国家水网构建与生态安全保障辩证关系探析
Exploration of the dialectical relationship between national water network construction and ecological security safeguarding
王建华，胡鹏
（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京）
摘要： 国家水网建设和水生态安全保障是当前和今后一个时期水利行业的核心工作，准确认识两者的辩证关系，对于促进水利高质量发展、为中国式现代化提供高标准水安全保障具有重要意义。从国家水网建设与我国生态安全总体格局、北方生态屏障区保护修复、缺水地区河湖生态环境复苏、地下水超采区治理恢复、河湖水质改善、重要湿地及其生物多样性保护等六个方面的关系阐述了国家水网对于保障国家生态安全的重要作用。科学解析了国家水网规划、建设与运行对生态安全保障可能带来的影响，提出协同推进国家水网建设与生态安全保障的措施建议：优化国家生态安全保障整体格局，明晰重点区域生态安全保障水资源需求；在国家水网框架内，开展国家水生态网整体规划与建设；维护和发挥地下水应急储备水源功能，构建立体国家水网；加强水网内部源头减排与属地治理，建设清洁水网；发挥国家战略储备水源区作用，降低集中调水对长江流域的影响；加强水工程全生命期绿色技术研发与应用。
关键词： 国家水网；生态安全；河湖生态复苏；水工程生态影响
作者简介： 王建华，副院长，正高级工程师，主要从事水文水资源研究工作。
基金项目： 国家重点研发计划项目（2022YFC3205000）；国家自然科学基金（52122902、52394233、U2240202）。
国家水网构建的重要目的是统筹解决水资源、水生态、水环境、水灾害问题，其与国家生态安全保障联系紧密。 2023年5月，中共中央、国务院印发《国家水网建设规划纲要》，将“人水和谐、绿色生态”作为国家水网建设基本工作原则之一，并提出“水生态空间有效保护，水土流失有效治理，河湖生态水量有效保障，美丽健康水生态系统基本形成”的建设目标。但是，国家水网构建与生态安全保障并不是简单的目的与手段关系，国家水网建设运行将在多个方面对生态安全保障造成风险隐患与影响。准确把握两者的辩证关系，对在水网规划、建设和运行过程中，更好统筹经济社会发展与生态环境保护的综合需求，更好发挥水网在河湖生态环境复苏中的重要作用，最大程度降低水网工程对河湖生态系统的负面影响具有重要作用。
充分认识国家水网构建对保障生态安全的战略作用
1.国家水网建设将进一步夯实我国生态安全总体基础
《全国主体功能区规划》明确了我国以“两屏三带”为主体的生态安全战略格局， 即以青藏高原生态屏障、黄土高原-川滇生态屏障、东北森林带、北方防沙带和南方丘陵山地带以及大江大河重要水系为骨架，以其他国家重点生态功能区为重要支撑，以点状分布的国家禁止开发区域为重要组成的生态安全战略格局。国家水网具有典型的“自然-人工”二元特征，其建设将进一步突显和加强大江大河重要水系在国家生态安全总体格局中的作用，并通过大量人工引调排水工程，架起“两屏三带”主体功能区之间的联系桥梁，强化国家生态安全总体框架的稳定结构和有机联系。此外，以三峡水库、丹江口水库为代表的调蓄工程建设，也将成为我国生态安全战略格局的重要节点和组成部分。
2.国家水网建设为北方生态屏障区保护修复消除了“后顾之忧”
近几十年，以黄土高原、“三北”防护林为代表的北方生态屏障区开展了卓有成效的水土保持与植树造林工作，取得了重要的防风固沙成效。但人工植被的种植也消耗了大量“径流性”水资源，成为黄河流域、海河流域地表水资源严重衰减原因之一。以海河流域为例，地表平均水资源总量在1956—1979年为288亿m³，1980—2000年为171亿m³，2001—2016年减少到122亿m³，地表平均水资源总量衰减了166亿m³，衰减幅度达58%。地表水资源的衰减加剧了这些区域的水资源短缺状况，也限制了这些区域生态安全屏障作用的充分发挥。而国家水网建设能在更大尺度上合理调配水资源，缓解北方生态安全屏障区林草植被种植与经济社会缺水之间的矛盾，消除其水土流失治理等生态保护修复工程的“后顾之忧”，使之更好发挥防风固沙、涵养水源等主导生态功能，为国家生态安全发挥基础屏障作用。
3.国家水网建设为缺水地区河湖生态环境复苏提供了水源保障
我国水资源总量巨大，可开发利用量总体超过当前及今后一个时期的经济社会用水总量，但由于水资源时空分布不均，导致部分流域区域水资源过度开发利用。如黄河、海河、西辽河等流域水资源开发利用率均超过80%，大量挤占了河湖生态用水，导致海河流域等北方缺水地区一度形成“有河皆干、有水皆污”的严重后果，河湖长期萎缩。南水北调东中线、引黄入冀补淀等一批骨干水网工程的建设，为长期干涸萎缩的河湖带来宝贵的水源补给，使河湖重现生机。据统计，南水北调中线工程自2017年起，择机向北方50余条河流实施生态补水，截至2024年3月，南水北调中线工程累计生态补水达100亿m³，为推动复苏河湖生态环境、促进沿线生态文明建设发挥了不可或缺的作用，曾经干涸的洼、淀、河、渠、湿地重现生机。引江补汉、南水北调西线等国家水网后续工程的建设，将为母亲河生态复苏提供更大支撑。
4.国家水网建设为地下水超采区治理恢复奠定了水量基础
目前，我国地下水超采形势依然严峻，全国地下水超采区仍有400多个，总面积达28万km²，年均超采量158亿m³，造成地面沉降、河流断流、地带性植被萎缩等一系列生态问题。其中，华北地区1959—2020年地下水累计亏空1625亿m³，山前浅层地下水埋深最深超70m，中心水头埋深达135.78m，地面沉降量超过20cm的区域达7.9万km²。这些超采的地下水主要用于农业灌溉、生活用水保障等方面。国家水网建设虽然不能直接补给地下水漏斗，但通过水源置换等措施，能大幅度降低地下水超采区开采量，逐步达到“采补平衡”状态，并通过流域性洪水补给、人工加强补给等手段，使超采区地下水水位逐步恢复到正常水平，遏制地面沉降、咸水入侵等问题。以京津冀地区为例，得益于南水北调工程带来的水源置换，同2018年相比，2023年治理区浅层地下水水位平均回升2.59m，深层承压水水位平均回升7.06m，地下水状况得到有效改善。
5.国家水网建设为河湖水质改善提供了重要机遇和环境容量
长期以来，我国引调水工程遵循“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”的“三先三后”原则，有效促进了河湖水质改善。 其中，最典型的是南水北调东线工程，该工程在规划和建设过程中，将水质安全置于首要位置，通过采取大量生态环境治理措施，水质断面达标率由3%提高到100%，重要调蓄节点南四湖水质由V类和劣V类提升到Ⅲ类，进入全国水质优良湖泊行列。南水北调中线水源地丹江口水库在国家水网中处于核心地位，水质也常年保持在Ⅱ类以上。国家水网的建设运行增大了水源区、输水线路水质安全保障的压力，也提高了资金投入水平，增强了公众自觉保护意识，同时也将增强受水区的水体流动性和纳污能力，改善受水区水环境质量。此外，国家水网众多调蓄工程的建设，有助于增加水域空间面积、体积及其环境容量，并通过年际、年内调节，提升枯水期基流保障水平和下游河流的整体纳污能力。
6.国家水网建设为重要湿地及其生物多样性保护提供了基础支撑
以洞庭湖、鄱阳湖、黄河三角洲、乌梁素海等为代表的一批国际重要湿地在生物多样性保护中发挥了举足轻重的作用。但近年来，受气候和江湖关系变化、经济社会取用排水通量增加等影响，频频发生濒临干涸、盐碱化、富营养化等生态问题，给当地及全国生物多样性带来重大损失。例如，2022年9月23日鄱阳湖标志性水文站星子站水位跌至7.10m，跌破有记录以来最低水位，通江水体面积仅剩244km²，鄱阳湖湖区生物多样性遭受重大损失。国家水网天然具有水生态保护功能，通过规划和建设水网“纲、目、结”，在相关湿地等面临水生态风险时，可采取生态补水等有效措施，避免生态灾害的发生。此外，水网建设形成的纵横交错水系和重要调蓄结点，也将为候鸟迁徙栖息提供有效路线指引与中转停留场所。
科学辨析国家水网建设对生态安全保障的潜在影响
1.调蓄结点的建设将一定程度上影响河流纵向连通性，导致鱼类等水生生物洄游通道阻隔、栖息地破碎化
我国目前 已建9.5万多座 水库，其中绝大部分位于山区河流之上。河流是一个连续体，通过水流开展能量、物质、信息、生物的流动和循环。水库的建设，打破了河流的连续体特征，对鱼类洄游等造成重要影响。特别是梯级水库的建设，将水生生物的栖息地基本限定在相邻两个梯级之间的水域，大大减小了水生生物的栖息范围，也造成生物遗传多样性的消退。未来随着国家水网的建设，势必还将在大江大河建设大量调蓄性水库和大坝，若形成同一流域主要生物区系之间的完全阻隔，将对水生生物多样性保护造成重大影响。
2.人工渠道、隧洞的建设将对陆地生态系统及其景观格局造成一定干扰
国家水网和引调水工程的建设涉及大量人工输水渠道、隧洞的建设。一方面，在施工过程中会对陆地生态系统造成一定破坏和干扰；另一方面，人工渠道建成后，也将对陆地生态系统的景观格局造成影响，重塑地表生态系统的“基质-廊道-结点”格局，并可能造成陆域生态系统连通性的破坏。
3.国家水网建设将给调水沿线及受水区带来一定生物入侵风险
调水工程打破了水体间原有的地理屏障，为生物入侵提供了渠道。 以南水北调中线工程为例，2015年以来，中线干渠中的硅藻、金藻等浓度呈现自南向北增高的趋势，藻类在进入河北、北京等地后大量死亡，给当地清淤增加了难度；同时淡水壳菜等贝类大量繁殖，并附着在输水管道上，降低了输水效率。南水北调东线工程调水的时间通常在夏季，而春夏季节正是大部分鱼类的产卵时间，鱼卵很有可能随着调水流入沿线湖泊，并在此孵化。在对东线工程的监控中，发现了须鳗鰕虎鱼、双带缟鰕虎等不少入侵鱼类，且都在东线沿线的多个湖泊里建立了种群，有可能对这些湖泊本身的食物网结构和生态平衡造成威胁。类似现象亦见于国际大型水利工程，如巴拿马运河、美因-多瑙运河工程等，在这些工程的后续运营过程中，均观察到了生物入侵现象，对沿线生态系统的稳定性和工程的可持续运行带来了潜在风险。
4.国家水网建设将给水源区生态安全保障带来一定压力
以汉江为例，南水北调中线一期工程设计年调水量95亿m³，占丹江口水库坝址多年平均径流量的23%，调水使得丹江口水库下泄水量大幅度减少，加之水库下游航运梯级开发进一步降低了水体流动性，导致汉江中下游春季水华现象频发。随着南水北调西线、引江补汉等水网重大工程的建设，长江上游将成为国家水网的重点水源区，尽管该区域水资源相对丰富，但大规模调水也会对区域水生态安全保障带来一定挑战。据测算，目前在长江上游已规划和建设的调水工程和流域内耗水指标基础上，南水北调西线工程按照80亿m³和170亿m³调水后，将造成宜昌断面多年平均下泄水量不能达到水量分配方案规定的断面下泄水量指标，差额分别是66亿m³和156亿m³，说明长江上游整体已处于水资源“紧平衡”状态，调水将会带来流域内生态水量总量与过程保障的风险。
协同推进国家水网建设与生态安全保障的措施建议
1.进一步优化国家生态安全保障整体格局，明晰重点区域生态安全保障水资源需求
在以“两屏三带”为 主体的生态安全战略格局下，要按照宜林则林、宜草则草、宜湿则湿、宜荒则荒的原则，进一步明晰黄土高原、新疆内陆河、太行山、西辽河等重点流域区域合理的水土流失治理标准与绿洲建设范围，进而评估区域未来可能的本底水资源变化，并根据流域区域经济社会需水量和缺水量，合理规划国家水网需要的补充水量。
2.在国家水网框架内开展国家水生态网的整体规划与建设
国家水网集水资源优化配置、流域防洪减灾、水生态环境保护等功能于一体。 开展国家水生态网的整体规划，并不是另起炉灶，而是在国家水网的整体框架之内，明晰不同河湖湿地乃至大江大河不同河段的生态功能定位，确保不同流域均保留一批自然原始河流，发挥其生物多样性维持功能，在大江大河干流开发不可避免的情况下，保护修复一批重点支流作为替代生境。通过国家水生态网的整体规划与建设，最大程度发挥不同类型河湖湿地的生态功能。
3.维护和发挥地下水的应急储备水源功能，构建立体的国家水网
地下水是有效的储备水源， 特别是在面临特大干旱、突发性水污染等事件时，可以作为临时替代水源，对于保障供水安全、维护社会稳定具有重要作用。而发挥好地下水的储备水源作用，一方面需要加强地下水保护，开展地下水超采区治理，维持合理的地下水水位和良好水质；另一方面则需要构建并维护好地下水的供水网络，在需要切换水源时能够及时切换，形成立体的国家水网。
4.加强水网内部的源头减排与属地治理，建设清洁水网
目前，生态环境部已建立了“国控-省控-市控”多级水质控制断面体系，用于开展水质监测评价和考核。在国家水网建设过程中，需要进一步加强各级水网的源头减排工作，明晰属地治理责任，确保各层级各区域水网交汇处水质稳定达标。特别是对于跨流域调水工程的水源区和输水线路，全面加强污染源治理和风险防控，确保建设清洁水网。
5.发挥国家战略储备水源区作用，降低集中调水对长江流域的影响
目前，国家水网大动脉的主要水源区集中在长江流域，特别是南水北调西线建设后，将对长江上游整体水平衡和水生态环境造成重要影响。而与金沙江毗邻的澜沧江、怒江等河流水量丰富，水资源开发利用率低，可作为国家水网建设的战略储备水源区，通过与长江上游的连接，实现西南片区水网与国家水网主骨架的互联互通，降低集中调水对长江上游的影响。
6.加强水工程全生命期绿色“规划-建设-运行-退役”技术研发与应用
在规划阶段， 要考虑水系整体连通性，严格生态环境影响评价，合理制定生态流量目标，因地制宜、合理设计过鱼设施，不搞“一刀切”；在建设阶段，选择生态友好型建筑材料和技术，开展绿色环保施工，在工期安排上注意避让生物产卵繁殖和洄游迁徙时间；在运行期，要大力推进水利水电工程（群）生态调度，严格落实各项生态保护措施，加强成效监测与反馈性调整；最后，要建立合理的水利工程退出机制，包括有重大安全隐患的病险水库、经济社会效益一般但生态影响巨大的水工程、坐落在重点支流替代生境上的小水电等。
Abstract: The construction of the national water network and the safeguarding of water ecological security are core tasks for the water sector now and in the future. Accurately understanding the dialectical relationship between the two is crucial for promoting high-quality development and providing high-level water security for Chinese path to modernization. This paper elaborates on the importance of the national water network in ensuring ecological security from the relationship between the construction of the national water network and six aspects: the overall framework of China’s ecological security, the protection and restoration of the northern ecological barrier areas, the ecological restoration of rivers and lakes in water-scarce regions, the recovery of groundwater in over-exploited areas, the improvement of river and lake water quality, and the protection of important wetlands and biodiversity. A scientific analysis is provided on the potential impact of the planning, construction, and operation of the national water network on ecological security. Several measures are proposed to promote the coordinated advancement of the national water network construction and ecological security safeguarding: optimizing the overall layout of ecological security and clarifying the water resource demands for ecological security in key regions; planning and constructing a national water ecological network within the framework of the national water network; maintaining and enhancing the function of groundwater as an emergency water source to build a three-dimensional national water network; reducing pollution at the source and strengthening local governance to build a clean water network; leveraging the role of strategic water source reserves to mitigate the impact of large-scale water diversion on the Yangtze River basin; and enhancing the research and application of green technologies throughout the life cycle of water projects.
Keywords: national water network; ecological security; river and lake ecological restoration; ecological impacts of water projects
本文引用格式：
王建华，胡鹏.国家水网构建与生态安全保障辩证关系探析[J].中国水利，2024（17）：48-51+61.
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