湖南,干旱治理何去何从

湖南，干旱治理何去何从？38℃、39℃、40℃、41℃、42℃……湖南不断刷新的高温纪录，持续延长的高温日数，让旱情迅速蔓延。湘、资、沅、澧四水干流部分河段水位接近历史同期最低值，部分支流断流或创历史同期最低水位。其中，湘水支流涓水射埠站、蒸水石门坎站，沅水支流沅水禾滩站、酉水红岩溪站、深溪草龙潭站、荔溪麻溪铺站断流。本期，我们约请长沙理工大学常留红博士，就湖南干旱原因、分布情况、需要采取的抗旱措施等内容进行探讨。1旱因气候、地理位置、经济社会发展等原因，造成了湖南今年的严重干旱，形成了时空型、工程型、水质型、结构型四种类型的缺水。现代水利周刊：衡邵干旱走廊是今年湖南干旱最严重的区域之一。您参与了湖南省《衡邵干旱走廊综合治理规划》的编制工作，并先后对这个区域进行了为期两年的实地考察和理论分析。您认为，造成今年湖南干旱的主要原因有哪些？常留红：综合来说，造成今年湖南干旱的原因主要有3个：一是气候原因。湖南受东亚季风和西太平洋副热带高压影响，降水和蒸发季节分配不均。夏秋两季降雨少、气温高、蒸发强，极易造成季节性干旱。二是地理位置原因。湖南地处云贵高原向江南丘陵、南岭山脉向江汉平原过渡地带，轮廓呈朝东北开口的不对称的马蹄形；地势垂直变化大，致使山区降雨多、气温低，丘陵、平原地区降雨少、气温高、蒸发量大，导致降水和蒸发空间分布不均。这正好与湖南区域经济社会需水结构呈相反布局，极易形成区域性干旱。三是经济社会发展原因。湖南易旱的丘陵地区土层薄，保水能力弱，导致土壤持水、蓄水能力差；加上矿产资源的开采和经济社会的高速发展，水土流失加剧；节水措施实施不力，进一步加剧了干旱程度，形成了时空型、工程型、水质型、结构型四种类型的缺水。现代水利周刊：造成时空型缺水的原因是什么？常留红：地理位置与季风气候的影响极易形成时空型缺水。受季风气候影响，湖南降水和蒸发量年内、年际变化大，水资源时间分布极不均匀。主要表现为3个方面：一是年内分布不均。湖南年内降雨集中在4—6月，占全年总量的40％～50％，年内最长无雨日达90天之久。而蒸发与降雨时空分布不匹配，蒸发量与降雨量基本呈相反格局，4—6月蒸发量占全年总蒸发量的25%～30%，7—9月蒸发量则占全年总蒸发量的40%～50%。而7—9月又是农作物需水高峰期，易产生伏旱。二是年际分配不均。湖南各雨量站测得的最大年降雨量一般在1500～2500毫米之间，且大多发生在山地，最小年降雨量一般在800～1300毫米之间。根据1960—2010年气象监测，年最大降雨量达2866.7毫米（南岳，2002年），最小年降雨量为845毫米（东安，2007年）。三是空间分布不均。湖南降水较为丰沛，但降水呈现山区多，丘陵、平原少的特点，山区降雨量在1600～1800毫米，丘陵、平原降雨量在1100～1200毫米。现代水利周刊：工程型缺水表现在哪些方面？常留红：工程型缺水主要表现在，缺少控制性调蓄水源工程。湖南易旱地区的蓄水工程不足，水资源调蓄能力差。以衡邵干旱走廊为例，区域现有水库98%是小型水库，且山塘蓄水量占区域总蓄水量的20%，遇上大旱年份，小水利无法抵御。95%的特大干旱年中，62%的水库和87%以上的小山塘基本干涸，无水可供，工程型缺水问题相当严重。今年7月以来，邵东县各类水利工程仅蓄水3500万立方米，较去年同期16286万立方米减少了78.6％。9座中型水库中有8座失去抗旱功能，117座小型水库已基本到达死水位，其中59座水库干涸，全县7.1万口山塘已完全无抗旱能力。一些工程标准低、险情重，效益逐年递减。湖南70%以上的工程建于20世纪50-70年代，设计标准低、施工质量差，加之工程运行多年，已明显老化。涵管断裂、溢洪道被冲刷破坏、大坝渗漏等问题导致水库常年控制蓄水，无法达到工程设计效益。汛期无法蓄水，旱季供水不足。灌溉工程覆盖率低，有效灌溉面积小。新中国成立以来，湖南开展了各类水源工程及相应的灌区配套工程建设，但配套率不高，灌区渠道管护不到位，设施老化损坏严重，输水能力逐年减弱。干旱年份，由于灌溉水无法到达田地，农民抛荒打工现象较多，严重威胁区域粮食安全。现代水利周刊：造成水质型缺水的原因是什么？常留红：生态环境恶化是导致水质型缺水的主要原因。这主要表现在3个方面：一是局部地区自然水质恶劣。特殊的水文地质条件，导致存在大量的高氟、高砷、苦咸水等恶劣水源，开发利用难度大。二是随着城镇规模扩大和企业迅速发展，工业和生活废水量不断增大，污废水排放量的增加进一步加剧了水质型缺水。特别是在枯水期，由于水位下降，水体自净能力变差，污废水排放甚至引发大规模的水质污染事件，造成城乡大面积停水。三是水体重金属污染严重。湖南有我国重要的黑金属和稀有金属开采基地和产煤基地，且大多位于流域中上游，一些矿山在开采过程中，矿物化学成分流失、矿区生产废水直排和尾矿无序堆放，导致水土污染严重、水环境遭到破坏。现代水利周刊：是经济社会的发展引发了湖南结构型缺水吗？常留红：可以这样说，社会经济的快速发展引发了湖南结构型缺水。这需要从以下3个方面来分析：一是农业需水量大幅度增加。湖南省的水稻生产和输出一直位列全国第一，自古有“湖广熟，天下足”的说法。新中国成立以来，湖南的农业生产得到了长足发展：一方面，农业耕作“旱改水”“单改双”，耗水量大幅增加；另一方面，粮食单产提高，由1949年的平均每亩200斤提高到现在的平均每亩800斤，耗水也相应增加。农业耗水量约占总耗水量的70%。二是工业、生活用水逐年增长。随着城镇规模和城镇经济的快速发展，湖南的工业和生活需水量快速增长，而供水能力的增长速度严重滞后于用水需求的增长速度。1980-2010年用水量数据显示，湖南城镇生活、工业用水增长率分别为7.5%和6.9%，而年供水能力的提高严重滞后。三是节水效果还有待加强。目前，湖南的农业灌溉水利用系数为0.5左右，每立方米水的粮食生产能力只有1.2公斤左右，远远低于发达国家每立方米水生产粮食2公斤以上的水平；工业万元产值耗水量平均为158.16立方米，远高于工业万元产值耗水量90立方米的全国平均水平和发达国家的10立方米；工业用水重复利用率仅为25.5%左右，远低于全国的52%和发达国家的82%。2旱状目前，湖南干旱呈现温度高、降水减少、蒸发量增大、受灾范围广等特点，干旱灾害有频率加快、范围扩大的趋势，缺水形势越来越严峻，干旱已成为制约和影响湖南经济发展、民生改善、生态安全的瓶颈之一。现代水利周刊：据您了解，目前湖南干旱的现状如何？常留红：今年湖南的旱情尤为严重，干旱致使农村饮水困难、农业生产无法保障、工业发展受到制约、生态环境恶化等，严重威胁湖南粮食安全、饮水安全、经济安全和生态安全。受经济社会高速发展和全球气候变化的影响，干旱灾害有频率加快、范围扩大的趋势，缺水形势越来越严峻，干旱已成为制约湖南经济发展、民生改善、生态安全的瓶颈之一。现代水利周刊：今年，湖南的干旱主要表现在哪些方面？常留红：温度高、降水减少、蒸发量增大、受灾范围广等，是今年湖南干旱的几个特点。一是温度高。今年7月以来，湖南持续高温少雨，截至8月15日，全省连续出现35℃以上高温的时间已超过41.8天，是有气象记录以来历史同期最高。一度有52县(市)同时出现40℃以上的高温，91个县(市)同时出现37℃以上高温，25个县(市)创当地历史最高纪录，其中，8月11日的慈利县最高气温达43.2℃。二是降水减少。截至8月13日，湖南全省累计平均降雨795毫米，较历年同期均值1027毫米偏少22.6%；6月1日以来，全省平均降雨208.7毫米，较历年同期均值380.9毫米偏少45.2%。7月1日以来，湖南全省平均降雨38.5毫米，较历年同期均值179.4毫米偏少78.5%，为1949年以来历史同期降雨量最少。7月以来，湖南平均无雨日已达41天，为1951年以来历史同期之最。其中，衡阳、邵阳、娄底、长沙等市的部分站点近两个月无有效降雨，衡南县斗山桥站6月3日以来已连续72天无有效降雨。三是蒸发量增大。由于持续晴热高温，蒸发量不断加大，今年1月1日至6月30日，湖南全省平均蒸发量539.0毫米，较常年偏多17.2毫米；6月份全省平均蒸发量160.2毫米，较常年偏多16.5毫米；7月以来，部分地区日平均蒸发量达6毫米以上，局部地区日蒸发量甚至达到8毫米。四是蓄水量不够。根据湖南省防办8月14日的统计，全省以灌溉为主的水利工程蓄水总量仅65亿立方米，日均消耗2.2亿立方米。因用水量和蒸发量都大幅增加，许多地方水库干涸、溪河断流、水源枯竭。截至8月13日，全省3557条溪河断流，2549座小型水库、41.9万处山塘干涸。旱情最严重的衡邵干旱走廊，区域内中型灌区保灌不足15天，后期用水矛盾更加突出。五是受灾范围广、程度深。旱情迅速蔓延至全省近9成乡镇。截至8月13日，湖南已有85%以上的面积出现不同程度的旱情，全省有39个县(市)的气象干旱监测等级为特旱，2137个乡（镇）、3.64万个村受旱，致使306万多人出现饮水困难，全省农作物受灾3124万亩、成灾1465万亩、绝收386万亩，150万亩左右晚稻因旱不能移栽；养殖业直接经济损失达17亿元以上。其中，衡阳、邵阳、娄底、永州、怀化等市的部分地区约6万平方公里重度干旱，面积约占全省面积的28%。3旱解解决湖南干旱问题，需要从水源工程建设、渠系和管网改造配套、水土保持与生态修复治理、优化配置“三生”用水结构、水利现代化建设、综合管理体系等方面来开展工作。现代水利周刊：面对如此严重的旱情，从长远来看，您认为该如何做才能避免年年抗旱、年年受旱的现状呢？常留红：面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，基于湖南自然条件、社会经济发展状况和国民经济发展的需求，紧扣水资源与“三生”（生产、生活、生态）用水的供需矛盾，因水制宜，坚持“开源节流、防抗结合、优化生境、工程非工程措施结合”的综合治理方针，点（水源点）、线（渠系、管网）、面（节水）统筹，地表水、地下水、空中云水共济，工程措施、非工程措施并重，变被动抗旱为主动防旱。现代水利周刊：具体的措施包括哪些？常留红：具体措施包括以下6个方面：一是加快推进水源工程建设，增加抗旱基础水量。推进水源工程建设，可以全面提高水资源在时间和空间上的调配能力。这就需要，布局控制性骨干水源工程，实现雨洪资源化，使其在大旱年份发挥水资源调控效益，维持河道生态需水量，避免河流断流。同时，连通骨干水源，形成抗旱能力较强的工程网络。利用有利地形，依托现有大中型灌区，构建丰蓄枯补，洪旱相济的水资源配置工程体系。对于水资源严重缺乏的地区，可根据实际情况，适当布局跨流域和跨区域调水工程，因地制宜地建设一批集雨工程；对数量众多的干旱死角，布局一批骨干山塘和微型集雨工程。二是加大渠系和管网改造配套，提高水资源利用率。全面推进节水型社会建设，挖掘工业节水、农业节水和生活节水的潜力。加快大中型灌区续建配套和节水改造，使灌溉水利用系数提高至0.6以上。同时，发展小型和微型灌溉，增强山区抗旱能力。提高工业水循环利用率，将工业用水重复利用率提高到50%以上。加强管网改造，实现生活供水管网渗漏率降低到12%以下，生活节水器具普及率达到80%以上的目标。综合利用雨洪和污废水等非常规水资源，实现水资源的高效利用。三是加强水土保持与生态修复治理，增强区域保水能力。大力发展水土保持和生态修复，实现“山顶有林，山腰生钱，山底有粮”的发展格局，形成生态、民生、富民协同推进。加强“以林养水、以水发电、以电代燃”的水源涵养林建设；完善水土流失防御体系，强化坡耕地、石漠化和崩岗等水土治理，完善水土监测预报系统，全面遏制水土流失，提高土壤保水保肥能力。值得注意的是，要重视稻田湿地的作用，因为稻田可以调节气候，蓄洪防旱，涵养地下水，保护生态多样性。四是优化配置“三生”用水结构，确保经济稳定持续发展。建立与水资源承载能力相适应的经济结构体系，把有限的水资源配置到经济效益高的区域或行业中。调整产业结构，通过提升传统产业、