1、由西亞北非跨流域調(diào)水工程引發(fā)的思考一、導(dǎo)讀大家都知道，水是生命之源。地球的表面，70喊蓋著水，但其中的97濯人類無法直接飲用或使用的海水，在余下的 3% 的非咸水中，僅有1/3可以供人類開發(fā)利用。 即便是如此之少的 淡水，在分布上也極不均衡。目前，世界有 26個(gè)國家2.32億居 民處于經(jīng)常缺水的狀況，還有 4億居民已面臨“水危機(jī)” o缺水，已對(duì)人類的生存和發(fā)展敲起了警鐘；缺水，已成為制 約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸” o發(fā)生在現(xiàn)代的水資源危機(jī)是人類生 存又一次面臨的嚴(yán)峻問題。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，僅憑流域內(nèi)調(diào) 水已難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的用水需求，迫切需要跨流域調(diào)水?？缌饔蛘{(diào)水就是為解決水資源在時(shí)間、

2、空間分布上的不均或資源性的短缺而采取的水資源優(yōu)化配路工程措施。隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源問題已經(jīng)成為制約人類21世紀(jì)生存與可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素，水資源分布不均勻性與人類社會(huì)需水均 衡性的客觀存在使得調(diào)水成為必然。世紀(jì)50年代以后，國外提出了許多調(diào)水規(guī)劃。據(jù)不完全統(tǒng) 計(jì)，目前世界上24個(gè)國家已建、在建或擬建的大型跨流域調(diào)水 工程有160多項(xiàng)，遍布世界各個(gè)地區(qū)。半個(gè)多世紀(jì)來，國內(nèi)外專 家學(xué)者提出了許多跨流域調(diào)水工程規(guī)劃、管理運(yùn)行的決策模型與方法，歸納起來可分為兩大類：一是通過各種方法對(duì)復(fù)雜跨流域調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化后，采用單一的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型或模擬模型進(jìn)行跨流域調(diào)水工程的規(guī)劃、 管理運(yùn)行決策研究

3、；二是直接采用大系 統(tǒng)優(yōu)化決策模型和方法，通過先建立各種類型的大系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu) 模型，然后再運(yùn)用多種數(shù)學(xué)規(guī)劃或模擬技術(shù) （含自優(yōu)化模擬技術(shù)） 相結(jié)合的求解方法，進(jìn)行該類工程的規(guī)劃管理決策研究。近些年來，隨著模糊數(shù)學(xué)、決策支持系統(tǒng)與專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新型 理論、方法的不斷發(fā)展和完善，人們開始探索這些新的理論、方 法在跨流域調(diào)水工程規(guī)劃管理決策研究中應(yīng)用的可能性。如 Jamieson等人從一般的跨流域調(diào)水系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理決 策過程出發(fā)，建立了跨流域調(diào)水規(guī)劃的混合決策模型結(jié)構(gòu)，并建議采用混合整數(shù)規(guī)劃模型優(yōu)選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模擬模型設(shè)計(jì)所含工程 設(shè)施的尺寸大小、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)決策研究等等。二

4、、實(shí)例分析世界上有很多著名的跨流域調(diào)水工程，比如中國最古老的京杭運(yùn)河、現(xiàn)如今的南水北調(diào)、澳大利亞的雪山調(diào)水工程、以色列 的北水南調(diào)工程、利比亞的大人工河工程、埃及的西水東調(diào)工程、 美國的加利福利亞水道工程。 下面我就以上調(diào)水工程選三個(gè)來進(jìn) 行分析探討。以色列北水南調(diào)工程以色列極度缺水，而且水資源南少北多。它的北水南調(diào)工程 的主輸水管長約300公里，管徑2.22.8米，途經(jīng)多座加壓泵站，分支管道總長逾1萬公里，年供水量14億立方米。工程不 但帶動(dòng)了南部經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且把大片荒漠變?yōu)榫G洲， 擴(kuò)大了以色 列的生存空間。我們從方面來說說以色列跨流域調(diào)水的原由：第一從氣候方面來講，以色列屬于夏季干熱的地中

5、海型氣候， 氣候區(qū)域性明顯，狀況各不相同。海岸平原夏季濕熱，冬季略冷 有雨，在山丘區(qū)域偶有小雪。在約旦山谷區(qū)域夏季干燥炎熱，南 方區(qū)域則屬半干燥型氣候，白天暖熱，夜晚涼爽。因而可以看出 以色列降水北多南少。第二從地形來講，色列可以分為四個(gè)不同的區(qū)域： 海岸平原、 中部丘陵、約旦大裂谷（東非大裂谷北部起點(diǎn)）以及內(nèi)蓋夫沙漠。 地中海沿岸的海岸平原從北部的黎巴嫩邊界一直延伸至南部的 加沙，該地區(qū)土壤肥沃而潮濕，是農(nóng)業(yè)和水果栽種的重要地帶。 海岸平原的東部是中央的高原地帶，高原地帶的北邊是加利利山脈的山丘，更南邊的地區(qū)是由許多小型而肥沃的溪谷地區(qū)所組成 的撒馬里亞山脈；再往南則是荒蕪的朱代（Judea

6、）山丘地區(qū)。中央高原地帶的東部是約旦大裂谷，屬于長達(dá)6500公里的東非大裂谷的一部分。大體上來說以色列的地形北高南低，所以北水南調(diào)是順勢(shì)而流有利于水流的調(diào)配。第三從水源上來說，以色列調(diào)水的來源是加里利湖，受水地 區(qū)是以色列的中南部。所以，還是有適應(yīng)的水來進(jìn)行調(diào)配。第四從調(diào)水的運(yùn)用上來說。雖然以色列沒有在自然條件上占有優(yōu)勢(shì)卻在沙漠上創(chuàng)造出了震驚全球的農(nóng)業(yè)奇跡一一果蔬占據(jù)歐洲 市場(chǎng)4030上，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率高達(dá)日本的 50倍，一個(gè)以色列農(nóng) 民可養(yǎng)活113人。以色列農(nóng)業(yè)世界聞名，其原因在于先進(jìn)的農(nóng)業(yè) 及農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)和節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。所以以色列農(nóng)業(yè)的發(fā)展也得益于水資源的合理運(yùn)用。就以上幾個(gè)方面我們可以

7、看出以色列跨流域調(diào)水是既適合 當(dāng)?shù)刈匀粭l件的。北水南調(diào)工程的建設(shè)，改善了以色列水資源配 置的不利狀況，緩解了制約南部地區(qū)發(fā)展的主要限制因素，由于全國南北實(shí)行統(tǒng)一水價(jià)，得以在水源地以外的南部發(fā)展灌溉，改善嚴(yán)酷的生態(tài)環(huán)境條件，從而帶動(dòng)南部經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，同時(shí)也擴(kuò)大了以色列國的生存空間， 把大片不毛之地的荒漠變?yōu)榫G洲， 利用南部土地平坦和充足的光熱條件，生產(chǎn)出高質(zhì)量的水果、蔬菜和花卉等農(nóng)產(chǎn)品。以色列在艱難條件下建設(shè)調(diào)水工程的成功， 以及經(jīng)濟(jì)高效利用和管理水資源的生動(dòng)事例，為世人樹立了建設(shè)調(diào)水工程改善水資源配置， 解決地區(qū)嚴(yán)重缺水，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì) 發(fā)展的典型，也豐富了開發(fā)利用和保護(hù)水資源的經(jīng)驗(yàn)。利比

8、亞大人工運(yùn)河利比亞位于非洲北部，面積 1759541平方公里，位于東經(jīng) 9 -25 ,北緯18 -33之間。東部與埃及交界，東南與蘇丹 為鄰，南部同乍得和尼日爾毗連， 西部與阿爾及利亞和突尼斯接 壤。北部臨地中海。海岸線長約 1900余公里。利比亞全境 95% 以上地區(qū)為沙漠和半沙漠。大部分地區(qū)是平均海拔500米的低高原，受寬闊低地分割。北部沿海有狹窄平原?；哪c半荒漠占總 面積90%Z上；西北部與南部多礫漠、石漠；其余為沙漠，間有 綠洲。利比亞北部沿海屬亞熱帶地中海式氣候，冬暖多雨，夏熱 干燥內(nèi)陸區(qū)屬熱帶沙漠氣候。其夏季平均氣溫為35C,冬季平均氣溫為15CO 年平均降水量從北往南由 500

9、毫米-600毫 米遞減到30毫米以下，常有來自南面撒哈拉沙漠的干熱風(fēng)為害。中部的塞卜哈是世界上最干燥的地區(qū)之一。利比亞南部沙漠地區(qū)蘊(yùn)藏有豐富的地下淡水資源，其儲(chǔ)存量相當(dāng)于尼羅河 200年的總 流量。為了解決人口飲水和工農(nóng)業(yè)用水問題， 發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn) 糧食自給，利比亞領(lǐng)導(dǎo)人卡扎菲決定開采地下水， 計(jì)劃投入250 億美元巨資修建大人工河項(xiàng)目。大人工河工程項(xiàng)目工期從二十世紀(jì)八十年代開始，到二十一世紀(jì)初完成，是一項(xiàng)跨世紀(jì)工程。目前，項(xiàng)目的一期和二期工程已經(jīng) 完工，三期工程正在進(jìn)行。前兩期工程已經(jīng)把水輸送到了班加西、 錫爾特、的黎波里等沿海中心城市。 項(xiàng)目全部完成后將充分保證 利比亞糧食自給并有富余

10、糧食可供出口。利比亞大人工河輸水工程是當(dāng)今世界上輸水管線最長、管徑最大、投資最多的遠(yuǎn)距離輸 水工程，它把撒哈拉大沙漠豐富的地下水通過管道輸送到北部地 中海沿岸人口密集區(qū)。埃及西水東調(diào)工程阿拉伯埃及共和國地處尼羅河下游，跨亞、非兩大洲，主要 領(lǐng)土在非洲，蘇伊士運(yùn)河以東的西奈半島屬亞洲，北臨地中海， 南與蘇丹接壤，西鄰利比亞，東鄰巴勒斯坦和以色列。埃及國土 絕大部分為沙漠。其地勢(shì)是南高北低，南有埃及最高峰凱瑟琳山， 北部地勢(shì)平坦，多為沙漠。埃及氣候炎熱干燥，地區(qū)屬熱帶沙漠 氣候，僅地中海沿岸屬亞熱帶地中海式氣候。埃及經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主，但人口多、耕地少，1997年人口 6200 多萬，耕地280萬。在

11、耕地面積中約1/3植棉花，是世界長絨棉 的主要產(chǎn)地，也是埃及主要的出口物資，糧食不能自給，根據(jù)埃 及農(nóng)業(yè)發(fā)展政策，要求采取擴(kuò)大耕地面積和提高單位面積產(chǎn)量雙 管齊下的舉措增加糧食產(chǎn)量， 最大限度地減少糧食進(jìn)口， 增加水 果、蔬菜出口，其次是埃及人口集中在尼羅河三角洲和尼羅河谷， 其他地方人煙稀少，位于亞洲部分的西奈半島基本沒有開發(fā)，對(duì)國家均衡發(fā)展極為不利，從長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展要求考慮，迫切 需要開發(fā)。西奈北部地勢(shì)平坦，適于農(nóng)耕，制約西奈發(fā)展的關(guān)鍵 因素是“水”，而西奈半島非常缺水，地表大部為沙漠覆蓋，埃 及惟一的水源是位于非洲的尼羅河，要開發(fā)亞洲的西奈，只有跨大洲從尼羅河調(diào)水，別無他途。西水東調(diào)

12、工程從尼羅河三角洲地區(qū)起建薩拉姆渠，引尼羅河（杜米亞特河）水東調(diào)，在東調(diào)中加入排水（灌溉回歸水），薩拉姆渠到蘇伊士運(yùn)河段長約 87千米，調(diào)水從蘇伊士運(yùn)河下經(jīng)隧 洞立交穿過，繼續(xù)東調(diào)175千米直達(dá)阿里什干河谷， 連同運(yùn)河西 段，西水東調(diào)工程主干線全長 262千米。西奈北部開發(fā)工程基 本是在沙漠地區(qū)進(jìn)行，建設(shè)條件艱苦，但工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，施工 質(zhì)量好，輸水工程為減少滲漏損失，采取混凝土全斷面襯砌，引 進(jìn)成套渠道襯砌設(shè)備進(jìn)行施工， 從渠道削坡、混凝土澆筑、震搗、 切割分縫等全部機(jī)械化作業(yè)。 尼羅河三角洲地勢(shì)低平，穿蘇伊士 運(yùn)河工程兩端又有水位控制，因此東水西調(diào)工程為順暢輸水，設(shè) 有9處抽水泵站，其中在

13、輸水干線上設(shè)有 8級(jí)泵站，逐級(jí)提水東 調(diào)。蘇伊士運(yùn)河?xùn)|西兩岸將新增約 25萬平方千米耕地，大片干 旱的沙漠因有水而變?yōu)榱继镂种蓿陆?45座新村和住宅區(qū)，為 人口提供生活用水，有效地緩解了埃及糧食的短缺狀況，增加水果、蔬菜出口，促進(jìn)西奈經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的全面發(fā)展與繁榮。三、跨流域調(diào)水的影響1、減少調(diào)由水地區(qū)的洪澇災(zāi)害對(duì)于水量輸由區(qū)，嚴(yán)重的洪 澇災(zāi)害可以說是最大的生態(tài)環(huán)境災(zāi)難。輸水工程在水量輸由 區(qū)具有明顯的防洪效益，其防洪作用本質(zhì)上就是減輕生態(tài)環(huán) 境災(zāi)難的發(fā)生。2、改善輸水通過區(qū)氣候環(huán)境、地下水和水質(zhì)狀況輸水工程有利于改善兩岸沿線氣候、環(huán)境，尤其有利于沿線地下水 的補(bǔ)充。而輸水渠道對(duì)自然生態(tài)環(huán)境更大

14、的影響在于對(duì)土地 生態(tài)系統(tǒng)的影響，許多荒原、沙漠、沿岸地帶經(jīng)過灌溉成為 肥沃良田、菜地、林場(chǎng)和果園，兩岸沿線地下水位普遍升高， 對(duì)地下水超采地區(qū)是一個(gè)有益的補(bǔ)充。3、緩解調(diào)入水地區(qū)的生態(tài)危機(jī)調(diào)水可以使缺水地區(qū)增加水域，導(dǎo)致水圈和大氣圈、生物圈、巖石圈之間的垂直水氣 交換加強(qiáng)，有利于水循環(huán)，改善受水區(qū)氣象條件，緩解生態(tài) 缺水問題。另外，調(diào)水還可以增加受水區(qū)地表水補(bǔ)給和土壤 含水率，形成局部濕地，有利于凈化污水和空氣，匯集、儲(chǔ) 存水分，補(bǔ)償調(diào)節(jié)江湖水量，保護(hù)瀕危野生動(dòng)植物。4、不利影響輸水工程同時(shí)會(huì)導(dǎo)致調(diào)水江河流量減少，產(chǎn)生 河口咸水倒灌，破壞河口生態(tài)系統(tǒng)；引起調(diào)由水區(qū)生態(tài)環(huán)境 用水不足；發(fā)生“水

15、華”泛濫，藻類繁殖，江水腥臭變色； 河道過流條件惡化；調(diào)水區(qū)下游及河口地區(qū)工農(nóng)業(yè)水源枯竭， 水質(zhì)惡化等四、國外跨流域調(diào)水對(duì)我國的借鑒鑒于對(duì)上述跨流域調(diào)水工程的分析，對(duì)此提由對(duì)我國跨 流域調(diào)水的建設(shè)性意見。但是由于地域的環(huán)境、文化、科學(xué) 技術(shù)水平等的不同，我們相應(yīng)的借鑒和吸收國外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn) 因地制宜的提由合理化建議。我國主要的跨流域調(diào)水工程有：南水北調(diào)，引灤入津,引灤入唐、引黃濟(jì)青、引黃入晉、東北的北水南調(diào)工程、引 江濟(jì)太、廣東修建了東深引水工程、甘肅修建引大入秦工程 等。這些工程的建設(shè)給我們帶來了許多有利的方面，例如： 擴(kuò)大農(nóng)業(yè)灌溉面積、提高糧食產(chǎn)量、提供水電、促進(jìn)航運(yùn)、改善受水地區(qū)的水質(zhì)、改

16、善受水地區(qū)的自然環(huán)境、有的調(diào)水 工程或修筑的大壩（水庫）還成為當(dāng)?shù)氐穆糜螀^(qū)、防洪。同時(shí) 也帶來了一些弊端，例如：淹沒土地、大量移民、下游地區(qū) 因來水減少、引起下游河水水質(zhì)變差、河口地區(qū)咸水滲入； 河岸動(dòng)力失衡、海岸遭受侵蝕、下游沿岸環(huán)境質(zhì)量下降、可 能因調(diào)水引發(fā)疾病，如瘧疾、腦炎、血吸蟲病等，影響人的 健康、因用水過多，或不當(dāng)，可能造成受水地區(qū)耕地鹽堿化。 浮游生物人海量減少，使河口地區(qū)捕魚量減少、有的河流， 在洪峰期“泛濫”的洪水，一是將土壤表層鹽堿沖走，另是 洪水帶來的淤泥為土地增加了肥料。對(duì)此，提由一下建議。 第一，發(fā)展科學(xué)技術(shù)就以色列節(jié)水農(nóng)業(yè)的借鑒提由：將水資源列為國家戰(zhàn)略資源進(jìn)行統(tǒng)一

17、調(diào)配發(fā)展滴灌技術(shù)不斷完善污水回用系統(tǒng) 第二，合理利用地下水 就利比亞大人工河的借鑒提由：地下水的采用可以緩解跨流域調(diào)水的負(fù)擔(dān)在利用地下水時(shí)充分保護(hù)水資源和土質(zhì)借鑒利比亞的特大型鋼筒預(yù)應(yīng)力混凝土管（PCCP）的先進(jìn)接口技術(shù)和管道壓力試驗(yàn)方法同時(shí)介紹了陰極保護(hù)系統(tǒng)及其運(yùn)行監(jiān)測(cè)技術(shù)在該工程中的應(yīng)用第三，對(duì)于地質(zhì)特殊地區(qū)采用高精尖技術(shù)就埃及西水東調(diào)的借鑒提由對(duì)于地質(zhì)特殊地區(qū)采取混凝土全斷面襯砌，引進(jìn)成套渠道襯砌設(shè)備進(jìn)行施工，從渠道削坡、混凝土澆筑、震搗、 切割分縫等全部機(jī)械化作業(yè)。保護(hù)沿線地區(qū)地質(zhì)地貌，在路線選擇上盡可能避免從高 山河流沼澤或文物古跡中穿過。在跨流域調(diào)水中會(huì)由現(xiàn)土地鹽堿化對(duì)此提由以下建議 建立完善的灌溉系統(tǒng)、建立現(xiàn)代化排水系統(tǒng)、化學(xué)改良（化學(xué)改良劑、有機(jī)肥料）、種植水稻對(duì)堿土的