姚仕明1 劉同宦1、2 (1長(cháng)江科學(xué)院,武漢430010;2 武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室,武漢430072) 摘要:長(cháng)江是一條含沙量較小但輸沙量較大的河流,采取一定的措施在減小或避免其泥沙致災的同時(shí)就長(cháng)江干支流泥沙加以合理利用,對其減災興利是非常必要的。本文根據長(cháng)江流域干支流主要控制站的水沙實(shí)測資料,統計分析了包括三峽水庫蓄水運用以來(lái)近50余年的長(cháng)江上游、三峽工程壩下游干流河道與洞庭湖水系、鄱陽(yáng)湖水系及支流漢江的泥沙輸移變化,闡述了長(cháng)江流域泥沙資源化的主要表現,揭示了長(cháng)江流域泥沙資源的供需矛盾,并提出了相應的緩解對策。 關(guān)鍵詞:長(cháng)江流域;水庫建設;泥沙資源;供需矛盾與對策 Contradiction and Measures on the Supply and Demand of the Sediment Resource in the Yangtze River Basin Yao Shi-ming1 Liu Tong-huan1,2 (1 Changjiang River Scientific Research Institute,Wuhan 430010;2.State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science,Wuhan University,Wuhan 430072) Abstract: The Yangtze River is a river with comparatively small sediment content but large sediment transport rate, it’s essential to take certain measures for the rational utilization of sediment resources and reducing or avoiding the sediment disaster. According to the measured data of the main control stations of the Yangtze River, the paper statistics the sediment transport changes of the upper Yangtze river, the downstream dam of Three Gorges Project, Dongting Lake water system, Poyang Lake water system and Hanjiang river nearly 50 years including the period after operation of the Three Georges Project. Utilizing the Yangtze River basin sedimentation as a kind of natural resources and the ways for realization is described while the contradiction of sediment supply and demand as recourses is revealed and corresponding measures are proposed. Key words: Yangtze River Basin; reservoir construction; sediment resource; contradiction and measures. 1 前 言 橫跨我國東中西部的長(cháng)江流域,擁有4億多人口,東部沿江經(jīng)濟帶在改革開(kāi)放中的迅速崛起,使其成為帶動(dòng)我國中西部經(jīng)濟發(fā)展的“巨龍”。長(cháng)江水量豐沛,含沙量較小,但輸沙量較大,三峽水庫蓄水運用前長(cháng)江下游大通站多年平均輸沙量4.27億t。長(cháng)江流域泥沙具有致災與資源化的雙重特性。泥沙致災主要體現為,在不適當部位的淤積與攜帶的污染物質(zhì)而造成防洪、航運、環(huán)境及涉水工程正常運營(yíng)等多方面的嚴重問(wèn)題,以往圍繞這些方面問(wèn)題開(kāi)展了大量的研究工作,取得了豐富的研究成果,提出了相應的對策與措施,大大減輕了泥沙災害。眾所周知,泥沙不僅為人類(lèi)的生存與發(fā)展塑造了廣泛的沖積平原,而且在人類(lèi)抗御洪水災害時(shí)修筑堤防、泥沙攜帶的營(yíng)養物質(zhì)肥沃土壤及作為建筑材料在工程建設中的廣泛應用等,均體現泥沙是寶貴的資源特性[1-3]。目前,由于長(cháng)江干支流大量水庫不斷建設、水土保持工程的陸續實(shí)施,進(jìn)入河道與水庫壩下游的泥沙也隨之減少,與社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展對泥沙需求增長(cháng)的矛盾也日益突出。因此,采取一定的措施在減小或避免長(cháng)江流域泥沙災害的同時(shí)合理利用長(cháng)江干支流泥沙資源,服務(wù)沿江經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展是非常必要的。 本文根據長(cháng)江流域干支流主要控制站的水沙實(shí)測資料,統計分析了包括三峽水庫蓄水運用以來(lái)近50余年的長(cháng)江上游、三峽工程壩下游干流河道與洞庭湖水系、鄱陽(yáng)湖水系及支流漢江的泥沙輸移變化,闡述了長(cháng)江流域泥沙資源化的主要表現,宏觀(guān)分析了泥沙需求量與供給量,揭示了長(cháng)江流域泥沙作為資源的供給與需求矛盾,提出了緩解泥沙供需矛盾的對策。 2 長(cháng)江河道泥沙輸移特性 2.1 長(cháng)江上游干支流河道泥沙輸移特性 長(cháng)江是我國第一大河流,同時(shí)又是我國水土流失較為嚴重的地區[4-6]。20世紀80年代以來(lái),長(cháng)江上中游地區嚴重的水土流失狀況引起社會(huì )廣泛關(guān)注。1989年,國家在金沙江下游和貴州畢節地區、嘉陵江中下游、隴南陜南地區以及三峽庫區等4片的61個(gè)縣首先啟動(dòng)了長(cháng)江上游水土保持重點(diǎn)防治工程(簡(jiǎn)稱(chēng)“長(cháng)治”工程)。截至2005年底, “長(cháng)治”工程共治理水土流失面積近9萬(wàn)km2,約占治理總面積的1/3?!伴L(cháng)治”工程的實(shí)施有效減少了該地區泥沙輸移量,從而使進(jìn)入該地區河道的泥沙也隨之減少。 長(cháng)江是一條含沙量較小但輸沙量較大的河流,長(cháng)江上游泥沙主要來(lái)源于金沙江、嘉陵江、岷江、沱江、烏江、橫江、赤水和上游干流區間,其中主要產(chǎn)沙區為金沙江和嘉陵江(表1)。三峽水庫蓄水運用前長(cháng)江上游出口宜昌水文站多年平均泥沙輸移量約為4.92億t,其中金沙江屏山站多年平均輸沙量為2.43億t,約占宜昌站的56%;嘉陵江北碚站多年平均輸沙量為1.051億t,約占宜昌站的24.2%,兩江之和約占宜昌站的80.2%,橫江、赤水河、岷江、沱江和烏江分別為0.134億t、0.09億t、0.462億t、0.091億t和0.251億t,約占宜昌站的20.8%。 自20世紀90年代以來(lái),隨著(zhù)長(cháng)江干支流上大型水利水電工程建設與徑流分布變化,長(cháng)江上游干支流河道泥沙輸移有了新的變化,尤其是三峽水庫蓄水運用后,水庫內水流變緩,泥沙發(fā)生淤積,進(jìn)入水庫壩下游的泥沙大幅度減少。三峽工程蓄水運用以來(lái)(2003~2008年),干流朱沱站年均輸沙量比多年平均值約偏小37%,干流寸灘站年均輸沙量比多年平均值約偏小50%,主要支流嘉陵江北碚站年輸沙量約偏小78%,烏江武隆站年輸沙量約偏小68%,三峽水庫蓄水運用以來(lái)長(cháng)江上游出口控制站宜昌站年均輸沙量?jì)H為蓄水前多年平均值的12.4%,長(cháng)江上游泥沙輸移及其時(shí)空分布已經(jīng)發(fā)生了較為明顯的變化。長(cháng)江流域主要控制站分布位置見(jiàn)圖1。
圖1 長(cháng)江流域主要控制站分布位置示意圖 Fig. 1 Distribution of main hydrologic stations in the Yangtze river basin 表1 長(cháng)江流域主要控制站輸沙量統計值 單位:億t Table 1 Change in sediment load at hydrometric stations of Yangtze River Basin in 108 t 年份 | 長(cháng)江干流控制站 | 主要支流控制站 | 屏山 | 朱沱 | 寸灘 | 宜昌 | 沙市 | 漢口 | 大通 | 高場(chǎng) | 北碚 | 武隆 | 皇莊 | 三峽蓄水前 多年平均值 | 2.54 | 3.09 | 4.23 | 4.92 | 4.34 | 3.98 | 4.27 | 0.475 | 1.16 | 0.274 | 0.50 | 多年平均值 1956-2008 | 2.43 | 2.95 | 3.97 | 4.44 | 3.95 | 3.67 | 3.96 | 0.462 | 1.051 | 0.251 | 0.408 | 2003 | 1.56 | 1.91 | 2.06 | 0.98 | 1.38 | 1.65 | 2.06 | 0.475 | 0.306 | 0.144 | 0.14 | 2004 | 1.48 | 1.64 | 1.73 | 0.64 | 0.956 | 1.36 | 1.47 | 0.332 | 0.175 | 0.108 | 0.05 | 2005 | 1.88 | 2.31 | 2.70 | 1.10 | 1.32 | 1.74 | 2.16 | 0.585 | 0.423 | 0.044 | 0.171 | 2006 | 0.903 | 1.13 | 1.09 | 0.09 | 0.245 | 0.576 | 0.848 | 0.206 | 0.030 | 0.030 | 0.028 | 2007 | 1.5 | 2.01 | 2.10 | 0.527 | 0.751 | 1.14 | 1.38 | 0.306 | 0.273 | 0.104 | 0.083 | 2008 | 2.04 | 2.12 | 2.13 | 0.320 | 0.492 | 1.01 | 1.30 | 0.153 | 0.143 | 0.039 | 0.046 | 2003~2008年均值 | 1.56 | 1.85 | 1.97 | 0.609 | 0.857 | 1.245 | 1.533 | 0.343 | 0.23 | 0.08 | 0.086 |
2.2 長(cháng)江中下游河道泥沙輸移特性 長(cháng)江中下游干流河道的泥沙主要來(lái)源于長(cháng)江宜昌以上的干支流及中下游兩岸支流、湖泊等水系。據統計,宜昌和大通站(分別為進(jìn)入長(cháng)江中下游和長(cháng)江口地區的控制水文站)多年平均年輸沙量分別為4.92億t和4.27億t。近些年來(lái),隨著(zhù)長(cháng)江干支流水庫的陸續建設、水土保持工程的逐步實(shí)施、退耕還林等措施,以及江湖關(guān)系的變化等,長(cháng)江中下游河道的泥沙輸移量及過(guò)程已發(fā)生了較大變化。三峽水庫蓄水運用前,宜昌站、洞庭湖四水、皇莊站、鄱陽(yáng)湖五河多年輸沙量分別占大通站的113.5%、6.9%、12.6%、3.3%,合計為136.3%。顯然,長(cháng)江上游宜昌站的來(lái)沙量大于大通站,加上洞庭湖水系、支流漢江、鄱陽(yáng)湖水系及其它沿江支流的入匯,故宜昌至大通站之間的河道及沿程湖泊總體表現為淤積。三峽水庫蓄水運用以來(lái),宜昌站、洞庭湖四水、皇莊站、鄱陽(yáng)湖五河多年輸沙量(2003-2007)分別占大通站的42.2%、6.5%、5.9%、3.1%,合計為57.7%。由此可看出,壩下游干流河道的泥沙輸移較三峽水庫蓄水前已發(fā)生較大變化,主要表現為,各站年輸沙量大幅度減少,減小幅度在63%~86%之間,沿程變化與以往相比呈現不同的特點(diǎn),年輸沙量總體上表現為沿程增加,主要是因為三峽水庫蓄水運用后下泄的沙量大幅度減少,壩下游河道發(fā)生沿程沖刷而逐步恢復。由此可看出,三峽水庫蓄水運用對壩下游泥沙輸移量及過(guò)程影響最大,蓄水后宜昌站的年均輸沙量占大通站的百分比減小了71.3%,僅為大通站的42.2%,壩下游主要水系占大通站年均輸沙量的比例由蓄水前的136.3%減為蓄水后的57.7%,因此,可以認為壩下游干流河湖總體處于沖刷狀態(tài)。洞庭湖四水與鄱陽(yáng)湖五河的年均輸沙量占大通站的百分比變化不大,減小均不到0.5%;漢江減小4.7%,主要是因丹江口水庫的影響所致。 另外,長(cháng)江中下游除了洞庭湖水系、鄱陽(yáng)湖水系、最大支流漢江外,其它眾多一級支流也有一定的泥沙輸移量,并有一定的泥沙進(jìn)入長(cháng)江干流河道。例如,安徽省長(cháng)江主要支流(皖河、裕溪河、滁河、秋浦河、青弋江、水陽(yáng)江)控制站多年平均輸沙量約230萬(wàn)t[7]。 3 長(cháng)江流域泥沙資源化的主要表現 3.1 長(cháng)江泥沙是長(cháng)江口灘涂淤展及開(kāi)發(fā)利用的重要資源 千百年來(lái)長(cháng)江奔流而下,給下游河口地區帶來(lái)了豐富的泥沙資源,造就了河口三角洲廣袤富足的水鄉平原和大片河口灘涂濕地。自然條件下,長(cháng)江每年挾帶約4.86億t泥沙入海,在長(cháng)江口口外水域形成水下三角洲,并不斷由陸向海延伸[8-10]。近50年來(lái),在泥沙天然沉積與人工淤沙的共同作用下,長(cháng)江口新造陸地近800km2,為上海帶來(lái)了得天獨厚的灘涂資源。顯然,長(cháng)江口灘涂淤展及造地需長(cháng)江不斷地有一定數量的泥沙供給,否則長(cháng)江口淤展速度將大大減緩,甚至在潮流及波浪作用下會(huì )出現灘涂侵蝕后退。 3.2 長(cháng)江河道泥沙是沿江經(jīng)濟發(fā)展的寶貴資源 長(cháng)江河道泥沙不僅作為沿江兩岸經(jīng)濟發(fā)展所需要的重要建筑砂石料,而且在吹填造地、堤防加固、河道及航道整治工程中均被廣泛應用,充分體現了泥沙的資源特性。 (1)河道開(kāi)采建筑砂石料 砂石料是建筑和建設工業(yè)用料的重要來(lái)源,河道采砂是獲取砂石料的主要途徑[11]。長(cháng)江河道采砂歷史悠久,但以往因長(cháng)江河道泥沙資源豐富、開(kāi)采技術(shù)落后,經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展對泥沙需求量有限等因素,河道泥沙開(kāi)采量并不大,對河道防洪、河勢、航運等影響相對較小。隨著(zhù)長(cháng)江經(jīng)濟帶建設與采砂技術(shù)的快速發(fā)展,建筑砂石料需求量與開(kāi)采能力大增。據統計,20世紀90年代長(cháng)江上游每年的采砂量超過(guò)3000萬(wàn)t,80年代末90年代初,長(cháng)江中下游采砂量約為2600萬(wàn)t,近年來(lái),長(cháng)江中下游年均采砂量已超過(guò)4000萬(wàn)t。江砂過(guò)度開(kāi)采會(huì )引發(fā)一系列問(wèn)題,如影響防洪安全、河勢穩定、通航安全及國民經(jīng)濟與社會(huì )的可持續發(fā)展。 (2)泥沙吹填作業(yè) 長(cháng)江河道泥沙吹填作業(yè)主要包括堤防加固工程中的淤臨淤背、吹填淵塘,河道及航道整治工程,沿江吹填造地等。在工程應用上,一開(kāi)始是利用挖泥船吹填消滅堤內淵塘,如湖北荊江大堤吹填、洞庭湖區吹填等。由于吹填效益顯著(zhù),吹填工程得到了迅速發(fā)展,由開(kāi)始填塘發(fā)展到固基和壓浸防滲,20世紀80年代進(jìn)而試用挖泥船直接吹筑大堤,取得了很大成功;20世紀90年代以來(lái),采用挖泥船吹填堵口復堤取得很好效果,并在洞庭湖區的豐順垸、圍堤湖堤、南湖撇洪河堤、爛泥湖牌口堤、團洲垸、共華垸、錢(qián)團間堤、澧南垸、西官垸、安造垸、翻身垸及民主垸等堤段得到廣泛應用;進(jìn)入新世紀以來(lái),沿江經(jīng)濟發(fā)展迅速,高速公路建設與低洼地區吹填造地等對長(cháng)江河道泥沙需求量大增,例如,武漢河段在2005至2009年期間,吹填采砂量不少于1330萬(wàn)m3,長(cháng)江三角洲開(kāi)放區前沿的江蘇太倉港三、四、五期圍灘吹填僅2003年采砂量就超過(guò)了3000萬(wàn)m3。由此可見(jiàn),長(cháng)江流域吹填作業(yè)開(kāi)采長(cháng)江河道的泥沙量也十分可觀(guān),甚至超過(guò)建筑用料的河道采砂量。 3.3 長(cháng)江河道泥沙資源化的其它表現 隨著(zhù)長(cháng)江流域經(jīng)濟的發(fā)展,對泥沙資源的合理開(kāi)發(fā)利用一舉而多得,有著(zhù)廣闊的潛在的應用前景和經(jīng)濟效益。河流泥沙從上游搬運來(lái)大量礦物元素和有機質(zhì),對改良土壤結構、提高土壤肥力有顯著(zhù)作用 [12]。在汛期利用一些圩垸行洪,不但可以增加洪水調蓄場(chǎng)所,降低洪水位,減少河道的淤積,而且能夠改良土壤,提高作物產(chǎn)量,減少生產(chǎn)和施用化肥農藥,降低成本,減少水質(zhì)污染。此外,泥沙在河道輸移過(guò)程中塑造的微地貌及復雜多變的河床形態(tài)有助于改善水生生境與局部區域的生態(tài)環(huán)境。 由此可見(jiàn),泥沙作為天然優(yōu)質(zhì)資源具有廣闊的應用前景,也必將在社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮顯著(zhù)的效益。 4 長(cháng)江流域泥沙資源供需矛盾及對策 4.1 長(cháng)江流域泥沙資源供需矛盾分析 (1)長(cháng)江泥沙需求表現及需求量分析 長(cháng)江上游對泥沙的需求量會(huì )隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展而不斷增加,泥沙作為資源需求的重點(diǎn)應為建筑用料、沿江岸灘整治及低洼地區的填筑等,根據20世紀90年代的不完全統計,建筑開(kāi)采砂石料在3000萬(wàn)t以上,顯然,現在及將來(lái)長(cháng)江上游地區泥沙需求量會(huì )明顯超過(guò)3000萬(wàn)t,考慮到上游地區為主產(chǎn)沙區,泥沙資源比較豐富,且在建和已建的水庫攔蓄的泥沙也多,故長(cháng)江上游地區泥沙需求與供給矛盾相對較小。 長(cháng)江中下游地區因經(jīng)濟的快速增長(cháng),建筑用砂需求量不斷增加,《長(cháng)江中下游干流河道采砂規劃報告》對宜昌至長(cháng)江口的建筑砂料開(kāi)采活動(dòng)進(jìn)行了規劃,在2002-2010年長(cháng)江中下游干流河道規劃的33個(gè)可采區,年度控制開(kāi)采總量不超過(guò)3400萬(wàn)t,采砂船只控制數量98艘。但實(shí)際上,一方面長(cháng)江沿岸采砂配額不能滿(mǎn)足實(shí)際的泥沙需要;另一方面,長(cháng)江流域采砂船數量與采砂能力遠超過(guò)規劃的限額,并在很多地方存在超采、偷采現象。同時(shí),長(cháng)江中下游地區沿江城市為改善城市與投資環(huán)境,沿江兩岸堤內外吹填造地對河道砂石的需求量逐漸增大。 近幾年來(lái),沿江武漢、蕪湖、南京等城市均不同程度地利用長(cháng)江河道泥沙吹填造地,特別是江陰以下的長(cháng)江口地區地處我國沿海經(jīng)濟帶和沿江經(jīng)濟帶的結合部,區位優(yōu)勢明顯,是長(cháng)江流域經(jīng)濟發(fā)展最快的地區,對泥沙需求量也大。據統計,僅2003年長(cháng)江三角洲開(kāi)放區前沿的江蘇太倉港三、四、五期圍灘吹填用砂量就超過(guò)了3000萬(wàn)m3。由此可見(jiàn),沿江地區吹填作業(yè)對泥沙有著(zhù)巨大的需求。 上海市位于長(cháng)江口,人多地少,人地矛盾較為突出,因此,上海市已經(jīng)制定出了未來(lái)20多年時(shí)間利用長(cháng)江泥沙在長(cháng)江口新造近1000km2陸地的宏偉計劃。在未來(lái)20多年的時(shí)間里實(shí)現新造地1000km2的計劃51億m3或70億t的泥沙,平均每年用于造地所需的泥沙量約為2.8億t[13]。 (2)長(cháng)江泥沙供給量及供需矛盾分析 長(cháng)江河道泥沙資源化在沿江社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中的作用愈來(lái)愈大,換言之,沿江經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展對長(cháng)江河道泥沙需求量日益增加。然而,由于受人類(lèi)活動(dòng)與自然因素影響,長(cháng)江河道泥沙輸移及時(shí)空分布發(fā)生了較大的變化,長(cháng)江中下游地區因經(jīng)濟的高速發(fā)展對泥沙需求量大增,而長(cháng)江干支流水庫陸續建設、水土保持工程的逐步實(shí)施均使進(jìn)入中下游的泥沙量大幅度減少。長(cháng)江上游出口宜昌站年均輸沙量由三峽工程蓄水前的4.92億t變?yōu)樾钏\用以來(lái)的0.609億t,長(cháng)江中下游地區洞庭湖水系、鄱陽(yáng)湖水系的年均來(lái)沙量也不同程度減少,大通站年均輸沙量由三峽工程蓄水前的4.27億t變?yōu)樾钏\用以來(lái)的1.53億t,因此,進(jìn)入長(cháng)江口的泥沙量也大幅度減少。泥沙作為資源在長(cháng)江中下游地區的供需矛盾變得愈來(lái)愈突出。 ①長(cháng)江上游:隨著(zhù)長(cháng)江上游干流河道兩岸地區社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展和沿江城市建設的發(fā)展,特別是我國西部大開(kāi)發(fā)戰略部署的實(shí)施,沿岸地區對建筑砂石料和填筑砂石料的需求急劇增加,采砂規模和采砂范圍有迅速擴大之勢。而自2003年三峽庫區蓄水后一直處于禁采狀態(tài),在長(cháng)江干流近期無(wú)采砂活動(dòng),當地的工業(yè)與民用建筑對江砂的需求無(wú)法滿(mǎn)足,加之庫區地災治理任務(wù)重,不得不采用人工砂替代江砂,導致在庫區一些地方大量開(kāi)山炸石,造成人為的水土流失和滑坡隱患,對河床形態(tài)、床砂組成、以及三峽入庫泥沙帶來(lái)不利影響。 ②長(cháng)江中下游:長(cháng)江三峽工程蓄水運用以后,水位抬高,大量的泥沙淤積在三峽庫區,因此進(jìn)入壩下游河道的泥沙大大減少。20世紀90年代,隨著(zhù)長(cháng)江中下游經(jīng)濟帶建設的快速發(fā)展,建筑砂石料需求量大增,江砂價(jià)格上漲,在可觀(guān)的經(jīng)濟利益驅動(dòng)下,各種采砂船蜂擁而至,遍及長(cháng)江流域干支流河道,形成濫采亂挖的混亂局面,與長(cháng)江中下游河勢穩定、防洪安全、通航安全以及國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的矛盾也越來(lái)越突出。 ③長(cháng)江口:受長(cháng)江上游大型水利樞紐蓄水攔沙及水土保持等工程的影響,進(jìn)入長(cháng)江口的泥沙量將大幅度減少,使得長(cháng)江口淤展速度將大大減緩,甚至在潮流及波浪作用下會(huì )出現灘涂侵蝕后退,對長(cháng)江口灘涂利用與濕地生態(tài)保護等產(chǎn)生不利影響。 4.2 長(cháng)江流域泥沙資源供需矛盾的緩解對策 在受人類(lèi)活動(dòng)與自然因素的影響下,長(cháng)江河道泥沙輸移特性及其時(shí)空分布發(fā)生了較大變化,長(cháng)江中下游地區因經(jīng)濟的高速發(fā)展對泥沙需求量大增,而長(cháng)江干支流水庫陸續建設、水土保持工程的逐步實(shí)施均使進(jìn)入中下游的泥沙量大幅度減少,從而使長(cháng)江中下游地區泥沙資源供需矛盾愈來(lái)愈突出,需研究緩解對策。 (1)加強長(cháng)江流域泥沙資源配置研究 分析長(cháng)江流域泥沙資源的供需特點(diǎn)、利用形式、利用結構和不同區域承沙能力,確定相應的可供沙量和需沙量,從社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展需要和河道生態(tài)環(huán)境需要兩個(gè)方面綜合研究兼顧經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的泥沙資源配置模式。 (2)加強河道采砂管理,合理規劃河道采砂區與采砂量 應在保證河勢穩定、防洪安全、通航安全、沿岸工農業(yè)設施正常運用和滿(mǎn)足生態(tài)與環(huán)境保護要求的前提下,科學(xué)規劃與論證采砂區、采沙量等,合理地利用江砂資源,使長(cháng)江流域干支流河道的江砂開(kāi)采逐步走上依法、科學(xué)、有序的軌道。 (3)充分利用價(jià)格杠桿,節約砂石資源 長(cháng)江泥沙作為資源,同其它資源一樣,并不是取之不竭,用之不盡的,而是隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展對其需求量在不斷增加而供給量又再不斷減少的矛盾中,因此有必要通過(guò)資源價(jià)格杠桿作用,提高砂石資源費用,增加其成本,通過(guò)市場(chǎng)優(yōu)化配置資源的調節作用,達到節約使用河道砂石資源,逐步實(shí)現長(cháng)江流域泥沙資源的可持續利用。 (4)充分利用支流泥沙資源 長(cháng)江流域水系好像一棵枝葉繁茂的參天大樹(shù),干支交錯,枝枝相連,布滿(mǎn)整個(gè)流域。據統計,長(cháng)江干流擁有700多條一級支流,其中流域面積10000km2以上的40多條,50000km2以上的9條,100000km2以上的4條。長(cháng)江眾多支流中擁有豐富的泥沙資源。因此,在長(cháng)江流域經(jīng)濟建設過(guò)程中,應充分考慮長(cháng)江支流泥沙資源的合理利用,減輕長(cháng)江干流河道泥沙需求壓力。 (5)加強梯級水庫群泥沙資源聯(lián)合調度研究 新中國成立以后,水電建設事業(yè)得到了較快的發(fā)展,建設了一大批骨干水電站,尤其是2009年三峽工程建成,以三峽水庫為骨干的長(cháng)江上游干支流大型流域梯級水電站群已初具規模。在水能及水資源開(kāi)發(fā)利用的同時(shí),實(shí)現流域泥沙資源的聯(lián)合優(yōu)化配置是非常必要的。在通過(guò)優(yōu)化調度最大限度的發(fā)揮防洪、發(fā)電航運及灌溉供水等傳統效益同時(shí),還需要充分考慮各級水庫的排沙比,增加壩下游河道泥沙供給量,為壩下游河道泥沙資源利用提供條件。 (6)充分利用水庫淤積的泥沙 長(cháng)江流域干支流水庫修建后,由于庫區水深大、流速緩,入庫泥沙大部分淤積在庫區。為了充分利用各水庫庫區淤積的泥沙資源,可考慮在水庫庫區開(kāi)采泥沙,再通過(guò)船舶運往需砂地區,這樣不但能減緩長(cháng)江流域泥沙資源供需矛盾,而且能減緩水庫泥沙淤積,增加水庫興利庫容,延長(cháng)水庫使用壽命,可謂一舉兩得。 5 結論與建議 長(cháng)江流域水能及水資源開(kāi)發(fā)利用會(huì )對流域泥沙的輸移過(guò)程及其時(shí)空分布產(chǎn)生復雜而深遠的影響。在傳統的水能及水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,多數把泥沙問(wèn)題作為災害處理,對泥沙資源化及合理利用關(guān)注得不夠。但隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的持續發(fā)展和對泥沙問(wèn)題認識的不斷深化,泥沙作為天然的優(yōu)良資源在沿江國民經(jīng)濟建設中扮演的角色愈來(lái)愈突出,特別是長(cháng)江中下游地區對泥沙資源的需求量與日俱增。然而,隨著(zhù)長(cháng)江干支流大量水庫的陸續建設與水土保持工程的逐步實(shí)施,泥沙輸移及其時(shí)空分布必將發(fā)生較大的變化,使泥沙在壩下游地區的供需矛盾變得更加突出,影響河流的自然功能和永續利用。本文在分析長(cháng)江河道泥沙資源化的主要變現及供需矛盾后,提出了加強長(cháng)江流域泥沙資源配置與梯級水庫群泥沙資源聯(lián)合調度研究,加強河道采砂管理,合理規劃河道采砂區與采砂量,充分利用支流與水庫淤積的泥沙資源等緩解對策。 鑒于長(cháng)江上游干支流水利水電工程的不斷建設與長(cháng)江中下游河網(wǎng)水系的復雜性,長(cháng)江流域水沙輸移過(guò)程也隨之不斷發(fā)生變化,因此,建議一方面繼續加強對長(cháng)江流域干支流的水沙輸移及其時(shí)空分布的跟蹤研究,另一方面,加強開(kāi)展對局部區域水沙輸移及其時(shí)空分布的深入研究,以便于為長(cháng)江流域泥沙資源化和開(kāi)發(fā)利用研究提供技術(shù)支撐。 |