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张博庭:对“水与能源”的科普探讨(图)

2014-03-24 10:29来源:中国水力发电工程学会关键词:张博庭水电开发水力发电收藏点赞

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3.3、水电开发的不可替代性(水资源作用)

3.3.1、水资源调控的重要性不可替代

自然界中的水资源量总是随着时空不断的变化着的,然而,人们对水资源的要求则是非常苛刻的,太多了不行(产生洪水泛滥),太少了同样也不行(干旱少雨,甚至危及生命)。目前,人们解决水资源时空分布不均的手段只能靠蓄水和调水。蓄水能解决水资源的时间分布不均的矛盾,调水可以解决水资源空间分布不均的矛盾。到目前为止,受到人类的科技水平的局限,人为大规模蓄水的方式只有建造水库这样一个方式,所以,大型水库的建设就是现代人类社会文明,必不可少的内容。

3.3.2、解决水资源难题需要大水库的国际共识

联合国每三年发布一次的《水资源报告》中不仅每次都要提到水电的重要作用。而且,在联合国的水资源报告中,多次提到过"世界的水资源本来是够用的,世界的水危机主要是由于设施不足,管理不善造成的"。能够解决水资源短缺的设施主要就是储水设施。这里所谓的储水设施最主要的是大型水库。

3.3.3、水资源开发离不开水电的机理

水电站泄洪时的巨大能量,会对大坝安全构成巨大的威胁。外行人可能不了解,但搞工程的人都知道,水电站汛期泄洪的结构,需要采取大量的消能措施。除了建有必要的消力池之外,什么挑流效能、水跃消能、孔板效能、窄缝效能等等。总之,很多重要的工程研究都是要解决水库在泄水的过程中,对水坝和整个水电站的工程结构的威胁。即便如此,泄洪的时间也不能太长。尤其是是对于水量大的水库,如果不发电只泄洪,对大坝来说是非常危险的。

3.3.4、水力发电能让水库大坝更安全

曾经有不少人士,喜欢用河南板桥758垮坝所造成的数万人的死亡,作为反对水电开发的重要理由。而实际上,假设当年我国河南的板桥水库,如果真的建有水电站的话,恐怕也就不会发生那次垮坝事故了。因为一方面,具有水电站的水库,安全性更高。而且另一方面水电站的管理者,不仅具有一定的经济实力,而且随时都会对水库大坝的安全高度关注,及时采取各种有效措施。所以,水电大坝发生意外的概率比起完全公益性的水利大坝,会有大幅度的降低。

据统计全世界已经的大小垮坝事故,90%以上都是没有水电站的水库大坝。

3.3.5、社会文明与储水能力成正比

根据2007年联合国的一项调查,一个国家拥有的大坝数量及人均水库库容量,与该国社会经济发展具有紧密联系。联合国的人类发展指数被定义为一个介于0和1之间的数值。该数值越接近于1,表示人类发展水平越高。如果我们以每个国家水库指标(即:每百万人口水库数和人均库容这两个参数表示)与人类发展指数对比分析,可以比较清楚地看到,各国水资源开发状况与人类指数紧密相关。

根据联合国人类发展指数的评价结果,按发展水平可将国家分为三类:即高度发展(HDI≥0.8)、中度发展国家(HDI≥0.5)、低度发展(0)。调查数据表明,除了极个别的特例一个国家的人类发展指数,与该国的人均水坝数量和人均水库库容几乎成正比。

总之,当前全世界的现实几乎都是,水资源开发程度越高的国家和地区的经济越发达,生态环境越好。例如,美国的国土面积和水资源总量,都与我国相似。目前中国虽然水坝数量名义上比美国还多,但是水库总有效库容仅为美国的一半﹐如果以人均水库蓄水量来比较﹐中美差距在十倍以上。但由于缺乏水库的调蓄能力,我国一方面洪涝灾害频发﹐另一方面又是干旱严重﹐从本质上说﹐这些都是由于可控制的水资源总量不足造成的。相比之下,美国的绿水青山,自然灾害少,很大程度上就是由于他们的水库库容大,可以吸纳更多的洪水,抵御更大的干旱。我国生态环境上的巨大差距,恰恰体现在水库的蓄水能力上。

3.3.6、国际社会呼吁储水设施建设

2012年7月,由国际大坝委员会联合国际灌排委员会、国际水资源协会和国际水电协会起草的《储水设施与可持续发展》世界宣言在日本京都隆重发布。该宣言呼吁全世界共同努力,采取可持续的发展方式和建设和保护储水基础设施。

《宣言》披露世界每年淡水资源总量约有40万亿立方米,目前人类可利用量每年只有9万亿立方米,其中大约4万亿是需要由储水设施调节的。《宣言》还强调:21世纪面临的最大的挑战是人口增长对水、粮食和能源的需求,为了应对这个挑战,我们非常需要加强储水设施的建设和维护。从而能优化利用水资源,包括洪水管理与抗旱、粮食生产灌溉、发电、饮用水和卫生、工业用水、航运、环境等方面。

总之,今年的世界水日,联合国再次确定"水与能源"为主题。我们可以认为是再次强调2012年的这个储水设施宣言。因为,根据现实中水与能源的关系,我们要加速储水设施的建设,就必须要加速水电的开发。而加速水电的开发利用,则是解决当前人类社会的可持续发展同时遭遇到了水资源和能源难题的一个最佳选择。

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