[Key wards] Water Transfer, Water Resources, Rivers, Economy
Abstract: Tao River in Gansu Province and Wei River which originates from Gansu and mainly in Shanxi Province are both tributaries of the Yellow River in northwestern China, according to principle findings of fully taping and utilizing the local water resources, adopting water-saving measures, using recycled sewage water in Wei River basin and fully considering side-effect of Tao River basin, It is suggested that water transfer form Tao River to Wei River in order to solve the water-shortage and serious environmental problems of Wei River in Shanxi Province. From this point of view, the author tried to analyze reasons, roles, scales and difficulties of the water-transfer project proposed in this paper, and wished the project to be further studied and put into practice.
提要: 引洮济渭 是为解决渭河流域水资源紧缺、生态环境恶化等严重现状而建议兴建的调水工程,是从甘肃省洮河流域向陕西省渭河流域调水的跨流域工程。笔者试图通过对洮河和渭河流域水资源、生态环境和经济的分析研究,对引洮济渭工程调水方案、工程规模、实施条件、作用和地位以及应重点考虑的问题进行了比较和论证,认为引洮济渭工程是既是必要性的又是可行性的。建议以引洮济渭为开端,全面实施渭河流域的综合整治。
关键词:水资源 流域 调水 引洮济渭
一、引洮济渭跨流域调水工程的提出和洮河、渭河的基本情况
引洮济渭工程是从甘肃省洮河流域向陕西省渭河流域的引水工程。兴建这项跨流域调水工程的目的是解决渭河流域的水资源紧缺、生态环境恶化的严重现状,是渭河流域水资源综合治理极为重要的措施之一。中国工程院院“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”项目组,通过总体考察和专题调研,根据21世纪洮河、渭河流域社会经济的可持续发展要求以及相应的水资源合理配置和重大工程布局,在研究从洮河、汉江、黄河、嘉陵江等诸多调水方案后,认为引洮济渭工程比较现实可行,建议抓紧研究,尽快实施。笔者 有幸参加了中国工程院项目的考察并同意项目组的意见,以下是笔者个人对引洮济渭调水工程粗浅的认识和思考。
1、水资源的现状与问题
洮河是黄河上游较大的一级支流,发源于甘肃、青海两省交界的西倾山东麓,于甘肃永靖县汇入黄河干流上的刘家峡水库。流域面积2.5万km2,流域内人口207万人,工业产值总值7亿元,多年平均径流量48.21亿m3, 洮河全流域现状用水4.8亿m3, 据甘肃省“十五”规划,2010年需水量达到7.1亿m3, 2020年需水7.9亿m3。据甘肃水利厅材料,洮河上拟建的九甸峡枢纽以下现状用水约为3.5亿m3。因此,洮河目前水资源开发程度较低,水量相对丰富,在甘肃省属于工农业发展水平稍低,经济欠发达的地区,根据本地区未来经济社会发展预测,2020规划用水量也仅占多年平均径流的16.4%,洮河本流域的用水量不高,水资源相对富裕。
2、渭河水资源的现状与问题
渭河是黄河的最大支流,发源于甘肃省渭源县,流经甘陕两省,于陕西潼关流入黄河。流域面积13.48万km2,总人口约3044万人,多年平均径流量85亿m3。渭河干流全长818km,在甘肃境内河长345km。渭河从甘肃天水市进入陕西,干流出甘肃省多年平均径流量为18.17亿m3。
甘肃省渭河流域现状用水8.9亿m3,规划2010年需水量10.9亿m3,2020年需水17亿m3。现状及规划水平年可供水量分别为5.46亿m3、6.21亿m3、7.9亿m3。现状及规划水平年缺水量分别为3.44亿m3、4.69亿m3、9.1亿m3。甘肃省在渭河的上游,渭源、陇西、礼县、天水等地未来经济发展需要增加的用水量,只能靠渭河来解决,补充渭河水量,对甘肃省也有有利的一面。
陕西境内渭河近期水资源规划初步成果,关中地区现状水平年缺水12.8亿m3;到2050年考虑农业节水后用水量有所减少,工业和生活用水略有增加,相抵后仍缺水13亿m3;2020年缺水34亿m3。渭河水资源开发程度高,整个流域现状和未来用水紧张。
二、实施引洮济渭跨流域调水的合理性和可行性
1、渭河流域陕西省经济最发达的地区,也是西部大开发中最有条件和最有潜力首先获得成功的地区,解决渭河的水问题对陕西省意义重大。
渭河是中华母亲河黄河的最大支流,横贯陕西省中部,流经富饶关中平原,沿岸有宝鸡、咸阳、西安、铜川、渭南等重要的城市和杨陵区。渭河在陕西境内流域面积6.75km2,流域内现有人口2151万人,集中了陕西省60%的人口,52%的耕地,75%的灌溉面积,85%的工业,75%的国民生产总值,是陕西省经济最发达的地区。在渭河干流仅500km长的河流上,集中发展到如此规模的经济,是黄河其它支流所没有的。渭河流域在历史上是中华民族农耕文明的发祥地,人们又称渭河是陕西人民的母亲河。她不仅支撑了陕西省经济的大半壁江山,而且也是西部地区社会经济的精华部分之一。笔者认为在西部大开发中,渭河流域是最有条件和最有潜力首先获得成功的地区。
2.水资源紧缺愈来愈突出、水环境污染加剧、下游淤积日趋严重,陕西渭河已经到了丧失河流生态功能的边缘。
据统计,陕西渭河流域入境和当地水资源量总量大约110亿m3,人均约600 m3,亩均约400 m3,属水资源相对紧缺的地区。渭河的年均降水量比西北其他地区多一些,自南到北、自西到东为700-500mm,这是它的有利条件。但近年来,渭河的入境水量连年减少,在宝鸡峡入境处50年代平均入境是21亿m3,60年代平均33亿m3,70年代平均21亿m3,80年代平均23亿m3,但是90年代绝大多数年份少于10亿m3。由于外来水量的大幅度减少,加之降水时空分布不均,年内和年际变化极大,渭河南岸石头河、黑河等支流已建库解决西安市的供水,上游宝鸡峡渭惠渠等大量引水,进入渭河干流水量更少,致使地下水严重超采,已形成了多处下降漏斗。用水高峰季节,河道干涸,深井少水,由于近年干旱,1400多万亩的灌溉面积中有近50%失灌,上下游用水矛盾激化,以至影响社会安定和团结。渭河两岸的城市和企业均直接向河道内排水污,每年接纳未经处理的工业废水和生活污水5亿t,农业大量使用化肥农药使水质恶化加剧,河道内水量少,稀释能力差,枯水期成为干河、臭河。渭河流域当前是以超采地下水、减少冲沙水、牺牲生态水为代价换取经济发展的。因此,根据流域内节水、治污、高效的原则,在充分利用当水资源的基础上,渭河仍需要从流域外补充水资源,并且迫切需要综合治理。
3、从流域外补充水资源
向渭河调水有三方面来源:西部引洮入渭、南部引汉(江)入渭(河)、东部引黄(河)工程以及其它一些小工程。笔者认为中国工程院“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”项目组,推荐调水10亿m3,其中一部分给甘肃省沿途天水等地区,分配陕西6--7亿m3,笔者认为引洮济渭方案较为合适、可行。
(1)、从洮河调10亿m3左右水量入渭河方案是具备客观条件。
如前所述,洮河多年平均径流48.21亿m3,洮河位于甘肃省的黄河以南,这里人口相对较少,经济欠发达,尚未发现重大的战略开发项目,更主要的原因是洮河两岸多为坡地、台地,由于复杂的地形条件所限制,难以利用洮河的水,所以,本流域内的现状用水较少,而且甘肃省本身的预测用水也并不多。客观上讲,甘肃省用水量大同时又最缺水的地方在黄河以北以西,如河西走廊等地区;黄河以南有水但开发难度大,洮河流域未来尚有较多余水。根据国际通行的标准,安全调出水量为河流总水量的20%,流域内合理开发利用率不超过40%考虑,则洮河可调水量约为10亿m3,流域内可利用水量约在20亿m3。
洮河流域现状用水4.8亿m3,甘肃省内引洮灌区规划调水5.5亿m3。增加引洮济渭水量后,调出水量如果达到8.4亿m3,河流水量调出率为17.5%,开发利用率为34.2%;当调出水量为10亿m3时,流域水量减少12.8%,水量开发利用率为37.5%,对流域内的用水和生态均不会造成较大的影响;当调出水量为12亿m3时,流域水量减少25%,水量开发利用率为40%,对流域内的用水和生态平衡可能产生一定的影响。洮河与渭河上游相距较近,初步认为工程相对较为简单,从洮河调10亿m3左右水量入渭河的方案具备客观条件。
(2)从汉江调水因工程规模及投入较大,可以作为远期规划继续做前期工作。
引汉渭工程是在拟建的汉江黄金峡枢纽引水,建抽水站扬水400m,然后通过79km引水线路(其中穿秦岭的洞长39km),汇入西安黑河上游。黄金峡处年径流量81亿m3,拟调水12亿m3,在水量上看是可以容许的。远期还可引嘉(陵江)济汉,增加向渭河的调水。这个工程规模及投入较大,可作为中远期渭河补水方案,建议继续做前期工作,并在南水北调中线方案规划中留出济渭的12亿m3水量。
(3)引黄入渭问题。在黄河上古贤枢纽建成后,由古贤水库引黄到渭北高原等地区,需要扬水提灌。这需要结合古贤水库的兴建规划来实现。据了解,近期内尚不能确定修建时间。
此外尚有“引嘉济渭”规划,需建极长的引水线路和高扬程提水,工程难度及投入很大,近期内难以实施。
综上所述,跨流域调水以引洮入渭最为现实可行,值得加快研究,包括经济研究,争取早上。在南水北调西线方案实施后,可引黄入洮、引洮入渭,进一步增加入渭水量,作为中远景水源。
三、引洮济渭调水工程的方案设想和技术路线分析
根据目前初步的查勘,实现引洮济渭工程具体有两类方案(见附图):一类是与甘肃在建的九甸峡枢纽工程结合,利用其水库及取水口和总干渠输水入渭河。
方案一:从九甸峡库区的甘肃引洮工程取水口取水,引水高程2159m,利用引洮工程60km输水总干渠,于7#洞出口处入渭河上游支流秦祁河。
方案二:从九甸峡库区拉麻坪引水,引水高程2159m,新建40km输水隧洞,于殪虎桥入渭河上游支流漳河。
另一类是在九甸峡上游另找坝址筑坝引水,用独立涵洞输到渭河。例如在岷县以下筑堤坝引水,经24km涵洞输水汇入渭河支流榜沙河。
方案三:在岷县以上的洮河西宁庄建库引水,坝高67m,经30km明渠和20km隧洞,于漳县菜子川汇入渭河支流榜沙河。
方案四:在岷县以下的红河区间修低坝引水,经24km输水隧洞,于漳县菜子川汇入渭河支流榜沙河。
方案一和方案二的特点在于可以利用九甸峡水库调节,不必在洮河上另修坝建库,并可利用部分在建工程,问题是要加高九甸峡大坝及加宽渠道,增加淹没和移民,该工程已在施工准备,牵涉面多。
方案三和方案四的特点是调水工程相对独立,不受甘肃引洮灌区工程的影响,方案三自建水库有调节能力,可按陕西的要求调节水量。方案四调节能力差,输水线路短,工程量和投资相对较少。这两个方案的调节枢纽,如果建在引水口端,其优点比建在未端可以减小渠道和隧洞断面尺寸,大幅减少工程量和投资,减少上游取水控制,也有利于来水向渭河下游输送。
根据初步的调研和勘察,上述四种引洮济渭调水方案包括九甸峡枢纽大坝加高的工程地质和施工技术,在当今条件下不存在不可逾越的难关,工程条件、规模和技术难度小于拟将兴建的南水北调工程。
四、引洮济渭跨流域调水在渭河水资源配置中的地位和作用分析
目前渭河在陕西省的入境水量与当地水量加起来,也就是陕西实际掌握的水资源总量为110亿m3。计划从洮河调水总体上是10亿m3,扣除甘肃境内天水等地的沿线引水,真正进入陕西境内的水量不超过8亿m3,占陕西渭河水资源量的7%,因此,对渭河来讲调水量是有限的,根本不能指望依赖调水解决渭河的诸多问题。反过来讲,解决渭河水资源供需不平衡的状况以及带来的一系列问题,主要还是应立足于本流域自身的节水和合理用水,调来的洮河水只能起到调节和辅助作用。
如果将珍贵的洮河水,用于扩大农业灌溉面积,陕西渭河现状1470万亩灌溉面积,规划中2010年,灌溉面积增加到1700万亩,农村人均1.08亩,到2020年,增加到1800万亩,农村人均1.28亩,那将是杯水车薪,无济于世。因此,有些专家担心调来的水会首先被宝鸡峡和上游的灌区引走用以扩大灌溉,所谓“引洮济宝”。
如果用珍贵的洮河水,增加渭河流域工矿企业和城市用水,例如咸阳市的规划报告,提到2010年达到人均700 m3,大大超出一般大城市人均用水量200 m3左右状况,如果这样子引水,那么既浪费了紧缺的水资源,又增加了沉重治污负担,后果不堪设想。
调水工程是一项投资较大的工程,维持工程正常的良性运转要求较高的费用,国内已经建成的引黄济青、引滦入津等几乎所有的调水工程都存在良性运行的问题。如果渭河流域不从总体上统一管理和使用水资源,不改变现存的一些不利于合理利用水资源和节水的管理体制,不彻底改变现有的粗放利用水资源的方式,制定合理的水价,无论是工业或农业都承担不起水费,那就成为工程竣工之日,供水单位开始亏损之时。
根据中国工程院向国务院的重大咨询项目《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》的研究报告,提出的由传统水利向现代化水利的八个战略转变,要求建立节水型社会。渭河流域通过建立节水高效农业,城市和工业用水坚持节流优先、治污为本,渭河流域的水资源大有潜力可挖。只有这样调来的洮河水才能真正地发挥调节和辅助作用,做不到以上要求,调水工程将会是一个失败的工程。
五、实施引洮济渭跨流域调水的建议
引洮济渭工程是一项涉及资源、环境和社会经济的系统工程,必需兼顾调入区实际需求和调出区的实际承受能力,最终实现整体的水资源合理配置和整个区域社会经济的可持续发展。
1、引洮济渭工程作为缓解关中地区缺水和改善渭河生态环境的一项应急工程,对陕西省意义重大,对甘肃境内的天水市等地区的用水也有很大作用,建议抓紧前期工作,及早列入国家建设计划,尽快实施。
2、以实施引洮济渭工程为龙头,带动渭河干流的综合整治。
陕西省需要在国家有关部委的指导下,抓紧制定一个综合生态、环境、工农业和城市建设等各方面要求的符合可持续发展的总体整治规划,建议列入国家重点建设项目,尽快立项实施。
3、要充分研究对甘肃省的不利影响和制定相应的补偿措施。
引洮济渭工程不应影响甘肃省现有的引洮工程的实施和进度,反过来应加快甘肃的引洮工程。对利用九甸峡水库的各种方案,要抓紧研究九甸峡枢纽的大坝加高及相应的淹没补偿。
4、研究引洮济渭对九甸峡和刘家峡等梯级电站发电的损失,通过优化调度减少损失,在西线南水北调实施前,确定合适的入渭水量。最终实现引黄济洮--引洮济渭。
参考文献
1 水利部水资源司 中国水资源公报 北京 1999年
2 钱正英、张光斗 中国可持续发展水资源战略研究报告第一卷 北京:中国水利水电出版社,2001
3 潘家铮、张泽祯 中国可持续发展水资源战略研究报告第八卷 北京:中国水利水电出版社,2001
3 钱正英 钱正英水利文选 北京:中国水利水电出版社,2000
注:
1、[作者简介] 孙雪涛 男,水利部办公厅高级工程师。
2、本文所指的引洮济渭是从甘肃省境内的洮河引水补充发源于甘肃省干流在陕西省的渭河,是一项主要解决陕西渭河流域水资源不足的跨流域调水工程。
3、笔者曾多次赴陕甘调研水资源开发利用,并有幸参加了中国工程院项目的考察,吸收了多位院士和专家的意见,文中所有观点仅代表笔者个人,不当之处,敬请批判指正。
摘自《中国农业科技导报》, 2002, 4(3): 32-36.
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