近百年來(lái),世界年平均氣溫升高了0.4~0.8℃,全球氣候變化對(duì)我國(guó)氣象水文狀況的影響已經(jīng)顯現(xiàn)。
水源的供水保證率要高、水質(zhì)要好,能夠滿足城市化發(fā)展的基本需求。但是我國(guó)有許多大型水庫(kù),主要是水電站水庫(kù),并沒(méi)有發(fā)揮好優(yōu)質(zhì)水源的功能。
學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)矯勇指出,當(dāng)前我國(guó)的筑壩建設(shè)已經(jīng)走在世界前列,而水利水電發(fā)展面臨更復(fù)雜的建設(shè)環(huán)境、更高的安全要求。
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矯勇
我國(guó)的筑壩建設(shè)已經(jīng)走在世界前列,而水利水電發(fā)展面臨更復(fù)雜的建設(shè)環(huán)境、更高的安全要求、更嚴(yán)格的環(huán)境約束時(shí),推動(dòng)水利水電發(fā)展的新動(dòng)力也是創(chuàng)新。尤其是直接從事工程建設(shè)和運(yùn)行管理一線的科技工作者,更應(yīng)該善于運(yùn)用創(chuàng)新思維,把新方法和新技術(shù)推廣于實(shí)踐,在實(shí)踐中總結(jié)出經(jīng)驗(yàn),把經(jīng)驗(yàn)上升為理論,不斷解決壩工事業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的各類
問(wèn)題。換一個(gè)角度講,當(dāng)我們面臨新挑戰(zhàn)、新問(wèn)題時(shí),要敢于破守成規(guī),通過(guò)創(chuàng)新尋求解決問(wèn)題的突破口。
第一,氣候變化下的水庫(kù)大壩安全,需要運(yùn)用技術(shù)創(chuàng)新去保障。
近百年來(lái),世界年平均氣溫升高了0.4~0.8℃,全球氣候變化對(duì)我國(guó)氣象水文狀況的影響已經(jīng)顯現(xiàn)。近30年水資源時(shí)空分布的差異性更加明顯,強(qiáng)降雨等極端天氣事件更加頻繁,因此,要充分認(rèn)識(shí)氣候變化對(duì)我國(guó)水庫(kù)大壩安全的影響。
我國(guó)現(xiàn)有水庫(kù)98000余座,雖然近10年來(lái)進(jìn)行了大規(guī)模的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固,但氣候變化增加了水庫(kù)大壩的安全風(fēng)險(xiǎn)。在極端氣候條件下,一些河流水文系列可能發(fā)生變化,增大了河川徑流過(guò)程的不確定性,水庫(kù)原有的防洪標(biāo)準(zhǔn)可能變得偏低,對(duì)汛期水庫(kù)調(diào)度產(chǎn)生重要影響。近期發(fā)生的美國(guó)奧羅維爾水庫(kù)險(xiǎn)情的原因之一,就是水庫(kù)調(diào)度對(duì)氣候變化導(dǎo)致的水文系列變化未做出及時(shí)調(diào)整。尤其對(duì)于我國(guó)中小河流上的水庫(kù),由于設(shè)計(jì)年代已久,缺乏水文資料,原設(shè)計(jì)存在安全上的不確定性,在極端降雨情況下,大壩漫頂甚至潰壩的風(fēng)險(xiǎn)增加。
針對(duì)氣候變化導(dǎo)致的水庫(kù)大壩安全風(fēng)險(xiǎn),需要從氣象水文預(yù)測(cè)、水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行、工程結(jié)構(gòu)改造與加固等方面,運(yùn)用創(chuàng)新思維和新技術(shù)加以解決。比如,研發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、漫頂不潰壩的新型筑壩技術(shù)和筑壩材料;以大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等信息技術(shù)為依托,研發(fā)水庫(kù)大壩安全建設(shè)和安全運(yùn)行智能化監(jiān)控新技術(shù);針對(duì)我國(guó)中小水庫(kù)多、出險(xiǎn)幾率大的特點(diǎn),研發(fā)水庫(kù)大壩除險(xiǎn)快速加固處理新技術(shù),等等。通過(guò)不斷提升的科技創(chuàng)新能力和技術(shù)水平,保障水庫(kù)大壩安全運(yùn)行。
第二,科學(xué)做好水利規(guī)劃,需要運(yùn)用創(chuàng)新的思路去引領(lǐng)。
現(xiàn)在許多省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院都在承擔(dān)著本省的水利水電發(fā)展規(guī)劃的任務(wù)。比如,隨著新一輪城鎮(zhèn)化進(jìn)程,各省都在國(guó)家中長(zhǎng)期供水規(guī)劃的基礎(chǔ)上,修改完善本省的供水規(guī)劃。編制好供水規(guī)劃,水源布局是第一位的。
水源的供水保證率要高、水質(zhì)要好,能夠滿足城市化發(fā)展的基本需求。但是我國(guó)有許多大型水庫(kù),主要是水電站水庫(kù),并沒(méi)有發(fā)揮好優(yōu)質(zhì)水源的功能。比如
云南、
廣西、
四川、
貴州等省區(qū),水庫(kù)總庫(kù)容分別列我國(guó)第二、第三、第四、第六位,但水庫(kù)供水僅占這些省份總庫(kù)容的5.4%、12.9%、4.5%、3.7%。原因是山高水低,提水成本高,不得不在地勢(shì)高的中小河流上修建一批中小型水庫(kù),滿足城鎮(zhèn)的供水需求,代價(jià)是中小河流的水生態(tài)和水環(huán)境遭到破壞。
但是,當(dāng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入新常態(tài)、
電力需求已經(jīng)大幅度放緩時(shí),當(dāng)中央提出生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的新要求時(shí),當(dāng)西南水電出現(xiàn)大量棄水棄電現(xiàn)象、賣電不如賣水時(shí),當(dāng)深入開(kāi)展城鎮(zhèn)水價(jià)改革、水價(jià)到位能夠承受提水成本時(shí),我們是否可以換一個(gè)思路,發(fā)揮好大水電水庫(kù)的水源功能,解放一批中小水庫(kù),還水于中小河流的生態(tài)環(huán)境?我們的供水規(guī)劃會(huì)不會(huì)編制的更科學(xué)、更具有生態(tài)優(yōu)先的理念和時(shí)代精神?云南的大水網(wǎng)工程、重慶的渝西水資源配置工程已經(jīng)開(kāi)始了這樣的嘗試,在更好的提高城鎮(zhèn)供水保證率的同事,使山區(qū)中小河流的生態(tài)質(zhì)量得到提高,生態(tài)服務(wù)功能得到恢復(fù),人民群眾可以更好的享受綠水青山。
第三、應(yīng)對(duì)特高壩建設(shè)管理的技術(shù)
難題,需要通過(guò)科技創(chuàng)新去解決。
根據(jù)中國(guó)大壩工程學(xué)會(huì)數(shù)據(jù),目前世界有200米以上特高壩77座,其中我國(guó)20座,占26%;其它排序是美國(guó)6座、伊朗5座、土耳其、墨西哥各4座,等等。而世界在建的200米以上特高壩19座,其中我國(guó)就12座,占63%。所以,我國(guó)已經(jīng)名副其實(shí)的走在世界筑壩領(lǐng)域的前列。
我國(guó)的特高壩,主要集中在西南地區(qū),高海拔、高地震烈度、高邊坡、地質(zhì)條件極為復(fù)雜;主要分布在金沙江、雅礱江、瀾滄江、大渡河等大江大河,河流水量充沛,水能資源富集,大地下廠房、大流量泄洪、大機(jī)組發(fā)電、高速水流消能成為常態(tài),對(duì)水工建筑物的安全性、穩(wěn)定性、耐久性要求十分高。
我國(guó)如此密集地建設(shè)一批特高壩,是世界筑壩史上所從未有過(guò)的,許多特高壩勘測(cè)設(shè)計(jì)和建設(shè)管理中的技術(shù)難題,可能是第一次遇到。解決前人從未遇到的問(wèn)題,必須要有創(chuàng)新的意識(shí),科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,深入細(xì)致的論證,團(tuán)結(jié)合作的精神。令人高興的是,我國(guó)壩工建設(shè)領(lǐng)域目前已經(jīng)有一批世界級(jí)的科技創(chuàng)新成果。比如在糯扎渡、溪洛渡水電站研發(fā)運(yùn)用數(shù)字化、智能化建造技術(shù)大大提升了工程質(zhì)量,再如600米級(jí)以上超高邊坡監(jiān)控和處理技術(shù)的研發(fā)突破,成功解決了我國(guó)小灣、錦屏等巨型水電站的挑戰(zhàn)性問(wèn)題,白鶴灘100萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和建造,創(chuàng)造了領(lǐng)域新的世界記錄,等等。
但是我們必須看到,高壩大庫(kù)安全事關(guān)國(guó)運(yùn)安危、人民福祉,是百年大計(jì)、千年大計(jì),容不得半點(diǎn)馬虎。這就要求我們水利水電科技工作者不斷樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和團(tuán)隊(duì)精神,敢于攀登不止,不斷追求科技進(jìn)步,使我們的工程作品能夠真正經(jīng)得起歷史的考驗(yàn)。
第四,再造良好的河流生態(tài)環(huán)境,需要以創(chuàng)新的精神去實(shí)踐。
面對(duì)特殊的氣候地理環(huán)境,加上人口眾多、處于高速發(fā)展階段、工業(yè)結(jié)構(gòu)偏重的經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件,為了滿足防洪安全、供水安全、糧食安全、能源安全的基本需求,我國(guó)不得不建設(shè)大批水庫(kù)大壩,其數(shù)量成為世界第一。
于此同時(shí),也帶來(lái)一些生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。主要表現(xiàn)在大壩的阻隔使河流生境碎片化、改變河流徑流過(guò)程、改變泥沙傳輸過(guò)程、河流生態(tài)基流得不到保障、以及水庫(kù)調(diào)蓄對(duì)河流水溫的影響,等等。水庫(kù)大壩對(duì)河流的阻隔不可避免,關(guān)鍵要通過(guò)綜合生態(tài)保護(hù)措施,使依賴于河流的水生物能夠適應(yīng)新的生境并生存發(fā)展。
為了在建壩的基礎(chǔ)上保護(hù)好水生態(tài),水利水電行業(yè)開(kāi)展了許多有益的探索。比如,在流域規(guī)劃中劃定水電禁止開(kāi)發(fā)區(qū)和規(guī)劃保留區(qū),對(duì)天然生態(tài)保護(hù)區(qū)、敏感和脆弱生態(tài)區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù);適合建設(shè)魚道的水庫(kù)大壩積極建設(shè)魚道,沒(méi)有條件建設(shè)的大力開(kāi)展魚類增殖放流活動(dòng);通過(guò)水庫(kù)蓄清排渾和調(diào)水調(diào)沙改善河流泥沙傳輸條件;開(kāi)展水庫(kù)生態(tài)調(diào)度實(shí)驗(yàn),創(chuàng)造適于魚類產(chǎn)卵的流量環(huán)境,等等。
當(dāng)然,相對(duì)于河流上的水庫(kù)群對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的改變,我們?cè)僭炝己煤恿魃鷳B(tài)的實(shí)踐剛剛起步。正如歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,在已經(jīng)不是天然狀態(tài)的河流上讓水生物適應(yīng)新的生境,需要一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的時(shí)間。但是壩工界的同仁們必須從現(xiàn)在起牢固樹(shù)立生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的理念,敢于創(chuàng)新,勇于實(shí)踐,從規(guī)劃、勘測(cè)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、運(yùn)行調(diào)度各個(gè)階段,積極探索水生態(tài)保護(hù)新技術(shù)和新方法,使水利水電工程成為生態(tài)文明工程,使河流生態(tài)在有壩河流上達(dá)到新的更可持續(xù)的平衡。