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1、中国水利学会 2003 学术年会特邀报告1在当前我国现代化进程中水利水电可持续发展新的前景提提 要：要：本文从我国水资源、开发现状和水利水电工程的建设条件评述了我国各流域水资源开发特点，并对如何考虑水利水电的可持续发展提出建议和前景。关键词：关键词：水利水电、可持续发展、建议、前景当今我国科学技术突飞猛进，带动各行各业正以雷霆万钧、势如破竹之势走向现代化，已进入了一个空前繁荣的新时期。在此现代化进程中水利水电作为国家的基础产业得到飞速发展，但由于国民经济及工农业等的急剧增长，城乡用水及水电的供应仍时有供不应求的现象。我国水资源蕴藏总量虽较丰，因人口众多，人均蕴藏量很低，属水资源较贫乏国家。水资
2、源是可以循环再生的，若不开发，任其自然，只能白白付之东流，还往往会带来各种水旱灾害；若经开发，即兴建水利水电工程并经合理运用，可以除害兴利得到利用。水利水电枢纽一旦建成，可以年复一年持续运行下去，这是水利水电可持续发展的基本条件。在当前全国走向现代化空前繁荣的大好形势下，水利水电进展神速，一些地区水资源和水能资源已出现开发殆尽现象，再修建新的工程受到限制，这将影响水利水电的可持续发展。在此新形势下，如何进一步推动水利水电的可持续发展是一个值得重视的问题。今将我国水资源和开发现状、开发特点以及可持续发展和建议等分述如下：1 我国水资源和开发现状我国水资源的蕴藏总量是比较丰富的，占世界第 5 位。
3、但由于我国幅员广大，人口众多，人均蕴藏量仅 2700m3/人，相当全世界人均数的 1/4。故按人均而言，我国水资源储量是比较贫乏的。此外我国水资源时空分布又极不平衡，一般说来北方水少、南方水多。以西南、中南、华东较多，东北次之，而华北、西北最少。而我国人口及工农业分布又偏重沿海。故从人均占有水资源看，则以华北最少，人均占有量不到 300m3/人，仅约为全国平均数的 1/10。水资源一般涵淡水资源和水能资源两种。我国水能资源居世界首位，总蕴藏量达 6.76 亿中国水利学会 2003 学术年会特邀报告2kW，可开发量为 3.78 亿 kW。我国系世界文明古国，水利工程开始较早，自 19 世纪以来，
4、世界发达国家随着工业的崛起，水利工程也获得了显著进展。但我国由于长期封建统治，闭关自守，水利工程长期处于落后状态。新中国成立 50 多年来，各项建设特别是水利水电发展迅速，在古老传统的筑坝引水灌溉的基础上，50 多年来在现代水利水电方面做出显著成绩。首先在淮河、海河以及浙江、四川、广东建成了一些水库，接着在黄河、长江和珠江等干支流上建成和正在修建许多大型控制性工程，如三门峡、龙羊峡、小浪底、二滩、小湾、三峡、溪落渡，这些工程首先初步控制了洪水灾害；其次对城乡用水提供了大量水源。主要由于水库对径流的调节作用增加了可利用的水量及水电站在电力系统中发挥的调峰作用，大大地缓解了供水紧张状况及改善了电力
5、供应状况。这样既能满足防洪、供水、灌溉、发电等的需要，又可在生态、环境以及地区经济建设中发挥显著作用。水资源经过开发即兴建水利水电工程并合理运行后可发挥其综合效益。若兴建的水库或枢纽控制的水体的容积越大，起到水库的调节作用也就越大，使枯水期或枯水年的供水量和发电量都相应增加。由此可见水利水电工程建设的一些特性指标，如控制的流域面积、径流深、年水量、水头、洪峰流量以及工程的库容、工程量、投资和效益等能判断该水资源开发利用的合理性和经济性。兹将我国已建和在建有代表性的水利水电工程的各项重要特性指标列表比较如附表。附表：代表性水利水电工程主要参数表工程量多年来 均流量校核洪 峰流量单位 kW 坝体体
6、积流域工程 名称 (1)坝型 (2)坝高 (m) (3)混凝土 万 m3 (4)土石方 万 m3 (5)集雨面积万 km2径流深mmm3/s (6)万 m3/s (7)流量 比值 (7)/(6)总库容 亿 m3 (8)装机 容量 万 kW (9)混凝土 (4)/(9)土石 (5)/(9)三峡重力坝18026891004541430012.48.6739318201.47二滩双曲拱坝24065511.639416702.5216.0583301.98溪洛渡重力拱坝287117045.427945805.2311.4115.712000.97向家坝重力坝19057945.927946405.231
7、1.451.65001.16长江紫坪铺 面板堆石坝59116704891.2725.910.888132龙羊峡重力拱坝17815613.11546461.0516.22471281.22拉西瓦拱坝13.2154黄河大柳树土石坝156158425.413010581.0710.1118.41749.10中国水利学会 2003 学术年会特邀报告3啧口土石坝143.5282343.1679105.1256.0124.818015.7三门峡重力坝68.861小浪底 斜墙土石坝 152557469.46113275.2339.41 126.518030.9小湾拱坝29281311.329212001.0
8、28.48161.54201.93澜沧江糯扎渡堆石坝2541750246500密云土坝8381.5810049.02.3347543.7510.1583海滦河潘家口107.53003.3772.878.06.3081029.315+277.14新丰江大头坝10599.90.579.965.61.27194138.929.253.41珠江飞来峡重力坝551231102.8725.920.1148.79注：此表资料从不同材料中获得精度和时间等不一致，故仅供宏观比较参考。2 水利水电工程特点从以上附表所列各流域已建及在建有代表性的水利水电工程的主要特征表可以明显地看出或分辨出不同工程在水资源开发利用
9、中所起的作用。为便于比较，将上述各流域按水资源状况分成四种类型阐述如下： 长江、黄河、珠江等大江大河青藏和云贵高原为我国大江大河的发源地，这些河流如黄河、长江、珠江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江等具有共同特点是：流域面积大（前三者分别为180 和 44 万 km2） 、源远流长、水系集中、集雨面积大、河床坡陡和水资源和水能资源丰富，对发展水利水电是十分有利的。这些大江大河的上中游多峡谷，地形地质条件一般较好，宜拦水建坝和水电站等。 （注：黄河支流水量较贫乏，水资源开发条件差见第类型） 。 淮河、海滦河此二河分别位于黄河南北，它们的流域面积均接近 32 万 km2，次于上述大江大河。人均年水量很小，
10、分别为 630 和 280m3/人。它们不像上述诸大江大河那样水系集中，淮河干流上无修建调节性能好的高坝大库的坝址。它们具有共同特点是：水系分散，坝址以上源近流短、集雨面积小，河床坡缓，水资源和水能资源极为贫乏（理论蕴藏量仅分别为 144 万 kW 和 294 万 kW，实际可供开发量更低） ，丰枯悬殊，校核洪峰极高，导致泄洪设施规模增大，将增加工程投资。 西北黄河支流和内陆河流域黄河流域地处北方，年降水 464mm，因干旱等原因，径流深仅 88mm，支流泾、洛、渭、大通河等等源近流短，水资源和水能资源较少，其开发条件与中国水利学会 2003 学术年会特邀报告4其上中游干流差距较大。北方包括新
11、疆、甘肃、青海等内陆河流域总的流域面很大（332 万 km2） ，占我国土面积约 1/3，年降水深较低（154mm） ，但因气候干燥，蒸发量大，河川径流很小，总体上仅 32mm，而在沙漠和戈壁地区年降水量低至 50mm 以下，属干旱或半干旱区，年降水量等于年蒸发量，即降水量最终消耗于蒸发，径流在流域内产生又在流域内消耗。故这个区域水资源开发条件最差。 其余东北、东南沿海、西南国际河流等东北松花江、辽河等年水资源总量约 1900 亿 m3，径流深约 130mm，其水资源条件优于淮河、海河流域。东南沿海（即闽、浙等）及西南国际河流年降雨量较多，径流深较大，分别为 1066 及 688mm。雅鲁藏布
12、江、澜沧江、怒江因水系集中，源远流长，水量丰盈，已规属于第一类型，今不详述。其余河流如富春江、瓯江、闽江、红水河、沱江等等控制流域面积虽不很大，但由于水量丰富，水流坡陡，水头大，其水资源和水能资源开发条件较好，仅次第类型。从以上表 1 可以得知各流域水利水电工程主要控制因素如下：（一）水库控制流域面积和年水量。从附表中可以看出，第 1 类工程位于大江大河上中游，流域面积和径流深大，年来水量就大，有时会比、类型工程高出数倍以至数十倍以上。一般说来从工程的供水发电等效益亦将以相应倍数增加。（二）洪峰流量与年平均来水流量的比值。由于第类型所述流域面积大，再加上大江大河本身对流量的调节作用，枢纽下游洪
13、峰流量与平均流量的比值一般最小，如表 1 所示，一般在 10 上下。表中所列第、类型因源近流短，水系分散，集雨面积小，故缺乏全流域调节性良好的水库，且洪峰流量与平均流量比值很大，一般此值将在 100 或更多（有的高达 500 以上） 。此值高时说明在泄水泄洪建筑物及导流工程上将增加工程量和难度。通过一些枢纽工程的设计和施工，充分体会到洪峰流量相对较小和较均衡的优越性。（三）年来沙量。泥沙问题是枢纽工程中的一大祸患。黄河泥沙最多，要慎重对待。上游诸坝年来沙一般在 1 亿吨以下，含沙量在 1 至 5kg/m3左右，尚不算很大。但中游的万寨虽较上游一些工程有增加但仍较小，达 1.49 亿吨，到天桥、
14、碛口、龙门、三门峡等成倍增加，分别达 3、6、10、16 亿吨，其平均含沙量增加到 37.6kg/m2，泥沙涉及水库及河道淤积，在枢纽设计中需要考虑如何中国水利学会 2003 学术年会特邀报告5进行低水位排沙以保留将来水库的有效库容。其余大江大河如长江等含沙量在1kg/m2左右，尚属清水河流，但因流量很大，总的年输沙量仍很大，常在数亿吨以上，故泥沙问题亦应予以重视。（四）河道比降和落差。水头大发电效益好，从附表所示坝高和水头高一般在百米上下，最高可达 300m 级，建高坝大库，对水量调节有利，对防洪、供水、发电都有利，装机容量从几十万 kW 至千万 kW 级以上。（五）工程建设条件。大江大河上
15、中游多峡谷，地形地质条件一般较好，大部分可采用混凝土坝，总体上说由于峡谷地形较窄，坝体不长、工程量相对较少，一般概念是在上述大江大河上游修建水电站，一米水头约可装机 1 万kW 上下（甚至更多） ，单位 kW 坝体混凝土只需混凝土 12m3左右。对修建工程的另外一个重要问题是移民人数，往往是一个制约因素，但有些仅数百或数千人，龙羊峡库容 247 亿 m3，移民亦仅 2.97 万人。三峡移民人数很多达百万人，但因水库库容大和装机容量很大达 1820kW，故单位库容和单位 kW 人数也不算多。总的看来单位千瓦和单位有效水量投资都是很低的，此外有的工程，由于坝址条件差，宜建土石坝，而坝体泄水和输水建
16、筑规模较大，由于泥沙量大，必须采用大底孔以降低水位排沙，这些都导致工程量及投资的加大。由此可见工程建设条件是上述诸因素中最具控制作用的。3 水利水电可持续发展和建议我国幅员辽阔，水资源分布极不平衡，一般南方水多，北方水少，而各地水资源开发条件不相同，我国西部如西北和西南长江、黄河、珠江、澜沧江等大江大河开发条件较好，由于河系集中、源远流长、年迳流大、河床坡陡，水库调节水量大，对供水、发电都有利，我国多年前即开始的十大水利水电基地有七个位于西部，说明这个地区已优先进行了一定的水利水电工程，但从全国而言，西部水资源的开发利用程度还很低，潜力很大，还应大力开发，通过西电东送以适应全国日益增长的需要。兹提出个人的一点看法及建议供参考。（一）应大力并优先修建开发条件和控制性能良好的大型综合利用的水利水电枢纽工程，如继续完成在建或拟建的长江三峡、溪洛渡、向家坝、构皮滩、瀑布沟，黄河古贤、万家寨、大柳树、珠江龙滩、澜沧江小湾、糯扎渡等。这些综合利用工程往往是调节性能较好，能提高本身和下游各梯级的供水、防洪和发电作用，效益十分巨大，理应及早兴建。但由于涉及面广以及地区之间
