我国海洋水库建设研究现状分析

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我国海洋水库建设研究现状分析

　　水库论文（发表必看范文 8篇）之第三篇

　　摘要：随着我国经济与人口重心向沿海地区的快速转移，水资源成为制约沿海地区经济发

展的重要因素。为解决日益紧迫的淡水问题，我国采取包括海洋水库在内的诸多措施。文章简

述海洋水库的概念与分类，回顾海洋水库的修建历程，并对海洋水库修建的关键性问题进行探

讨。研究结果表明：综合对比地下水开采、内陆水库、海水淡化、污水回用、跨流域调水和海

洋水库等水资源管理方式，加之考虑沿海地区水资源的分布特征，海洋水库在沿海地区具有良

好的技术可行性、环境持续性以及明显的社会经济效益；海洋水库的建设有利于沿海水资源的

“ ” “充分利用，是解决沿海地区淡水危机的重要措施和实现陆海统筹的关键技术，有利于山顶

”到海洋全过程的监控、管理和开发；结合海洋水库的修建现状和发展趋势，提出海洋水库建

设的思考与建议。

　　关键词：海洋水库,淡水资源,水资源管理,水利工程,陆海统筹

水资源是世界上最重要的自然资源之一，充足的淡水资源不仅为社会发展提供物质基础，而且

为人类文明提供精神支持[1]。随着社会的快速发展，清洁水资源的供应压力与日俱增：联合国

环境规划署（UNEP）指出 2025 年将有 2/3 的世界人口面临缺水的问题[2]；美国国家工程学院

将清洁水源的获取列为 21 世纪最大的挑战之一[3]；联合国《2018 年世界水资源开发报告》显

示全球水资源的需求正以每年 1%的速度快速增长，且增长速度在未来 20 年呈递增趋势[4]。水

危机在当代不仅是社会问题，更是经济问题，甚至成为制约未来经济发展的重要因素。

由于巨大的人口和工农业生产压力，沿海地区淡水资源紧张的问题更为突出。我国近海海洋综

合调查与评价专项（908 专项）显示，我国 11 个沿海省（自治区、直辖市）所辖 52 个沿海城

市有 90%存在不同程度的缺水问题[5]。目前沿海地区的水资源供应已不能满足需求，探索新的

水资源供应方式刻不容缓，其中建设海洋水库（coastal reservoirs）是解决沿海淡水危机的重要

措施之一，也是陆海统筹的时代要求。本研究就沿海水资源的特殊性、海洋水库的建设历史以

及建设的关键问题，对沿海地区建设海洋水库进行分析论证。

　　 1　沿海水资源的特征

我国降水存在严重的区域差异，绝大部分降水集中在沿海地区，其中近2/3 的降水汇入海洋，

仅有 1/6 的降水得到有效利用[6]。因此，沿海地区虽然降雨量大、径流总量大和淡水资源丰

富，但径流的季节性差异导致水资源无法被充分利用：雨季降雨量大，且水质较好，但蓄水能

力不足，往往引发洪涝灾害，大量淡水在洪期汇入海洋；而旱季径流较小，且水质较差，无法

满足正常的生产和生活需求。同时，沿海地区位于流域汇水的末端，受上游污染的影响，水质

较差，该问题在中小型河流中更加突出。

此外，沿海地区的地理位置特殊，受海洋潮汐作用的影响，地表水资源与地下水资源往往淡咸

交错，易受海水入侵的影响。地貌通常为河口三角洲平原或海积平原，地势较为低平，地表蓄

水能力差，不易建造大型平原蓄水水库，但存在海湾和泻湖等天然蓄水地貌。

　　 2　水资源管理方式

数十年来，绝大部分的城市供水依靠河流、水库和地下水开采，但相对单一的水资源供应模式

难以解决当前与未来的水资源紧缺问题。为保证清洁和安全供水，相关政府部门开展海水淡

化、跨流域调水和废水回用等诸多尝试，有些成效卓越，有些成效欠佳，但积累了宝贵的经验

和教训。目前沿海地区的水资源供给方式多为内陆水库、地下水开采、海水淡化、废水回收、

跨流域调水和海洋水库等。

2.1 地下水开采

地下水开采在我国水资源供应中占比很大，目前全球的地下水普遍处于过度开采的状态，且沿

海地区的地下含水层与海洋相连，过度开采引发的海水倒灌会导致地下水资源被进一步污染，

还可能引发地下漏斗、土壤盐渍化和地面沉降等诸多问题。目前沿海地区常建设拦蓄补源性工

程和地下水库以治理海水入侵，但建设成本以及对水文地质条件的要求较高。

2.2 内陆水库

除地下水与河流供水外，内陆水库在数十年间发挥了不可替代的作用。与其他供水方式相比，

内陆水库的选址须综合考虑地形、地质、水文、环境、人口和生态等方面，因此坝址难寻，土

地利用成本也愈加高昂，且会占用耕地并导致一定数量的人口迁移。此外，内陆水库存在决堤

———和泥石流等潜在灾害风险，水土流失和泥沙淤积会导致水库库容不断下降全球内陆水库

总库容每年减少 1.0%～1.5%[7]，未来 30 年内将丧失部分蓄水能力。与此同时，水库对径流的

拦截使硅、氮和磷等营养元素留在水库中，不仅增加水华的发生频次，也对近海的生态环境和

初级生产力产生难以预计的影响。

2.3 海水淡化

与其他供水方式相比，海水淡化不依赖于降水，其设施建于海岸，生产的淡水主要供应沿海地

区。截至2018 年，我国已建成海水淡化场160 个，日产淡水总规模达 122.6 万t[8];2015 年海水

淡化超过220 万m3/d，对沿海缺水地区新增工业供水量的贡献率超过5%[9]。目前最常用的海

水淡化技术为反渗透和低温多效蒸馏，淡化成本为5～8元/m3，相对高昂。此外，淡化过程中

的浓排水处理也具有很高的维护成本和生态成本[10,11]，浓排水会改变附近海域的盐度，对沿

海生态系统的功能及其完整性造成难以估计的损害[12,13]。高压泵和涡轮的噪声污染也会对周

围环境产生影响[14]。总体上看，海水淡化相对于海洋水库来说存在更高的生产成本、能耗损

失和污染风险，且其淡水生产率远远不足以满足沿海地区的需求。

2.4 污水回用

污水回用是指城镇污水经处理后形成再生水，回用于工农业生产[15]。再生水的利用也不依赖

于降水，还可减少污水排放和缓解城市排水管道负荷，具有明显的经济、社会和环境效益

[15]。目前我国再生水利用率可达15%，规模达 3 885 万m3/d，平均制水成本为1.5～3.5 元/t。

虽然再生水的制水成本不高，但由于再生水系统独立于市政管网之外，导致运输成本高昂，达

15～20 元/t[15]。此外，再生水尚未享受税收优惠政策，仅靠财政补贴，对企业生产积极性和

再生水水质有很大影响。

2.5 跨流域调水

跨流域调水在一定程度上可以缓解区域性水资源分布不均的问题，是沿海地区重要的供水方式

“ ” “ ”之一，如美国加州调水工程以及我国南水北调工程和引黄济青工程等。但跨流域调水耗资

巨大，须克服许多工程和技术上的难题，如引水沿途的污染问题以及工程建设带来的社会问题

“ ”和生态问题等。我国引黄济青工程耗资8 “ ”亿元，南水北调东线一期工程耗资500 亿元，导

致山东段引水水价是地表水的 5倍以上[5] “ ”，且南水北调东线的穿黄隧道自建成至今投入使用

较少，对社会资源造成极大浪费。总体来看，跨流域调水的水资源供应方案耗资巨大和影响范

围广，应在没有替代水资源时才予以考虑。

2.6 水资源供应方式对比

在沿海城市建设海洋水库，在淡水资源的成本管理、供应范围以及对生态环境的影响等方面存

在明显优势。

综合考虑社会、环境、生态和经济等因素，海洋水库不占用土地资源，不易引发泥石流、滑坡

和堰塞湖等潜在地质灾害，避免大规模人口迁移，并充分利用自然条件提供清洁安全的淡水，

同时减小沿海地区雨季的洪涝灾害，将洪期优质的淡水资源存蓄入海，满足沿海地区日益扩大

的水资源需求。

　　 3　海洋水库

3.1 概念和类型

在过去数十年间，我国绝大部分蓄淡方式是建造蓄淡工程。蓄淡工程一般分为依江河而建的内

陆水库和依海而建的海洋水库 2种形式，其中海洋水库是指在沿海建造的储存淡水资源的蓄水

工程[6,16]，包括建设于河口、滩涂和海湾等的蓄淡水库，根据拦河坝、水质、地质和水源等

方面的要求选择建库位置[10]。

(1）河口海洋水库修建于河流入海口，在河口段建坝成库，通常建设在集水面积较小的流域，

内蓄淡水、外避咸潮，如浙江胡陈港水库和象山大塘沽水库等。

(2）滩涂海洋水库也称海涂水库，在河口浅滩或潮滩修筑堤坝和围滩建库，属于避咸蓄淡水

库，根据筑坝地点分为河口浅滩海洋水库和潮滩海洋水库。典型的河口浅滩海洋水库包括上海

宝钢水库、陈行水库和青草沙水库，其中青草沙水库建于长江河口江心，与一般的河口浅滩水

库稍有差别，属于河口江心水库；典型的潮滩海洋水库有江苏如东东陵水库。

(3）海湾海洋水库要求集水面积较大，即在海湾建坝成库。早期着名的海洋水库工程如荷兰须

德海工程、韩国新万金工程和香港船湾水库等均属于典型的海湾海洋水库。

除根据建设位置对海洋水库进行分类外，根据建设时间和蓄水方式可将海洋水库分为第一代海

洋水库和第二代海洋水库[3,16]:(1)第一代海洋水库直接建坝封堵河流入海成库，对入库水源不

存在按需择优入海的理念，缺少水质管理和分类的基础设施，其水质往往极大地受水源的影

响，艾瑟淡水湖、Sihwa 淡水湖和陈行水库等早期建设的海洋水库绝大部分属于第一代海洋水

库；(2)与第一代海洋水库不同，第二代海洋水库不直接封堵河口，而是通过建设相应的基础设

施，实现河水等水源的按需择优入海，从源头控制水库水质，如上海青草沙水库。

3.2 建设历程

海洋水库的正常蓄水位略高于海平面，沿海淡水湖和泻湖可视为天然的海湾水库[10]。早期的

海洋水库建设主要依托于填海造陆工程，是填海造陆工程的附属品。最早的海洋水库依托于

1918 年荷兰建设的须德海工程，该工程建坝围海，于 1932 年形成艾瑟淡水湖，属典型的海湾

海洋水库，水域面积达 1 240km2[10]，水深5～6m，可供农业、渔业与生活用水[17]。1965 年

日本为解决水资源短缺问题，先后在利根川等河流修建河口和海湾海洋水库，不仅为城市生产

提供充足的淡水资源，而且减少洪涝灾害的发生[18]。20 世纪 80 年代韩国建设新万金工程

[19]，通过围海造陆增加农业用地，并在汉城（首尔）附属建设 Sihwa 淡水湖，原计划为当地

提供充足的生活和工农业用水，但蓄水时清污并蓄导致水质欠佳，原计划被迫修改，现成为世

界最大的潮汐发电厂。新加坡缺少可供利用的淡水资源，但年降雨量巨大，为扩大集水面积和

积蓄清洁雨水，于 2008 年建设滨海湾大坝围海成库，形成典型的海湾海洋水库，除满足新加

坡10%的淡水资源需求外，还抵挡咸潮和海水入侵，保障湾内水质和居民生活。

我国最早的天然海洋水库可追溯至6 000 年前的杭州西子湖，杭州西子湖曾与海域相连，后由

于地质运动与泥沙淤积逐渐与海洋分离，被改造成可供利用的淡水湖泊[20]。香港海洋水库的

建设极大地降低其淡水资源的获取成本，不必依赖于海水淡化等昂贵的取水方式，保障经济高

速发展：1968 年香港修建用于城市供水的船湾水库，其主体工程长 2 070m、高40m，库容达

2.3 亿m3，使香港的蓄水能力增加 2倍，是当时世界最大的达到饮用标准的淡水水库，也是世

界第一座以城市供水为目的而建设的海洋水库；1978 年香港修建 2条高达百米的大坝封闭海

湾，修建万宜水库，库容达 2.73 亿m3，使香港的供水能力翻番，基本解决其迫在眉睫的淡水

危机[18,21]。

20 世纪 80 年代我国沿海地区经济快速增长，为保障供水和饮水安全，我国在经济较发达的东

南沿海地区兴建一批以防潮和灌溉为目的的海洋水库[22]，如浙江的四灶浦海涂水库、大塘沽

水库和胡陈港水库，上海的宝钢水库和陈行水库，厦门的杏林湾水库等。除水库外，福建九龙

江支流两溪，广东潮阳龟头、汕头、韩江三角洲和湛江等地区均修建大量的挡潮闸，以阻挡外

潮和内蓄河水。虽然挡潮蓄淡工程可提供大量淡水资源，但该类工程严格意义上仅是海洋水库

的初始阶段，即仅在出海口对径流进行拦截，多数未考虑与周边的间接汇水面积和配套开发，

建设也较粗糙。2011 年上海为解决地区供水危机而修建青草沙水库，集水面积达 66.16km2，

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我国海洋水库建设研究现状分析　　水库论文（发表必看范文8篇）之第三篇　　摘要：随着我国经济与人口重心向沿海地区的快速转移，水资源成为制约沿海地区经济发展的重要因素。为解决日益紧迫的淡水问题，我国采取包括海洋水库在内的诸多措施。文章简述海洋水库的概念与分类，回顾海洋水库的修建历程，并对海洋水库修建的关键性问题进行探讨。研究结果表明：综合对比地下水开采、内陆水库、海水淡化、污水回用、跨流域调水和海洋水库等水资源管理方式，加之考虑沿海地区水资源的分布特征，海洋水库在沿海地区具有良好的技术可行性、环境持续性以及明显的社会经济效益；海洋水库的建设有利于沿海水资源的“”“充分利用，是解决沿海地区淡水危机的...

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