论跨流域调水工程

论跨流域调水工程论跨流域调水工程 水是万物之源。地球的表面，水是万物之源。地球的表面，70%70%覆盖着水，但其中的覆盖着水，但其中的 97%97%是人类无是人类无 法直接饮用或使用的海水，在余下的法直接饮用或使用的海水，在余下的 3%3%的非咸水中，仅有的非咸水中，仅有 1/31/3 可以可以 供人类开发利用。供人类开发利用。即便是如此之少的淡水，即便是如此之少的淡水，在分布上也极不均衡。在分布上也极不均衡。目目 前，前， 世界有世界有 2626 个国家个国家 2.322.32 亿居民处于经常缺水的状况，亿居民处于经常缺水的状况， 还有还有 4 4 亿居亿居 民已面临“水危机”。缺水，已对人类的生存和发展敲起了警钟；缺民已面临“水危机”。缺水，已对人类的生存和发展敲起了警钟；缺 水，已成为制约区域经济发展的“瓶颈”。发生在现代的水资源危机水，已成为制约区域经济发展的“瓶颈”。发生在现代的水资源危机 是人类生存又一次面临的严峻问题。是人类生存又一次面临的严峻问题。 随着社会经济的发展，随着社会经济的发展， 仅凭流域仅凭流域 内调水已难以满足经济发达地区的用水需求，迫切需要跨流域调水。内调水已难以满足经济发达地区的用水需求，迫切需要跨流域调水。 跨流域调水就是为解决水资源在时间、跨流域调水就是为解决水资源在时间、 空间分布上的不均或资源性的空间分布上的不均或资源性的 短缺而采取的水资源优化配臵工程措施。短缺而采取的水资源优化配臵工程措施。 随着人口的增长和经济的发随着人口的增长和经济的发 展，水资源问题已经成为制约人类展，水资源问题已经成为制约人类 2121 世纪生存与可持续发展的瓶颈世纪生存与可持续发展的瓶颈 因素，因素， 水资源分布不均匀性与人类社会需水均衡性的客观存在使得调水资源分布不均匀性与人类社会需水均衡性的客观存在使得调 水成为必然。世纪水成为必然。世纪 5050 年代以后，国外提出了许多调水规划。据不完年代以后，国外提出了许多调水规划。据不完 全统计，目前世界上全统计，目前世界上 2424 个国家已建、在建或拟建的大型跨流域调水个国家已建、在建或拟建的大型跨流域调水 工程有工程有 160160 多项，多项，遍布世界各个地区。遍布世界各个地区。半个多世纪来，半个多世纪来，国内外专家学国内外专家学 者提出了许多跨流域调水工程规划、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，管理运行的决策模型与方法， 归归 纳起来可分为两大类：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一是通过各种方法对复杂跨流域调水系统进行 简化后，简化后， 采用单一的数学规划模型或模拟模型进行跨流域调水工程的采用单一的数学规划模型或模拟模型进行跨流域调水工程的 规划、规划、 管理运行决策研究；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，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，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然后再运用多种数学规 划或模拟技术划或模拟技术( (含自优化模拟技术含自优化模拟技术) )相结合的求解方法，相结合的求解方法， 进行该类工程进行该类工程 的规划管理决策研究。的规划管理决策研究。近些年来，近些年来，随着模糊数学、随着模糊数学、决策支持系统与专决策支持系统与专 家系统、家系统、神经网络等新型理论、神经网络等新型理论、方法的不断发展和完善，方法的不断发展和完善，人们开始探人们开始探 索这些新的理论、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。如可能性。如 JamiesonJamieson 等人从一般的跨流域调水系统的规划、设计和等人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，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，建立了跨流域调水规划的混合决策模型结构，并并 建议采用混合整数规划模型优选系统结构、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。施的尺寸大小、动态规划方法进行系统实时决策研究等等。 1 1 工程实例工程实例 1.11.1 以色列北水南调工程以色列北水南调工程以色列极度缺水，而且水资源南少北多。以色列极度缺水，而且水资源南少北多。 它的北水南调工程的主输水管长约它的北水南调工程的主输水管长约 300300 公里，管径公里，管径 2.22.2～～2.82.8 米，途米，途 经多座加压泵站，经多座加压泵站， 分支管道总长逾分支管道总长逾 1 1 万公里，万公里， 年供水量年供水量 1414 亿立方米。亿立方米。 工程不但带动了南部经济发展，工程不但带动了南部经济发展， 而且把大片荒漠变为绿洲，而且把大片荒漠变为绿洲， 扩大了以扩大了以 色列的生存空间。色列的生存空间。 1.21.2 澳大利亚雪山工程澳大利亚雪山工程澳大利亚气候干旱，澳大利亚气候干旱， 水资源相对短缺，水资源相对短缺， 为此为此 修建了雪山工程。修建了雪山工程。 它在雪山山脉的东坡建库蓄水，它在雪山山脉的东坡建库蓄水， 将斯诺伊河的多余将斯诺伊河的多余 水量引向西坡，水量引向西坡， 在调水沿途利用落差发电。在调水沿途利用落差发电。 雪山工程是世界上最复杂雪山工程是世界上最复杂 的大型水电工程之一，包括的大型水电工程之一，包括 7 7 个水电站、个水电站、8080 公里引水管道、公里引水管道、1111 条共条共 145145 公里压力隧洞、公里压力隧洞、 16 16 座大坝、座大坝、1 1 座泵站、座泵站、510510 公里高压电网等，年公里高压电网等，年 供水供水 23.623.6 亿立方米，亿立方米，灌溉总面积灌溉总面积 2626 万公顷。万公顷。在它的帮助下，在它的帮助下，西部水西部水 质也大为改善，生态环境变得更加宜人。质也大为改善，生态环境变得更加宜人。 1.31.3 美国加州北水南调工程美国加州北水南调工程美国西部干旱缺水，美国西部干旱缺水，为此先后建成十几为此先后建成十几 项调水工程，项调水工程， 其中最具代表性的就是著名的加州北水南调工程。其中最具代表性的就是著名的加州北水南调工程。 加州加州 北部雨水丰沛，北部雨水丰沛， 萨克拉门托河常常洪水肆虐；萨克拉门托河常常洪水肆虐； 南部则是天干地裂土冒南部则是天干地裂土冒 烟，烟，却住着全州却住着全州 2/32/3 的人口，的人口，水资源分配也极度不均。水资源分配也极度不均。早在早在 19191919 年，年， 就有地质学家提出北水南调的想法。就有地质学家提出北水南调的想法。二战后，二战后，加州经济发展，加州经济发展，缺水问缺水问 题愈加严重，调水工程提上议程。为此，加州的南、北方争吵不休，题愈加严重，调水工程提上议程。为此，加州的南、北方争吵不休， 媒体也推波助澜，公开号召选民反对州政府的调水计划。媒体也推波助澜，公开号召选民反对州政府的调水计划。19601960 年，年， 加州就此举行全民公决，结果加州就此举行全民公决，结果 51%51%赞成，赞成，49