【网上谈兵】 陆台统筹 2000亿方南水北调“新大西线”方案

• 发表于：2011-05-11 06:51:49
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    陆台统筹闽水西调暨 2000亿方南水北调“新大西线”方案

    一，前言：

    我国三北干旱和半干旱地区荒漠化程度日趋恶化，从上世纪八十年代年均递增2400平方公里，

    到近十年来每年平均增加3500平方公里的面积，呈加速蔓延的趋势。与此同时，全球气候变化对三北地区和长江流域影响十分明显，近年来频繁发生在长江流域和西南地区大范围严重干旱和洪涝灾害，以及今年初发生在黄淮海地区大面积严重干旱和今春西北和华北地区的沙尘暴肆虐。充分说明局部小规模南水北调，不仅不可能有效解决我国三北生态环境问题，而且随着长江旱涝交替频率增加，丰枯水情恶化，长江将出现季节性和年际性水荒已不可避免，必然严重影响长江流域生态环境和南水北调东中线工程的正常运作。为此我国应该尽早实施水资源大范围跨时空联合调度的战略规划。

    目前我国专家提出大规模调水方案中，主要是大西线南水北调和渤海东水西调两大方案。但是大西线方案经多方论争，在环球气候变迁，西南地区生态环境恶化，地质灾害频繁，西南诸水大规模水电开发以及民族宗教等相关因素的制约下，试图“一劳永逸”地自流调水已经没有任何现实可能。而海水西调试图通过水汽转化来增加降雨量从而改善西北地区气候的设想并没有得到环境和气象学界的认可，而且海水将加重沿途土壤盐碱化程度，是其最致命的软肋。因此近年来我国大规模调水规划陷入了进退两难的困境。

    但是如果能够结合这两大方案的研究成果和线路走向，系统地分析我国风水资源的地理分布（图1，2和3），年2000亿方南水北调是有可能的，而且具备极大的可行性。

    二，线路走向：

    （图4）

    1）从浙江温州瓯江口，利用沿海岛屿或造人工岛，修建海上超大型人工湖（东海人工湖），沿海岸线南下到台湾海峡北部的福建闽江口， 然后沿闽江逆流而上到福建闽清县城附近，开凿320公里闽赣运河隧道穿越武夷山，到江西信江下游鹰潭段入鄱阳湖。

    2）从鄱阳湖开凿30公里隧道穿越庐山，然后沿长江南岸开挖人工输水渠道，经湖北黄石市，南绕武汉市，到嘉鱼县注入长江。

    3）从长江北岸洪湖市利用江汉平原河道，规划输水渠道反向调水到葛洲坝水库坝下。

    4）改造三峡水电站部分机组为抽水蓄能电机，并以葛洲坝水库为抽水蓄能下水库，实施季节性抽水蓄能，三峡在175米正常蓄水位时，回水可达重庆市嘉陵江下游。

    5）沿嘉陵江及其支流西汉水逆流而上（也可考虑利用嘉陵江支流白龙江）到甘肃礼县，大约在海拔1500米左右开凿40公里隧道连接西汉水和甘肃天水市附近的渭河上游。然后再以180公里隧道，到达黄河兰州段下游，大约在海拔1490米左右入黄河。

    6）通过已规划的宁夏大柳树水利枢纽（规划正常蓄水位1350米）调蓄，可自流到内蒙，宁夏和陕西的黄土高原以及内蒙古西北部的居延海（海拔900米），并以居延海为大型调蓄水库（规划蓄水位为1100米，水域面积可达10000平方公里）。然后再规划东西两大输水渠道，一路沿中蒙边境，东去内蒙东部呼伦贝尔草原，另一路以多分支方式西去新疆罗布泊，吐鲁番，乌鲁木齐等地。

    线路总长大约7800公里。其中从台湾海峡到内蒙古西部居延海，线路长度约3800多公里，从居延海到乌鲁木齐约1400公里，从居延海到内蒙东部呼伦贝尔草原大约2500公里。

    三，沿途水资源现状：

    从我国降雨量分布图可以看出，长江以南的闽江流域，鄱阳湖流域和洞庭湖流域，是我国降雨量最丰富的地区之一。

    1） 浙江瓯江：年平均径流量约202亿立方米。

    2） 福建闽江：年平均径流量620亿立方米，比黄河年平均径流多10%以上。

    3） 长江：根据安徽池州的大通水文站记录，该段年最大径流为1954年的13560亿方，最小径流为1928年的6321亿方，多年平均年径流量为9150亿立方米。另据报道，长江入海多年平均径流为9765亿方。

    四，调水可行性分析：

    根据相关专家研究资料显示，长江下游只要保证1万M3/S的流量，对长江下游生态环境等没有明显不良影响。

    由于长江是季节性河流，汛期（5月-----9月）约占全年径流的71%左右，枯水期（10月-----次年4月）仅占年径流量的29%，所以在实施调水方案时，必须要充分考虑这一明显的时空不均匀性特征。同时还要考虑南水北调东线规划调水148亿方，中线规划调水130亿方。即总调水规模高达2278亿方。

    那么现以大通水文站水文记录资料作参考，对调水可行性作如下分析：

    1） 在丰水年，应该实施“多水多调”策略。 即在汛期，只要保证不影响长江中下游生态环境和经济等活动，可以超过国际公认的20%调水顶限，如假设在汛期调水率最高为30%，那么汛期可调出水量为（13560*71%*30%）=2888亿方，则大通站汛期下泄最大总流量为6740亿方。在枯水期调水率最大为20%，该期可调出量为（13560*29%*20%）=786亿方，则下泄总流量为3146亿方，下泄平均流量为19954M3/S，仍然大大高于1万M3/S流量要求。因此全年最大调出3674亿方是可行的。

    2） 在平水年，汛期调水率按20%，则可调水量为（9150*71%*20%）=1299亿方，该期下泄流量为5197亿方。枯水期调水率按10%计算，则可调出量为265亿方，下泻总流量为2389亿方，下泄平均流量为15140M3/S，仍然大于10000M3/S流量。全年可调出水量为1564亿方。

    3） 在枯水年，汛期调水率按10%计算，则可调出量为（6321*71%*10%）=448亿方，该期下泻总流量为4040亿方，下泄平均流量仍达25600M3/S。枯水期总流量仅1833亿方，该期平均流量为11600M3/S，因此不允许从长江径流中直接调水，必须从东海人工湖中调水，否则会造成严重生态问题。

    从以上三种水情分析可知，如果丰水年从长江直接调水2278亿方，则仍有1396亿方可调余量。但是平水年和枯水年长江可调水量与2278亿方调水目标有较大差距。因此十分有必要在长江中下游附近规划超大型调蓄水库，把丰水年的长江多余可调水储存起来，以便丰存枯用。可是长江中下游地区根本不可能有条件修建千亿立方米级的大型水库，而且如果仅仅存储长江丰水年的可调水余量，仍然难以保证大部分枯水年有2278亿方总调水规模。从我国水资源分布情况可以看出，东南沿海的闽江和浙江瓯江不仅具有丰富的水资源，而且具有最佳的地理优势，只要开凿320公里闽赣运河隧道，就可以贯通长江和闽江流域，直达台湾海峡，并从台湾海峡北部到温州的瓯江口之间规划超大型海上调蓄水库（即东海人工湖，库容3000亿方，调节库容2000亿方），把长江丰水年的多余可用水经鄱阳湖和闽赣运河隧道，自流到东海人工湖，并与闽江及瓯江的水一起储存起来，以便实施年际调蓄。然后在枯水季节或枯水年，经闽赣运河隧道，反向电力调水到鄱阳湖或葛洲坝下，以便适当弥补长江中下游因调水而减少的流量或在极端干旱季节增加长江中下游流量。从而更能有效地确保长江中下游的生态环境和航运安全。

    这样长江来水经海上人工湖调蓄后，加上闽江和瓯江水源，平水年可调水总量达2300亿方。而在枯水年可利用调蓄水库储水，也基本能够保证2278亿方总调水规模（除非极端干旱年份）。从而确保调水设备长期稳定运行，有利于提高经济效益，降低调水成本。

    由此可见，结合闽江和瓯江以及海上超大型调蓄水库，年2000亿方调水规模的南水北调“新大西线”工程是可行的。

    五，西线调水工作原理：

    据长江宜昌水文站记录，三峡坝址最大径流为1954年的5750亿方，最小径流为1942年的3350亿方，多年平均径流为4510亿方。

    那么“新大西线”2000亿方年调水量应该做科学合理的安排，为此安排汛期调水量占全部年总调水量的60%，即1200亿方在汛期调水，其余800亿方在枯水期调水。

    根据三峡电站发电要求，至少必须有2万M3/S的入库流量，才能确保三峡发电机组正常运行。

    因此，三峡抽水蓄能机组要根据实际入库流量，做合理调度。比如

    1）在平水年的汛期，三峡入库总流量为（4510*71%-1200）=2002亿方，该期平均入库流量为12700M3/S。需要投运部分抽水蓄能机组，以保障平均入库流量达2万M3/S左右。

    2）在平水年的枯水期，三峡入库总流量为（4510*29%-800）=508亿方，该期平均入库流量仅3200M3/S。因此必须投运大部分抽水蓄能机组，使三峡水库维持在175米的正常蓄水水位，回水可达重庆嘉陵江下游河段，从而确保调水口有足够流量。

    六，海上人工湖反调节工作原理：

    由于三峡电站是利用葛洲坝水库作为抽水蓄能下水库，因此葛洲坝下泄流量必然大幅减少。

    为了满足长江中下游河道生态水和航运需求，应该适当地从东海人工湖经闽赣运河隧道，反向电力调水到鄱阳湖或葛洲坝下，以弥补荆州河段和长江中下游流量的减少。同时在枯水期或枯水年，应该根据长江下游生态需水实际情况， 利用东海人工湖的储备水，向长江下游河道适当补水，避免长江出现季节性水荒，实现我国大范围水资源综合调度，产生最佳经济和社会效益。

    为此应该规划年最大反调节电力调水为1500亿方，主要是在每年的枯水期。其中最多1200亿方调到葛洲坝下，其余从鄱阳湖向长江下游补水。

    七，能源需求预估：

    这一调水线路比海水西调更靠近我国水电和风能资源最富集地区（图1，2，3），因此更具合理性。

    1） 从闽江到葛洲坝下，水头落差约42米，年最多耗电280亿度。可利用东南沿海和鄱阳湖区丰富的风能资源以及华中和华东电网用电低谷时段的电能。

    2） 重庆到兰州段，水头落差约1350米，约需耗电10000亿度。可就近利用西南和黄河上游水电，同时该调水线路非常靠近我国风能资源最丰富的内蒙西部和甘肃河西走廊，可就近大力开发风能资源用于调水。因此可大幅降低我国西电东输的压力和减少输电线路损失，即采取“西电西用”策略。

    3） 在天水和兰州往渭河以及黄河补水，不仅非常有利于黄河调水调沙，而且可以充分利用黄河中游落差，回收部分电能。同时新疆的吐鲁番等地海拔较低，也可回收部分电能，以降低调水成本。

    八，工程进度安排：

    第一期：从嘉陵江口调水200亿方，到天水渭河，50亿方入渭河，其余150亿方到兰州黄河段。

    同时在黄河上游大约海拔1700米左右，截流黄河，自流调水50亿方到河西走廊。工期5年。

    第二期：调水500亿方到兰州黄河段，通过大柳树水库调蓄，蓄水位达1400米，分两路，一路自流调水300亿方经河西走廊，西进新疆吐鲁番，另一路自流调水200亿方到内蒙鄂尔多斯高原。 工期5年。

    第三期：调水1000亿方到兰州黄河段，经大柳树水库，其中100亿方入黄河，400亿方经河西走廊自流西进新疆罗布泊和北疆，另一路500亿方经居延海，沿中蒙边境到东部呼伦贝尔草原。工期10年。

    第四期：从雅鲁藏布江调水200亿方到怒江，从怒江调水300亿方（含雅江200亿方）到澜沧江，从澜沧江调水400亿方（含雅怒300亿方）到金沙江入长江。然后从重庆调水300亿方到兰州黄河段，另外100亿方补水长江。工期10年。

    那么“新大西线”总工期30年。

    九，结论：

    综上所述，“新大西线”调水不仅可行，而且意义巨大：

    1） “新大西线”调水采用“西电西用”策略，可最大限度地降低调水成本。同时该调水方案必将大力推动我国西北地区风能资源开发，有效解决该地区风能利用的消纳问题。

    2） 该调水线路不仅无需高坝大库，而且避开了青藏高原生态和地质最脆弱地带。

    3） 没有海水西调的盐碱化问题和水汽转化的复杂过程。此2000亿方一次水可以直接使用，

    二次水经去污处理后可用于农业灌溉，也同样可以增加西北地区空气湿度。而且还解决了黄河和渭河调水调沙的水源问题。

    4） 闽赣运河隧道是台湾海峡直通长江最便捷内河航运大通道，估计可达京杭大运河的航运能力

    ，必将大幅扩大两岸“大三通”的航运规模。而且可以充分利用闽赣运河隧道弃渣，就近在马祖岛附近填海造地，预计可造地60平方公里，按目前附近地价400万/亩，地价总值至少4000亿元。可尽快回收投资，大幅降低工程风险。

    5）可以适当截流黄河上游来水，高水高用。在海拔1700米以上，向青海，甘肃河西走廊自流调水。 发挥更大的经济和社会效益。

    6） 大流量淡水直达甘肃，陕西，新疆和内蒙地区，不仅对西北地区的生态环境保护，促进西部开发和经济