Part
Ⅰ
碳达峰、碳中和的概念和生态系统的碳循环
碳达峰、碳中和目标是中国社会主义现代化强国建设目标的一个重要内容，对我国加速低碳转型和促进经济可持续发展有着重大而深远的意义。碳达峰是指在某一个时间点，二氧化碳的排放达到峰值后逐步降低，是二氧化碳排放量由增至减的一个重要拐点。碳中和是指在一定时间内，直接或间接产生的二氧化碳与通过植物碳汇等方式吸收的二氧化碳相互抵消，实现二氧化碳“零排放”。
Part Ⅱ 水利行业碳达峰、碳中和的必要性 水是生命之源、生产之要、生态之基，是国民经济的基础产业和基础设施，也是经济和社会发展的重要保障。我国建设现代化经济体系和生态体系的重大部署把水利放在九大基础设施网络建设之首，可见水利的重要性不言而喻。但在推动社会经济发展的同时，水利行业也成为了重要的能源消耗体和温室气体排放源，因此水利行业碳达峰、碳中和行动是贯彻新发展理念，推动现代化水利建设的当务之急。 水是经济社会发展的基础性、先导性、控制性要素，为实现我国社会经济的可持续发展，水利的作用不容忽视。水利行业的碳达峰、碳中和行动能够深入落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路，以节约和保护水资源为核心，创新治水理念与技术，降低水利工程能源资源消耗，减少因水利规划、设计、建设、管理等方面产生的环境污染，以最小的成本获得最大的经济和环境效益，在持久水安全、优质水资源、健康水生态、宜居水环境、先进水文化等多个方面实现升级，从而实现水资源永续利用和水利事业可持续发展的水利目标，有力推进我国社会经济、生态环境等多方面的可持续发展。 高质量发展是“十四五”时期乃至更长一段时间我国经济发展的主题，也是水利行业发展的目标和方向。水利的核心要义是趋利避害，水利的高质量发展就是要以贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为引领，做大水的“利”，控制水的“害”，实现包括水利工程在内的水利自身的良性、高质量运行，进而为经济社会高质量发展提供重要支撑。水利行业的碳达峰、碳中和行动能够深入贯彻落实新发展理念，以技术创新、制度创新等方式提升水利工程的建设效益和管理效率，以产业转型、新能源开发等方式减少化石能源的消耗和环境污染，以低能耗、低污染、低排放为特点全面推进人水和谐，有力推动水利的高质量发展。 随着经济的高速发展和气候变化的影响加剧，我国水资源逐渐呈现新老水问题相互交织的严峻形势，这也对我国水利发展提出了更多更高的要求。当前，我国地理气候环境决定的水时空分布不均以及由此带来的水旱灾害频发问题仍有待解决，水资源短缺、水生态损害、水环境污染问题日益凸显。在此背景下，水利行业的碳达峰、碳中和行动能够有效减缓由于温室气体排放引起的全球平均气温升高，降低气候变化对防灾减灾的不利影响，弥补前期对水资源新问题认识不足、重视不够、应对不力的问题，在尊重自然、保护自然的理念下，以生态环境承载力为约束条件开展水利工程建设，提升水资源涵养修复能力，使水利工程服务于生态系统的健康维持和修复，筑牢我国生态安全屏障。 Part Ⅲ 碳循环角度下水利行业碳达峰、碳中和的重要途径 碳达峰、碳中和行动不是单一的要求二氧化碳的不排放，它是通过减少碳排放、增加碳汇两种方式协同作用以减少大气中二氧化碳的整体含量。在生态系统的碳循环中，生产者有着重要的碳汇功能，而消费者和分解者则是碳排放的主要来源。因此，从碳循环角度体会水利行业的碳达峰、碳中和能够更加直观地理解水利行业对大气中二氧化碳浓度的影响，进而有效制定水利行业的碳达峰、碳中和行动方案。 生产者是生态系统中最基础的部分，它包括以植物为主的各种以简单无机物为食的自养生物。在生态系统的碳循环中，生产者的光合作用是碳元素从大气进入生态群落的主要途径，这一过程能够将碳吸收固定到植物体内，有效降低大气中的二氧化碳浓度。 为增加生产者的碳汇，农田水利建设、水源工程建设、水系生态建设等多个方面都有着极大的潜力。一方面，在推进集水灾害防控、水资源调配、水生态保护功能为一体的国家水网建设过程中，采取灌区配套设施建设、灌区节水改造、小流域综合治理、淤地坝建设、水源工程建设等多种方式能够有效改善水资源时空分布不均问题，增加雨洪水资源的利用量，使作物的水源条件得以改善，实现农田旱能浇涝能排的有效灌溉，进而使得单位面积的作物量有效能加，提高农作物的整体碳汇量。另一方面，通过水生态修复、加强水源涵养区和湿地的保护，能够有效提升植被覆盖率，大气中更多的二氧化碳被乔灌草植被的光合作用固定，有效地中和二氧化碳的排放。 人类社会经济活动的干扰是二氧化碳含量增加的主要因素之一。为有效降低碳排放量，应在水利工程征地拆迁、移民安置、航运等多个涉及水利的社会经济活动中深入贯彻绿色发展理念，遵循统筹兼顾、和谐发展的理念，开展生态友好型和资源节约型的规划设计，通过实现低的水资源消耗、水污染和污水排放，降低供水、水处理和污水处理所需的能源资源消耗，从而减少因人为原因而产生的二氧化碳排放。此外，水利工程建设时也应注重水域环境的改善，采取建造适宜观赏且可供当地居民休闲健身的水域景观的方式，引导居民践行低碳环保的生活理念，重塑人水关系，以节约用水为中心逐渐提升居民的低碳生活意识。 微生物在碳循环中扮演着分解者的角色，它能够加快生态系统的碳循环的速度，将消费者的遗体和排泄物或转化成二氧化碳释放到大气中，或转化成碳酸盐被植物所利用，或转化为含碳物质经长时间沉淀形成煤炭等化石能源。河流湖泊中微生物的种类和含量与水体的温度、溶解氧浓度等因素直接相关，然而工程建设时不可避免地会因拦蓄、调水等改变水体的水文情势，造成原有水体水温、水质的变化。因此在水利工程建设时要深入、细致、科学地开展水利规划、设计工作，充分考虑环境的承载能力，深入研究水文情势变化对微生物的影响，保护生物多样性，发挥微生物的生态修复功能，进而减少因水环境污染和污水治理产生的碳排放，增加河流湖泊生态修复后的碳汇能力。除此之外，铁细菌、硫酸盐还原菌等微生物还会在一定程度上加速水利工程中钢铁结构的电化学腐蚀。因此，在水利工程建设时，应合理选用金属构件，定期进行防腐保护工作和病险水库、水闸的除险加固工作，延长水利工程的使用寿命，减少因水利工程建设原材料的使用而产生的碳排放。
Part Ⅳ 水利行业碳达峰、碳中和的必要保障 面对水利行业碳达峰、碳中和的新形势新要求，水利行业工作者要自觉树立低碳理念，高度重视水利行业的碳达峰、碳中和行动，用科学观念和低碳理念指导工作实践。水利部门要积极开展宣传活动引导低碳理念，加强从业人员的低碳水利相关业务知识培训，注重培养水资源管理、规划设计、水利建设等方面的低碳专门人才，强化水利人才队伍建设，为水利行业的碳达峰、碳中和注入新鲜血液，使其永葆活力。 提升水利工作的能源资源利用效率是水利行业碳达峰、碳中和的重要内容，其关键是技术和制度的创新。在技术创新方面，要围绕水利碳达峰、碳中和的行动目标，加大国外先进技术引进和自主创新，大力研发适应水利发展新阶段要求的新技术、新设备、新材料、新工艺，减少水利设施建筑材料的消耗量，降低泵站等水利工程能源消耗运行成本，提升水资源的利用效率。在制度创新方面，要统筹谋划目标任务，科学制定行动方案，出台细化的碳排放政策，建立低碳水利机制，制定相应的水利技术规程标准体系，对水利工作的各个环节开展碳排放审查，以碳达峰、碳中和目标倒逼水利行业高质量发展。 智慧水利是智慧化思想与技术在水利行业的应用，它通过运用物联网、云计算、大数据等新一代信息通信技术从而实现水利的信息化、现代化和智能化建设。为实现我国碳达峰、碳中和目标，要大力发展智慧水利，促进水利规划、工程建设、运行管理和社会服务等方面的智慧化，完善“全国水利一张图”，对碳排放开展监测分析和浓度预警，融合气象、水文、农业等多部门的监测信息，对水利行业的碳排放作出科学决策，为改善水环境水生态、提升水资源的利用率提供有力保障。
Part Ⅴ 结语 水利是国民经济和社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统。为实现我国“30·60”双碳目标，水利行业应主动作为，尽快研究制定碳达峰、碳中和水利行动方案，统筹谋划，推动水利高质量发展。
来源：水利发展研究 2021.5
