【引江济太工程与太湖流域水资源可持续利用刍议】

太湖流域是我国东部经济发达、人口最稠密的区域之一。1999年全区，总人口近3625万，人口密度达979人/km2，人均CDP接近3000美元，为

全国的3.8倍。但是，由于该地区地势平坦，经济发达，不仅洪水威胁及其灾害损失突出，如1991年发生的严重洪涝灾害，而且水环境污染问题也十分严重。尤其是近10多年来，随着经济社会的飞速发展和城市化进程的不断加快，太湖流域水环境质量发生了较大的变化，已经从20世纪60～70年代的]～Ⅱ类水质状态发展到90年代中期平均达到的Ⅳ类、l/3的湖区水质为V类的严重情况。目前，太湖流域突出的水环境问题主要表现为水体的富营养化和有机污染。在枯水和干早年份经常出现比较典型的水质性缺水的问题，严重影响甚至困扰了当地经济社会的可持续发展。

太湖流域的水环境问题已经引起国家的高度重视，早在2001年9月的国务院太湖水污染防治第三次会议上，时任国务院副总理的温家宝同志就提出了“以动治静、以清释污、以丰补枯、改善水质”的指示。2002年1月太湖流域管理局在水利部的统一部署下，正式启动了引江济太调水实验工程。2003年12月，笔者参加了水利部科学技术委员会引江济太与流域水资源调度专题调研，学习和了解了一些情况，下面提出几点看法和建议，目的是抛砖引玉，共同探讨我国经济发达地区所面临的水质性缺水问题的解决办法与途径。

一、引江济太调水试验工程的实践与新的挑战

引江济太调水试验工程的目标是：通过望虞河工程将长江水引人太湖，改善太湖水环境，并通过太湖向周边地区供水，由此带动流域内其他诸多水利工程的优化调度，加快水体流动，提高水体自净能力，缩短太湖换水周期。调水试验要把改善太湖和河网水环境作为引江济太的战略重点，解决引江济太中的关键技术问题，为规划进一步扩大引江济太规模的工程方案提供借鉴，为今后搞好流域水资源配置，统筹考虑生活、生产和生态环境用水，实现“静态河网、动态水体，科学调度，合理配置”的战略目标提供技术支撑和工程基础。

调水试验的主要任务和研究内容有5个方面，即：

①引江济太引水与防洪排涝关系；

②引水与望虞河西岸污水出路关系；

③流域引水与区域用水关系；

④引江济太能力和效果评估；

⑤引水试验运行管理。

笔者认为，近2年的试验达到了阶段目标，特别是2003年太湖流域遭遇大旱的调水实践取得了明显的效果。这说明，在现阶段实施引江济太调水工程对改善太湖水环境面临的问题有明显作用，应该坚持下去，并通过实践不断总结规律，达到总体的目标。另一方面，通过引江济太调水试验工程的实践，也会发现一些新的和深层次的问题。如何迎接新的挑战是需要认真研究的问题。笔者就调研中提出的若干讨论概述如下：

(1)太湖流域受水质型缺水困扰十分严重，在无锡附近如梅梁湖、贡湖以及湖西北水域，经常出现大面积“水华”。引江济太调水后，流域哪些区域水质有明显改善?哪些区域水环境仍然面临严重的问题?如何区分本地污水治理作用和引江济太的贡献?如何从站在太湖流域“防洪、抗早和缓解水

体污染”的水资源系统分析层面，客观评价“引江济太调水试验工程”的阶段成果和未来的贡献?这些需要进一步作研究和总结。

(2)需要进一步量化正常年份以及2003年干旱年份人湖的污染物负荷情况，特别是流域河网营养盐指标(N，P)的有关信息。据当地领导和专家介绍，2003年是干旱年，河网水质有明显改善，但是干旱年产水量也少，人湖污水量也可能减少。如果发生平水和丰水年份，情况可能又不一样。水污染问题可能进一步加剧。因此，需要从太湖流域水循环和水污染过程，特别是富营养化产生的路径和成因关系上，把握流域的产水、调水、用水、耗水之间的关系，把握水资源数量变化中质量变化的制约关系。在认识其关系或者规律的基础上，评价其中各个部分的贡献。笔者以前曾经参与汉江南水北调中线生态环境评价的研究工作。一个切身的体会是，发生汉江中下游严重的“水华”事件，必然具备三个基本条件：其一是要有充分的营养盐负荷来源，通常起因于暴雨洪水的面源污染或者突然开泄存储污物水体闸坝，造成磷、氮营养盐负荷的急剧增加；其二是有较高的温度(特别春秋季节)；其三是河流流动性差，流速慢或者是一潭死水。当三个条件遭遇在一起，发生“水华”的概率最大。因此，同样的问题是，造成太湖流域水质恶化和富营养化的关键原因是什么?引江济太调水工程与流域主要富营养

二、国际水资源可持续利用与管理研究的发展

近些年来，笔者参与了联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划(1HP)、国际水文科学协会(1AHS)和国际水资源协会(1WRA)的有关活动和

学术交流。从国际水资源可持续利用与管理研究的发展动向看，有这样几个特点：

(1)可持续水资源利用与管理的水文学、生态学基础方面的研究。可持续水资源管理特别强调对水文循环、生态系统未来变化的研究，它要求了解未来水文情势及环境的变化影响，包括全球气候变化和人类活动的影响。然而，目前的研究还不能满足这些要求。因此，迫切需要加强水文学、生态学基础研究。也只有这些扎实的基础工作，才能为可持续水资源管理研究提供保障。

(2)加强水资源统一规划和管理的研究，包括水质和水量联合评价、地表水和地下水统一管理、工业用水和农业用水统一管理、流域上游与下游

统一管理等等。只有把它们纳入一个整体来研究才能避免出现这样或那样的不良影响和问题。

(3)把水资源数量和质量的统一管理与社会进步、区域经济发展、环境保护结合起来进行研究。这是可持续水资源管理的必然要求。然而，目

前水资源数量评价和质量评价基本上是脱节的，没有很好地结合在一起。对水资源可持续利用与管理研究主要停留在理念上，还没有形成统一

管理的量化方法和这方面成功经验的系统总结。

(4)现代新技术、新理论(如遥感信息、地理信息、社会经济信息和水文信息，决策支持系统等)在水资源管理中的应用研究，使水资源系统的

科学管理水平和效率有所提高，以适应现代管理的需要。例如，2003年10月6～9日在西班牙马德里举行的主题为"21世纪水资源管理”的第十四届国际水大会，有来自世界不同国家的700多名专家学者参加。大会报告和交流了最新的国际水资源研究计划和学术前沿报告。人会主题是：受不确定性、气候变异和气候变化影响的水资源规划；水的价值；新技术在水资源管理的影响；地下水开发的适宜性与可持续性；水的基础开发建设；社会经济、文化和宗教对水资源政策的影响；水管理的参与。

三、几点建议

(1)引江济太有明显的作用和效益，通过调水可以使死水流动，缓解水质恶化。但是太湖流域的水环境修复和保护在本质上仍然还是要先治污。如果湖区内排污问题不能得到有效控制，从长远来看，即使有引江济太工程措施，也很难取得好的效果。因此，引江济太工程需要与太湖流域水

资源町持续利用和水环境综合治理规划有机结合，分阶段实施，突出重点和亮点。

(2)重视引江济太问题的应用基础研究和能力建设，实现引江济太工程的社会经济和生态环境的综合效益。具体包括：

“湖区一长江”相互作用和排泄过程的系统水量水质同步监测能力建设，坚持积累第一手资料；

湖区系统“调水(客水)”和本地产水的复杂水文水力学过程研究，尽可能利用一些新技术手段，如水文示踪或同位素水文学方法，识别调水引水去向，本地水和引水之间的关系；

变化环境下太湖流域系统的水资源数量平衡和系统的污染负荷质量平衡的科学测算体系与方法；受气候变化、长江来水变化和湖区人类活动影响的流域水文水力学综合模拟系统，它应该描述太湖河网地域特征模型、同时容易确定模型的参数和可操作性。

(3)应积极开展太湖流域水量水质联合评价方法及其应用研究。从概念上讲，水资源具有数量质量双重属性，二者联系密切，互为依存。在太湖流域表现得尤为突出。但是，由于水资源数量和质量在时空变化上的复杂性，现行水资源评价方法往往将数量和质量分开评价。水资源数量与水

资源质量联合评价的难点在于：水资源数量是流域水循环过程产流所形成河川径流的结果，它的序列比较长，以流域三级水资源分区为单元，通过人类取用水的还原分析和一致性修正后的天然径流序列频率计算，可以估算对应不同频率的水资源数量以及特征值(如多年平均水资源数量)，概念相对比较清楚。但是，流域水质监测主要在河流系统。一般情况下水质监测序列比较短，直接与天然径流序列的频率分析结果对应比较困难。另外，河流水质好坏的影响因素比较复杂。由于水体的流动性，一年之内，同一个监测点的水质在汛期和非汛期(主要是面源贡献)之间的差别和变化比较大；流域上、中、下游的河流水质状况以及它们经过水库蓄水后的水质评价结论之间差别也非常突出。现行的流域水资源质量评价主要集中的河流系统，采用不同级别水质的河流长度表达。尽管基于洪次和面源水文水质过程可以获得一定的水量水质相关关系，但是在实际中如何评价流域和河流系统的水量水质关系，仍需要积极开展研究与探讨。重点要结合太湖流域和河网水功能区划目标，回答针对一定目标年份(现状或过去水资源评价的年份)的

流域系统水资源总量中对应不同水质级别的水资源数量；从河流系统实际的水体污染情况出发，回答在水功能区划水质目标要求条件下，流域究竟有多少可以被利用的水资源量，计算出满足水功能区划水质目标要求应该控制(或削减)的人湖陆域的污染负荷。这是一项十分有意义的亟待研究的问题。

(4)重视开展引江济太治理工程对生态环境的影响及效益评价工作。其中不仅要评价引江水对太湖的生态改善及效益，也要评价引江济太工程

可能产生的不利影响，如太湖流域西北地区的环境影响以及长江取水后，可能对长江枯水的影响等。要重视处理“引江水”和湖区内涝“排水”之间的矛盾，即湖区“防汛一抗旱一水质的联合调度”。从应用基础研究方面需要回答：在不同的来水年份情景下是否引江水愈多愈好?对平水年、丰水年，引江效益如何评价?如何处理“引得来，排得出”问题?如何处理“涝与旱…‘水环境改善与供水调水”之间的冲突与矛盾?如何处理流域内各个地区用水和排水之间矛盾问题?这需要考虑“水量一水质”“防洪一抗旱”“需水一供水”等矛盾的协调和大系统优化调度理论与方法。

总之，引江济太工程与太湖流域水资源可持续利用有其内在的联系，不仅是国内经济发达地区亟待研究的难点问题，也是国际水资源学科前沿的热点问题。太湖流域水资源可持续利用和管理将是未来长期的任务和挑战。需要发挥水利部门、科研院所和高校的联合作用，实现太湖流域水环境系统实质性修复和社会经济的可持续发展。作者注：本文工作得到中国科学院“百人计划”支持，在此特别致谢。

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