何兴林1、刘晓丽2
1.新大西线创导者投资咨询网创始人嘉才咨询总裁重庆400010;清华大学副教授刘晓丽,北京100084
摘要:新大西线工程是我国巨大的跨流域引水工程,是我国“四横三纵”水资源配置格局的重要组成部分。工程调水规模巨大。包括西南、西北、华北的广大范围。调水对修复西北地区生态环境、保障国家生态安全、加快西北地区经济社会发展、改善地区生存条件具有重要作用。对促进我国东部、西部地区之间的均衡发展具有重要作用,工程经济效益、生态效益、社会效益较大。本文收集了大量水文、地质、水资源、工程技术资料,从工程方案优化、航道调节、需水量、进水等主要问题着手。深入研究了新大西线工程优化方案,论证了新大西线供水网络工程的技术经济可行性和优越性,为未来工程建设决策提供了重要的技术经济依据。
关键词:新大西线;往河里藏水。把水藏起来,进入梦乡。天河入党黄河进入河西走廊。情景优化调水需求调水影响物的构成
中间分类编号:TV212.3文档标识码:a
plan optimization of the west route of the new west line water diversion project under requirements in the new era
何兴林1、刘晓丽2
NEW WEST LINE,investment advisory network founder,Jia Cai consulting co .ltd,general manager he Xinglin Chongqing 400010 2清华大学协会专家刘晓丽北京100084,中国。)
abstract:the west route of the new west line water diversion(wrtnwlwd),a huge trans-basin water diversion project,in the WRS speeding up the economic And social development of northwes t China,improving the regional living conditions,And promoting the balanced the in-depth research on the plan moved down optimization for the wrtnwlwd is proposed . the feasibility and superiority of moving down the reservice
key words:west route of the new west line water diversion;The West route of TIBET WATER NETRYt
he West route of Hidden Water into Mongolia ;The West route of Tongtian River To Dang river Water Diversion;The West route of Huang He River To hexi corridor Water Diversion;plan optimization;water diversion demand; water diversion impact; water allocation.收稿日期:2020-08-01 修回日期:2020-08-08
基金项目:国家自然科学基金 ; 国家重点研发计划项目(待申报) 。
Funds: National Natural Science Foundation of China ; National Key R&D Program of China .
作者简介:何星霖(1965-),男,四川南江人,高级工程师,新大西线倡导者 投资咨询网 创始人 加财咨询总经理,自2012年开始从事新大西线水利水电工程研究至今已有8年。E-mail:274826387@qq.com。
1 新大西线水网工程概况
1.1 工程背景
新时代背景下,“两个一百年”、“一带一路”、“西部大开发”、“山水林田湖草生命共同体”、“西电东送”、“能源发展战略行动计划”、“促进中部地区崛起‘十三五’规划”是我国提出的重大国家发展战略,为西部经济振兴、国土和人口空间优化、水资源时空均匀分配、生态环境保护、能源安全保障的实现提供强有力的政策支撑。随着上述国家发展战略的不断推进, 黄河流域与西北地区生态、经济、社会用水需求将呈现刚性增加趋势,仅靠自身水量已难以维系和支撑其未来巨大的用水需求。如何破解黄河流域与西北地区水资源瓶颈制约事关我国发展的全局,也是奠定我国全面实现小康社会建设的关键因素之一。新大西线水网工程是保障粮食安全、能源安全和金融安全不可或缺的重要战略工程,也是我国“四横三纵”水资源配置格局的重要组成部分,可将雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、长江干流金沙江,雅砻江、大渡河支流,黄河流域及引黄地区,河西走廊,新疆等广大地区串联起来,实现江河互联互通,构建有机联系的大水网,解决我国北方特别是西北地区的缺水问题。可大幅度改善西北地区生态环境和生存条件,促进我国东西部地区间均衡发展,具有巨大的经济效益、生态效益、社会效益[1-5]。将西南诸河雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、长江水系丰沛的水资源(尤其是夏季洪水)调入西北缺水地区和黄河流域,解决西北地区和黄河流域城镇发展所需水资源自身难以为继的情况、缓解我国中东部地区国民生产生活空间窘迫的现状、摆脱西北地区因缺水而不能充分利用广袤平坦土地发展经济社会的窘境、改善西北脆弱生态环境引发的沙漠化问题、减轻缺水对稳疆固边造成带来的阻碍效应,是实现我国发展战略的重要举措。
(基于国内大循环为主题,稳步推进国际国内“双循环”新发展格局出发) 我国18亿亩耕地红线已经无法保障粮食安全问题。我国人均农民劳动力可耕地面积不到日韩等国的一半,比起美国就更低,人均劳动力成本居高不下,农产品价格已失去比较优势,且根据粮食缺口折算可耕地需求缺口在5亿亩左右,对应的水资源缺口在1800亿立方米左右,加之雪上加霜的能源缺口和化石燃料消耗、以及人类活动产生或所导致的温室气体排放量大于地表植被和水体的吸收量,按照联合国IPCC“温室气体净零排放和气温升幅≤1.5摄氏度”目标达成机会的12年窗口期计算,若不及时填补这三个缺口(水、土资源需求缺口,自给自足的清洁能源,这些也是联合国IPCC“温室气体净零排放和气温升幅≤1.5摄氏度”目标达成不可或缺的选择)的话,将无法保障我国因水、土、能源和粮食的供给,所导致的国家安全问题,更无法达成联合国IPCC“温室气体净零排放和气温升幅≤1.5摄氏度”目标。这个大局意识和大局观必须强化。南水北调西线工程规划的170亿立方米调水量,已无法满足水资源的巨大需求缺口,故,需要加快新大西线水网工程研发进程。
黄河多年平均河川天然径流量为 482 亿 m3,仅占全国河川径流量的 2%,人均年径流量为 408 m3,为全国人均年径流量的 27%,却承担着全国 15%的耕地面积和 12%人口的供水任务,同时还要向流域外地区调水 100 亿 m3 左右。据研究,即使在充分节水的条件下,2035 年流域多年平均缺水总量仍达 165 亿 m3,其中河道外经济社会缺水 133 亿 m3。枯水年份缺口更大,缺水形势十分尖锐。
与黄河流域比邻的西北地区,石油、天然气、煤炭、铬矿等矿产资源丰富,探明储量分别占全国的 38.5%、53.7%、35.3%和 58.6%,开发潜力巨大,是我国能源产业发展的重要基地。但该地区水资源仅占全国的 5.7%,属于资源性缺水地区;同时,我国西北地区生态环境脆弱,区域森林面积 11.57 万 km2,覆盖度仅为 3.25%;土地荒漠化尤为严重,荒漠化土地面积 218.3 万 km2,占全国荒漠化土地 81.6%。由于上游来水减少以及大量引水,导致区域尾闾湖泊严重萎缩甚至干涸,如上世纪末黑河下游断流、石羊河下游青土湖沙化、月牙湖干涸、北疆艾比湖大面积干涸、祁连山生态破坏等[6-10]。
据统计,国际上建立的调水工程的总调水规模可以占到长江水量的 48%以上[11],最具代表性的调水工程有 6 个[12-17]:(1)美国北水南调工程,将美国北部奥洛维尔湖的水调至南部的佩里斯湖,年调水量在 49.8 亿 m³;(2)澳大利亚雪山调水工程,将雪河水通过尤坎本湖及输水渠道引至墨累河流域中,年调水量为 30 亿 m³;(3)巴基斯坦西水东调工程, 从印度河、杰卢姆河、奇纳布河向拉维河、萨特莱杰河、比亚斯河调水,年调水量为 1 660 亿 m³;(4)俄罗斯莫斯科运河工程,从伊万科夫水库,将莫斯科与伏尔加运河相连,解决了莫斯科近一半的供水;(5)以色列北水南调工程,将以色列东北部太巴列湖湖水调至以色列中南部地区,年调水量为 4 亿 m³;(6)埃及西水东调工程,将尼罗河水跨越苏伊士运河运送至西奈半岛,抽水流量为 52.6 m³/s 。可以看出,实施跨流域调水是解决地区缺水的必要措施。
1.2 工程研究基础及面临的主要科学问题
南水北调西线工程研究工作开始于 1952 年,经过初步研究、超前期规划、规划等阶段,2001 年下半年进入项目建议书阶段,历时已 67 年。2002 年 12 月,国务院以国函[2002]117 号《国务院关于南水北调工程总体规划的批复》批复了《南水北调工程总体规划》。当前仍在进行项目建议书阶段的相关研究工作。相关研究基础可见图 1。
图 1 “南水北调西线”工程研究基础Fig.1 Research basis of the WRSNWD
南水北调工程调水规模、受水范围广、调水线路、工程投资经济性、调水影响敏感等,相关研究面临诸多挑战和有待商榷改进的可能余地。
生态安全屏障与刚需问题。党的十九大将生态文明建设纳入“五位一体”的总体布局,要求坚持人与自然和谐共生,坚持生态优先,推进绿色发展,贯彻绿色生态、绿色生产、绿色生活理念, 实现生态美丽、生产美化、生活美好。西线目前确定的各坝址调水比例在 59.4%~69.2%之间,平均调水比例约67%,即便如此,但调水规模和调水需求(含联合国IPCC“温室气体净零排放和气温升幅≤1.5摄氏度”目标达成,所需的近5~6亿亩成规模的新增田园综合体、森林城市群、三北防护林等植被和水体脱碳固碳体系,不可或缺的生态安全屏障和刚性需求)、以及调水方案走线的经济性等,一直受到诸多专家学者的质疑。
调水需求问题。新时代背景下,国家一系列发展战略深入推进和规划调整,经济社会发展、生态环境改善、民族安定团结、城镇化进程加快,均对黄河流域和西北地区水安全提出了更高的要求和更严峻的挑战,必须结合新的发展要求,科学确定调水需求。
调水方案优选问题。明显的气候变化与不断加剧的人类活动改变了水资源情势,生态优先的发展思路等,均给西线调水工程的方案优化和扩量增容提出了更高的要求和挑战,因此,必须因地制宜地优化研究调水线路,确定科学的工程建设方案。
基于上述问题,将调水线路和调水比例、修复生态环境、合理确定受水区用水需求、选取更优调水线路作为本次研究的重点与难点,解析多个调水线路方案并探究所提方案的可行性与优化性,提出合理的新大西线水网工程方案,立足于生态—资源—环境—人—经济社会等多角度的综合考量,来实现生态、经济、社会的多方共赢。
2 西线工程调水方案优化研究
2.1“天河入党+南水北调(小西线一二期)+黄河入河西走廊(西线)+黄河入河西走廊(东线)”自流输水方案。工程全线自流引水。引水沿线地震烈度 7~8 度;方案匡算投资 1036 亿元,其中南水北调 (小西线)主干水网输水隧洞工程调水 90 亿 m3、投资 312 亿元;黄河入河西走廊(西线)主干水网输水隧洞工程调水 70 亿 m3、投资 303 亿元;黄河入河西走廊(东线)主干水网输水隧洞工程调水 70 亿 m3、投资 121 亿元;天河入党主干水网输水隧洞和引水发电站工程调水 70 亿 m3、投资 300 亿元。详下表:
表2.1.1.1南水北调(小西线一二期)主干水网输水水库
表2.1.1.2南水北调(小西线一二期)主干水网输水线投资估算
表2.1.2.1黄河入河西走廊(西线)主干水网输水水库
表2.1.2.2黄河入河西走廊(西线)主干水网输水线投资估算
表2.1.3.1黄河入河西走廊(东线)主干水网输水水库
表2.1.3.2黄河入河西走廊(东线)主干水网输水线投资估算
表2.1.4.1天河入党主干水网输水水库
表2.1.4.2天河入党主干水网输水线投资估算
2.2 新大西线藏水入疆自流输水方案
代表方案为:巴玉水电站~巴松湖~金桥水电站~洛河水电站~果多水电站~西绒水电站(坝下或水库江底下面穿越)~扎陵湖或鄂陵湖傍边下穿~香日德河~格尔木河~米兰河引水发电站水库自流方案。该方案从雅鲁藏布江水电梯级电站巴玉水电站坝下引水,联合尼洋河巴松湖、易贡藏布金桥水电站水库、怒江洛河水电站水库、澜沧江果多水电站水库、金沙江西绒水电站(坝下或水库江底下面穿越)经扎陵湖或鄂陵湖傍边下穿入香日德河~格尔木河~米兰河引水发电站输蓄水水库库渠,调水线路全程自流,线路涉及西藏、四川、青海、新疆 4 省(区)。该方案由 6 座五大发电集团水电站水库作为水源水库、9 段输水隧洞和 2 段输蓄水库渠组成,输水线路全长 1664 km(其中水工隧道长度约814km,输蓄水库渠长度约850km)。调水断面处多年平均径流量为 950 ~1030亿 m3,年调水量 600~950 亿 m3,断面调水比例 60~100%,隧洞最大埋深约2150 m,平均埋深约1000 m,工程全线自流引水。引水线路沿线地震烈度 7~8 度;方案匡算投资 8527 亿元,其中输水水工隧道和输蓄水库渠投资匡算为7729 亿元,装机容量7330万千瓦(约为3个三峡水电站发电量)引水发电站群投资 1298 亿元。详下表:
表2.2.1藏水入疆主干水网输水隧洞和引水发电站投资估算
表2.2.2藏水入疆主干水网输水水库
2.3 新大西线藏水入蒙(金洮线)自流输水方案
代表方案为:由雅鲁藏布江大拐弯(水电站水库正常蓄水位,下同2950~金沙江2700~黄河洮河河底下穿~黄河刘家峡水库1735走线自流方案。涉及西藏、四川、青海、甘肃等 4 省(区)。方案由12座五大发电集团的水电站水库作为水源水库、13 段输水隧洞组成,输水线路全长 1327 km。调水断面处多年平均径流量为 1455 亿 m3,年调水量 600 ~800亿 m3,断面调水比例 41~55%,输水水工隧洞最大埋深约2050 m,平均埋深约600 m,工程全线自流引水。引水线路穿越鲜水河断裂、越舟曲-两当断裂、迭部-武都断裂,沿线地震烈度 7~8 度;方案匡算投资约10000 亿元。详下表:
表2.3.1藏水入蒙(金洮线)主干水网输水隧洞投资估算
表2.3.2藏水入蒙(金洮线)主干水网输水水库
2.4 新大西线藏水入蒙(怒定线)自流输水方案
代表方案为:由三江并流处怒江俄米水电站水库2145~澜沧江军打水电站水库2060~金沙江泽木通水电站水库1950~黄河大柳树水库1340自流方案。方案由 13 座五大发电集团的水电站水库作为水源水库、12 段输水隧洞组成,输水线路全长 1306 km。调水断面处多年平均径流量为 1540 亿 m3,年调水量 400~600 亿 m3,断面调水比例 26~39%,输水隧洞最大埋深约2120m,平均埋深约600 m,工程全线自流引水。引水线路穿越鲜水河断裂、越舟曲-两当断裂、迭部-武都断裂,沿线地震烈度 7~8 度;方案匡算投资 5854 亿元。详下表:
表2.4.1藏水入蒙(怒定线)主干水网输水隧洞投资估算
表2.4.2藏水入蒙(怒定线)主干水网输水水库
藏水入蒙主干水网输水隧洞和引水发电站投资估算
2.5 新大西线输水网
表2.5.1新大西线输水水网投资估算
表2.5.2新大西线引水发电站、主干水网输水隧洞和输水管网投资估算
表2.5.3新大西线水网工程投入产出初步估算
2.6 调整西线工程调水方案目的和各受水区域调水方案比选
(1)调整西线工程调水方案目的是:把西南诸河有害的洪水,调往西北干旱区,变害为利,形成稀缺且宝贵的修复生态改善环境发展经济不可或缺的水土资源和清洁能源,在促进联合国IPCC“温室气体净零排放和气温升幅≤1.5摄氏度”目标或愿景达成的同时,打造环塔里木盆地南北~河西廊丝路城市群和内蒙古农牧产业经济区为(继成渝城市群之后)中国经济增长第五极、第六极和第七极。这也是调整南水北调西线工程方案并深入研究新大西线(含藏水入疆、藏水入蒙、天河入党 小西线和黄河入河西走廊 嘉陵江入汉江)水网方案的目的和最终价值所在。
(2)各受水区域调水方案比选:一是继续保留南水北调西线工程一二期工程规划,取消三期工程规划,结合新增黄河入河西走廊输水线&天河入党输水线,以解决甘肃省中西部区域和内蒙古西部区域供水需求问题。二是由于黄委规划的南水北调三期工程规划、以及其正在研究中的下移方案,与藏水入疆~新疆争水,如红旗河一样,再绕一圈到新疆,增长了调水路径,增加调水成本(与新大西线藏水入疆工程方案相比,红旗河方案增加的成本不少于2.3万亿元)且消耗水的势能(减少的发电量不少于2个三峡水电站),既不经济也极不合理。故,建议放弃极不合理的①红旗河走线②黄委下移走线。三是为了解决甘肃省中东部区域和内蒙古中东部区域发展国民经济所需供水需求问题。建议采用更为合理的①藏水入蒙(金洮线)输水线:由雅鲁藏布江大拐弯(水电站水库正常蓄水位,下同)2950~金沙江2700~黄河洮河河底下穿~黄河刘家峡水库1735走线;②藏水入蒙(怒定线)走线:由三江并流处怒江俄米水电站水库2145~澜沧江军打水电站水库2060~金沙江泽木通水电站水库1950~黄河大柳树水库1340走线。实施上述输水线,可打造河西走廊丝路城市群和内蒙古农牧产业经济区为中国经济增长第六极和第七极。
注①:黄委下属黄河院近期启动的勘测线路与上述合理走线相背离,很大可能是浪费钱!当然,也不能说完全是浪费钱,黄河院本次勘测线路,如同红旗河一样,作为比选方案,也还是有一定价值的。注②:建议通过水工隧洞连通嘉陵江~汉江,实施嘉汉输水线为汉江补水,以减少因引汉剂渭导致的汉江水源不足问题。
2.7 调整五大发电集团流域梯级水电站规划,在满足或适应新大西线水网工程规划建设需要的同时,服务于龙象共舞时代需要和成渝城市群打赢蓝天保卫战需要。
一是新大西线水网工程方案新增了约5个三峡水电站发电量的引水发电站群,须对五大发电集团已规划的梯级水电站做出调整,梯级水电站在水网输水主干线上可做输蓄水水库使用的宜预留输水接口。不在水网输水主干线的应取消规划或暂缓建设。二是各利益攸关方宜充分发挥爱国情怀&充分做好政企协同创新工作。协同(水利部、科技部、国家发改委等)政府职能部门和决策层,促进超级水网工程方案早日决策定案。三是新大西线水网方案(详新大西线百科文本)保留给雅鲁藏布江大拐弯水电站发电用水量暂定为200亿立方米/年,对应的发电量,将由3个三峡水电站发电量,调整为1个三峡水电站发电量。该水电站(除为适应龙象共舞时代经印度申请,中国国家批准出口一少部分电力以外的大部分电力)可通过持高压输电进入川渝地区,实现藏电入渝!并为川渝城市群实现减排目标和打赢蓝天保卫战发挥重要作用!
2.8 新大西线水网工程方案优化性研究
研究结果显示:相比于红旗河方案、黄委小西线方案、黄委下移方案、以及其他诸多调水案,新大西线水网自流输水方案引水坝址处多年平均径流量较大,水量充沛,方案可分期实施且水源条件较好,(按出境处水资源总的拥有量计算)工程调水比例小于等于40%能够有效满足国际水法法律规定;在保障我国水土资源开发和清洁能源资源开发需要的同时,既不影响水源调出流域的用水(保障)需求,又减少了水源调出流域的洪旱灾害所导致的灾难度。且,新大西线水网自流方案引水坝址均为五大发电集团已建或在建或规划水电站水库,水库移民淹没影响及民族宗教问题较小;且自流方案涉及环境敏感目标少,水库总体淹没损失小,对陆生动物及自然保护区环境无明显影响,基本能够维持调出区涵养水源能力,保持生物多样性,维护区域森林、草地和湿地的生态功能。由此,新大西线水网自流方案的环境影响相对较小;综合分析可知, 新大西线水网自流方案在引水量、发电量、水源地和供水地之间的关联路径经济性、以及输水水工隧道在抗震和抵抗天灾人祸所面临的安全性等方面,是更优的方案,因此,研究选择新大西线水网工程自流方案作为西部调水的优化方案。
3 可调水量研究
3.1 调水河流情势分析
工程调水主要涉及雅鲁藏布江、怒江、澜沧江;金沙江、雅砻江、大渡河等西南河流,四条河流出境处年均径流均在 5000亿 m³以上,在新大西线水网取水断面处年均径流均在 2700亿 m³以上,可为工程调水提供较为丰沛的水量。为了保证可调水量的合理性,对调水河流径流情势进行分析。
(1)雅鲁藏布江发源于西藏西南部喜马拉雅山北麓的杰马央宗冰川,上游称为马泉河,由西向东横贯西藏南部,绕过喜马拉雅山脉最东端的南迦巴瓦峰转向南流,经巴昔卡出中国境。水能蕴藏量丰富,在中国仅次于长江。年均径流量1654亿立方米 。多年平均径流量如表 3.1 所示
表 3.1 雅鲁藏布江主要水文站径流年际变化特征值
Table 3.1 Eeigenvalues of the interanuual runoff of the main hydrological stations in the Yarlung Zangbo River basin
(2)怒江发源于青藏高原的唐古拉山南麓的吉热拍格。它深入青藏高原内部,由怒江第一湾西北向东南斜贯西藏东部的平浅谷地,入云南省折向南流,经怒江傈僳族自治州、保山市和德宏傣族景颇族自治州,流入缅甸后改称萨尔温江,最后注入印度洋的安达曼海。从河源至入海口全长3240公里,中国部分2013千米,云南段长650千米;总流域面积32.5万平方千米,中国部分13.78万平方千米,云南省内流域面积3.35万平方千米,占云南省面积8.7%。径流总量约740亿立方米。
(3)澜沧江澜沧江发源于中国青海省唐古拉山东北部,流经缅甸、老挝、泰国、柬埔寨,于越南西贡注入南海,是东南亚最大的国际河流。干流全长4880 km,流域集水总面积81× 104 km2。干流长为2161km,集水面积为167487 km2。西部以怒山(南段碧罗雪山)、邦马山等山脊线与怒江分界,东部则以云岭、无量山等山地分别与金沙江、红河分水。澜沧江纵贯横断山脉,是世界上最典型的南北走向的河流。
(4)金沙江长江江源水系发源于青海境内唐古拉山脉的格拉丹冬雪山北麓,汇成通天河后,到青海玉树县境进入横断山区,开始称为金沙江。流经云南高原西北部、川西南山地,于攀枝花市接纳雅砻江、到四川盆地西南部的宜宾接纳岷江为止。巴塘曲口以下至宜宾称为金沙江,河道全长 2 316 km,流域面积 34 万 km2,年径流量 400 亿 m3(巴塘站)。多年平均径流量如表 3.2 所示。
表3. 2 金沙江主要水文站径流分析结果
Tab.3.2 Runoff analysis results of major hydrographic stations in the Jinsha River
(1) 雅砻江
雅砻江是金沙江最大支流,发源于青海巴颜喀拉山系尼彦纳克山与冬拉冈岭之间,经青海流入四川,于攀枝花市三堆子入金沙江。雅砻江全长 1 571 km,四川境内 1 357 km,流域面积13.6 万 km2,河口多年平均流量为 1 860 m3/s,水量丰沛而稳定,年径流量 587 亿m3。多年平均径流量如表 3.3 所示。
表 3.3 雅砻江主要水文站径流分析结果
Tab.3.3 Runoff analysis results of major hydrographic stations in the Ya-lung River
(2) 大渡河
大渡河发源于青海省境界洛山东南麓,分东西两源,东源足木足河,西源绰斯甲河,以东源为主流。两源于四川省马尔康双河口汇合后始称大渡河。南流经金川、丹巴、泸定至石棉折向东流,经汉源、金口河、峨边在乐山草鞋渡纳青衣江后,再东流约 5 km 于乐山城南注入岷江,全长约 1 050 km,流域面积 7.68 万 km2。多年平均径流量如表 3.4 所示。
表 3.4 大渡河主要水文站径流分析结果
Tab.4 Runoff analysis results of major hydrographic stations in the Daduhe River
3.2 可调水量分析
雅鲁藏布江、怒江、澜沧江三条江各调水断面多年平均河川径流总量为 2132 亿 m3,其中:巴渝水电站坝址处 300 亿 m3,巴松措坝址处 80 亿 m3,金桥水电站坝址处 60 亿 m3,洛河水电站坝址处 330 亿 m3,果多水电站电站坝址处 60 亿 m3;雅鲁藏布江大拐弯电站坝址处 600m3,波密八盖坝址处 110 亿 m3,倾多水电站坝址处 110 亿 m3,怒江桥水电站坝址处 340亿 m3,约龙水电站电站坝址处 210 亿 m3;可向怒江补水水源330 亿 m3:其中易贡藏布帕隆藏布汇合处坝址处 110 亿 m3、察隅河水库(下察隅镇)坝址处 110 亿 m3、独龙江坝址处 110 亿 m3。
金沙江、雅砻江、大渡河三条河流各调水断面多年平均河川径流总量为 794 亿 m3。其中:金沙江叶巴滩坝址 260 亿 m3,雅砻江两河口坝址 209 亿 m3,大渡河双江口坝址 165 亿m3。
新大西线水网所有取水断面处多年平均河川径流总量为 2926 亿 m3。
为减轻调水对环境、社会、等方面的影响,调水量和调水比例按照不超过拥有水资源总量(出境处水资源年径流量的)40%控制, 初步拟定新大西线水网工程多年平均年调水总量约为 1800 亿 m3,见表3. 5、见表3.6 、见表 3.7、见表 3.8。
表 3.5 雅鲁藏布江水系各调水河流调水量和调水比例分析
Tab.3.5 Analysis of diversion quantity and proportion in each river
表3. 6 怒江水系各调水河流调水量和调水比例分析
Tab.3.6Analysis of diversion quantity and proportion in each river
表 3.7 澜沧江水系各调水河流调水量和调水比例分析
Tab.7 Analysis of diversion quantity and proportion in each river
表 3.8 长江水系各调水河流调水量和调水比例分析
Tab.8 Analysis of diversion quantity and proportion in each river
4 受水区调水需求与调入水量配置研究
4.1 受水区调水需求分析
依据以往规划,工程受水区范围覆盖黄河流域及沿黄供水区,邻近的河西内陆河,新疆南疆等广大区域。
(1) 黄河流域
依据《新形势下黄河流域水资源供需形势深化研究》等最新研究成果[18-19],通过分析可知,在充分节水的情况下,2035 年总需水量将增加到 548 ~1000亿 m3,流域河道外国民经济社会缺水量 133~800 亿 m3,缺水率大于 24%,缺水主要集中在甘肃、宁夏、内蒙古等西北省(区),详见表 4.1。河道内生态环境缺水量为 32 亿 m3,总缺水为 165~800 亿 m3。枯水年份缺水更甚。
表4.1黄河流域 2035 年供需平衡
Tab.9 Water resources balance between supply and demand for the Yellow River basin in 2035
(2) 河西走廊
河西走廊土地资源丰富,光热条件较好,农业具有较大的开发潜力。同时,河西走廊地区能源矿产资源优势明显,基本建成以钢铁、能源、电力、煤炭以及建材为主的工业发展体系[20-21]。今后应依托国家经济发展战略布局,发挥工业中心城市和现有产业基础作用,着力构建河西走廊工业经济发展的新格局[22-23]。
结合河西走廊生态建设中城市、工业对水资源需求分析[24-25],预测河西走廊地区总需水量为 130 ~400亿 m3,其中生态及农业需水量为 88 ~400亿 m3,重点城市生活需水量为 18 亿 m3,工业发展需水量为 24 亿 m3。
(3) 新疆
新疆矿产资源丰富,种类繁多,已发现的矿产 122 种,居我国第二位。其中石油、天然气远景储量约占全国陆地油气资源总量的 1/3,煤炭资源储量约占全国煤炭预测总量的 41%,居全国之首。新疆还有“金玉之邦”的美称,有色金属和稀有金属矿产位居全国前列。同时, 新疆耕地资源丰富,为我国重要的优质商品棉和畜牧业基地。
基于规划建设的“新龟兹工程”和“新楼兰工程”[26-27],结合南疆和吐哈盆地生态建设中城市、工业对水资源需求分析,预测总需水量为 160~900 亿 m3,其中生态及农业需水量为 136~900 亿m3,重点城市生活需水量为 14 亿 m3,工业发展需水量为 10 亿 m3。
4.2 调入水量配置研究
基于“有限目标,急用先行,先易后难”的原则,对调入水量进行初步配置,供水对象主要为城乡生活、工业和生态农业。其中内蒙古和黄河配置 600 亿 m3,新疆配置 800 亿 m3,河西配400亿 m3。水量配置见表 4.2。
表 4.2 调入水量配置结果
Tab.4.2 Allocation results of diverted water resources
5 结论
西北地区生态环境脆弱,少数民族聚居,经济社会发展滞后,水资源短缺是最重要的制约因素,亟需实施跨流域调水工程,缓解区域缺水形势。为此,国家早在 1952 年就开展了南水北调西线工程的相关研究,但近期国家发展战略调整、气候变化和人类活动影响、生态优先的发展思路等均对工程论证提出了新的要求。本文提出的新大西线水网自流方案,利用已建或在建或规划的五大发电集团水电站水库作为水源工程,可以实现全程自流引水,且,在符合国际法和不影响取水流域下游用水的同时,可有效降低所调水源流域下游洪旱灾害,在缓解地球变暖危害和修复生态环境的同时,增加我国水土资源和清洁能源开发利用规模,从科学研究、技术进步速度,以及大战略大格局角度出发,新大西线水网(含1800亿 m3水资源开发利用+5亿亩耕地+1亿亩建设用地+5个三峡水电站规模的引水发电站群)方案切实可行。也势在必行。
工程受水区范围覆盖黄河流域及沿黄供水区、邻近的河西内陆河、新疆南疆等广大区域。调水工程建设实施后,可大大提高西部缺水地区的水资源承载能力,为生态修复提供水资源支撑、为实施生态文明建设创造条件;为区域土地、能源、矿产资源开发,缓解东部地区经济社会发展的空间压力,优化我国人口和经济格局创造条件;为中华民族开拓更加广阔的战略空间,逐步实现东西部地区平衡发展创造条件;更为促进民族团结,稳疆固边提供有力支撑。工程建设具有深远的生态、经济、社会和政治意义。
未来,可基于所提出的新大西线水网工程优化方案,尽快开展政企协调协同工作,在达成共识机制的前提条件下,加大投入力度,尽快(由地方政府平台公司、中央政府平台公司与大型央企集群、高校与工程研究院所集群、民企集群出知识产权,出资出力,齐心协力)联合共建科研机构——中国空间规划研究院(含物理空间和网络空间规划研究),开展水网后续优化研究、技术攻关与协同推进:①水网与五大发电集团水电站水库接口衔接工作,以及水电站发电出水与水网接入技术研发工作;②测绘与地质工程师团队,利用地质勘探无人机搭载多光谱3D成像激光雷达地形测绘设备和地层CT扫描物理勘探设备,获取水网沿线高精度的地质信息(需要开展野外作业调查、乃至地质钻探)数据;③专业工程师团队,利用”BIM+”技术,开展(含水力学计算在内的)水网工程5D模拟与数字化模型创建相关研究工作。在专家院士团队协同研发与不断论证优化的同时。针对方案涉及到的工程AI智能高速无人掘进大埋深长隧洞施工(BIM+智能建造+运维)技术、水量调度以及水资源优化配置、工程引水与水库多目标联合联网调度技术、工程对调水河流生物多样性影响、工程水质(物联网数据)智能采集、智能分析及预测研究、多水源调水定价、水权与土地权相结合的投融管理模式&商业模式相关价值互联网与(投资咨询网)平台经济(基于区块链技术的确权存证、数据共享、智能合约、通证经济相关分布式数据存储与分布式商业社群体系——专门服务通证经济的公链,让投资咨询网为新大西线水网通证经济提供满足发行、流通、分红、投票等一揽子配套服务)、调水补偿机制、以及水土资源物理空间开发应用&与其相关联的网络空间开发应用等问题开展深入研究,为工程的投资、建设、运行管理提供理论与技术支撑。
(新大西线水网研究与发展促进会筹备组)
2020年8月1日于重庆
附件:新大西线360百科文本
附图1.新大西线水网方案示意图
附图2.新大西线水网区域抗震等级&选线布局
附注:“生态修复说”VS“生态破坏说”
附图1.1.新大西线水网方案示意图1
附图1.2.新大西线水网方案示意图2
附图2.新大西线水网区域抗震等级&选线布局
附注:“生态修复说”VS“生态破坏说”
1、生态修复说:罗布泊——“昔作加湿器,今成吹干机”!
“新大西线藏水入疆不是破坏生态而是是修复生态!——把罗布泊从现在的吹干机→重新变回加湿器”!
罗布泊的兴衰与中国西北沙漠化的空间发展——
中国西北地区干旱沙漠化的大本营是塔里木盆地,罗布泊是其营门。在华夏文明诞生的时代塔里木盆地有限的地表水不受人工截留,绕过蒸发强烈的塔克拉玛干大沙漠,集中到盆地东端的罗布泊并全部蒸发,在那里形成厚重的水汽屏障,就像一台巨型的加湿器,使因翻越高原而变干的西风重新润泽,在其下风的西北地区滋养了如江南一样的自然环境。但随着高原渐升、盆地内人口增加及丝绸之路兴起的进程,自然因素加上人为影响,使流到罗布泊的水逐渐减少,塔里木盆地的门户渐开,干旱之舌探出盆地,向东延伸越来越远。尤其到了现代,罗布泊完全干涸,成为一个“干极”,非但起不到抵消作用,反而为干旱之源火上浇油。
青藏(帕米尔)高原的雨影效应——纵观华夏历史,展示西北地区自古代的“在水一方”到现今的沙漠蔓延,与罗布泊水面积由大变小直至干涸的同步对应关系,罗布泊的水蒸发对高原雨影效应如何扭转乾坤——使其复兴的途径——藏水入疆——新大西线藏水入疆。
综上所述,说明藏水入疆——新大西线.藏水入疆,是修复生态!而非破坏生态!
2、生态破坏说:
【首先,长江、黄河流域就属于易洪易涝地区,有些中下游地区已经是属于江中城状态了,一旦水位上涨中下游平原就会被淹没。得一疆之地却折一中国最富庶的粮仓,肯定是脑袋被驴踢了。其次,新疆地区地质条件十分复杂。多处是盐碱之地,藏水入疆将溶解这些固态盐并成为盐碱水,一旦这些盐碱水流过绿洲不但不会解决当地缺水的问题反而会因为盐碱稀释导致这些沙漠地区的现有生态被破坏。】
3、新大西线藏水入疆在修复生态的同时完全可以通过工程技术措施避免生态破坏。
藏水入疆是指新大西线藏水入疆工程方案通过人工坝洞渠联通中国西部雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、金沙江、香日德河、格尔木河、那仁郭勒河、铁木里克河和米兰河流域的水资源形成水网,更有效的调度和配置西部水资源,一旦成功,不仅能缓解干旱等灾害,塔里木盆地等地区也可以迎来发展机遇,可以说具有历史性的战略意义。
①藏水入疆工程方案未与黄河水系直接连通。故不会给黄河流域带来直接的生态灾难。相反,藏水入疆后的“加湿器作用”有利于地处黄河流域的黄土高原等地的生态得以极大的修复。
②藏水入疆工程方案水系连通,连通隧道从长江水系的金沙江上游河道下穿,并通过竖井或斜井与其输水水库相连。该处下穿输水隧道的水不流入长江水系。所以,藏水入疆不会给长江流域直接带来洪灾危害。同样藏水入蒙水系连通隧道亦可通过下穿隧道方案,完全可以避免直接的洪灾等生态灾难!当需要跨流域输蓄水时(或输水隧道排砂时),通过科学规划设计,按需输蓄水,有序调度,科学地解决跨流域自动输蓄水、自动排沙、控制输蓄水流量等问题,消除水患,从此沃野千里,成为“水旱从人”的第n个天府之国。
③藏水入疆途经柴达木盆地时,输水水渠、隧道、水库等与盐湖是隔开,不会发生盐湖盐水污染输水。更不会让所输淡水溶解固态盐成为盐碱水的情况发生。
④综上所述:可以确信无凝的是:“生态修复说”完全成立!直接的“生态破坏说”并不成立!
4、 国家安全——粮食安全、水安全、能源安全、科技&中国制造2025、土地财政&金融安全、气候变化与生态安全、生存环境与污染防治(含病毒防治)等事关国家(多重)安全的大事!以及人民健康!甚至是人类生存!非常有必要引起国家机器的高度重视!急早研究对策!正确决策!正确行动!时适行动!果敢行动!做到不贻误战机!有责任有担!
历史上的国家机器尤如秦帝国的郑国渠——从疲秦计→变为强秦计!我们今天藏水入疆——新大西线.藏水入疆,从破坏生态说→到修复生态说,是需要正确的适时辩白、甄别、决策和行动的时候了!
在事关国家国运的系列重大创新(含政企协同创新)或系列重大举措上,不误事!不仅仅是不误事,还应该无论是大事小事,无论是大人物还是小人物做事或做决策都要做到准确无误!才能够在历史长的河中经受住考验!
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