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调水工程的社会价值与影响

【摘要】:通过有计划地建设长距离调水工程,给缺水地区的经济和社会发展注入了新的生机和活力,大大促进了地区工农业生产的发展和人民生活水平的提高。西水东调工程大型水库的建设,汛期削减洪峰滞蓄洪水作用显著,发挥了很大的防洪效益。巴基斯坦西水东调工程,改善了巴基斯坦水资源配置状况,促进了经济、社会的全面发展,效益显著,工程总体上是非常成功的,受到普遍赞誉。

从世界范围来看,一些大型长距离跨流域多用途调水工程的建设,不仅取得了巨大的经济效益,而且促进了所在地区的社会进步,使得社会、经济全面向前发展。

美国西部特别是加利福尼亚州[16,17]修建了中央河谷、加利福尼亚州水道工程、科罗拉多水道和洛杉矶水道等长距离调水工程。多目标的水资源开发促进了加利福尼亚州,特别是圣华金河谷的经济增长和社会繁荣。现在,中央河谷的河网几乎完全得到了改造,而且是把天然河道、输水干渠、灌溉渠道、水库、隧洞组成一个复杂的网络。约有一半的用水量靠这个网络来供给加利福尼亚州南部的灌溉和城市用水,从而为受旱地区社会经济发展提供了充足的水源。在干旱河谷地区发展灌溉面积133万多hm2,仅灌溉农业产值高达150亿美元,成为美国重要的农产品生产和出口基地。供水工程还保证了加利福尼亚州南部洛杉矶为中心的6个城市1700多万人生活和工业、环保等用水需要。现在,加利福尼亚州已成为美国人口最多、灌溉面积最大、粮食产量最高的一个州。国民生产总值已超过1万亿美元,约占美国全国国民生产总值的1/8。洛杉矶市也已成为美国的第三大城市。昔日干旱荒凉的南加利福尼亚州现已是一片绿洲,景色宜人,居民大批就业,社会、环境、经济效益显著。同时,由于农牧业的稳定发展、人口的增加、技术力量的移入,促进了航天航空、原子能、飞机制造、石化化工、机器制造、电影工业等新兴产业的迅速发展,使西南地区和西海岸带成为美国石油电子军事等尖端新兴工业中心。可以说,美国西部的调水工程对美国西部地区经济的快速发展,以及对整个美国经济的宏观布局和优化资源配置都起了十分重要的作用。通过有计划地建设长距离调水工程,给缺水地区的经济和社会发展注入了新的生机和活力,大大促进了地区工农业生产的发展和人民生活水平的提高。

巴基斯坦的西水东调工程[18]自1960年实施以来,大部分工程于1965~1970年底完成,塔贝拉水库于1975年完成,通过水库、闸坝、灌溉系统的建设,工程在灌溉供水、发电、防洪等方面的效益陆续发挥。

(1)灌溉供水和防洪。通过西水东调工程建设,进一步完善了巴基斯坦印度河平原的灌溉系统,逐步恢复并发展了东三河地区灌溉系统供水,据1971~1978年统计,累计西三河向东三河调水1524亿m3,年均调水218亿m3,恢复和增加灌溉面积200余万hm2,农业生产条件得到了极大改善,虽然人口增长迅速,但巴基斯坦的粮食生产连年增长,粮食从不能自给需要进口,到粮食自给有余,变成粮食出口国。西水东调工程大型水库的建设,汛期削减洪峰滞蓄洪水作用显著,发挥了很大的防洪效益。

(2)水力发电。西水东调两大水源工程塔贝拉和曼格拉水库,水电总装机达4500MW,对发展中国家巴基斯坦来讲具有举足轻重的作用,可以说为巴基斯坦工农业生产,乃至整个经济社会的发展提供了强大的动力,至20世纪80年代末曼格拉的发电供水效益已超过投资的10倍,塔贝拉由于竣工较晚也达到2.6倍。

(3)为巴基斯坦水利电力自主开发奠定了坚实基础。西水东调工程宏伟,投资巨大,对刚刚独立的巴基斯坦是完全陌生的。尽管巴基斯坦水和电力开发管理局(WAPDA)负责全部工作,但工程设计施工大部分由英、美等外国公司承担。经过西水东调这一庞大系统工程建设,巴基斯坦培养和锻炼了自己的队伍,现在不仅能依靠自身力量进行大型工程设计施工,而且有能力承包国外工程。可以说西水东调工程完成后,后续水资源和水电开发工程均自主进行。

巴基斯坦西水东调工程,改善了巴基斯坦水资源配置状况,促进了经济、社会的全面发展,效益显著,工程总体上是非常成功的,受到普遍赞誉。但也不是十全十美的,工程运行后发现,灌排系统规划不完善,输水损失严重,土壤盐碱化发展,随后采取渠系防渗衬砌、平整土地、管井排水等措施,灌区面貌随之改观。

世界银行在评价巴基斯坦西水东调工程的塔贝拉坝说,这一工程被认为是巴基斯坦能源与灌溉的主干工程,尽管该坝一直遭到议论,但没有它,巴基斯坦就不可能存在。由此可见,西水东调工程对巴基斯坦具有何等重要的作用。

苏联莫斯科运河[19~22]是另一个推动社会、经济全面发展的实例。

(1)莫斯科市的供水。1932年,在莫斯科运河的技术设计中,首都按未来人口为500万和居民人均生活用水按照500L/d来计算需水量,计算确定生活用水为29m3/s;工业用水按照生活用水的20%即6m3/s;这样首都未来总的用水量为35m3/s。靠莫斯科运河取伏尔加河水26m3/s,剩下的9m3/s计划在莫斯科河及其支流上兴建若干水库来解决。

为了保证莫斯科市的供水和莫斯科河的引水,在运河北坡的5级水利枢纽中,每一级都布置了给水量为100m3/s的水泵站。在泵房施工时布置了4台水泵机组,并预留了一台泵机的位置。从1964年起,水泵一直高负荷运转,水泵的利用系数夏天为0.91,冬天(由于一台机组进入计划检修)为1.0。水经过5级泵送后进入分水岭段。

在运河的分水岭段兴建了两座输水站和一座沉淀库。此外,一些用水量大的工业企业在运河上有自己专用的取水枢纽。运河的建成使工业用水量急剧增加,到1940年运河向首都的供水量已增加到7m3/s。在第二次大战期间,当德国法西斯占领伊斯特林水利枢纽时,莫斯科运河实际上成了莫斯科市的惟一地表供水水源。

第二次世界大战后莫斯科的经济迅速恢复和发展,运河的供水量急剧增加,到1966年就达到了运河的设计供水量26m3/s。到1985年,供水量达到41m3/s,大大超过设计值。

莫斯科在继续扩大,工业在发展,生活和工业用水需求在增加。现在,莫斯科已有约900万人口,比莫斯科运河设计时所设定的增加了400万,而且,人均用水量达到600L/d,比设计值增加100L/d。为了满足城市不断增长的用水需求,除了在莫斯科河支流上兴建水库,使支流输水站的供水量增加到29m3/s外,1972年,原苏联水工设计院确定增加伏尔加供水水源的设计供水量,即在水泵房中预留的位置安装新的水泵机组,这项工程于1979年完成,在运河北坡的5级泵站中各安装了一台水泵机组(共5台机组)。现在运河向莫斯科市的供水量为34m3/s,即比原技术设计增加8m3/s,实现了设计预留的能力。尽管水源的输水量增大,但是仍然不能完全满足莫斯科生活和工业用水日益增长的需要。实际上从20世纪60年代末开始,水泵机组就一直是超负荷运转,是以设备高磨损和更经常维修的代价来保证用水量的提高。

(2)莫斯科河的引水。在兴建运河之前,莫斯科河平水期只有10~15m3/s的流量,在干旱年份有时下降到7~8m3/s。这点水在市内河流中流动显然不能满足莫斯科河的需要。虽然莫斯科河上建设了几座老式木坝使市内河水水位抬高1~2m,但不能改善卫生状况。

莫斯科运河的技术设计确定莫斯科河的引水流量为32.5m3/s,其中靠运河引来伏尔加河水为27.5m3/s,而剩下的5m3/s靠莫斯科河的鲁别利水库调节。

随着莫斯科运河的建设,伏尔加河河水进入莫斯科河,使莫斯科河获得了新生。向莫斯科河的放水量是按照“混合法”计算确定的,根据这个方法,清洁水的含氧量应当等于氧化污水所必需的含氧量,即在水中要达到所确定的最低值为4mg/L。为了中和没净化的污水对莫斯科河水质的影响,在含氧量急剧减少的条件下,河中的清洁水流量应当为30m3/s。

运河给莫斯科河引水是常年进行的,除了汛期之外,自运河投入运行到1941年都是这样。在第二次世界大战期间和战后进行经济建设年代,莫斯科河引入伏尔加河的流量夏季被缩减为25m3/s,而冬季只是偶尔根据特别的申请才放水。

随着莫斯科的工业发展,排入莫斯科河及其支流亚乌扎河的污水量大大增加,这对莫斯科河的卫生状况有负面的影响。亚乌扎河的水特别脏,排到那里的污水没经过任何净化,而来自莫斯科运河的引水又不规则。1964年开始,政府规定莫斯科河和亚乌扎河的引水量分别为30和6m3/s。莫斯科河的水比运河建成前多了4~5倍,现在枯水期莫斯科河中的水9/10是伏尔加河水,总的引水流量已达到40m3/s。

在汛期,莫斯科河放水冲洗河床上的污染沉淀物是有重要意义的,即在大流量(700m3/s以上)下,完全打开市区内所有的闸坝进行冲洗。自莫斯科运河运行以来,平均每7年进行一次。从1964年开始,莫斯科河和亚乌扎河有规律的从运河引水,汛期河床的冲洗,限制非净化污水向河中排放以及用挖泥船清除河底上的污泥,使得莫斯科市内的莫斯科河和亚乌扎河的卫生状况得到很大改善。现在莫斯科河及其两岸的绿化和美化成了莫斯科人的休息场所,河水用做工厂、热电中心和其他工业企业的供水。

根据俄罗斯水利部关于水源的利用和保护协议,莫斯科运河管理局和莫斯科-奥卡流域(区域)管理局从1986年3月开始改变了莫斯科河的引水,现在以维持卡拉梅舍沃水库的水位来进行供水,流量约35m3/s。实践表明,莫斯科河更合理的引水可以节约约5m3/s的伏尔加河水,这个不大的水资源储备可供莫斯科及其卫星城的工业供水之需。

此外莫斯科运河还有航运、发电、旅游等效益。

综上所述,莫斯科运河对莫斯科的发展做出了无可替代的贡献。很难想像,如果没有莫斯科运河,莫斯科的今天会成为什么样子。正如一些水利专家所说:没有莫斯科运河就没有莫斯科的今天。