建立生态环境友好的水电工程建设体系

建立生态环境友好的水电工程建设体系20XX年，一场关于“杨柳湖工程”和“怒江水电开发规划”的争辩引起了社会和公众广泛的关注。争辩的焦点是水电开发和生态环境(包括自然和文化遗产)保护，与从80年月开头的世界范围的争辩类似，很多专家主见，为了保护生态环境，停止尚未开发的江河的水电开发，保留一条原生态的河流。20XX年，一场关于“杨柳湖工程”和“怒江水电开发规划”的争辩引起了社会和公众广泛的关注。争辩的焦点是水电开发和生态环境(包括自然和文化遗产)保护，与从80年月开头的世界范围的争辩类似，很多专家主见，为了保护生态环境，停止尚未开发的江河的水电开发，保留一条原生态的河流。这场争辩应当是一件好事。第一，它反映了中国的专家学者和公众生态环境意识的提高，不再仅仅从经济发展的角度看问题，是与“统筹人与自然和谐发展”的要求全都的;第二，它反映了水电开发的大好形势，假如在若干年前，一年连一个大型水电站都开工不了，就不会担忧水电的“无序开发”，就不会引起人们的重视;第三，它反映了水电开发在经过了资金约束时期、市场约束时期后，进入了生态环境约束时期。11 如何通过深入的研究和争论，在一些重大问题的熟悉上取得基本共识，在水电开发中切实保护生态环境，通过生态环境保护促进水电建设的健康的发展，特殊是以科学的发展观为指导，建立与生态环境友好的水电工程建设体系，可能是实现水电开发与生态环境保护协调发展的正确途径。从中国的国情和发展目标看水电开发和建坝的必要性党的十六大提出20XX年实现全面建设小康社会的目标将把一个占全球人口1/5的大国带入比较富有、文明的社会，这是人类历史上最为艰难和宏大的社会进步过程。十六届三中全会提出的统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放的新发展观，将成为我们制定社会经济科学技术发展战略的基本动身点。中国实现上述目标受多方面的约束，其中与水电开发和建坝比较亲密的有：能源;水资源;土地资源;生态与环境。1.中国的能源结构和发展趋势打算15-20年内需要大力发展水电1.1中国的能源结构、水电资源总量和在中国能源组成中的地位中国常规商品能源资源占世界总量的10.7%，水能资源居世界第一位，煤居第三位，石油第十二位，天然气第二十二位，由于我国人口众多，人均能源可采储量远低于世界平均水平，2000年人均石油可采储量只有2.6吨，人均天然气可采储量1074立方米，人均煤炭可采储量90吨，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%。11 20XX年，我国一次能源产量为13.87亿吨标准煤。其中煤炭产量13.8亿吨，居世界第一位;原油1.67亿吨，居世界第五位;天然气产量326.6亿立方米，居世界第十六位;发电量16540亿千瓦时，居世界第2位，其中水电发电量2280亿千瓦时，居世界第四位。20XX年，全国一次能源消费量为14.8亿吨标准煤，其中煤炭占66.1%，石油23.4%，天然气2.7%，水电7.1%，核电0.7%。我国已成为世界第二大能源消费国。中国能源结构以煤为主的形势将长期存在，若采取正确的政策，可使能源结构中煤的比例有所下降。水电资源总量在中国能源组成中仅次于煤处第二位。正在进行的第六次全国水能资源普查结果虽然尚未正式公布，但最新的勘察资料表明，理论蕴藏量6.89亿kW(1980年普查成果为6.8亿kW，下同)，技术可开发装机容量4.93亿kW(3.78亿kW)，经济可开发装机容量为3.95亿kW。这个资源量意味着什么?第一、水能资源是我国最丰富的能源资源。总量世界第一，人均也能接近世界平均水平(按经济可开发水能资源为91%)，而平常经常提到极为丰富的煤炭资源人均约为世界平均水平的55%，石油资源人均达不到世界平均水平的10%。11 第二、水电能源是中国现有能源中唯一可以大规模开发的可再生能源，煤炭、石油都是不可再生的。水电能源考虑的时间段越长，其总量越大。按常规能源再使用100年考虑，中国经济可开发水电能源折合标准煤507亿tce。而中国煤炭剩余可采储量为950亿t，折合标准煤678亿tce，而煤炭又是重要的化工原料，若按80%用于能源，折合标准煤542亿tce。因此，中国的能源资源中，水电能源和煤炭能源处在大体相同的水平。由于水电能源是可再生能源，越早开发越好，假如50年内不开发，就等于铺张了1/2的水电能源，按经济可开发计为254亿tce。而煤炭不开发则能连续保存。其他能源，如核能、风能、太阳能、生物质能都是今后发展的方向，但由于技术、经济等方面的原因，即使大力发展，核能、风能、太阳能、生物质能加起来在发电能源中也不可能超过15%。而水电可以占到25-30%。因此在今后20-30年中，水电将连续在中国能源结构中处于第二的位置。1.2中国发展的要求需要发展水电本世纪的头20年是中国经济社会发展的重要战略机遇期，到20XX年中国实现经济翻两番。依据国际经验，这一时期是实现工业化的关键时期。大部分发达国家在此期间经历了人均能源源消费量增长较快(尤其在人均GDP在三千美元左右)和能源、资源结构快速变化的过程。20XX年需要多少能源?专家的预估结果是：20XX年中国一次能源的需求在25-33亿吨标准煤之间，最少将是2000年的两倍。煤炭是21-29亿吨，石油是4.5-6.1亿吨，天然气是1453-1654亿立方米，发电装机容量是8.6-9.5亿千瓦。11 假如采取正确的能源战略、相关的政策措施和积极推动科技进步，将来20年中国的能源需求将有可能保持相对较低的增长速度。到20XX年中国一次能源的需求均值为29亿吨标准煤，是2000年的2.2倍。这就意味着中国还有可能连续实现能源翻一番，GDP翻两番。二是在保持相同经济增长目标的前提下，由于能源结构和能效提高的差别，20XX年的一次能源需求仍可能有约8亿吨标准煤的巨大差异。按中等水平考虑，20XX年发电装机容量9亿千瓦，若水电装机容量2.3亿千瓦，比20XX年增加约1.5亿千瓦，按年利用4000小时，火电煤耗按先进的330g/kwh计,一年少燃煤约2亿吨。若进一步考虑到2050年，16亿人口的中国实现了现代化，即使根据最节省的生活方式，人均1kw的发电装机是需要的，因为这远低于发达国家目前的水平，也低于现在我国大城市的水平。总装机16亿千瓦，即使考虑第六次水力资源普查新增1亿kw经济可开发容量，考虑生态环境约束，按70%开发考虑，水电装机也只能增加0.7亿千瓦。因此20XX-2050将进入水电增长特别缓慢的时期，与西方发达国家目前的状况类似。这样，16亿千瓦总装机中有3亿千瓦水电，不到19%。因此，中国水电的快速发展期就是今后15年。由于可再生资源的特点，假如要开发，就应当早开发。另外，从国际对比看，发达国家的基础设施建设基本完成，欧美发达国家开发水电早，在上世纪50-60年月，水能资源的开发已达70%左右，当时生态环境保护与开发建设的矛盾问题不突出。现在发达国家基本上不再对未开发的20-30%的水能资源进行大规模的开发。但中国状况不同，目前已开发和正开发的水能资源只占经济可开发量的30%，即使考虑开发到欧美发达国家上世纪50—60年月的水平，还有1.5-2.0亿kW的水能资源需要开发。11 2.中国的水资源特点需要综合性水利工程，也需要连续建设大坝2.1中国水资源的主要特点和面临主要的问题人均水资源有限中国水资源总量28000亿m3，但人均占有仅为世界平均水平的1/4。空间分布不均水资源分布在全国特别不匀称。北方的黄、淮、海流域严重干旱和水短缺。而南方的长江和珠江受严重的洪水威逼。水资源、土地资源、人口分布不匹配，导致不同流域之间水资源的利用率差别很大，全国平均20%而海河流域高达90%，大大高于40%的合理水平。时间分布不均和降雨集中大部分地区从6月到9月的汛期降雨占全年的70%。而且不同年份降雨量变化很大。出现连续干旱年或连续洪水年的状况很普遍。上述特性导致中国面临主要的水资源问题是：水的供需矛盾尖锐。矛盾越来越尖锐是由于人口持续增长，人民生活水平的提高和社会经济的发展的结果。到2030年，中国人口将达16亿，人均水资源量将降为1750m3。洪水仍将为中国制造麻烦。由于水资源的时空分布不均，中国是一个水旱灾难频繁，区域水短缺和生态系统脆弱的国家。水环境问题越来越严重，地面水和地下水的水质恶化，已对人的生活条件造成危害，并加剧了水的供需矛盾。水土流失严重，这一问题反映在河流干枯、湖泊萎缩、内陆湖消逝、土地沙化、天然绿洲削减、沙尘暴增加。11 大坝建设在防洪、浇灌、供水和发电方面起重要作用。在改善水资源利用、处理和减轻中国所面临的问题和挑战方面，大坝建设仍将是有效的方法。2.2综合性水利工程中大坝的作用大坝是具有防洪、水资源开发、清洁能源生产、航运等功能的基础设施，它也能为库区环境和当地旅游带来利益。防洪到2000年，中国已建成各类水库85000个，总蓄水能力5100亿m3，建成堤防270000km，初步形成了大江大湖的防洪工程体系，基本掌握了常遇洪水。但洪水灾难仍给中国制造麻烦。超过70%的固定资产、44%的人口、1/3的耕地、620个以上的城市都位于主要河流的中下游，受到严重洪水灾难的威逼。同时，随着经济和社会的发展及城市化，防洪区内的财宝和人口持续增加。全部这些，都使防洪和安全面临越来越大的挑战。11 1931年和1935年长江流域的洪水沉没耕地340万公顷和150万公顷，死亡145000人和142000人。1954年洪水沉没耕地317万公顷，死亡30000多人，另外1888万人遭受洪水损失。1998年长江流域的特大洪水，沉没面积32.1万km2，死亡1562人。由于长江干支流的763个大中型水库，具有340亿m3的蓄水能力，河水位被显著降低，(荆江)分洪区未使用，比1931、1935、1954的洪水相比，削减了大量的耕地沉没和人员死亡。估计700万当地居民免于洪灾，330万km2的耕地和30多个县市免受沉没，重要的交通设施得到保护。防洪设施的减灾效益约500亿元。尽管如此，这次洪水灾难的直接经济损失仍旧超过三峡工程的总投资。1998年大洪水也发生在嫩江、松花江和闽江。572个大中型水库拦蓄了192亿m3洪水，使沉没耕地大大削减，数百万人免受洪水灾难。三峡水库有221.5亿m3的防洪库容，荆江河段是防洪最危急的河段，三峡水库的运用将使荆江河段的防洪能力由10年一遇提高到100年一遇。即使1000年一遇的洪水发生，三峡工程的调整和分滞洪区的运用，可使长江两岸的宽阔平原免于灾难。三峡水库和堤防、分滞洪区一起形成流域的防洪工程体系。小浪底工程位于黄河干流最终一个峡谷的出口。坝址上游面积占全流域面积的92%。91.2%的径流和几乎100%的泥沙形成于该工程的上游。因此小浪底工程是在流域综合规划中连接中下游、在流域防洪减沙中起极端重要作用的关键工程。工程的主要任务是防洪(包括防冰塞)、减沙，也有供水、浇灌、发电功能，工程完工后，长期防洪库容40.5亿m3，水沙调整库容10.5亿m3。与其他大型水库(如三门峡等)联合运用，可使下游的防洪标准由60年一遇提高到1000年一遇，并基本免除冰塞威逼。工程的另一主要作用是减沙，可通过淤沙使下游河床20年不抬高。供水大坝和水库对于四周没有大河的城市，特殊是大城市，在工业和生活民用供水方面起特别重要的作用。11 2000年全国供水能力5531亿m3，总用水5498亿m3。工业用水1139亿m3，占20.7%，生活用水575亿m3，占10.5%。中国遭受水短缺，全国600个城市中，400个供水短缺，特殊是北方大城市。全国水库每年供水1600亿m3，占年总供水量30%，在工业、农业、生活用水中起特别重要的作用。中国的水短缺是水土资源不平衡的反映。长江以北国土占63.5%，而水资源仅占19%。同时，年、季降雨变化猛烈。而且由于社会和经济的发展，水的消耗将持续增加。现在总的水需求是约5800亿m3，而21世纪中期望掌握在8000亿m3以下，也就是说，在现在水平上还要增加2200亿m3。因此，更多的坝和水工程是需要的。11 X市是有1400万人口的巨大城市，由于四周没有大河又远离海洋，水短缺特别严重。X市的人均水资源量少于300m3，是全国平均水平的1/8和世界平均的1/30。因此，有限的水资源和巨大的水需求是城市发展的约束。X市是由潮白河和永定河形成的冲积平原。1949年以来，中国政府投入大量投资进行基础设施建设，一个健全的供水和防洪系统已建成。到现在，有85个水库，总库容95亿m3。其中密云和官厅是最大的两个水库，库容分别为44亿m3和42亿m3。两水库的水源主要来自X市以外，特殊是官厅水库。现在X市每年用水约40亿m3。50%以上的生活用水来自密云水库，现在它是X市生活供水的唯一地表水源。1997年以前，官厅水库也是X市生活供水的地表水源，但由于水库上游的水污染，现在只能为工业供水。治理污染后，期望20XX年能为生活供水。由于水污染和上游用水越来越多，水短缺越来越严重。而且X市的水需求连续增加。因此南水北调中线工程将于20XX年底开工，2008年前将利用X省的四座水库向X市供水，20XX年将从长江支流汉江的丹江口水库向X市输水15亿m3。水源地的大坝水库是实现调水的前提条件。浇灌和食物安全2000年全国有效浇灌面积5470万公顷，其中节水浇灌面积1870万公顷，已形成了一个健全的浇灌排水工程体系。灌区粮食产量占全国粮食总产量的2/3。因此中国可以世界耕地的10%养活世界22%的人口。水利工程，包括大坝，为实现这一成就发挥了很重要的作用。在黄河流域上中游地区，一系列综合目标的大坝沿干流建设，目的是防洪、浇灌、供水和发电。大型工程如青铜峡、三盛公、万家寨，主要是为沿河的X省河套区、X省、X省的灌区供水，沿黄灌区已成为国家农业生产基地。现在，每年平均仍有2亿6千6百万公顷耕地遭受旱灾。干旱和缺水已成为社会经济发展的主要约束，特殊是稳定的农业发展的主要约束。航运11 随着大规模的水电工程建设，水库上游区域的航运条件将显著改善。随水位升高，河的宽度和深度增加，水流速度降低，某些不利航行的急流险滩将消逝，通航河段的长度宽度吨位将增加。而且，通过水库调整削减洪峰，中等水位期将延长，枯水期的流量得到保证。因此，下游通航期延长，航运的保证率增加。如前所述，三峡工程的一个主要功能是改善航运条件。三峡工程完工后，上游河段的危急的礁石和急流险滩将消逝，航道条件将大大改善。10000吨的船队可直达X市。同时下游荆江河段的航道条件也将改善，工程改善的航道里程为570—650km。这些效益将有利于改善西南地区和中东部地区的物质文化交流，促进西部大开发战略目标的实现。统计表明，在华中电网(包括X省、X省、X省和X省)建设的主要水电工程，使库区2500km以上的航道得到改善。货运量比葛洲坝、丹江口、五强溪、万安建设前增加了数倍。3.贯彻“统筹区域发展”的方针，需要大力发展水电加快西部水电开发，加大西电东送的力度，是贯彻中央西部开发，实行区域协调发展战略最有效最可行的战略措施。11