引汉济渭工程对汉江中下游的影响分析

牟 勇，张 明，王 凡，刘永孝

（1.陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安710010；2.西安理工大学水利水电学院, 陕西 西安 710048；3.陕西沣西新城投资发展有限公司，陕西 西咸新区 712000）

0 前言

引汉济渭工程是国务院确定的172 项重大水利工程之一，是陕西省全局性、战略性、基础性、公益性水资源配置工程[1]。工程地跨黄河、长江两大流域，调水枢纽分别位于汉中市洋县境内汉江干流黄金峡和汉中市佛坪县与安康市宁陕县交界的汉江支流子午河三河口。受水区为陕西省关中地区渭河沿岸西安、咸阳、渭南、杨凌四个重点城市及其所辖十八个县城、工业园区，受益人口1441 万人。调水工程由黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽和秦岭输水隧洞（黄三段和越岭段）组成。输水工程由黄池沟配水枢纽、南干线、北干线及21 条支线组成[2～3]。工程采取“一次立项，分期配水”的建设方案，逐步实现2025 年配水10 亿m3，2030 年配水15 亿m3[4～5]。引汉济渭工程的建设和运行势必会影响汉江中下游的水文形势以及南水北调中线一期工程调水，为此，有必要开展引汉济渭工程对汉江中下游水文情势影响的研究。

1 工程实施后各控制断面的水文特征变化

1.1 多年平均流量变化

引汉济渭工程实施后，在设计水平年2025 年多年平均从汉江流域调出水量约10.0 亿m3，其中，黄金峡水利枢纽多年平均调出水量5.591 亿m3，三河口水利枢纽多年平均调出水量4.495 亿m3；2030 年多年平均调出水量约为15.0 亿m3，其中，黄金峡水利枢纽多年平均调出水量9.66 亿m3，三河口水利枢纽多年平均调出水量5.49 亿m3。

由不同水平年引汉济渭工程的调水规模及下游控制断面的多年平均天然径流量分析引汉济渭工程调水后下游各控制断面的径流量及对下游的影响程度，引汉济渭工程调水后的下游河段径流量及对下游的影响分析见表1。

表1 引汉济渭调水后下游各控制面的多年平均径流量

由表1 可知，引汉济渭调水规模10 亿m3、15 亿m3方案，石泉断面河道内减水比例分别为9.6%、14.4%，白河断面河道内水量占天然径流量的比例分别为4.4%、6.7%。可见，引汉济渭调水对下游年径流量的影响程度是越往下游影响越小，到陕西与湖北交界的白河断面影响程度已经不大，白河以下为丹江口库区，为多年调节水库，调节库容巨大（190.5 亿m3），引汉济渭调水对其影响已不大。所以，引汉济渭调水后的主要减水范围至陕西与湖北交界的白河。

1.2 水位变化

黄金峡水库和三河口建成运行后，水库拦蓄及水库运行调度方式使库内水位在各水期将明显抬高。坝下河段受引汉济渭调水和水库调度影响，水位与天然河道相比将有所降低。

表2 引汉济渭调水后各断面水位变化 单位：m

从表2 可以看出：水库建成调水后，下游各断面的水位均有明显降低。2025 年调水10 亿m3后，石泉、安康、白河断面月平均水位降幅分别为0.05 m～0.16 m、0.05 m～0.12 m 和0.05 m～0.12 m。2030 年调水15 亿m3后，石泉、安康、白河断面月平均水位降幅分别为0.07 m～0.22 m、0.07 m～0.16 m 和0.06 m～0.17 m，水位变幅不大。

1.3 泥沙变化

黄金峡水库建库后，水位抬升较多，流速变缓，水流挟沙力降低，库区河道产生泥沙淤积。水库建库后，水沙过程得到了全面的调蓄控制，调水后黄金峡坝址处各月下泄流量较工程前均有所减小（减小20.2 m3/s～47.8 m3/s），流量减少比例为7.1%～42.6%，枯季减少比例大，汛期减少比例小，下游输沙情况有了较大的改变。主要表现为由于水库拦沙，大量泥沙被拦在库内，下泄流量减小亦使得下泄沙量较工程前有所减小，且沙量减小比例将大于流量的减小比例。水库下泄流量年内分配过程未发生明显变化，下泄沙量的年内分配过程亦不会发生明显变化。

三河口水库建库后，水位抬升较多，流速变缓，水流挟沙力降低，库区河道产生泥沙淤积，由于水流含沙量低，库区泥沙淤积不大。水库建库后，水库下泄流量年内分配过程趋于均化，使坝下输沙过程亦趋于均化。引汉济渭调水后三河口坝址处下泄流量减小比例较黄金峡要大的多，减小比例多在50%以上，最大达到74.4%。但三河口坝址处输沙总量不大，仅为黄金峡坝址处的7.6%，所以，三河口建库后对下游汉江干流的输沙量影响远小于黄金峡水库。

因此，引汉济渭工程实施后，黄金峡和三河口水库水位抬升较多，流速变缓，水流挟沙力降低，库区河道产生泥沙淤积。子午河入汉江口下游的汉江干流输沙量较工程前将有所减小，且沙量减小比例大于流量的减小比例，下泄沙量的年内分配过程不会发生明显变化，越往汉江下游减少比例越不明显。

2 工程实施后对汉江中下游的影响

2.1 对汉江中下游的影响

无引汉济渭工程时，丹江口水库供湖北清泉沟灌区及汉江中下游多年平均水量共计168.92 亿m3。引汉济渭工程调水10亿m3后，多年平均供水量168.55 亿m3（含湖北清泉沟），减少0.37 亿m3，占供水量的0.2%；长系列模拟供水过程中，汉江中下游受影响的年份为1957 年、1966 年、1978 年、1995 年、1997 年，共5 年，均为汉江枯水年，减少供水量0.03 亿m3～5.63 亿m3；受影响时段共10 个，占总时段数的0.73%。影响最大的年份为1997 年，该年供汉江中下游水量137.22 亿m3，减少5.63 亿m3，占总供水量的4.1%；全年受到影响的时段为3 旬，见图1。

图1 调水前后汉江中下游供水过程线

2.2 对南水北调中线一期工程调水的影响

引汉济渭实施10 亿m3调水后，南水北调中线一期工程多年平均调水量93.42 亿m3，与无引汉济渭相比减少0.9 亿m3，占总调水量的1.0%；长系列模拟供水过程中，中线受影响的时段共74 个，占总时段数的4.9%。从多年平均供水保证率看，中线工程受水区部分用水片综合供水时段保证率有所降低，但影响较小。中线工程受水区64 个用水片中，50 个用水片综合供水时段保证率保持不变，14 个用水片综合供水时段保证率降低1%，但均能满足城镇供水保证率的要求。

从多年平均情况看，中线一期工程42 年平均调水量减少0.9 亿m3。北调水量减少最大的年份为1991 年，该年北调水量92.42 亿m3，减少5.30 亿m3，占总调水量的5.7%；全年供水量受到影响的时段为5 旬。由于北调水是中线工程受水区的水源之一，在北调水供水少量不足时，可由当地其它水源调剂。因此，引汉济渭工程对中线一期工程受水区的影响有限。

3 结论与建议

1）引汉济渭工程建成运行后，各断面多年平均流量、水位和泥沙的变幅有限。

2）引汉济渭调水将致使汉江中下游多年平均供水量仅减少0.37 亿m3，占供水量的0.2%，对汉江中下游影响程度有限。

3）引汉济渭工程按推荐方案调水后，南水北调中线一期工程多年平均调水量减少0.9 亿m3，占总调水量的1.0%，对中线一期工程受水区的影响有限。

4）本文仅对多年平均量进行了分析，下一步将从不同来水频率、不同调度方式多工况下深入分析引汉济渭工程对汉江中下游的影响。