- 布拉马普特拉河水资源开发利用
- 徐学军等
- 4275字
- 2020-06-25 23:01:32
1.3 影响水资源开发的因素
为了更好地研究布拉马普特拉河流域的水资源,需要全面了解技术、规划及政治等诸多因素,包括:①地质状况;②气候条件;③水文状况;④土地类型及其分布;⑤农业、耕作方式及灌溉情况;⑥河流水力条件;⑦环境状况;⑧水电开发;⑨社会、经济、管理、政治与法律问题;⑩航运与交通问题。下面将简明扼要地予以介绍。
1.3.1 地质与地震构造
布拉马普特拉河流域位于全球最活跃的地震带之一,因此,了解该流域的地质与地震构造是非常重要的。事实上,近代全球经历了越来越多的地震活动。考虑到可能发生的地震活动和地面运动,任何关于工程抗震安全的争论都可能推翻工程建设方案。地震参数对工程建筑物安全影响极大,一旦失事,社会影响巨大。不少水电工程项目正是由于这个原因而受到影响,如特里工程。
研究布拉马普特拉河流域的地质条件极为重要,需要从下述方面对河谷地区进行系统而深入的研究:①地质基础;②构造事件;③包括河流形态在内的地形与地貌;④泥沙淤积及河床演变;⑤地球物理条件;⑥水文地质条件;⑦工程地质状况。对流域内岩石的分类研究表明:梅加拉亚高原以花岗岩和变质岩为主,而山脚处砾岩层随处可见,这两者之间即为狭窄的布拉马普特拉河谷,它由河流冲积而成,其组成成分包括砂、砂岩、鹅卵石、黏土,以及砂与黏土、腐烂植物的混合物等。
流域内脆弱的岩石易受到严重侵蚀,同时,滑坡增加了入河泥沙量。众所周知,河流中泥沙的沉积极易造成河道分汊,简言之,河间岛的形成会将河流分成多条汊道。事实上,在布拉马普特拉河形成了世界上最大的河间岛之一,即马久利(Majuli)岛。河床上淤积的泥沙将洪水位逐年抬升,造成生命和财产损失也不断增加。据研究,在工程项目详细设计阶段,很难预测喜马拉雅山区是否会发生地质灾害,在纳思帕贾克里(Nathpa Jhakri)坝址处就曾发生过一次严重的滑坡,即便有世界著名的工程地质学家参与研究,也不能提前预测滑坡的发生。因此,地质状况在很大程度上决定了开发项目的成败。
1.3.2 水文情势与气候状况
流域气候影响土壤类型。气候状况常用温度和降雨变化以及湿度表示。整个布拉马普特拉河流域可划分为4个小气候带。总体而言,布拉马普特拉河流域属于副热带湿润气候,其主要特征是降雨量大,湿度也大。有时,1个月中有3周时间都是雨天。因此,流域气候以降雨为主。在夏季和多雨季节,需水量少于可用水量,因此,在一年中的大部分时间里,土地都是湿润的。
对于认识布拉马普特拉河流域土壤的现状分布来说,了解流域温度、降雨和湿度的详细变化极为重要。将气候学和水文学相结合,能够为评估流域内不同地区的地表径流和侵蚀势奠定基础。
1.3.3 土壤剖面
认识土壤剖面对农业发展非常重要,因为土壤为农作物和植物提供生长所需的主要矿物质,同时,土壤还是为植物健康生长提供水分的蓄水池。布拉马普特拉河流域的土壤包括新成土、始成土和淋溶土。流域土壤湿润,适合大规模种植稻谷。为了充分了解土壤性质,检验土壤剖面的位置特征和形态特征,土壤结构和质地,砂、粉砂和黏土的分布,堆积密度,饱和度和持水量,pH值,阳离子交换量,可交换阳离子,盐基饱和度等是十分必要的。此外,砂、粉砂和黏土矿物等矿物质对土壤是否适于某种作物生长也具有同等重要的作用。
布拉马普特拉河流域内各地区的土壤生产潜力随土壤含水量、排水、有效水深、根区组织与结构、淋溶层厚度、黏土性质和养分储量的变化而有所不同。另外,对布拉马普特拉河流域土壤的微生物状况、茶园土壤的肥力水平和种植制度、作物生产力已有研究。在流域大部分地区,土壤退化现象均有发生,尤其是河谷地区,由于煤炭和石油开采业排水导致土壤退化较为严重。
1.3.4 水力学条件
工程师常利用河流蓄水或改变河流流向来满足特殊的社会发展需求。尤其是印度西北地区,即使在英国殖民统治时期,就极为重视兴建水利工程。印巴分治以后,在布拉马普特拉河流域不同地区也修建了水利工程,但开发速度较慢。为了做好水利工程设计工作,必须掌握可能最大洪水以及合适的阻力关系。与印度其他河流不同的是,布拉马普特拉河以河道多汊而闻名,且不少河段蜿蜒迂回,过去尝试通过修建一系列丁坝对河流进行治理。值得一提的是,为了研究布拉马普特拉河的阻力特征,使用了孟加拉国一个庞大的数据库。同时,在古米(Gumi)地区兴建的丁坝及其运行也极大地丰富了该河的治理经验。阿萨姆邦境内布拉马普特拉河谷地貌复杂多变,是一条奔流不息的河流。
1.3.5 环境问题
在现代,环境问题不容忽视。布设入河排污口的位至关重要。同时,应评估污染物排放对河流纳污能力的影响。同样,作为环境的一个重要组成部分,布拉马普特拉河流域湿地在流域环境健康总体评价中必不可少。印度环境与森林部近年来的某些做法也受到质疑。例如,自流排水流域高度退化地区的治理,要到上游开始下一个项目时,项目成本才收得回来。另外,仅由水电工程业主承担集水区全部治理费用是不公平的,该费用应该由各相关受益部门,比如农业、交通、灌溉及防洪部门等,与水电工程业主一起按比例分担。印度许多工程项目出于环境因素考虑而搁置。因此,流域开发需要有一个健康的环境,环境问题对流域水资源开发具有非常重要的影响。
1.3.6 社会、财务与行政管理
社会发展与水资源的有效利用密切相关。史实证明,人类文明就起源于河流地区。事实上,社会结构与水资源也是息息相关的。从表1.4可以清楚地看出社会发展状况与水资源开发之间的联系。因此,通过水资源管理可以提高人民生活水平,进而也会促进经济的发展和行政管理水平的提升。
表1.4 灌溉水平与社会发展状况之间的联系
当流域内各邦受到武装分子和激进分子的骚扰时,行政管理问题就显得越发重要了。绑架、勒索钱财,甚至威胁项目人员生命安全,这些不稳定因素是项目实施所面临的最大障碍。此外,叛乱还会造成项目成本中安全保障成本超支。例如,那加兰邦的多扬(Doyang)水电工程与曼尼普尔邦的洛格德格(Loktak)水电工程就曾遭到武装叛乱的影响。
在与当地政府商讨项目实施的阶段,还需要征求地方行政、执法、税务、许可证发放等部门的意见。如果出于各自利益考虑而不能客观公正地接受项目需求,将会在程序上造成不应有的延误,由此可以看出行政管理对水资源开发过程的影响有多大。
至于财务方面,需要参阅有关灌溉潜力开发成本与社会发展状况之间关系的统计资料。1978—1992年,印度灌溉潜力开发成本以平均每公顷29600卢比的速度增长,当前的成本可能更高,成本的增长主要源于水资源利用日趋困难。尽管本较高,印度水资源价格体系却远未达到竞争水平,水价甚至低于配水系统的维护成本。水力发电部门亦是如此。对水电开发来说,必须进行财务改革和体制改革,印度许多国有电力公司都因为输配电损失、非法接线偷电及贪污腐败等问题而产生严重的财务问题。因此,对水资源开发来说,财务因素具有相当重要的影响。
1.3.7 洪水管理
洪水是由异常或超强降雨引起的自然现象,印度等具有季风气候的热带国家更易发生洪水。尽管加拿大和美国雷德河发生洪水的概率很小,但1997年4~5月发生的洪水却表明,地处温带的发达国家也难以幸免。一些工程措施,如水库、堤防及河道整治等,能够且确实降低了洪水强度并减轻了洪灾损失。同样,如果实施和加强流域管理、洪水预报预警系统建设及洪泛区分区等非工程措施,也能有效减轻洪灾损失。
水电工程是洪水等自然灾害的最大受害者。几乎毫无例外,突发的灾难性大洪水总会造成大部分水电工程延期,洪水还会冲塌或溢过围堰。有时洪水涌入隧洞,泥沙俱下导致隧洞淤堵,而清淤工作又会拖延工期,致使工程成本增加。洪水还会造成施工材料和机械的重大损失。
布拉马普特拉河流域每年都会发生洪水。2000年便发生了一场特大洪水。每次洪水都会给流域内人民生命财产和农业造成巨大损失。因此,印度在洪水管理方面做了大量而积极的努力。第9、10、11章将重点介绍洪水灾害和目前已实施的洪水管理措施等内容。
1.3.8 农业、种植制度与灌溉
农业是印度经济的支柱产业。研究表明,农业生产总值占印度GDP的30%左右,农业人口比例较高,约为65%。随着印度农业的发展,可用土地将成为最主要的制约因素之一。由于居住用地需求不断增长以及限制用森林来弥补居住用地的不足,开垦荒地便成为增加可用土地的唯一可能。撇开土地可用性不说,还有一些其他方面的问题也很重要并值得农业部门思考。例如,美国土地总面积为9.37亿hm2,河川年径流量与印度相当,灌溉面积仅为2000万hm2,而粮食产量却超过2.5亿t。相比之下,就灌溉种植而言,印度年均粮食产量不到2t/hm2。
考虑到净播种面积有限,通过增加作物密度来提高土地利用效率是比较合理的方式。作物密度的增加势必相应地要求增加灌溉设施、提高灌溉效率。据测算,印度可利用灌溉潜力约为1.13亿hm2。根据灌溉潜力与当前灌溉作物密度系数估算,作物密度需要从当前的134.2提高到149.0。
如表1.5所示,灌溉用水在印度年需水量中占大头。印度灌溉效率并不高,渠灌用水效率仅为38%~40%,地下水灌溉为60%左右,两种灌溉方式的最大用水效率分别为60%和75%。表1.6可以印证,灌溉在印度备受关注。尽管表中的统计数据不是最近几年的,但足以表征印度灌溉的未来发展趋势。
表1.5 印度2000年与2025年的年需水量(亿m3)
表1.6 印度灌溉发展
1.3.9 航运与交通
印巴分治之前,通过江河运送货物就极为普遍,利用船只过江过河更是阿萨姆邦居民日常生活的一部分。布拉马普特拉河以河面宽阔而闻名,河面宽度从几百米到几千米不等,个别河段甚至宽达20km,在这些河段上修建桥梁并不经济。即便在其他河段,由于河面较宽,水上交通也显得非常重要。水运业的发展需要雇佣大量人力,因此对整个流域的社会经济有重要影响。除水运业以外,铁路与公路运输也很重要,有助于实现流域内及跨流域的物质交换。由于印度近期铁路和公路干线运输量饱和,靠水运来增加货物运输就备受关注。开发恒河通航河道的建议便是实例之一。据估计,用机械化木船开展支线运输服务,到2015年,仅恒河航道的集装箱和其他货物运输量就能达到2000~3000万t。第7章、第8章将重点介绍印度航运与交通运输业的发展历程。
1.3.10 水力发电
水力发电是水资源利用的重要途径之一。统计资料显示,布拉马普特拉河水电蕴藏量及其利用潜力巨大(见表1.7)。事实上,印度跨流域调水的相关研究表明,将布拉马普特拉河的水量调入其他邦的做法在经济上是不可行的,让布拉马普特拉河服务全印度的唯一途径就是充分利用其巨大的水电蕴藏量,将电能输送到其他各邦。事实证明,以往开发利用布拉马普特拉河水电蕴藏量的各种尝试以及未来的水电开发计划能使流域内人民受益。
表1.7 印度各流域水电蕴藏量与开发利用率
2000年,印度已经投运的水力发电量仅占水电蕴藏总量的15%,而在建水电项目仅占总量的7%,另外78%尚待开发。第6章将重点予以探讨。