引汉济渭是陕西当代水利建设的一项杰作
2015-07-25李佩成
李佩成
(长安大学,710064,西安)
陕西省亦称三秦大地。古往今来,善治秦者先治水,在历史长河中创造过不少杰作,修建于秦代的引泾河之水的郑国渠,“变关中为沃野,无凶年,秦以富强,卒并诸侯”。后经李仪祉先生主持改进为泾惠渠,带动了“关中八惠”的建设,使关中成为八百里秦川的天府之国。汉唐形成的八水绕长安盛景,20世纪70年代建设的高扬程大规模东雷抽黄工程,被誉为“闪耀在渭北旱原上的一颗水利新星”;在地下水开发利用方面研发的黄土辐射井推广到十多个省市……今天,在新的形势下实施的引汉济渭工程,必将成为陕西现代水利建设的一大杰作,应给予十分的关爱和培育。
为什么说引汉济渭是当代水利建设的杰作呢?可以从多个方面予以认识。
一、解决陕西水问题,呼唤引汉济渭
引汉济渭工程也被称为陕西省内的南水北调工程,有学者认为她应属于国家南水北调中线工程的组成部分,其出现有着坚实的背景(见图1)。
陕西全省按自然地理条件分为面积相当的三大部分:陕南、关中和陕北。就降水量而言差别巨大,陕南在750~1 200 mm,关中在 400~600 mm,而陕北在 500 mm 左右;径流量差别也很大,陕南在约全省1/3的面积上占有2/3的地面水量,约为306亿m3/a,这与省内2/3地区缺水的形势很不协调,存在着省内南水北调强烈的需求。这种需求对陕北而言更为突出,因为陕北已确定为我国的能源化工基地,发展的约束瓶颈为缺水,而其最佳解决途径是从黄河抽水,但抽水受到黄河配水量指标的制约,若能实现省内南水北调,向黄河补偿一定水量,从而换取在陕北黄河段抽取相当水量的方案,鱼和熊掌便可兼得。因此,解决陕北能源化工基地建设的用水问题,呼唤陕西省内的南水北调——引汉济渭工程。
渭河的整治也要求引汉济渭的建成。渭河是陕西黄河流域的最大河流,也是黄河的最大支流,从甘肃流入陕西,流经关中腹地,是关中灌区和西(安)、咸(阳)、宝(鸡)、渭(南)以及杨(陵)等渭河城市的主要水源地,随着人口的激增和用水量的增大,渭河已不堪重负,日渐萎缩,更由于生态用水量无法保证,排污加重,渭河早已失去了“古渡几千年”的昔日风光,急需引入外来接济水源,促进渭河的整治。
因此,引汉济渭便成为解决关中、陕北缺水问题,解决渭河整治问题的战略决策,是陕西人民和有识之士翘首以盼的大事。
二、陕南的富水为引汉济渭提供可能
秦岭山脉是一座巨大的绿色水库,秦岭山脊是我国长江和黄河流域的分水岭,秦岭山区的降水量变化在750~1 200 mm,可谓丰沛。秦岭北麓属于黄河流域的降水径流是当前向西安等关中大中城市供水的重要水源地。秦岭南坡属于长江流域的汉江流域,面积更大,约为6万km2,水量更为丰沛,丹江口以上的多年平均流量约为 388亿m3,也就是说陕南的大部分产流都以过境的形式流出陕西。从这些径流中调出约3.99%即15.5亿m3的水量实现引汉济渭,不仅不会明显影响汉江的水生态,而且对调水95亿m3/a的南水北调中线工程亦无大碍。
由于调出水区降水比较丰沛,只要重视改进农作技术和水土保持,发展雨养农业,对当地农林牧业亦无大的负面影响。因此,陕南的降水和径流丰沛为引汉济渭造就了天然条件,人类社会应予以科学运用。
三、引汉济渭规划的抽黄置换方案显示出工程“省、国兼顾,为陕解困,为国分忧”功能
在引汉济渭工程的调水分配方案中,规划2020年前引调5.0亿m3的水,主要分配给关中地区,为西(安)、咸(阳)、宝(鸡)、渭(南)、杨(凌)等城市的供水利用。 2020 年后调引的10亿m3水量中,5亿m3改善渭河生态,福荫渭河沿岸地区并流入黄河,作为从黄河陕北段抽水5亿m3的补还水量(在现行黄河水分配方案的规定下,陕西的用黄指标不超过规定的38亿m3/a)。这种置换水的方案不仅解决了陕北能源基地缺水难题,遵守了黄河水的分配规定,又利用了渭河与黄河天然河道输水,经济、科学、和谐,也是引汉济渭救陕北、保黄河的兼顾方案。考虑到陕北能源基地是国家的重要能源基地,陕西的行为实际上是支持国家、为国家作奉献,值得肯定和支持。
四、引汉济渭工程符合“三水统观统管,时空治水思想”,具有重要的理论意义
天上水(降水、云雾水)、地面水(泉、峪河水)和地下水(包括土壤水)处在不断的运动转化之中(见图2),如果人们能利用水的转化规律因势利导,诱使其朝着有利于人类的方式路径循环转化,则能达到科学治水之目的。
秦岭是造就良好水循环的场所,巨大的山体影响着水汽的循环条件,促使山体范围内的降雨量增大。而相对良好的林草覆盖发挥着截流纳渗的作用,降向地面的水一部分由蒸散再次进入大气存在于云雾之中,一部分经枝叶缓冲掉落地表渗入土层孔隙及岩石裂缝之内,经过不同大小宽窄的缝隙孔洞在山岩的不同部位以泉眼或出渗带的形式流出,进入地面溪涧或峪流,进而汇入江河;而汇入江河的水部分被当地利用,或灌溉,或饮用,另一部分流出境外,进入湖海。
在不影响流域用水和生态环境的情况下,从径流的出境余水部分调集一定水量给其他缺水的流域,实现跨流域调水是合理的,也符合“三水统观统管、时空治水”原则,引汉济渭便属于这种状况,在理论上是先进可行的。
五、引汉济渭符合“高水高调、近水近调、好水先调”等众多原则
引汉济渭从较高的汉江上游取水,出水口在黄池沟的标高仍保持在510m,能在保证自流或扬程不高的情况下供给调入水区使用,可以大大节约调水费用,方便管理。
引汉济渭的调出水区和调入水区,一山之隔,便将长江流域之水直接调入黄河流域使用,十分便捷,输水损失也小。
引汉济渭调水口处于汉江上游,水质良好。直接调用减少沿途污染威胁,不仅节省管护费用,而且用起来安全放心。
六、引汉济渭工程能够激活已有水利工程,实现费省效宏
引汉济渭由于引水高程较高,关中原有的供水工程如黑河供水系统,大都可以利用或扩建利用,将来可以补偿黄河的水量。利用渭河河道,无需大兴土木,单位水量造价较低,可以认为费省效宏。
七、引汉济渭工程移民数量少,大大缓解了移民难题
由于引汉济渭工程主要用深埋的隧洞输水,加之主要工程周围人烟稀少,移民任务不大。据测算总数不过万人,取水15.5亿m3/a的工程移民不超过1万,是难得的少移民工程,大大缓解了移民难题。
八、引汉济渭工程不会引发严重的生态环境问题
引汉济渭输水隧洞深埋山岩之下,不会引发严重的滑坡泥石流等地质灾害,施工中又采取了可靠的防渗措施,保证山岩渗流不遭流失,不会破坏山体的地下水流场,不会严重影响植被的生长和原有泉流溪涧的通路,保证了山体水文生态环境的安全。
图2 三水转化示意图
九、引汉济渭能促进“重现八水绕长安盛景”的实现
20年前,作者与同行诸友研究了“重现八水绕长安盛景工程”并获奖,现在西安市水利部门正为实现“八水润西安”而奋斗,无论八水绕长安还是八水润西安,其本质都是为西安人民及其观赏者提供优美的水景观环境。其最难点是保证一定量的水量和水质要求,在设计思想中最佳方案是从分给西安的引汉济渭水源中调节1亿m3左右的水,也就是说引汉济渭的实现,将为实现“重现八水绕长安”提供保证,把八水绕长安扩展到包括汉江水在内的九水润西安,由此作到:
咏八水绕长安
八水绕长安,盛世得重现。
重现换新颜,九水润西安!
十、引汉济渭工程的实施将启示人们进行更有益的治水思考
引汉济渭虽不能算是十分宏大的水利工程,但当代水利建设的方方面面都涉及了,例如深长隧洞的建造问题、高压岩爆和高压渗水的处理问题、复杂水文生态条件下的环境保护问题、引汉济渭在保证南水北调中线工程正常运行条件下的水量调度问题、科学管理及合理水价问题以及考虑京津用水安全的引汉济渭工程延伸问题(即由引汉济渭直接向北京、天津供应饮用水的可能性问题)等,必将启示人们对现代治水进行更深刻的思考。
引汉济渭是陕西乃至国家的水利杰作,期盼引汉济渭早日建成!