海洋水库是沿海地区解决水资源短缺问题的最有效途径
澳大利亚卧龙岗大学海洋水库研究中心主任、国际海洋水库学会秘书长杨树清教授指出,海洋水库即是在海水中建立的淡水水库,可以有河口水库、海岸水库、海湾水库几种。海洋水库是人类治水思路的未来趋势,也是“21世纪是海洋的世纪”的必然要求。
海洋水库具有一些明显的优点。其中主要有海水与淡水密度相同,建造海洋水库易于将两者分离;工程小,成本低;河口附近比较平缓;不需要移民,也不占用耕地;海水是无限的,同时河口水量丰富,建造海洋水库可以获得大量淡水;对生态环境的影响非常小等等。
综合对比地下水开采,内陆水库,海水淡化,污水回用,跨流域调水和海洋水库等水资源管理方式,加之考虑沿海地区水资源的分布特征,海洋水库在沿海地区具有良好的技术可行性,环境持续性以及明显的社会经济效益;海洋水库的建设有利于沿海水资源的充分利用,是解决沿海地区淡水危机的重要措施和实现"陆海统筹"的关键技术,有利于"山顶到海洋"全过程的监控,管理和开发;结合海洋水库的修建现状和发展趋势,提出海洋水库建设的思考与建议.
新加坡国立大学土木工程系副教授林鹏智也谈到了新加坡建海洋水库的例子。新加坡有一条河叫“新加坡河”。当时新加坡建国的时候,李光耀有一个设想就是在滨海湾修一个堤坝。当时他的想法是意识到水不够,计划把滨海湾作为河滨的水库用。海洋水库可以扩大进水区,扩大淡水的面积。可以在高潮的时候关闸以控制流水入侵。此外,在发生洪水、雨水的时候,可以把河滨内的水降低。
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试论天津海洋水库与南水北调的效益关系
海洋抽水蓄能电站
一、苏鲁湖、渤海湖可提供3000亿立方米以上的调蓄库容
季风气候,使得长江流量季节变化特别明显。
每年的6月至10月为雨季,占年径流量的70%;11月至次年5月份,是长江流域的旱季,流量低于10000立方米/秒。
以长江年径流量9755亿立方米计算,则雨季径流量可达6800亿立方米以上。
如要兼顾防洪和水资源利用,则需要水库具有巨大的蓄水能力。表示一个国家水库蓄水能力与河川径流量之比的库容系数,欧洲国家通常是0.9以上,美国是0.66,而我们中国目前还不足0.3。水库蓄水能力不足的直接后果就是我们要在主汛期不断的抗洪抢险,而在非汛期伏旱天则面临供水不足的困境。我国近年来在西南地区还是修建了不少世界级大坝,然而,由于这些水库大坝大部分修建于峡谷地带,虽然具有较强的发电能力,但水库库容并不大。比如,虽然三峡水库在水电站领域位于世界前列,但其有效防洪库容(221.5亿m³)的全球排名却在20开外。长江流域年径流量为9
513亿m³,远远大于三峡水库的有效防洪库容,因此,三峡水库在主汛期应对洪水的方法是削峰填谷,却没有拦截全部洪水的能力,在汛期仍然需要泄洪。
横断山脉地区是高山峡谷,长江中下游地区是平原地区,均无法修建防洪库容达1000亿立方以上的大型水库,也就无法充分利用长江汛期的洪水资源,只能将汛期的优质水资源泄洪入海。
苏鲁湖中由于南海辐射沙脊群和黄海大陆架的存在,离岸100公里,水深仅10~15米;渤海水深平均不超过20米,而且在渤海海峡仅120km,且有庙岛群岛星罗分布。这些区域非常适合修建巨型海洋水库。
渤海7.7万km2,苏鲁湖3.2万km2。假如以高潮位与低潮位之间的潮差,作为调蓄有效库容(低潮位之下为死水位),则苏鲁湖、渤海湖的调蓄有效库可达3000亿立方以上,可充分存蓄汛期洪水,且不会妨碍上游汛期防洪。
杨树清教授指出,南水北调工程只有一半的年份能发挥效用,其关键性的制约因素是华北地区缺乏大型调节水库。其结果是长江丰水年进不来,枯水年又无水进来;不仅如此,华北丰水年也留不住;导致南水北调工程效益低下。他提出:在天津港以南、海防工路以东的海域修建海洋水库,可成功地破解上述难题,大幅提高南水北调的综合效益。从可利用的剩余水量(入海淡水量)、工程造价估算、水质及对生态环境的影响等方面,该海洋水库具有工程必要性、技术可行性、经济合理性和生态友好性。研究表明:所建议的海洋水库将极大地提高南水北调的效益、提高北京、天津的供水保障率及水质。
参考资料:
王越, 孙永福, 杨树清,等. 我国海洋水库建设研究与思考[J]. 海洋开发与管理,
2019, 036(012):38-46.
海洋工程学,试论天津海洋水库与南水北调的效益关系 Investigation on
Relationship between Tianjins Coastal Reservoir and SNWDPs
Efficiency ,杨树清