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    專題報導智慧水務如何助力生態流域建設?

    click:Date:2021/2/3

    智慧水務如何助力生態流域建設?

    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。

    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*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,*水位的時候,鄱陽湖可以達到4000 km2水面,甘肅10000年前的潴野澤到1600 km2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*一個湖100 km2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5000 km2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,*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97 m3/(人·年),通水后才145 m3/(人·年),世界上73億人,每人7350 m3/(人·年),像以色列缺水嚴重的國家還有280 m3/(人·年),為了水戰爭了2000多年,最近70年的6次中東戰爭,人均280 m3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,280 m3/(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。

    任何一個流域都是有三類基本斑塊,整個陸地是水系的單元稱為流域,任何一個流域,不管是一級流域還是八級流域,無非是三類斑塊,一類是山水林草濕地等自然斑塊,一類是農田、水澆地、旱地農田斑塊,再有一類就是城市斑塊,土地利用類型分類有70多類,但是具體概括起來,任何一個流域都有三類,農田斑塊、城市斑塊加自然斑塊,那么自然斑塊里面都是自然水循環,農田斑塊和社會斑塊除了原有的自然水循環以外,還有一套管網系統,農村還有一套渠系系統,這就是社會水循環,農田斑塊和城市斑塊里面情況更為復雜,既有河湖的自然水循環,又有管網的人工水循環,兩個循環疊加問題更加復雜,作為生態流域治理體系來說,自然斑塊需要分散徑流,坦化洪峰,增加地下水的下滲進化水質等,農田斑塊就要減少坡面漫流,減少化肥農藥隨著灌溉排水帶來河流的水污染,保水蓄水把更多的降水轉成有效的蒸發,減少無效的蒸發,城市斑塊治理城市河流,做好海綿城市,把緩釋慢排、凈化、滲滯蓄凈用排這些事情做好,這就是三大斑塊都治理好,生態流域就迎刃而解了。 


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