新时代南水北调中线工程功能定位及后续工程设想
——基于河北省江水利用情况
2023-09-15徐宝同赵继勋
徐宝同 赵继勋
河北省属典型资源性缺水省份,按全国水资源三次评价初步成果和第七次人口普查成果计算,全省人均水资源量约230 m3,不仅远低于国际公认的人均500 m3极度缺水标准,而且也低于人均300 m3的维持人类生存的最低标准,是全国乃至全世界人均水资源量最少的地区之一。特别是南水北调受水区的海河南系平原缺水问题、地下水超采问题严重,不仅是单纯的资源问题和经济问题,而且是生态问题、民生问题和社会问题,是关系到河北发展乃至生存的基础性、全局性和战略性的根本问题,是京津冀生态环境支撑区建设的最大短板。南水北调中线一期工程总干渠于2014 年12 月12 日正式通水,多年平均分配河北水量30.4 亿m3(分水口门),2015 年—2022 年平均城镇生活和工业引江水量约14 亿m3,仅占分配指标的46%,江水远未实现引足用好。因此,必须剖析河北江水不能充分利用的原因,尽快缓解河北缺水的状况,支撑经济强省美丽河北建设。
1.工程基本情况
南水北调工程是旨在缓解我国北方水资源严重短缺、优化水资源配置、改善生态环境的重大战略性基础设施。南水北调中线一期工程于2002 年12 月30 日 开 工,2014 年12 月12 日 正 式 通水,输水总干渠工程自丹江口水库陶岔渠首起,至北京团城湖和天津市外环河,输水总干渠总长1432 km,穿越流域面积10 km2以上河流267 条,涉及节制闸、分水闸、退水建筑物和隧洞、暗渠、铁路桥、公路桥等各类建筑物1055座。
中线一期工程多年平均调水量95亿m3,供水目标以城市生活和工业供水为主,兼顾农业和生态用水,各省市用水指标分别为:河南37.69 亿m3(分水口门35.8 亿m3)、河北34.7 亿m3(分水口门30.4 亿m3)、北京12.4 亿m3(分水口门10.5 亿m3)、天津10.2 亿m3(分水口门8.6 亿m3)。通水8 年来,陶岔渠首累计入渠水量523 亿m3,年均调水量65.4 亿m3,最大年调水量92.1 亿m3。
中线一期工程总干渠穿越漳河后进入河北,设计输水规模235 m3/s,加大输水规模265 m3/s,沿京广铁路西侧一路北上,途经邯郸、邢台、石家庄、保定共27 个县(市、区),于涿州市穿越北拒马河中支进入北京,全长464 km。在中线总干渠两岸布设分水口门33 处,天津干渠向河北省供水口门9 处,河北南水北调配套工程已建成的骨干输水工程邢清干渠、石津干渠、保沧干渠和廊涿干渠769 km,从总干渠或骨干输水工程到水厂的输水管道1292 km,新建泵站47 座,配套地表水厂138 座,形成设计总供水能力798.7 万t/d,水厂以上配套工程初步具备了消纳分配水量30.4 亿m3的 能 力。2015 年—2022 年,河北江水利用量逐年增加,多年平均城镇生活和工业利用江水量14.0 亿m3(2022 年最大,达24.9 亿m3)、河湖生态补 水 利 用 江 水 量7.6 亿m3(2020 年 最大,达17.5 亿m3),共21.6 亿m3。江水不能充分利用的原因主要是配套工程体系尚不完善、水费筹措难度大、缺乏兼顾生态用水长效机制等。
2.受水区迫切期待中线工程发挥更大综合效益
《南水北调工程总体规划》明确提出:“南水北调工程的供水目标以城市供水为主,兼顾农业和生态用水;当北方干旱、丹江口水库来水较丰时,南水北调中线工程可以利用输水渠道的加大输水能力,在保证输水工程防洪安全的前提下,通过输水渠道与当地河流交叉处设置的分水口门、退水闸等设施,放水入河湖,增加部分生态用水,改善华北地区日益恶化的生态环境”。从河北配套工程建设和供用水情况看,江水通水以来有效缓解了河北缺水状况,尤其国家启动滹沱河、拒马河、滏阳河等河流生态补水试点后,生态补水取得了明显的生态效果,但仍存在以下问题:一是对江水供水保证程度的依赖度较高。受水区建设了138 座地表水厂,目标多且分散,随着受水区城市水源切换为引江水,江水水源成为水厂主水源甚至唯一水源,受水区城市对引江水高度依赖,中线长江水已经不再是补充水源,而成为了主水源;二是江水指标未能充分利用。由于缺乏江水充分兼顾农业和生态用水的调度和价格等管理长效机制,河北在南水北调城市配套工程体系不完善、通水初期有大量城市冗余水量的情况下,没有充分利用宝贵的江水指标和现有工程体系,充分兼顾农业和生态用水;三是工程体系尚不完善。中线干线工程沿线调蓄工程仍不能满足充分调蓄的要求,供水安全风险程度偏高。中线工程来水过程不均匀,年际变化大、年内分配不均。从工程体系看,中线总干渠输水线路长,其间渡槽、倒虹吸、隧洞、桥梁等各类交叉建筑物众多,深挖方、高填方、石渠等情况复杂,河北配套工程供水目标多、用水户分散、供水量大,一旦遭遇汉江特殊干旱年、总干渠非正常断水或停水检修,均影响下游受水区正常供水,缺乏必要的调节设施使受水区城市供水安全受到威胁。
面对河北严重缺水的省情水情和京津冀协同发展中的定位,为更好地服务京津冀协同发展、雄安新区规划建设、新时代经济强省美丽河北建设的新形势、新要求,充分利用外调水、增加水资源量是解决水资源短缺问题的战略选择。毫无疑问,充分利用南水北调中线工程是京津冀协同发展战略的重要支撑,是京津冀生态环境支撑区建设的战略选择,是华北地下水超采综合治理的必然要求。河北地下水超采时间长、范围广、程度深,造成的危害重、影响大,治理修复地下水生态环境是一个持续、长期的过程。南水北调中线引江水是河北受水区实施城镇生活和工业水源置换压减地下水开采的主力水源,同时也是农业地下水超采治理和河湖地下水回补的重要水源,通过大幅增加水源供给,可从根本上解决地下水超采问题,为全面实现地下水采补平衡和逐步填补超采亏空水量创造条件。
3.中线工程功能定位调整及后续规划设想
中线工程是解决北方地区严重缺水状况的重要战略性基础设施,现状中线总干渠通常处于“小流量、高水位、低流速”运行状态,工程效益尚未充分发挥。中线总干渠河北段共建有22 座退水闸与现有河渠相连,设计流量30 m3/s~117.5 m3/s,具有利用城镇用水达效前和汉江丰水年(时段)的富余水量兼顾河湖生态和农业灌溉的工程条件。实施中线工程向河湖生态补水,回补地下水,对尽快发挥其综合效益、避免工程投资闲置具有重要意义,南水北调中线工程功能定位调整是充分发挥工程综合效益的现实需求,为此提出以下设想。
3.1 调整中线工程供水目标功能定位,最大发挥工程的综合效益
供水目标由“以城市供水为主,兼顾农业和生态用水”调整为“以充分发挥南水北调中线工程最大综合效益为目标,统筹生活、生产、生态用水”。适当调整南水北调中线工程调度管理等有关规定,以向北方最大调水规模为目标,在保证中线干线工程运行安全的前提下,利用总干渠设计(加大)输水规模,优化汉江调度,增加北调水量,创新体制机制,建立生态调度优惠水价政策,加大向华北地区农业和生态供水,修复京津冀水生态环境,填补地下水超采亏空,建立地下水战略储备,支撑京津冀协同发展。
3.2 调整中线工程补充水源功能定位,增设必要的调蓄工程
基于北方的缺水状况和城市配套工程布局情况,将中线工程水源有计划的调整为主水源,提高供水保证率和供水安全性。中线工程来水过程不均匀,沿线工程复杂,建设干线调蓄设施十分必要和迫切。河北境内有必要扩展思路,充分利用总干渠沿线河道入渗回补条件好的优势,开展地下储水,实现地下水资源战略储备;充分利用东武仕、朱庄、黄壁庄、王快等现有水库建设双向连通工程,作为在线调节设施调蓄引江水;谋划新建娄里水库、八里庙水库、雄安调蓄库等,切实提高中线干线工程供水保证率,保障受水区供水安全。
3.3 调整中线工程兼顾生态功能定位,配置生态水量
鉴于京津冀生态环境支撑区和华北地区地下水超采综合治理的新要求,将中线工程水源适当增加生态供水量,并作为重要供水目标进行配置。大力开展河湖复苏行动,重点推进滹沱河、滏阳河、南拒马河、白洋淀等主要河道和湖泊湿地整治,在确保河湖防洪安全的前提下,统筹上下游、左右岸、主槽滩地,实施主槽疏浚、釆砂取土坑整理等,实现河湖水流畅通,形成一定的生态水面,增加地下水回补入渗量,为河湖生态补水创造条件。为确保生态补水方案的长期有效实施和引足用好中线生态补水量,地方宜建立南水北调水价基金,足额筹措水费,为足量调水创造条件。
3.4 加快推进中线后续工程,改善中线工程水源条件
加快实施中线后续即引江补汉工程,力争早日建成通水,实现从三峡向汉江补水。在引江补汉工程建成前,充分利用引江济汉工程,进一步优化调整丹江口水库下游调度,增加北调水量。据预测,如果在足量供给河北每年30.4亿m3水量基础上,再增加12 亿m3左右生态水量,到2035 年,河北受水区地下水超采治理任务将全部完成,局部地下水位将明显回升,雄安新区上游河流等重点河流将实现生态修复。
4.结论与建议
南水北调工程是国家水网的主骨架和大动脉,中线工程是京津冀的主力水源,需要在实践中不断完善工程体系、充分发挥工程综合效益,保障京津冀水安全,支撑经济强省、美丽河北建设,需要深入研究新时代中线工程功能定位及后续工程建设方案。