国外跨流域调水工程建设与管理综述,本文主要内容关键词为:工程建设论文,流域论文,国外论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
摘要 跨流域调水是解决水资源地区分布不均和供需矛盾的一项有效措施,是促进缺水地区国民经济发展与水资源综合开发利用的重要途径之一。跨流域调水工程是一项十分复杂的系统工程,要确保工程按计划实施及实施后达到预期目标,发挥其最佳效益,必须要有一套完善的措施及与之相适应的管理系统。根据国外跨流域调水工程的调查资料与有关分析成果,以美国跨流域调水工程的实际情况为代表,结合其它一些国家的情况,简要介绍国外跨流域调水工程建设与管理的特点与经验,为我国南水北调工程建设与管理研究提供一些参考信息。
主题词 跨流域调水 调水工程 工程管理 外国
1 国外跨流域调水工程简介
据不完全统计,目前世界上(24个国家)已建、在建和拟建的大型跨流域调水工程有160多项,遍布世界各个地区。这些跨流域调水工程的建设目的和技术特点各有不同,在此仅选择几个有代表性的国家,对国外跨流域调水工程作一简要介绍。
1.1 美国
美国已建的跨流域调水工程有10多项,主要为灌溉和供水服务,兼顾防洪与发电,年调水总量达200多亿m[3],其中规模最大的加州调水工程,年调水量52亿m[3],调水总扬程达1151m,居世界现有调水工程之首。目前美国较重要的调水工程还有:科罗拉多——大汤普森工程、煎锅——阿肯色河工程、中央河谷工程、加州调水工程、中部亚利桑那工程等。
1.2 前苏联
前苏联已建的大型调水工程达15项之多,年调水量达480多亿m[3],主要用于农田灌溉。规划中的调水工程较多,前苏联有100多个研究所进行调水工程的方案与技术研究,特别是花了20多年研究和规划的“北水南调”工程,包括6条调水线路,规模宏大,计划远景最大调水总 量达5620亿m[3],初期计划年调水量820亿m[3],输水线路总长达10400km,计划灌溉面积约4000万hm[2,]。这些工程中较著名的有:伏尔加——莫斯科调水工程、纳伦河——锡尔河调水工程、库班河——卡劳期河调水工程、瓦赫什河——喷什河调水工程、北水南调工程等。
1.3 加拿大
加拿大已建调水工程的80%主要用于水电,1974年动工兴建的魁北克调水工程,引水流量1590m[3]/s,总装机容量达1019万km,年发电量678亿km·h;17%的调水工程用于灌溉,其余为城市用水服务。但规划设计中的调水工程,却有60%主要用于灌溉,其余为水电开发工程。加拿大著名的调水工程有:邱吉尔河——纳尔逊河、奥果基河——尼比巩河、魁北克调水工程等。
1.4 巴基斯坦
巴基斯坦已建成的“西水东调”工程是平原地区采用明渠自流引水的一项典型调水工程。该工程由印度河向东部调水,年调水量148亿m[3],引水流量614m[3,]/,4个引水口的最大引水流量2115m[3]/s,主要为灌溉服务,兼顾发电。
1.5 澳大利亚
为解决内陆的干旱缺水,澳大利亚在1949~1975年期间修建了第一个调水工程——雪山工程,该工程位于澳大利亚东南部,运行范围包括澳大利亚东南部2000km[2,]的地域,通过大坝水库和山涧隧道网,从雪山山脉的东坡建库蓄水,将东坡斯诺伊河(Snowy River)的一部分多余水量引向西坡的需水地区。沿途利用落差(总落差760m)发电供首都堪培拉和墨尔本、悉尼等城市民用和工业用电,总装机374万kw,同时可提供灌溉用水74亿m[3,],其总的指导思想是发电及反调节水量用于灌溉。雪山工程总投资9亿美元。主要工程包括16座大坝,7座电站,2座抽水站,80km的输水管道,144km的隧道。
1.6 法国
法国为了满足灌溉、发电和供水需要,于1964年动工兴建了迪郎斯——凡尔顿调水工程。工程于1983年建成,设计灌溉面积6万hm[2,],年发电量5.75亿kw·h,并供150万人饮水。此外,法国还有勒斯特——加龙河等调水工程。
1.7 印度
印度的调水开始于灌溉调水,已完成的工程有:恒河区(在拉贾斯坦比卡尔区,1929年竣工),灌溉面积24万hm[2,];北方邦拉姆刚加河拉姆刚加坝→南部各区,灌溉面积60万hm[2,];巴克拉→楠加尔,灌溉面积160万hm[2,];纳加尔米纳萨加尔,灌溉80万hm[2,];通加巴德拉,灌溉40万hm[2,]。调水灌溉给这些地区带来了生机,产生了巨大的效益。
2 国外跨流域调水工程建设与管理概况
2.1 美国
美国是世界上兴建跨流域调水工程较多的国家之一,在工程建设与管理方面有着较为丰富的经验,总的来说主要体现在如下几个方面:
(1)调水规划必须是切实可行的。调水规划中很重视用水区与水源区利害关系的研究,并要充分协商,提出相应的措施,同时注意实测与调查资料的运用,结合科学合理的分析,拿出令人信服的论断,使决策者能根据规划方案,权衡全局的利弊得失做出决策。
(2)调水规划中重视节约用水。工业要求循环用水和废水处理后再利用;农业要求大力发展喷灌、滴灌等节水型灌溉方式;为减少输水损失,很重视渠道衬砌;在渠道上设置节制闸,并通过先进的调度控制手段,一般很少设置和使用退水建筑物,使调出的水量得到充分利用。
(3)渠道线路基本沿等高线选择,尽量避免特殊工程地质渠段和深挖、高填渠段,注意挖填平衡,降低施工难度和工程量;控制渠道比降、深度和流速,防止水生物的生存;渠道与河道交叉建筑物主要采取渡槽和倒虹吸两种形式,考虑到经济和环境等因素,以倒虹吸形式为多,渡槽形式极少。
(4)调水规划非常重视多目标开发利用,充分发挥工程的综合效益。注意水与电相结合的开发利用,利用工程水土资源优势,开展多种经营,大力发展旅游事业,工程效益十分显著,大多数调水工程的效益超过其投资。
(5)政府高度重视跨流域调水工程的建设。美国在跨流域调水工程的建设上有很强的政府行为,几乎所有跨流域调水工程都由政府统一组织建设,并负责工程的运行管理。社会团体和个人可参与工程集资,但私人不允许直接建设和管理。即政府在跨流域调水工程的建设与管理上实行的是垄断性经营,以确保水资源的合理利用和优化配置,满足国家经济发展和人民生活对水资源的需求。
当然,美国是一个市场经济较发育的国度,水工程的建设与管理也保留了一些较为特殊的模式。如盐河工程就是由政府贷款给私营集团,扶持建成了“民建民营”工程,由私营集团全权负责工程的运营。胡佛坝则是由政府出资兴建,长期租赁给私营电力公司经营。
(6)实行优惠的投资政策。水资源开发工程,特别是跨流域调水工程,往往具有社会经济环境效益明显,财务效益相对较差的特点,而这类工程又是国民经济和社会发展的重要基础设施。因此,美国政府对此类工程的建设投资给予了很多优惠政策。如对防洪、环境保护及土著人保护区工程,实行政府拨款;对纯灌溉工程,实行40~50年的政府无息贷款;对具有发电、供水等综合效益的工程,实行长达50年的政府低息贷款,且建设期免息。另外,政府还会根据需要,授权工程建设部门发行各类债券筹集建设资金,以及通过征收受益区和受益行业调水建设基金等形式筹集建设资金。
(7)高度重视环境保护和生态平衡。美国的跨流域调水工程从规划设计到运行管理的各个环节,都不惜投入必要的财力与人力,就调水工程对环境的影响进行广泛而深入的分析研究,制定各种行之有效的对策措施,防止和处理一些可能出现的不利影响,以实现工程的最佳环境效益。
(8)跨流域调水工程有相应的法律保证。美国是市场经济比较发达的国家,法制比较健全,为实现水资源的合理开发利用和优化配置,兴建跨流域调水工程都要经过国会或州立法机构的批准,且必须按批准的计划实施,任何单位和个人都不得违反,经批准的规划具有很强的法律约束作用。每建设1个工程,一般都有1部相应的具体法案,从工程立项、投资、建设到运行管理及投资偿还等全过程都有严格的法律加以约束、规范和保证,有效地立法和严格依法办事是美国跨流域调水工程建设与管理获得成功的重要保证。
(9)重视工程的合理配套,注意施工质量以及工程设施、设备的维修养护与更新。跨流域调水工程一般要通过各种配套工程来具体发挥作用,没有合理完善的配套工程,就难以充分发挥工程的效益,因此,美国的跨流域调水工程十分重视配套工程的合理与完善,这与以往我国水利工程建设中存在的“重主体、轻配套”的情况形成鲜明的对照。美国跨流域调水工程的建设有一整套严谨完善的质量保证体系,以确保工程施工质量的完好。在工程设施、设备的维修、养护与更新方面,也有相应的规程、规范加以约束,工程管理机构十分重视这方面的工作,因为这直接关系到工程能否长期稳定地运行,所以许多调水工程经过几十年的运行后,其设施、设备仍完好如新。
(10)重视工程运行管理。工程建成后,最终要通过管理发挥效益,管理水平的高低直接关系到工程效益的充分发挥及安全正常运行。因此,美国的跨流域调水工程一向都很重视运行管理。采取合理的管理体制,装备现代化程度高的管理设施与设备,配备高素质的管理人员,不断研究和总结管理问题与经验,形成良性的运行管理机制,使管理水平不断得到提高,以确保工程目标的实现。
(11)美国是世界上建设跨流域调水工程较多的国家之一,而且在这方面积累了很多好的经验。然而,由于美国的体制所限,各州的权力很大,一些跨州的调水规划由于州际利益难以协调而无法实施,所以目前已建的调水工程多数是州内调水,对此联邦政府也显得力不从心,这无疑会对水资源的合理利用和优化配置产生不利影响。
2.2 其他国家
(1)前苏联 前苏联跨流域调水工程的主要特点是建设规模大,主要经验是调水规划中重视环境影响评价。认为调水工程对环境的影响包括有利的与不利的、直接的与间接的、短期的与长期的、暂时的与积累的、一次的与二次的等。前苏联是以计划经济为主的国家,水资源开发以及调水工程的规划与兴建必须与国民经济发展规划相适应。前苏联从中央到地方层层建立的各级水利机构以及科研、设计、规划、施工与管理等部门,根据分工负责调水工程的科研、规划、建设与管理工作。形成了自上而下的管理体系,按照统一的技术经济政策,开发利用水资源,以满足各部门的用水需要。
前苏联在调水工程的管理中,强调水工建筑物的监测与安全检查,重视工程事故原因与后果的统计分析,注意积累运行与管理经验,并不断研究与应用新技术、新材料及采取现代化管理措施等。
(2)巴基斯坦 巴基斯坦西水东调工程有这样几个技术特点:①工程包括联结渠、拦河闸,还有大型水库,并且按照调水要求来确定水库库容,将蓄水与调水有机地结合起来;②工程利用向下游缓慢倾斜的有利地形条件,按照不同高程布置多首制联结渠,即由一条河向另一条河输水,通过2~3个联结渠,运行起来机动灵活;③有些联结渠深达12m以上,其水面低于地下水位,有利于地下水排泄,对于水位高于地下水位的联结渠,则采取局部衬砌来减少渗漏和沿联结渠打井抽水的措施来消除或减轻由此而带来的不利影响;④联结渠与很多排水渠交叉,多数采用立交工程,也有些采取平交与立交相结合的办法,调度运用灵活方便。
巴基斯坦政府于1958年仿照美国TVA模式创建了国家水电总局,全面负责发电、灌溉、供水、防洪、流域管理、内河航运、大型水利水电开发项目等水利水电事业的调查、规划、设计、建设与管理等。所以西水东调工程的建设与管理是由国家水电开发总局全权负责的。在西水东调工程的管理上,坚持依法治水、依法管水,管理机构健全,规章制度明确。对工程的维护、检查、观测和运行都制定了详细而严密的规章制度。这些规章制度具有规程规范的性质,对各项工作的范围、内容和标准规定得详细具体,许多方面都有定时定量的要求。对有关工作人员的职责也规定得明确而严格。另外还重视工程的调度运用,发挥工程的综合效益。根据工程对河川径流的调节功能和有关的运行目标,结合灌溉、发电、防洪等要求,绘制调度运用曲线,严格控制调度,收到了良好的效果。
(3)澳大利亚 澳大利亚雪山工程是一项跨州的调水工程。早在工程规划阶段就由联邦政府、新南威尔士州政府和维多利亚州政府3方共同签订协议,并成立了联合委员会。由该委员会提出的雪山工程,作为合理开发利用斯诺伊河水资源的关键措施,得到了广泛的支持。鉴于工程规模的空前浩大,联邦政府决定动用国防力量建立一个特别部门——雪山工程管理局,负责雪山调水工程规划、设计与施工,并制定水量分配、电价、运行管理及流域保护等方面的章程,同时参与工程的运行管理。
雪山工程的运行管理主要由雪山委员会负责。该委员会由8名来自联邦政府、两个相关州、雪山工程管理局(各派2名)的水利和电力专家组成,其主要任务是直接控制工程的运行管理,进行水量调度和电站负荷调度等。
雪山工程的管理目标是在法律与自然条件的限制下,最优地利用水资源发电和灌溉。具体是按照运行计划,满足法律要求,考虑水量的有效性和流量变化,科学分配发电与灌溉用水,合理安排输水系统的检修与维护,逐步实现从消费者那里回收全部成本的运行管理目标。
(4)法国 法国在调水工程的建设与管理方面主要有这样几个特点:①负责工程建设与管理的主要机构是工程建设公司和按流域设立的流域机构,这些机构的性质可以是公营的、私营的或公私合营的等,但都直接受国家部级主管部门的领导和控制;②国家对调水工程的建设与管理具有宏观控制权,但具体的管理机构都是独立核算的经济实体,有充分的自主经营权,实行的是一种将行政手段与经济手段相结合的,具有一定竞争机制的管理体制;③流域机构负责本流域内水工程的建设与管理;④涉及相邻流域的水工程,通常是设立由相关主管部门监督的国家自治机构来负责。
3 国外跨流域调水工程建设与管理的成功经验
综上所述,国外跨流域调水工程建设与管理的成功经验主要有以下几方面:
(1)跨流域调水工程的建设与管理必须由政府出面统一组织实施,管理机构应具有高度的权威性,由政府赋予其相应的行政职权,甚至包括立法权。
(2)管理单位一般都作为独立的经济实体,依法自主经营,自负盈亏。运行管理中强调经济的杠杆作用,建立合理的、能促进节约用水的、具有竞争性的水费征收与管理机制。另外,在工程建设的同时,在政府的支持下,统筹考虑一些经济效益好的项目,如电力开发、旅游等,大力开展综合经营,用这些项目的经济收入补充调水收入的不足,做到“以综合经营养水”,这样不仅确保了工程的正常运行,按期偿还工程投资,还能实现工程自身的滚动发展,建立以工程为核心的区域经济发展的良性循环系统。
(3)跨流域调水工程的建设与管理要有相应的法律保障。跨流域调水工程必须采用经济、行政、法律相结合的措施进行管理,尤其应该突出法律的作用。世界大多数国家都非常重视跨流域调水工程建设与管理的立法,无论是工程的组织建设、管理机构设置、职责划分、运行调度,还是水量控制与分配,以及水事纠纷的处理等,都有相应的法律或具有法律效力的规范性文件作依据,且能在实践中严格执行,这就保障了跨流域调水工程建设与管理的正常实施。
(4)配套工程的合理与完善及自动化控制系统的建立是对跨流域调水工程实施现代化科学管理,实现工程最佳效益的前提条件之一。没有合理完善的配套工程,就难以充分发挥工程的效益;要对跨流域调水工程实施现代化的科学管理,有效地进行用水控制和运行调度,随时掌握工程的运行状况,就必须建立自动化控制系统。
(5)政府应对跨流域调水工程实行必要的优惠扶持政策。由于跨流域调水工程是集经济效益、社会效益和环境效益于一身的综合效益工程,具有一定的社会事业性,其经济财务效益往往不很理想,而且还涉及到用户对水费的承受能力问题,因此,政府必须给予相应的优惠扶持政策,如在投资、税收、综合经营等方面给以优惠政策,以保证调水工程能够维持自身的良性循环。
(6)工程建成后,最终要通过管理来发挥效益。对于一个工程项目而言,工程措施只能建成一座工程,而通过先进的管理,可以使一座工程发挥几座工程的效益。因此,国外跨流域调水工程都十分重视管理水平的提高。配备高素质的管理人员,采用先进的管理设施与设备,注意管理问题的研究和新技术、新方法的运用,都是提高工程管理水平的有效途径。只有保持较高的管理水平才能力求工程效益的最佳发挥。
(7)流域机构积极介入跨流域调水工程的建设与管理。世界许多国家都开展了程度不同的流域管理,建立流域机构,从流域管理的角度出发,积极介入流域内的重大水事活动,特别是在流域管理中起控制性作用的水资源开发治理骨干工程,包括跨流域调水工程。有的国家实行的是由流域机构从项目的规划、设计到建设、管理全过程的“一条龙”管理。如西班牙的流域水文协会就负责相关的跨流域调水工程的实施与管理;法国是建立流域机构,将水工程纳入相应的具体流域范围内进行管理。这样可以适应水资源按流域开展管理的发展趋势,满足水资源合理调配的需要。