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国外大型调水工程的喜与痛  

2015-03-02 10:14:14|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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国外大型调水工程的喜与痛

 

现代化的调水工程最早出现在19世纪的澳大利亚、印度和美国。20世纪后,以色列、加拿大、中国等国开始紧随其后。

 

菜花/文

 

 

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美国加利福尼亚州大多数径流和融雪位于北部,而绝大多数人口却集中于中部和南部的干旱地区,水资源空间分布上严重不均匀。

 

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赫齐赫齐(Hotch Hotchy)调水工程采用自流输水方式,输水管道全长约251公里,在弗里蒙特(Freomont)市附近分为4条直径分别为1.5米、1.7米、2.0米和2.4米的管线。输水 干线目前的日输水量约为135万立方米,年输水能力约4亿立方米。

 

世界上很多的国家和地区都存在着不同程度的缺水问题。据联合国预计,到2025年,全球将有35亿人面临水资源短缺。清洁的水源已成为世界各国社会和经济发展的重大制约。大 规模、长距离、跨地区跨流域调水并非是中国的独创,通过调水,重新对水资源进行分配,缓解水资源供需的矛盾在各国都有运用。现代化的调水工程最早出现在19世纪的澳大利 亚、印度和美国。20世纪后,以色列、加拿大、中国等国开始紧随其后。

本刊选取不同国家、不同地理位置和生态环境的两个调水工程,来反思长距离调水带给我们的究竟是喜,还是痛。

 

清泉流出黄金州

 

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高602英尺(183米)的沙斯塔大坝(Shasta Dam)是美国第九高的水坝,横跨于加州北部的萨克拉门托河,水坝的主要功能包括储水、泄洪和水力发电等。它是中央河谷调水工程 的一部分,1937年开始建造,完工于1945年,在加州水资源管理上发挥重要作用。但是由于水坝对萨克拉门托地区的环境和生态造成了重大改变,如阻挡了太平洋鲑鱼种群的洄游 等。同时备受争议的还有,大坝形成的水库淹没了土著部落的村庄和土地。

 

美国加利福尼亚州(以下简称加州)别名“黄金州”,这个名称一般认为源自于19世纪中叶的淘金潮。2013年加州的GDP达到2.203万亿美元,占美国GDP总量的13.2%,超过俄罗斯 、意大利、印度、加拿大等国家,这个美国经济最发达、人口最多的州,繁荣富庶,是名副其实的“黄金之州”。

农业是加利福尼亚州的主体产业之一,特别是位于加州中部的中央河谷地区,灌溉农业发达, 是著名的水果生产基地,除此之外,也盛产棉花、谷物和蔬菜等等。

这个日照充足、气候温和的“阳光地带”是全球最适宜人类居住的地带之一。这一切都得益于加州的几项著名调水工程,如中央河谷调水工程、 加州调水工程、 全美灌溉系统、 科罗拉多河引水渠、洛杉矶水渠工程、莫凯勒米调水工程及赫齐赫齐调水工程等。

加利福尼亚州位于美国西海岸,面积42.39万平方公里,北部为卡斯卡德山脉,东部为内华达山脉,西部为濒海山脉,中部为广袤的中央河谷,南部为干旱的沙漠地区。特殊的地形 形成了加州的水资源空间分布上严重不均匀,当北方一些地区苦于超过2500毫米的年降水时,南方一些地区却为每年仅50毫米的降水量而发愁。

另一方面,从淘金潮开始后,加利福尼亚人口快速膨胀。大部分的人口都聚居在干旱的加州南部地区。水资源分布与人口及经济发展极不协调。人口的密集造成耕地面积不断扩大 、城市化进程的速度大大加快,水资源供给日趋短缺。

洛杉矶为了解决日益突出的供水问题,1908年修建了第一条洛杉矶水渠,从内华达山脉东部的欧文斯河谷向洛杉矶市引水;1924年旧金山市政府修建了从圣华金河支流图奥勒米河 向旧金山调水的赫齐赫齐调水工程;1925年,旧金山湾东部市政管理区实施了从圣华金河的支流莫凯勒米河向旧金山湾东部调水的莫凯勒米调水工程;1933年南加州市政水管区开 始实施从科罗拉多河引水的科罗拉多引水工程;1934年经美国国会立法授权,联邦垦务局开始兴建全美灌溉系统,供给加州南部的英佩瑞尔河谷地区、考契拉河谷地区和圣地亚哥 地区;1937年美国联邦政府通过立法,授权联邦垦务局修建中央河谷调水工程;1960年加州政府开始兴建加州调水工程。

这些工程虽然分别由美国联邦政府、加州政府和加州地方政府(机构)主持建设,但是彼此相联结,共同将区域内约229亿立方米的水量进行再分配。输水管道南北绵延千里,纵贯 加州,形成了较为合理和完整的水资源调配系统,共同把加州北部丰富的水资源调到南部缺水地区。调水工程以供水和灌溉为主要目的,相辅相成,同时兼顾了发电、航运、防洪 、旅游等功能。正是有了这些调水工程,才得以在荒漠地区种出了甜美的葡萄,昔日荒凉的南加州成为一片绿洲。

虽然这7项工程,最晚的一个也修建于半个世纪以前,但它们今日仍占到美国所有调水工程调水量的70%以上。光加州调水工程每年就给加利福尼亚州带来4000亿美元的经济效益。

但是每一个项目在动工之前都经过了长时间的论证、详尽的前期筹备工作和较完善的立法程序。不管调水工程的规划、组织建设、融资和偿还、管理机构设置、职责划分、运行调 度,还是水量控制与分配,以及水事纠纷的调解等,都有相应的法律或是具有法律效力的规范性文件为依据,且严格执行。以中央河谷调水工程为例, 1873年,中央河谷地区就开 始着手灌溉供水的综合开发方案。此后,联邦政府和加州的相关机构对开发方案进行了细化和扩展。1919年,一份从整个州利益出发、联合开发中央河谷水资源的计划出炉。1921 年,加州州议会制定一系列拨款计划,用于对加州法定水资源保护、控制、存储、分配和利用等的研究投入。1931年,加州议会收到了一份包括中央河谷地区水资源利用综合规划 在内的加州水资源整体规划。并于1933年,加州议会通过了《中央河谷工程法案》,批准兴建中央河谷工程。随后的经济大萧条,使工程陷入困境。1937年,联邦政府在困境中接 受中央河谷工程,重新修订了《河流与港口法案》,并授权垦务局正式接管中央河谷工程的建设和运营任务。1992年,美国颁布《中央河谷工程改良法案》,法案中将减小调水工 程的负面影响,加强对鱼类和野生生物的保护及改善、修复它们的栖息环境作为工程今后的目标。

大规模水量的远距离调度,不可避免地会对水源地、沿途各受水区的生态环境带来一定的影响。洛杉矶调水工程造成水源地欧文斯河谷发展停滞;加州调水工程和中央河谷调水工 程大量调用萨克拉门托河与圣华金河的淡水,致使流入旧金山湾的淡水减少了约4成,造成了河口海水倒灌的现象,海湾水质恶化,水生生物的生存环境遭到破坏,生物的数量和种 群迅速减少。

相较于50多年前,1992年的立法把生态保护提到了与灌溉和供水同等重要的位置上。由此可见,公众和政府的生态意识不断提高,在沉醉于这些调水工程带来巨大经济利益的同时 ,越来越清醒地认识到大型调水工程带来的不利生态环境影响。

正是由于这个原因,国际上对修建大型跨流域跨地区的调水工程的态度越来越谨慎。

 

50年,沧海变成沙漠

 

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咸海1989年和2014年的卫星图片比较。咸海曾经只是一个巨大的湖泊,1987年,分成南、北两个部分;2003年,南咸海分成东、西两边;2014年,南咸海东部600年来首次干涸;预 计2020年,咸海将彻底从地球上消失。

 

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锡尔河曾经是咸海水源的来源河流之一,发源于天山山脉,流经乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和哈萨克斯坦三个中亚共和国。河上修建有多座水电站,如法尔哈德(Farkhad)、凯拉库 姆(Kayrakkum)、恰尔达拉(Chardara)等。

 

2014年9月24日,美国宇航局发布的一组卫星图片重新将世人的目光聚焦到了咸海——这个位于乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦两国的交界处,曾经是世界第四大内陆湖上。卫星图片触 目惊心,让人心痛。这个已经存在550万年的古老湖泊东部大部分河床消失,历史上首次出现完全干涸。科学家做出警告,如果再不采取积极有效的措施,那么到了2020年,咸海将 彻底从地球上消失。

时间回溯50年,咸海曾是一个美丽、富饶的巨大湖泊。1960年,咸海面积达到6.7499万平方公里,平均水深54米,水体总量1.089万亿立方米。咸海的名字Aral源于突厥语,意思为 岛,形象描述在咸海中散落着大大小小数百个岛屿。在卡拉库姆和克孜库姆这两片干燥炎热的沙漠包围下,这个水草丰美之地被这里的先民认为是上天赐予人间的一颗明珠。海中 生活着数百种鱼类,渔业发达,每年提供上万吨的新鲜水产,为岸边的居民提供充足的食物。咸海巨大的水体同时也调节着干燥的中亚地区的气候。

 

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木伊那克位于咸海的南岸,曾经是乌兹别克斯坦繁荣一时的渔港和湖滨旅游胜地之一,在此捕捞并加工的各种鱼制品销售到前苏联的各个角落。但是如今这里早已见不到波浪起伏 ,在一望无垠裸露的湖底盐碱地上,伫立着锈迹斑斑的废弃渔船。从上世纪80年代起,这里每年都要发生几十次的“白色风暴”。

 

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大面积的粮棉生产和大批的移民,产生大量的灌溉和生活废水,这些废水中残留有大量的化肥、农药,重新流入阿姆河和锡尔河。

 

仅仅50年,咸海已经濒临死亡。而造成死亡的主要原因,正是前苏联时期在此实行的几项大型调水项目。

20世纪30年代,苏联制定计划开始在中亚地区发展灌溉农业。中亚广袤的土地对于缺少耕地的前苏联来说,一直是梦想中的开垦处女地。要在中亚发展农业,最先要解决的就是水 源问题。发源于天山山脉的锡尔河和发源于帕米尔高原的阿姆河成为了这个计划主要的水源地。这两条河流流经位于中亚地区5个最主要的前苏联加盟共和国:塔吉克斯坦、吉尔吉 斯斯坦、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦和土库曼斯坦,最后流入咸海。

1937年,从锡尔河修建了全长220公里的大费加拉运河;1954年,经过大批专家实地考察、调研和论证的卡拉库姆调水工程正式动工,工程的目标是将阿姆河和锡尔河的天然水道改 道,引入土库曼斯坦东部和乌兹别克斯坦中部,进行灌溉。期间开凿的卡拉库姆列宁运河,总长度达1400公里,从阿姆河上游引走河水,灌溉土库曼斯坦西部地区。1960年代,在 阿姆河、锡尔河及新开凿的运河流域共开垦了660万公顷的棉田和水田,建成了前苏联新的粮棉生产基地。60年代末,前苏联成为世界第二大棉花出口国。到1980年,出口跃居世界 第一,棉花年产量达996万吨,占世界总产量的20%,其中95%产自中亚地区。同时,稻谷、蔬菜瓜果丰收,分别占到前苏联总产量的40%和25%。

通过调水工程, 把水引入沙漠地区,获得巨大的经济收益,创造了一个奇迹,在世界上引起了轰动。

 

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1960年代,在阿姆河、锡尔河及新开凿的运河流域共开垦了660万公顷的棉田和水田,建成了前苏联新的粮棉生产基地,苏联一跃成为世界第一大棉花出口国。创造了一个奇迹,在 世界上引起了轰动。

 

自然对人类的报复也来得很快。咸海的水源依靠阿姆河和锡尔河的流入。调水工程大规模引这两条河的河水灌溉,致使流入咸海的水量锐减。在上世纪60年代调水工程修建之前, 平均每年流入咸海的水量为560亿立方米;70年代减少至260亿立方米;80年代初减至70亿立方米;而到了80年代末,流入咸海的水量下降至零。没有水源补充的咸海,由于高蒸发 量,水量不断减少,湖面面积急剧缩小。水体的含盐浓度增加,含盐量达到了海水的3倍,造成鱼类和水生生物大量死亡,生物种群退化。木伊那克渔港在上世纪80年代破产,近6 万渔民失去工作和生活来源。

上世纪七、八十年代大面积的粮棉生产和大批的移民,产生大量的灌溉和生活废水,这些废水中残留有大量的化肥、农药,废水重新流入阿姆河和锡尔河,最后流入咸海,污染咸 海的水体。在咸海干涸后,湖底盐碱裸露,每年有上万吨的有毒盐碱混合物从干涸的海床上被刮起,形成“盐沙暴”,从北向南,加剧了中亚地区土壤的盐碱化和沙漠化。土库曼 斯坦共和国80%的耕地出现了高度盐碱化。

盐量的增加和有害物质也威胁着当地居民的健康,居民患白血病、肾病、支气管炎的比例显著升高。

不仅如此,没有了咸海对当地气候的调节功能,中亚地区降水逐年减少,造成持续干旱;夏天平均气温逐年攀高、而冬天则趋于愈加寒冷;生长季节变得愈来愈短。

联合国环境规划署这样评价:“除了切尔诺贝利核电站灾难外,地球上恐怕再也找不出像咸海流域这样生态灾害覆盖面如此之广、涉及的人数如此之多的地区”。

前苏联在咸海流域几十年经济上获得的收益,远远弥补不了咸海流域生态灾难所带来的恶果。这个恶果还在不断继续扩大。因为人类的逆天,需要花费更多的人力、物力去弥补。 更有甚者, 人类的弥补显得无力而徒劳无功。对自然法则的违背,再想要把它恢复成当初的样子,自然是不给这种机会的。

以上两个大型跨流域的调水工程虽然都实施于半个世纪之前,但是几十年过去,它们的经济效益、生态效益显现无疑,是中国建设同类型工程最好的参考。

 

《中国周刊》 官方网站:www.chinaweekly.cn

 

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