王浩院士:《以国家水网统筹“3个洪水”的认识与思考》
作者:王浩(中国工程院院士,中国水利水电科学研究院研究员)
全球气候变化背景下,洪水治理管理需要哪些新理念、新模式、新路径?
一、洪水控制:守住防洪安全底线
第一道防线是上游洪水拦蓄工程。通过在保护区外围和上游河道修建水库等洪水拦蓄工程,实现上游洪水拦蓄和错峰行洪,尽可能降低下游防洪压力。第二道防线是堤防和蓄滞洪区。在保护区外围和沿江区域建立对应保护区级别相应标准的堤防,同时要秉承底线思维,必要时综合运用蓄滞洪区,分蓄上游无法拦截的洪水,避免洪水无序泛滥。第三道防线是泵站和排水系统。提升排水管网排涝能力,提升沿江泵站排涝能力,及时排出涝水,降低内河水位,保障城市排水系统有效运行。第四道防线是河湖和蓄滞空间。维护自然河湖的调蓄能力,建立绿色、灰色、蓝色设施结合,地上、地表、地下海绵立体统筹,渗、滞、蓄、净、用、排兼顾的洪涝蓄滞空间体系。第五道防线是洪涝联防联控体系。加强洪水“预报、预警、预演、预案”,高度重视非工程措施的系统融入,提升洪涝联防联控能力,增强社会系统整体的抗洪韧性。
二、洪水利用:把灾害性洪水转化为可用资源
以扩大蓄洪能力为主的江河洪水利用。通过工程改造和规划调整,适度提高水库兴利库容比例,增强对丰水年份洪水的调蓄和利用能力。以非工程措施为主挖掘洪水利用潜力。依托监测预警和精细化调度手段,动态调整汛限水位,在确保防洪安全的前提下,在汛期多蓄一部分水资源,推动防洪库容向综合效益库容转化。以洪水自然下渗实现地下水回升。将洪水利用与地下水回补相结合,通过洪水调蓄、入渗工程和河湖连通等措施,多路径并举,把短时洪水转化为长期可利用水资源。
三、洪水塑造:借助洪水再造江河
冲刷河床,避免河道淤积,河床萎缩。长期断流或少流的河流面临河道淤积或被填平、被抬高和被侵占的问题,开展生态恢复的时候,第一要务就是要恢复河道与河槽,否则行洪能力难以满足,会增加溢流致灾的风险。因此,对于具备大型骨干水库调控工程的河流,要积极研究、探索塑造有益于河道修复的洪水,维持河道的基本形态和过流能力。
给水生生物洄游产卵提供信号指引与水动力学条件。对于受控河流,需要在合适的时机塑造洪水,刺激鱼类开展生殖洄游和产卵,并在一段时间内维持持续的涨水过程,使得鱼类能够完成完整的繁殖过程。以三峡为例,经过10多年的持续试验,水温达到20摄氏度时,维持三峡水库初始流量10000立方米每秒,流量日涨幅1200~1500立方米每秒,涨水持续时间4天以上,能够有效刺激水库下游四大家鱼等产漂流性卵鱼类产卵。经过这样的中小洪水塑造,三峡坝下宜都江段四大家鱼产卵量从2011年不足1亿粒增加到2025年的664亿粒,基本恢复到20世纪60年代的水平。
通过洪水漫滩,补给滩地植被的水分需求,也为河流生态系统带来重要的营养物质补给。对于河谷漫滩地植被来说,每年洪水期的漫滩过程几乎是其唯一的水分补给途径,一旦被切断,整个湿地植被将不复存在。河流漫滩带来的营养物质补给也是促进坝下河流生态系统恢复的重要因素。此外,对于北方具有防凌需求的河流,在冬季封冻之前人为塑造一次洪水过程,使河流结冰时冰盖尽可能高,也能增加冰下输水能力,缓解凌汛危机。
作者介绍:
王浩:中国工程院院士,中国水利水电科学研究院研究员,教授级高工、博士生导师,流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任,中国水利水电科学研究院水资源所名誉所长,水利部聘任为水利部参事咨询委员会委员,享受国务院特殊津贴。兼任中国水资源研究会理事长、创新方法研究会副理事长、中国自然资源学会副理事长、中国可持续发展研究会副理事长、中国自然资源学会副理事长、中国水利学会水资源专业委员会主任等职务。王浩院士长期从事流域水循环及其生态环境效应方面的基础研究,水资源规划与管理方面的应用基础研究,以及水资源经济学和复杂系统决策理论方法方面的应用研究。提出了“自然—人工”二元水循环理论,系统建立了水循环及伴生水生态、水化学和水沙过程综合模拟与多维调控技术体系。曾主要参与完成了国家“七五”攻关项目研究,主持完成国家“八五”、“九五”、“十五”国家重点科技攻关项目课题各一项、国家重点基础研究(973)发展规划黄河项目课题一项、自然科学基金重点项目两项等多项国家重大研究项目;参与和主持了多项国家和地方的重大规划。出版专著38部,发表学术论文700余篇,其中,SCI检索 194篇EI检索191篇,CSCD 169篇,授权发明专利94项。研究成果获国家科学技术进步奖一等奖1项、“何梁何利基金科学与技术进步奖 ”1项,国家科学技术进步奖二等奖7项、省部级特等奖1项、一等奖22项、省部级其他奖励10余项。荣获全国创新争先奖、联合国全球人居环境奖,被授予全国先进工作者、全国优秀科技工作者、中央国家机关五一劳动奖章、科学出版社优秀作者等荣誉称号。
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