跨流域调水

跨流域调水是通过大规模的人工方法从余水的流域向缺水流域大量调水，以便促进缺水区域的经济发展和缓解流域人畜用水的矛盾。因为这里所指的流域一般都是空间尺度较大的流域，所以跨流域调水经常又被称为“远距离调水”。跨流域调水中的人工方法一般有两种类型：改变河流的流向和修建能输送大量水的大运河。跨流域调水在中国有着悠久的历史，沟通珠江和长江流域的灵渠工程、京杭大运河都是历史上跨流域调水的典型事例。

概述

中国跨流域调水工程图

跨流域调水通过工程措施将一个流域的水调至另一个流域。由于各种因素相互影响，水量在地域上分布很不均衡。为了满足本流域各部门用水的需要，对本流域天然水资源采用各种措施调节尚不能满足用水要求时，需进行跨流域调水研究。跨流域调水和中国的南水北调当调配水的范围扩大到两个以上的流域时即可称为跨流域调水，中国早已出现了中小河流间、平原河流间的跨流域调水工程。

据统计，目前世界调水工程不下160项。在世界的大江大河上几乎都能找到调水工程的影子。跨流域调水的鼻祖当选中国的京杭大运河。世界著名的调水工程有：美国的中央河谷、加州调水、科罗拉多水道和洛杉矾水道等远距离调水工程及澳大利亚的雪山工程、巴基斯坦的西水东调工程等，俄罗斯的调水工程更是世界著名。

历史背景

产生背景

随着人口的增长和经济的发展，水资源问题己经成为制约人类21世纪生存与可持续发展的瓶颈因素，水资源分布不均匀性与人类社会需水不均衡性的客观存在使得调水成为必然，采用跨流域调水的方法，重新分配水资源，缓和以至解决缺水地区的迫切需要，由来已久，许多国家如美国、前苏联、加拿大、法国、澳大利亚、巴基斯但、印度等，都曾进行过尝试，有些还取得了巨大的效益。

发展背景

20世纪50年代以后，国外提出了许多调水规划。据不完全统计，目前世界上24个国家已建、在建或拟建的大型跨流域调水工程有160多项，遍布世界各个地区。半个多世纪来，国内外专家学者提出了许多跨流域调水工程规划、管理运行的决策模型与方法，归纳起来可分为两大类：一是通过各种方法对复杂跨流域调水系统进行简化后，采用单一的数规划模型或模拟模型进行跨流域调水工程的规划、管理运行决策研究；二是直接采用大系统优化决策模型和方法，通过先建立各种类型的大系统递阶结构模型，然后再运用多种数学规划或模拟技术(含自优化模拟技术)相结合的求解方法，进行该类工程的规划管理决策研究。近些年来，随着模糊数学、决策支持系统与专家系统、神经网络等新型理论、方法的不断发展和完善，人们开始探索这些新的理论、方法在跨流域调水工程规划管理决策研究中应用的可能性。如Jamieson等人(1986年)从一般的跨流域调水系统的规划、设计和管理决策过程出发，建立了跨流域调水规划的混合决策模型结构，并建议采用混合整数规划模型优选系统结构、模拟模型设计所含工程设施的尺寸大小、动态规划方法进行系统实时决策研究等等。

理论依据

跨流域调水理论图

跨

流域调水是合理开发利用水资源、实现水资源优化配置的有效手段，水资源优化配置是多目标决策的大系统问题，必须应用大系统理论的思想进行分析研究，传统的水资源配置存在对环境保护重视不够、强调节水忽视高效、注重缺水地区的水资源优化配置而忽视水资源充足地区的用水效率提高、突出水资源的分配效率而忽视行业内部用水合理性等问题，影响了区域经济的发展和水资源的可持续利用，在水资源严重短缺的今天，必须注重水资源优化配置研究，特别是新理论和新方法的研究，协调好资源、社会、经济和生态环境的动态关系，确保实现社会、经济、环境和资源的可持续发展。

跨流域调水系统的可行性分析：

水资源承载力是在水与区域社会、经济、生态环境相互作用关系分析基础上，全面反映水对区域社会、经济、生态环境存在与发展支持能力的一个综合性指标，是反映区域水资源丰缺状况的一个相对指标。因此，通过调水前后调水区与受水区水资源承载力的对比分析研究论证跨流域调水的可行性问题是合理可行的。

实际运行中合理调水量的分析确定：

由于跨流域调水系统中各区域(流域)的水资源状况及其社会、经济、生态环境状况都在发生变化，因此系统中各区域的水资源承载力状况也在发生变化，这就可通过水资源承载力分析来确定某时期系统的合理调水量或评价调水的合理性。

跨流域调水的后评价：

对于己建成运用的跨流域调水系统，可根据水资源承载力分析评价有关原则对其实际调水运行状况进行后评价，为进一步调水的规划决策提供借鉴。

跨流域调水系统的水资源优化配置

理论上讲水资源承载力的表现形式是一个数组，用以反映在水资源最优(最合理)配置下区域水资源对区域社会经济各用水方面的支持能力，为了更直观地判断一个区域水资源承载力，可用“水资源的承载人口数”这一综合性指标来刻划水资源承载力，那么跨流域调水系统的水资源优化问题就可以表示为：如何分配有限的水资源使能承担的人口数量最大。

作用分类

我国跨流域调水工程图

按功能划分它主要有以下6大类：

①以航运为主体的跨流域调水工程，如中国古代的京杭大运河等；

②以灌溉为主的跨流域灌溉工程，如中国甘肃省的引大入秦工程等；

③以供水为主的跨流域供水工程，如中国山东省的引黄济青工程、广东省的东深供水工程等；

④以水电开发为主的跨流域水电开发工程，如澳大利亚的雪山工程、中国云南省的以礼河梯级水电站开发工程等；

⑤跨流域综合开发利用工程，如中国的南水北调工程和美国的中央河谷工程等；

⑥以除害为主要目的（如防洪）的跨流域分洪工程，如江苏、山东两省的沂沭泗水系供水东调南下工程等。

大型跨流域调水工程通常是发电、供水、航运、灌溉、防洪、旅游、养殖及改善生态环境等目标和用途的集合体。

生态影响

水是自然地理要素之一它是地域综合特征形成的基本因素，并对其他因素具有重要影响。因此，跨流域调水必定会影响不同流域地理环境的改变。这种改变，既有有利的一面，又有不利的一面。

有利的一面

①扩大农业灌溉面积，提高粮食产量。②提供水电。③促进航运。④改善受水地区的水质。⑤改善受水地区的自然环境。⑥有的调水工程或修筑的大坝(水库)还成为当地的旅游区。⑦防洪。

不利的一面

①淹没土地。②大量移民。③下游地区因来水减少，引起下游河水水质变差；河口地区咸水渗入；河岸动力失衡，海岸遭受侵蚀；下游沿岸环境质量下降。④可能因调水引发疾病，如疟疾、脑炎、血吸虫病等，影响人的健康。⑤因用水过多，或不当，可能造成受水地区耕地盐碱化。⑥浮游生物人海量减少，使河口地区捕鱼量减少。⑦有的河流，在洪峰期“泛滥”的洪水，一是将土壤表层盐碱冲走，另是洪水带来的淤泥为土地增加了肥料。