关于引汉济渭工程可行性的探讨
2012-08-15刘华鑫武汉大学水利水电学院
□刘华鑫(武汉大学水利水电学院)
引汉济渭工程是由汉江向陕西渭河地区调水的南水北调重要工程。陕西地处黄土高原,降水偏少,水资源总量不能满足生产生活需求,时空分布不均,南多北少,缺水是制约全省经济社会发展的重要因素。尤其是关中和陕北地区,水资源紧缺已成为当前乃至今后一个时期经济社会发展和环境改善首当其冲的重大问题。引汉济渭工程即是针对这一问题规划的水资源配置措施,是缓解陕西渭河沿线城市和工农业缺水问题的措施。
1.现阶段渭河存在的问题
1.1 水资源短缺,制约社会经济发展。
陕西渭河流域水资源总量为68.5亿m3,人均占有380m3,相当全国的1/8,水资源严重不足;耕地亩均水资源量250m3,为全国平均水平的1/6,属严重缺水地区;年际变化大,年内分布不均,年径流量50%~70%集中在7~10月份,且多以洪水形式出现,很难利用;渭河水含沙量大,开发利用困难。因此,渭河缺水是陕西经济发展、社会进步和实施西部大开发战略的最大制约因素。
1.2 水质情况差,污染加剧。
随着经济的发展和城市人口的增加,工业废水和生活污水排入渭河的数量不断增加,水污染逐年加重。据有关部门资料,20世纪80年代渭河接纳的废、污水量为4.65亿t,而到2000年已增加到6.2亿t。渭河每年接纳陕西省78%的工业废水和86%的生活污水。渭河干流宝鸡到潼关段370多公里的河段,大部为Ⅴ类和劣Ⅴ类水质。
1.3 径流量呈下降趋势,生态环境恶化。
渭河林家村年径流量从20世纪50年代到80年代平均为21~23亿m3,而90年代平均则为10.7亿m3,仅是前40a平均量的49.2%,1997年和2000年只有4亿m3。由于河道径流量锐减,渭河主干流曾多处出现断流,使自身稀释和纳污能力大大降低,加重了渭河污染的程度,降低了河道的冲沙能力,下游泥沙淤积严重。由于过度开发,渭河流域成为黄土高原水土流失严重地区之一,水土流失面积3.6万km2,占总土地面积的65%,渭北煤矿区、小秦岭金矿区及公路、铁路等工程建设地段尤为严重。严重的水土流失,不仅加剧了生态环境恶化,而且给渭河下游带来更大危害。
1.4 下游淤积严重,洪水灾害频繁。
由于三门峡水库多年高水位蓄水运行,造成关中东部三门峡库区泥沙严重淤积,渭河下游河床抬高约5m,形成悬河,主槽断面萎缩,过洪能力锐减,河口上移,使黄河水倒灌渭河,引起了南山支流洪水下泄不畅,使西安等低洼易涝地区20km2耕地完全丧失了自流排泄条件,形成灾害;三门峡库区地下水位升高,引发盐渍化;河槽过洪能力降低,洪涝灾害频繁,成为全国洪涝灾害的高发区之一。
所有问题,归根结底是由于渭河水量少引起的,若渭河水量增加,一方面可以缓解关中地区的缺水现状,提高渭河水自净能力,从而减轻污染提高生态环境;另一方面,渭河径流量加大,可以有效增加对三门峡水库淤积泥沙的冲刷能力,有利于三门峡水库治理,并且减少倒灌,改善自流排泄能力,减少洪水灾害。所以,针对渭河现阶段的问题,提出引汉济渭工程。
2.引汉济渭工程的重大意义
2.1 缓解关中地区的缺水现状。
引汉济渭工程到2012年建成三河口水库以下工程,年调水量5亿m3;2015年工程全部竣工,年调水量15亿m3。工程实施后,占关中土地面积64%的供水区可调引汉江水。这可极大地缓解水资源不足的现状,从而有效解决陕西地区水资源分布不均衡,南多北少的问题。同时合理利用引汉济渭调入水,可以用优质水代替劣质水,从而保证陕西地区人民饮用水安全。并且关中城乡居民的每日用水定额也可稳步提高。
2.2 保证社会经济持续发展。
保证了工农业用水的稳定,即可解除关中地区经济腾飞过程中受到的水资源的束缚。同时引汉济渭工程静态总投资达152.31亿元,这一巨大工程将为该地区提供相当数量的就业岗位,吸引当地劳动力就业,缓解当地就业压力。若相关产业抓住连带发展机会,将会创造更多的经济增长点。
2.3 有效改善渭河水生态环境。
通过引汉济渭工程,可以极大地提高渭河水流量,从而提高水资源的承载能力。现在渭河的开发利用程度超过了70%,可再开发的水资源量十分有限。由于渭河水量的限制,渭河纳污冲沙的能力十分不足,下游淤积严重。引汉济渭工程的实施将使得渭河的水环境有大的改善。现阶段渭河干流年均COD纳污能力为7.5万t,而实际年均入河超过13万t。工程可增加渭河入黄河水量近10亿m3,流量增加会加大冲沙能力,从而减少下游淤积,降低河床,减轻三门峡水库的压力。同时可以有效遏制地下水的超采,避免地质灾害的发生。
2.4 补充完善全国南水北调战略规划。
引汉济渭工程可以说是南水北调中线工程的补充。南水北调中线工程从丹江口调水,沿途北上,供给河南河北直到北京用水,而引汉济渭工程从汉江上游调水,北上供给陕西用水。引汉济渭工程扩大了南水北调中线工程的范围,使得关中华中地区的水资源有机地结合起来,更加合理地配置了水资源。
3.引汉济渭工程存在的问题
3.1 引汉济渭工程面临的施工问题。
工程规划在汉江干流黄金峡和支流分别修建水源工程黄金峡水利枢纽和三河口水利枢纽蓄水,经总长98.3km的秦岭隧洞送至关中。隧洞长度长,其中较难施工的隧洞长度达到了40km。可见隧洞施工难度大是工程进行的最大障碍。其次,调水所需的泵站与电站设计与建造是另一大问题。黄金峡泵站的总装机容量为165M W,是国内饮水工程泵站总装机容量最大;三河口水库水位变幅达55m,水泵最大扬程与最小扬程之比超过了2倍,超过了常规水泵和水轮机的允许范围,在这种情况下不利于水泵的可靠安全运行。
3.2 引汉济渭工程对汉江的影响。
引汉济渭工程加剧减少了汉江可利用的水资源。自20世纪70年代以来,汉江天然径流量逐渐减少,由于南水北调中线工程从丹江口调水,汉江上游来水更少,同时汉江中下游地区社会经济迅速发展,水资源需求不断加大。引汉济渭工程更减少了汉江可利用水资源量。由此将导致一系列不利结果:一是汉江水环境容量减少,自净能力下降,汉江水质将明显下降,按照多年月平均流量计算,中下游水环境容量减少11.81万t,减少幅度为26%;二是对于水生生物的生存和繁殖不利,污染加剧,水量减少,生物的生存环境受到威胁;三是汉江中下游地区生态环境大不如前,近些年“水华”事件频有发生,且其影响范围有逐步扩大的趋势,严重威胁当地生产和生活;四是水量的减少必然影响汉江中下游地区农业、工业用水,不利于当地社会经济持续发展,对于城市用水的保证率有较大影响。同时使得汉江上游水电枢纽年均发电量减少7%左右,影响保证当地用电的稳定。
4.对应问题的解决措施
建设南水北调辅助性工程是解决汉江由于调水而产生一系列问题的根本途径,如引江济汉补偿性工程。引江济汉工程,是从长江荆江河段引水至汉江高石碑镇兴隆河段的大型输水工程,渠道全长约67.23km,年平均输水37亿m3,其中补汉江水量31亿m3。工程的主要任务是:向汉江兴隆以下河段补充因南水北调中线一期工程调水而减少的水量,改善该河段的生态、灌溉、供水、航运用水条件。
4.1 能够有效解决汉江因调水而产生的水资源不足的问题。
南水北调中线工程远期计划年调水量140亿m3,占汉江流域年径流总量574亿m3的四分之一,再加上引汉济渭工程的调水,汉江很难满足中下游日益增长的用水需求。此时从长江引水,能够改善汉江水量缺乏引起的诸多问题。首先,水量增多,水环境容纳量加大,能够提高汉江枯水期的水质。水流量增大,有助于汉江排污,改善水环境状况,预计引江济汉工程将使汉江COD浓度降低4.1%~9.7%。其次,水量增多,使得汉江枯水期水位提高,改善了中下游75种鱼类的栖息环境,加上长江渔业资源的补充,汉江生物生态将会明显改变。再次,通过引江济汉工程,长江水道与汉江水道有机联系起来,平水期长江补给汉江,洪水期,可以将汉江作为排洪通道,能够在需要时将长江洪水排入汉江,提高荆江地区防洪标准。
4.2 能够改善当地水路交通运输,促进国民经济发展。
汉江水量的减少使得水位降低,不利于航运,而引江济汉工程不仅补充水量,提高通航能力,而且开辟了从长江到汉江上游的短途航线,使得长江到汉江中游的航道缩短600km,可通行1000t级货船。江汉航线的通行可使江汉平原地区航线四通八达,该地区水路运输行业空前发展,南方货物可通过洞庭湖、荆江、江汉运河、汉江到达湖北北部的襄阳,再运往北方各地。这不仅缩短了航道长度,更使得运输成本大幅下降,可促使江汉地区经济快速发展。同时,该地区水网纵横,若加强水质水资源的管理与监督,可以打造多处船舶水道旅游胜地,促进当地旅游事业蓬勃发展。
4.3 能够使得建设鄂豫运河从三峡坝下取水引江入汉济黄的宏伟构想成为现实。
引江济汉工程打通了从长江到汉江中上游的航道,配合以南水北调中线工程从丹江口到郑州的水道,将形成引江入汉济黄工程的主体部分。若此工程得以实现,将确保南水北调工程调水量的稳定性,现阶段南水北调调水量不足,同时陕西引汉济渭工程还要解决关中地区用水问题,打通江汉运河,依托长江干流向中线调水,才能确保中线工程有水可调。治理黄河一方面要减少上游来沙量,另一方面要加大水量。黄河中上游正在实施一系列措施,如植树造林,保持水土,所以引江入汉济黄可以从另一方面治理黄河。远期来看,此工程可以改建扩建以达到通航的可能性,这将在湖北河南之间形成一条大致平行于京广线的水利运河,对于交通运输有很大的促进作用。
5.结语
引汉济渭工程是为解决关中地区的缺水问题,治理渭河,改善生态环境而规划的调水工程。该工程的实施将有助于缓解现阶段渭河存在的问题,如径流量不足、水污染严重、下游淤积严重等,同时对于关中地区保证人民生活用水、工农业用水,保证经济持续发展具有重大意义。但是,需要意识到引汉济渭工程的实施需要面对一些问题,如施工技术和工程量的问题和调水对汉江水资源的影响问题。针对问题,可以另规划引江济汉工程,该工程不仅可以有效解决汉江由于调水而缺水的问题,而且与南水北调中线工程共同构成引江入汉济黄工程,具有发展前景。
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