由西亚北非跨流域调水工程引发的思考

由西亚北非跨流域调水工程引发的思考 一、导读 大家都知道，水是生命之源。地球的表面，70%覆盖着水，但其中的97%是人类无法直接饮用或使用的海水，在余下的3%的非咸水中，仅有1/3可以供人类开发利用。即便是如此之少的淡水，在分布上也极不均衡。目前，世界有26个国家2.32亿居民处于经常缺水的状况，还有4亿居民已面临“水危机”。 缺水，已对人类的生存和发展敲起了警钟；缺水，已成为制约区域经济发展的“瓶颈”。发生在现代的水资源危机是人类生存又一次面临的严峻问题。随着社会经济的发展，仅凭流域内调水已难以满足经济发达地区的用水需求，迫切需要跨流域调水。 跨流域调水就是为解决水资源在时间、空间分布上的不均或资源性的短缺而采取的水资源优化配臵工程措施。随着人口的增长和经济的发展，水资源问题已经成为制约人类21世纪生存与可持续发展的瓶颈因素，水资源分布不均匀性与人类社会需水均衡性的客观存在使得调水成为必然。 世纪50年代以后，国外提出了许多调水规划。据不完全统计，目前世界上24个国家已建、在建或拟建的大型跨流域调水工程有160多项，遍布世界各个地区。半个多世纪来，国内外专家学者提出了许多跨流域调水工程规划、管理运行的决策模型与方法，归纳起来可分为两大类：一是通过各种方法对复杂跨流域调水系统进行简化后，采用单一的数学规划模型或模拟模型进行跨流域调水工程的规划、管理运行决策研究；二是直接采用大系统优化决策模型和方法，通过先建立各种类型的大系统递阶结构模型，然后再运用多种数学规划或模拟技术(含自优化模拟技术)相结合的求解方法，进行该类工程的规划管理决策研究。近些年来，随着模糊数学、决策支持系统与专家系统、神经网络等新型理论、方法的不断发展和完善，人们开始探索这些新的理论、方法在跨流域调水工程规划管理决策研究中应用的可能性。如Jamieson等人从一般的跨流域调水系统的规划、设计和管理决策过程出发，建立了跨流域调水规划的混合决策模型结构，并建议采用混合整数规划模型优选系统结构、模拟模型设计所含工程设施的尺寸大小、动态规划方法进行系统实时决策研究等等。 二、实例分析

世界上有很多著名的跨流域调水工程，比如中国最古老的京杭运河、现如今的南水北调、澳大利亚的雪山调水工程、以色列的北水南调工程、利比亚的大人工河工程、埃及的西水东调工程、美国的加利福利亚水道工程。下面我就以上调水工程选三个来进行分析探讨。 1） 以色列北水南调工程 以色列极度缺水，而且水资源南少北多。它的北水南调工程的主输水管长约300公里，管径2.2～2.8米，途经多座加压泵站，分支管道总长逾1万公里，年供水量14亿立方米。工程不但带动了南部经济发展，而且把大片荒漠变为绿洲，扩大了以色列的生存空间。 我们从方面来说说以色列跨流域调水的原由： 第一从气候方面来讲，以色列属于夏季干热的地中海型气候，气候区域性明显，状况各不相同。海岸平原夏季湿热，冬季略冷有雨，在山丘区域偶有小雪。在约旦山谷区域夏季干燥炎热，南方区域则属半干燥型气候，白天暖热，夜晚凉爽。因而可以看出以色列降水北多南少。 第二从地形来讲，色列可以分为四个不同的区域：海岸平原、中部丘陵、约旦大裂谷（东非大裂谷北部起点）以及内盖夫沙漠。 地中海沿岸的海岸平原从北部的黎巴嫩边界一直延伸至南部的加沙，该地区土壤肥沃而潮湿，是农业和水果栽种的重要地带。海岸平原的东部是中央的高原地带，高原地带的北边是加利利山脉的山丘，更南边的地区是由许多小型而肥沃的溪谷地区所组成的撒马里亚山脉；再往南则是荒芜的朱代（Judea）山丘地区。中央高原地带的东部是约旦大裂谷，属于长达6500公里的东非大裂谷的一部分。大体上来说以色列的地形北高南低，所以北水南调是顺势而流有利于水流的调配。 第三从水源上来说，以色列调水的来源是加里利湖，受水地区是以色列的中南部。所以，还是有适应的水来进行调配。 第四从调水的运用上来说。虽然以色列没有在自然条件上占有优势却在沙漠上创造出了震惊全球的农业奇迹——果蔬占据欧洲市场40%以上，农业生产效率高达日本的50倍，一个以色列农民可养活113人。以色列农业世界闻名，其原因在于先进的农业及农业机械化技术和节水农业的发展。所以以色列农业的发展也得益于水资源的合理运用。 就以上几个方面我们可以看出以色列跨流域调水是既适合当地自然条件的。北水南调工程的建设，改善了以色列水资源配置的不利状况，缓解了制约南部地区发展的主要限制因素，由于全国南北实行统一水价，得以在水源地以外的南部发展灌溉，改善严酷的生态环境条件，从而带动南部经济和社会的发展，同时也扩大了以色列国的生存空间，把大片不毛之地的荒漠变为绿洲，利用南部土地平坦和充足的光热条件，生产出高质量的水果、蔬菜和花卉等农产品。以色列在艰难条件下建设调水工程的成功，以及经济高效利用和管理水资源的生动事例，为世人树立了建设调水工程改善水资源配置，解决地区严重缺水，促进经济和社会发展的典型，也丰富了开发利用和保护水资源的经验。 2） 利比亚大人工运河 利比亚位于非洲北部，面积1759541平方公里，位于东经9°-25°，北纬18°-33°之间。东部与埃及交界，东南与苏丹为邻，南部同乍得和尼日尔毗连，西部与阿尔及利亚和突尼斯接壤。北部临地中海。海岸线长约1900余公里。利比亚全境95%以上地区为沙漠和半沙漠。大部分地区是平均海拔500米的低高原，受宽阔低地分割。北部沿海有狭窄平原。荒漠与半荒漠占总面积90%以上；西北部与南部多砾漠、石漠；其余为沙漠，间有绿洲。利比亚北部沿海属亚热带地中海式气候，冬暖多雨，夏热干燥内陆区属热带沙漠气候。其夏季平均气温为35℃，冬季平均气温为15℃。 年平均降水量从北往南由500毫米----600毫米递减到30毫米以下，常有来自南面撒哈拉沙漠的干热风为害。中部的塞卜哈是世界上最干燥的地区之一。利比亚南部沙漠地区蕴藏有丰富的地下淡水资源，其储存量相当于尼罗河200年的总流量。 为了解决人口饮水和工农业用水问题，发展农业生产，实现粮食自给， 利比亚领导人卡扎菲决定开采地下水，计划投入250亿美元巨资修建大人工河项目。 大人工河工程项目工期从二十世纪八十年代开始，到二十一世纪初完成，是一项跨世纪工程。目前，项目的一期和二期工程已经完工，三期工程正在进行。前两期工程已经把水输送到了班加西、锡尔特、的黎波里等沿海中心城市。项目全部完成后将充分保证利比亚粮食自给并有富余粮食可供出口。利比亚大人工河输水工程是当今世界上输水管线最长、管径最大、投资最多的远距离输水工程，它把撒哈拉大沙漠丰富的地下水通过管道输送到北部地中海沿岸人口密集区。 3） 埃及西水东调工程 阿拉伯埃及共和国地处尼罗河下游，跨亚、非两大洲，主要领土在非洲，苏伊士运河以东的西奈半岛属亚洲，北临地中海，南与苏丹接壤，西邻利比亚，东邻巴勒斯坦和以色列。埃及国土绝大部分为沙漠。其地势是南高北低，南有埃及最高峰凯瑟琳山， 北部地势平坦，多为沙漠。埃及气候炎热干燥，地区属热带沙漠气候，仅地中海沿岸属亚热带地中海式气候。 埃及经济以农业为主，但人口多、耕地少，1997年人口6200多万，耕地280万。在耕地面积中约1/3植棉花，是世界长绒棉 的主要产地，也是埃及主要的出口物资，粮食不能自给，根据埃及农业发展政策，要求采取扩大耕地面积和提高单位面积产量双管齐下的举措增加粮食产量，最大限度地减少粮食进口，增加水果、蔬菜出口，其次是埃及人口集中在尼罗河三角洲和尼罗河谷，其他地方人烟稀少，位于亚洲部分的西奈半岛基本没有开发，对国家均衡发展极为不利，从长远经济和社会发展要求考虑，迫切需要开发。西奈北部地势平坦，适于农耕，制约西奈发展的关键因素是“水”，而西奈半岛非常缺水，地表大部为沙漠覆盖，埃及惟一的水源是位于非洲的尼罗河，要开发亚洲的西奈，只有跨大洲从尼罗河调水，别无他途。 西水东调工程从尼罗河三角洲地区起建萨拉姆渠，引尼罗河（杜米亚特河）水东调，在东调中加入排水（灌溉回归水），萨拉姆渠到苏伊士运河段长约87千米，调水从苏伊士运河下经隧洞立交穿过，继续东调175千米直达阿里什干河谷，连同运河西段，西水东调工程主干线全长262千米。西奈北部开发工程基 本是在沙漠地区进行，建设条件艰苦，但工程设计标准高，施工质量好，输水工程为减少渗漏损失，采取混凝土全断面衬砌，引进成套渠道衬砌设备进行施工，从渠道削坡、混凝土浇筑、震捣、切割分缝等全部机械化作业。尼罗河三角洲地势低平，穿苏伊士运河工程两端又有水位控制，因此东水西调工程为顺畅输水，设有9处抽水泵站，其中在输水干线上设有8级泵站，逐级提水东调。 苏伊士运河东西两岸将新增约25万平方千米耕地，大片干旱的沙漠因有水而变为良田沃洲，新建45座新村和住宅区，为人口提供生活用水，有效地缓解了埃及粮食的短缺状况，增加水果、蔬菜出口，促进西奈经济和社会的全面发展与繁荣。 三、跨流域调水的影响

1、减少调出水地区的洪涝灾害对于水量输出区，严重的洪涝灾害可以说是最大的生态环境灾难。输水工程在水量输出区具有明显的防洪效益，其防洪作用本质上就是减轻生态环境灾难的发生。 2、改善输水通过区气候环境、地下水和水质状况 输水工程有利于改善两岸沿线气候、环境，尤其有利于沿线地下水的补充。而输水渠道对自然生态环境更大的影响在于对土地生态系统的影响，许多荒原、沙漠、沿岸地带经过灌溉成为肥沃良田、菜地、林场和果园，两岸沿线地下水位普遍升高，对地下水超采地区是一个有益的补充。