摘要:在党中央、国务院的领导和关怀下,广大科技工作者持续进行了50年的南水北调前期工作,在大量的野外勘测和分析比较了50多种方案的基础上,获得了一大批富有价值的成果,最终形成了南水北调东线、中线和西线调水的“四横三纵”基本格局。经党中央国务院审议并原则同意南水北调工程总体规划,举世瞩目的南水北调工程已由规划转入实施。但对中线工程规划中的工程规模、分期实施和输水方式还有一些不同的看法,文章结合总体规划的研究情况对“中线工程规模、丹江口水库大坝加高和管道与明渠的比选”等问题谈了几点认识。
摘要:在党中央、国务院的领导和关怀下,广大科技工作者持续进行了50年的南水北调前期工作,在大量的野外勘测和分析比较了50多种方案的基础上,获得了一大批富有价值的成果,最终形成了南水北调东线、中线和西线调水的“四横三纵”基本格局。经党中央国务院审议并原则同意南水北调工程总体规划,举世瞩目的南水北调工程已由规划转入实施。但对中线工程规划中的工程规模、分期实施和输水方式还有一些不同的看法,文章结合总体规划的研究情况对“中线工程规模、丹江口水库大坝加高和管道与明渠的比选”等问题谈了几点认识。
关键词:南水北调中线 工程规划 总体规划
1中线工程规模
对南水北调中线工程的规划目标与调水规模,有两种不同意见:一种认为目前我国的工农业用水已出现“零增长”,今后随着城市化水平的提高,仅仅是生活用水将有一定的增长,南水北调东线、中线工程的总调水规模2010年只需30亿m3,2030年只需60亿m3。另一种认为黄淮海平原是国家的粮食基地,目前生态环境问题已经十分严重,不能只解决城市缺水,要求中线工程按调水145亿m3的规模一次建成。
经过反复的分析、研究,我们认为南水北调工程的根本目标是要改善和修复黄淮海平原的生态环境,近期应以解决城市缺水为主。确定中线工程的规模应采取适度偏紧的方针。所谓适度,就是要满足北方省市社会经济和环境的缺水需要,要有一定的规模,否则,南水北调工程就没有意义。但长距离跨流域调水会打破原有的各种平衡,我们将要付出一定的代价才能建立新的平衡。这次总体规划按照先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水的精神,对中线工程进行分期建设,将一期工程调水量从145亿m3压缩到95亿m3,不是因为投资,主要是从促进调入区的节水和汉江中下游的生态环境考虑。
1.1 南水北调中线第一期工程规模是经济社会环境的最低需求
有些专家认为总体规划预测的城市需水量偏高(受水区城市需水量年平均增长率为5%)、节水潜力估计不足、污水再生利用量偏低,使工程规模偏大。
1.2 中线第一期工程规模为何不采用145亿m3
还有一些专家认为中线工程地理位置优越、水质好,在确定丹江口水库大坝加高后,调水应按145亿m3的规模一次建成。
2.1 加坝是保证规划调水规模的需要
2楼
将丹江口水库大坝加高14.6 m,正常蓄水位由157 m抬升至170 m后,总库容将达到290.5亿m3,相应增加库容116亿m3。中线第一期工程多年平均调水量为95亿m3 ,特殊枯水年份(保证率为95%)时的调水量为62亿m3,可基本满足中线工程受水区城市需水要求。第二期工程多年平均调水规模为130亿m3。
若不加高大坝,为了增加枯水期的北调水量,需要在陶岔渠首建一级泵站,第一期工程多年平均调水规模为81亿m3 ,特殊枯水年份的调水量只有21亿m3(不兴建引江济汉工程)或38亿m3(兴建引江济汉工程)。南水北调近期的供水目标是解决城市缺水,特殊枯水年(保证率为95%)的调水量是十分珍贵的,加坝和不加坝在特殊枯水年的调水量相差24亿~40亿m3。不加坝难以满足受水区缺水城市的基本要求,并增加了运行成本。
2.2 加坝有利于汉江中下游防洪
汉江中下游地区人口密集,是湖北省的经济发达地区。根据汉江中下游的特点,按照“蓄泄兼顾,以蓄为主,适当扩大下游泄量”的原则,通过加高后的丹江口水库拦洪削峰,可将汉江中下游的防洪标准从20年一遇提高到100年一遇,防御1935年型洪水。在1998年国务院批准的《长江流域近期防洪建设若干意见》中,已明确丹江口水库大坝按正常蓄水位170 m加高。
若大坝不加高,遇超过20年一遇的洪水,汉江中下游部分民垸必须分洪;如果遇1935年型(100年一遇)洪水要向14个民垸分洪,涉及70多万人口,耕地近90万亩,还有两座县城。为保证汉江中下游防洪安全,需要进行分蓄洪区安全建设,估算投资158亿元,比加坝移民的投资多10亿元,且分洪一次的经济损失很大。按照目前丹江口水库的规模和汉江中下游防洪标准考虑,要在7天内使14个民垸同时分洪,安全转移是极其困难的。一旦分洪不及时,造成汉江遥堤及干堤溃决,将直接威胁汉北平原和武汉市的安全。
2.3加坝为库区居民脱贫解困提供了机遇
在20世纪60年代建设丹江口水库初期工程时,由于当时的历史条件,以及水库水位方案多次变更,移民大多在水库周边后靠,环境容量低,遗留问题十分严重。
据调查,库区人均耕地在0.5亩以下的有12.4万人,人均年收入仅为560~1,200元。为了缓解库区人口与环境的矛盾,即使不加坝,也要通过其它途径外迁10余万人。库区人民和当地政府都将大坝加高、移民安置作为库区脱贫解困的契机
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3楼
从保证南水北调工程规划调水量、有利于汉江中下游防洪以及为库区移民提供脱贫解困的机遇等多种因素综合考虑,丹江口水库大坝应予加高。湖北、河南两省政府,已经初步规划了移民安置区,并表示有信心、有能力做好移民安置工作。
3 管道与明渠的比选
有些专家把南水北调工程以城市供水为主的供水目标理解为只解决城市区的缺水,在2010年只要调水30~40亿m3,提出中线工程用管道输水。建议采用先管道后明渠的输水方式,一期工程给城市供水采用管道,以后给农业供水用明渠,分质供水,优水优用。对此,我们在原来组织完成的大量工作成果的基础上,又作了补充分析论证。
通过反复研究,我们认为管道输水虽具有安全性好、输水损失小、不易污染、管理方便等优点,但投资大、运行成本高。从国内外众多调水工程来看,管道输水一般适用于较小规模的输水工程,一条输水管的管径通常在4 m左右,输水能力在每年10亿m3左右较为合适。
在总体规划中分析了全线渠道、全线管涵、明渠为主局部管涵等多种输水方式,比较了年调水量95亿m3、88亿m3、82亿m3、60亿m3和40亿m3等多种调水规模以及全线管涵与黄河以南为明渠、黄河以北管涵等多种输水方案。结论如下:
3.1管道输水投资大、成本高
为满足受水区社会经济和环境可持续发展的最低需求,南水北调中线第一期工程的调水规模为95亿m3。按此同样的规划目标,若采用全线管道输水可比规划的明渠方案减少水量损失4~8个百分点,管道的规模应不少于82亿m3。需要建设直径为7.5~4.5 m(渠首~北京)的输水管道4~2条,并建设10级总扬程为232 m、总装机容量为71万kW的加压泵站,虽可减少永久占地1.2万hm2,但工程投资近1 400亿元,单方水投资近17元,是规划方案的近2倍。
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4楼
如果减少调水量,采用全线管涵调水60或40亿m3方案,建设投资也为1100亿元和823亿元,单方水投资高达18和21元。更重要的是调水量不能满足受水区的经济社会发展需要。
也有专家提出黄河以南为明渠、黄河以北供城市40亿m3用管涵输水,以后给农业生态用明渠的先管后渠的方案。对此我们也进行了研究,若黄河以北只考虑给城市供水,先建供水40亿的管道,此方案投资为1 085亿元,仍然比规划方案多383亿元,单方水投资为12.3元。关键是在第一期工程时,最缺水的海河平原不能得到南方丰水时低保证率的低价水,生态环境难以得到恢复和改善。若黄河以北除供城市40亿m3用管涵外,低保证率部分给农业生态用明渠,工程投资也需1 320亿元,单方水投资为13.9元。这两种方案黄河以南为明渠,仍存在易污染、和管理不方便等缺点。
如果黄河以南为明渠,黄河以北给城市用管道,农业生态用现有河道,工程投资也需900亿元。在黄河以北管道高线和低线中间的山前平原,是浅层地下水超采严重的地区,低线利用现有河道,引走丰水年水量,则低线以西这部分地区的地下水得不到补给,而低线以东地区的浅层地下水为咸水,生态河无法补充深层地下水。同时,低线与现有河道平交,水质易被污染,低线附近的城市用水得不到保证,如用管道将水送到这些城市,则投资还将大大增加。
3.2采用明渠和局部管涵的输水方案可兼顾农业和生态用水
工程的输水方案应与规划目标相适应,根据总体规划确定中线第一期工程的供水目标:以解决城市缺水为主,并尽可能兼顾农业和生态。规划采用以明渠输水为主、局部管涵的输水方式。明渠走高线大都在城市上游,并与交叉河道全部立交,水质有保证;采用全断面衬砌,减少渗漏损失。对地质条件复杂、人口聚集、高填方渠段和交叉建筑物密集的渠段,将采用管涵方式。由于北京段进入市区后的交叉建筑物多,天津干线要穿过大清河分洪区,且这两段规模较小,输水量分别为10亿m3和8亿m3左右,因此北京段和天津干线采用管涵输水方式。
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5楼
明渠为主的输水方式可在汉江水量较丰时,利用渠道的加大输水能力,启用输水渠道上与沿线河流、渠道交叉处所设立的分(退)水设施,在保证防洪安全的前提下,向北多调水,直接向河道、湖泊等湿地补水,回灌地下水。可兼顾保证率较低的农业和生态用水。
3.3选择先渠后管与社会经济发展相适应
总体规划选择中线第一期工程采用以明渠输水为主、局部管涵的输水方式,总干渠选走高线,这样不仅可充分发挥中线工程基本自流的优势,还可以避开城市排污;第一期工程以明渠为主不仅可以节省投资,而且可以对京广铁路两侧浅层地下水严重超采地区,用外调水置换,逐步修复生态环境。如果先用管道输水就不能在黄河以南丰水时给黄河以北的农业和生态多补水。在建设中线第二期工程时,由于增加的规模较小(水量35亿m3左右,流量在150 m3/s左右),适合管道输水。管道本身需要加压,可以走低线。到那时用水户的承受能力将大大提高,可以承受用管道输水的水价,管道只给城市的自来水厂供水,现在的明渠可给部分工业和农业、生态补水,这样的布局是与社会经济发展相适应的。
由于投资规模和供水价格的因素,全线管道输水方案难以实现
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6楼
没啥好说的
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7楼
到时候明渠内开船,水污染严重,无法饮用,此问题好象未谈到。
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