4.3.1 可利用水量和工程可供水量评价[4]
在以河川径流量为水资源量主要组成的水资源基础评价中,其总量是多年平均值,包括了各种年份的洪水径流和内涝水在内。其实,一旦洪水来临,人们常常惟恐泄之不及,对这部分水量,即使修一定的蓄水工程,也很难全部蓄存待用,因此其中绝大部分是无法利用的。此外,出于对河道水环境的维护以及水资源其他功能要求的需要,也不可能把河川径流全部引到河道外为供水的目的来利用。因此,从供水的角度,只能有一部分河川径流量可用于利用的目的,这一部分河川径流量就是可利用水量。而可利用水量必然要小于前述的水资源量。原则上讲,对某一点来说可利用水量不是一个定值,而是资金和技术的函数,在同等技术能力条件下,河川径流的年际变化大和年内季节变化大的,其合理可利用水量占天然水资源量的比例要小一些。洪水水量占全年河川径流流量的比例大的,其合理可利用水量占天然水资源量的比例也要小些。进行可利用水量分析,首先应当先对河川径流中洪水量占全年径流的比例进行分析,并在洪水量中扣除河道安全泄量以下部分,剩余的洪水流量再扣除蓄水工程可以拦蓄部分,其余则均视为无法利用并尽快排流入海的水量。
在一般情况下,可利用水量也应有一供水保证率的概念,且可利用水量与河川径流的比例最好不要超过40%。随工程蓄水能力的增加,可利用水量也将有所增加。此外,因上游用水户用水后还有相当水量返回水体,仍可为下游所利用,因此在一条河上总的工程可供水量可大于可利用水量。
4.3.2 人类活动对水资源的影响
人类在开发利用水资源过程中必然对水资源系统产生影响。目前,人类活动对产水量的影响评价与计算已经引起学术界的关注[2]。人类活动对水文循环的干扰包括:改变水文循环的路径;改变流域的水文特性;改变水循环的动力条件。传统水资源还原径流量中的人类耗水部分仅考虑取用的径流量部分,对近年来由于人畜饮水和灌溉用水的雨水工程和植树造林、小流域治理、人工梯田、小水库等蓄水工程截留和渗漏导致的地表径流量减少部分没有计算进去,从而减少了天然径流量的数值。显然,现行的水资源评价成果难以反映人类活动对水资源的影响,而这种影响是不断渐变的过程,对将来水资源的利用产生影响。人类活动不但影响水资源的质量,也影响水文系列一致性。现行的水资源评价的基础是数理统计,要求水文系列的随机性和独立性,即资料产生的一致性。由于评价“背景一致性”发生改变,必然对评价的结果造成影响,只有定量地评估人类活动对水资源的影响并预测其发展趋势,才能保证水资源的持续利用。因此,在进行水资源开发程度调查分析时,必须探讨人类与河流的关系。
人类社会存在以来,人与河流的关系可以划分为3类 王万战,武会先:如何兼顾人类用水与河流生态用水(黄河科研网,2005-11-18)。
第一类:人类被动适应河流型。这种关系存在于17、18世纪以前的发达国家,以及迄今为止的部分发展中国家。典型例子见于古埃及人利用尼罗河漫滩洪水发展农业的做法。在这种人-河关系中,最大的受益者是不仅有河流生态系统,也包括人类本身。人类从河流中得到了河流生态系统提供的种种有形的价值(如粮食、水产、一些今天已看不到的动植物等)以及一些无形的价值(如航运、优美的风景等)。然而,在这种人-河关系中,人类也不时被极端的大洪水、大旱灾所受苦。万物之灵的人类一直做着“要是河流完全听我的,那该多好呀”之类的“大头梦”。公元9世纪末统治亚述(如今伊拉克的北部地区)女王萨穆·莱姆特(Sammu-Ramat)的墓碑上写着:“我约束了大河,让她按照我的意愿流动……”然而,也只有进入20世纪以来,社会制度、水力科学及人类对水流控制工程技术的巨大进步才把亚述女王那种妄自尊大的“治河理念”付诸事实。从此人-河关系进入了一种新型的关系。
第二类:人类独占河流型。在20世纪近100年的时间内,全世界已经修建了约50000座大坝,在世界上的227条大河中,60%的河流已被大坝、引水工程及其他基础设施控制起来。尼罗河上的阿斯旺高坝修建之前后,峰枯流量之比由原来的为12:1变成2:1。恒河、印度河、阿姆河、锡尔河等在一年中的大多数时候都不能入海。这种人类独占河流型人-河关系的特点是,人类为了自身的安全、幸福生活最大限度地控制、利用河流,致使现在的河流不再有水循环中的自然节律、河流生态系统遭到了极大的破坏。在近年来,一些发达国家(南非、澳大利亚)已经意识到,以牺牲河流生态系统换来的人类安全和幸福只能是短暂的,不尊重以河流为生的动植物的生存权必然导致人类最终灭亡。这些国家的科学家开始行动起来拯救河流的生物,因此产生了第三种人-河关系。
第三类:人与生态共存型。在这种人-河关系中,人不仅有权享用河流水资源,而且也要保证给河流生态系统分配所需的能不危及其可持续发展的水流过程。对这种人与生态共存的关系,有两点需要进一步阐明:①保护的对象不仅有人类,而且还有整个河流生态系统——不仅仅是河流中的某种、或某几种具体的动植物(鱼类等);②保证河流生态系统能够持续发展的方法(或曰“处方”)是恢复河流的水流过程使之接近平均的天然河流水流过程,即生态所需的水是应有“大”、“中”、“小”各种成分,而且各种成分的出现应尽量接近天然的水流节律,原因是河流中的动植物已经适应了千百万年来的水流节律。有了这样的理解,就不难理解过去在保护生态方面所走过的“弯路”。最早的保护生态的提法还只限于保护河流水质。水质好坏固然是保证河流动植物生存的关键因素之一,但问题是,单有良好的水质而没有水流节律的保证,许多河流动植物还是必死无疑。随后,于20世纪70、80年代,人们提出了“最小生态需水量”概念。可想而知,如果尼罗河单有小水、没有漫滩的大洪水,就不会有滩地上的动植物群落,还会有发达的古埃及农业吗?!许多河流动物还需要大水指引它们逆河而行到上游或滩地上产子繁衍,所以“最小需水量”也不是挽救河流生态退化的良方。