对南水北调西线工程的认识与评价

对南水北调西线工程的认识与评价

摘要从20世纪50年代开始，我国水利工作者对南水北调工程进行研究，到目前为止，逐渐形成了东、中、西三条线路，并与长江、淮河、黄河、海河四大流域相互联结，构成了我国水资源开发、配置、利用“四横三纵”的总体战略格局。

关键词南水北调西线工程认识评价

从20世纪50年代开始，我国水利工作者对南水北调工程进行研究，到目前为止，逐渐形成了东、中、西三条线路，并与长江、淮河、黄河、海河四大流域相互联结，构成了我国水资源开发、配置、利用“四横三纵”的总体战略格局。南水北调西线工程，是从位于青藏高原的大渡河、雅砻江、通天河甚或澜沧江和怒江向黄河流域上中游地区调水。这一调水工程具有规模宏大、技术复杂、效益显着的特点。一、南水北调西线工程是当今世界上规模最大的调水工程跨流域调水，是实现水资源在一个国家或一个特定区域内优化配置的重要手段，世界各国尤其是一些发达国家普遍采用了这一手段。截止到20世末，世界上先后有20多个国家实施了跨流域调水工程。目前，美国已建成跨流域调水工程十多项，如联邦中央河谷工程、加利福尼亚州北水南调工程、向洛杉矶供水的科罗拉多河水道工程、科罗拉多河——大汤普森工程、向纽约州供水的特拉华调水工程和中央亚利桑那工程等。这些调水工程的年调水总量为200多亿立方米。其中，最大的调水工程为1937年兴建的联邦中央河谷工程，该工程年调水量134亿立方米，引水线路长986公里；澳大利亚为解决墨累河及其支流马兰比吉河的干旱缺水问题，开发利用雪山河水资源，1949年开始兴建雪山调水工程。该工程共建大小水库16座，总库容85亿立方米，输水隧洞145公里，明渠80公里，年调水量亿立方米；被誉为以色列中南部用水命脉和生命线的国家输水工程，或叫北水南调工程，1964年建成投入使用，输水管线长300公里，输配水系统年供水量为12亿立方米；巴基斯坦1960年开始实施的西水东调工程，从印度河的西三河调水到东三河，年调水量160亿立方米，引水线路长622公里。与发达国家相比，我国在跨流域调水工程的建设水平与规模上存在着不小的差距。到目前为止，我国兴建的跨流域调水工程均为中小规模。如引滦入津工程、引黄济青工程、引碧入连工程、引大入秦工程、东深供水工程、江水北调工程等。其中，调水规模最大的工程为江苏的江水北调工程，多年平均调水量41亿立方米，输水渠长400公里；其次为引滦入津工程，年调水量亿立方米，输水渠长286公里；其余的调水工程，年调水量均在10亿立方米以下。我国正在规划的南水北调东线工程，从长江下游江苏扬州江都泵站抽水，利用京杭大运河及其平行的河道输水，拟在江苏省江水北调工程基础上分步实施。第一步工程主要向苏北、鲁西南和胶东地区补充水源，年均抽长江水60亿立方米，输水干线长660公里。第二步将抽长江水的规模扩大至110亿立方米/年。南水北调中线工程是从长江中游向邻近的华北平原调水，根据规划，中线工程将按近期引汉江水和远景引长江水分步实施。近期从汉江调水，推荐加高丹江口水库大坝，年均调水145亿立方米的方案，输水干渠从丹江口水库引水至终点北京，渠线主长1246公里，其中黄河以南段462公里，黄河以北段774公里，渠线与黄河立交。远景调水量220亿～230亿立方米。与国内外已经实施和正在规划研究的跨流域调水工程相比，南水北调西线工程规划可谓当今世界上规模最大的调水工程。1、调水量最大根据对黄河上中游地区缺水量的预测和对调水区水文条件、经济社会发展需求以及生态建设和环境保护要求综合分析，南水北调西线工程规划在2050年以前，分别从大渡河、雅砻江、通天河及其支流调水160亿～170亿立方米。此外，从发展战略上考虑，要适应黄河上中游地区乃至西北地区远景更大范围的经济、生态、环境用水需求，规划还研究了从西南地区的澜沧江、怒江向黄河调水的西线后续水源工程，据初步分析，后续水源可调水量达160亿～200亿立方米。这样，南水北调西线工程远景可能达到的调水量为320亿～370亿立方米，在国内外已经建成和目前正在规划研究的跨流域调水工程中，这一调水量是最大的。即使不考虑远景后续调水量，南水北调西线工程2050年以前的调水量160亿～170亿立方米也是最大的。2、水源点最多一般，一项大型的跨流域调水工程的水源点只有一个，如我国南水北调东线工程的水源点为江都泵站，南水北调中线工程的水源点为丹江口水库。目前世界上已经建成的年调水量最大的调水工程——巴基斯坦西水东调工程的水源点也只有两个，即位于印度河干流上的塔贝拉水库和位于杰卢姆河上的曼格拉水库。而南水北调西线工程仅一期工程的水源点就多达5个，即达曲上的阿安、泥曲上的仁达、杜柯河上的上杜柯、麻尔曲上的亚尔堂和阿柯河的克柯。若再算及第二、第三期工程，则水源点更多。3、调水线路最长跨流域调水线路的长度，应从水源点算至受水区。南水北调西线工程第一期工程从最远处的水源点至黄河干流的长度为260公里。规划第一期工程最远的受水区为龙门-三门峡河段的关中地区和汾涑河地区，从贾曲入黄口算起，至三门峡止，黄河干流长度约3412公里。这样，南水北调西线工程第一期工程的调水线路长达3672公里。4、受水区最广南水北调西线工程的受水区，主要是黄河流域的青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等六省的部分缺水地区，还可向黄河流域以外的甘肃河西走廊地区供水。其受水区域之广，是当今世界任何已建和规划建设的跨流域调水工程所无法比拟的。5、配套工程建设任务最重南水北调西线工程与其他调水工程相比，最大的不同点在于，调水进入了黄河干流河道，而并非直接送到了受水区。受水区要利用南水北调西线工程调来的水资源，必须要修建相应的配套工程，如大柳树灌区要用水，必须要修建大柳树水利枢纽；龙门灌区要用水，必须修建古贤、禹门口水利枢纽，或修建大型的提灌站；黑河流域和石羊河流域要用水，必须要修建从黄河干流进入上述两个流域的提水工程等。如果这些配套工程跟不上，西线工程调过来的水就无法利用，而要全部建成上述西线调水工程的配套工程，其任务是相当艰巨的。

二、南水北调西线工程是当今世界上难度最大的调水工程特殊的地理和气候条件，决定了南水北调西线工程将成为当今世界上难度最大的调水工程。1、规划、建设、运行管理条件最为艰苦南水北调西线工程的调水工程区位于青藏高原的东南部，西起通天河，东至大渡河，南临川西高原，北至黄河干流，面积近30万平方公里。这一区域的海拔高程为3000～4500米，地面气压较低，仅相当于海平面气压的60%～70%，空气中的含氧量也相当于海平面的60%～70%。这里冬季严寒而漫长，区域内极端最低气温为-30℃～-40℃，大部分地区日平均气温在0℃以下的时间长达5～8个月。低压、缺氧和寒冷构成了调水工程区的气候特点。这种气候特点，使得工程的勘测、规划、设计工作困难重重，参加这项工作的水利科技工作者甚至为此付出了生命的代价。由于气压和供氧不足，必将使施工机械效率低下，运行成本增加，工期可能被拉长。在这样气候条件下，工程建成后的运行管理工作也将面临着极大的挑战。2、地质条件最为不利调水工程区多为陡倾岩层，褶皱构造异常发育，地层褶皱强烈。北西—南东向断裂构造较为发育，其中部分为活动断裂。整个工程区位于可可西里-金沙江强地震带内。工程区多年冻土和季节性冻土普遍存在。这种不利的地质条件，将会给调水工程带来一系列棘手的问题，如调水线路穿越活断层的处理问题；隧洞进出口的高边坡问题；深埋长隧洞的高地应力和高地温问题等。3、施工技术要求最高国内外在高海拔、低气压、缺氧、寒冷条件下的水利施工普遍缺乏经验。在调水工程区内要修建200多米高的面板堆石坝，如何解决防渗问题，冻胀破坏问题等，都要求采取特殊的施工措施。这里对深埋长隧洞的施工会提出更高的要求，如长隧洞的自然分段、不同地质条件下采用何种更为有效的掘进技术等。4、对外交通最为困难调水工程区人烟稀少，每平方公里仅有2～3人，农业生产以畜牧业为主，几乎没有工业。与这样的经济、社会条件相适应，调水工程区的交通基础设施十分落后。调水工程区不仅海拔高，而且地形相对高差很大，盘山公路的修建，施工极其困难。再加之调水水源点多，隧洞施工面多，要求对外交通的基础设施工程量巨大。5、社会关系最为复杂调水工程区为少数民族聚居区，广泛分布着藏族、羌族、回族等少数民族。如何妥善处理与少数民族的关系，必须慎重对待，不可掉以轻心。三、南水北调西线工程是当今世界上效益最大的调水工程南水北调西线工程的供水范围决定了这一工程将具有巨大的经济效益、社会效益和生态效益。1、为西部大开发提供水资源保障我国西部地区，尤其是黄河流域上中游地区，矿产资源十分丰富，在全国45种主要矿产中，黄河上中游地区有37种，特别是有色金属矿产，综合开发潜力很大。无疑，矿产资源的开发利用将是西部大开发的一项重要内容。而矿产资源的开发利用是要消耗大量水资源的。南水北调西线工程的建设，将会使西部地区的资源优势转化为经济优势。2、极大地改善西部地区的生态环境南水北调西线工程的受水区，由于长期以来的人类活动影响，生态系统遭到严重破坏，并呈现出逐渐恶化的趋势。特别是近几年，这一区域已经成为华北地区沙尘暴频繁发生的策源地，甚至有些地区已经丧失了人类生存条件，不少居住在这里的群众成为“生态难民”。南水北调西线工程投入运用后，将为生态脆弱地区提供水资源，可有效地遏制土地沙漠化，恢复并建立新的生态系统，大大提高这一地区的环境容量及承载力。从这个意义上讲，南水北调西线工程完全可以称得上是一座规模宏大的生态建设工程。3、有力地推进西部地区的社会进步实践证明，一项大型的跨流域调水工程的实施，必将对受水区的社会进步产生不可估量的影响。正像没有美国西部的跨流域调水工程就没有今天的洛杉矶，也不会有南加州今天的繁荣一样，有了南水北调西线工程，将会极大地推进黄河上中游地区青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等省的社会进步。如调水工程及其受水区配套工程的兴建，将会改善对外交通条件，建立各种通信设施，人际交往扩大，信息传递加速，全国各地的先进文化、技术和经济信息及时传播到这里，将会使当地人们的思想、观念、风俗、习惯发生深刻变化，这对打破封闭状况、落后传统、建设精神文明具有深远意义。特别是，调水工程实施后，受水区的经济状况大大改善，人们有条件接受更多的文化教育，从而对民族团结和社会安定产生积极影响。4、从根本上解决黄河干流的断流问题黄河干流的断流问题，主要是随着经济社会发展用水量快速增加的缘故。目前，我们解决断流的问题，主要是通过采取行政、经济、工程、科技等手段，加强全河水资源的统一管理。但随着经济社会的进步发展，在节水潜力充分挖掘后，用水量仍然会有所增加，怎么办？只有依靠外流域调水来解决。在东、中、西三条南水北调线路中，仅有西线调水过来后直接进入黄河，因此，在解决黄河断流的问题上，西线工程具有不可替代性。5、可为黄河的河床不抬高做出重大贡献自古以来，黄河下游就是一条强烈的堆积性河道。随着河床的逐渐抬高，为减少或避免洪水泛滥造成的危害，人们不得不采取不断加高黄河堤防的被动防御措施，真可谓“道高一尺，魔高一丈”。久而久之，黄河下游便高悬于黄淮海大平原上，成为举世闻名的地上悬河。目前，黄河下游河道平均河底高程普遍高出背河地面3—5米，最高达10米。分析黄河下游河道淤积的主要原因，在于进入下游河道的“水少、沙多，水沙不平衡”。在绝大多数情况下，进入黄河下游河道的天然水沙过程不尽人意，加剧了下游河道的淤积。我们通过大量的科学试验，可以找出有利于下游河道输沙入海的理想水沙过程，而塑造这种理想的人工水沙过程的任务，可由小浪底水库乃至于后续建设的中游大型水库所构成的水沙调控工程体系通过“调水调沙”来完成。预估今后30—50年，通过大力开展黄土高原的水土保持，稳定地减少入黄泥沙8亿吨是可能的，尽管如此，黄河仍将是世界上含沙量最大的河流。随着经济社会的发展，目前进入黄河下游的年径流量不可避免的仍会进一步减少。这种情况，将使黄河中游水沙调控工程体系塑造理想人工水沙过程面临巨大困难。南水北调西线工程的调水，若有一部分提供给黄河中游水沙调控工程体系，必将为水库塑造理想人工水沙过程产生积极作用，从而为黄河下游河道的减淤冲刷、遏制下游河道的不断淤高，做出重大贡献。

四、应进一步加强南水北调西线工程的前期工作到目前为止，南水北调西线工程的前期工作已经开展了近50年，通过水利科技人员的勘测、规划和研究，为南水北调西线工程的实施奠定了良好的工作基础。然而，南水北调西线工程毕竟是当今世界规模最大、挑战性最强、效益最显着的跨流域调水工程，还存在着大量的未知问题，有待我们进一步探索。1、搞清地质问题南水北调西线工程的调水区位于地质条件极其复杂的青藏高原地区。长期以来，由于生产力布局的不平衡和经济社会发展对这一地区并没有提出迫切的开发要求，因此，国家不可能像对待中东部地区那样对其安排大范围的地质问题研究工作，有些方面几乎成为空白。鉴于上述原因，南水北调西线工程的地质研究任务相当繁重。地质问题的清楚与否，直接关系到调水工程的总体布置及能否采取相应的对策措施，最终关系到调水工程的运行安全。应特别注意，南水北调西线工程调水区位于巴颜喀拉褶皱带内，北西向断裂发育，且具有活动性。调水工程线路无法回避活动断裂问题，其任何震动破坏和错动破坏都将会造成调水工程运行的瘫痪。因此，详细查明调水工程区不同地质单元的活断层分布及其物理力学征是非常重要的。青藏高原地区气候寒冷，冻土发育。南水北调西线工程调水区位于多年冻土和季节性冻土的交汇区，由于不同冻土类型对工程造成的危害后果是不一样的，因此，必须查明不同类型冻土的分布情况，并有的放矢地采取相应的防范对策。南水北调西线工程的方案设计和工程运行，必须慎重对待岸坡失稳变形问题。这一问题对调水线路的进出口和库区的影响最大。特别对于峡谷型库区，若发生岸坡大范围失稳破坏，极有可能在坝址上游库腰段造成阻塞，随着水位的壅高，若不采取相应措施或采取措施不及时，一旦阻塞出现“垮坝”，将会对其下游水工建筑物造成毁灭性破坏。2、积极采用高科技手段，提高方案生成能力，在多方案基础上选择最佳方案南水北调西线工程的调水方案不同于一般意义的跨流域调水方案，它的调水工程由多个水源点及其相互联接的输水线路所组成。任何一个水源点的变化，都有可能引起调水线路的改变，而调水线路的改变与否，还要受到地形条件、地质条件和施工条件等诸多因素的制约。这种多水源点、多条输水线路的排列组合，将会比一般意义上的跨流域调水方案带来更多的前期工作量。从理论上讲，对任何一种可能存在的组合方案都应该进行研究，这就要求，在搞清调水工程区地形、地质、经济、社会、生态、环境等情况的基础上，积极并广泛采用现代科学技术手段，迅速提高方案的生成能力和多维视角的评价能力，以使南水北调西线工程的调水方案建立在厚实的方案支持基础上，做到优中选优，确保万无一失。3、受水区范围广，用水规划要与调水工程规划同步展开南水北调西线工程从大渡河、雅砻江、通天河及其支流调水，穿越巴颜喀拉山江黄分