高效益分期实现南水北调，本文主要内容关键词为：南水北调论文,高效益论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
淡水资源、环境保护与人口是21世纪初必需解决的世界性的几个大难题，很明显人及所有生物都离不开淡水，淡水主要来自大气降雨，它不仅有丰枯年而且年内分配也不均匀，还有地区的差异。
我国水力资源分布具有南方水多，北方水少的特点，长江流域以南的河川泾流量占全国的80%以上，而耕地面积却不到40%，特别是海河流域泾流量不足1%，而人口和耕地都分别占全国的9%和12%，缺水十分严重。在本区内还有北京和天津，因此实施南水北调势在必行。按目前的南水北调有关规划文件，经多年规划已成东、中、西三条调水路线，规划文件中并认为三条路线各有其合理的供水范围，本次论证会议建议实施南水北调的顺序为：中、东、西，中线工程主要供水为城市生活和工业兼顾其它用水，特别是如何保证向首都北京、天津这样大城市供水，是当前引水的首要任务。中线方案即由汉江的丹江口引水，经河南、河北到北京，并延伸到天津。在长达1389公里的主干渠的大型过水工程1854座。会议文件也认为中线工程调水主要问题是：线路长、横穿河流太多，并且调蓄工程少和丹江口水库需要加高。
笔者曾参加过黑龙江、海河、黄河、长江、珠江等大江大河的规划工作，当时就提出修建综合利用效益大而工程量较小的西线引黄工程。这个方案首先在黄河、长江河源很近的地区修一高坝，加上不太长的输水线路即西线引水工程渠首部分，只是供水范围延伸入扎陵、鄂陵两湖到龙羊峡水库，经自然的黄河河道流入万家寨水库，再经已开工的引黄入晋北线入册田水库，经永定河到官厅水库。另外大部分水在小浪底以下，以中线北段至北京、天津。本方案需人工修建的输水线路短，并可分期实施，首先修雅砻江，其次通天河或大渡河，西线引水至中线利用原河道发电，可获得很大的经济效益。
1.优先开发西线的优点
优先开发西线的优点是用发电效益滚动建设西线，南水北调三条路线按原规划各有各的供水范围。西线原先主要供应西北广大地区，这是我国最干旱地区，首先地方也要高水高用，中线供水范围是华北及京、津，如上所述，如果我们先开发中线，1000多亿的投资投入，每方水高达1.3元，这么贵的水只是成本价，因此巨大的投资回收无望， 如果我们改变上述的开发程序和供水范围，即使修通西线后广大的干旱地区需要继续配套的供水主干渠道及支渠道，根据我国多年的经验还需相当大的投资和很长的时间。
我们建议先建设西线引水，而供水范围是华北，京、津地区，也就是说引水流经龙羊峡先发电得到540万千瓦装机容量的效益， 按每千瓦10000元计得到540亿元的发电效益，用它分期开发通天河和大渡河，为了补偿西北地区供水，应该把每年电站收入的电费给西北地区，一部分用来修建供水的干支流，另一部分或者全部用来继续引水，这将形成良性循环，引水越多发电效益越大，以发电的效益继续修建中线入黄河往北解决河北及京、津地区用水，之后再扩建丹江口引水北上达到贯穿整个中线。先修黄河以北的中线引水方案优点是暂时可节约2／3的资金投到黄河以南不太缺水地区（黄河以南年降雨量约600—800毫米，地面泾流的利用不充分），因此，用西线的水发电后，在小浪底以下入中线是最优方案。
2.发电效益
西线从龙羊峡到万家寨直到小浪底以下至郑州以西入规划的中线方案。由于要经过9级已建和正在修建的水电站， 并入官厅后还要经过已建的官厅和下马岭两级水电站，见表1。
表1
黄河梯级电站
电站名称
最大水头 装机容量 发电量 备注
(米)
(万千瓦) (亿度)
龙羊峡
150 128 59.8
1984年发电
刘家峡
114 116 57.0 已建
盐锅峡 39.2 35.2 17.0 已建
八盘峡 19.5 18.0 10.9 已建
青铜峡22 27.2 12.8 已建
李家峡
130 150 59.1建设中
天桥 20
14 5.6 已建
三门峡30
42 16.8 已建
小浪底
135 150
60建设中
现有及正建小计
661780.4 290
拉西瓦
203 300 93.7 计划
黑山峡
141 192 74.1 计划
总计1005
1272.4466.8
考虑到引黄入晋要有两级提水入北干渠道，因此流入官厅及下马岭两水电站的效益就不计入了。也就是说已建电站有660 公尺的最大落差，按0.8计平均水头为528公尺，要引水入龙羊峡后立刻增加9 座电站的出力成为一座大型的水电站，装机容量约为540万千瓦， 净增发电量为216亿度，也就是说把净增的装机容量540万千瓦的水电站按每千瓦投资10000元计节约投资约540亿元，用这笔款修建西线引水工程是可行的，再加上每年90亿元的电费收入可使每方水中线引的1.1 元降至北京地区可接受的0.3元左右，主要应把每年的电费和水费给西北地区， 作为让水卖电的收入。
3.移民比较
西线地处青海高原，在引水处几乎没有什么淹没和移民问题，而中线丹江口水库加高需搬迁22.4万人（1990年基数），如不加高丹江口水库不仅调节性能很差，而且引水数量将由145亿方降至75亿方， 特别应该指出的是，在该地区正在建的三峡搬迁人口达100万左右， 如果再加高丹江口水库，又需搬迁至少30多万人，还未包括象再修一条高速公路那样宽的主干渠占地面积，如包括在内将需搬迁的人数更多，约40万左右。
4.供水质量比较
比较西线把水经扎陵和鄂陵两湖入龙羊峡水库，或直接入龙羊峡水库具有多年调解的性能，这样两湖一库的调节和反调节不仅使年内水量调节完全满足要求，而且可以使多年丰枯水年达到反调节目的，保证率显然特别高，完全能保证首都用水的高标准要求。
据规划报告中指出这3年中1977年海河为丰水年，1978 年海河为平偏丰年，采取一定措施后，缺水程度可以减轻，但遇1966年或历史上曾发生过的1941年、1942年等特枯年则要进一步研究必要的对策。为提高特枯年的供水量，需进一步研究引汉与供水区现有多年调节库联合调节运用及引黄应急的可能性，如果按表2把多年平均与1966 年枯水年相比（23.4／41＝0.57），也就是说象北京这样特大城市的生活用水和工业用水在特枯水年正需要水的时候，突然要比一般年下降几乎一半的供水量。华北地区丰水年和平水年缺水是不多的，靠密云和官厅两库及降水可以过得去，就是在枯水年由于中线调水蓄能力差，不能完全满足供水要求，因此西线供水的保证率或供水质量远远比中线供水质量高，如果考虑到中线主干渠从南到北要横穿豫、冀，两省上千条大中小河流它们在汛期要直冲主干渠造成主干渠维修的困难和进一步降低供水的保证。
根据中央关于供水目标是首都及沿线大城市的生活及工业用水，像这样的用户保证率应定为95%。这样丹江口水库符合95%的保证率可北调水量仅为30亿立方左右，如果考虑远景，人口密集的汉江流域用水进一步增加时，则可北调水量会进一步减少，同时中线工程在用水高峰由于没有调蓄水库和湖泊会出现抢水、断水，另一面丰水时将出现弃水，原来规划汉江水量不足时，只有利用引长江水，在三峡论证时曾考虑过三峡高坝方案，它是为补给汉江的，但很快被否定了，道理很简单，任何情况下都不能淹没重庆市。
5.投资问题
投资的大小是每个工程的关键，如财政部基本建设厅缪礼煊副厅长指出：经过多次论证，应有一个投资数，因为计算投资的依据都有了，投资数不难算出……，有一个投资数好交待，要不论证了多次，拿不出投资的数也说不过去。其实正像缪礼煊同志说的那样，投资依据全有了，为什么不拿出来呢，初步估计1000亿元的投资可能是太显眼了吧！而且如从丹江口主干渠引水到北京又不好分期开发，西线方案从通天河和雅砻江可先修一个再修第二个，这两个工程是典型的引水工程或没有装机电设备的水电站，原规划中线方案估算静态投资为500多亿元， 动态投资为800多亿元，实际远远不足这个数。
6.水费
根据规划报告，中线方案引水至北京每方水在还贷期北京为0.74元，还贷后为0.52元，水价预测北京为1.1元，天津为0.9元，由此得到投资回收期约为30年，而引进用户水价每方约为2.6元， 因此单一的引水必然效益是差的。
7.跨流域电力补偿提高四川电网的保证出力
西线把水引入黄河后得到发电效益，同样水被部分引走后经过四川已建和正建的锦屏的水要减少，三峡、葛州坝等几乎也有同样的电能损失，但问题不能这样看。首先上游计划引水145亿方仅占三峡坝区1万亿方的1.45%，而它调入黄河后几乎占黄河泾流的1／3，更重要的是要考虑电网的情况，四川境内水力资源丰富而煤炭资源少，大量建火电必然导致长距离运输的困难，也不经济。其次是由于地形人口淹没以及泾流量大，相对调解库容小，所以计划中的水电站大部具有较差的调解库容。如果建以水电为主的电网，必需有相当大的水库做为枯水年内的枯水季节反调节。这样才能使电网内保证出力降低不会太大。反过来，长达5个多月的汛期不仅有大量的弃水，还有大量的季节性电能难以利用。 国外一般凡是水电比重很大的电网，必须具有多年调节库容以做枯水期的保证。很显然用火电做为重复容量是不经济的。如果我们一方面利用大渡河提水站做为双向供电点，由雅砻江锦屏电站输电至大渡河提水站，另一方面在从龙羊峡也架输电线过来，这样使西北和四川连成一个电网，利用龙羊峡梯级大库容做四川枯水季的保证出力的补充，用汛期四川大批季节性电能，抽汛期的弃水存入龙羊峡库内，在非汛期华北地区需水时，大量放水自然伴随着大量发电，这时也正是四川电网急需补充的枯水季的保证出力，因此它就根本解决了四川电网在发展水电的同时缺少大调节库容的问题，所以四川汛期季节性电能抽汛期弃水调入黄河后，再供水时反过来又供应四川枯水期的保证出力。
8.加强高科技研究攻克西线水工技术难关
西线主要存在问题是在西北高寒地带，修建高坝和长遂洞等水工技术问题，其实这些问题在国外大部分有成熟的经验，在原苏联已建数座高坝，如努列克大坝高317米，罗贡坝高325米，加拿大和美国为北水南调拟建两座高坝，坝高分别为464和476米，在原苏联已发展到山体滑坡建坝，采用“三不坝”施工（不做围堰、不挖基坑、不仿渗）不仅大大降低了建坝造价也加快了施工进度，至于长隧洞施工技术世界上发展很快，当前国内外使用挖进机开凿长隧洞已有许多成功的经验，英吉利海峡海底隧道总长156公里，采用11台挖进机用了3.5年打通。日本青函海底隧道最深处海面下140米施工中段层带很多， 但也很好地解决了破碎带和涌水问题。最近板神大地震，在距震源30公里处一条正施工的隧道仅洞壁水泥有脱落，说明地下工程和隧洞结构有抗震性能，世界上建成10公里以上的隧洞95条，我国以建成5公里以上输水隧洞16条， 引大入秦隧洞总长76公里，最长施工段为15.7公里。深埋长隧洞有利条件是在西北高寒地区避开了冬季保温的施工。运行时既使引水期延长，又避开了地表岩体滑动和风化，泥石流等不良地质现象，此外还有不易受恶劣气候的干扰，因此加强水工科研是可以解决高坝长隧洞的技术问题。
9.泥沙问题
泥沙问题确是引黄突出的大问题，但从我们的祖先到现在我们一直在引用黄河水，而且也积累了许多经验，特别是我们引水时段用枯水季。与汛期黄河含沙量相差10倍以上，我们当然也是“引清排洪”的运行方式，而且在平常引水不多时还可以用来冲沙，它要比现在挖泥船好。此外还可缓解黄河断流问题。
综上所述，为了解决京、津及华北地区用水，被推进的中线和本方案比较，可明显看出本方案具有巨大的发电投资效益约540 亿元和年发电量90亿元的年效益，用它可以分期开发滚动发展南水北调，对于西北地区可有让水卖电收入，一方面用它完善广大西北地区自己的水利配套和节水工程，另一方面促进引水越多发电效益越大的良性循环，对于西南被引水地区，由于利用大渡河抽水双向供电，发挥跨流域电力补偿，解决了四川电网枯水期保证出力问题，因此本方案对各方面都有不同的效益，又能较现时地实现南水北调。
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