2019海南环岛赛28日
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中國南水北調工程簡介
一、中國水資源的基本特點
  中國多年平均水資源總量為28,124億m3,占世界總量的5.8 %左右,僅次于巴西、原蘇聯、加拿大、美國和印度尼西亞、居世界第六位。但中國是世界上第一人口大國,人均水資源占有量僅2,163m3,為世界平均水平的四分之一,在世界銀行1998年統計的153個國家中只居第88位。因此,水資源是中國十分珍貴的自然資源。在研究開發利用我國水資源時,要看到中國水資源總量雖較豐富,但人均水資源相當貧乏的這一基本特點。
  中國水資源分布的另一個基本特點是南方水多、北方水少,空間分布很不平衡。河川徑流主要來自降水,影響中國大部分地區降水的是來自西太平洋的東南季風和印度洋、孟加拉灣的西南季風。東南沿海山丘區,臺灣,海南東部山區年降水量超過2000毫米,西南部分地區、平原地區約1600~1800毫米,長江中下游地區大部分超過1000毫米,淮河流域為800~1000毫米,華北平原下降為500~600毫米,大西北沙漠區,降水量不足25毫米。
  中國水資源分布的第三個基本特點是年內或年際變化大,隨著季風出現的次數、強弱和水汽量多少,降雨和徑流量年際間、年內的分布也極不均勻,經常出現連續多水時段和連續少水時段或連續干旱年和連續豐水年,尤其是連續干旱年的出現,對水資源本已短缺地區來說,嚴重制約了國民經濟的發展并引起生態環境惡化。
  以上三個基本特點,也是開發利用水資源、保障國民經濟持續健康發展必須解決的三個主要問題,南水北調就是借助于先進的工程技術手段優化配置中國水資源的一項宏偉工程。
  二、黃、淮、海流域是中國當前最缺水地區
  黃河是中國西北、華北地區的重要水源,全流域多年平均降水量為452mm,多年平均河川徑流量580億m3,可開采的地下水資源量110億m3,水資源總量占全國的2.5%,2000年人均水資源占有量為633 m3。淮河流域(包括膠東地區)多年平均降水量854mm,水資源總量為961億m3,占全國水資源總量的3.4%,2000年人均水資源占有量為478 m3。其中膠東地區2000年人均水資源占有量僅為330m3,水資源開發程度已高達86%,遇大旱年份,水資源供需矛盾十分突出。海河流域多年平均降水量539mm,多年平均水資源總量372億m3,占全國的1.3%。2000年人均水資源占有量僅為292m3,不足全國人均水資源占有量的1/7,比全國人均年用水量還低138 m3,缺水十分嚴重。
  根據1993年國際人口會議提出并經1996年國際自然資源會議認可的標準,當一個地區水資源利用率達到25~50%而人均水資源量僅為500~1000m3,則該地區屬于缺水地區;當一個地區水資源利用率大于50%而人均水資源量小于500m3時,屬于嚴重缺水地區。按此定義,2000年黃河流域人均633m3、但開發率已達67 %,淮河流域人均478m3、開發率達59 %,海河流域人均292m3 、開發率達94 % ,均屬于嚴重缺水地區。
  近10年來,黃河源區干旱趨勢加重,中小型湖、塘干涸,草場大面積退化和荒漠化,多年凍土層出現萎縮。下游從1972~1999的28年中有22年斷流,1997年利津站斷流226天,斷流河段上延到開封附近。1999年后雖未斷流,由于采取封堵口門和控制抽水泵站等措施對兩岸生產、生活影響很大。海河流域平原河道長期干涸,地下水嚴重超采,現狀平均每年超采地下水65億m3,其中淺層地下水35億m3,超采面積達4.4萬Km2,深層地下水30億m3,超采面積達5.6萬Km2, 20多年來已累計超采900多億m3。造成地下水位埋深大面積持續下降,京廣鐵路、津浦鐵路沿線城市附近地下水漏斗不斷加深和擴大,現在已基本連成一片,局部地區地下水資源已接近枯竭。水資源過量開發,導致河湖干涸、河口淤積、濕地減少、土地沙化以及地面沉陷等生態環境問題日趨嚴重。
  近20年來面對長期嚴重缺水的局面,許多地區都加強了節約用水、污水處理再利用、調整供水與用水結構、限制高耗水工業發展等方面的工作,并取得了較為明顯的成效。隨著節水力度的加大,節水成本也在不斷增加,預計到2010年單方水的節水成本將在9元以上。
  據多方預測,到2010年和2030年,在考慮充分節水的情況下,黃淮海流域生活、生產和生態需水量將分別為1,636億m3和1,819億m3,比現狀水平年新增131億m3和314億m3。
  供需分析結果表明:黃淮海流域現狀(2000年)缺水量145~210億m3;到2010年,缺水210~280億m3;到2030年缺水320~395億m3。其中,海河流域缺水程度最嚴重,在考慮繼續加大節水力度和挖掘當地水資源潛力的情況下,2010年仍缺水100~120億m3,難以支撐其經濟社會的可持續發展。
  三、長江流域的水資源優勢
  長江是中國最大的河流,干流全長6300余公里.流域面積180萬平方公里,多年平均徑流量約9,600億m3,特枯年有7,600億m3。
  據1956~1980年資料分析測算,長江人海水量只占天然徑流量的94 %以上。即實際消耗水量不到6 %。盡管流域內工業及生活用水量較大且增長較快.但大多可以回歸。從全國社會經濟發展需要考慮,長江流域能夠調出部分水資源,支撐北方干旱缺水地區社會經濟發展。
  此外,從地勢上看,長江正好自西向東流經大半中國,上游靠近西北干早地區,中下游與最缺水的華北平原相鄰.地理條件也非常有利于興建從長江引水到北方的跨流域調水工程。
  中線一期工程水源地漢江是長江最大支流,漢江流域年均徑流量566億m3,水資源總量582億m3,與黃河水資源量相近。現狀耗水量僅占天然徑流量的7%,說明流域水資源量較豐富,有余水可供北調。
  四、東、中、西三線調水
  南水北調研究自五十年代開始,總體布局被設計為三條調水線路,即西線工程、中線工程和東線工程,分別從長江上、中、下游調水,以適應西北、華北各地發展需要。
  通過三條調水線路與長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯系,逐步構成以“四橫三縱”為主體的中國大水網。這樣的總體布局,有利于實現我國水資源南北調配、東西互濟的合理配置格局,對協調北方地區東部、中部和西部可持續發展對水資源的需求,具有重大的戰略意義。
  這個總體布局也能很好地適應中國大陸三個地勢上的梯級。西線位于最高一級青藏高原,地形上能控制整個西北和華北,但由于長江上游的水量有限,僅能為黃河上中游的西北地區補水。中線工程從第三個梯級西部通過,從長江中游及其支流漢江引水,可自流供水給黃淮海平原的大部分地區。東線工程位于第三個階梯東部,由于地勢低需抽水北送。
  東線工程從長江下游引水,水源豐沛,可利用現有泵站和河道,工程較簡單,投資較小,易于分期建設。
  東線工程是在現有的江蘇省江水北調工程、京杭運河工程、淮河現有工程和其它相關工程基礎上建設的,包括輸水系統和蓄水工程。輸水工程主要包括輸水河道工程、泵站工程、穿黃工程。有兩個引水口,分別是淮河入長江的三江營和京杭運河入長江的高港。從長江到天津輸水河道總長1156公里。黃河地勢最高,引水口處比黃河地面處低36~37米,從長江引水到黃河南岸需建設13級泵站,總揚程65米。穿過黃河將自流到天津。東線泵站特性是低揚程(2~6 m) ,大流量(每臺15~40 m3/s),長運行時間(5000 小時/年)。
  穿黃河工程選定在山東東平縣與東阿縣之間黃河底下打隧洞方案。根據長時間地質勘探和勘探試驗洞開挖,查明了河底基巖構造和巖溶發育情況,并成功解決了河底隧洞堵漏開挖的施工難題。穿黃工程從東平湖出口到黃河北岸出口全長7.87 km,包括585.38 m倒虹隧洞,直徑9.3 m,在黃河河床下70米處。
  長距離輸水需要蓄水工程,沿東線黃河南岸有洪澤湖、駱馬湖, 南四湖, 東平湖,略加修整加固,總計調節庫容可達48.9億方,不需要新增蓄水工程。黃河北有五處平原水庫總調節庫容14.9億方。
  目前,沿線水質污染嚴重,尤其是南四湖和東平湖周邊地區污染特別嚴重,處理難度較大,這是實施東線工程的難點。
  中線工程地理位置優越,可基本自流輸水,工程投資較大;水源水質好,規劃輸水干線與現有河道全部立交,水質易于保護;輸水渠線所處位置地勢較高,可解決京、津、冀、豫4省(直轄市)京廣鐵路沿線的城市供水問題,還有利于改善生態環境。
  供水范圍主要包括唐白河平原和黃淮海平原的中西部,供水區總面積約15.5萬平方米,因為漢江引水量有限,不能滿足規劃供水區的需水量要求,只能提供京、津、冀、豫、鄂五省市的城市生活和工業用水為主,兼顧部分地區的農業及其它用水。
  近期,南水北調中線工程將從長江支流漢江的丹江口水庫,通過沿伏牛、太行山的干渠引水至北京。該工程的優點主要在于提供優質水、能覆蓋大的供水面、能自流輸水等。是解決華北水資源危機的一項重大基礎設施。
  中線工程將由兩個主要部分組成,水源區工程和輸水系統。水源區工程為丹江口大壩續建和漢江中、下游補償工程。后者包括從漢江輸水主干渠和天津干渠。
  如果丹江口水庫擴建完成,正常蓄水位170米時,總庫容到290.5億立方米。比初期增加庫容116億立方米,增加有效調節庫容88億立方米,增加防洪庫容33億立方米。水庫年平均可調水量將為120~140億立方米,枯水年(95%保證率)為62億立方米。
  為避免對漢江中下游的工業、農業及航運用水可能的不利影響,需興建漢江興隆樞紐、引江濟漢工程,改擴建沿岸部分引水閘站,整治局部航道等四項工程,以保證調出區工農業發展、航運及環境用水。
  黃河以南總干渠線路受已建渠首位置、江淮分水嶺的方城埡口和穿黃的范圍限制,走向明確。總干渠開始于陶岔渠首,沿已建8公里渠道延伸,沿伏牛山南麓向東北,經南陽過白河跨方城埡口分水嶺,經寶豐、禹州、新鄭西部,于河南省省會鄭州市西北部李村穿過黃河,在太行山東麓與京廣線之間沿華北平原延伸,過唐縣進入丘陵區,穿過北拒馬河進入首都北京,穿永定河進入北京市區,終點團城湖,總長1273.72公里。總干渠渠首設計水位147.38米,終點48.57米,能沿全線自流。
  天津主渠總長154km,從河北省徐水縣西黑山北部分水口到天津西河閘。
  總干渠在河南省鄭州附近過黃河,穿黃工程規模大,問題復雜,投資多,是總干渠關鍵的建筑物,經多方案綜合研究比較認為,渡槽和隧洞倒虹兩種型式技術上均可行。由于隧洞方案可避免與黃河河勢、黃河規劃的矛盾,盾構法施工技術國內外都有成功經驗可借鑒,因此結合兩岸渠線布置,推薦采用李村隧洞方案。一期穿黃隧洞加大設計輸水能力320m3/s,采用兩條直徑7.0米隧道。
  西線工程從長江上游引水入黃河,是解決我國西北地區和華北部分地區干旱缺水的戰略性工程。
  近十年,集中研究從通天河, 雅礱江, 大渡河三條河的引水方案,據初步研究結果,從這三條河最大的引水量約170億,其中包括通天河80億,雅礱江、大渡河干流50億,雅礱江、大渡河支流40億,供水范圍為青海, 甘肅, 陜西,山西、寧夏、內蒙六省市。
  黃河與長江之間有巴顏喀拉山相隔,黃河河床高于長江相應河床80~450米。調水工程需筑高壩壅水或水泵提水,并開挖長隧洞穿過巴顏喀拉山。引水方式考慮自流和提水兩種。無論采取那種引水方式,都要修建高200米左右的高壩和開挖100公里以上的長隧洞。該工程引水的水源點多,調水區的水質好,但因地處長江上游,水量相對有限。西線工程位于青藏高原東南部,屬高寒缺氧地區,自然環境較為惡劣,交通不便,且處于褶皺強烈、活動斷裂較為發育的強地震帶,地質條件較為復雜,工程技術難點相對較多,工程投資大。
  五、調水與生態環境影響
  保護生態環境是實施南水北調工程的基本前提和重要目標。針對東線工程的輸水水質安全、中線工程對漢江中下游的生態環境影響、西線工程對調水區生態環境影響以及南水北調工程對長江口鹽水入侵的影響等進行了研究和論證。總的結論是:對受水區和輸水區生態環境的有利影響是主要的,通過工程的建設可以促進受水區和輸水區的環境治理和改善,為修復受水區生態環境創造條件;對調水區生態環境的不利影響,可采取工程措施和非工程措施予以緩解或消除,不存在制約興建南水北調工程的環境因素。
  為確保東線工程全線輸水水質達到國家地表水環境質量Ⅲ類標準,使長江水保質、安全地輸送至天津,南水北調將實施節水為本,治污為先,配套截污導流、污水資源化和流域綜合整治工程,形成“治理、截污、導流、回用、整治”一體化的治污工程體系。東線治污工程安排建設城市污水處理工程、截污導流工程、工業結構調整工程、工業綜合治理工程及流域綜合整治工程等項。為保證中線水源地丹江口水庫水質安全及運行安全,國務院有關部門正在組織編制《丹江口庫區及上游水污染防制和水土保持規劃》,并將納入中線總體方案一并實施。
  為避免中線工程對漢江中下游可能造成的影響,南水北調將興建興隆水利樞紐、引江濟漢、改建部分閘站、整治局部航道等4項漢江中下游治理工程。此外,通過丹江口水庫的運行調度,控制下泄流量將沿江兩岸的供水保證率將較調水前有所提高。采取這些措施后可基本消除中線工程調水對漢江中下游的不利影響。
  從生態環境的角度來看,西線工程不僅僅是一項跨流域調水工程,而且還是一項規模宏大的生態環境工程。調水對生態環境產生的不利影響主要集中在調水區,有利影響集中在干旱缺水的受水區。西線工程三條調水線路從通天河、雅礱江、大渡河多年平均年調水總量為170億m3,將使引水樞紐下游局部河段徑流量明顯減少。但在壩下游距引水樞紐4~10km距離內一般都有支流匯入,河川徑流又明顯增加。根據對當地所做的實地調查研究,由于地理位置和地形的原因,維系地表植被、生物種群等生態系統的水分主要靠天然降水補給。因此,徑流量及水位的變化不會對當地生態系統產生重大不利影響。
  關于南水北調工程對長江口生態環境的影響,長江口鹽水入侵問題是因潮汐活動所致的、長期存在的自然現象,也受到人類活動的影響,與長江入海水量關系較大,多發生于12月至翌年4月長江的枯水期。包括上海市在內的長江三角洲,是中國重要的經濟發達地區,長江又是上海市和沿江兩岸主要的供水水源。因此,要高度重視長江口的鹽水入侵問題。從三條調水線路的情況分析,西線、中線工程由于三峽工程、洞庭湖、鄱陽湖等一系列水庫和湖泊的調節作用,對長江口基本沒有影響,會產生一定影響的主要是相對距長江口較近的南水北調東線工程。由于東線第一期工程調水規模僅增加抽引長江水100 m3/s,年調水量僅占長江最枯月流量的1.3% 和長江多年平均入海水量的0.4%,對長江口鹽水入侵基本無影響。當2030年抽江規模達到800 m3/s時,調水量占長江多年平均入海水量的1.6%,影響也不大。規劃提出當長江大通水文站流量小于10,000m3/s時,采取“避讓”措施,減少抽江水量。由于東線工程沿線有湖泊調蓄,不會對城市供水產生影響。采取“避讓”措施后,可基本消除調水對長江口鹽水入侵的可能影響。另外,長江三峽工程已投入運行,可使1~4月大通站流量增加1,000~2,000m3/s,在較大程度上緩解枯水期沿江抽水對長江口的影響。長江入海水量是影響長江口鹽水入侵的重要因素之一。目前大通站以下長江沿岸有數百個引水口和抽水站,引水流量超過3,000 m3/s,需要加強水資源的統一管理。今后要通過對各取水口引水量的有效控制和三峽下泄量的合理調度,減輕或避免沿江取水對長江口鹽水入侵的影響。
  此外,對于“調水對北方灌區土壤次生鹽堿化的影響”、“調水能否使血吸蟲病流行區北移”、“調水對長江口及其附近海域、輸水干線湖泊水生生物的影響”等東線工程可能涉及的問題,也都作過系統的專題研究,結論分別是:黃淮海平源已經形成比較完善的排水系統,北方灌區次生鹽堿化能夠預防和控制;如果釘螺移至北緯33015'以北地區,繁殖是非常困難的,形成新的孽生地基本上是不可能的;對長江口及其附近海域水生生物不會有明顯影響,對輸水沿線湖泊的水生生物是有利的。
  六、南水北調是中國發展的必然選擇
  從50年代開始,國家有關部門組織各方面專家對南水北調進行了近50年的勘察、調研和可行性研究,并在科學論證的基礎上進行了民主決策,可以說,南水北調工程,凝聚了新中國上上下下幾代人的心血和智慧。2003年12月27日,南水北調工程正式開工,標志著南水北調這一跨世紀的構想從此開始變為現實。
  在新世紀,水資源短缺已成為我國經濟社會可持續發展的主要制約因素。要使我國有限的水資源,通過合理開發、全面節約、有效保護和優化配置,實現經濟、社會和環境效益的最大化,以水資源的可持續利用支持經濟社會的可持續發展,就必須對水資源進行優化配置。
  南水北調工程與上個世紀中國的北煤南運、本世紀初正在進行的西氣東輸、西電東送工程一樣,都是一種資源配置工作,縱觀世界上其它國家,在資源利用和資源在國土上的分布不可能完全一致的情況下,隨著國家社會經濟發展,就必須對資源進行相應的優化配置。從這個道理上講,南水北調是中國社會經濟發展的必然選擇。
  南水北調工程是當今世界上最大的遠距離、跨流域、跨省市調水工程,它的建設如同萬里長城、京杭運河一樣是中國五千年歷史上的偉大工程,它將成為人類充分利用地理、地形特點優化配置國土資源的又一個偉大范例。(作者:汪易森 楊元月 原載《人民長江》2005年第7期)

 
 來源:中國南水北調網     時間:2007-11-08 12:02:25      瀏覽人次

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