张 涛
2002年南四湖地区遭遇了新中国成立以来的特大干旱,严重的旱情造成了南四湖几近干涸,河道断航,湖区野生自然生态资源濒临灭绝的边缘。党中央和国务院高度重视南四湖旱情,果断采取有效措施,及时利用黄河、长江水源补济南四湖,最低限度地满足了自然、生态和环境的用水需要,挽救了一场可能发生的生态危机。
南四湖应急生态补水是继我国黄河、黑河、塔里木河“三水”调水后,成功实施的跨流域生态水资源统一调度工程,是实现水资源可持续利用,支持经济社会可持续发展,保护生态环境的重大举措。也是2002-2003年我国重大水事活动之一。
1、2002年旱情分析
1.1 天气概况
2002年1~4月份南四湖地区平均气温持续偏高,导致蒸发增大。4月下旬开始,北方冷空气活动有所加强,平均气温转为正常状态。4~5月份副热带高压较常年偏强,但主雨带位于淮河流域的南部地区和长江流域,南四湖流域高空主要受干冷的偏西气流或西风带弱高压控制,降水偏少。
2002年汛期副热带高压前期偏弱,降水位置偏南,后期副高偏强并控制南四湖流域,降水位置偏西,期间副高进退速度快,从而使有利于南四湖流域降水的天气形势稳定时间变短,这是造成2002年汛期南四湖流域出现严重干旱的主要天气成因。
1.2 旱情分析
1.2.1 雨情
2002年南四湖流域降水量严重偏少,流域年平均降水量417 mm,较常年偏少4.2成,其中,1~5月,降水量156 mm,比常年同期偏多1.4成;6~9月,降水量为218mm,比常年同期偏少近6成;10~12月,降水量43mm,比常年同期偏少近4成。据初步分析,2002年本流域旱情为百年一遇,部分地区近二百年一遇。旱情给工农业生产带来严重损失,使数十万人饮水困难,湖区生态环境面临毁灭性破坏,是解放以来罕见的干旱年。
1.2.2径流
2002年各入湖河道,全部断流,与历史干旱年1978、1982、1988年相同。南四湖最大的山洪河道泗河最大流量仅为2.54m3/s。上、下级湖各出流水闸均未泄洪。南四湖流域各河道全年均未发生明显汛情。
2002年南四湖上、下级湖总来水量为2.27亿m3,其中下级湖仅为0.01亿m3。上、下级湖总来水量只占多年平均总来水量(23.02亿m3)的9.9%。
1.2.3 湖区水位
由于连续枯水,自2001年起,南四湖的蓄水一直很少,只在汛后,上、下级湖水位稍高于死水位。
2002年,南四湖上级湖南阳站在死水位(33.00m)以下运行285天,7月15日水位降至32.00m,湖水基本干涸,为历史最低水位(历史第二低:1988年9月12日,32.11m); 7月16日发生湖干,这是历史上发生的第五次湖干。
2002年,南四湖下级湖微山岛站,全年在死水位(31.50m)以下运行。8月25日水位降至29.85m,接近干涸,为2002年最低水位。
1.3 灾情
1.3.1工、农、航、渔、旅游业损失惨重,部分农村吃水和生活困难。
2002年南四湖流域的旱情持续时间之长、受灾范围之广、经济损失之大、影响程度之深,都是历史上罕见的。
据统计,济宁地区因缺水造成部分企业停产、限产;农业秋粮绝产53万亩、减产粮食43.5万吨;内河航运中断;渔业遭受灭顶之灾;造成32万农村人口吃水困难,直接经济损失达30亿元左右。
菏泽地区受旱面积640万亩,重旱192万亩,绝产37万亩,94.2万农村人口吃水困难,15.7万头大牲畜饮水困难;全年因旱灾减产粮食68.95万吨,经济作物损失4.15亿元,工业经济损失1.84亿元。
江苏省徐州市出现春旱、夏旱连秋旱的严重旱情。丰、沛县旱情尤为严重,特别是沛县,40万亩水稻全靠“东水西送”水源抗旱。丰县有80万亩秋播作物为造墒播种。
持续干旱给流域第三产业的发展带来了严重影响。自7月9日京杭运河断航,水运业船只停航造成的经济损失在3.8亿元以上;由于湖干,旅游资源受到严重破坏,旅游社会总收入减少0.4亿元以上。
由于湖干,近10万渔、湖民失去生产、生活门路;有20多万人不同程度地缺粮,地处高原山区的部分农民遇到严重的吃粮、吃水和越冬困难;滞留在航道内的运输户的生产生活也十分困难。
1.3.2 自然生态环境遭受重大破坏,给社会事业发展带来严重影响。
干旱造成南四湖地区地下水位急剧下降,加重了地面沉降等地质灾害。菏泽地区地下水平均埋深较年初增加了1.18m,最大埋深已达18.85m,漏斗区的面积已由年初扩大近3.5倍;济宁市地下水平均埋深较常年增加了4.15m,济宁市中区地下水平均埋深已达26.1m,漏斗区的面积已扩展到5220 km2。湖区干湖造成鱼虾贝类大量死亡,水生经济植物大面积减少,湖内自然生态环境受到毁灭性破坏,短时间内难以恢复。
1.4 引水情况
2002年南四湖流域自黄河实际引水水量为12.1亿m3,其中菏泽、济宁地区分别引水8.0亿和4.1亿m3。菏泽地区有引黄闸9处,2002年实际引黄水量为8.0亿m3;济宁地区2002年4、5月份与8~10月份分别实施了两次引黄济湖:第一次后营站实测过水水量0.47亿m3,第二次该站实测过水水量0.91亿m3,合计入湖水量仅为1.4亿m3。如果没有外来引水流域旱情将会更加严重。
1.5 旱情成因分析
造成2002年干旱的原因主要有:汛期降水量严重偏少仅218mm,是造成南四湖流域2002年特大干旱的最直接原因;多季连旱是造成南四湖流域2002年特大干旱的主要原因之一,2001年汛期至2002年汛末,南四湖流域降水持续偏少,造成南四湖蓄水量逐渐减少,直至湖泊干涸;人类活动影响也是近年来南四湖屡屡发生湖干问题中不可忽视的因素。
2 生态补水工作部署
2.1 国家防汛抗旱总指挥部决策
南四湖的干涸引起了党中央、国务院和山东省委、省政府的高度重视。2002年9月25日,时任国务院总理温家宝在视察我省抗旱工作时专门查看了湖区旱情,特别对南四湖生态保护工作作出重要指示。原山东省委书记吴官正、省长张高丽也多次指示有关部门,采取有效措施,尽最大努力保护南四湖生态环境。11月28日,由国家防总办公室主持,淮委及江苏、山东两省水利厅等单位参加,在北京召开了向南四湖应急生态补水协商会议。会议就补水目标、补水方案、补水费用、补水管理和责任分工进行了具体安排。
(一)补水目标。通过向南四湖补水,使南四湖形成一定水面,湖内深水航道、河叉补充一定水量,维持最低的生态用水要求,以保护南四湖生物物种延续和多样性。
(二)补水方案。1.补水线路:利用江苏省江水北调工程补水,由京杭运河沿线各泵站逐级抽水入下级湖。下级湖至上级湖的取水方式由山东省确定。2.补水规模:根据补水目标和南四湖区内地形情况,确定向南四湖下级湖补水1.1亿m3,其中入上级湖0.5亿m3。3.补水时间:从2002年12月8日起,引长江水入下级湖,历时约50天;向上级湖抽水时间由淮委与苏、鲁两省协商确定。4.补水计量:入下级湖和上级湖的水量,由淮委负责计量,苏、鲁两省参加。入下级湖的计量断面由淮委与苏、鲁两省协商确定。
(三)补水费用。本次补水费用总共3000万元。经协商,山东省承担1000万元,中央补助1000万元,其余由江苏省承担。
(四)补水管理。由淮委牵头,苏、鲁两省水利厅及沂沭泗水利管理局参加,成立应急补水协调领导小组,负责组织、协调补水及湖区周边用水管理工作。
2.2 淮委成立领导机构
根据国家防总要求,经研究由水利部淮河水利委员会同江苏、山东两省水利厅及沂沭泗水利管理局共同组织成立南四湖应急生态补水协调领导小组。淮委副主任汪斌任领导小组组长,副组长分别由蒋传丰(江苏省水利厅副厅长)、刘勇毅(山东省水利厅副厅长)、顾世银(沂沭泗水利管理局副局长)担任。南四湖应急生态补水协调领导小组下设办公室,办公室成员由徐英三、季红飞、孙显利、唐劲松等组成。
2.3 山东省、江苏省补水安排
2.3.1 山东省应急补水方案落实
山东省水利厅下发了“关于成立南四湖应急生态补水工作领导小组的通知”,决定成立应急补水工作领导小组,领导小组组长由省水利厅副厅长刘勇毅担任,副组长分别由省防办副主任于国平、省淮河局党委书记何庆平担任,成员有省淮河局局长李士秋、省防办副主任鲍广栋。领导小组下设办公室,负责处理应急生态补水的相关事宜。省防汛办就补水前期工作、组织领导、临时应急工程、资金筹措等作出具体安排。
济宁市成立了南四湖应急生态补水领导小组,李广生副市长任组长,下设办公室,具体由微山县负责组织实施。
微山县成立了由县长任指挥、县委、县人大、县政府、县政协分管领导任副指挥,县直有关部门和调水沿线乡镇政府主要负责人为成员的调水工程指挥部,全面负责调水工程的组织实施。其中水利局负责设置临时泵站,疏通清理引河及输水道修建导蓄设施,抽水管理及日常运行;供电局负责提供电力保证;航运局负责疏导输水道和航道船只等;城建局负责城区老运河及给排水管网清理等。有关乡镇搞好工程迁占及地方群众工作。
2.3.2江苏省防指的决定
为贯彻落实国家防总决定,确保补水任务的顺利实施,江苏省防汛防旱指挥部制定了《向南四湖应急生态补水水量调度方案》,下发了“关于做好向南四湖应急生态补水工作的通知”。对补水线路、沿线泵站流量及抽水量、运行管理等作了具体安排。
2.4 补水线路概况
2.4.1 下级湖补水线路
根据江苏省防指《向南四湖应急生态补水水量调度方案》采用大运河补水线路,即江都站—淮安站—淮阴站-泗阳站—刘老涧—皂河站—刘山站—解台站—沿湖站等九个梯级泵站,作为从长江口进入下级湖的补水水道。
2.4.2 上级湖补水线路
根据现场勘察,设计由下级湖入上级湖的翻水工程,以老运河作为输水水道,利用已建成的三孔桥翻水站(设计流量4 m3/s)和在夏镇航道河上新设置的临时泵站(设计流量10 m3/s)翻水,沿老运河自流北上,从二级坝以北约2km的淹子口涵洞进入上级湖。三孔桥至老运河输水道长18.4km。主要工程有三孔桥翻水站、夏镇航道临时泵站、输水道、导蓄工程等。
3 应急补水监测
3.1 调水计量方案
3.1.1计量方案制定与工作安排
为做好南四湖应急生态补水计量,2002年12月2~4日,淮委水文局在江苏省徐州市主持召开了有山东、江苏两省及济宁、徐州两市水文部门及淮委等单位参加的“南四湖应急生态补水计量技术方案制定工作会议”。根据现场察看情况,讨论制定了“南四湖应急生态补水计量技术方案”。会议建议在实施应急生态补水时,同时进行水质的监测,加强对南四湖沿湖各河道的巡测等。
会议对生态补水计量监测任务进行了明确分工:徐州水文局负责入下级湖控制口门蔺家坝船闸处的计量监测;济宁水文局负责下级湖向上级湖补水监测断面的计量监测。会上,按照规范就有关技术问题做了详细规定。为了做到计量的公平、公正,苏、鲁两省水文部门互派人员参加对方的监测工作。
3.1.2监测断面设立
入上级湖测验断面,设立夏镇航道船闸断面,监测夏镇航道翻水量;微山城南外环路老运河桥设立昭阳站测流断面,监测三孔桥翻水站的补水量;设立造纸厂老运河桥断面,监测两股水流会合后入上级湖流量。监测项目为水位和流量。
入下级湖从蔺家坝船闸向上供水,测验断面布设在蔺家坝节制闸,临时水文站设置在船闸闸室中间。
为掌握补水后湖区水位变化情况,选定南阳、马口为上级湖水位控制站,微山岛、韩庄(微)为下级湖水位控制站,监控上、下级湖水位及蓄水量的变化。
3.2补水水量监测
南四湖应急生态补水自12月7日19时开始向下级湖补水,12月18日开始向上级湖补水,至2003年3月4日14时结束,历时89天,实测流量385次,收集水位观测数据5367组;拍发补水情报429份,发布信息简报85期。根据监测资料整编成果,由长江调入下级湖水量为11538.7万m3,再由下级湖调入上级湖水量为5094.6万m3。
为做好补水监测工作,济宁水文局成立了领导小组和工作小组,抽调精干监测人员,进入微山调水现场,进行断面设置、仪器设备安装,建立了补水监测、信息传输工作机制和质量控制体系,确保补水计量工作顺利完成。计量监测期间共出动车辆150余台次,投入工时1279个,架设跨河缆道1座,使用流速仪4架、自记水位遥测设备3套、微机2台、水文绞车2部、测流船1只。全面完成了南四湖应急生态补水计量监测任务。
3.3 补水水质监测
3.3.1监测断面布设
南四湖生态补水水质监测分别在湖区设置了5个监测断面,即上级湖的二级湖闸上和南阳、下级湖的二级湖闸下、微山岛和韩庄5个监测断面,同时增加了补水入下级湖的蔺家坝监测断面。
3.3.2监测时间、项目
应急生态补水之前,2002年11月10日对湖区5个监测点的水质分别进行了监测;12月7日监测了入下级湖蔺家坝监测点的水质状况。补水期间,于2003年2月10日对上述5个监测点以及入下级湖蔺家坝共计6个监测点的水质状况分别进行了监测。补水结束后,2003年3月10日对上述5个监测点的水质分别进行了监测。水质监测项目为常规分析项目。水质监测测次和监测时间间隔基本控制了补水期间湖区水质变化过程。
3.3.3 补水水质分析
根据水环境监测资料分析,补入下级湖蔺家坝处的水质较好,为清洁水,并符合地面水Ⅳ类标准,仅有氨氮超地面水Ⅲ类标准;微山岛、南阳两监测点补水前为重污染,补水中期也为重污染,但水质有所好转;补水后期已改善为轻污染,水质明显好转。二级湖闸上、下两监测点的水质较好,补水中前期均为尚清洁湖泊,补水后期变为清洁湖泊。韩庄闸上水质监测点,补水前为中污染湖泊,随着长江水的不断补入,水质变为补水中期的轻污染湖泊和补水后期的清洁湖泊。此次应急补水不仅缓解了南四湖周边地区的旱情,同时水质也有了明显好转,对南四湖的生态环境起到了改善作用。
4 补水效益与启示
2002年南四湖应急生态补水,反映了国家对生态环境建设的重视,体现了党中央、国务院人民至上的执政理念,给南四湖湖区和整个社会带来了深远影响。通过这次全国瞩目的跨流域调水活动,使全社会对水利的重要作用有了更加深刻的认识,进一步强化了人们的水危机意识和水利意识。
应急生态补水大大改善了湖区水质,改善了通航条件,留住了候鸟,拯救了生态,促进了人与自然的和谐相处,补水后缓解了部分群众吃水困难的状况,人民群众感受到了党和政府对灾区人民的关怀,对稳定当地群众心态,保持社会安定也起到了积极作用。
2002年南四湖应急生态补水,为尽快全面推动南水北调东线工程的规划实施,彻底解决南四湖及北方缺水地区水资源短缺问题,起到了重要的推动作用。也给即将实施的南水北调工程提出了许多问题:湖区用水不规范,水资源流失严重,缺乏水资源统一管理;南水北调工程实施后,如何协调各管理部门之间的关系,怎样建立科学、规范的管水、用水机制以及科学调度南四湖水资源等都是亟待解决的课题。