第二节 水资源优势及特征

一、水资源情况

(一)水资源总量

湖北得“水”独厚,水力资源居全国第4位,地表水体积占全国第10位。通航河流229条,通航里程8385km,居全国第6位。2014年全省年平均降水量为1130.7mm,折合降水总量2102.0148亿m3。地表水资源量885.89亿m3,地下水资源量282.01亿m3,地表水资源与地下水资源间的不重复计算量为28.41亿m3,水资源总量为914.30亿m3。2014年全省入境水量6698.74亿m3,其中长江干流入境水量为4478亿m3,汉江水系入境为218.22亿m3,洞庭湖水系入境为1991亿m3,富水、倒水等五条中小河流入境水量为11.52亿m3。全省出境水量7416.72亿m3,其中长江干流出境7399亿m3,淮河水系出境3.17亿m3,华阳河水系出境14.55亿m3

湖北水力资源丰富,可开发水能达3308万kW;省内浅层地下水储藏量丰富,约为2650亿m3,可开采储量每年约为355亿m3,地下水水质清洁,储量稳定。

(二)主要河流

长江:发源于青藏高原唐古拉山北麓的格拉丹冬雪山西南侧,正源为沱沱河。流经青海、西藏、云南、四川、重庆、湖北、湖南、江西、江苏、上海等11个省(自治区、直辖市),于上海市注入东海,全长6397km。有雅砻江、岷江、沱江、嘉陵江、乌江、湘江、汉江、赣江、青弋江和黄浦江等支流。年平均入海水量约9600余亿m3。流域介于北纬24°30′~35°45′,东经90°33′~112°25′,流域面积180余万km2(不包括淮河流域),约占全国土地总面积的1/5,居世界第3位。长江在湖北省宜昌市以上为上游,水急滩多,全长4500km;宜昌市至江西省湖口县间为中游,曲流发达,多湖泊,全长955km;湖口县以下为下游,江宽,江口有冲积而成的崇明岛,全长938km。古时简称江,六朝以后才有大江和长江之称。

汉江:是长江的最大支流,发源于秦岭南麓嶓冢山,始出为漾,东流到汉中南郑县为汉水。《禹贡》所谓“嶓冢导漾,东流为汉,又东,为沧浪之水”。流域穿越秦巴山地的陕南汉中、安康等市,进入鄂西后北过十堰流入丹江口水库,出水库后继续向东南流,过襄阳、荆门等市,在武汉市汇入长江。全长1577km,流域面积15.9万km2。丹江口水库以上为上游,河道长925km,集水面积9.25万km2;丹江口水库至钟祥皇庄为中游,河道长270km,区间面积4.68万km2;皇庄至汉口为下游,河道长382km,区间面积1700km2。汉江河道上游河谷狭窄,中游河谷自上而下逐渐开阔,下游河道上宽下窄,呈现漏斗状。

清江:是长江中游的重要支流,发源于恩施州利川齐岳山,河源为溶洞水,向东流经利川、恩施、宣恩、咸丰、建始、巴东、长阳、鹤峰、五峰、宜都10个县(市),于宜都市陆城镇入长江。全长428km,流域面积1.67万km2。河源到恩施为上游,全长158km,恩施至资丘为中游,全长160km,资丘到河口为下游,全长110km。

沮漳河:是长江中游的重要支流,由沮河、漳河两支在当阳市两河口汇合后而得名,源出保康县欧店镇乡大湾,南流经南漳、远安、当阳、枝江等县(市),于荆州市李埠镇入长江,全长344km,集水面积7305km2,其中沮河为西支,长230km,集水面积3353km2;漳河为东支,长190km,集水面积2968km2

(三)主要湖泊

洪湖:是中国第七大淡水湖,湖北省第一大淡水湖,位于长江中游北岸的四湖中下区,兼有防洪、调蓄、养殖、旅游等多种功能,湖水面积355km2,东西长23.4km,南北宽20.8km,底部高程22.50~22.80m,平均水深1.35m,最大水深2.32m,最小水深0.4m;洪湖流域地势低洼,三面临水,分别由长江、汉江和东荆河环绕,经若干涵闸通过长江对湖内水量进行排蓄和调节,有效调蓄约为10亿m3

梁子湖:是湖北第二大淡水湖,北起鄂州市仙人山,地跨武汉、鄂州、黄石三市,东西长82km,南北长22km,由316个湖汊组成,湖面42万亩,流域面积3260km2,常年平均水深3m。北有45km长港与长江相通,梁子湖水经长港注入长江。

长湖:位于荆州、荆门、潜江三市交界处,是湖北省第三大湖泊,流域成雨面积3240km2,整个长湖面积122~150km2,库容为2.71亿m3。长湖是宋末由古云梦泽变迁而成的长条状河间洼地大湖泊,南起荆州朱家场、天星观,西起荆州龙会桥,东起沙洋蝴蝶嘴,北至沙洋后港、毛李,东西长30km,南北最宽处18km,流域面积2265km2,其中沙洋境内约占70%。

二、水资源特征

湖北水资源特性主要表现为:降水充沛,时空不均;水资源总量丰富,但主要来自于客水,人均、亩均占有量有限。

(一)年降水充沛

全省多年平均降水总量2177亿m3,平均降水深1171mm,水资源总量1027亿m3,河川径流量995亿m3,折合径流深535mm。水资源总量和河川径流量分别居全国第10位和第11位,全省人均占有水资源量1840m3,远低于全国平均水平(2630m3);亩均占有水资源量2025m3,略高于全国平均值(1800m3),但大大低于长江流域亩均2560m3和邻省四川(3120m3)、湖南(3130m3)、江西(4220m3)等省份的亩均水平。

(二)降水时空分布不均

全省平均汛期4—10月降水量占年降水量的82.6%,以7月降水量为最多,占年降水量的26.7%;非汛期(1—3月、11—12月)降水量占年降水量的17.4%,以11月降水量为最少,占年降水量的1.4%。全省降水量年际变化不大,比较稳定,但年内分配不均,多年统计分析:75%左右年降水量集中在4—9月的汛期。全省径流量的年际变化比降水量要大得多,丰枯水年年径流极值比达到4.3~15.0,由于降水年内分配不均,径流的季节变化亦很大,主要集中在4—9月,达65%~85%,径流年内分配不均的另一特点是短期径流特别集中,暴雨洪量集中程度更大,极易发生暴雨洪水。

全省降水由南向北,由东、西山地向江汉平原及鄂北岗地递减,相差悬殊。南部年径流深最大为1900~2300mm,北部不足600mm,相差4~5倍。多年来鄂西南、鄂东南山区年径流深变化在900~1400mm,为径流高值区;鄂北、鄂西北年径流深变化在150~250mm,为径流低值区;鄂西南丰水区恩施州产水模数97万m3/km2,鄂北少水区随州市产水模数仅28万m3/km2,两者相差3.4倍。水资源的地区分布与区域人口、耕地、产值等社会经济要素的分布极不符。如武汉、襄阳、荆州、孝感、黄冈五市总人口占全省人口的55%,耕地占51%,工业产值占58%,但其水资源总量仅占全省总量的32%;恩施州人口、耕地、工业产值分别占全省的6.6%、8.6%和1.1%,襄阳市人口、耕地、工业产值分别占全省的9.5%、12.3%和12.2%,但它们的水资源量相差3.8倍,人均亩均水资源量相差5.5倍。

三、治水及水资源开发利用

(一)湖北优于水亦忧于水

由于特殊的地理位置、地势和降雨等因素,历史上导致湖北省水旱灾害频繁发生。据统计,湖北省从秦代至清末见于记载的较大范围的水灾316次;秦代至1949年见于记载的较大旱灾214次。连续数年发生水旱灾害的情况,亦屡见记录。统计表明,自公元1世纪至19世纪末,水灾连续2年的有37次,连续3年的有17次,连续4年的有9次,连续5年的有2次,连续6年的有1次,连续7年的有1次,其中连续7年的一次发生在1865—1871年,尤以清同治九年(1870年)大水为害最大,根据洪水调查推算,这一年长江宜昌站洪峰流量达105000m3/s,为历史洪水最高纪录。该年宜昌被淹,松滋等沿江堤防尽溃。历史上见于记载的连续旱年曾发生4次,其中1323—1331年连续9年在省内不同地区出现旱灾。这些频繁而严重的水旱灾决定了湖北治水及水资源开发利用的艰巨性和长期性。

(二)治水及水资源开发利用的主要轨迹

湖北人民勤劳勇敢,依水而生、以水而兴,为求生存发展,历来重视治水和水资源开发利用。湖北省具有原始意义的水利工程,如传说中的随州古历乡神农九井、楚庄王时期孙叔敖开凿楚运河及引沮漳水灌田等,史籍多有记载。

战国末年由秦将白起主持开凿的最早的大型灌溉工程——白起渠,建设时间比著名的都江堰水利工程还早23年。白起渠不仅规模巨大,而且技术复杂。这项工程先作为军事进攻手段而兴建,以水攻陷楚国鄢城,战事过后,经当地人民群众的改造、扩建和不断维修,逐步发展成为我国早期的水利工程,白起渠沿线串起了大量的水库和堰塘,《大元一统志》记载:“长渠起水门四十六,通旧陂四十有九”,在中国水利发展史上占有相当重要的地位。白起渠与后汉王宠修建的木里沟,即为著名的长渠和木渠,其中的长渠系统,经20世纪50年代重新修建,至今仍灌溉宜城平原30多万亩良田。早在公元前540—前529年,楚国就开通了沙市和沙洋之间的运河(两沙运河)。两沙运河又称古扬水运河,由楚国令尹孙叔敖主持修筑,这是目前所知中国最早的运河,也是世界上第一条人工水道。运河东段从沙洋到高桥,经彭冢湖、借粮湖入长湖,53km;西段从沙市经便河至草市接麻河,经关嘴口入长湖,12km;中段长湖22km;总长87km,可自沙洋直航沙市。

从两汉到南北朝时期,由于湖北政治经济地位的重要,长江堤防和汉江堤防逐步建立,筑堤技术不断提高。著名的襄阳老龙石堤就是由东汉襄阳太守胡烈在原有土堤基础上加筑而成。西晋(280—289年)时期也开通过沙市和沙洋之间的运河(两沙运河)。荆州的荆江大堤则创修于东晋永和年间,距今已有1600多年的历史。

唐代,由于国家统一,湖北治水和水利开发事业发展迅速。其中较重要的有重修长渠渠首工程武安堰、在今阳新境内修建的长乐堰、在今天门市开凿的石堰渠、在崇阳县建造的华陂渠等,都为后代史家所称道。

两宋时期,是湖北水利发展及水资源利用的重要时期。北宋太平兴国三年(978年)朝廷组织开凿襄汉漕渠未成,10年后又继续修筑,此渠虽未成功,但北宋为打通汉江流域和淮河流域之间水上交通所做的努力仍为后人所铭记。这期间开凿的荆襄漕路,为改善荆州、襄阳的水上交通运输做出了历史贡献。北宋端拱元年(988年)又疏通两沙运河。南宋孟琪主持开凿的枣阳灌区包括跨越两条水系的大堰、一条长83丈的大渡漕和众多的蓄水塘堰,一系列引渠道,其规模之大,为我国古代水利工程所罕见。湖北省的排水涵闸建设在宋代也已有记载。

明代,因江汉平原人口急剧增加,垸田发展迅猛,给湖北水利发展带来新的转折,防洪排涝,堤防建设越来越重要。明嘉靖四十五年(1566年),荆州知府赵贤主持大修荆州六县江堤,十分注意质量,且设立“堤甲法”,形成管理堤防制度,对以后的堤防建设有重要的借鉴作用。

清代,湖北汉江堤防逐步连成一体,到清道光时期,汉江堤防已长达1500余km。由于堤防建设关系国赋民生,地位日益重要,清康熙十三年(1674年)议准江北滨江一带各府州、县分别设置同知、县丞、州同、典史等专管堤防的官职,对堤防朝廷经常守护和冬春兴工修筑,这一制度一直延续到清朝末年。湖北省的水文事业,始于清同治元年(1862年),由海关在汉口江汉关设水尺观测水位。清末张之洞主政湖北,对水利事业做出过突出贡献;清光绪二十四年(1898年)主持大修武昌江岸长堤,自金口至会坦平湖门止,长9000余丈,光绪二十六年竣工,名武泰堤,堤高1丈余,堤面宽2丈;又于保安门外巡司河建闸,以资湖水宣泄,名武泰闸;又自武胜门外大堤口至青山矾筑长堤,计长30km,建武丰闸;清光绪三十年(1904年),张之洞督修汉口后湖长堤,后人称之为张公堤,堤长30km,堤成后,不但有效地防御了洪水的漫浸,而且涸出田地10余万亩,使这一带的沼泽之地逐渐成为今日的汉口城区。

民国时期,湖北省的治水主要以堤防建设为主,随着近代水利科学技术的应用和普及,结束了清代以前只凭经验的古老传统,进入了用现代技术指导治水和水资源利用的新阶段。1921年汉江大水和1931年、1935年长江流域大水后,湖北省进行了3次大的堤防维修;1933年蒋介石亲令全国经济委员会从速兴建金水闸,并指定所有建设费用可动用湖北堤工专款,经一年半时间,到1935年3月,全部建成。金水闸建成后,发挥了防止江水倒灌、内泄渍潦的作用,可涸出湖荒90余万亩。当年即成立金水流域国营农场,到1937年,农场垦殖面积达13000余亩。1929—1938年有记载修建的涵闸还有6座。此外,1946年4月扬子江水利委员会拟定的《汉江初步整理工程计划节略》,曾提出开凿两沙运河及荆江裁弯取直计划,但都只停留在议论上。湖北省的水利建设管理机构也是从民国开始才真正建立和设置。

新中国成立后,湖北省的治水和水资源开发利用进入了高速发展阶段,特别是改革开放以来,发生了翻天覆地的变化。大体可划分四个阶段:

第一阶段(1950—1957年),1949年湖北省刚解放即遇大洪水,汉江干堤溃口10处,汉川、天门、潜江等17县受灾,治理洪灾成为头等大事,湖北省委、省政府提出了“以防洪排涝为主,首先关好大门”的治水方针,连续几年对汉江堤防进行加高培厚。此阶段平原湖区和山丘区,主要是恢复和整个小型水利设施,有重点地建设少数大中型灌溉、排水工作。

第二阶段(1958—1969年),提出“全面规划、综合利用、统筹兼顾、局部服从全局,依靠群众、勤俭治水”的方针,主要以流域治理为主,在大力兴修小型水利的基础上,积极兴建中型工程和必要的大型工程,实行大中小相结合,组成完整的水利系统,并尽量做到防洪、灌溉、发电、航运相结合,使水资源得到充分合理利用。

第三阶段(1970—1980年),以加强农田基本建设为中心的“农业学大寨”运行广泛开展,以建设旱涝保收、稳产高产农田为目标,实行山、水、田、林、路综合治理。此阶段前期由于“文化大革命”的影响,勘测设计和施工队伍削弱,部分工程质量下降,留下了一定隐患。但此阶段也有一些大型水利工程开工,如我国长江第一坝——葛洲坝水利枢纽工程于1970年12月开工;动工兴建的还有襄阳的引丹灌区等。

第四阶段(1980—),党的十一届三中全会以来,随着改革开放的不断深化和国民经济实力的不断增强,作为水利大省的湖北省,掀起了一个又一个建设高潮,投资逐年增加,形成了多层次、多渠道集资办水利的良好格局。通过多年不断努力,基本形成了有效的江河防洪体系、灌溉工程体系和平原湖区排水体系;特别是1998年洪水后,湖北省充分利用国家对长江堤防建设集中投资的有利时机,不断加大堤防综合治理建设力度,使荆江堤防像一座“水上长城”巍然矗立在长江两岸。与此同时,一大批大中小水库得到除险加固,数十座大型水利枢纽和水电站投入运行。随着南水北调工程建设的启动和运行,湖北省已成为国家重要的水源区和水资源承载地,水资源开发与利用又谱写出新的光辉篇章。

(三)水利建设及水资源开发及成效

1.三峡水利枢纽工程

长江三峡是长江上游末端瞿塘峡、巫峡、西陵峡的总称,西起重庆市奉节县白帝城,东至湖北省宜昌市南津关,全长约200km。三峡水利枢纽工程位于西陵峡的宜昌市三斗坪区内,距宜昌市区约47km,水库长约600km、最宽处达2km,总面积1万km2。工程包括大坝及水电站建筑物、通航建筑物、水电站机电设备。坝轴线全长2309.5m,坝顶高程185m,最大坝高181m,总装机容量2250万kW,多年平均发电量882亿kW·h,约占全国年发电总量的3%,占全国水力发电量的20%。三峡水电站首批机组于2003年7月发电,2012年全部投产。供电区域覆盖湖北省、湖南省、河南省、重庆市、上海市、江苏省、安徽省、江西省、浙江省和广东省。

2.葛洲坝水利枢纽工程

葛洲坝水利枢纽工程是我国万里长江上建设的第一个大坝,是长江三峡水利枢纽的重要组成部分。水利枢纽的设计水平和施工技术,都体现了我国当前水电建设的最新成就,是我国水电建设史上的里程碑。工程位于湖北省宜昌市三峡出口南津关下游约3km处。长江出三峡峡谷后,水流由东急转向南,江面由390m突然扩宽到坝址处的2200m。由于泥沙沉积,在河面上形成葛洲坝、西坝两岛,把长江分为大江、二江和三江。大江为长江的主河道,二江和三江在枯水季节断流。葛洲坝水利枢纽工程横跨大江、葛洲坝、二江、西坝和三江。工程由船闸、水电站厂房、泄水闸、冲沙闸及挡水建筑物组成。水电站总装机容量为271.5万kW。挡水大坝全长2595m,最大坝高47m,水库库容约为15.8亿m3。工程的研究始于20世纪50年代后期,1970年12月30日破土动工,1974年10月主体工程正式施工。整个工程分为两期,第一期工程于1981年完工,实现了大江截流、蓄水、通航和二江电站第一台机组发电;第二期工程于1982年开始,1988年底整个葛洲坝水利枢纽工程建成。

3.丹江口水利枢纽工程

丹江口水利枢纽工程位于湖北省丹江口市、汉江与丹江汇口以下800m处,是汉江上的第一个控制性大型骨干工程。枢纽分两期开发,第一期正常蓄水位157m,相应总库容174.5亿m3,装机容量90万kW,多年平均发电量38.3亿kW·h。大坝为河床宽缝重力坝,最大坝高97m。一期工程于1974年竣工。1978年改为按10000年一遇洪水加20%洪量作为保坝标准,将两岸土石坝顶加高至165.2m,两岸混凝土坝有19个坝段需结合后期加高要求进行加固。因丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,2005年9月26日正式开工建设大坝加高工程。蓄水水位从原来的157m提高到170m,水库库容达到290.5亿m3。水库的主要任务调整为以防洪、供水为主,兼有发电、航运等功能。此外,丹江口水库大坝加高还提高了汉江中下游防洪标准,由20年一遇提高到100年。

4.隔河岩水电站

隔河岩水电站位于中国湖北长阳县长江支流的清江干流上,下距清江河口62km,距长阳县城9km,混凝土重力拱坝,最大坝高151m。水库总库容31.2亿m3。水电站装机容量120万kW,保证出力18.7万kW。年发电量30.4亿kW·h。工程主要是发电,兼有防洪、航运等效益。水库留有5亿m3的防洪库容,既可以削减清江下游洪峰,也可错开与长江洪峰的遭遇,减少荆江分洪工程的使用机会和推迟分洪时间。1987年1月开工,1993年6月第一台机组发电,1995年竣工。

5.水布垭水电站

水布垭水电站坝址位于清江中游的巴东县水布垭镇,上距恩施117km,下距隔河岩92km,距清江入长江口153km,是清江梯级开发的龙头枢纽。水库正常蓄水位400m,相应库容43.12亿m3,总库容45.8亿m3,装机容量1600MW,是以发电为主,并兼顾防洪、航运等的水利枢纽工程。

6.王甫洲水利枢纽工程

王甫洲水利枢纽工程是汉江中下游的第一个水利枢纽工程。枢纽由电站厂房、重力坝、船闸、泄水闸、土石坝(俗称围堤)五大水工建筑物组成,具有发电、航运、灌溉、养殖、旅游等综合利用效益,水库总库容3.095亿m3,船闸为300t级,泄水闸最大泄量22000m3/s。安装4台低水头灯泡贯流式水轮发电机组,水电站总装机109MW,年发电量5.81亿kW·h。该工程总投资20亿元人民币,于1993年10月开工,2000年5月16日电站投产发电。

7.崔家营航电工程

崔家营航电工程上距丹江口水利枢纽134km,枢纽主体工程包括1000t级船闸1座、20孔泄水闸、总装机容量为9万kW水电站1座。于2005年11月开工建设,2010年8月完工,以航运和发电为主,兼有灌溉、供水、旅游等综合开发功能的项目。总投资20.61亿元。

8.鄂北地区水资源配置工程

鄂北地区水资源配置工程是解决鄂北地区干旱缺水问题的大型水资源配置工程。以丹江口水库为水源,利用已建的引丹灌区清泉沟隧洞进水闸为取水口,向鄂北地区供水,受水区范围包括襄阳市襄州区,枣阳市,随州市随县、曾都区,广水市和孝感市大悟县共6个县(市、区)。工程开发任务是以城乡生活、工业供水和唐东地区农业供水为主,通过退还被城市挤占的农业灌溉和生态用水量,改善该地区的农业供水和生态用水条件。工程多年平均引水量7.7亿m3,渠首设计引水流量为38m3/s。干线总长269.34km,总投资183.26亿元,总工期45个月。2015年2月,生产性试验项目已开工建设。