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赵衍庚:发展水生态使用生态水 为绿色发展奠基(四)

 水利天下 2024-05-23 发布于福建




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文章全文



          

发展水生态使用生态水 为绿色发展奠基(四)

山东省科技战略研究所     研究员 赵衍庚

山东惟道信息科技有限公司 工程师 赵学亮

一、水公式计算忽略江河降水年内年际不均依据性大减  

国家颁布执行水计算公式是,地表水+地下水-重复计算。这个计算法反映了多大程度的水资源实际,最明显的缺陷,忽略了河流降水的年内不均和年际不匀,这个我国治水用水最普遍存在问题。
如果是在工业化初创阶段,取水和取到水,成为发展工业和城镇的重要需要与工程措施。在实行绿色发展的新经济时代,特别是我国建设南水北调工程,调水工程要横穿长江-淮河-黄河-海河多个不同气候带的流域,以解决北方缺水为目标,却与所穿越江河、湖泊不进行水资源配置研究和规划,并实行兴利工程与河流防洪工程互相独立的规划设计、评估论证和投资体系,这种规划与论证的目标单一性,转向流域区域经济社会发展的综合性问题研究与要求,解决起来具有极大挑战性。尤其是面对最近所遭遇的郑州“7.20”和海河“23.7”特大暴雨洪水问题的防御和治理难题,就更加棘手。    
 “优化水资源配置、保障群众饮水安全、复苏河湖生态环境、畅通南北经济循环的生命线”。(2023.9.26 中国南水北调集团专题会议, 科学高效推进东线后续工程规划建设。信语南水北调2023-10-03 14:42 发表于北京 汪安南主持召开推进南水北调东线后续工程专 题会议  https://www.163.com/dy/article/IG4OQUJ50514CV1V.html绿水青山就是金山银山已经深入人心,核心就是科学治水,并且,治水需要达到水质优良,生态化,发展绿色经济,群众发展致富的环境经济双丰收效果。
该水计算方法,既不符合我们绿水青山就是金山银山发展实际,也不适合我国国土广大与气候特点各地有着极大差异的国情,亟待研究调整或修改补充。大家对治水的普遍认知是,水多了不行,水少了不行,水脏了不行,水黄了不行;治水是百年大计,而南水北调规划开发却突出了“北方水少”的单一目标,片面性突显。
我们在阅读【美】Marty.Matlock,Robert.A.Morgan(马蒂·D·马特洛克,罗伯特·A·摩根)著《生态工程设计-恢复和保护生态系统服务》一书中,“定义场地:流域”章的章首引语很受启发,“我们忘记了水循环和生命循环是同一个循环。—雅克伊夫·库斯托”。我们学习认为,其深刻揭示了生命循环与水循环关系的紧密性和不可分离性。我们实行绿色发展国家战略,认知水循环与生命循环是同一个过程,极其必要;对于绿色发展,只有参与绿色发展、绿色生长过程的水资源,才是有效利用的水资源。就东线工程兴建问题,山东水利界对供水有效性争论至今不断。    
笔者在2011年省水利厅水资源咨询委员会首届会议上就提出,南水北调为山东的水利现代化建设提前了半个世纪。因为山东山脉低矮,小流域众多,山前平原超采地下水,上游方及山区缺水问题反映强烈,实际是以上游方用水减少,甚至环境生态恶化为代价的。而水资源计算公式却难以做出反映。济南是2005年建成第一个沿济平干渠输水的南水北调工程,目前正在实施以保泉为战略目标的发展水生态、使用生态水,准备奋斗几十年,实现科学保泉治水,以申报济南泉城世界文化遗产名录,为绿色发展奠基,准备建设水利现代化。

二、“藏水北调”演义为“红旗河”工程是用此法计算水  

中科院综考会陈传友先生发表在《科技导报》1999(2)文章“21世纪中国缺水形势分析及其根本对策-藏水北调”中说,中国是世界水资源大国,水资源总量2.8124万亿m3,占全球径流量6%;1993年淡水取用量5255亿m3,占世界取用水量的12%。预计缺口为2250亿m3
陈先生发表在《自然资源学报》1998(12)增刊上的“中国水资源承载能力与对策分析”称:全国地表水资源27115亿m3,地下水资源8288亿m3,地表与地下水重复计算量为7279亿m3    
其得出的缺水结论与对策是:“预计最大缺口达到2250亿m3,……分析后认为,南方缺水主要属于工程型缺水性质,只要就地增加调控工程便可解决水资源问题,北方缺水主要属于资源型缺水性质,只能从外调水才能有望解决。”“中科院综考会水资源区域调控组,提出了藏水北调方案,试图一举从根本上解决北方的缺水问题。”显然对其提出的工程治水措施,是对工程功能的某些过分夸张与作用数据的某些虚构,工程对策措施也缺乏技术支持与工程依据。藏水北调最终演义为声振全国名扬世界的“红旗河”工程。
针对北方总缺水量1300亿m3,其措施是,除了东北的“引松济江”、新疆的“北水南调”和“南水北调”解决部分外,还缺水400亿~450亿m3有效水资源。对策及工程措施是“'四江’水量丰富,具备调水条件。四江从北至南依次是金沙江、澜仓江、怒江、雅鲁藏布江”;一期工程调水52亿m3,二期193亿m3,三期190亿m3,合计调水量435亿m3,流量1500m3/s;水头与流量是两个关键因素,调水用电从水电开拓新路,即“借水发电、以电抽水、水电循环、滚动开发”。可见,以上缺水问题与对策,明显缺少确凿的事实与可靠数据资料支持,对策判断与措施之间缺少明确清晰的逻辑相关性。
笔者也在1999年(2)《科技导报》发表“南水北调新东线立足于长江丰水汛期-兼与'南调鸭绿江之水济黄河’对话”文章,是答复1998年(2)《科技导报》“长江水与黄河能互补开发-抽水蓄能与南水北调新三线构想”一文的质疑对话答复。
    
该文提出的南水北调“新三线”是:
新东线,是基于中线实行引丹江口水库水北调京津,配套开挖江汉运河实行引江济汉,向汉江下游补源,流量500m3/s;汉江中游兴建航运梯级;新东线建议是,将汉江中游航运梯级改为抽水蓄能梯级,以提江汉运河长江来水的北调,在丹江口水库坝下北调垭口,进入淮河平原;在黄淮海平原实行中线与东线结合(《中国软科学》1995(2)南水北调中线与东线结合的选择”赵衍庚等),由南四湖调蓄后,沿京杭运河北调京津冀。
新中线,是建议丹江口大坝建设抽水蓄能,以提汉江中游抽水蓄能调来的长江水;在丹江口水库上游丹江,设计兴建抽水蓄能梯级,经庐氏分水岭北调洛河、伊河或汝河,成为北调三峡坝下长江水,并继续坚持中线全线自流输水,以京津为供水重点;同时也具有了解决沿线淮河、黄河、海河沿线山区缺水的水资源条件。
新西线是在嘉陵江修建梯级抽水蓄能,以引长江水北调黄河上游。
以上方案与藏水北调对策,在工程开发依据与工程技术依托方面,有着重大不同,所形成社会影响也是根本的不同。而利用抽水蓄能技术支撑的南水北调新三线,不是世界的可逆式产品类型,而是“一管双机”式,才能形成流域水循环,以应用于调水开发。将抽水蓄能应用于调水治水的对策建议,仅是在新能源革命面对储能15%限制政策之时,出现调峰的巨大市场需求;针对新能源布局分散、发电间歇、能量密度低,需要集约发展调峰生产力,才选择汉江-秦岭调峰基地,进行发展建议,以形成长江水与黄河能互补开发的国家主体资源的配置优化。1995年国务院南水北调专家委员会公布建议,国家上中线,东线作为苏鲁地方项目。也推动了研究治水的学术高潮。1999年全国水资源学会举办南水北调学术讨论会,陈先生为副理事长兼秘书长,组织这个会议,还通知笔者与对话人共同参会,陈先生解释他的抽水蓄能,是指让跌水所形成的水电,与提水所使用的电力,达到基本平衡。利用建 火电的方式进行提水,是不可能的。 ”寻问我的抽水蓄能,可逆式抽水蓄能是水流的封闭型。我的回答是,使用抽水蓄能生产技术的水流敞开式以利用电网低谷电提水。会议开了三天,陈先生接受央视采访五次,影响很大。中线有关省是计划与水利部门组班参会,东线没有政府部门人员参会,仅有我们2 人工程技术人员参会。陈先生还告诉我的方案,不可能考虑,工程方面已经定了。他的最新建议是,从堵河引水,增加丹江口水库供水量。质疑者又提出引渤海水西调新疆方案,经滦河-内蒙古一线输水。

三、溯流补源发展水生态,实行济南保泉生态化、工程化、产业化、信息化  

流域水循环的大气降水-河流径流-径流入海一级水循环系统,符合水循环与生命循环是同一个循环过程的规律,局部性小流域也遵循这一流域水循环与生命循环是同一个过程的普遍真理。就是山区治水微循环也是生命过程的体现。
 济南市东郊港沟镇驻地,已经发展为城市流通中心,其南部山区所辖十个村庄,却依然保留着民俗自然形态,一直分布延展到海拔600多m的云台山主峰山涧,因为它是泉城东郊泉域的自然降水径流补源之地。云台山主峰的芦南村,是由开山打石卖钱,转变为绿化封山,打井修建水池,发展生态农业,种植蔬菜大棚和发展乡村企业,实现生态化劳动和乡村振兴发展致富,是人民创造了山区微水循环的生态循环系统的绿色发展实绩,并成济南市生态化绿色发展致富的先进典型。目前这十村则仍是,山脚下沟谷小河流水潺潺,山区高地则是降水成洪,洪水过后干旱接踵而至的干旱山区植被景象。譬如燕棚水库长期干涸,由于地处炭岩山区,漏水严重。
 从治水保泉的目的出发,我们规划十村的溯流补源发展水生态,将山脚下游的河流沟谷坑塘水,以多级提水方式一直输至极顶山区,以能对山区浇灌农作物,也是保泉补源增加下渗工程措施;就是将流域下游山谷河道流水,经提水转化为生态化补源水,是山区的水生态治理,水生态过程也是保泉补源治理过程。并且,还设计了峪谷低地的水位水池,以控制降水径流的长期淹渍为害,限制水池的蓄水时间。即确保补源水生态区域的生态生命质量。    
在此基础上,我们研究了在济南泉域的普遍应用可实施工程措施是:生态化、工程化、产业化、信息化。尤其是利用抽水蓄能,结合发展光伏新能源,考虑云台山十村位处济南市区中心的区位优势,规划了城市服务业与泉群旅游观光业的生态化治理前景;其山区峡谷河流东边一条,是市区干线公路交通,尚未进行路面硬化,规划为梯级抽水蓄能补源结合交通的服务区;西沟规划为梯级抽水蓄能设计瀑布景观区,建成乡村振兴观光旅游社区,将村民发展致富,与泉城保泉实行结合;以服务服从于济南市争取努力发展几十年,以实现泉城申请世界生态文明遗产名录的决心和信心。
 云台山主峰与相近山栾青铜山、金钢纂山等山区,临近锦绣川水库、卧虎山水库,具有发展抽水蓄能电站群条件,向泉城中心泉域进行抽水蓄能调水输水补源,其间分水岭群山可以发展抽水蓄能,结合设计水景观或山区瀑布群,例如井峪山区的山高崖陡地形,可设计大型绝壁瀑布群;各山区瀑布汇水城区旅游路,可回流港沟水塘,以成为云台山抽水蓄能下水库水资源,以进入中心泉域补源的流域水循环。    
 进而我们设计了云台山东部的狼猫山水库梯级抽水蓄能,以提济南泉群出城水的小清河水,成为引泉城水补源的流域水循环,实现济南泉群整体的流域水循环系统。
狼猫山水库在调引小清河水的基础上,还能进一步引黄河水,以利用库内梯级抽水蓄能,经分水岭拔槊泉抽水蓄能上水库,向双凤山山区水库调水补源,进行双凤山极顶梯级抽水蓄能开发,北麓-东麓汇水西巴漏河,流入小清河;南麓可兴建射垜水库、鹿野水库,经雪野水库入大汶河。当黄河遭遇连续枯水年,小浪底水库也缺水难以全部输沙入海时,可释放大汶河源头水库及雪野水库所调蓄的黄河水,经大汶河-东平湖注入黄河,以冲沙治黄。    
从而,济南治水保泉进入现代化水利建设时代,将服务于建设中国式现代化,将是建设中国式现代化的现代化水利先行。
首先,我们认知了流域水循环与生命循环是同一个循环,泉城治水不是一般北方城市治理缺少工业或城镇发展的用水,保泉目的是保证泉群一年四季的照常喷涌,需要利用自身的水资源优势,进行生态化治水保泉,结合抽水蓄能实现流域水循环。
其次,实现了水资源的循环利用、生态利用、多功能利用、系统利用、重复利用等水的本质特性发挥,各种水资源来到济南,也被保泉治水的流域水循环系统给予及时合理的充分利用。
 济南市正在进行新旧动能转换试验,随着治水保泉的生态化治理和科学化保泉,新旧动能转换也应该由目前实施的优势新兴产业发展型,调整转变为资源配置优化的绿色发展带动型,以瞄准建设生态经济城市,建设中国式现代化,实现济南全市人民的共同富裕的现代化。    
          
下篇,建立可控水体经济模型 实行资源配置信息化优化
          
联系人:赵衍庚
手机:15168802817(微信号)个人网站:治好黄河 www.zhhhh.com
联系地址:济南市槐荫区五里沟街道六顺街3号一号楼一单元502室
              
 作者著於2024年5月21日


附:作者简介



作者赵衍庚老师近照
【作者简介】赵衍庚:男,1970年山东大学电子系毕业,分配省情报所,1981年参加省科技“六五”规划编制,获省科技进步二等奖第三位,1993年参加省政府《山东省依靠科技进步促进经济增长转型问题的研究》课题,首提国民收入提高、质量效益、集约发展、科技经济一体化四个转型,选编入山东省跨世纪宏伟蓝图专题篇,获省技进步三等奖第二位;1992年在省战略所参加省立项《小浪底水库兴建对下游影响及山东对策研究》,1995年5期《中国软科学》发表《南水北调中东线结合的选择》,并向省委领导建议,主要领导批示:提供研究考察机会,方案上报国务院。2000年中国软科学年会发表《小浪底水库防洪设计错误及下游窄深河槽治理》,中国工程院请徐乾清院士批示后,呈文黄委会参考,2008年《中国水情分析研究报告》内刊2期发表,同年3、4、6、7期共发表治黄5 篇。《人民黄河》2004年6期发表《利用东线南水北调工程治理黄河》。2013年为主完成省计划项目《可持续发展模型及统计指标体系研究》,提出经济模型的科技进步与水资源利用率提高双引领

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