跨流域向黄河调水的必要性与方案

跨流域向黄河调水的必要性与方案张玫杨慧娟陈红莉摘要:黄河流域及邻近地区在国家能源安全、生态安全、粮食安全和城镇化发展进程中均具有重要地位，但水资源短缺是区域发展的最大制约瓶颈，南水北调西线工程是国家“四横三纵”水资源配置格局的主要组成部分，对缓解黄河流域缺水问题、保障流域供水安全具有重要作用。从缓解黄河水资源供需矛盾、维护河流健康、改善生态环境等方面论述了跨流域向黄河调水的必要性，分析了各调水方案的特点，以及西线一期工程的优越性，从保障区域供水安全、能源安全、城镇化进程、粮食安全、生态安全等方面，论证了西线一期工程建设的紧迫性。关键词:跨流域调水;水资源;南水北调西线工程;黄河流域中图分类号:TV68文献标志码:ANecessaryandPreceptofInter-BasinWaterDiversiontotheYellowRiverZHANGMei1，YANGHui-juan2，CHENHong-li1Abstract:TheYellowRiverbasinanditsadjacentareasplayanimportantpositioninthenationalenergysecurity，ecologicalsecurity，foodsecurityandtheprocessofurbanization，buttheshortageofwaterresourcesisthebiggestbottleneckrestrictingforregionaldevelopment．TheWest-RouteoftheSouthtoNorthWaterTransferProjectisanmaincomponentofnationalfourtransverseandthreelengthwayswaterresourcesallocationpattern，playsanimportantroleinreducingtheconflictbetweenwatersupplyanddemandandensuringthewatersupplysecurity．Thenecessityfrominter-basinwatertransfertotheYellowRiverwasdiscussedbyseveralaspects，suchasreducingtheconflictbetweenwatersupplyanddemand，maintainingriverhealth，andimprovingtheecologicalenvironmentetc．，thecharacteristicsofthewaterdiversionschemes，aswellastheadvantagesofthefirststageoftheWest-RouteProjectwasanalyzed，thentheurgencyoftheconstructionforfirststageoftheWest-RouteProjectisdemonstratedinsuchaspectsofregionalwatersupplysecurity，energysecurity，theurbanizationprocess，foodsecurityandecologicalsecurity．Keywords:inter-basinwatertransfer;waterresources;West-RouteoftheSouthtoNorthWaterTransferProject;YellowRiverbasin黄河流域土地、矿产、能源资源丰富，是我国重要的能源重化工基地和粮食基地，在支撑我国经济社会可持续发展中具有举足轻重的战略地位。“水少、沙多，水沙关系不协调”的自然特性决定了黄河有限的水资源承载能力。在水资源总量严重不足的情况下，黄河还要向河南、山东、山西、甘肃的流域外地区以及河北、天津供水约100亿m3，加剧了水资源短缺［1］。1实施跨流域向黄河调水的必要性(1)跨流域调水是解决黄河水资源供需矛盾、支撑经济社会可持续发展的需要。黄河是我国西北、华北地区重要水源，目前地表水耗水率已达到72%，水资源开发利用程度已大大超出了黄河水资源的承载能力。由于水资源供需矛盾突出，因此部分能源项目因没有用水指标而使立项建设受到影响，约66．7万hm2农田有效灌溉面积得不到保障，现状河道内外实际缺水约95亿m3，并且以资源型缺水为主。黄河水资源短缺已严重制约了流域经济社会的发展。同时，地区间、部门间激烈争水，大大增加了水资源管理的难度［1］。随着西部大开发、中部崛起等国家发展战略的实施及西气东输、西电东送、能源重化工基地等重点工程的建设，未来黄河流域经济社会呈快速发展态势，对水资源的需求将日益增加，水资源供需矛盾将更加尖锐。据预测，2030年黄河流域缺水量将达到138亿m3，其中河道外缺水104亿m3，河道内缺水34亿m3。如河道外缺水都集中在农业灌溉，影响粮食产量约100亿kg，占黄河流域粮食产量的20%，占全国粮食产量的2%，对国家粮食安全造成影响;若考虑城镇生产缺水50亿m3，将使2011—2030年黄河流域GDP增长率下降2%左右。可见，若不实施跨流域调水工程，严峻的缺水形势将对国家粮食安全、能源安全、经济安全造成一定影响，制约黄河流域经济社会的可持续发展［1］。(2)跨流域调水是维持黄河健康的需要。为了减轻河道淤积，维持河流健康，必须在黄河河道内留有一定的生态环境水量，头道拐、利津断面生态环境水量分别应为200亿m3和220亿m3，但黄河水资源总量不足，随着经济发展用水的增加，河道内生态环境用水被挤占。20世纪90年代以来，黄河天然年径流量438亿m3，入海水量133亿m3，河道内生态环境用水被挤占47亿m3;2000年以来，头道拐断面年径流量仅152亿m3，宁蒙河道部分河段逐渐演变为“地上悬河”，防洪、防凌形势严峻。河道内生态环境水量不足，导致了河道淤积、二级悬河加剧、水环境恶化等一系列问题。河道内生态环境用水被大量挤占导致黄河断流频繁。1972—1999年28a间黄河下游22a出现断流，其中1997年断流最严重，断流时间长达226d。1999年开始实施黄河干流水量统一调度以来，在严格限制上中游用水的情况下，虽然黄河下游没有出现断流，但最小流量较小，远没有达到功能性不断流的要求。据预测，2030水平年黄河流域河道内缺水将达34．2亿m3，将减少入海沙量约1亿t，增加下游河道淤积量，对中水河槽维持造成严重影响。且河道内缺水将导致河流水环境承载能力降低，水环境压力越来越大［2］。(3)跨流域调水是改善流域生态环境的关键支撑。在气候干旱、水资源短缺及不合理的人类活动影响下，黑山峡河段附近的宁蒙陕甘地区草场退化和土地荒漠化、沙漠化严重，沙尘暴频繁发生，是流域生态环境最为脆弱的区域，长城沿线干旱风沙区是我国四大沙尘暴源区之一。该地区生态环境的恶化，不仅威胁到人民的生存环境，严重制约着当地经济社会发展，而且对我国中、东部地区和首都圈的生态安全及环境质量构成严重威胁。2000年鄂尔多斯地区发生沙尘暴18次，其中直接危及京津地区的就有12次。此外，与黄河邻近的石羊河流域水资源贫乏，现状水资源利用大大超过其承载能力，导致下游民勤绿洲出现水资源危机和日趋严重的生态环境问题，地下水位持续下降，地表植被日益退化，土地沙化面积增加和荒漠草原面积逐年扩大，其北部湖区生态已濒临崩溃。民勤绿洲是阻挡我国第三大沙漠巴丹吉林沙漠和第四大沙漠腾格里沙漠合拢的重要屏障，民勤绿洲的消亡，必将危及中游绿洲甚至河西走廊大通道的社会和生态安全，进而影响到整个西部地区的健康发展与稳定，是关系国家经济社会发展和民族和谐相处的重大问题。水资源是改善生态环境的最基本条件，但黄河水资源极其匮乏，难以支撑生态环境建设对水资源的需求。通过跨流域调水，增加供水量，建设生态绿洲，可以有效地改善黑山峡河段附近地区和石羊河下游的生态环境。综上所述，为了增强黄河水资源的承载能力，支撑经济社会可持续发展和维持黄河健康生命，在强化流域节水的前提下，实施跨流域向黄河调水是十分必要和迫切的。2跨流域向黄河调水方案为解决华北地区和黄河流域缺水问题，经过50多a的研究和论证，2002年水利部编制了《南水北调工程总体规划》，并经过国务院批准。规划推荐南水北调东线、中线和西线三条调水线路，将长江、黄河、淮河和海河四大江河相互联通，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，有利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局，具有重大的战略意义。该规划指出:南水北调东线、中线、西线三条调水线路，各有其合理的供水范围和供水目标。要解决黄淮海流域、胶东地区和西北内陆河部分地区的缺水问题，三条调水线路都需要建设。(1)东线工程、中线工程。东线工程从长江下游江苏省扬州附近抽引长江水，供水目标:解决调水线路沿线江苏、安徽和山东半岛的城市生活、环境和工业用水问题，改善淮北地区的农业供水条件，在北方需要时利用工程的供水能力，提供农业和生态环境用水。中线工程近期从长江支流汉江上的丹江口水库向华北引水，远景再从长江干流引水以扩大引水量。供水重点为城市生活及工业用水，兼顾沿线农业及其他用水，供水范围包括北京市，天津市，河南省沿线11个省辖市30个县级市及县城，河北省沿线7个省辖市18个县级市、70个县城。目前，南水北调东线、中线工程已开工建设，虽然引水工程都跨越黄河，但都没有向黄河供水的任务，也与黄河下游引黄灌区供水范围不重复，仅在长江、汉江丰水年份存在相机向黄河补水的可能，且补水量很小，对增加黄河供水能力的作用十分有限。(2)西线工程。南水北调西线工程从长江上游干支流调水进入黄河上游，是补充黄河水资源不足、解决黄河流域乃至西北地区干旱缺水问题的重大战略措施，供水范围覆盖黄河全流域及邻近的河西内陆河地区，其作用主要是缓解黄河水资源紧缺的严峻局面，结合黄河干流调蓄工程，为流域供水安全、能源安全和粮食安全提供水资源保障，支撑经济社会的可持续发展;补充黄河河道内生态用水，为维持黄河健康生命提供水资源支撑;为黄河上中游部分地区和相邻石羊河下游的生态建设提供水资源保障，遏制生态环境严重退化的趋势［3］。根据项目建议书，南水北调西线一期工程从雅砻江上游甘孜以上地区、雅砻江支流鲜水河的达曲和泥曲、大渡河西源绰斯甲河的色曲和杜柯河、大渡河东源足木足河的玛柯河和阿柯河直接调水到黄河干流，线路全长325．5km，隧洞段长320．9km。根据各引水坝址上下游河段水资源供需平衡分析，考虑调水河流未来用水增长及河道内生态环境用水需求，西线第一期工程热巴、阿安、仁达、洛若、珠安达、霍那、克柯等7个坝址多年平均可调水量为92亿m3。综合比较受水区需求、调水影响、工程规模及投资等因素，并考虑避开重要寺院、县城淹没，以及高原区长隧洞、大洞径、高坝大库的复杂施工技术等问题，推荐调水规模为80亿m3。南水北调西线一期工程受水区规划范围为黄河流域及其邻近的内陆河地区，河道外受水区集中在黄河上中游的青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西六省(区)及邻近的石羊河流域，一期工程受水对象主要包括重点城市、能源化工基地、黑山峡生态灌区及石羊河流域，以及向黄河河道内补充部分生态环境水量。西线一期工程调入水量与黄河自身水资源统一配置和管理，可有效缓解黄河水资源供需矛盾，提高流域及沿黄地区的供水安全。能够确保重点城市、重要能源基地的用水需求，并退还部分被挤占的农业灌溉水量，促进粮食生产;通过向黄河干流河道内补充水量，结合骨干水利枢纽的联合调控，进一步协调水沙关系，减轻河道淤积，促进干流生态系统和河道形态的恢复与改善;通过向生态环境恶化地区供水，恢复和改善当地生态环境状况和居民生存条件［4］。(3)引汉济渭工程。规划从汉江干流黄金峡水库引水进入渭河，是解决关中地区缺水问题的有效措施。在国务院批复的《渭河流域重点治理规划》中，将引汉济渭作为解决渭河流域中长期缺水的措施之一。2003年陕西省水利厅提出了《引汉济