- 江河连通:构建我国水资源调配新格局
- 陈传友 陈根富
- 10568字
- 2021-04-25 20:21:55
摘要
20世纪以来,随着科学技术的进步和社会生产力的迅猛发展,人类创造了前所未有的物质财富,强有力地推动了社会文明发展的进程。同时伴随着人口的剧增和人们物质文化生活水平的提高,资源过度消耗加之不合理地开发利用,导致了局部资源短缺、生态环境恶化等不良后果。这些直接威胁着人类的生存与发展。在十分严峻的形势面前,大家不得不开始寻求一条人口-资源-环境与发展之间的相互协调,既能满足当代人的需求,又不对满足后代人需求构成危害的可持续发展的道路。水资源则是这条道路上的重要物质基础。
中国是个人均水资源偏少的国家。长期以来,我国人民不屈不挠地与水旱灾害抗争。历史上大禹治水、李冰父子修筑都江堰、史禄建造灵渠,历代劳动人民前赴后继兴建京杭大运河,为中华民族的繁荣富强建立了不朽的功勋。近几十年来,在党的领导下,我国水利建设突飞猛进。在这段时间内,全国用水增加了4.4倍;人均综合用水量翻了一番,用占世界7%的水资源,养活了占全球23%的人口,成为世界上又一奇迹。但是由于我国人口基数庞大,上升速度较快,再加上物质文化生活水平的极大提高,我国北方不少地区出现水资源短缺,而且有的已经影响到当地生态环境安全。2011年中央一号文件明确指出:“水是生命之源,生产之要,生态之基。兴水利,除水害,事关人类生存、经济发展、社会进步,历来是治国安邦的大事。”大力号召全国人民,“必须下决心加快水利建设,切实增强水利支撑保障能力,实现水资源可持续利用。”
作为长期拼搏在一线的水利战士,通过多年的努力研究,历经艰辛,几乎踏遍了我国调水相关的山川河流,收集了众多仁人志士的材料和见解。在科学发展观的指导下,在现有南水北调工程的启迪下,认真学习与总结,基本上摸清了调水区水源的来龙去脉、动力潜在与发掘,地形起伏与变化、地质变迁与演绎。在理论与实践结合的基础上,在保护长江、治理黄河的原则下,把开发、利用、保护有机结合起来,提出了解决我国北方水资源短缺的水资源调配新格局:以长江三峡水库为水资源调配中心,以南水北调中线及其延长至三峡水库的输水道为调水链,根据我国对水资源的实际需要,可不断使之向南、北延伸,相机把海河、黄河、淮河、长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江(以下简称“雅江”)七大江河串联起来,逐步形成分三步实施的新“四横三纵”“六横三纵”(指怒江、澜沧江通过三峡水库向中线补水)、“七横四纵”(指雅江、怒江、澜沧江都通过三峡水库向中线补水)叠加而成的“七横六纵”总体调配格局的战略思路(见彩图)。
第一步实现新的“四横三纵”调配格局,全面完成《南水北调工程总体规划》确定的调水任务。“四横”指海河、黄河、淮河、长江(含金沙江、通天河在内,下同)四大水系;“三纵”指沟通江河的人工水道。该调配格局是在现行南水北调“四横三纵”的基础上发展、深化而来的,主要工作体现在以下几个方面。
改善原中线 [1] :众所周知,原中线从长江支流汉江丹江口水库引水,经湖北省唐白河流域西部,过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口,再沿黄淮海平原西部北上,在郑州以西孤柏嘴穿过黄河,然后沿京广铁路西侧引进,自流入北京。输水干渠全长1263km。同时干渠在河北省徐水县向东分水至天津外环河长154km。丹江口水库多年平均来水量387亿m3,拟定北调130亿m3,加上汉江中下游年用水约170亿m3,合计年引用水310亿m3,引用比例较高。同时,汉江来水极不均匀,在调节计算的35年系列中,最大年来水(1983年)是最小年(1966年)来水的3.7倍。在各年调水量中,小于100亿m3的有9年,占系列长的26%。换句话说,每4年中就有一年调水不足。总之,原中线调水尽管优点不少,但还是给华北平原留下用水不安全的隐患。为此文中提出把丹江口水库(正常水位170m)与南部长江三峡水库(正常水位175m)连通。连通的新中线除了从丹江口水库调水130亿m3不变外,还可根据不同时期需要从三峡水库调水。其中38亿m3,用于替代原东线过黄水量;其余水量主要保证目前黄河下游供水区用水,即主要负担国务院关于“黄河可供水水量分配方案中”河南、山东的配水量。这与将要建设的南水北调西线提供黄河中下游工农业用水的调水量基本相当。这样原计划的东线近期可缩减规模,原规划的西线就可以不建。从而节省大量人力、物力的投入,并为黄河中下游提前供水赢得时间;充分发挥三峡工程在我国的战略作用,减少从长江上游通天河、雅砻江、大渡河调水对下游带来的一系列的社会经济与环境问题。据黄河水利委员会(以下简称“黄委会”)在2000年《调查不利影响及补偿措施》一文中分析,从长江上游三条河调水160亿m3,影响中下游已建和拟建梯级水电站69座,保证出力减少822.3万kW,多年平均发电量减少986.2亿kW·h,分别约占调水前的12%和14%,其影响发电量相当于三峡水电站枯水期出力的两倍多。该调水量约占调水河流引水枢纽处多年平均天然来水量的48%~71%,过大的调水还可能对青藏高原生态环境造成影响。为此文中提出克服上述弊端的途径是将中线水源地从长江支流汉江的丹江口水库,延伸到水源充沛、调节能力更强的长江干流三峡水库。延伸的路径有三条:一是从三峡水库左岸香溪河提水北送,扬程75m,双洞年输水约198亿m3,水流经10节隧洞进入丹江口水库,输水路线长161.4km,其中隧洞长150.25km,最大单洞长25.5km;二是从三峡水库左岸大宁河抽水[2],扬程142m,双洞年抽水约200亿m3,水流在大昌镇白沙坡进洞,经12节隧洞注入堵河,自流入丹江口水库。整个输水线路长115.37km,最长单洞20.4km;三是从三峡水库左岸大宁河分二级抽水,一级在大昌镇提水229.7m,另一级在剪刀峡水库提水222.9m,入堵河龙背湾水库,然后再沿堵河梯级龙背湾、松树岭、潘口、黄龙滩发电后入丹江口水库。输水线路全长63km,其中隧洞长51km,最大单洞长15km。
以上是在14个路径中比选出的3个,它们各有特点:路径一提水耗电量最少、工程难度最小、工程量最大;路径三工程量最小(不计新修水电站),耗电量最大;路径二工程量、耗电量居中。国家可根据国情,在规划中进一步研究选定。
改进原东线:原东线供水的黄河以北广大地区,本来就在原中线控制范围以内。由于当时丹江口水源有限,满足不了整个控制区的需求,不得不另辟蹊径,将天津等部分地区改由原东线供水。原东线从长江下游扬州附近抽取江水,利用京杭大运河及其平行河道,逐级(共13级)提水北送,经过骆马湖、洪泽湖、南四湖到达全线至高点黄河南岸东平湖(海拔40余m)。水流出东平湖后分两支外送:一支向北,在黄河位山附近通过隧洞穿越黄河进入南运河,自流到天津。干线总长1156km,其中黄河以南646km,穿黄段17km,黄河以北长493km。另一支向东过胶东地区,经济南到烟台、威海,全长701km。
扬州距入海口较近,目前下游干流沿岸已经引、提长江水3000多m3/s。扬州附近大通水文站虽然年来水量较大,但枯水期流量有限,每年12月至次年3月,实测最小月平均流量都在10000m3/s以下。换句话说,长江干流下游现有引水流量,已占到大通站枯水期最小月平均流量的30%~35%。如果长江入海口水量再减少,就可能提高长江口盐水入侵的程度。据试验资料介绍,当大通站流量小于9000m3/s时,南水北调东线600m3/s的调水量就应受到适当的约束,以避免海水入侵的威胁。同时东部沿海地区缺乏再生能源,当地主要靠燃煤发电,或千里迢迢地从三峡水电站调电。如果大量发展扬水工程,不但对大气环境不利,也有碍地方节能减排活动。此外,京杭大运河既是排水、排污河道,又是供水、调水河道,水质实难维护。管理层面也强调东线必须先治污,后调水,因为好水一旦变成污水,治理还原是很难的。所以本文提出近期尽量发挥中线调水作用,减少东线调水;后期可以实现新中线供水新东线,即新中线在郑州附近穿黄前预留口门,把从三峡调来的水自流放入东平湖。然后分三路外送:一路向东供水胶东地区;一路向北供水京杭大运河;一路向南供水南四湖地区。这样一来新东线除了保证黄河以南用水外,主要用作恢复京杭大运河用水,为发展我国内河航运、减轻南北交通压力、促进全国节能减排、发展运河两岸旅游并为远期实施全国江河连通做出新贡献。
改变原西线:原西线从长江上游通天河、雅砻江和雅砻江支流与大渡河支流调水的达-贾线、阿-贾线、侧-雅-贾线共同组成。三条线路总长1072km,其中,隧洞长1031km,年输水160亿m3。
由于新中线替代了原西线的调水量,从而解决了河南、山东、北京、天津等引黄灌区用水。这部分被置换的水量,完全可用于黄河中、上游地区,因而原西线可以不建。从全国看西北地区(不包括北方内陆区),目前缺水最严重和水环境问题最突出的还是黄河中下游及其最大支流渭河(含泾河、北洛河)所形成素有“八百里秦川”之称的关中平原,它是我国著名的小麦生产基地,大致包括西安市、铜川市、宝鸡市、咸阳市、渭南市,总面积约5.5万km2,人口约2100万。无论是从国民生产总值、工农业总产值,还是人均产值、人均消耗水平、粮食占有量来衡量,关中地区的经济实力在陕西省乃至西北地区,都居于领先水平。它又是连接我国东西部地区和南北方的交通要道;铁路、公路、航空四通八达,且还具有得天独厚的人文与自然旅游资源。历史上先后有周、秦、汉、隋、唐等13个朝代在这里建都,留下许多著名文物古迹,数量之大,价值之高,在全国首屈一指。但是随着国民经济的不断发展,关中地区水环境每况愈下,20世纪末人均水资源仅有380m3,只相当于全国平均值的1/6,成为全国主要缺水地区。1994—1995年,西安市日缺水量高达40万t,被列为全国资源型缺水城市。21世纪以来,水问题更加严峻。进入关中地区的水量不断减少,地下水普遍超采,超采面积达到2590km2,形成10多处地下水下降漏斗。西安市已出现地面下沉现象,用水高峰期渭河下游断流。河道输沙用水、生态用水被挤占,当年三门峡水库投入运行后,受泥沙淤积上延影响,临潼以下、渭河下游,河道发生严重淤积,致使历史上冲淤基本平衡的渭河下游变成强烈堆积地段,又在干旱的基础上加重洪涝灾害。总之,关中地区自然生态系统正在加快萎缩,生态环境功能减弱,干旱不断强化,如不及时治理与转化,这块历史悠久的西北大地将厝火积薪。黄河流经我国干旱缺水的西北与华北地区,以其占全国河流2%的有限水源,承担占全国国土面积9%和总人口12%的地区供水任务,还要向青岛、河北、天津等50余座大中城市远距离供水,其供水范围和供水规模远远超过黄河水资源的承载能力。黄河也是世界上最复杂、最难治理的一条多泥沙河流,其特点是水少沙多,河道淤积严重,使之在中下游成为横贯于华北平原的地上悬河,一直是中华民族的心腹之患。过大的供水量致使黄河河道生态环境需水量几乎全部被挤占,输沙功能衰竭,河床淤积不断加重,河道主河槽淤积萎靡,“二级悬河”日趋发展,河流健康生命岌岌可危,向内陆河演进的趋势越来越明显,已危及黄河生命。多年的治黄经验告诉我们,“增水减沙”是治理黄河的根本方略。为此文中建议新西线应该移至重庆市小江至陕西的渭河:它依托三峡水库为水源地,扬水400余m,经隧洞穿越大巴山,进入汉江支流任河,再由任河穿隧洞跨过汉江翻越秦岭入渭河,顺江冲沙后在潼关附近注入黄河,起到解决关中地区缺水、渭河冲沙和为黄河干流下游冲沙提供充足水源的重要作用。输水线路全长约400km,其中小江至任河段长114.2km,隧洞长100.5km;任河至渭河段长247km,隧洞长204km。为了减少投入,降低运行成本,保证新西线的可操作性,“长江技术经济学会三峡引水工程研究组”还建议引水分三期实施:前期在不影响三峡、葛洲坝电站发电效益的前提下,每年汛期6—9月,从三峡水库调水40亿m3(含高山水库8.5亿m3);待长江中上游大型水库投入运行后,调水时间从4个月延长到6个月,在不新增调水设施的前提下,增加引水量16亿m3;等怒江、澜沧江调水实施后,再进一步扩大新西线调水,满足渭河及黄河下游生态环境用水。同时还强调在开发过程中,要很好利用三峡地区地形、地势特点,充分合理开发当地水电资源,特别是调峰电站、抽水蓄能电站以及高山水库的蓄水发电电站,把抽水耗电降低到最小。
总之,南水北调“三改”是与时俱进的产物,设想一旦实现,原计划修建的东线,近期可较多地缩减规模,原规划的西线用新西线替代后可以不建,可节省大量的人力、物力与投入,并能提前向原西线缺水区供水。届时长江与黄河的水资源进入联合调度使用的新时代,遇干旱年或干旱季节,黄河水资源主要保证上中游用水;下游及沿海地区主要由三峡水库来水解决。它既完成了南水北调的总体任务,又为长江的开发与保护、黄河的利用与治理奠定了坚实的基础,并及时提出了西北八百里秦川稳定持续发展的对策,又为西北内陆区供水、供电创造了条件。从而极大地节省了工程投资,排除最困难的西线困扰,为全面完成“南水北调总体规划”赢得了宝贵的时间。远期则根据需要和国家财力条件,通过加大三峡水库调水水量后,可基本替代原规划的东线方案,还为从怒江、澜沧江经三峡水库向北方调水创造条件,从而使北方地区国民经济后续发展对供水需求的不断增长,为进一步增加这一地区缺水水量的供给,提供了充分的保障前景。
第二步实现“六横五纵”的调水格局,从怒江、澜沧江向三峡水库补水。
“六横”是指在上述“四横”基础上再加进西南部澜沧江、怒江;“五纵”是指上述三纵中再加进把新中线“一纵”延伸,将长江(含上游金沙江)与澜沧江和怒江沟通的两节人工水道。现行南水北调是根据当时的城市缺水状况和一定的水平年的要求而制定的,与目前的发展和远景预测水平相比,还有一定差距。这是因为“两北”是我国主要缺水地区,不但农牧业发展(包括改良盐碱地、沙地、低产地)需要大量水资源,原材料,能矿资源的加工、冶炼,生态环境的恢复与重建也都需要水资源。即使目前东、中、西三线顺利实现调水328亿m3,也满足不了三地区稳定持续发展用水。以中线为例,年调水130亿m3,2030年(远期供水水平)也只能在黄淮海平原和胶东地区,进一步提高城市供水保证率,生态环境的明显改善,基本建立节水防污型社会,更高的要求还难于达到。更何况,丹江口水库自20世纪90年代以来入库水量呈明显减少趋势。实测资料表明,1990—2000年丹江口水库实际平均年来水量为266.7亿m3,比长系列平均数也有所减少,这有力地说明丹江口水库对保证中线年调水130亿m3也存在不确定性。还有资料表明,中线供水期2002年水平年,中等干旱年缺水数量大于目前调水量。最近我国从事华北平原农业用水研究的专家提出新成果,认为华北平原仅农业生产发展一项,缺水包括小麦、玉米、棉花、大豆、蔬菜等主要作物,缺水总量超过目前城市用水,因此想用城市退水解决农村用水是不可靠的。虽然随着科学技术水平的提高,社会节水力度的加大与普及,各行各业用水会有所降低,但是也要看到,随着人类社会经济实力的提高,人民生活水平不断改善,用水的趋势是波动上升的,只是上升速度不同罢了!
为避免过多调水给三峡工程效益产生的负面影响和持续满足北方地区不断增长的用水要求,如确有必要,建议国家相机实施第二步,即实现“六横五纵”的调水格局,沟通长江与澜沧江、澜沧江与怒江的人工通道。可行的路线暂时选用三条,其中一条以输水隧洞为主,大致在怒江的沙布附近(海拔1830m)建库,水位抬高到2110~2120m,穿过一条总长约35.8km的隧洞,引水到澜沧江的那石(海拔约2080m)然后顺江而下约30km,至海拔2030m的军达建坝,抬高水位至2060m,再穿一条2节总长30.1km的隧洞,引水至金沙江上的达拉(海拔2050m),接着顺金沙江而下,沿途扩容发电后至长江三峡水库,年引水量暂定200亿m3。此外还有一条以河道输水为主的线路;一条以明渠输水为主的线路,作为备用。与替补方案相比较,三者各有特点,可比性强。
由于引水段位于横断山区,山脉高耸,山体单薄,隧洞短,工程量少,有施工条件,而且主要以河道为输水廊道,工程难度小,又可避开我国主要活动地震带——南北大地震带,保证了输水安全。
新格局的主要任务是全面提高南水北调的调水层次,包括增加调水量,提高调水保证率,降低南水北调可能带来的不利影响,特别是对三峡发电和航运的不利影响,同时沿途可获得巨大电力,保证调水双赢的局面。
第三步实现“七横六纵”的调水格局,为北方内陆河流域提供水源保障。
“七横”是指前述“六横”,再加南部的雅江;“六纵”是在上述五纵基础上,再加沟通怒江与雅江一处人工水道。我国南水北调受水区主要是指我国西北、华北,包括海河流域、黄河流域、淮河流域以及东部沿海地区和我国北方内陆河流域,总面积约418万km2,占我国国土面积960万km2的44%。前面各部分通过“四横三纵”“六横五纵”,水源都不同程度地得到解决。只有最后一部分,即我国北方内陆区没有安排水源配置出路。从长远分析,也是我国解决水源问题最困难的地区,如果今天再不想到,由于多方面原因,以后安排就更困难了!
我国北方内陆区是指内蒙古西部内陆河流域、河西走廊内陆河流域、准噶尔盆地内陆河流域、中亚细亚内陆河流域、塔里木盆地内陆河流域、青海内陆河流域以及羌塘高原内陆河流域等7片,计算面积约274.7万km2(实际面积为312万km2),占我国南水北调控制面积的65.7%,占我国土地面积的28.6%。山地少、平原多、光热条件比较好,可利用面积广阔,是我国农牧业进一步拓展的后备基地。北方内陆区人口稀少,1997年总人口达到2670万,占全国13.7亿人口的1.9%,占中国北方调水区人口的5.9%,平均每平方公里不到10人,地广人稀,有可能成为扩大我国人口生存活动空间的有效和理想的区域。此外,我国北方内陆区稀有与贵金属资源、原材料资源、能矿资源比较丰富,不少品种居全国榜首,开发利用前景广阔,是中华民族全面复兴的重要支撑之一。
但是,内陆区属于干旱气候,年平均降水量一般小于200mm,一年的降水量不足一月的水面蒸发量,所以水资源成为一切事业兴旺发达的瓶颈。为此文中提出解决内陆区用水的“七横六纵”调水格局设想,把解决内陆区的水源主要放在西南“四江”上。“四江”流域气候相对较好,降水较多,水资源丰富,土地资源匮乏。不仅当前用水量少,而且今后也不会太多,大量的淡水白白流入大海,且往往与下游邻国径流遭遇形成洪灾,危及下游人民生命财产安全。为了让水资源更好地为人类造福,根据国际社会开发利用水资源的原则,拟从雅江永达峡谷提水北上,经过拉萨河上旁多、易贡藏布上的嘉黎、直抵怒江给以(3580m)。通过多方比较,水流在此有两种走向。一是水流在给以沿怒江顺水而下至怒江沙布,然后沿“六横五纵”“四横三纵”新中线方向入黄河,构建“七横六纵”调水格局,年调水约400亿m3。由于走线海拔低,称低线调水。二是水流在给以北上,穿过澜沧江、金沙江直抵黄河上两湖(鄂陵湖、扎陵湖,海拔4260m),构建新的“七横六纵”调水格局(图上虚线部分)。水流经两湖调节后,通过人工水道,过托索湖,绕苦海,大约在楠木塘北侧附近跌入海拔3100m的曲什安河发电(水头约1000m),尾水再经过发电后入海拔2660m的龙羊峡、拉西瓦—刘家峡—大柳树水利枢纽,然后沿《中国西部南水北调工程》(林一山著)的北干渠,输水至内蒙古、新疆。也可以在兴海南侧附近跌入海拔3400m的大河坝河上的兴海水电站(拟建)发电(水头约800m),发电尾水北上,绕青海湖,过湟水,穿越大通河进入古浪境内(西南山麓),再向西注入新疆,也称“东水西调”。此外还可以考虑经两湖调节后,从托索湖西进至格尔木过当金山入新疆,以上统称高线调水。此外还比较了高低两者结合的调水方案:怒江、澜沧江、金沙江的水走高线,从怒江北上进两湖入内陆区和黄河上中游;另一部分雅江的水走低线入三峡水库进黄河,然后与黄河下游用水置换(通过上游水库调蓄),并把置换出来的水调往内陆地区。三种方案各具特色,建议进一步研究后再择优采用。目前文中暂选用第三方案,即雅江的水走低线入黄河下游;怒江(含怒江)以北的水走高线入黄河两湖,然后通过引水或置换调往内陆地区。
综上所述,可以看出水资源调配新格局的主要优势与特点:
(1)整体性:此处也指全局性,即指工程单元之间,在建设或使用过程中关联紧密的程度。大家知道,建设区各单元所处位置自然条件千差万别,方案很难取得共识。通过分析和“三改”后,提出“七横六纵”一整套统筹兼顾又能分步实施的调配格局,能较好地消除或缓解上述出现的矛盾。
例如,根据国情要求先启动“四横三纵”工程,解决现行南水北调工程规划的任务。工程如期完成后,不仅可保证华北以及新东、西线地区用水,也为兴建“六横三纵”“七横四纵”和新西线用水创造了兴建和使用条件;如果国家要进一步加快西部大开发,提前启动“七横四纵”调水格局(暂用低线入黄)。工程竣工后,不仅保证内陆区用水,同时也完成了“六横三纵”的任务,也为新西线、“五横一纵”工程创造了条件。
总之,七个单元内甲中有乙、乙中有甲,相互支撑,相互利用,灵活机动,全局性强。
(2)长远性:水资源调配新格局,绝不是权宜之计。以水资源为例,文中没有水平年的概念,研究的重点放在对调入区缺水认识上,对调出区水资源丰富程度和可调水量的分析上。只有认识全面、深刻,分析客观、合理,提出的调水规模才可信、可用。文中对国际河流,既看到当前开发利用状况,又照顾今后社会经济发展,使邻国在开发水利中同样得到实惠。通过多方研究对比,参考国内外开发利用实例,文中从当前的科技水平和社会经济发展条件出发,提出在21世纪中叶前后,调水900亿~1000亿m3(考虑了现行南水北调调水328亿m3和三峡水库的调节作用),基本满足相当长一段时间“两北”地区用水之需。
以研究的线路为例,此次重点放在三峡水库上,几乎所有线路都通过三峡水库。水资源是循环再生的资源,只是年与年之间有差距而已。如果水资源很丰富,尽管当前各种原因限制,可调水量不多,但万一出现大旱[3],仍然可调水应急,确保人民生命财产安全。三峡水库完全可起到这样的作用。此外,此次调水格局也考虑了将来我国水网的需要(如有要求的话),即董文虎等专家在《京杭大运河的历史与未来》中提出的,“京杭大运河向两端延伸。向北沟通永定新河、蓟运河、滦河直至秦皇岛入渤海。如还有可能再北上沟通大凌河、辽河直达沈阳;向南从杭州沿富春江南下,到达浙江南部,进入福建连通闽江、九龙江,可分别通过福州、厦门入东江、珠江流域,直抵广州。届时,便形成一条北起东北沈阳,南至珠江三角洲核心城市广州,跨越辽、冀、京、津、鲁、苏、浙、闽、粤九大区域,沟通辽河、海河、黄河、淮河、长江、钱塘江、闽江、珠江八大水系,并通入我国渤海、黄海、东海、南海四大海洋,全长3000多km的大运河。”当然上述还是一种设想,线路怎么走,还需要我们去深入工作和勘察。
(3)可操作性:实施水资源调配新格局,是我国一项最宏伟、难度最大、投资最多的土木工程。如果不用现代眼光处理问题,不利用现代科学技术,恐怕很难付诸实施。通过反复研究,最后把原来纯跨流域调水改变为江河连通工程,即把人工渠道(加部分隧洞)输水工程,改成主要利用原河道输水的江河连通工程。这样一来,线路就避开了穿过我国最活跃的南北大地震带,增加了线路的稳定度,解除了广大群众的担心。同时把以明渠输水的方式,全部改成隧洞输水。随着科学技术水平的提高,掘进技术的进步,利用隧洞成为人们喜闻乐见的新事物。为了降低打洞的难度,文中提出了贯彻长洞短打,把斜井、竖井、提水结合起来的举措,终于在高原上找出多条可比较的线路。隧洞单洞长一般不超过30km,多数在10~20km,增加了施工的可操作性。
(4)灵活性:灵活性的基础是输水线路的多样性。“七横六纵”总体调水格局由三大部分、十几条线路、几十个可选方案组成。实际上每种方案就是一条线路,甚至考虑了多条线路,因此选择起来十分灵活机动。如“七横六纵”中沟通怒江与雅江的“一纵”,既可走低线从怒江顺江而下直抵三峡水库而进入黄河,又可从怒江北上,走高线直抵黄河上的两湖。走高线调水工程量大,到达目的地的线路选择有多种,又能更好地保证黄河冲沙,对防洪也有极大好处;走低线,投资少,难度更小,而且能赢得更多的时间。但是由于水量通过黄河置换,稳定度降低。同时对黄河河床是否会产生不利影响,尚待进一步研究。通过研究初步认为采取双向输水更可靠,即雅江水流(约200亿m3)走低线;怒江、澜沧江、金沙江的水走高线。按此计划,不仅投资省,而且出现上面任何的负面问题都可迎刃而解。
在时间安排上也很灵活,第一步实施的内容不一定要在第一时间完成,也可根据需要放在第二、第三时间完成,不影响其他部分工作。随着时间的推移,科学技术水平的提高,某一部分也有可能暂时不需要,通过决策部门研究后,可停止不建,也不会影响其他部分。所以“七横六纵”不是一成不变的教条,符合与时俱进的原则。
(5)科学性:水资源本身存在两重性,而且全国各地的来水、消水也不是完全一致的。因此江河连通比跨流域调水更符合国情,即多水时放水,少水时进水。只进不出不是很完善的调水方式。文中调水格局的核心是原中线与三峡水库连通。连通的方式虽然多种多样,但都需要抽水。如果没有三峡地区的自然条件,抽水动力是很难解决的。因为,能源特别是水电,在我国现阶段非常紧缺。首先三峡水电站已经建成,而且容量很大,昼夜负荷差也不小。因此,晚上低荷抽水,利用适当的电量不一定对三峡电站造成影响,甚至还有利。此外,丹江口水库是我国已建成的大型水库,由于调水,水电站水位波动较大,发电受到很大影响(包括调水影响)。如果从三峡水库向丹江口水库补水,丹江口水库水位波动减少,且长期处于高水位,就可以增加发电量。以上几项加起来,如果抽水扬程不超过100m,抽水耗电电量不大,估计损失在2%左右。如果要提高抽水扬程,耗电量自然加大。但丹江口水库与三峡水库正常高差只有5m,所需提水的实际扬程不高,要加大提水扬程,是为了降低工程建设难度和工程投资,而这种方式又可利用大巴山地形,兴修一系列的调峰电站、抽水蓄能电站和高山水库蓄能电站等多种形式来补偿提耗电力。更重要的是,我国西南水资源来自高原山区,具备发电、供水、航运、旅游、养殖等多种功能,目前由于受到开发方式的限制,功能不能充分发挥。如果通过三峡水库补水至北方,除利用巨大落差沿江发电外,其他功能均可充分体现,一水多用,效益成倍增长。可见,格局科学性比较强。
由此可见,利用三峡水库调配我国水资源,不仅充分发挥了我国水资源的功能,而且还激活了相当一部分水电站,有力地改变了我国的电力结构,提高了我国电力质量,这一点也十分难能可贵。
[1] 原中线指现行南水北调中线(下同)。
[2] 引用“重庆市巫山研究组”成果,2001年5月。
[3] 这里的大旱是指历史上所谓“四级”标准中的大旱(见《黄河流域水旱灾害》,1996年,黄河水利出版社)。