中国河口海岸水库发展现状与展望

　　摘要：河口海岸水库是指修建在河口或者海岸地区的水库，其主要特点是利用堤坝分隔海水与淡水，从而达到在海洋环境中蓄积淡水的目的。首先回顾了中国历史上的河口水库，探讨了河口海岸水库从雏形发展至今的历史进程，并结合实例介绍了现代河口海岸水库发挥的重要作用。在整理并总结不同类别的河口海岸水库资料的基础上，提出了河口海岸水库的科学分类，当以建造位置为分类标准时，可将其细分为河口型、海湾型、海岸线型和岛屿型水库;归纳了建造过程中亟需解决的技术难题;讨论了河口海岸水库可能造成的生态环境影响。结合我国主要流域的水文与地貌特点，在最后展望了未来可以修建河口海岸水库的重点区域，特别提出了在珠江三角洲粤港澳大湾区建设河口海岸水库的设想，讨论了在台湾、海南、舟山等几大主要岛屿修建岛屿性水库的可行性。

　　关 键 词：河口海岸水库; 咸潮入侵; 岛屿型水库; 珠江三角洲

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　　1 研究背景

　　我国是一个缺水的国家，水资源总量约为28 000亿m3/a，人均不足2 400 m3/a，仅为世界平均水平的1/4。沿海地区虽然只有国土面积的13%，却居住了全国40%的人口，提供了60%以上的国民生产总值。这一地区由于人口稠密，经济发达，水资源供需矛盾尤为突出。大部分沿海城市人均水资源量低于500 m3/h，其中天津、上海、大连、青岛、连云港等城市甚至在200 m3/h以下[1]。

　　沿海地区常有大小河流流入并入海，在水资源总量统计时，其中的区域地表水入境水量增量一般都很小，这是因为出境径流总量一般都简单考虑为入海水量，与入境径流总量大致相当;即便入境径流量很大，因为入海水量未被充分利用，导致河流径流对水资源总量的贡献不大。沿海地区入境径流利用率低的主要原因是沿海地区一般地势平坦，且受咸潮影响，不易建设大型的内陆水库。由于缺乏足夠的水库，大部分入境径流未被充分利用即流入大海。

　　第一次全国水利普查公报显示[2]，我国现有水库98 002座，总库容9 323.12亿m3(表1)。而根据2017年中国河流泥沙公报[3]的数据，我国河流年径流量排名前三的河流分别为长江、珠江、闽江，年径流量总计13 127.5亿m3，为全国现有水库总库容的大约1.5倍。如果我们能充分利用河流入海淡水资源，将可以大大缓解沿海地区的水资源短缺问题。

　　在沿海地区，如何寻找足够大的空间储存河流入海淡水是一个极具挑战性的课题。近年来一个革命性的方法是将淡水直接储存在海洋环境中，最为典型且成功的例子是上海的青草沙水库，它目前已经成为上海最主要的供水水源[4]。事实上，在河口与海岸地区修建淡水水库的想法历来有之，古今中外均有建成的实例[5-7]，但将其作为系统解决沿海地区水资源短缺的重要方式提出，杨树清无疑是最早的倡导者[8-11]。除此之外，高学平等[12]、王文等[13]也曾对中国的海岸水库发展进行了探索与研究。

　　第7期 林鹏智，等：中国河口海岸水库发展现状与展望 人 民 长 江2019年 上文中的河口海岸水库指修建在河口或者海岸地区的水库，其主要作用是利用其堤坝抵挡咸水入侵，并在恰当的时间段蓄积淡水。这一思想很早即在中国有所实践，如自唐代以来逐次修建的它山堰、木兰陂、金清闸等一批河口水利工程，皆为现代河口海岸水库之雏形。新中国成立以来，中国又建设了珊瑚沙水库、宝钢水库、青草沙水库等一系列河口海岸水库，将河口海岸水库的设计、建设与运行推向了新的高度。本文将首先回顾河口海岸水库在中国从雏形发展至今的历史进程，阐明不同河口海岸水库的特点与解决的问题;根据水库所处的具体位置提出河口海岸水库的科学分类;讨论河口海岸水库建造中可能遇到的技术难题以及生态环境影响;最后展望未来河口海岸水库在中国的发展前景。

　　2 中国河口海岸水库概览

　　河口海岸水库在中国的实践最早可以追溯到一千多年前的浙江宁波它山堰，和其它修建在河口的古代水利工程(如木兰陂、金清闸等)一样，其主要功能是御咸蓄淡。建国以后，初期的河口海岸水库延续了在河口修建闸门的思路，其主要目的仍是防御咸潮。20世纪70年代以后，防御性的思想逐渐被扩展性的思想所取代，通过将堤坝延伸到河口以外的湾区甚至封堵全部湾区，将河口海岸水库的建造位置向海洋突进，扩大了水库的水面面积，从而发挥了更为积极的蓄积淡水的作用。在世界河口海岸水库的发展历程中，中国故事尤其精彩，许多案例独树一帜，对在世界范围内解决沿海城市缺水问题有很好的借鉴意义和推广价值。

　　2.1 古代中国

　　古代中国修建了许多大型水利工程，其中如都江堰、郑国渠、灵渠、它山堰(图1)被誉为中国古代四大水利工程。相较于前3个修建于内陆的古代水利工程，位于浙江省宁波市的它山堰工程(图2)是唯一一个以御咸蓄淡引水灌溉为主要目的的水利工程，称得上是现代河口海岸水库的“雏形”。 它山堰始建于唐太和七年(公元833年)，位于甬江支流鄞江之上[14]。据史料记载，古时鄞江江水“与海潮接，成不可溉田”，江潮上涨时，“民不能饮，禾不能灌”。该区域虽然降水充沛，但是由于咸潮侵蚀，附近的明州城经常缺少淡水。县令王元玮为了解决缺水问题，在“两山夹流，铃锁两岸”的它山修建了御咸蓄淡并兼具引水功能的它山堰。它山堰建成之后，发挥了与都江堰类似的旱涝季节不同的分水功能，“堰上之水，旱时七分入河，三分入江;涝时七分入江，三分入河。”它既保证了县内七乡的农田灌溉，又确保了明州城区用水之需[15-16]。它山堰在现代仍在发挥作用，如1967年，宁波大旱，海水倒灌入甬江、奉化江、鄞江，它山堰将咸潮挡在了堰外;再如2009年，莫拉克台风席卷宁波，四明大地暴雨如注，山洪从四明山奔腾而泻，它山堰水利系统工程及时泄洪，保住了鄞西的农田。

　　位于滨海的福建莆田同样遭受咸潮侵蚀。为解百姓困苦，相传当地钱四娘于北宋治平元年(1064年)携巨金动工截流筑堰，但因水流湍急，建起来的陂堰很快被山洪冲垮。后人锲而不舍，在北宋元丰六年(1083年)由侯官人李宏筑陂成功。木兰陂全长110 m，高7.5 m。900年来，木兰陂经历了无数次洪水与海潮的袭击，今天仍巍然屹立并继续发挥作用。当地政府于1961年扩建木兰陂灌区至20多万亩，整个灌区做到了“未旱先蓄，未涝先排”，既能防洪排涝，又能防旱御潮[17]。位于东海之滨的浙江台州，当地百姓为了抵御由于地势低洼带来的上游洪涝以及海水涨落淹没浸没的双重侵害，于宋淳熙十年(1183年)首次修建了金清闸。在此后的八百多年风雨之中，金清闸为当地百姓有效抵御了水害，起到了御咸蓄淡排除洪涝的功效[18]。以上列举的它山堰、木兰陂、金清闸等河口水利工程都是中国古代御咸蓄淡的代表，它们是现代河口海岸水库的雏形，其建成和运行为后世提供了很好的参考价值。