王浩院士：智慧水務如何助力生態流域建設？

時間：2018-08-02 來源：給水排水 作者：王浩

流域水資源、水生態是給城市排水服務的，生態流域建設好以后，才能把社會水循環的城市單位給水排水做好，相關的議題，對開闊眼界同心協力把老百姓的水解決好很有意義。生態智慧領域建設分兩個部分，首先簡要介紹一下是生態流域的理念，然后概括的智慧水務怎么助力生態流域的建設。

王浩院士

首先生態流域的理念，生態流域的提出主要是基于因為水是生態系統的控制性要素，在整個地球的路面上，路生生態、水生生態，只有四類基本的生態類型，分別是濕地、森林、草原、荒漠，那么水對最多的時候體現為濕地、湖泊、河流，水少了以后變成了森林，森林被水分脅迫就退化為草原，草原被水脅迫，就退化為荒漠，反過來也是一樣，沙漠也好，戈壁也好，不斷地增加供水可以正向演化為草地、森林、濕地，所以說在地球陸地上，不管緯度高低生態系統第一控制要素是水分，其次是溫度。

舉一個具體的例子，人、水和生態三者之間的關系。甘肅省有一個河西走廊，1200多km長，東口有一個河叫石羊河（見圖1），在仰韶文化的時期，8500年到10000年前的時候，是一個特別大的湖泊，體現為濕地生態系統，這個湖泊有多大呢？今天的鄱陽湖，現在是2600km2的水面，最高水位的時候，鄱陽湖可以達到4000km2水面，甘肅10000年前的潴野澤到1600km2的水面，水深25m，隨著到西漢的時候有7萬人，唐初的20萬人，唐末40萬人，這時候由于人多了,從濕地大量的飲水灌溉，干旱區水分蒸發不再退回到湖里，水分越來越少，到唐初唐末時已經變成了森林生態系統，到了明清時候這個地方增加了100萬人，人多了，干擾了改變了流域水循環的時空分布，水分的減少脅迫生態退化，從唐代的森林生態退化為明清的草原生態，那么到現在有200萬人，又進一步退化成了荒漠生態。以至于現在這個地方最后一個湖100km2水面的青土湖，也完全干了，干了以后200萬人要吃飯，要引地下水灌溉，地下水位從1m、2m、30m降到280m，人也活不下去了，現在要生態移民，要移走40萬人。

這個例子說明人、水、生態三者之間的關系，也就是建設生態流域、保護綠水青山的初衷。人多了用水，改變了水循環，改變了水分的時空分布，水分的減少脅迫生態系統退化，然后減低了承載力反過來威脅人類自身的安全，我們要像愛護眼睛一樣保護生態和環境，這個例子不僅是中國有，同時在東亞咸海也是這樣的情況，咸海有6.6萬km2的大淡水湖，短短的38年它是前蘇聯的一個最主要的農副產品的基地，百分之七八十的糧食、棉花、肉類、蔬菜、糖都在咸海流域生產，38年6.6萬km2的咸海只剩一個水底子，專家預測再有15年，這個速度用下去的，咸海就干涸。就跟羅布泊一樣，羅布泊5000年以前，也有5000km2的水面，所以這一代都是人、水、生態之間的關系要協調，那么生態流域的提出，主要是取決于各種水問題的癥結，無論表現形成如何，都可以歸結為流域水循環分項過程，或者伴生過程所導致的失衡的問題，像洪澇事件氣侯變化下自然水循環演變的失衡，缺水問題是因為自然水循環和社會水循環二者之間越來越不協調，水污染問題是因為伴隨水循環水化學過程演變失衡，生態問題是和水循環伴生的生態過程的演變失衡。所以生態流域的提出是解決人、水協調的問題，解決水問題的根本對策，需要充分發揮流域自然調節能力，整體提升流域綜合調節性能，以應對水循環機制化的態勢，需要建設全流域的綜合服務功能，保衛山水林田湖草生命共同體，讓自然水循環和社會水循環越來越協調，越來越匹配，需要進行水循環的過程，水生態的過程、水化學過程和水沙過程，多過程的耦合調控，以應對不同水問題的交織和疊加。

那么生態流域建設的科學內涵是什么呢？就是要實現一系列良性的循環，科學內涵概括為3句話，第一是極值性洪澇的海綿化，第二就是水質黑臭清潔化，第三雨水的資源化利用。首先是洪澇的海綿化，洪澇的資源屬性，大量降雨徑流難以排除，導致泛濫和積水，社會屬性是洪澇對生產生活產生影響而致災，因此要減少洪澇災害的影響，核心就是盡可能的延緩洪峰的極值，減少澇水，本質是減少由洪水蓄積給人類帶來的損失，黑臭清潔化主要是水污染的來源，有農業污染、大氣干濕沉降、初雨的沖刷、河流制管網的溢流，這些新的突出的污染，再加上的生活污水、工業廢水，這些點源污染，中國的水污染水生態惡化的現象，是比較嚴重的，減少水污染修復水生態，是生態流域科學內涵第二個重要的方面。第三是雨水的資源化，因為有的國家和中國的南方地區這個問題不突出，但是對中國的廣大北方地區還是很突出的，我國是聯合國在正式報告提到的世界上13個缺水國家之一。第二個是用人均水資源量比較，由高到低，中國排121很靠后的，世界上7350m3/（人˙年）水資源，北京才有多少呢？北京在南水北調中線通水以前，人均才97m3/（人˙年），通水后才145m3/（人˙年），世界上73億人，每人7350m3/（人˙年），像以色列缺水嚴重的國家還有280m3/（人˙年），為了水戰爭了2000多年，最近70年的6次中東戰爭，人均280m3為了控制格蘭高低北部的水源地，全國北水南調的地下水管網系統，把格蘭高低的水送到全國，送到南邊的沙漠邊上，種高附加值的農業，280m3/（人˙年）的水還發生戰爭，所以中國的雨水資源化，對廣大的北方地區很重要，中國的北方的淮河流域、黃河流域、海河流域、遼河流域、松花江流域、內陸河流域，6個流域國土占全國64%，但是水只占全國的19%，最近20年的氣候變化，從19%動態降到16%，所以雨水的資源化也是生態領域第三個科學內涵。

那么生態流域從頂層設計來說，有8個方面的問題：首先是水安全問題，即防洪抗旱、除澇解決老百姓基本生存的問題。第二水資源供需平衡，安全供水水源地的保護，健全的城市管保合格的自來水的標準。第三水環境包括咱們的城市排水、污水處理廠再生管網黑臭水體治理、水質的提升。第四水生態，水里面微生物系統、織物系統、動物系統三大系統相互依存，相互制約形成生生不息的動態平衡的系統。第五水邊景觀，水邊給老百姓創造一個優美場所，給城市加一抹綠色。第六水文化，古代有上善若水，現在有綠水青山，把全民養成節約水、珍惜水、保護水的意識。第七水管理，把過去數字水務變成智慧水務，把防洪、給排水、黑臭河和水土保持等的管理搞好。第八水經濟、水產業，就像巴黎塞納河兩岸1991年被評為聯合國文化遺產，埃菲爾鐵塔、盧浮宮兩邊的游客，把水邊打造成咱們城市的櫥窗，城市的高地，人才高地、產業高地，通過這8個層次建設成一個生態流域，使我國國土大幅度的升值。

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