黄河航运研究开发论文

黄河中游航运开发的有利条件与其他大江大河相比，黄河中游的通航条件有其特殊的困难和局限性，但是也有不少有利条件：(1)通航保证流量并不小。通过对黄河干流各水文站实测资料的分析，按1966—1982年水文系列统计分析：托克托河口镇、龙门等水文站通航保证率90%的最小流量为213立方米/秒。经蓄丰补枯调节运用后，21世纪初可以调节到通航保证率90%的最小流量为258立方米/秒，这与汉江、湘江和闽江等河流的枯水保证通航流量相近。目前我国南水北调西线工程已进入规划阶段，第一期工程推荐从大渡河调水40亿立方米，计划2020年建成生效。届时黄河水量平均将会有较大幅度的增加。(2)禹门口至潼关段，通过整治易于提高航深，主流摆动范围大为减小，主槽趋于稳定。(3)滩险密度小、航行条件好的河段长。黄河中游万家寨以上为库区，万家寨至天桥129km的河段属于山区河流，航道条件差。府谷至禹门口段536km，险滩的长度约占全河段长度的29．7%，水深大于1．2m以上的河段约占70．3%。禹门口至风陵渡河段，在流量为126—140立方米/秒和259—270立方米/秒时，大于1．2m水深的河长约占53．56%，大于1．Om水深的河长约占70．8%。风陵渡至三门峡大坝为库区航道，其中潼关至大禹渡40km的回水变动区有浅滩4处，滩段总长约10km；大禹渡至大坝可满足五级航道的要求，不需要整治的河长占92．5%。(4)建设投资少。内河航运不需要多少投资就可以得到很好的开发利用，即使有些需要整治的河段，航运建设投资也比较低。尤其在晋陕峡谷地区修铁路、公路，造价要比其他地区高出1—3倍，而船舶运输在运价上不足公路的1/3，铁路的1/2，有明显的经济优势。(5)耗能省，运输成本低，占用耕地少。黄河中游航运开发的经济效益分析黄河中游航运开发的效益很多，下文以三(门峡)潼(关)段航运开发为例进行分析。开发黄河三门峡至潼关段航运，近期的一个主要方面是通过水陆联运(在大坝前建设三门岭港，在三门峡西电厂附近建设冯佐港)，由平陆县向三门峡西电厂运煤。三门峡西电厂目前用煤主要来自支建矿、英豪矿和义马矿，与电厂的距离分别是90km、1OOkm和117km，与平陆矿通过各种运输方式的费用对比如下(见表2)：表2三门峡地区各矿向三门峡西电厂供煤费用对照表矿名 坑口价(元/t) 运输方式 运距(km) 运价(元/t·km) 短途基价(元/t) 装卸费(元/t) 运输(元/t) 总费用(元/t)支建矿 60 陆运 90 0.3 27 87英豪矿 60 陆运 100 0.3 30 90义马矿 70 陆运 117 0.3 35.1 105.1平陆矿 56 陆运 95 0.3 28.5 84.5水陆联运 陆运 21 0.3 1.6 7.9水运 42 0.1 1.5 4 9.7合计 63 3.1 4 17.6 73.6备注 计划外现行价格 陆运均为公路运输 市场价资料来源：转引自河南省交通厅航运管理局港航勘测设计队，《黄河三门峡至潼关段航运开发预可行性研究报告》，1992年，第29页。表2表明，平陆煤炭水陆联运比完全由公路运往电厂每吨节约运费10．9元，较之支建、英豪、义马煤矿分别减少运费9．4元、12．4元和17．5元。若按各矿计划外坑口价格和年运量30万吨计，水陆联运平陆煤炭可为电厂节省燃煤费用300万元以上。

十几年来，可持续发展已经成为世界各地社会经济发展所关注的主要问题和终极目标。在水资源开发和管理方面，可持续发展定义为在不危害下一代人利益的前提下所采取的水资源利用和管理的措施。目前，水资源管理面临的最大挑战是水资源匮乏、环境退化及其低效开发。毋庸置疑，可持续发展的概念为人与环境和谐共处提供了一种科学的、经济和社会的新理念。近期涌现的很多问题都与水资源管理的可持续性有关。黄河流域的生态十分脆弱，过去几十年占主导地位的社会经济发展模式对黄河流域造成了严重危害。随着生活、工业和农业用水量的增加，日益加剧的水资源过度开采对可利用淡水资源的供给产生了巨大的影响。近几十年来，黄河流域人口增长和经济发展对水资源和生态－环境系统的压力越来越大。尤其是大中城市，形势更为严峻，水资源管理部门面临着增加供水、改革供水体制的巨大挑战。而近年来持续快速的城市化进程又给水污染控制工作带来了巨大的压力。黄河流域的水污染非常严重，已遍及许多城区和乡村。获得足量的水以满足日益增长的生活、农业和工业用水需求以及保护生物多样性已经成为黄河流域面临的主要挑战。随着黄河流域城市人口增加，对饮用水的需求也急剧增加，特别是大中城市的用水需求量占水资源总量的比重越来越大。虽然城市饮用水占生活用水总量的比例相对来说还很小，但从经济方面考虑，调水太多通常会存在一些困难。一、研究区概况黄河是我国的第二大河，流域面积745000平方公里，黄河水资源哺育了1．1亿多中华儿女。黄河流域约一半地区属于干旱、半干旱气候，33％以上地区的年平均降水量不足400毫米，仅有1．8％的地区年平均降水量超过800毫米。可利用的地表和地下水资源远远低于需求量，2002年年平均用水量为389亿立方米，其中农业用水占76．9％，城市用水占9．0％，工业用水占14．1％。到2010年，黄河流域的人口将从2000年的1．14亿上升到1．24亿，用水总需求量也将达520亿立方米。两千多年来，黄河以其破坏性的洪灾和高含沙量使得水文情势和泥沙管理一直倍受世人关注。虽然黄河洪水泛滥的可能性依然存在并且仍然是黄河流域治理工作中的关键问题，但水资源短缺已成为公众和水管理部门关注的首要问题。在半干旱环境中，水资源时空分布极不均匀，黄河流域面临着水资源短缺的严峻挑战。另外，经济和工业化的进一步发展更激化了这一矛盾。在过去的二十年里，黄河流域人口急剧膨胀、工农业活动加剧，使得对水资源质量和数量的需求日益成为人们关注的主要问题。黄河流域正处于一个城市生活用水、工农业用水、污水稀释用水等各方面用水加速增长的时期。因为人口的过快增长，黄河流域城市需水量呈现出明显的增长趋势。据1990年人口普查统计，黄河流域人口总数为1．006亿，其中0．232亿为城市人口，0．774亿为农村人口，而黄河流域人口总数1953年仅0．41亿、1983年0．815亿、1985年0．889亿。在20世纪70年代以前，黄河流域中许多城市的水资源主要是由地下水供给，但随着经济和城市化快速发展，在十年时间里，绝大多数城市在规模上都已成为原来的数倍；另一些正经历着城市特征的变化，成为具有商业、工业或政治功能的大小城市。黄河流域最大的城市西安市，人口276万，国民生产总值为78．9亿人民币；第二大城市太原市，人口196万，国民生产总值77．1亿人民币；第三大城市兰州市，人口151万，国民生产总值为63．5亿人民币。古都西安坐落在中国的中部地区，北临渭河流域，南靠秦岭山脉，是人类文明和中华民族的发祥地之一，先后有13个帝王在这里建都，时间达1120年之久。西安也是一座世界著名的旅游城市，堪称文化遗迹的宝库。同时，西安还是中国西北部地区的纺织品生产和加工中心。另外，西安的其它工业如化学工业、制药业和土木工程等也有一定规模。山西省省会太原，现已发展成为一个工业门类比较齐全的新兴工业基地，主要工业部门有冶金、煤炭、建材、化工、电子和轻纺等。太原位于山西省中部，三面环山，濒临汾河，气候较温和。该地矿产丰富，农作物产量较高。位于中国地理位置中心的甘肃省省会兰州，是西北地区的交通枢纽和旅客集散地，石油化工和机械制造是当地的主要工业，它依靠便利的水利电气条件和丰富的煤炭资源，迅速成为中国工业发展较快的城市之一。兰州拥有中国最大的石油冶炼厂，成为中国原子能工业生产的中心。目前兰州已形成以石油化工、有色冶金、机械电子、医药、纺织、建材为主体，门类齐全，与西部资源开发相配套的工业体系。按照黄河流域各城市人均年国民生产总值的大小划分，宝鸡以4366元居黄河流域第一位，兰州以4217元居第二位，太原以3926元居第三位。西安市人均年国民生产总值远远小于这些城市而位居第七。二、黄河流域主要城市有效水资源量中国水资源评价通常将水资源分为两个主要部分：地表水资源和地下水资源。地表水可依据人类社会消耗量和蓄水量的变化量测。山区和平原的地下水资源测算方法不同，计算过程中会出现重复计算误差，对其结果应进行适当的调整。为了确定黄河流域的有效水资源量，一般将研究区划分为一个次级区域，并通过这些次级区域确定地表水资源量。黄河流域大部分地表水资源来源于区域Ⅰ：从河源到兰州，占黄河流域总水资源量的47．2％。黄河流域水资源的主要来源是降水和地表水，约为735亿立方米。过去二十年里，黄河流域人口增长和分布受一系列社会和经济因素的影响。乡村人口向城镇流动导致了基本的人口变化。城镇人口平均增长率约为4％。2020年的预测人口将超过1990年人口数的两倍（0．2324亿）。换言之，近期经济高速发展和过度城市化带来的社会经济变化已经导致了城市经济活动的高度集中，因此淡水的需求量势必急剧增加。在黄河流域，水资源正成为经济增长和社会发展的制约性因素。水资源季节变化大是影响流域水资源利用的主要因素。区域内所有城市都有绵长而干燥的夏季。在很多城市，超过60％的年降水都发生在6～9月三个月内。相似的需水季节变动更加剧了这种气候特点的影响，导致了对有限地表水资源的过度开采。研究区内的一些城市，如西安和宝鸡，地下水是主要的可利用水资源，可占总供水量的80％以上。黄河流域的水资源时空分布也不均匀。在某些城区，人均水资源量非常有限。除了西安和宝鸡，研究区内大多数城市的人均水资源量都很少。西安为363立方米，而太原市只有250立方米。按照Shiklomanov(2000)的定义，人均每年可利用水量低于2000立方米为缺乏，低于1000立方米为严重缺乏。对比这一标准，黄河流域大多数城市都处在严重缺水状态。降水与径流的不均匀分布需要大力发展水库等蓄水设施；而人口的不均匀分布给河流下游区域带来了巨大的压力，需要调用大量的水资源；而需水量分布的不均匀要求大力建设供水和治水设施。几十年来，黄河流域已经建成了3000多座水库，总库容超过600亿立方米。然而，黄河断流，尤其是近二十年来的干旱化趋势，已经引起了公众和水资源管理部门对水资源可持续发展的高度关注。水资源供需矛盾已经对当地产生了强烈的影响。地下含水层就像天然水库，对季节变化的响应不敏感。近年来，对地下水的过度开采使得地下水的利用量迅速增长，特别是在下游地区，因此地下水的利用引起人们的更多关注。在太原和大同市，地表供水实际上已经很少，而过度开采地下水引起了地面沉降，某些地区的沉降已超过3米。西安发生地面沉降的面积已达162平方公里，累积沉降达1827毫米。随着需水量的增加，黄河流域很多地区观测到的降雨量反而减少了，而且全流域的温度呈上升趋势。用Mann－Kendall方法预测的年降雨量和温度的长期趋势也表明：流域大部分地区的降水量呈下降趋势，而温度呈上升趋势。降水量减少，温度上升，以及由温度升高引起的蒸发加剧是造成黄河流域径流量减少的重要原因。因此，这更降低了黄河流域城市可利用的有效水资源量。三、黄河流域城市可持续供水人们已经认识到黄河流域社会经济发展要依赖于对环境和水资源进行合理、可持续地管理。因为城市生活、工业、灌溉用水量和水力发电量随着人口数量的日益膨胀和社会生活方式的改变而持续增长，所以迫切需要对淡水资源进行合理地保护和有效地管理。本文研究的黄河流域的主要城市，人均城市水资源量约为250～1261立方米，与国际公认的人均2000立方米的基准相差甚远，此基准是在能够确保适当的卫生和公共卫生设施的前提下确立的。目前，黄河流域城市可持续供水面临着巨大挑战，在不危及后代水资源需求的前提下满足当代社会的需求，需要同时借助经济、社会、管理、科学和政治手段，以达到持续发展的目的。目前，市政上很少使用处理后的废水。除了西安和太原市，极少城市使用处理后的废水作为当地的水资源。据统计资料显示，主要城镇的工业用水远远超过生活用水。比较特殊的是西安市的生活用水量与工业用水量接近，呼和浩特市的生活用水量较工业用水量多。研究区在未来20年内的人口和需水量将有明显增长。与此相反，水资源总量保持不变，甚至可能由于污染的恶化而减少。传统的以需定供的水资源管理应由以供定需的管理政策所取代，这是保证研究区经济发展和生态环境的唯一途径。一个更为有效的收费系统会增强公众的水资源所有权意识和责任感，从而保护有限的水资源。应将可持续发展原则作为黄河流域水资源规划和管理的最高原则。解决水资源问题的对策可以分为三类：从常规水源中增加水资源供给的对策，从非常规水源中增加水资源供给的对策，以及提高城市及郊区用水效率和水资源保护的对策。目前，局部地区的水资源管理政策仍然多以需定供为导向。此外，应加强水资源管理和土地利用管理的联合。因为经济、社会和文化的原因，人口通常向大城市地区流动，大城市和农村社区人口数量的变化形成鲜明对比，所以大城市经常面临着严峻的供水问题和废水处理问题。因此，黄河流域未来的土地利用规划应以水资源规划为导向。毋庸置疑，黄河流域水资源的合理分配是水权问题的重大挑战之一。四、结 论黄河流域的许多城市，不仅存在人均年有效水资源量不足的问题，也存在水资源时空分布不均匀的问题。除了寻找其他的水源之外，提高水资源利用效率也是保障黄河流域社会经济可持续发展的重要措施。以供定需的水资源管理应包括水量分配，水价是应该考虑的问题之一，通过经济杠杆达到节约水资源的目的；而且对水污染控制和水资源保护问题也应给予足够的重视。黄河流域的水资源管理应该考虑采取兼具保护水资源和可持续发展的管理模式，包括实施水资源保护和节水工程等措施。