中国洪水资源利用问题
来源:中国气象报社   发布时间:2005-09-01
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  气候的角度看,洪水资源是东亚季风气候的产物。降雨年内分配集中,年际变化大,连丰连枯期交替出现,从而引发洪水、干旱频繁与水资源短缺。我国大部分外流河流入海洋,总集水面积为433万平方公里,多年平均入海径流量为17243亿立方米,并主要集中在汛期以洪水形式入海。在我国年均27000亿立方米的径流量中,洪水径流约占64%。因此,洪水资源可以视为入海径流的一部分(或洪水径流的一部分),它们可以被存储在水库,河道,湖泊,湿地以及蓄滞洪区,并被用于生活、生产、生态需要中,剩余部分流入大海。洪水资源量主要取决于暴雨洪水特性和陆地上可以动态地储存它们的“空间”大小和水利工程体系的坚固性、可恢复性及灵活性。目前,我国现有的85000个大、中、小水库,总库容为5650亿立方米,只能控制总径流的22%和洪水径流的15%。

  我国洪水峰高量大,已发生的大洪水十分接近甚至超过世界上同等面积上发生的最大洪水。由于水利基础设施薄弱,病险水库多,工程防洪标准低。长期以来,每当汛期洪水发生时,虽有水利工程的拦蓄,仍须想方设法使大部分洪水尽快排泄入海,即为确保水库和工程安全,宁肯多弃水,不敢多蓄水,结果往往汛期弃水,汛后无水可蓄。前述水利工程建设的趋利避害任务,包括了拦蓄洪水、消减洪峰,用以供水、发电、航运、娱乐以及以丰补枯等减灾和兴利在内的洪水利用功能。然而今天提出的洪水资源利用,有其新的含义。多年的防汛抗洪使人们认识到,完全消除洪水危害是人类无法做到的,人类必须在防洪中,将其灾害减至最小的同时,学会与洪水共处。人水和谐的治水理念以及当今水资源短缺、水环境恶化的现实,要求加大洪水资源的利用,加强洪水的风险管理,使更多的洪水成为可利用的水资源。不过,洪水资源的利用毕竟不同于常规水资源的开发利用,具有很大风险和成灾的可能,决不能以牺牲防洪安全为代价。为了从泄入大海的洪水径流中挖掘潜力,将其转化为可用的水资源,除了必须提高现有工程的防洪标准,增强其坚固性、可恢复性及灵活性外,还要有因地制宜的洪水资源利用的理论指导,可靠的暴雨洪水监测预报预测的信息,以及洪水风险调度与管理等技术手段。

  洪水资源的利用是针对未来将发生的事件而言的,因此既要掌握流域历史与当前不同时空尺度的洪水径流量,流域上自然的和人为的可供存储洪水的各种水体与水利工程措施,可供利用的洪水资源潜力,还要了解变化的环境对洪水及洪水资源的可能影响。掌握当前的气候与天气条件下各流域的多年平均洪水径流量,丰水与枯水年份洪水径流的差异,以及暴雨洪水发生的气候特性,不同等级洪水发生的频次,洪峰、洪量,可供利用的洪水资源潜力等等是处理洪水资源以及洪水资源利用的模式及其配置方案的重要依据,同时也为气候变化对未来洪水资源影响研究提供可参照的天气、气候背景。例如,在当前气候条件下,多年平均的洪水径流量是年径流量的64%,在气候变暖条件下,洪水径流量占年径流的份额是增加还是减少?变化幅度多大?未来的洪水与历史洪水将有怎样的不同?现有的水利工程是否有能力将洪水转化为资源?如何应对未来的洪水?在实施洪水资源利用的方针时,必然会遇到洪水资源量的估算方法以及它的数量是多少的问题。了解一个气候尺度(30年),或某一年,或汛期的洪水径流量可从宏观上把握并有利于预先安排,但具体实施洪水资源的利用时,则要从已经或将要发生的降水,估算出每一次洪水过程的历时,不同时段的洪量,洪峰出现时间。只有事先做到心中有“数”,才有可能安排利用好来去匆匆的洪水。

  洪水是水文循环的重要组成部分,在开发利用洪水资源中,既要尽量减少洪水对人类社会造成的损失和侵害,还要发挥洪水在自然生态系统中的洗涤、净化、补充地下水、维持湖沼、改良土壤等重要而有益的作用。

  目前洪水资源的利用主要是指发生在较大流域内的历时长、洪量大且可以做到监测、预报和预测的大尺度暴雨洪水。在山区由短时强降水引发的突发性暴洪,由于事先难于监测和预报出,很难将它转换成水资源。洪水资源利用的重点在北方地区尤其是水资源紧缺、开发利用程度高的流域,在流域内要考虑上中下游洪水资源的合理配置,在流域间要考虑洪水资源的调配。基于不同流域的水系特性和雨洪过程,洪水利用的途径大致为以下几种:重复利用防洪库容,多调蓄洪水;拦蓄尾水,捕捉汛末最后一场暴雨洪水;利用汛期洪水从干流引水,跨流域配置洪水资源;启用行蓄洪区,回补地下水和湿地。无论上面的哪一种途径,正确的暴雨洪水监测、预报和预测是洪水资源利用的核心技术问题。气候变化对洪水资源的利用可能带来不利的影响,这是因为降水强度加大,对水库、河道等水利工程运用的风险加大;洪水频次增加,洪水径流量占年径流量的份额可能加大,洪水资源利用的风险增加;海平面上升,风暴潮灾害加剧,沿海地区的洪水风险增加。

  洪水资源利用为水文气象交叉学科提供了新的机遇和挑战。大量的科学技术问题有待进一步研究。除了提高并延长暴雨洪水的监测、预报和预测水平外,各流域洪水径流量及其可供利用的洪水资源潜力的估算方法;水库汛限水位设置的风险分析;河系水体,水库群调水及调度优化配置方案;在现有水利工程设施条件下,气候变化对洪水径流量以及对洪水资源利用量的影响;维护健康水文循环的最小入海水量的估算等等都是迫切需要研究和解决的问题。 (来源于2005年9月1日《中国气象报》 作者:刘春蓁)

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