1、由西亞北非跨流域調水工程引發的思考一、導讀大家都知道，水是生命之源。地球的表面，70喊蓋著水，但其中的97濯人類無法直接飲用或使用的海水，在余下的 3% 的非咸水中，僅有1/3可以供人類開發利用。 即便是如此之少的 淡水，在分布上也極不均衡。目前，世界有 26個國家2.32億居 民處于經常缺水的狀況，還有 4億居民已面臨“水危機” o缺水，已對人類的生存和發展敲起了警鐘；缺水，已成為制 約區域經濟發展的“瓶頸” o發生在現代的水資源危機是人類生 存又一次面臨的嚴峻問題。 隨著社會經濟的發展，僅憑流域內調 水已難以滿足經濟發達地區的用水需求，迫切需要跨流域調水。跨流域調水就是為解決水資源在時間、

2、空間分布上的不均或資源性的短缺而采取的水資源優化配路工程措施。隨著人口的增長和經濟的發展，水資源問題已經成為制約人類21世紀生存與可持續發展的瓶頸因素，水資源分布不均勻性與人類社會需水均 衡性的客觀存在使得調水成為必然。世紀50年代以后，國外提出了許多調水規劃。據不完全統 計，目前世界上24個國家已建、在建或擬建的大型跨流域調水 工程有160多項，遍布世界各個地區。半個多世紀來，國內外專 家學者提出了許多跨流域調水工程規劃、管理運行的決策模型與方法，歸納起來可分為兩大類：一是通過各種方法對復雜跨流域調水系統進行簡化后，采用單一的數學規劃模型或模擬模型進行跨流域調水工程的規劃、 管理運行決策研究

3、；二是直接采用大系 統優化決策模型和方法，通過先建立各種類型的大系統遞階結構 模型，然后再運用多種數學規劃或模擬技術 （含自優化模擬技術） 相結合的求解方法，進行該類工程的規劃管理決策研究。近些年來，隨著模糊數學、決策支持系統與專家系統、神經網絡等新型 理論、方法的不斷發展和完善，人們開始探索這些新的理論、方 法在跨流域調水工程規劃管理決策研究中應用的可能性。如 Jamieson等人從一般的跨流域調水系統的規劃、設計和管理決 策過程出發，建立了跨流域調水規劃的混合決策模型結構，并建議采用混合整數規劃模型優選系統結構、模擬模型設計所含工程 設施的尺寸大小、動態規劃方法進行系統實時決策研究等等。二

4、、實例分析世界上有很多著名的跨流域調水工程，比如中國最古老的京杭運河、現如今的南水北調、澳大利亞的雪山調水工程、以色列 的北水南調工程、利比亞的大人工河工程、埃及的西水東調工程、 美國的加利福利亞水道工程。 下面我就以上調水工程選三個來進 行分析探討。以色列北水南調工程以色列極度缺水，而且水資源南少北多。它的北水南調工程 的主輸水管長約300公里，管徑2.22.8米，途經多座加壓泵站，分支管道總長逾1萬公里，年供水量14億立方米。工程不 但帶動了南部經濟發展，而且把大片荒漠變為綠洲， 擴大了以色 列的生存空間。我們從方面來說說以色列跨流域調水的原由：第一從氣候方面來講，以色列屬于夏季干熱的地中

5、海型氣候， 氣候區域性明顯，狀況各不相同。海岸平原夏季濕熱，冬季略冷 有雨，在山丘區域偶有小雪。在約旦山谷區域夏季干燥炎熱，南 方區域則屬半干燥型氣候，白天暖熱，夜晚涼爽。因而可以看出 以色列降水北多南少。第二從地形來講，色列可以分為四個不同的區域： 海岸平原、 中部丘陵、約旦大裂谷（東非大裂谷北部起點）以及內蓋夫沙漠。 地中海沿岸的海岸平原從北部的黎巴嫩邊界一直延伸至南部的 加沙，該地區土壤肥沃而潮濕，是農業和水果栽種的重要地帶。 海岸平原的東部是中央的高原地帶，高原地帶的北邊是加利利山脈的山丘，更南邊的地區是由許多小型而肥沃的溪谷地區所組成 的撒馬里亞山脈；再往南則是荒蕪的朱代（Judea

6、）山丘地區。中央高原地帶的東部是約旦大裂谷，屬于長達6500公里的東非大裂谷的一部分。大體上來說以色列的地形北高南低，所以北水南調是順勢而流有利于水流的調配。第三從水源上來說，以色列調水的來源是加里利湖，受水地 區是以色列的中南部。所以，還是有適應的水來進行調配。第四從調水的運用上來說。雖然以色列沒有在自然條件上占有優勢卻在沙漠上創造出了震驚全球的農業奇跡一一果蔬占據歐洲 市場4030上，農業生產效率高達日本的 50倍，一個以色列農 民可養活113人。以色列農業世界聞名，其原因在于先進的農業 及農業機械化技術和節水農業的發展。所以以色列農業的發展也得益于水資源的合理運用。就以上幾個方面我們可以

7、看出以色列跨流域調水是既適合 當地自然條件的。北水南調工程的建設，改善了以色列水資源配 置的不利狀況，緩解了制約南部地區發展的主要限制因素，由于全國南北實行統一水價，得以在水源地以外的南部發展灌溉，改善嚴酷的生態環境條件，從而帶動南部經濟和社會的發展，同時也擴大了以色列國的生存空間， 把大片不毛之地的荒漠變為綠洲， 利用南部土地平坦和充足的光熱條件，生產出高質量的水果、蔬菜和花卉等農產品。以色列在艱難條件下建設調水工程的成功， 以及經濟高效利用和管理水資源的生動事例，為世人樹立了建設調水工程改善水資源配置， 解決地區嚴重缺水，促進經濟和社會 發展的典型，也豐富了開發利用和保護水資源的經驗。利比

8、亞大人工運河利比亞位于非洲北部，面積 1759541平方公里，位于東經 9 -25 ,北緯18 -33之間。東部與埃及交界，東南與蘇丹 為鄰，南部同乍得和尼日爾毗連， 西部與阿爾及利亞和突尼斯接 壤。北部臨地中海。海岸線長約 1900余公里。利比亞全境 95% 以上地區為沙漠和半沙漠。大部分地區是平均海拔500米的低高原，受寬闊低地分割。北部沿海有狹窄平原。荒漠與半荒漠占總 面積90%Z上；西北部與南部多礫漠、石漠；其余為沙漠，間有 綠洲。利比亞北部沿海屬亞熱帶地中海式氣候，冬暖多雨，夏熱 干燥內陸區屬熱帶沙漠氣候。其夏季平均氣溫為35C,冬季平均氣溫為15CO 年平均降水量從北往南由 500

9、毫米-600毫 米遞減到30毫米以下，常有來自南面撒哈拉沙漠的干熱風為害。中部的塞卜哈是世界上最干燥的地區之一。利比亞南部沙漠地區蘊藏有豐富的地下淡水資源，其儲存量相當于尼羅河 200年的總 流量。為了解決人口飲水和工農業用水問題， 發展農業生產，實現 糧食自給，利比亞領導人卡扎菲決定開采地下水， 計劃投入250 億美元巨資修建大人工河項目。大人工河工程項目工期從二十世紀八十年代開始，到二十一世紀初完成，是一項跨世紀工程。目前，項目的一期和二期工程已經 完工，三期工程正在進行。前兩期工程已經把水輸送到了班加西、 錫爾特、的黎波里等沿海中心城市。 項目全部完成后將充分保證 利比亞糧食自給并有富余

10、糧食可供出口。利比亞大人工河輸水工程是當今世界上輸水管線最長、管徑最大、投資最多的遠距離輸 水工程，它把撒哈拉大沙漠豐富的地下水通過管道輸送到北部地 中海沿岸人口密集區。埃及西水東調工程阿拉伯埃及共和國地處尼羅河下游，跨亞、非兩大洲，主要 領土在非洲，蘇伊士運河以東的西奈半島屬亞洲，北臨地中海， 南與蘇丹接壤，西鄰利比亞，東鄰巴勒斯坦和以色列。埃及國土 絕大部分為沙漠。其地勢是南高北低，南有埃及最高峰凱瑟琳山， 北部地勢平坦，多為沙漠。埃及氣候炎熱干燥，地區屬熱帶沙漠 氣候，僅地中海沿岸屬亞熱帶地中海式氣候。埃及經濟以農業為主，但人口多、耕地少，1997年人口 6200 多萬，耕地280萬。在

11、耕地面積中約1/3植棉花，是世界長絨棉 的主要產地，也是埃及主要的出口物資，糧食不能自給，根據埃 及農業發展政策，要求采取擴大耕地面積和提高單位面積產量雙 管齊下的舉措增加糧食產量， 最大限度地減少糧食進口， 增加水 果、蔬菜出口，其次是埃及人口集中在尼羅河三角洲和尼羅河谷， 其他地方人煙稀少，位于亞洲部分的西奈半島基本沒有開發，對國家均衡發展極為不利，從長遠經濟和社會發展要求考慮，迫切 需要開發。西奈北部地勢平坦，適于農耕，制約西奈發展的關鍵 因素是“水”，而西奈半島非常缺水，地表大部為沙漠覆蓋，埃 及惟一的水源是位于非洲的尼羅河，要開發亞洲的西奈，只有跨大洲從尼羅河調水，別無他途。西水東調

12、工程從尼羅河三角洲地區起建薩拉姆渠，引尼羅河（杜米亞特河）水東調，在東調中加入排水（灌溉回歸水），薩拉姆渠到蘇伊士運河段長約 87千米，調水從蘇伊士運河下經隧 洞立交穿過，繼續東調175千米直達阿里什干河谷， 連同運河西 段，西水東調工程主干線全長 262千米。西奈北部開發工程基 本是在沙漠地區進行，建設條件艱苦，但工程設計標準高，施工 質量好，輸水工程為減少滲漏損失，采取混凝土全斷面襯砌，引 進成套渠道襯砌設備進行施工， 從渠道削坡、混凝土澆筑、震搗、 切割分縫等全部機械化作業。 尼羅河三角洲地勢低平，穿蘇伊士 運河工程兩端又有水位控制，因此東水西調工程為順暢輸水，設 有9處抽水泵站，其中在

13、輸水干線上設有 8級泵站，逐級提水東 調。蘇伊士運河東西兩岸將新增約 25萬平方千米耕地，大片干 旱的沙漠因有水而變為良田沃洲，新建 45座新村和住宅區，為 人口提供生活用水，有效地緩解了埃及糧食的短缺狀況，增加水果、蔬菜出口，促進西奈經濟和社會的全面發展與繁榮。三、跨流域調水的影響1、減少調由水地區的洪澇災害對于水量輸由區，嚴重的洪 澇災害可以說是最大的生態環境災難。輸水工程在水量輸由 區具有明顯的防洪效益，其防洪作用本質上就是減輕生態環 境災難的發生。2、改善輸水通過區氣候環境、地下水和水質狀況輸水工程有利于改善兩岸沿線氣候、環境，尤其有利于沿線地下水 的補充。而輸水渠道對自然生態環境更大

14、的影響在于對土地 生態系統的影響，許多荒原、沙漠、沿岸地帶經過灌溉成為 肥沃良田、菜地、林場和果園，兩岸沿線地下水位普遍升高， 對地下水超采地區是一個有益的補充。3、緩解調入水地區的生態危機調水可以使缺水地區增加水域，導致水圈和大氣圈、生物圈、巖石圈之間的垂直水氣 交換加強，有利于水循環，改善受水區氣象條件，緩解生態 缺水問題。另外，調水還可以增加受水區地表水補給和土壤 含水率，形成局部濕地，有利于凈化污水和空氣，匯集、儲 存水分，補償調節江湖水量，保護瀕危野生動植物。4、不利影響輸水工程同時會導致調水江河流量減少，產生 河口咸水倒灌，破壞河口生態系統；引起調由水區生態環境 用水不足；發生“水

15、華”泛濫，藻類繁殖，江水腥臭變色； 河道過流條件惡化；調水區下游及河口地區工農業水源枯竭， 水質惡化等四、國外跨流域調水對我國的借鑒鑒于對上述跨流域調水工程的分析，對此提由對我國跨 流域調水的建設性意見。但是由于地域的環境、文化、科學 技術水平等的不同，我們相應的借鑒和吸收國外的優秀經驗 因地制宜的提由合理化建議。我國主要的跨流域調水工程有：南水北調，引灤入津,引灤入唐、引黃濟青、引黃入晉、東北的北水南調工程、引 江濟太、廣東修建了東深引水工程、甘肅修建引大入秦工程 等。這些工程的建設給我們帶來了許多有利的方面，例如： 擴大農業灌溉面積、提高糧食產量、提供水電、促進航運、改善受水地區的水質、改

16、善受水地區的自然環境、有的調水 工程或修筑的大壩（水庫）還成為當地的旅游區、防洪。同時 也帶來了一些弊端，例如：淹沒土地、大量移民、下游地區 因來水減少、引起下游河水水質變差、河口地區咸水滲入； 河岸動力失衡、海岸遭受侵蝕、下游沿岸環境質量下降、可 能因調水引發疾病，如瘧疾、腦炎、血吸蟲病等，影響人的 健康、因用水過多，或不當，可能造成受水地區耕地鹽堿化。 浮游生物人海量減少，使河口地區捕魚量減少、有的河流， 在洪峰期“泛濫”的洪水，一是將土壤表層鹽堿沖走，另是 洪水帶來的淤泥為土地增加了肥料。對此，提由一下建議。 第一，發展科學技術就以色列節水農業的借鑒提由：將水資源列為國家戰略資源進行統一

17、調配發展滴灌技術不斷完善污水回用系統 第二，合理利用地下水 就利比亞大人工河的借鑒提由：地下水的采用可以緩解跨流域調水的負擔在利用地下水時充分保護水資源和土質借鑒利比亞的特大型鋼筒預應力混凝土管（PCCP）的先進接口技術和管道壓力試驗方法同時介紹了陰極保護系統及其運行監測技術在該工程中的應用第三，對于地質特殊地區采用高精尖技術就埃及西水東調的借鑒提由對于地質特殊地區采取混凝土全斷面襯砌，引進成套渠道襯砌設備進行施工，從渠道削坡、混凝土澆筑、震搗、 切割分縫等全部機械化作業。保護沿線地區地質地貌，在路線選擇上盡可能避免從高 山河流沼澤或文物古跡中穿過。在跨流域調水中會由現土地鹽堿化對此提由以下建議 建立完善的灌溉系統、建立現代化排水系統、化學改良（化學改良劑、有機肥料）、種植水稻對堿土的