黄河几字弯水网：南水北调西线配套东延工程构想

赵 勇，王 浩，邓铭江，何国华，何 凡，汪 勇

(中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038)

加快构建国家水网，是党的十九届五中全会明确的重大任务[1]。作为国家水网主骨架和大动脉的重要组成部分，西部调水工程始终受到各界高度关注。2002年国务院批复的《南水北调工程总体规划》明确南水北调西线工程分三期实施，形成从海拔3400 m以上的通天河、雅砻江、大渡河干支流调水170亿m3的总体工程布局。但是由于调水比例高、发电影响大、线路海拔高、生态环境影响突出、施工困难，以及与水源区发展需求竞争，南水北调西线工程始终没有实施。2019年研究提出的西部调水工程构想中，明确提出了西部调水入黄河刘家峡水库的设计思路[2]。2020年以来，为降低水源河流调水比例，减轻对江河源区生态环境的影响，南水北调西线工程调整原高线调水方案，降低调水线路高程，经洮河入黄河刘家峡水库的方案正式纳入南水北调西线工程规划论证[3]，西部调水经洮河入刘家峡水库方案的提出为黄河几字弯水网构建创造了有利的条件[4]。

原南水北调西线工程规划方案在受水区始终面临具体用户不明确，自流覆盖范围有限，水低、地高、人高，取水利用困难，以及引江水进入黄河后难以计量、管控等问题。研究提出黄河几字弯水网建设构想，旨在保障黄河几字弯区经济社会合理需水要求。该方案是基于原南水北调西线方案的配套工程构想，是对南水北调西线工程规划方案的完善优化，对系统破解几字弯区水资源短缺问题，促进构建黄河流域生态保护和高质量发展新格局具有重要意义。

1 黄河几字弯水网布局构想

1.1 黄河几字弯区概况黄河几字弯区是黄河流经甘肃、宁夏、内蒙古、陕西4省区所形成的“几”字形区域，考虑黄河干流的分界作用，本研究的几字弯区主要指黄河“几”字形的内部区域，由西南部洮河、南部渭河、北部和东部黄河四面合围，不包括外部的内蒙古呼和浩特、山西大同、朔州等地。黄河几字弯区总面积36.66万km2，由内蒙古乌海和鄂尔多斯，陕西西安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南、延安和榆林，甘肃白银、定西、天水、平凉和庆阳，宁夏银川、石嘴山、吴忠、固原和中卫，共计19个地市组成，总人口5241万人，2020年国内生产总值3.3万亿元。黄河几字弯区是能源富集区、传统特色农牧区、经济欠发达地区、革命老区、少数民族聚集区、民族文化发祥区、生态脆弱区、自然灾害频发区等“八区合一”的特殊区域[5]。由于大部分为干旱、半干旱区，加之黄河流域水资源开发利用已至极限，水资源十分匮乏是长期制约区域生态保护和高质量发展的重要因素[6]。

1.2 几字弯水网总体布局黄河几字弯水网构建的总体布局是基于西部调水工程入洮河的方案，充分利用洮河与黄河几字弯区高程差，以隧洞形式穿越洮河与渭河分水岭，向陇东黄土高原等地区延伸，全程自流引水到几字弯中部白于山高地，形成几字弯“水脊”，并以此为轴线，东、北、南自流辐射三大发展带，由此形成“一轴三带十片”的黄河几字弯水网整体框架(见图1)。

图1 黄河几字弯水网总体格局概化图

由于几字弯区水低地高，自然河流只能覆盖沿河两岸的低处，广大的几字弯腹地难以自流保障，提出的黄河几字弯水网位于区域高处，可为经济社会系统直接自流补水，避免了人高地高水低、取用水困难、提水成本高等问题，还可与自然河流相互连通，补充河流基本生态用水，协同保障几字弯区水安全。

一轴：洮河(西部调水)-渭河-白于山自流引水主轴线。

三带：依托主轴线，按照区域位置和功能定位，黄河几字弯水网可以分为三个功能带。

(1)南部关中城市群提升带。利用渭河、泾河、北洛河等自然河流或者新建管线供水，利用渭河可以向天水、宝鸡、咸阳、西安、渭南全线自流补水，利用泾河可以向平凉和庆阳几乎所有区县补水，利用北洛河可以从上而下向吴起、志丹、甘泉、富县、洛川、黄陵、白水、澄县等10余个县市沿河自流补水。借助水系连通优势，支撑关中城市群构建水资源保障稳定、水生态健康和谐、水管理协同创新的一体化水网，全面提升生态保护修复和经济社会高质量发展水平。

(2)东部沿黄能源经济带。以管线自流为主，向延安、榆林、鄂尔多斯等东部沿黄地区重要能源基地补水，也可通过向无定河水系上游补水，支撑横山、米脂、绥德等县域河川经济发展，全面释放东部沿黄地区经济发展潜力，构建起经济繁荣、环境优美、民生富裕的国家能源基地。

(3)北部高原生态农业带。可以利用管线或已有沟道，向同心、定边、盐池、鄂托克前旗、鄂托克旗等县旗自流补水。也可以根据国家和区域粮食安全大局，在确有需要的情况下，适时向几字弯北部的毛乌素沙地、陕北风沙滩一带供水，开发后备耕地，并适当进行生态补水，发展高原生态特色农业，构建高产高效、生态安全的粮经产业区。

十片：几字弯水网覆盖范围可分为南部的天水片区、关中平原片区、平凉片区、庆阳片区；东部的鄂尔多斯东片区、榆林片区、延安片区，北部的固原片区、吴忠片区、鄂尔多斯西片区(主要包括鄂托克旗、鄂托克前旗)。

1.3 水网工程干支线方案几字弯水网干线即洮河(西部调水)-渭河-白于山自流引水主轴线，如图2所示。水网干线采用隧洞结合管道方案，全长545 km，其中隧洞390 km，管道155 km，沿线地形剖面图如图3所示。几字弯水网支线可以分为两类，即沿自然河流补水线和管道供水专线，初步规划9条沿河补水线和4条主要供水支线，支撑南部关中城市群提升带、东部沿黄能源经济带和北部高原生态农业带供水需求。13条支线全部自流，可以实现主要城市、重要能源基地和河流水系补水的全覆盖。

图2 黄河几字弯工程布局示意图

图3 黄河几字弯水网干线地形剖面图

1.3.1 水网干线工程 (1)洮河至渭河段。几字弯水网调水起点可以与不同的南水北调西线调水入洮河的方案相衔接，比如从洮河九甸峡水库死水位2166 m取水，穿越洮河至渭河分水岭至渭河干流，终点高程1785 m，落差381 m，全部采取隧洞输水，隧洞长度66 km，平均坡降5.7‰。(2)渭河至清水河(固原)段。线路长205 km，全部为隧洞，水位从1785 m降低至1645 m，落差140 m，平均坡降6.8，沿途经过咸河、散渡河、南河、葫芦河、清水河等。(3)清水河至甜水河段。线路长119 km，全部为隧洞，水位从1645 m降低至1560 m，落差85 m，平均坡降6.4，沿途经过折死沟、甜水河等。该段终点为隧洞和管道的分界处。(4)甜水河至管道干线终点。该段线路长155 km，考虑到损耗、管理以及冬季供水等因素，建议该段以管道输水为主，水位从1560 m降低至1480 m，落差80 m，平均坡降5.2。

1.3.2 南部关中城市群提升带支线工程 (1)渭河干流补水线。通过渭河分水口向渭河干流补水，补充位于渭河沿岸及关中平原的天水、宝鸡、咸阳、西安、渭南等相关地区需水要求。(2)散渡河-南河-葫芦河等补水线。通过散渡河-南河-葫芦河等自然河流，补充通渭县、静宁县、庄浪县、秦安县、张家川县、清水县以及西吉县、会宁县等需水要求。(3)泾河支线。通过清水河分水口向泾河补水，为平凉市区、泾川县、长武县、彬县等泾河流域地区供水。(4)庆阳支线。东川是苦咸水河流，无法直接补水，采用管道沿塬上输水，补充庆阳市董志塬以及各县区需水要求。

1.3.3 东部沿黄能源经济带支线工程 (1)延安支线。向延河等河流补水，供水至延安市区、安塞县、延长县等地区。(2)北洛河支线。向北洛河补水，为吴起县、志丹县、甘泉县、富县、洛川县、黄陵县，以及下游其他可以惠及的县区供水。(3)无定河支线。向无定河补水，为无定河流域的榆林市区、米脂县、绥德县、靖边县、横山县、子洲县等区县供水。(4)鄂尔多斯东支线。主要向伊金霍洛旗、乌审旗等供水。

1.3.4 北部高原生态农业带支线工程 (1)清水河补水线。通过清水河分水口向流域补水，主要服务固原市和同心县等市县。(2)折死沟补水线。通过折死沟分水口可补充清水河流域和同心县。(3)甜水河补水线。通过甜水河分水口补充甜水河流域，主要为吴忠市。(4)宁东支线。支撑支线以西潜在土地开发，包括吴忠市和鄂尔多斯部分地区。(5)鄂尔多斯西支线。可向定边、盐池、鄂托克前旗、鄂托克旗供水，也可服务清水河流域和同心县，支撑经济社会和农牧业开发需水要求。

1.4 适宜调水规模分析黄河几字弯区需水增量主要包括4个方面[7]。(1)生活需水要求。2020年区域主要地市城镇化率介于40%～60%，未来预期将达到70%以上，随着城镇化水平提高，生活需水要求明显增长；(2)工业发展需水要求。黄河几字弯内主要包括神东、宁东、陕北、黄陇四大能源基地，虽然国家实施碳达峰、碳中和行动，但是未来一个时期，煤炭、煤电和煤化工等能源产业链延长，高附加值产业发展带来的需水要求将持续增加[8]；(3)生态保护修复需水要求。主要包括控制地下水超采，保障黄河几字弯内渭河、泾河、北洛河、无定河等主要河流基本生态需水，维护红碱淖等重要湖泊湿地健康生态需水，以及改善人居环境带来的需水要求；(4)后备耕地开发需水要求。为了保障国家粮食安全，基于黄河几字弯内后备耕地的适宜性评价，区域具有经济开发价值的耕地资源面积约4400万亩，其中高等级耕地后备资源面积为1400万亩[9]，初步考虑将未灌溉耕地作为优先开发区，以高等级耕地后备资源作为新增灌溉面积，按照最先进节水种植模式和灌溉方式确定农业新增需水。

在需水预测的基础上，几字弯水网调水规模主要考虑4方面的需求。(1)优先保障生活和工业用水增量；(2)置换被生活和工业挤占的生态和农业用水，还水于河湖，还水于地下；(3)解决水源置换后仍然存在的重大生态问题，如地下水局部超采和红碱淖的生态补给等；(4)未灌溉耕地和潜在后备耕地开发的灌溉用水。基于几字弯未来经济社会发展水平和用水定额预测，初步估算各行业年需调水量，城镇生活为7亿m3，其中存量5亿m3，增量2亿m3；能源工业为16亿m3，其中存量和增量各8亿m3；生态补水2亿m3，农业灌溉需水29亿m3。

几字弯水网外调水规模可以按照供水目标的层级分期实施，也可以一次建成逐步扩大调水规模。按照供水目标层次分级，第一层级为生活需水，需调水量为7亿m3；第二层级为生活加上工业发展需水，需调水量为23亿m3；第三层级为生活、工业加上生态需水，需调水量为25亿m3；第四层级为生活、工业、生态加上后备耕地开发需水，需调水量为54亿m3，如图4所示。基于以上分析，建议几字弯水网每年调水规模为25亿～54亿m3。

图4 满足不同发展层次的黄河几字弯需调水量分析

1.5 工程投资初步匡算黄河几字弯水网干线工程主要包括隧洞、管道两大部分，考虑25亿m3和54亿m3两种调水规模，按照单体建筑物造价进行水网干线工程投资匡算，配套工程费用暂不考虑。

(1)隧洞投资匡算。隧洞全长390 km，按照25亿m3调水规模匡算，工程设计流量80 m3/s。按照工程施工要求，预计总洞挖方量为1803万m3，考虑黄土高原区挖方料处置环境保护要求，挖填方及隧洞支护、衬砌等处置费用综合按照3000元/m3[10]，对应的隧洞造价约541亿元(静态投资)，约合1.4亿元/km。同样如果调水规模为54亿m3，则隧洞工程造价为1168亿元(静态投资)，约合3.0亿元/km。

(2)管道投资匡算。管道全长155 km，按照25亿m3调水规模匡算，工程输水流量80 m3/s，参照南水北调中线工程北京段等管道投资(管道全长约56 km，流量50 m3/s，采用2根内径4000 mm PCCP管道并排输水，投资12.5亿元，单价约为0.22亿元/km)，根据流量等比例折算工程单价，管道静态总投资约为93亿元。同样如果调水规模为54亿m3，则管道静态总投资约为142亿元。

综上，如果黄河几字弯水网干线工程调水规模为25亿m3，工程造价约为634亿元(静态投资)；如果调水规模为54亿m3，工程造价约为1310亿元(静态投资)。

2 黄河几字弯水网建设的战略效益

2.1 构筑国家持续发展腹地经济区，打造黄河国家战略新引擎黄河几字弯区拥有2个省会城市(西安、银川)、1个省域副中心城市(延安)以及鄂尔多斯、榆林、庆阳、天水等省内经济强市，以占陕、甘、宁、蒙四省20%的土地面积承载了55%的人口，创造了59%的GDP，是西北地区经济发展的桥头堡。2020年，黄河几字弯区共有西安、榆林等8个GDP超过1000亿元的城市，2010—2020年，几字弯区GDP年均增速达到8.6%，是西部地区经济增长的重要引擎。

随着黄河流域生态保护和高质量发展、一带一路、东数西算、西电东送、宁夏沿黄经济带建设、呼包鄂榆和天水-关中城市群建设等多个重大国家战略和规划的相继实施，几字弯区正处于发挥优势、实现跨越式发展的难得机遇期。几字弯水网工程如果实施，区域水资源制约的最大发展短板将会得以弥补，可有力支撑西安、银川、鄂尔多斯、榆林、延安、庆阳等城市发展，打造极具潜力和活力的几字弯城市群，并有效承接国际和东部发达地区产业转移，带动一系列上下游产业的发展，未来市场规模将得到巨大拓展，有望成为我国经济强势增长点[11]。

2.2 逐步释放能源矿产潜力，长期稳定保障国家能源资源安全黄河几字弯区是世界级能源矿产富集区，也是我国能源矿产最重要的生产基地。几字弯区拥有全国66%的煤炭资源、12%的原油储量、90%的煤层气储量，全国14个亿吨级大型煤炭基地中的4个(宁东、神东、陕北、黄陇)分布在该地区[12]。几字弯区也是油气资源的富集区，且未动用储量规模大、可采储量采出程度低，未来具备进一步增产的潜力。作为我国能源的主要输出区，几字弯区提供了超过50%的能源调出量，保障了京津冀、山东半岛、长江三角洲、珠江三角洲、长江中游等地区的能源需求。几字弯区还是我国重要的矿产资源基地，钠盐保有量占全国70%，铝、钼、稀土、铌矿储量占全国一半以上。

2001—2020年我国能源消费量平均每年增长11.2%，一次能源生产量平均每年增长8.9%，能源消费增速明显高于生产增速。在国内能源需求和国际环境不确定性呈现双升态势，以及石油和天然气对外依存度分别高达70%和45%的情况下，稳定并提升我国能源自给率极为迫切。而水资源短缺是几字弯区能源开发的最主要限制性因素，新增能源项目用水必须通过存量节水和水权转化才能得到保障。在优化几字弯区产业结构、提高能源产业附加值、延长产业链、控制碳排放的基础上，规划建设几字弯水网，可极大的增强供水保障能力，释放能源矿产潜力，提升我国能源资源安全保障水平。

2.3 增强生态系统稳定性，打造秀美宜居的生态环境黄河几字弯区作为黄河流域和“两屏三带”中的黄土高原生态屏障所在区域，对于维护关中平原、华北平原乃至全国生态安全都具有重要意义。由于秦岭、太行山等山脉的阻隔作用，塔克拉玛干、巴丹吉林、腾格里等地区风沙经过分选，逐次降落在几字弯区的黄土高原，有效保障了富饶的中原地区不受大规模风沙侵蚀。但由于该区域大部分位于干旱、半干旱地带，沟壑纵横，地形破碎，导致生态敏感区和脆弱区面积大、类型多、程度深，是全国水土流失最严重的地区，生态系统不稳定。目前黄土高原约2137万hm2水土流失面积亟待治理，尤其是786万hm2的多沙粗沙区和粗泥沙集中来源区对下游悬河构成严重威胁[13]。可以说，黄土高原的生态健康直接维系着黄河的健康运行。

由于水资源紧缺的条件约束，区域经济社会用水和生态环境用水存在强烈的竞争关系，建设几字弯水网可以显著提升区域生态环境治理保护能力。通过置换被生活和工业挤占的生态用水，还水于河并同时促进污水资源化利用，渭河、延河、无定河、窟野河、石川河等主要河湖水量将会明显增加，保障基本河湖生态需水，水体水质也会得到普遍提升，河湖生态活力将得到大幅提高。通过水源置换等多种方式，还可实现治理地下水超采，并为红碱淖等重要生态对象提供水量补充。未来，如果进行后备耕地开发，随着灌溉绿洲的建设，新建绿洲将与原有流域绿洲一起，共同构成稳定的生态屏障，能够有效控制库布齐沙漠和毛乌素沙地的扩张，减少区域风沙侵蚀，进一步降低入黄泥沙含量。

2.4 促进实现水沙协调治理，保障黄河流域水安全水少沙多、水沙关系不协调是黄河流域水安全最大的威胁。河口镇至三门峡区间是黄河流域泥沙的主要来源地，占全河沙量的90%以上，泥沙年内分配十分集中，90%的输沙集中在汛期。近年来，由于上游引黄水量增加，加之刘家峡、龙羊峡水库联合运用导致宁蒙河段汛期来水减少，宁蒙河段主槽过流能力由1980年代的约4000 m3/s减小到目前不足2000 m3/s，低于2030年宁蒙河段适应平滩流量阈值2000 m3/s[12]，造成内蒙古三盛公至昭君坟200 km以上河段形成新的悬河。水沙关系的不协调也加剧了宁蒙河段的凌汛灾害，1986年以来内蒙古河段凌汛堤防决口6次，造成重大经济损失。

建设几字弯水网与西部调水入黄河方案可以实现水沙协同治理，西部调水入黄河方案从上游水库补水，结合规划建设的黑山峡等重大枢纽工程，通过增加干流水量塑造协调的水沙关系，减少河道的游荡性[11]，逐步遏制和改善宁蒙河段、禹潼河段淤积抬升，实现2030年宁蒙河段适应平滩流量阈值2000 m3/s，远期平滩流量阈值2500 m3/s，渭河下游河道、小北干流适应的潼关高程阈值328 m左右，2070年潼关高程可冲刷下降至326 m左右的目标[13]。此外，西线调水经洮河进入黄河几字弯区，通过置换被生活和工业挤占的生态用水，助力生态恢复，降低入黄泥沙含量，将黄河上游宁蒙河段输沙量控制在0.4亿t/a左右[13]。同时几字弯区新增退水与西部调水入黄河水量可在潼关汇合，共同促进黄河中下游水量保障和水沙协调，确保下游河道安澜。

2.5 巩固和改善生活生产水平，建设成为造福人民的幸福河黄河几字弯区地处老(革命老区集中)、少(少数民族地区)、穷(欠发达地区)地区。由于历史、自然条件等原因，经济社会发展整体滞后，居民生产生活水平整体较低。2020年几字弯区居民人均可支配收入为2.58万元，仅为东部地区的60%，经济发展水平与东部地区及长江流域相比存在着明显的差距。与东部地区相比，该区域第三产业规模小、层次低、缺少相对竞争优势，难以形成稳定收益。因此，第二产业必然是几字弯区实现经济社会跨越式发展的主要支撑，但由于水资源短缺，工业发展难以向更高层次阶段迈进。

建设几字弯水网可以系统升级城乡水利基础设施，将最大程度缓解区域生活和产业缺水，并通过工程建设带动一系列上下游产业的发展，为众多勘探、设计、施工、服务行业以及技术创新带来市场机会和收益，是实现乡村振兴与区域协调发展的关键。随着能源和矿产资源经济潜力逐步发挥、产业的发展和耕地的开发，并在现代科技和节水观念的引领下，钢铁、能源、电力、煤炭化工、建材、旅游等现有产业基础作用将充分发挥，增强区域发展造血能力，改善老少穷地区居民生产生活水平。

2.6 提升后备耕地开发战略潜力，成为国家粮食安全的重要压舱石黄河几字弯区处于北纬35°—40°农作物黄金种植带，同一纬度带分布有黄淮海平原、汾渭平原等主要农产品生产区。当地土地丰富、光热充足、气候温和，有利于开展大规模农业机械化种植，较大的昼夜温差也有利于农业病虫害防治。但受水资源条件制约，几字弯区耕地灌溉率低。此外，区域土地开发适宜性评价表明，扣除城市和现有耕地等已经开发利用的土地，区域具有较大开发潜力的高等级后备耕地资源面积仍有约1400万亩。

中国是世界上粮食生产与消费最多的国家之一，2020年全国粮食产量和消费量分别占全球总量的25%和24.4%。尽管从2004年起我国粮食产量已经实现17年连增，但受人口规模增加和饮食结构升级等因素影响，现阶段我国粮食供需仍处于紧平衡状态，粮食自给率从2004年的95%，下降至2012年的88.4%，并进一步下降到2020年的85%[14]。根据相关预测，2030年全国粮食供需缺口将在现状的基础上再扩大1.1亿～2.0亿t[15]。只要解决了水资源短缺的问题，在深度挖掘节水潜力的前提下，几字弯区就可成为我国未灌溉耕地和后备耕地资源开发的重要基地，具备建设大规模国家农场的先天条件。若我国出现大幅增加粮食产量的任务需求，几字弯区即可通过建设配套灌溉工程，保障国家粮食安全。

3 对南水北调西线工程的优化完善作用

调水入黄河干流是南水北调西线工程的主要目标，几字弯水网是南水北调西线配套东延工程，主要解决黄河干流难以保障的几字弯区域需水要求，是对南水北调西线工程规划方案的完善优化，其优势主要体现在以下几个方面：

(1)可以实现“高水高用”，解决水低地高用水困难的问题。南水北调西线工程现有规划主要是调水入黄河，然后再从黄河干流取水利用，由于水低、地高、人高，黄河只能自流覆盖沿河两岸的低处，广大腹地供水难以保障。几字弯水网位于区域制高点，人工“水脊”位于地理最高处，可为经济社会系统全程自流补水，避免了取用水困难、提水成本高、难以持续利用等问题。还可与低处的自然河流连通补水，系统破解水资源短缺制约，使西线调水工程效益最大化。

(2)可以实现“专线专用”，避免多水源混合运行管理难题。原南水北调西线工程方案会导致高成本的外调水与黄河干流水量完全混合，造成两种水源的水权界定、水价制定、监管监控等十分困难，运行管理必然面临极大的挑战，甚至可能导致低效运行的困境。几字弯水网不与黄河水源直接混合，专线专用，用户明确，权限明晰，可避免水权、水价、取用、计量、监管等一系列运行管理难题，有利于调水工程管理运行。

(3)可以打通“渭河通道”，解决渭河流域缺水和水沙不协调问题。如同黄河干流一样，渭河流域也深受缺水和洪涝灾害影响，几字弯水网可打通南水北调西线工程的渭河输水通道，一方面可从上游向渭河干流直接补水，保障经济社会用水，支撑以国家中心城市西安为核心的关中平原城市群发展；还可以满足河湖生态需水，全面提升水生态环境质量。另一方面，将渭河作为南水北调西线输水通道，还可以协调渭河水沙关系，改变下游河道演变和河床冲淤现状，促进渭河回归自然河流侵蚀面，减缓洪涝灾害。

(4)可以形成“三线配水”优化格局，促进西线调水高效输配。几字弯水网可以实现将渭河与黄河共同作为南水北调西线的战略输水通道，由此形成黄河、渭河和几字弯水网三线输配水的优化格局。“三线配水”可实现高低处、上下线布局，各自具有特定功能，形成连通互补、整体互剂的水网格局，协同保障区域水资源安全。

(5)可以构建“互补协同”工程体系，保障黄河流域水安全。南水北调西线工程入黄河方案可基本保持原规划供水对象和目标，解决几字弯内黄河干流水量难以自流供给区域的水安全保障问题。在潼关以上，可与南水北调西线工程入黄河干流方案协同保障几字弯区水安全；在潼关汇合后，可以提升调水调沙潜力，为黄河中下游水资源保障和促进水沙协调提供新动力。此外，几字弯水网与规划和在建的黑山峡水利枢纽、引汉济渭等工程具有很好的时空互补性。

(6)可以与南水北调中线“丰枯互济”，提高供水保障率。南水北调中线已经成为华北地区人民群众饮水安全、河湖生态环境复苏和南北经济循环畅通的生命线。几字弯水网和南水北调中线可通过引汉济渭工程产生直接水力联系，从而实现水资源“丰枯互济”。当丹江口水库来水不足，北调水量难以保障时，可适当减少引汉济渭工程取水量，增加几字弯水网供给，从而保障中线工程北调水量，反之亦然。通过与南水北调中线工程“互补互济”，大幅提高南水北调中线工程受水区和几字弯区供水安全保障程度。

4 生态环境风险及应对措施

黄河几字弯水网具有显著的经济社会效益，但如果开发利用方式不当，也可能带来一定的生态环境风险。首先是外调水替换当地生产生活用水后，一方面还水于河湖，另一方面回归水量增加，这可能会降低河流侵蚀基准面，增加对河道两岸的冲刷[16]；其次外调水增加可能改变局部区域气候水文要素，加剧气候水文条件的不确定变化[17]；黄河几字弯区部分区域地势平坦低洼，若发展灌溉面积、开发后备耕地，如果排水不畅可能会导致局部区域出现土壤次生盐渍化等问题。面对潜在的生态环境风险，需要通过科学的应对措施进行防范。

(1)调水后河道径流增加带来的侵蚀问题。黄土高原沟壑纵横，控制适宜稳定的河道径流量是防止河道侵蚀，减少入黄泥沙的关键。调水后，通过置换当地生产生活用水，增加河道径流，改变原本的河道侵蚀基准面，需要做好以下几方面措施：①对潜在影响的河流做好适宜生态补水过程的基础研究，确定不同河流适宜的生态补水量、适宜流速等关键阈值；②需要优化水量调度模式，充分利用已建和规划的调蓄工程，以恢复河道径流自然过程为目标，合理调控水流过程；③在可能造成冲刷的重点河段，采取措施将侵蚀强度控制在可接受范围内。

(2)外调水可能改变局部气候水文要素的问题。参考西部调水对区域气候影响相关研究结果[18]，外调水会增加局部水汽，导致降水、温度等气候水文要素变化，在黄河几字弯这种生态环境脆弱区域，需要充分考虑可能带来的影响：①开展调水对区域气候水文影响的基础研究，模拟预测未来不同调水规模的定量影响；②结合工程与非工程措施提升重点区域的保护程度，在水土流失重点区域完善工程措施，同时突破空中云水资源预测-预报-调控等关键技术，开展云水资源的合理开发利用。

(3)发展灌溉面积、开发后备耕地可能导致的次生盐渍化问题。高标准设计灌区排水，合理管控区域地下水位是建设防止生态灌区次生盐渍化的关键，需要提前做好如下几方面的工作：①开展黄河几字弯区潜在灌溉面积发展区域水盐运移规律的机理研究，确定形成次生盐渍化的关键阈值；②通过高标准建设灌溉排水设施，防止次生盐渍化发生；③探索外调水与微咸水的二次混合利用技术，加强灌溉排水重复利用和生态补水。

5 结论与建议

(1)黄河几字弯水网是借助南水北调西线工程调水入洮河的方案，充分利用洮河与黄河几字弯区的高程差，以隧洞形式穿越洮河与渭河分水岭，向陇东黄土高原等地区延伸，全程自流引水到几字弯中部白于山高地，形成人工“水脊”，并以此为轴线，东、北、南自流辐射三大发展带，由此形成“一轴三带十片”黄河几字弯水网整体框架，初步设计调水规模为25亿～54亿m3。(2)几字弯区能源和矿产资源富集，但区域自然生态环境脆弱，经济社会发展相对滞后，水资源是制约几字弯区生态保护和高质量发展的主要因素。建设黄河几字弯水网可以充分激发经济活力，释放能源和矿产潜力，提升生态治理能力，不仅有望成为黄河重大国家战略的新引擎，带动国家腹地经济持续发展，对于保障黄河长治久安以及国家能源安全、生态安全和粮食安全也将发挥巨大作用。(3)南水北调西线工程现有规划主要从黄河干流取水利用，水低、人高、地高，难以利用。几字弯水网可以避免大规模从黄河提水的高成本问题，还可以实现高水高用、专线专用，可以打通“渭河通道”，实现“三线配水”优化格局，并可与中线工程“互补互济”，是西线规划方案的优化完善。 (4)南水北调西线事关黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略建设实施，事关我国北方经济社会发展战略全局和民生改善。建议将黄河几字弯水网纳入南水北调西线工程规划方案，进行整体比选论证，优化完善南水北调西线工程规划布局。