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陈元:管道网络跨区域调水——新时期的全国治水新思路

作者:陈元 发布日期:2018-04-19 09:39

  中国水资源分布不均衡,人均水资源量更是不足世界平均水平的1/3。南水北调工程重构我国水系,解决了我国南方水多、北方水少的问题。总结南水北调的建设发展经验,新时代如何更好地解决水资源短缺和分配不均等问题? 

  近期,全国政协原副主席、中国金融四十人论坛(CF40)常务理事会主席陈元撰文指出,今后可以考虑通过管道实施跨区域调水,形成调水管道网络。管道跨区域调水是一项复杂的系统工程,为确保调水工程顺利实施和良性运行,需要对水权、水价以及水网建设运营、投融资安排等进行系统考虑。  

  关于水资源调度的方案,他提出两个初步设想,一是“大西线”调水,即从雅鲁藏布江、怒江、澜沧江调水到新疆,雅鲁藏布江的水量是1700亿立方米,目标是调水200亿立方米;二是“北水南调”,即从黑龙江、松花江、乌苏里江调20亿立方水,经潘家口水库、密云水库,输送给北京、天津。 

  陈元指出,管道跨区域调水方案对国家的经济和社会的发展具有深远意义,是一个很有考虑价值的方案。未来,如果管网调水能够大规模应用,使得中国水资源适当均衡分布,目前的水资源问题就有可能得到根本性的解决。 

  下文为陈元在2017年12月23日的北方新金融研究院(NFI)丝路规划研究中心“京津冀水资源金融创新解决机制”课题评审会上所作的主题演讲。  

  管道网络跨区域调水 

  ——新时期的全国治水新思路 

  1 管道网络跨区域调水设想的提出 

  2013年我针对南水北调的现状,提出了通过管道网络跨区域调水的建议。南水北调共有东线、中线和西线三条调水线路,通过这三条线路与长江、黄河、淮河和海河等四大江河相联系,以实现中国水资源的南北调配与东西互济。其中,东线开工最早,且借助现有的京杭大运河向北输送,实施起来相对容易;西线还未开工;中线调水最为复杂,资金投入量巨大,为了筹措资金,借用了部分电力资金,经过了几十年的规划与设计才开始施工,首先要加高丹江口水坝,开挖明渠,且伴随着大量的占地移民,其次要沿线保障水质的安全,控制水源质量,防治农药化肥、氮磷等造成的水污染,这是一个相当巨大的工程。 

  相较而言,建设地下管道网络更具吸引力。近年来,我国装备制造业水平不断提升,盾构、管道生产、泵站和电厂建设、特高压输电等技术都能满足需要,使管道网络建设从技术层面得到支持。盾构机的特点为适用范围广,无论是泥土地还是岩石地质都可以进行挖掘。因此在调水线路中,不占用土地,不存在额外的移民搬迁成本。当然地下管道网络也需要有资金投入,然而与搬迁移民甚至影响几代人的生活相比,具有明显优势。利用管道输水在国内的使用并不广泛,南水北调的中线工程,明渠的渠首位于丹江口水库,北京段位于总干渠末端,距离不长、流量也小,因此北京全段采用了管道输水,终点为北京市的团结湖。管道输水减少了水污染,如果选用合适的材料以及合理的施工方式,会明显降低造价成本。 

  关于储水问题,我建议以地下为主,水库为辅,尽量利用现有水库不再新建。调水线路沿途有的地区有水库,将它们串联起来可作为调水的调节池,可也存在一些地区没有足够的水库,特别是西北地区、黄土高原,比如内蒙的沙漠,新疆的盆地等地区。因此很多人向我提议说,这些沙漠戈壁地带存在丰沛的地下水层,地下水具有安全稳定的保有量,难以蒸发,如果我们将调入的水输入到地下水层作为地下水库,可以节省地上水库的修建费用,尤其是水库的修建耗时耗力,建坝、搬迁的成本也很高。因此在这些地区,可寻找合适的地下储水层,对地下储水结构事先做好勘探,确保储水层的水能够储存得住,不渗漏,不流失,就可以在此地建设管道输水储水。当然水资源的使用也要注意量入为出,节约使用。地下储水层水量的增加,首先可以为该地的城市以及工业设施提供生活及工业用水,但水资源的使用过程中同样要注意循环使用,争取实现水资源的零排放或近零排放;其次随着城镇、工业的逐渐发展,当地的生态也可得以改善。 

  这一设想的提出建立在我国每年的长江、珠江等流域以及西南诸河,如澜沧江、怒江和雅鲁藏布江等,大部分直接排放入海,具有一定的可调水量。特别是雨季汛期,洪水大量流到下游地区带来灾难,防洪抗洪压力大,投入成本高。据测算,长江流域多年平均下泄洪水3700亿立方米左右,西南诸河汛期洪水资源量2300亿立方米左右,如果可以利用这些雨季汛期的洪水资源量,满足2000亿立方米调水需要不成问题。因此建立泵站和管网,每年抽走汛期的洪水,既减少了长江中下游的洪灾,又可以将调入北方的水储存在地下储水层中,解决北方严重缺水地区的用水问题。 

  我们国家大约有200万平方公里是缺水甚至无水地区,包括黄土高原、内蒙和新疆等,人类难以在此生存和发展工业、农业,如果可以调水到这些地方,集中解决城镇生活用水、工业用水和城市绿地建设用水,可以极大地改变我国的人口和产业布局,很多问题就会迎刃而解。 

  

  2水网建设运营及后续配套机制 

  跨流域调水在我国非常具有吸引力,虽然它的投资巨大,且难以精确测算,但今后如果逐步开展研究,就可以将水源地可以调出的水量、接受地需要的水量精确测算出来。在跨区域调水的过程中,由南向北的输水,有一段可以自流输水,但向西北的输水,尤其是到黄土高原、内蒙的沙漠以及新疆的盆地,是需要建立泵站的。而水资源说到底是自然资源,属国家所有,随着社会的发展,水资源成为社会资源,就会涉及到成本的问题,那么管网、泵站建设的费用以及用电的费用,从何而来?我的设想是对于南方水源输出地而言,由它们建设运营输水管道,华北地区作为水源输入地要向其缴交水费,由此建立水源输出地与用水地之间的交易关系,以解决水资源分布不均的问题。 

  但是还存在一个问题,水源输入地基本上都是荒漠戈壁,没有城镇、工厂产生足够的现金流来缴交水费,因此我建议以其他形式资产来折算。比如水源输出地在输入地建设输水管道等设施来向其输水,然后按照投资额可以折算成当地的土地资源,通过跨区域土地调剂,可以解决沿海地区土地资源缺乏,农业用地紧缺,城市没有扩张空间等问题。 

  我国淮河以南到广东的沿海地区都是极度缺乏土地的,因此这些地区希望能够占用农地,但是国家对此严令禁止。中央最担心的问题是农地被占用,无法种粮食,将来会给国家的粮食安全带来威胁。 

  未来,可以不用土地面积作占补平衡,而是用上交国家的粮食数量作占补平衡,这就在很大程度上解决了问题。举例而言就是各沿海省市作为粮食调入省份,在粮食生产省份投资开发土地,发展农业,建立农场,与自己的粮食供应挂钩。所生产的粮食进入国家整个粮食流通体系,总量增加,周边的供应改善,就会逐渐打开供应渠道。 

  现在的粮食供应渠道掌握在国家手中,长期来看并非最优方案,而且中间环节浪费多、效率低。将来哪个省份需要粮食,可以国家分配份额,由这一省份自己种粮,并投资管理粮食的供应、运输和储存,这样各省的粮食供应情况会明显改善,而国家也可以减少财政负担,土地也可以占补平衡。也就是说,如果某省份占用了周边的一块基本农田,它就需要在其他能够开垦土地的地方建立一个大农场,投资全套的机械化设备,并与粮储部门对接好,保证供应方案,粮食可以直接自己消费,也可以运到中储粮。这样可以减少国家的财政负担,也可以减少企业的低效率以及跑冒滴漏。各省份对于自己吃的粮食一定会认真对待,不可能出现粮食过期三五年后拿给老百姓吃陈化粮的情况,所以要调动省市的积极性。 

  水资源与这些问题都相关。有水就有地,就有农场,就可以把这一套体系落实下去,将来可以开发国内自然资源与初级农产品等大宗商品的交易市场,包括碳、水、地、粮。粮食不是一个自由市场,需要与中储粮对接,按照中储粮的结构,将来通过省市参股,慢慢将其多元化,就可提高效率,大大改善中间环节。以前,每年国家给储备粮拨款,年年审计都会查出很多问题。未来,可进一步扩大水权市场,将其发展成为国家区域间调剂自然资源的交易市场,有碳交易、水交易、土地占补交易、粮食交易,其中占补交易就是要与粮食结合,与农业结合。 

  另外,可以折算成当地工厂的建设资本,以后在此地建设起来的工厂,一段时间内的工业产出要用于偿还管网建设和维护的资金,在输出地投资收回后,管网设施就成为沿海地区的净资产。当然,这只是一个初步的设想。 

  管道跨区域调水是一项复杂的系统工程,为确保调水工程顺利实施和良性运行,需要对水权、水价以及水网建设运营、投融资安排等进行系统考虑。 

  (一)建立水权体系。我国宪法规定,水流等自然资源属于国家所有。《中华人民共和国水法》规定,水资源属于国家所有,其所有权由国务院代表国家行使。作为重要的自然资源,水资源应当由国家所有和统一调度。为调动基础积极性,国家可授予地方一定的管理权、经营权和收益权,形成严格监管的水权体系,实现水资源的优化配置。比如,地方可以在一定限额、一定区域内分配水资源,可以向国家或其他省市出售富余的水资源,收益归地方所有。 

  (二)建立差别水价机制。除满足人类基本需求的饮用水无偿供应之外,其他用水一律实行有偿使用。按照不同用途区分不同价格,并实施阶梯水价政策。农业用水按照一定限额实行有保护性质的优惠价格、粮棉油等口粮用水定价最低、果蔬和经济作物略高,肉禽蛋类等养殖类用水定价最高。城乡居民用水价格高于农业用水,工业、服务业用水价格更高一点。运用价格机制鼓励节约用水和循环利用。 

  (三)水网建设和运营。一是统一规划、分步建设。作为国家战略性基础设施,水网的建设要统一标准、统一规划、统一设计,分步建设,最终覆盖全国。参考我国电网运营模式,可成立国家层面的水网公司,负责全国范围内输水管道的规划、建设、运营、维护。二是统一调度、科学管理。水网终端由水源站、供水站、受水站和回灌站等组成,由水网公司统一管理,也可授权地方管理,但要服从统一调度,形成一个信息化、智能化、管理严密、运营高效的系统。三是照付不议、市场运作。水网经营中,在满足当地生产生活和生态用水的基础上,主要调丰水期的洪水,用水地按照国际通行的照付不议模式付费。随着水网建设完善和运行机制成熟,可以尝试采用竞价上网模式,特殊情况下地方可以买断富余的水。总体上,水网既要市场化运作,又要具有国家政策性调水职能,由国家统筹调剂余缺。 

  (四)投融资安排。初步估算,管网调水工程总投资约5万亿元,由于工程投资大、时间跨度长,需举全国之力投资建设。由中央统筹资金供给和回收,成立中央水网信托基金,设独立账户对资金进行管理。为保障项目建设稳定运行,设置50-100年的宽限期,宽限期内不对前期投资资金还本付息。项目建设期取得的收益,进行滚动投资,先不还本付息。项目建成后,以项目带来的经济社会发展成果作为还本付息来源,比如可将整治国土的市场化开发收益作为重要还款来源。按照公平合理的原则,受水区多承担还本付息的责任。供水区应得到一定形式的资源补偿。 

  这样的话,每个局部建设都是一个可以完整循环的项目,从局部到全局,逐渐形成一个全国统一、规范的系统工程,使得国家利益、地方利益、企业利益和民众利益都得到最大限度的兼顾。  

  3水资源调度的两个初步设想 

  关于水资源调度的方案,目前有两个初步的设想。 

  第一个设想是“大西线”调水,即从雅鲁藏布江、怒江、澜沧江调水到新疆,雅鲁藏布江的水量是1700亿立方米,目标是调水200亿立方米。 

  如果下游的印度,孟加拉等国对此有反对意见,可以一方面协调,一方面利益共享,通过帮助他们发展经济来缓解其激烈态度。另外,虽然河水上下游共同调度,但是现在水量几乎100%流出境外,我们调水200亿立方米对总体流量影响较小,基本属于年度波动范围之内,对下游影响也不会太大。另外,下游是热带雨季地区,孟加拉和印度有关地区主要依靠本地降雨来保障农业、生活用水,而非依靠雅鲁藏布江的水源。 

  当然,从雅鲁藏布江向北调水,要穿过整个青藏高原,很多泵站、管道建设以及隧道开凿等施工量巨大。然而一旦项目成功,能将200亿立方的水调到新疆塔里木盆地、柴达木盆地(格尔木盆地),将会使以往的成片沙漠变为整体绿洲。历史上,这里曾经是水草丰富的地方,但由于印度次大陆板块撞击并挤到欧亚大陆板块之下,把地势抬高,使得这里气候变干旱、水量越来越少。如果通过管道输水,把水补过去,新疆那个地方看还可以容纳2亿人口,中国人口再分布一下。因为塔里木盆地南沿与青岛市的纬度大体相同,气候温和、日照充足,发展农业、工业都很有潜力。同时,那里也是“一带一路”的前沿阵地,有很多加工业、装备制造业,相关产品沿着“一带一路”向西输出到中亚、西亚,最后连到欧洲,可以预见这里将会成为经济非常繁华的地方。 

  大西线管网输水,现在已经有一个初步的框架设想,舆论界已经引起很好的反响。虽然外交部历次表态否认此事,但主要是应对印度的担心。 

  第二个设想是“北水南调”,即从黑龙江、松花江、乌苏里江调20亿立方水,经潘家口水库、密云水库,输送给北京、天津。 

  黑龙江、松花江、乌苏里江水源丰沛,可调的水资源量非常可观。如果从黑龙江和松花江调汛期水,沿线有一串的水库,把它连起来可以成为调节库,这个水能调20亿方。目前界河水才调了5%,界河附近的俄罗斯境内人口稀少,工业、城市也不发达,即便调10%即40亿立方的水对其也影响不大,而这一水量则可以基本解决北京、天津的用水问题。 

  如果北水南调的方案能够成功,会促进更大规模的以管网为主要特点的南水北调,不管是大西线还是现有的中线调水设施,丰富调水方式,扩充调水能力,再加上管网调一些汛期水,会大大增加华北、西北一带的水资源供应。现在,北京已经实现了70%的饮用水来自南水北调,对地下水的开采已经大大减少,因超采地下水而导致的漏斗区水位也已开始回升,这一状况将会随着南水北调设施功能的充分发挥而持续改善,未来如果管网调水能够大规模应用,使得中国水资源适当均衡分布,目前的水资源问题就有可能得到根本性的解决。  

  4管道网络跨区域调水具有深远意义 

  管网只需要连接现有水库,比从南方三大水系调水更为简单可行,因此这个方案是一个很有考虑价值的方案,包括概念性的设想和两个关于水资源调度的具体设想。方案提出了很多新的概念,如果实施的话都是需要仔细考虑的。而且我们国家的经济发展到今天,很多大型项目,有些由国家主管部门统一设想,但我想今后越来越多的大型项目是通过各省市和各地方根据需要,从实际出发来加以构想,包括做一些测算和实地勘探,形成一个可行方案,并通过一系列局部方案的实施,逐步实行全国性的管网。 

  水资源问题,最终叫做北方缺水、南方工程性缺水,缺乏输水设施,南方还有水质问题。如果说完全采用管网调水,只要水泵能力足够好,就可以把水输到沙漠的地下储水层,通过沉淀来解决水质问题。北方黄土高原下面,地下储水层也是可以把南方的江河水、汛期水直接调过来,即使里面含一些颗粒,含一些不太干净的东西,经过几年的沉淀,水下的过滤再抽出来,在抽出来的过程中加以净化,变成可用水,成本都可以大大降低。所以,水资源在全国范围内的调配,以及在一些局部先开始试点,对全国资源均衡分布是有很大的潜在意义,自然资源不可能均衡分布,但是可以通过我们的努力,使其逐步均衡分布,使得全国的土地达到更均衡的开发和利用,这对于经济发展、社会发展都是一件非常有意义的事情。 

  我们国家证明地域调水是可以实现的,但是“南水北调”东中西线三个方案,是毛主席提出来的。现在再按原有方案实施,征地、搬迁很难做到,我们可以通过新的技术、方法来实现,金融方面也可以对这个项目设计一些可行的办法。现在我们进入了新时代,水资源的全国合理布局应该是大家的期盼之一。很多大型项目都是酝酿几十年才完成,这个项目技术上相对简单,希望通过若干年的酝酿就能开始实行,进入国家战略,成为国家“两个一百年”和“五年规划”当中的一个重点项目加以实施,造福全国人民。 

  我们进行这样的研究,提出来这个方案,也一直想和实体开展有关的研究。一是对总体方案本身进行研究,再有是对一些局部调水方案进行研究,都是具有现实意义和实际价值。也希望能为“两个一百年”目标的实现做出贡献。 

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来源:中国环保在线 编辑:李楠