 向 大 家 介 绍 一 种 相 对 比 较 新 的 水 资 源 评 价 体 系 :2002 年 英 国 生 态 与 水 文 研 究 所 (Center for Ecology and Hydrology CEH) 的 研 究 人 员 Sullivan 等 研 究 提 出 了 一 种 类 似 于 消 费 物 价 指 数 (Consumer Price Index CPI) 的 水 贫 乏 指 数 (Water Poverty Index WPI) 该 指 数 能 从 多 学 科 交 叉 的 角 度, 为 国 家 或 地 区 的 水 资 源 开 发 利 用 提 供 一 个 标 准 化 的 评 价 框 架, 重 点 评 价 水 的 缺 乏 对 人 类 社 会 经 济 发 展 的 影 响 程 度 指 数 系 统 中 主 要 考 虑 国 家 或 地 区 的 水 资 源 的 可 用 度 可 及 性 人 们 取 用 水 的 能 力, 与 涵 养 水 资 源 的 环 境 的 质 量 该 指 数 的 提 出, 使 得 针 对 国 家 和 地 区 的 水 资 源 安 全 性 排 序 成 为 了 可 能, 并 将 多 种 与 社 会 经 济 发 展 有 关 的 因 子 考 虑 其 中, 一 并 纳 入 水 资 源 的 贫 乏 性 的 度 量 WPI 指 数 包 括 五 大 组 成 部 分, 而 这 五 个 组 成 又 都 有 数 个 不 同 的 指 标 来 指 示 这 五 个 组 成 分 别 是 : 水 资 源 取 得 水 的 途 径 取 得 水 的 能 力 水 的 使 用 和 与 水 有 关 的 环 境 上 述 每 个 组 成 中, 均 有 一 到 六 个 指 标, 其 基 本 构 架 如 表 1 所 示 表 1 WPI(Water Poverty Index) 的 基 本 结 构 组 成 4

36 WPI 组 成 指 标 资 源 (Resource) 可 获 得 的 水 资 源 量 途 径 (Resource) 可 取 得 洁 净 水 的 人 口 百 分 比 可 使 用 卫 生 设 备 的 人 口 百 分 比 灌 溉 面 积 占 耕 地 的 比 例 能 力 (Capacity) 人 均 GDP 五 岁 以 下 儿 童 的 死 亡 率 受 教 育 比 例 经 济 的 均 衡 性 ( 基 尼 系 数 ) 使 用 (Use) 居 民 人 均 每 日 用 水 量 工 业 农 业 生 活 用 水 比 例 ( 以 个 别 所 占 GDP 比 例 调 整 ) 环 境 (Environment) 水 质 和 用 水 压 力 水 和 环 境 的 重 要 联 系 WPI 指 数 主 要 用 于 评 价 一 个 国 家 的 水 贫 乏 程 度, 它 作 为 一 个 水 安 全 性 指 标, 可 以 评 价 一 个 国 家 的 水 资 源 的 富 有 程 度 在 世 界 各 国 中 的 排 序, 从 而 可 以 检 视 自 己 国 家 的 水 资 源 相 关 的 政 策 和 措 施 总 的 来 说,WPI 的 值 越 低, 国 家 或 地 区 的 水 资 源 越 贫 乏,WPI 的 值 越 高, 国 家 或 地 区 的 水 资 源 越 富 有 如 CEH 计 算 出 来 的 世 界 各 国 WPI 中, 中 国 的 WPI 值 为 51 分, 美 国 为 54 分, 日 本 为 65 分, 俄 罗 斯 为 63 分 等 不 过 另 一 方 面,WPI 值 的 总 分 只 是 对 流 域 水 资 源 贫 乏 性 的 总 体 评 价, 我 们 还 需 要 从 各 个 组 成 的 值 来 具 体 评 价 流 域 的 各 项 指 标 的 均 衡 性 分 组 成 的 雷 达 图 的 面 积 越 大, 而 且 分 布 越 均 匀 的, 才 真 正 说 明 流 域 的 水 资 源 安 全 性 越 高 ( 二 ) 简 化 的 WPI 指 数 计 算 指 标 由 于 原 定 WPI 的 指 标 主 要 用 来 计 算 各 个 国 家 的 水 资 源 安 全 程 度, 现 在 我 们 想 把 这 个 评 价 方 法 应 用 于 国 家 内 的 各 个 流 域 的 水 资 源 安 全 程 度 的 评 价, 区 域 范 围 缩 小 了, 但 是 其 中 有 些 数 据 却 反 而 不 易 收 集 后 来 有 学 者 提 出 了 用 简 化 的 指 标 来 计 算 国 内 各 个 流 域 的 WPI 值, 用 简 化 的 指 标 同 样 可 以 达 到 相 似 的 评 价 效 果 于 是 按 照 简 化 的 WPI 指 数 指 标, 我 们 就 可 以 采 用 中 国 水 资 源 公 报 的 数 据 方 便 的 进 行 分 析 国 内 各 个 流 域 的 水 资 源 安 全 程 度 排 序 简 化 的 WPI 指 标 计 算 依 据 如 表 2 所 示 表 2 简 化 的 WPI 指 标 计 算 依 据 WPI 组 成 指 标 资 源 (Resource) 年 径 流 总 量 地 表 水 与 地 下 水 资 源 量 年 平 均 降 雨 量 等 途 径 (Access) 大 中 型 水 库 年 蓄 水 变 量 年 供 水 量 灌 溉 面 积 占 耕 地 面 积 的 百 分 比 等 能 力 (Capacity) 人 均 用 水 量 人 均 GDP 家 庭 消 费 水 平 受 教 育 程 度 水 行 业 投 资 情 况 等 5

37 使 用 (Use) 农 田 实 灌 亩 均 用 水 量 万 元 GDP 用 水 量 万 元 工 业 增 加 值 用 水 量 城 市 人 均 生 活 用 水 量 农 村 人 均 生 活 用 水 量 等 环 境 (Environment) 符 合 和 优 于 Ⅲ 类 水 的 河 长 占 总 评 价 河 长 的 比 率 废 污 水 排 放 量 水 土 流 失 面 积 等 ( 三 ) WPI 的 计 算 方 法 1. 针 对 一 个 流 域 的 某 一 个 指 标, 对 其 在 全 国 范 围 内 由 低 到 高 进 行 排 序, 求 取 其 在 全 国 各 流 域 中 的 相 对 位 置,1 为 最 高 分 0 为 最 低 分 y j = ( x j xmin ) /( xmax xmin ) 其 中 x j 为 某 流 域 在 其 变 数 项 目 j 的 实 际 值 ; x max 与 x min 则 分 别 为 某 变 数 项 目 在 全 国 各 个 流 域 之 中 最 大 值 与 最 小 值, y 则 为 该 流 域 相 应 于 该 变 数 项 目 之 指 标 值 j 其 中 要 注 意 一 下, 有 几 个 指 数 的 排 序 是 采 用 的 相 反 数 排 序, 如 使 用 部 分 中 的 农 田 实 灌 亩 均 用 水 量 万 元 GDP 用 水 量 万 元 工 业 增 加 值 用 水 量, 因 为 这 三 个 值 的 数 值 越 大, 反 而 说 明 用 水 效 率 越 低, 另 外, 如 环 境 部 分 中 的 废 污 水 排 放 量, 排 放 量 越 大, 对 环 境 的 破 坏 肯 定 也 越 大 2. 将 每 一 组 成 中 的 各 个 指 标 的 得 分 平 均, 并 乘 以 20, 即 为 该 组 成 部 分 的 总 分, 各 组 成 均 以 20 分 为 满 分 c 20 i = y j 其 中 c i 为 某 流 域 在 某 组 成 i 的 得 分, 以 20 分 为 满 分, 共 有 5 个 组 成 3. 将 五 个 组 成 部 门 的 得 分 相 加, 总 分 即 为 WPI 值 WPI = ci WPI 即 为 该 流 域 的 总 分, 满 分 为 100 分 ( 四 ) WPI 指 数 在 我 国 各 大 流 域 的 应 用 由 上 面 可 知, 计 算 WPI 中 将 会 涉 及 很 多 的 与 社 会 经 济 环 境 相 关 的 因 素, 这 也 是 我 们 在 评 价 水 资 源 的 过 程 中 要 考 虑 的 现 在 我 们 尝 试 用 WPI 来 对 我 国 七 大 流 域 的 水 贫 乏 程 度 进 行 评 价 由 于 数 据 收 集 方 面 的 不 全 面, 我 们 只 能 用 简 化 的 方 法 进 行 粗 略 的 评 价, 但 也 能 反 映 大 致 趋 势 ( 以 下 所 用 数 据 主 要 来 自 于 2004 年 中 国 水 资 源 公 报 ) 1. 数 据 资 料 整 理 (1)2004 年 各 大 流 域 的 水 资 源 量 见 表 3: 表 年 中 国 各 水 资 源 一 级 区 的 水 资 源 量 水 资 源 一 级 区 降 水 量 (mm) 天 然 径 流 深 (mm) 降 水 总 量 ( 亿 m 3 ) 地 表 水 资 源 量 ( 亿 地 下 水 资 源 量 地 下 水 与 地 表 水 资 源 水 资 源 总 量 ( 亿 m 3 ) 6

38 m 3 ) ( 亿 m 3 ) 不 重 复 量 ( 亿 m 3 ) 全 国 松 花 江 辽 河 海 河 黄 河 淮 河 长 江 东 南 诸 河 珠 江 西 南 诸 河 西 北 诸 河 (2)2004 年 各 水 资 源 一 级 区 的 供 用 水 量 见 表 4: 表 年 各 水 资 源 一 级 区 供 用 水 量 供 水 量 用 水 量 水 资 源 一 级 区 地 表 水 地 下 水 其 他 总 供 水 量 生 活 工 业 农 业 生 态 总 用 水 量 全 国 松 花 江 辽 河 海 河

39 黄 河 淮 河 长 江 东 南 诸 河 珠 江 西 南 诸 河 西 北 诸 河 另 外,2004 年 全 国 用 水 组 成 : 全 国 总 用 水 量 亿 m 3, 第 一 产 业 占 66.2%, 第 二 产 业 占 22.7%, 第 三 产 业 占 1.6%, 居 民 生 活 占 8.0%, 生 态 占 1.5% (3)2004 年 各 水 资 源 一 级 区 的 耗 水 量 见 表 5: 表 年 各 水 资 源 一 级 区 用 水 消 耗 量 及 耗 水 率 水 资 源 一 级 区 松 花 江 辽 河 海 河 黄 河 淮 河 长 江 东 南 诸 河 珠 江 西 南 诸 河 西 北 诸 河 耗 水 量 亿 m 耗 水 率 (%) (4)2004 年 各 水 资 源 一 级 区 的 主 要 用 水 指 标 见 表 6: 表 年 各 水 资 源 一 级 区 主 要 用 水 指 标 水 资 源 一 级 区 人 均 国 内 生 产 总 值 GDP( 万 元 ) 人 均 用 水 量 (m 3 ) 万 元 国 内 生 产 总 值 用 水 量 (m 3 ) 人 均 生 活 用 水 量 农 田 灌 溉 (L/d) 亩 均 用 水 量 (m 3 ) 城 镇 生 活 农 村 生 活 万 元 工 业 增 加 值 用 水 量 (m 3 ) 全 国 松 花 江 辽 河 海 河 黄 河 淮 河

40 长 江 东 南 诸 河 珠 江 西 南 诸 河 西 北 诸 河 (5) 2004 年 各 水 资 源 一 级 区 的 水 质 情 况 全 国 十 个 水 资 源 一 级 区 符 合 和 优 于 III 类 水 的 河 长 百 分 比 从 高 到 低 依 次 为 : 西 南 诸 河 区 97.2% 西 北 诸 河 区 77.4% 长 江 区 72.4% 珠 江 区 70.1% 东 南 诸 河 区 63.4% 黄 河 区 45.9% 海 河 区 41.0% 松 花 江 区 39.1% 辽 河 区 31.9%, 淮 河 区 31.0% 2. 中 国 七 大 流 域 的 WPI 计 算 按 照 WPI 指 数 简 化 的 指 标 计 算 方 法, 我 们 来 分 析 2004 年 我 国 七 大 流 域 的 水 资 源 短 缺 情 况 在 确 定 资 源 (R) 分 指 数 时, 主 要 考 虑 流 域 的 水 资 源 总 量 ( 地 表 水 与 地 下 水 资 源 总 量 扣 除 重 复 计 算 量 ) 年 径 流 总 量 年 平 均 降 雨 量 等 三 项 分 指 标 ( 表 7); 表 7 WPI 中 资 源 (R) 分 指 标 的 计 算 流 域 水 资 源 总 量 ( 亿 m 3 ) y1 年 径 流 深 (mm) y2 年 平 均 降 雨 量 (mm) y3 C(R) 松 花 江 辽 河 海 河 黄 河 淮 河 长 江 珠 江 途 径 (A) 分 指 数 主 要 考 虑 流 域 取 用 水 的 可 及 性, 采 用 大 中 型 水 库 年 蓄 水 变 量 年 供 水 量 灌 溉 面 积 占 耕 地 面 积 的 百 分 比 等 三 项 分 指 标, 但 由 于 2004 年 中 国 水 资 源 公 报 上 仅 给 出 了 前 两 项, 所 以 我 们 暂 只 用 前 两 项 进 行 计 算 ( 表 8): 9

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