甘肃是全国有名的干旱缺水省。根据2000年甘肃省水资源重新评价成果,全省多年平均自产地表水资源量286.21亿m3,纯地下水8.73亿m3,自产水资源总量约294.94亿m3。人均1170m3,不到全国平均水平的1/2。加上水资源时空分布不均,开发利用难度大,水污染日趋严重,供需矛盾十分突出。
经过多年的勘测设计和多方案比选论证,兴建洮河九甸峡水利枢纽及引洮供水工程,是实现水资源合理配置,解决甘肃省中部300万人生存和发展问题的惟一选择。按照国家新时期的治水方针和思路,甘肃省在前期工作的基础上转变观念、调整思路、精心规划、精心设计,把原来以农田灌溉为主,兼有发电、城乡供水、防洪等综合功能的灌溉发电工程调整为优先解决城乡生活、工业及生态环境用水,兼有灌溉、发电、防洪等综合功能的供水工程,该项目于2002年获得国家的立项批准。
一、依据规划,合理确定项目定位
1.工程定位要符合规划
以定西为代表的中部地区干旱多灾,甘肃省历届政府都非常重视,在历次水利发展规划、洮河流域规划和黄河治理开发规划中都将引洮工程列为解决中部地区干旱缺水的水资源配置工程。正是由于坚持了按规划定项目的原则,才使我们各阶段的规划设计成果在审查审批过程中得以顺利通过。
2.工程定位要适应当地经济社会发展
20世纪90年代初规划引洮工程建设方案时所坚持的规划设计思路,突出了发展农田灌溉,提高粮食产量,解决群众温饱问题。随着社会主义市场经济的日趋完善,总体产业结构的调整,以地区为单位实行粮食自求平衡已不是当地经济社会发展的主要矛盾。为此,通过编制引洮受水区各专业规划,科学预测经济社会发展速度和水平。尽可能使水资源开发程度和水资源配置方案,与当地经济社会发展和生态建设的要求相协调。
3.工程定位要从主要为农业和农村经济服务向为全社会服务转变
甘肃省现有水利工程和在建的水利工程,基本上都是在传统水利建设理念下定位的,主要是为农业和农村经济服务。随着经济结构的调整,城镇化进程的推进,国家对生态环境保护的要求,客观形势发生了根本性的转变,水资源配置也必须服从和服务于用水结构的变化。按照中央的治水方针和可持续的治水思路,以及受水区经济社会发展和生态建设对水资源的新需求,重新研究受水区经济社会各部门、各行业2010、2020年对水资源的需求,在项目规划中力求为全社会服务。
二、重视供需平衡分析,合理确定工程规模
1.合理确定受水区范围
确定工程规模,首先要合理确定受水区范围,然后才能依据当地水土资源条件和经济社会发展要求,提出合理的需水要求。1958年第一次引洮工程,规划灌地106.7hm2,引水流量150~170m3/s,年引水量28亿m3,几乎引走了洮河的全部径流。由于项目规划违背了自然规律、客观规律和经济规律,不得不于1961年6月停工下马。
总结我省第一次引洮工程中途停废的教训,除了当时的技术、经济原因外,最大的失败是规划设计的失败。因此,本次规划时认真吸取了引洮工程规划设计的经验教训,客观评价了我省东部干旱缺水情况、水资源条件及特点,经多方案比较,最终将引洮受水区缩小在黄河以南、渭河以北、洮河以东、葫芦河以西的中部干旱地区1.97万km2范围内,涉及兰州、定西、白银、平凉、天水5个地(市)辖属的11个县,155个乡镇。
2.科学预测受水区经济社会生态对水资源的需求
为了合理确定引洮工程调水规模,遵照跨流域调水工程三先三后的原则,根据受水区水资源的时空分布特征及当地现有水资源开发利用程度,结合受水区产业结构调整规划、经济社会发展规划、水资源利用、节水、生态环境保护和治理及水污染防治等专题研究成果,在充分考虑节水和合理利用当地水资源的前提下,对受水区经济社会发展及生态环境建设的水资源需求做了客观论证。预测受水区2010年、2020年净需水量分别为3.02亿m3、5.15亿m3,缺水程度分别达到52%、72%,扣除损失后2020年需外调水量5.5亿m3。
3.节水型社会的要求,合理确定用水指标体系
在调查评价受水区用水现状、各行业用水定额、用水效率和水价等因素的基础上,按照引洮受水区实行全面节水、建立节水型社会的要求,确定了引洮受水区用水定额、用水效率等指标体系。在工业节水指标的确定中充分考虑了调整产业结构、产品结构,提高工艺和节水改造以提高水资源重复利用率,严格限制高耗水项目的建设等因素;在农业节水指标的确定中充分考虑了受水区降水、地形、土壤、作物种植适宜条件及经济发展水平等影响因素,适度发展喷灌、微灌的节水灌溉模式,确定了各种作物灌溉定额。
4.立足调出区可持续发展,客观论证可调水量
在引洮项目规划中,我们对规划水资源调出区——洮河流域的允许外调水量作了认真研究。洮河流域多年平均年径流量49.2亿m3,九甸峡以上径流量38.25亿m3。按照该流域经济社会可持续发展的要求,2010年、2020年流域内河道外需水量分别为6.18亿m3和6.91亿m3;保证九甸峡下游河道内生态、河道水环境,维持下游河道河相关系,水沙条件、用水户取水保证率的基本水量2010年、2020年分别为24.02亿m3、23.7亿m3。2010年、2020年洮河最大允许外调水量分别为8.05亿m3、7.64亿m3。宏观对比分析,未超过国际公认的流域可调水量不宜超过该流域总水资源量20%的警戒标准,调水规模是合适的。
三、转变观念,合理配置水资源
1.坚持资源配置与经济社会发展相适应的原则
根据引洮受水区经济社会发展规划,2010年、2020年项目区总人口将由现状的298.53万增加到325万和353万,城市化水平将由现状的8.1%提高到12%和23%,工业总产值将由现状的23亿元增加到66亿元和192亿元,总净需水量将由现状的1.56亿m3增加到3.02亿m3和5.15亿m3。其中城乡生活净需水量将由现状的0.54亿m3增加到0.89亿m3和1.42亿m3,工业净需水量将由现状的0.28亿m3增加到0.43亿m3和0.77亿m3,水资源的需求结构发生了根本性变化。在水资源的配置上,优先保证生活用水,基本保障经济社会发展用水,努力改善生态环境用水的思路,适应了当地经济社会可持续发展和生态建设的要求。
2.坚持主水与客水统一配置的原则
引洮项目区可利用水资源量3.91亿m3,目前的开发利用程度已达50%以上,超过了国内外专家普遍认同的开发利用极限。引洮供水工程实施后,将净增加区域水资源量3.71亿m3,从而对该地区水资源配置和利用格局产生重大影响。调水工程实施后的人均水资源占有量仍然很低,加强水资源的优化配置与管理十分重要。根据国家计委和水利部的要求,在引洮工程规划中除加强外调水资源的合理配置外,对当地水资源也做了客观评价,并结合地区水利工程建设规划,以实现当地水资源与外调水资源的统一调度、统一管理、统一配置。
3.坚持效益优先的原则
引洮工程原规划旨在解决甘肃省中部地区粮食供求矛盾和农民温饱问题。项目以农业灌溉为主,注重提高粮食产量,年引用水量5.5亿m3中灌溉水量5.2亿m3,高达94.5%;城镇生活和工业等非农业用水0.3亿m3,仅占55%,这种水资源配置模式在传统水利工程中具有一定合理性。随着社会主义市场经济的发展,按照国家新时期的治水方针,水利工程在为全社会服务的同时,应努力将水资源向高效益、高产出的行业和部门配置,充分发挥工程的最大效益。为此,我们在引洮工程水资源配置中,坚持效益优先的原则,优先考虑了城乡生活及工业等用水。
根据供需平衡分析,按净需水量计入输水损失后,至2010年一期工程建成并全面发挥效益,确定的引洮工程外调水资源量为2.19亿m3,水资源配置方案为非农业用水1.34亿m3(城镇生活用水0.49亿m3,农业生活用水0.37亿m3,工业用水0.48亿m3),占总调水量的61.24%;农业用水0.85亿m3,占38.76%。
四、不断优化工程设计方案,注重管理问题的研究
1.按照技术可行、经济合理的原则,进行多方案比较
为解决甘肃省中部地区的干旱缺水,我们研究了洮河、黄河、渭河3个取水水源,提出自流、提水两种取水方案。渭河流域自产水资源量20亿m3,人均360m3,不仅水资源短缺,时空分布不均,而且泥沙含量大,水低地高,境内没有修建一定调蓄水库的条件,无法向中部地区调水。洮河古城引水方案空流段过长,峡城、大碧河提水和黄河东坪提水方案提水扬程200~800m,扬程高、运行成本高、管理难度大,引水量不能满足中部地区经济社会发展和生态建设的需水要求,经济指标差。从九甸峡自流引水线路短、引水量合理、经济指标相对较好,是最佳的引水方案。
2.吸取已建工程的成功经验,提高工程设计的科技含量
在总结引大入秦等工程设计和施工经验的基础上,摒弃了原来盘山引水线路长、供水安全性差的长明渠方案,研究比较了长隧洞和短隧洞群方案,采用了技术先进的TBM掘进机施工方案,推荐了以中长隧洞为主的短线路方案;枢纽工程坝型比选进行了碾压混凝土重力坝、混凝土双曲拱坝、钢筋混凝土面板堆石坝等多方案的比较,采用了适合于坝址地形地质条件,技术较为先进、运行可靠的碾压混凝土重力坝型;在管理方面全面规划了水情测报、供水自动化管理,力求建立完善的信息化、自动化管理系统,提高管理效率,从而在工程方案、管理平台等各方面都提高了工程设计的科技含量。
3.建设与社会主义市场经济相适应的水价形成机制、投融资体制和管理体制
在引洮工程的前期工作中,一开始就注意了对水价形成机制、运行机制及管理体制的研究。在总结全省水利工程管理存在问题的基础上,以提高水资源利用效率为核心,按照受益者付费、合理负担、同一用户同质同价、不同行业不同水价、定额用水超额累进加价的原则,通过核算工程运行成本和总成本,在调查评价当地不同行业、不同用水户水价承受能力的基础上,以实现工程良性运行为前提,按照不同水平年的水资源配置方案,拟定了不同水平年水价价位,构成了比较完整的水价形成机制。
按照有利于工程建设和良性运行,有利于资金筹措、降低融资成本和风险的原则,分析比较了九甸峡水利枢纽资本金分别占20%、25%、30%的3种融资方案的财务指标、还贷能力,提出了既有利于减少资本金筹措压力,有利于还贷,保证电站良性运行,又有利于有较多利润补充供水工程的融资方案。在上述工作的基础上,按照政府宏观调控、股份制运作、企业化管理、用水户参与,适应市场经济体制,有利于水资源合理调配、工程良性运行和自身发展的要求,研究了九甸峡水利枢纽和引洮供水工程独立运营和一体化运营模式,比较了3种管理体制和运行机制,确定了把供水工程和枢纽工程按照资本来源不同,组建了两个公司法人,对前期工作、建设及今后的运行管理负总责。
作者为甘肃省水利厅副厅长
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