东北水利水电

主管单位:中华人民共和国水利部

主办单位:水利部松辽水利委员会

编辑出版:《东北水利水电》杂志社

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创刊时间:1983

出 版 地:吉林省长春市

出版周期:月刊

期刊语种:中文

期刊开本:16开

国际标准连续出版物号:1002-0624

国内统一连续出版物号:22-1097/TV

东北地区水资源可持续利用与水电技术协同发展路径探析

东北地区作为我国重要的工农业基地与生态屏障,其水利水电事业的发展直接关系到区域经济安全、粮食安全与生态安全。近年来,随着全球气候变化加剧与人类活动影响加深,东北地区水资源时空分布不均、部分流域水生态退化、防洪抗旱体系薄弱等问题日益凸显。与此同时,水电能源作为清洁可再生能源,在助力“双碳”目标实现中扮演着关键角色。如何统筹水资源管理、水利工程建设与生态环境保护,实现东北水利水电事业的协同、可持续发展,已成为当前亟需破解的重大课题。

一、东北地区水资源管理现状与挑战

东北地区水资源总量约为1500亿立方米,人均水资源量低于全国平均水平,且呈现“东多西少、夏丰冬枯”的显著特征。辽河流域、松花江流域等主要水系面临水资源过度开发、地下水超采、部分河段水质污染等突出问题。农业用水占比超过70%,但灌溉水有效利用系数仅为0.6左右,节水潜力巨大。此外,气候变化导致极端水文事件频发,2020年松辽流域部分区域遭遇罕见夏秋连旱,而2022年黑龙江干流又出现超警洪水,凸显了水资源调控能力的不足。

针对上述挑战,东北地区需构建“量-质-效-生”四位一体的水资源管理体系。在水量分配上,应强化流域统一调度,建立跨省区水资源协调机制;在质量管控上,需推进农业面源污染治理与工业废水深度处理;在效率提升上,要加快灌区现代化改造与智慧水利建设;在生态保障上,必须严守河流生态流量底线,逐步退还挤占的生态用水。

二、水利工程设计创新与防洪抗旱能力提升

东北地区水利工程设计需充分适应寒区特点,重点关注冻融循环对混凝土结构、金属结构及地基稳定性的影响。近年来,寒区水工新材料、抗冻设计理论及施工工艺取得显著进展,如添加引气剂的抗冻混凝土、聚脲弹性体涂层防护技术等,有效延长了工程寿命。

在防洪抗旱体系构建方面,东北地区已基本形成以水库、堤防、蓄滞洪区为主的工程体系,但仍存在部分中小河流防洪标准偏低、病险水库除险加固任务繁重、城市内涝防治能力不足等短板。未来应重点推进以下工作:一是实施辽河、松花江等骨干河道治理工程,提升重点城市防洪标准至百年一遇;二是完善洪水风险图编制与预警预报系统,实现“预报-预警-预演-预案”闭环管理;三是结合海绵城市建设,增强城市雨洪调蓄与利用能力。抗旱方面,需加快应急备用水源工程与区域水资源配置工程建设,推广旱作节水技术,构建“工程+非工程”措施协同的抗旱减灾体系。

三、水土保持与生态环境保护协同推进

东北黑土地被誉为“耕地中的大熊猫”,但长期高强度开垦导致水土流失面积仍占区域总面积的15%以上,土壤有机质含量下降30%至50%。水土保持工作需坚持“预防为主、保护优先”的方针,重点实施坡耕地综合治理、侵蚀沟修复、退耕还林还草等工程。同时,应推广保护性耕作、秸秆覆盖还田、等高耕作等农艺措施,从源头减少水土流失。

生态环境保护方面,东北地区河湖湿地萎缩、生物多样性下降等问题不容忽视。以扎龙湿地、向海湿地为代表的重要生态功能区,其补水需求与工农业用水矛盾突出。为此,需建立流域生态补偿机制,通过跨流域调水、再生水利用等方式保障生态基流。水电开发必须严守生态红线,对已建电站实施生态流量泄放设施改造,新建项目应优先采用低水头、生态友好型机组,并开展全生命周期生态影响评估。此外,应加强水利水电工程对鱼类洄游通道、河流连通性影响的研究,推广鱼道、仿自然通道等过鱼设施。

四、水电能源开发与技术革新路径

东北地区水能资源理论蕴藏量约1200万千瓦,技术可开发量约700万千瓦,目前开发率约为60%,仍有一定潜力。但受制于寒区运行条件复杂、部分老电站设备老化、生态约束趋紧等因素,水电开发需转向“提质增效”与“绿色开发”并重。

技术革新方向包括:一是推进抽水蓄能电站建设,利用东北地区丰富的山区地形,服务于新能源消纳与电网调峰,如辽宁桓仁、吉林敦化等抽水蓄能项目已取得积极进展;二是研发适应低温环境的发电设备与运行控制技术,解决冬季结冰、出力波动等问题;三是应用数字孪生、智能巡检、故障诊断等智慧运维技术,提升老旧电站的发电效率与安全性;四是探索小水电绿色改造与退出机制,对影响生态的小水电站实施关停或生态化改造,推动水电开发从“粗放扩张”向“精细管理”转变。

五、科技创新与政策保障协同发力

破解东北水利水电发展难题,需强化科技支撑与政策引导。科研机构与高校应聚焦寒区水力学、冻土工程、生态水文等特色方向,突破关键技术瓶颈。期刊《东北水利水电》作为学术交流平台,应持续刊发具有区域特色与前沿性的研究成果,促进产学研用深度融合。政策层面,建议完善水资源有偿使用制度、水价形成机制与生态补偿政策,引导社会资本参与水利建设。同时,加强水利人才培养,特别是基层技术人员的继续教育与技能提升。

六、结语

东北水利水电事业正处于从传统水利向现代水利、从工程水利向生态水利转型的关键时期。面对水资源短缺、水灾害频发、水生态退化等多重压力,唯有坚持“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,以科技创新驱动水资源高效利用,以生态优先引领水电绿色开发,才能实现区域水利事业的可持续发展。《东北水利水电》期刊将继续发挥学术引领与实践指导作用,为东北乃至全国水利同行提供高质量的智力支持。