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长江经济带绿色发展中的重大水科学问题
Major issues related to water science in green development of the Yangtze River Economic Belt
陈桂亚¹，²
（1.水利部长江水利委员会，430010，武汉；2.水利部长江水利委员会水旱灾害防御创新团队，430010，武汉）
摘要：长江经济带发展必须立足长远，走生态优先、绿色发展之路。从流域水治理角度出发，聚焦守住生态保护红线、提升资源环境承载能力、筑牢安全发展底线、坚持创新引领，科学把握长江经济带绿色发展丰富内涵；深入论述长江经济带绿色发展中需要持续关注、加强研究的重大水科学问题，推动流域综合治理、系统治理、源头治理、协同治理。提出从水生态修复、生态流量保障、重要饮用水水源地保护、水土保持及生态清洁小流域建设等方面，全面梳理相关水科学问题，系统推进流域水生态环境保护治理；加强在节水型社会建设、水资源承载能力评价与监测预警、流域水权初始分配和交易、水资源统一调度管理、非常规水源配置与利用、水电清洁能源建设等方面研究，加强水资源节约集约利用；立足流域整体和水资源空间均衡，重点考虑水源工程规划、用水需求统筹、水网工程布局、水利项目实施时序、重大引调水工程建设、现代化防洪工程体系、生态水网工程建设、水工程统一联合调度等重大水科学问题，加快推进国家水网建设。
关键词：长江经济带；绿色发展；水科学问题；流域管理；水生态环境；水资源节约集约利用；国家水网
作者简介： 陈桂亚，总工程师，正高级工程师。
长江经济带以长江为纽带，覆盖沿江11个省（直辖市），横跨我国东中西三大板块，人口规模和经济总量占据全国“半壁江山”，生态地位突出，发展潜力巨大，是我国经济重心所在、活力所在。推动长江经济带发展，是习近平总书记亲自谋划、亲自部署、亲自推动的重大区域发展战略。2016年1月5日，习近平总书记在重庆主持召开推动长江经济带发展座谈会，鲜明提出“推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑，走生态优先、绿色发展之路”。
水利是经济社会发展的基础性行业。当前，长江流域生态环境保护和高质量发展正处于由量变到质变的关键时期，从流域水治理角度出发，坚持问题导向，针对在生态环境保护、水资源节约集约利用、国家水网建设、流域治理管理等方面面临的一系列问题，深入论述长江经济带绿色发展中需要持续关注和加强研究的重大水科学问题，意义重大。
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科学把握长江经济带绿色发展的丰富内涵
党的十八大以来，习近平总书记先后4次主持召开长江经济带发展座谈会，强调要坚持共抓大保护、不搞大开发，坚持生态优先、绿色发展，为推动长江经济带高质量发展谋篇布局。要把修复长江生态环境摆在压倒性位置，逐步解决长江生态环境透支问题，实现经济社会发展与人口、资源、环境相协调，使绿水青山产生巨大生态效益、经济效益、社会效益。推动长江经济带发展必须夯实绿色本底，着眼中华民族永续发展，从生态系统整体性和流域系统性出发，追根溯源，系统治理，在严格保护生态环境的前提下，全面提高资源利用效率，加快推动绿色低碳发展，努力建设人与自然和谐共生的绿色发展示范带。
1.守住生态保护红线
推动长江经济带高质量发展，根本上依赖于长江流域高质量的生态环境。要毫不动摇坚持共抓大保护、不搞大开发，在高水平保护上下更大功夫。长江经济带沿线11个省（直辖市）共划定生态保护红线面积约52万km²，区域内包括大熊猫等珍稀濒危野生动植物栖息地，长江、澜沧江等重要河流源头和上游，重要湿地、冰川及永久积雪、红树林等各类典型生态类型。要守住生态保护红线，强化综合治理、系统治理、源头治理，统筹推进水系连通、水源涵养、水土保持，系统推进长江河湖生态环境保护修复，推动人与自然和谐共生。
2.提升资源环境承载能力
生态环境的破坏多来自对资源的过度开发和粗放使用。推动长江经济带高质量发展和绿色发展，必须要处理好保护与发展、人类与自然的关系，全面提高资源利用效率。既要坚持节水优先，落实水资源刚性约束制度，全面提高水资源节约集约利用水平，满足经济社会发展合理需求，又要坚持生态保护优先，为资源开发利用划定边界和底线，控制人类向自然无度索取的不合理欲望，限制人们过度利用自然的不合理行为。
3.筑牢安全发展底线
长江流域是我国重要战略水源地、重要能源基地和重要粮食基地，长江经济带发展事关全国发展大局。要统筹好发展和安全，在维护国家粮食安全、能源安全、重要产业链供应链安全、生态安全、水安全等方面发挥更大作用，以一域之稳为全局之安作出贡献。要立足流域整体和水资源空间均衡配置，加快建设国家水网，科学调配长江流域水资源，完善流域防洪工程体系，加强河湖生态环境保护与修复，强化流域统一治理管理，推动长江流域水利高质量发展，筑牢长江经济带发展安全底线。
4.坚持创新引领发展
科技创新是推动社会进步和经济发展的重要驱动力，长江经济带具有得天独厚的科研优势，要统筹推进国际科技创新中心、区域科技创新中心建设，探索环境保护与经济发展相适应的方式，塑造新的发展动能和发展优势。通过生态环境领域的科技创新，加快推动发展方式的绿色低碳转型，提高资源利用效率，降低污染排放强度，增强环境治理能力，为解决生态环境问题和实现绿色低碳高质量发展提供强大科技支撑。
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系统保护流域水生态环境
长江流域的水生态环境是一个相互依存、相互联系的有机整体，必须坚持系统观念，统筹山水林田湖草沙等各种生态要素的协同治理。近年受自然地理条件、人类活动与气候自然周期性变化等因素影响，长江流域“两湖”（洞庭湖和鄱阳湖）、“两库”（三峡水库和丹江口水库）等重点区域水生态系统质量和稳定性发生了显著变化，出现了一些亟待关注和解决的生态环境问题。亟须针对流域内生态环境保护需求，从水生态修复、生态流量保障、重要饮用水水源地保护、水土保持及生态清洁小流域建设等方面，全面梳理相关水科学问题，系统推进流域水生态环境保护治理。
1.水生态保护修复
长江流域面临水污染、生物栖息地破坏和生态退化等问题，中下游江湖阻隔、江湖关系变化大，复合生态系统完整性受损和稳定性降低。水生态修复的关键是恢复水系连通，提升水体自净能力，改善水质和生物多样性，保持生态整体性。需要强化污染源溯源与整治，开展江湖保护与治理研究，重点关注“四大家鱼”及珍稀鱼类自然繁殖、重要物种保护、湿地保护和水环境修复等，加强水库群调度对水生态保护修复的作用研究。
2.生态流量保障
生态流量是保障流域水生态健康的基础，是确保生态系统功能和生物多样性的最低水量及水文过程。由于季风气候、地形特点和生物区系的差异，不同河流的生态流量需求存在显著不同。在水资源趋紧背景下，如何在保障下游生态流量的同时平衡生态需求与经济需求，成为亟待解决的关键问题。当前流域水资源高效利用和节约保护面临挑战，尤其是在水库群生态调度和生态流量监测体系方面亟需创新。为此，需持续强化水库群生态调度技术攻关与试验性调度研究，建立完善的生态流量及其过程监测体系，动态监控流域生态流量变化，定期评估水生态状况，为生态流量保障提供科学数据支持。
3.重要饮用水水源地保护
长江是我国重要的战略水源地，保护好长江流域饮用水水源地是强化流域治理管理、保障国家“江河战略”落地见效的重要基础。目前部分水源地存在水质下降、生态功能衰退、水资源利用不合理以及管理不到位等问题，水源地保护的首要任务是防止水污染、涵养水源、提升生态功能，需要加强水源地周边污染控制和污染溯源分析，强化配套工程建设，持续开展水源地安全评估和监测监管，对重要水源地开展监督性监测，强化水源地风险评估和隔离带示范建设，以保障水质安全。
4.水土保持
长江流域水土保持工作面临水土流失状况评价周期长、水土流失状况把握精细化程度不高、水土保持目标责任管理技术支撑体系还不完善、坡耕地水土流失严重、典型脆弱区生态系统监测和生态修复技术研究不够深入等问题，需要加强关键技术研究，开展流域水土流失快速监测技术体系、水土流失现状和目标责任考核评价指标体系研究，以及流域坡耕地近自然的治理技术体系研究，以水土资源流失格局演变和陆地生态系统碳源/汇长期有效观测为突破口，开展变化环境下长江流域生态退化格局、演变趋势及其驱动机制研究。
5.生态清洁小流域建设
小流域是水源、生态和社会活动的基本单元，但小流域普遍存在水资源空间分布不均、污染源分散导致水体存在富营养化风险、生态承载能力弱、生态自然修复能力差等问题。为了有效推进生态清洁小流域建设，需要系统规划小流域水资源管理措施，开展小流域污染源精准溯源，评估生态承载力，提出优化恢复措施，统筹推进治山保水、治河疏水、治污洁水、产业发展等，强化小流域监测体系构建，实现生态清洁小流域建设的科学性和有效性。
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加强水资源节约集约利用
近年长江流域已建大量水利工程，特别是随着南水北调、黔中水利枢纽、滇中引水、鄂北水资源配置等区域重大水资源配置工程建设，逐步缓解了黔中、滇中、鄂北等传统干旱地区水资源短缺问题。然而流域内水资源利用方式仍显粗放，用水效率与国际先进水平存在差距，节水型社会建设任务艰巨。迫切需要强化水资源刚性约束，加强在节水型社会建设、水资源承载能力评价与监测预警、流域水权初始分配和交易、水资源统一调度管理、非常规水源配置与利用、水电清洁能源建设等方面研究。
1.节水型社会建设
节水型社会建设的核心在于提高水资源利用效率，涉及的问题包括水资源合理利用、节水技术创新、智慧水利建设、生态修复和水质保护等。为此需要加强政策研究，推动节水技术的研发与应用，发展高效灌溉技术、节水型工业设备与设施、节水建筑技术等，以减少水资源浪费。同时应通过财政补贴、税收优惠等激励措施，支持节水企业和项目，推动全社会节约用水。此外，建设节水型社会还需广泛动员公众参与，增强公众节水意识，倡导节约用水的生活方式和消费观念。
2.水资源承载能力评价及监测预警
受全球气候自然周期性变化和人类活动影响，长江流域面临水资源供需矛盾、水生态功能退化和供水安全威胁等问题。为有效保护水资源和修复水生态，需统筹生活、生产和生态用水需求，开展水资源承载能力评价及监测预警研究。科学评估流域各区域水资源承载能力，明确不同区域和发展阶段的承载上限，综合考虑水量、水质、生态功能及经济需求等因素，确保经济发展与生态保护平衡。通过建立区域承载能力模型，协调水资源利用与经济社会发展的关系。完善水资源监测预警系统，利用大数据与人工智能技术实时监控水资源利用情况、储备量和水质变化，及时发现水资源短缺和污染风险，保障流域水资源供给和生态安全。
3.流域水权初始分配和交易
水权是指水资源的所有权与使用、经营等相关权益。跨流域跨区域调水的水权初始分配由代表国家的水行政主管部门负责。科学合理的水权分配应考虑水资源禀赋、用水需求和生态保护等因素，推动建立水权交易制度，有助于水资源的优化配置与节约利用。要加快推进水权交易制度建设，重点包括建立健全用水权初始分配制度、建立水资源监测体系、培育用水权市场、构建交易平台以及加强市场监管等。
4.水资源统一调度管理
长江流域横跨多个省份，水资源管理面临防洪、供水、生态、发电、灌溉、航运以及区域间利益协调等多重需求，为实现跨区域、跨行业的协调，需完善统一的水资源调度管理平台，实时掌握各地区用水情况与可用水量，合理安排水资源分配与使用。水资源调度还需解决年际性和季节性变化下的优化调度问题，建立跨区域的水资源调度机制，确保上游水资源利用不会影响下游供水和生态安全，通过科学调度，实现长江流域水资源的可持续管理与优化利用。
5.非常规水源配置管理和利用
随着水资源短缺问题的加剧，开发非常规水源已成为缓解水资源压力的重要途径之一。目前，我国尤其南方水量相对丰沛区域在非常规水源利用方面仍面临配置水平低、效率不足、政策支持不完善和公众认知不足等挑战。尽管一些城市和地区已取得初步进展和成效，但整体利用水平仍偏低，缺乏系统化、规模化的利用模式。开发非常规水源可增加水资源供给，减少废水排放，优化水资源配置，改善水环境质量，提高水资源利用效率，推动可持续发展。为促进其广泛应用，应完善政策法规，优化技术体系，加强市场激励与增强公众意识，推动基础设施建设与技术创新，实现水资源高效循环利用。
6.水电清洁能源建设
长江流域拥有丰富的水能资源，水电作为重要的清洁能源具有显著的环境优势。水电站的规划建设与运行调度必须实现水资源的最优配置，科学储备水资源，确保水资源的可持续利用，避免开发与水资源短缺之间的矛盾。加强流域水资源的整体规划和协调，平衡各类用水需求。在水电项目启动前，必须进行严格的生态环境影响评估，制定有效的环境保护措施，确保水电站建设不会破坏水生态系统。通过科学规划和技术创新，合理开发水能资源，推动绿色可持续发展。
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加快推进国家水网建设
水网建设是实现流域整体性和水资源空间均衡的重要抓手，不仅需要考虑技术层面的水资源调配，还需要在政策、管理和生态保护等多个层面进行综合考量，确保流域水资源的可持续利用和绿色发展。加快推进国家水网建设，需要立足流域整体和水资源空间均衡，重点考虑水源工程规划、用水需求统筹、水网工程布局、水利项目实施时序、重大引调水工程建设、现代化防洪工程体系、生态水网工程建设、水工程统一联合调度等重大水科学问题，还要与省级水网衔接。
1.水源工程规划
随着长江经济带的快速发展，区域水资源供需矛盾日益突出，特别是在干旱季节和城市化快速发展区。现有水源工程的供水能力尚不能满足日益增长的工农业发展用水需求。此外，部分水源工程未充分考虑对生态环境的影响。因此，需优化水源工程布局，制定水源调配方案，合理配置地表-地下水资源，加强战略储备水源建设，保障供水安全，减少对生态环境的负面影响。
2.用水需求统筹
长江经济带各地区各领域用水需求差异大，时空分布不均。由于缺乏有效的用水需求统筹机制，造成部分地区水资源利用不合理、用水紧张。因此，需摸清区域内外可利用水资源状况，建立跨区域用水协调机制，加大“四水四定”政策落实力度，统筹谋划工业、农业、生活、生态用水，实现水资源的高效利用。
3.水网工程布局
长江流域地形复杂，水系发达，水网工程布局对水资源合理分配至关重要。目前部分水网工程建设未能充分考虑地理条件限制，导致水资源分配不合理。同时，一些地区的水网工程因忽视生态保护，取水不当，导致河道减水脱水，生态功能退化。因此，需优化水网工程布局，合理控制规模，确保水资源时空分配合理，改善流域生态环境。
4.重大引调水工程建设
我国水资源时空分布极为不均，通过重大引调水工程建设可一定程度缓解区域供需水矛盾，如已建成并运行的南水北调东、中线一期工程，极大缓解了京津冀等地区的用水短缺问题。重大引调水工程可能对水源区和受水区的生态环境和经济社会产生影响。因此，需通过科学规划和环境影响评估，合理规划建设重大引调水工程，充分挖掘重大引调水工程在保障供水安全、生态安全、粮食安全等方面的潜力，实现水资源的合理调配，同时保护受影响区域的生态环境。
5.水利项目实施时序
长江经济带水网建设项目众多，合理的实施时序对资源有效利用和经济效益发挥至关重要。目前由于部分水网建设项目统一协调机制尚不完备，存在重复建设或建设滞后的现象。因此，需充分考虑流域自然条件、经济社会发展水平以及流域治理的特点，按照轻重缓急科学规划水利项目实施时序，提高水网建设的系统性和协同性，最大程度发挥水网建设项目的综合效益。
6.现代化防洪工程体系
长江流域洪涝灾害频发，对标安澜长江建设需求，当前流域防洪工程体系还存在蓄滞洪区建设滞后、洲滩民垸行蓄洪运用困难、中下游干流堤防需提质增效、上游干流堤防未达标建设、中下游干流河道治理仍需持续推进、主要支流防洪工程体系相对薄弱、重点涝区和城市排涝能力较低等问题。因此，需以流域为单元构建现代化防洪工程体系，充分发挥三峡水库等流域控制性水工程调蓄能力，有效应对极端暴雨洪水事件。
7.生态水网工程建设
水网工程建设可能对流域生态环境产生较大影响，部分水网工程在规划实施过程中未充分考虑生态保护需求，导致生物多样性下降和水环境污染问题。因此，需将生态文明理念贯穿国家水网规划、设计、建设、运行、管理全过程，优化水网工程布局和建设方案，保障河流生态流量，提升河湖联通性，维护水生态系统健康，保持水资源开发与生态保护的平衡，实现长江流域大保护。
8.水工程统一联合调度
长江经济带水利工程众多，统一联合调度力度需持续加强，各水利工程在防洪、灌溉、发电、航运、生态环境保护等方面的综合效益有待进一步提升。因此，需持续强化流域内水库、蓄滞洪区、堤防、闸坝等水工程的联合调度机制，优化水资源时空分配格局，提高灌溉、发电、航运等经济效益，增强应对极端水旱灾害事件的能力，修复生态环境，以提升水工程整体效益。
9.水生态产品价值实现与生态补偿机制
生态产品价值实现和生态补偿机制是贯彻习近平生态文明思想的重要举措。当前水生态产品的定量评估和市场化激励机制尚不成熟，在加快推进水网建设的同时，需要深入研究以下问题：一是研究水生态产品的类型、评估方法和量化标准，为生态补偿机制提供理论支持；二是研究生态产品的确权、开发与监测技术，确保其可持续利用；三是探索如何建立有效的保障机制，推动水生态产品的价值实现，确保生态保护的可持续性；四是研究不同地区资源禀赋和文化差异，探索解决水生态产品开发的同质化问题。
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结语
推动长江经济带绿色发展，有必要深入开展重大水科学问题研究，为水资源合理利用、生态修复以及流域治理提供解决方案，确保长江流域生态与经济协调发展。
①必须牢固树立“生态优先、绿色发展”的核心理念，全面守住生态保护红线，提升资源利用效率。
②坚持系统性治理，全面推进水生态修复、水源地保护、生态流量保障等措施，提升水质和生物多样性，优化水资源管理，确保流域生态健康和可持续发展，推动生态与经济的协调发展。
③加强水资源节约集约利用，通过建设节水型社会、优化水权分配、统一调度管理等综合措施，确保水资源可持续利用。积极探索水生态产品价值实现路径与生态补偿机制，通过高效、绿色管理，平衡生态保护与经济发展需求。
④加速推进国家水网建设，合理规划水源工程建设，优化水网工程布局，统筹谋划用水需求，推进重大引调水工程建设，合理安排水利工程实施时序，构建现代化防洪体系，科学适度提高防洪标准，构筑生态水网保障体系，增强联合调度力度。
⑤深化法律体系、生态保护、水资源管理、数字孪生流域建设和水旱灾害防御等领域的研究，推动流域治理法治化，构建智能决策支持体系，提升水旱灾害预警能力，推动数字赋能技术等科技创新。
Abstract: The development of the Yangtze River Economic Belt must be grounded on long-term consideration and follow the path of giving priority to ecology and green development. From the perspective of water governance in the basin, the focus is placed on safeguarding the red line of ecological protection, enhancing the carrying capacity of resources and environment, building a solid base for safety and development and innovative leadership, so as to explore the rich connotation of green development. Discussions are made on major issues related to water science that require constant attention and in-depth studies, in order to promote integrated, systematic, source-based and collaborative governance of the basin and green development of the Yangtze River Economic Belt. Relevant issues were summarized from the aspects of water ecological restoration, ecological flow safeguarding, protection of important drinking water sources, soil and water conservation, and construction of ecologically clean small watersheds, by taking systematic approaches for water ecological and environment protection and river basin governance. Systematic studies are needed regarding the construction of a water-saving society, evaluation and monitoring of water resources carrying capacity, initial allocation and trading of water rights, integrated scheduling and allocation of water resources, utilization of unconventional water sources and development of clean energy and hydropower to make efficient and intensive use of water resources. Taking the entire basin and spatial water balance into consideration, more attention shall be paid on major issues concerning water source planning, water demand coordination, water network layout, time sequence of project initiation, key water diversion schemes, modernization of flood control system, ecological water network, integrated and joint scheduling of water structures and construction of national water network.
Keywords: Yangtze River Economic Belt; green development; water science issues; river basin management; water ecology and environment; efficient and intensive utilization of water resources; national water network
本文引用格式：
陈桂亚.长江经济带绿色发展中的重大水科学问题[J].中国水利，2024（24）：33-38.
封面供图｜ 江西省九江市水利局
责编｜ 熊璠
校对｜ 李博远
审核｜王慧
监制｜ 轩玮
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