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【摘要】本文以仁寿县城为例，从生态文明建设角度，探讨并论证小流域水利生态工程对于改善城市环境，乃至对于中等城市生存与发展的实际作用，以及此例对于水资源贫乏地区的借鉴意义。
【关键词】小流域；中等城市；环境容量；城市生态；经济效益
四川省历称“千水之省”，水资源总体丰富。但是，在经济相对发达的东部盆底区，由于红层丘陵区约占盆底面积（16万km2）的95%，在岗谷相间的复合地貌景观中，该区则多以网状分布的小流域为主，其自产水量不仅相对贫乏，而且人类活动频繁，致使不少人口密集地区受到了水资源问题的严重制约，甚至在环境恶化情势方面涉及到了不少城（镇）的生存问题。本文系以笔者于近期主持编制完成的仁寿县“金马河高滩水库规划、可研、初设”三阶段的成果资料为据，紧扣一条小河与一座中等城市之间的畸形关系，拟对水利生态工程扭转这种关系的可行性及其独特作用，予以分析论证。
一、城市现状及症结
仁寿县位于四川盆地西南丘陵少雨干旱区；史载该县建县年代相对久远。迫于历代动乱的生存需要——战时有龙泉山可踞，无战有山下田地可耕——致使县治才会设立在一条小支流的河源区，才积淀成了如今环境容量难以承受的诸多问题。
这条小河（金马河）隶属沱江水系，属于沱江中游右岸六级支流，河长仅17.0km，流域面积43.7km2，平均比降5.8‰，河口多年平均流量0.51m3/s、径流量1713.8万m3，最枯月濒于断流状态。而依附于这条小河流的仁寿县城，其市区面积已达20km2，目前常住人口为26万人；计划到2020年市区面积扩展至50km2，常住人口增至50万人（终期达80万人）。像这种成倍增长的期望值乃是这条小河流根本不能承受的，尽管城市发展规划的蓝图日臻完善——计划与成都市规划实施的“天府新区”有机衔接。
仁寿县城至今仍是完全依靠都江堰“长藤结瓜”工程——黑龙滩大型囤蓄水库（3.0亿立方米）——提供的1.7～3.4m3/s流量勉强维持着城市生活用水，而城市多年平均排污总量却已高达1186.25万m3，枯平水期间的污、净比为1∶3.55；近期（2012年 4月5日）对金马河的例行水质监测资料则可警示：这座中等城市与这条小河之间的生态畸形关系已经到了危及人类生存的地步。看看下表检出值便知。
按Ⅲ类水标准检出限，各检出项目皆已严重超标，在枯、平水期间已完全濒于最恶劣的“化学干旱”——河槽水体不仅无用，而且危害极大。这对于市郊谷盆低洼地带更如雪上加霜，该区间以血吸虫及钉螺为主的农村疾病仍然严重，直接威胁着135户农村人口的正常生存，其周边人群健康亦受到严重影响。
上述情况无疑是对环境容量（尤其是对水环境容量）的一个严峻挑战，既需有效解决水资源的短缺问题，也需解决河流水质问题，否则断无城市生态改善及经济发展可言。很显然，其焦点问题则是能否改变这条小河（金马河）的天然状态，且能否对其多年平均径流量（1713.8万立方米）加以有效利用——此值是化解这座中等城市与这条小河畸形关系的宝贵资源，也是唯一途径。指标单位；mg/L
项目PH氨氮总磷高锰酸盐指数化学需氧量生化需氧量Ⅲ类水检出限-0.050.010.5102城市下游检出值7.892.1120.38514.5838.911.2城市下游检出值7.681.0560.3025.236-执行标准6～9≤1.0≤0.2≤6.0≤20≤4注：表中两处检测断面相距约1500m。
作者单位：610072岳阳市水利水电勘测设计院成都分院
二、措施与对策
若要改变金马河的天然状态并实现蓄洪补枯的目标，则需在相对恰当的地点形成人工调节水库，其首要功能目标必须是改善城市生态环境。经反复论证，最终确定的这座水库（高滩水库）是位于旧县城东侧附近。根据城市发展规划，新、旧城区拟以高滩水库为中心，主要向东拓展，同时向南、北两岸适度扩张。而高滩坝址处则可控制集水面积15.5km2（约占流域面积的1/3），其多年平均径流量为558.2万立方米——对此值的有效利用率将决定这座中等城市的发展前景。
经规划、可研、初设三阶段的深入研究，确定高滩水库正常蓄水位为403.00m；经调洪演算，确定校核洪水位为404.24m，总库容为242.54万立方米（库面面积约700亩），其规模虽为小（Ⅰ）型水库（坝前壅水高度仅11m左右），但库容系数却高达0.43，调节能力极佳，不仅可充分利用一条小河的水资源改善城市生态环境，而且还派生了对于坝下规划新城区（约30万人囗）的防洪保障作用，可将500年一遇洪峰流量削减为5年一遇洪水安全下泄，效益卓著；此外，在坝前形成的700亩水域景观则是生态效应的美学表现，其内涵的规定性乃是必须保持一库清洁水体。
由于高滩坝线上游年均天然来水量（558.2万立方米）仅为总库容（242.54万立方米）的2.44倍，而库水又只能在每年丰水期6～9月较为集中地交换一次以上，其水质恶化趋势必将超过无坝条件下的天然流态。当形成人工水域面积后，在年均蒸发能力（1285.8mm）和风力的作用下，库水也将发生一定的蒸发损失（年均损失约占总库容的10.4%），所以，与之同步发生的情况必然是：由于每年（水利年）“冬半年”缺乏水源补充，富营养化现象必将随之发生，其情势与陆上人口聚居密度成正比，将由城边污染带逐渐充斥库身，只待汛期冲污。这样的恶化趋势必将成为这片人工水域的严重制约条件，必须采取切实措施，以确保非汛期时段的库水水质不致明显下降。
经当地政府不懈努力，对于直接威胁高滩水库的主要污染源——坝线以上旧城区——已可彻底实现清、污分流，其主要措施是：在高滩坝下约300m处建一污水处理厂，其日均设计处污能力为3.0万吨，可基本解决坝上旧城区的排污问题。此外，还计划在枯水期间持续补充清洁水源（按2.0m3/s恒定补充），而水库运行方式则以动态泄流方式与之配合： 每日上午9：00～夜间11：00连续14小时从坝顶溢流；
每日夜间11：00～次日9：00连续10小时从闸门泄流。
采取了上述错时错位的泄流措施后，既可保证白天水面娱乐活动的安全性，夜间也可使各层水体的替代变化更为理想，因为水力扰动具有改善水质的物理作用。若环境监测资料可确认库盆底质发生污染且需及时清除，则可在汛前腾空库容并从速清理，使库水也可顺便获得一次性的彻底交换。
按上述措施解决了水质问题后，库区水景观及其生态质量不仅可以随之确保，而且将高滩水库提升为城市应急备用水源的期望目标亦可成立。
三、生态效应分析及预测
综上所述，高滩水库的开发任务应当是：改善水生态环境和城区水景观，解决新城区防洪问题并作为应急备用水源。可认为其中最为敏感的子项因素是“应急备用水源”，因为库存水体必须满足饮用水标准。这对于水库生态效应及其功能目标乃是一项最为严格的检验。
若供水主水源（黑龙滩水库）突发严重事故，诸如水质污染，或引水隧洞及渠道坍塌而被切断水源后，剩下的应急措施就只有依靠高滩水库提供应急水量莫属。根据有关规范，每人每日应急供水标准定额为40公升（即0.04m3/日），按该库有效库容计算，当应急时段为30天时，库存水量可适应138万人的需要。不过，由于库存水量已属静止水体，水质必将随着时间推移而逐渐下降，其符合饮用水标准的时间究竟能维持多久，则只能由水质检岀资料来决定。即使存在着这样的制约条件，高滩水库的这种应急作用在水资源贫乏地区，对于一座谋求发展的中等城市而言，也是异常可贵的，在维持社会稳定方面具有不可估量的作用，至少可取代高成本的运水救急。
类似“牵一发而动全身”，或者类似“四两拨千斤”，现可预测，由高滩水库清洁水体壅成的700亩清洁水域，今后在仁寿城心焕发的生态效应，很有可能产生一种“动”与“拨”的微妙作用：支撑一座中等城市走向繁荣，从而彰显生态文明建设的精蕴和作用。据之可断言，不懈追求良好的水域环境，清新的空气质量，绮丽的城市景观，乃是无可非议的人文关怀。究其本质而言，高滩水库属于民生工程。当该库于近期形成后，昔日的疾病温床将被湖水的清波所取代，同时作为一页历史被封闭在城市之心，从此焕发仁爱长寿之湖的内涵。
四、经济效益评价
就核心功能目标论，高滩水库属于水利生态工程，当属公益性范畴，其环境效益及社会效益显而易见，且将与日俱增，但该库造价较高，总造价达1.72亿元，其中，水库移民征地补偿占76.3%；按总库容平均指标衡量，每立方库容造价达75.0元，这是其它用途的水库不可企及的，不过，这却是必须首先支付的一次性价码。为生存发展计，这座城市已是别无选择。但，本工程却非“赔本生意”，其内涵的经济效益乃是巨大的。
由于高滩水库具有异常显著的防洪效益，其年均直接效益及间接效益可达2000万元左右；此外，由于水环境及市区空气质量获得显著改善，若按发展中期50万人计，即使平均每人每年减少的医药费用按10元计，年均也可节省500万元，而减少病痛之后的幸福指数却是无价的，可认为这与高滩水库的作用直接相关。再从逆向看，若无高滩水库，当供水水源突发污染事故时，出路有二：一是纷纷背乡离井，城变空城；二是运水救急——仅按此种情况估算，全城每天运水成本约100万元，不仅成本甚高，而且还会影响社会稳定；有了水库后，即可在共克时艰中予以有效化解，而节约的运水成本亦与本工程的作用直接相关。至于库周房地产的升值潜力则是另外一本账。
综上各节，可明确判断高滩水库的生态效益、防洪效益及应急供水效益乃是较为确定而显著的，在生态、防洪、供水三者之间互为因果的功能效应则是本工程最大的经济效益，而且持久。
按国民经济评价，本工程经济内部收益率为12.13%，经济净现值为9356.7万元，经济效益费用比为1.52，显著优于国家规定的评价标准（≥1.0），可认为本工程在经济上是合理的，且具有较强的抗风险能力。按现金流量累计净现值分析计算，本工程投产前10年的净现值皆为负值，第1年为＼|10468万元，第10年为＼|1694万元，但次年（第11年）即出现拐点，净现值为523万元，俟至第20年为24182万元——累计曲线坚挺上升，与工程寿命同步。据此并据本文系列定量数据可认为：本工程虽属公益性范畴，但却含有异常显著的经济效益，而且与日俱增，这不仅足可证明生态文明建设内涵的深刻含义，而且对于同类地貌单元城（镇）生态环境的改善问题也具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]四川省眉山市仁寿县“高滩水库规划、可研、初设报告”（湖南岳阳水利设计院“成都分院”），由阮基康及吴震宇等编制.
[2]《四川省简明水利区划》（阮基康等）
[3]《四川省农业资源与区划》（付綬宁等）
[4]《四川盆地丘陵区水利建设战略研究》（阮基康）
【关键词】小流域；中等城市；环境容量；城市生态；经济效益
四川省历称“千水之省”，水资源总体丰富。但是，在经济相对发达的东部盆底区，由于红层丘陵区约占盆底面积（16万km2）的95%，在岗谷相间的复合地貌景观中，该区则多以网状分布的小流域为主，其自产水量不仅相对贫乏，而且人类活动频繁，致使不少人口密集地区受到了水资源问题的严重制约，甚至在环境恶化情势方面涉及到了不少城（镇）的生存问题。本文系以笔者于近期主持编制完成的仁寿县“金马河高滩水库规划、可研、初设”三阶段的成果资料为据，紧扣一条小河与一座中等城市之间的畸形关系，拟对水利生态工程扭转这种关系的可行性及其独特作用，予以分析论证。
一、城市现状及症结
仁寿县位于四川盆地西南丘陵少雨干旱区；史载该县建县年代相对久远。迫于历代动乱的生存需要——战时有龙泉山可踞，无战有山下田地可耕——致使县治才会设立在一条小支流的河源区，才积淀成了如今环境容量难以承受的诸多问题。
这条小河（金马河）隶属沱江水系，属于沱江中游右岸六级支流，河长仅17.0km，流域面积43.7km2，平均比降5.8‰，河口多年平均流量0.51m3/s、径流量1713.8万m3，最枯月濒于断流状态。而依附于这条小河流的仁寿县城，其市区面积已达20km2，目前常住人口为26万人；计划到2020年市区面积扩展至50km2，常住人口增至50万人（终期达80万人）。像这种成倍增长的期望值乃是这条小河流根本不能承受的，尽管城市发展规划的蓝图日臻完善——计划与成都市规划实施的“天府新区”有机衔接。
仁寿县城至今仍是完全依靠都江堰“长藤结瓜”工程——黑龙滩大型囤蓄水库（3.0亿立方米）——提供的1.7～3.4m3/s流量勉强维持着城市生活用水，而城市多年平均排污总量却已高达1186.25万m3，枯平水期间的污、净比为1∶3.55；近期（2012年 4月5日）对金马河的例行水质监测资料则可警示：这座中等城市与这条小河之间的生态畸形关系已经到了危及人类生存的地步。看看下表检出值便知。
按Ⅲ类水标准检出限，各检出项目皆已严重超标，在枯、平水期间已完全濒于最恶劣的“化学干旱”——河槽水体不仅无用，而且危害极大。这对于市郊谷盆低洼地带更如雪上加霜，该区间以血吸虫及钉螺为主的农村疾病仍然严重，直接威胁着135户农村人口的正常生存，其周边人群健康亦受到严重影响。
上述情况无疑是对环境容量（尤其是对水环境容量）的一个严峻挑战，既需有效解决水资源的短缺问题，也需解决河流水质问题，否则断无城市生态改善及经济发展可言。很显然，其焦点问题则是能否改变这条小河（金马河）的天然状态，且能否对其多年平均径流量（1713.8万立方米）加以有效利用——此值是化解这座中等城市与这条小河畸形关系的宝贵资源，也是唯一途径。指标单位；mg/L
项目PH氨氮总磷高锰酸盐指数化学需氧量生化需氧量Ⅲ类水检出限-0.050.010.5102城市下游检出值7.892.1120.38514.5838.911.2城市下游检出值7.681.0560.3025.236-执行标准6～9≤1.0≤0.2≤6.0≤20≤4注：表中两处检测断面相距约1500m。
作者单位：610072岳阳市水利水电勘测设计院成都分院
二、措施与对策
若要改变金马河的天然状态并实现蓄洪补枯的目标，则需在相对恰当的地点形成人工调节水库，其首要功能目标必须是改善城市生态环境。经反复论证，最终确定的这座水库（高滩水库）是位于旧县城东侧附近。根据城市发展规划，新、旧城区拟以高滩水库为中心，主要向东拓展，同时向南、北两岸适度扩张。而高滩坝址处则可控制集水面积15.5km2（约占流域面积的1/3），其多年平均径流量为558.2万立方米——对此值的有效利用率将决定这座中等城市的发展前景。
经规划、可研、初设三阶段的深入研究，确定高滩水库正常蓄水位为403.00m；经调洪演算，确定校核洪水位为404.24m，总库容为242.54万立方米（库面面积约700亩），其规模虽为小（Ⅰ）型水库（坝前壅水高度仅11m左右），但库容系数却高达0.43，调节能力极佳，不仅可充分利用一条小河的水资源改善城市生态环境，而且还派生了对于坝下规划新城区（约30万人囗）的防洪保障作用，可将500年一遇洪峰流量削减为5年一遇洪水安全下泄，效益卓著；此外，在坝前形成的700亩水域景观则是生态效应的美学表现，其内涵的规定性乃是必须保持一库清洁水体。
由于高滩坝线上游年均天然来水量（558.2万立方米）仅为总库容（242.54万立方米）的2.44倍，而库水又只能在每年丰水期6～9月较为集中地交换一次以上，其水质恶化趋势必将超过无坝条件下的天然流态。当形成人工水域面积后，在年均蒸发能力（1285.8mm）和风力的作用下，库水也将发生一定的蒸发损失（年均损失约占总库容的10.4%），所以，与之同步发生的情况必然是：由于每年（水利年）“冬半年”缺乏水源补充，富营养化现象必将随之发生，其情势与陆上人口聚居密度成正比，将由城边污染带逐渐充斥库身，只待汛期冲污。这样的恶化趋势必将成为这片人工水域的严重制约条件，必须采取切实措施，以确保非汛期时段的库水水质不致明显下降。
经当地政府不懈努力，对于直接威胁高滩水库的主要污染源——坝线以上旧城区——已可彻底实现清、污分流，其主要措施是：在高滩坝下约300m处建一污水处理厂，其日均设计处污能力为3.0万吨，可基本解决坝上旧城区的排污问题。此外，还计划在枯水期间持续补充清洁水源（按2.0m3/s恒定补充），而水库运行方式则以动态泄流方式与之配合： 每日上午9：00～夜间11：00连续14小时从坝顶溢流；
每日夜间11：00～次日9：00连续10小时从闸门泄流。
采取了上述错时错位的泄流措施后，既可保证白天水面娱乐活动的安全性，夜间也可使各层水体的替代变化更为理想，因为水力扰动具有改善水质的物理作用。若环境监测资料可确认库盆底质发生污染且需及时清除，则可在汛前腾空库容并从速清理，使库水也可顺便获得一次性的彻底交换。
按上述措施解决了水质问题后，库区水景观及其生态质量不仅可以随之确保，而且将高滩水库提升为城市应急备用水源的期望目标亦可成立。
三、生态效应分析及预测
综上所述，高滩水库的开发任务应当是：改善水生态环境和城区水景观，解决新城区防洪问题并作为应急备用水源。可认为其中最为敏感的子项因素是“应急备用水源”，因为库存水体必须满足饮用水标准。这对于水库生态效应及其功能目标乃是一项最为严格的检验。
若供水主水源（黑龙滩水库）突发严重事故，诸如水质污染，或引水隧洞及渠道坍塌而被切断水源后，剩下的应急措施就只有依靠高滩水库提供应急水量莫属。根据有关规范，每人每日应急供水标准定额为40公升（即0.04m3/日），按该库有效库容计算，当应急时段为30天时，库存水量可适应138万人的需要。不过，由于库存水量已属静止水体，水质必将随着时间推移而逐渐下降，其符合饮用水标准的时间究竟能维持多久，则只能由水质检岀资料来决定。即使存在着这样的制约条件，高滩水库的这种应急作用在水资源贫乏地区，对于一座谋求发展的中等城市而言，也是异常可贵的，在维持社会稳定方面具有不可估量的作用，至少可取代高成本的运水救急。
类似“牵一发而动全身”，或者类似“四两拨千斤”，现可预测，由高滩水库清洁水体壅成的700亩清洁水域，今后在仁寿城心焕发的生态效应，很有可能产生一种“动”与“拨”的微妙作用：支撑一座中等城市走向繁荣，从而彰显生态文明建设的精蕴和作用。据之可断言，不懈追求良好的水域环境，清新的空气质量，绮丽的城市景观，乃是无可非议的人文关怀。究其本质而言，高滩水库属于民生工程。当该库于近期形成后，昔日的疾病温床将被湖水的清波所取代，同时作为一页历史被封闭在城市之心，从此焕发仁爱长寿之湖的内涵。
四、经济效益评价
就核心功能目标论，高滩水库属于水利生态工程，当属公益性范畴，其环境效益及社会效益显而易见，且将与日俱增，但该库造价较高，总造价达1.72亿元，其中，水库移民征地补偿占76.3%；按总库容平均指标衡量，每立方库容造价达75.0元，这是其它用途的水库不可企及的，不过，这却是必须首先支付的一次性价码。为生存发展计，这座城市已是别无选择。但，本工程却非“赔本生意”，其内涵的经济效益乃是巨大的。
由于高滩水库具有异常显著的防洪效益，其年均直接效益及间接效益可达2000万元左右；此外，由于水环境及市区空气质量获得显著改善，若按发展中期50万人计，即使平均每人每年减少的医药费用按10元计，年均也可节省500万元，而减少病痛之后的幸福指数却是无价的，可认为这与高滩水库的作用直接相关。再从逆向看，若无高滩水库，当供水水源突发污染事故时，出路有二：一是纷纷背乡离井，城变空城；二是运水救急——仅按此种情况估算，全城每天运水成本约100万元，不仅成本甚高，而且还会影响社会稳定；有了水库后，即可在共克时艰中予以有效化解，而节约的运水成本亦与本工程的作用直接相关。至于库周房地产的升值潜力则是另外一本账。
综上各节，可明确判断高滩水库的生态效益、防洪效益及应急供水效益乃是较为确定而显著的，在生态、防洪、供水三者之间互为因果的功能效应则是本工程最大的经济效益，而且持久。
按国民经济评价，本工程经济内部收益率为12.13%，经济净现值为9356.7万元，经济效益费用比为1.52，显著优于国家规定的评价标准（≥1.0），可认为本工程在经济上是合理的，且具有较强的抗风险能力。按现金流量累计净现值分析计算，本工程投产前10年的净现值皆为负值，第1年为＼|10468万元，第10年为＼|1694万元，但次年（第11年）即出现拐点，净现值为523万元，俟至第20年为24182万元——累计曲线坚挺上升，与工程寿命同步。据此并据本文系列定量数据可认为：本工程虽属公益性范畴，但却含有异常显著的经济效益，而且与日俱增，这不仅足可证明生态文明建设内涵的深刻含义，而且对于同类地貌单元城（镇）生态环境的改善问题也具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]四川省眉山市仁寿县“高滩水库规划、可研、初设报告”（湖南岳阳水利设计院“成都分院”），由阮基康及吴震宇等编制.
[2]《四川省简明水利区划》（阮基康等）
[3]《四川省农业资源与区划》（付綬宁等）
[4]《四川盆地丘陵区水利建设战略研究》（阮基康）