王浩院士：智慧水务如何助力生态流域建设？

时间：2018-08-02 来源：给水排水 作者：王浩

流域水资源、水生态是给城市排水服务的，生态流域建设好以后，才能把社会水循环的城市单位给水排水做好，相关的议题，对开阔眼界同心协力把老百姓的水解决好很有意义。生态智慧领域建设分两个部分，首先简要介绍一下是生态流域的理念，然后概括的智慧水务怎么助力生态流域的建设。

王浩院士

首先生态流域的理念，生态流域的提出主要是基于因为水是生态系统的控制性要素，在整个地球的路面上，路生生态、水生生态，只有四类基本的生态类型，分别是湿地、森林、草原、荒漠，那么水对最多的时候体现为湿地、湖泊、河流，水少了以后变成了森林，森林被水分胁迫就退化为草原，草原被水胁迫，就退化为荒漠，反过来也是一样，沙漠也好，戈壁也好，不断地增加供水可以正向演化为草地、森林、湿地，所以说在地球陆地上，不管纬度高低生态系统第一控制要素是水分，其次是温度。

举一个具体的例子，人、水和生态三者之间的关系。甘肃省有一个河西走廊，1200多km长，东口有一个河叫石羊河（见图1），在仰韶文化的时期，8500年到10000年前的时候，是一个特别大的湖泊，体现为湿地生态系统，这个湖泊有多大呢？今天的鄱阳湖，现在是2600km2的水面，最高水位的时候，鄱阳湖可以达到4000km2水面，甘肃10000年前的潴野泽到1600km2的水面，水深25m，随着到西汉的时候有7万人，唐初的20万人，唐末40万人，这时候由于人多了,从湿地大量的饮水灌溉，干旱区水分蒸发不再退回到湖里，水分越来越少，到唐初唐末时已经变成了森林生态系统，到了明清时候这个地方增加了100万人，人多了，干扰了改变了流域水循环的时空分布，水分的减少胁迫生态退化，从唐代的森林生态退化为明清的草原生态，那么到现在有200万人，又进一步退化成了荒漠生态。以至于现在这个地方最后一个湖100km2水面的青土湖，也完全干了，干了以后200万人要吃饭，要引地下水灌溉，地下水位从1m、2m、30m降到280m，人也活不下去了，现在要生态移民，要移走40万人。

这个例子说明人、水、生态三者之间的关系，也就是建设生态流域、保护绿水青山的初衷。人多了用水，改变了水循环，改变了水分的时空分布，水分的减少胁迫生态系统退化，然后减低了承载力反过来威胁人类自身的安全，我们要像爱护眼睛一样保护生态和环境，这个例子不仅是中国有，同时在东亚咸海也是这样的情况，咸海有6.6万km2的大淡水湖，短短的38年它是前苏联的一个最主要的农副产品的基地，百分之七八十的粮食、棉花、肉类、蔬菜、糖都在咸海流域生产，38年6.6万km2的咸海只剩一个水底子，专家预测再有15年，这个速度用下去的，咸海就干涸。就跟罗布泊一样，罗布泊5000年以前，也有5000km2的水面，所以这一代都是人、水、生态之间的关系要协调，那么生态流域的提出，主要是取决于各种水问题的症结，无论表现形成如何，都可以归结为流域水循环分项过程，或者伴生过程所导致的失衡的问题，像洪涝事件气侯变化下自然水循环演变的失衡，缺水问题是因为自然水循环和社会水循环二者之间越来越不协调，水污染问题是因为伴随水循环水化学过程演变失衡，生态问题是和水循环伴生的生态过程的演变失衡。所以生态流域的提出是解决人、水协调的问题，解决水问题的根本对策，需要充分发挥流域自然调节能力，整体提升流域综合调节性能，以应对水循环机制化的态势，需要建设全流域的综合服务功能，保卫山水林田湖草生命共同体，让自然水循环和社会水循环越来越协调，越来越匹配，需要进行水循环的过程，水生态的过程、水化学过程和水沙过程，多过程的耦合调控，以应对不同水问题的交织和叠加。

那么生态流域建设的科学内涵是什么呢？就是要实现一系列良性的循环，科学内涵概括为3句话，第一是极值性洪涝的海绵化，第二就是水质黑臭清洁化，第三雨水的资源化利用。首先是洪涝的海绵化，洪涝的资源属性，大量降雨径流难以排除，导致泛滥和积水，社会属性是洪涝对生产生活产生影响而致灾，因此要减少洪涝灾害的影响，核心就是尽可能的延缓洪峰的极值，减少涝水，本质是减少由洪水蓄积给人类带来的损失，黑臭清洁化主要是水污染的来源，有农业污染、大气干湿沉降、初雨的冲刷、河流制管网的溢流，这些新的突出的污染，再加上的生活污水、工业废水，这些点源污染，中国的水污染水生态恶化的现象，是比较严重的，减少水污染修复水生态，是生态流域科学内涵第二个重要的方面。第三是雨水的资源化，因为有的国家和中国的南方地区这个问题不突出，但是对中国的广大北方地区还是很突出的，我国是联合国在正式报告提到的世界上13个缺水国家之一。第二个是用人均水资源量比较，由高到低，中国排121很靠后的，世界上7350m3/（人˙年）水资源，北京才有多少呢？北京在南水北调中线通水以前，人均才97m3/（人˙年），通水后才145m3/（人˙年），世界上73亿人，每人7350m3/（人˙年），像以色列缺水严重的国家还有280m3/（人˙年），为了水战争了2000多年，最近70年的6次中东战争，人均280m3为了控制格兰高低北部的水源地，全国北水南调的地下水管网系统，把格兰高低的水送到全国，送到南边的沙漠边上，种高附加值的农业，280m3/（人˙年）的水还发生战争，所以中国的雨水资源化，对广大的北方地区很重要，中国的北方的淮河流域、黄河流域、海河流域、辽河流域、松花江流域、内陆河流域，6个流域国土占全国64%，但是水只占全国的19%，最近20年的气候变化，从19%动态降到16%，所以雨水的资源化也是生态领域第三个科学内涵。

那么生态流域从顶层设计来说，有8个方面的问题：首先是水安全问题，即防洪抗旱、除涝解决老百姓基本生存的问题。第二水资源供需平衡，安全供水水源地的保护，健全的城市管保合格的自来水的标准。第三水环境包括咱们的城市排水、污水处理厂再生管网黑臭水体治理、水质的提升。第四水生态，水里面微生物系统、织物系统、动物系统三大系统相互依存，相互制约形成生生不息的动态平衡的系统。第五水边景观，水边给老百姓创造一个优美场所，给城市加一抹绿色。第六水文化，古代有上善若水，现在有绿水青山，把全民养成节约水、珍惜水、保护水的意识。第七水管理，把过去数字水务变成智慧水务，把防洪、给排水、黑臭河和水土保持等的管理搞好。第八水经济、水产业，就像巴黎塞纳河两岸1991年被评为联合国文化遗产，埃菲尔铁塔、卢浮宫两边的游客，把水边打造成咱们城市的橱窗，城市的高地，人才高地、产业高地，通过这8个层次建设成一个生态流域，使我国国土大幅度的升值。

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