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南水北调中线工程规划(2001年修订)简介
2008-03-27

  我国水资源分布南多北少,与生产力布局不相适应。京津华北地区是我国水资源供需矛盾最为突出的地区。随着人口的增加、经济的发展,水资源供需矛盾更加突出,并产生了严重的生态环境问题,不仅制约了当地经济社会正常发展,甚至影响到国家的可持续发展战略。因此,实施跨流域调水,向京津华北地区补充水资源已成为一项十分紧迫的任务,受到了党和国家的高度重视和社会各界的广泛关注。九届全国人大四次会议批准的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》要求“加紧南水北调工程前期工作,‘十五’期间尽早开工建设”。为此,根据水利部统一部署,长江水利委员会组织开展了南水北调中线工程规划修订工作。

  本次中线工程规划修订过程,除进行受水区的需水预测外,还针对中线工程中的一些重大技术问题开展了专题研究,编制了《汉江丹江口水库可调水量研究》《供水调度与调蓄研究》《总干渠工程建设方案研究》《生态与环境影响研究》《综合经济分析》《水源工程建设方案比选》等6个专题报告。水利部南水北调规划设计管理局于2001年7~8月组织有关专家对这6个专题进行了评审。评审意见认为,各专题报告资料翔实,研究的技术路线正确,方法科学合理,工作深度达到了规划阶段的要求。同时,也提出了修改和补充的意见。在此基础上,编制了《南水北调中线工程规划(2001年修订)(送审稿)》。2001年9月,水利部主持对规划报告送审稿进行了审查,审查意见认为,规划修订报告达到了规划阶段的深度要求,多数专家同意规划修订报告的主要结论并赞成推荐的方案。

  一、工程建设的必要性

  京津华北平原是我国政治、经济、文化的中心,是重要的工农业生产基地,但该地区水资源十分短缺,人均、亩均水资源量仅为全国平均值的16%和14%。海河流域缺水状况最为严峻,人均水资源量仅为292立方米,水资源利用率高达90%以上,以国际标准衡量,属于严重缺水地区,其严重性主要表现为:水源枯竭、水质恶化,大部分河道已成为季节性或常年无水的河道,地下水严重超采,城乡供水出现全面紧张的态势。为了保证城市供水,不得不大量挤占农业用水;部分地区长期开采饮用有害物质含量超过标准的深层地下水,人民健康受到严重威胁;地区之间、部门之间的争水矛盾日益激化,甚至爆发冲突,给社会的安定造成严重影响。

  京津华北平原的缺水属于资源性缺水,仅靠节水和污水回用已不能解决水资源过度利用造成的一系列问题。水资源继续衰减和生态环境的持续恶化,将造成无法弥补的严重后果。实施南水北调中线工程,补充京津华北平原的水资源供应量,是实现南北水资源的合理配置、缓解京津华北平原水资源供需矛盾、支撑该地区国民经济与社会可持续发展的重要措施。因此,兴建南水北调中线工程是十分必要的。

  二、规划目标、依据、原则与任务

  (一)规划目标

  解决京津华北地区城市缺水问题,缓和城市挤占生态与农业用水的矛盾,基本控制大量超采地下水、过度利用地表水的严峻形势,遏制生态环境继续恶化的趋势。

  (二)规划依据

  规划的基本依据是2000年国家计委、水利部组织进行的,并经两部委会同建设部、国家环保总局、中国国际工程咨询公司审定的《南水北调城市水资源规划》。该规划在充分考虑节水治污的前提下,预测中线工程受水区主要城市2010水平年缺水量78亿立方米,2030水平年缺水量128亿立方米。

  (三)规划原则

  坚持可持续发展战略,正确处理经济发展同人口、资源、环境的关系,改善生态环境和美化生活环境,实现水资源优化配置。

  (四)规划任务

  按上述原则与依据,确定调水规模和工程方案,研究中线工程建设与运行管理体制,合理测算供水价格。

  (五)规划水平年

  近期为2010年,后期为2030年,远景为2050年。

  三、规划修订的主要思路与特点

  按照“先节水后调水”原则和“将城市不合理挤占的农业与生态用水返还于农业与生态,农业新增用水靠降低灌溉定额、提高水利用系数加以解决”的思路,在充分考虑节水治污的前提下进行水资源综合平衡。

  在满足汉江干流供水区未来发展需水量和中下游河段环境与生态、航运需水量,以及合理安排兴建补水、壅水工程和必要的灌溉、航运设施改扩建工程的前提下,制订“以满足汉江中下游用水为先”的水库调度规则,按汉江多年平均来水量偏小的水文系列推算可以北调的水量。

  按照受水区不同水平年的缺水量确定调水量和工程规模,并研究工程一次建成与分期建设的经济合理性及技术可行性。

  在拟订丹江口水库的规划方案时,既充分考虑实现调水的目标,同时也十分注重发挥水库的综合利用效益;既注重丹江口水库大坝加高移民安置的艰巨性,同时也看到其推动地区经济发展,扶持库区人民群众摆脱贫困的巨大作用。在充分比选的基础上,确定丹江口水库大坝的最终建设规模。

  根据城市供水均匀、稳定的特点,充分发挥丹江口水库的调蓄作用,在计算可调水量时,以尽量增加枯水年调水量为目标。为保证供水均匀可靠,适当增加在线水库,提高调水的均匀性,基本做到“均匀供水”。

  输水工程以明渠自流方式为主,按“宜渠则渠,宜管则管,宜涵则涵”的原则,采取局部渠段管涵输水方式,优化输水工程的总体布置。

  按“还贷、保本、微利”原则确定水价,充分考虑用水户对水价的承受能力。

  集思广益,广泛听取各方面专家的意见,多方案比选。按照从长江干流引水方案、汉江中下游工程选择、输水工程分期方式及线路与形式等内容进行分类,组合成40余个比选方案,进行工程量与投资的比较,从中初选出20个方案列入报告,供进一步比选,最终筛选出推荐方案。

  四、主要规划内容和规划结论

  (一)受水区需调水量规划

  中线工程规划受水区包括唐白河平原及黄淮海平原的西中部,南北长逾1000千米,总面积15.1万平方公里。在这一区域内,因经济社会发展,水资源的需求量仍将继续增加,通过进一步加强节约用水提高水价、增加投入、综合管理等措施,到2010年和2030水平年,缺水量分别为128亿立方米和163亿立方米。其中,2010年与2030年的城市缺水量分别为78亿立方米和128亿立方米。中线工程近、后期调水量按城市缺水量确定。

  (二)水源工程方案比选

  1.引汉与引江的方案比较

  从长江三峡库区大宁河、香溪河、龙潭溪抽水,经丹江口水库北调的各种方案,水源部分的投资为丹江口水库大坝加高投资的2~5倍;由于要提水,成本水价较丹江口水库大坝加高的水价高9倍左右。考虑到丹江口水库大坝加高调水量近期可达到97亿立方米,完全可以满足2010年城市净缺水78亿立方米的需求,与从长江干流调水的方案相比,投资小、工程简单、工期短、运行费低,故推荐中线近期工程仍从汉江引水。后期,丹江口水库可调水量可达130亿~140亿立方米。将根据受水区需调水量要求,再研究后期或远景从长江干流增加调水量的方案。

  2.丹江口水库大坝加高与不加高调水的方案比较

  加高大坝调水,最小调节库容达到98亿立方米,对近期调水量可以进行完全调节,基本做到“按需供水”;不加坝调水,调出的水量小,到达用户的年净供水量约65亿立方米,与净需调水量78亿立方米的差距较大,而且95%保证率的净供水量不足30亿立方米,调水过程极不平稳,难以满足城市供水要求。

  加坝后,水库的蓄洪能力大大提高,可以使汉江中下游遇1935年洪水时不分洪,为分蓄滞洪区5万余公顷耕地、70多万人口提供了长治久安的发展条件。若仍维持目前的防洪方案,蓄滞洪区安全建设需要的投资和需要搬迁的人口,将超过丹江口水库大坝加高的投资和移民。

  大坝加高增加了发电水头,使因调水而损失的电量得到一定的补偿。如不加坝调水,减少电量约10亿千瓦/小时,加坝调水减少的发电量约5亿千瓦/小时,较好地兼顾了水源区的发电收益。

  大坝加高后,将居住在157m高程附近的大量移民外迁安置(157~161m高程间的移民数约占157~170m高程间总移民数的45%),一方面可显著减轻人类活动对水库水质的影响,使水库水质满足城市供水标准更有保障;另一方面可大大改善库区的环境容量,加快库区群众脱贫的步伐。

  另外,还研究了丹江口水库正常蓄水位抬高到161m的方案。由于汛限水位没有改变,该方案调出的水量与过程基本与不加坝调水方案相同,不能满足城市供水的需水量和高保证率的要求。综合比较结果,仍推荐丹江口水库按最终规模加坝调水的方案。

  (三)可调水量规划

  1.汉江流域水资源

  汉江流域地表水资源总量566亿立方米,现状总耗水量39亿立方米,其中丹江口水库大坝以上,地表水资源量388亿立方米,预计2010年上游耗水量约23亿立方米,中下游需水库下泄补充162亿立方米,在剩余的203亿立方米水中规划可调走97亿立方米。

  2.丹江口水库可调水量及水量分配

  将丹江口水库、汉江中下游及受水区作为一个整体进行供水调度及调节计算,在近期可调水量97亿立方米中,有效调水量95亿立方米。受水区城市生活供水保证率达95%以上,工业供水保证率达90%以上。

  近期有效调水量分配如下:北京12亿立方米,天津10亿立方米河北35亿立方米,河南38亿立方米(含刁河灌区现状引水)。

  3.调水对汉江中下游的影响

  调水后,汉江干流河段的枯水流量有所加大;兴隆以下河段中水历时延长,沙洋河段、仙桃河段多年平均水位均有所上升,但部分河段中水历时减少,黄家港河段、襄樊河段水位有所降低;中下游河床总体上将向单一、稳定、窄深、微弯型发展,河床冲刷强度减弱,航运条件有所改善,但整治流量较现状有所降低,整治工程量将有所增加;干流供水区的供水保证率均有明显提高,但部分取水泵站的耗电量也将有所增加。因此,调水工程实施后对汉江中下游的影响有利有弊,且其不利影响都可以通过工程措施予以减缓或消除。

  (四)输水工程方案比选

  1.总干渠线路比较

  主要对黄河以北总干渠线路布置高线或高低分流进行了比选。研究结果表明,高低分流方案的投资与高线明渠方案的投资基本相同,但高低分流方案的后期还需要增加投资,且低线部分的水质没有保障,管理极为困难,水的调配基本无法控制;而高线可以较好地兼顾近、后期城市供水的需要,并能相机向低线河道供水,形成多条“生态河”。因此,从长远考虑,推荐高线方案。

  2.总干渠结构形式比较

  重点进行了明渠、管(涵)、管(涵)渠结合布置方案的比较。结果表明:管(涵)输水虽具有占地少、输水损失小、便于管理的优点,但由于投资高、需要多级加压导致运行费用大、检修困难,因此全线采用或大量采用管(涵)方式的难度较大。在北京、天津市区和穿过大清河分蓄洪区总长135千米的地段采用管涵,避免了明渠与当地其他基础设施的矛盾,还可增加明渠段的水头,有利于输水工程的总体优化。因此,推荐总干渠局部管道的结构形式。

  3.总干渠一次建成与分期建设方案比较

  输水工程一次建成和分期建设方案技术上均可行,经济评价指标相近。但分期建设方案不仅投资较少,更重要的是在需水预测存在不确定性和缺乏长距离调水经验的情况下,投资风险相对较小,故推荐输水工程分期建设方案。

  五、近期工程规划方案

  通过多方案比较,推荐的近期工程规划方案为:丹江口水库大坝加高;汉江中下游建兴隆枢纽、引江济汉工程、部分闸站改扩建、局部航道整治(四项工程);总干渠以明渠为主,辅以局部管道。

  (一)丹江口水库大坝加高工程

  丹江口水库大坝按原规划加高,正常蓄水位170m,相应库容290.5亿立方米;校核洪水位174.35m,总库容339.1亿立方米;航运过坝建筑物按300吨级改建。

  大坝加高增加水库淹没处理面积370平方公里,淹没线以下人口24.95万人2000年、房屋709万m2、耕园地1.56万公顷。水库淹没范围涉及河南省淅川县,湖北省丹江口市、郧县、张湾区、郧西县。

  (二)汉江中下游工程

  从提高汉江水资源有效利用率和改善中下游生态环境考虑,确定汉江中下游近期实施工程项目为建设兴隆枢纽、部分闸站改扩建、局部航道整治和引江济汉工程。

  (三)输水工程建设方案

  输水工程推荐以明渠为主,局部渠段采用泵站加压管道输水的组合方案。明渠线路采用高线布置,渠首位于丹江口水库已建成的陶岔引水闸,线路北行至方城垭口穿长江与淮河的分水岭,至郑州的孤柏嘴穿越黄河,进入海河流域后,线路先向西绕行,经焦作潞王坟,再基本沿京广铁路线西侧向北延伸;北京段位于总干渠末端,流量最小,全段采用管道输水,管道线路长74.8千米,终点为北京市的团城湖;天津干渠线路推荐“新开淀北线”方案,起点为西黑山,终点延伸至外环河,采用明渠与管道结合的输水方式,即进入天津市境内和穿越清南分洪区及其相邻段采用管道,其余仍采用明渠,明渠线路长93.14千米,管道线路长60.68千米。输水总干渠包括天津干渠线路总长1420千米,各类建筑物共1750座。

  陶岔渠首引水规模350/420立方米/秒设计/加大,下同,穿黄工程输水规模265/320立方米/秒(穿黄工程拟按后期规模500立方米/秒一次建设),进北京和天津的输水规模均为60/70立方米/秒。

  (四)施工总工期

  中线工程建筑物多,工程量巨大,但线路长,建筑物相对分散,施工场地宽广,有条件分项、分段同时施工。开工至建成通水的总工期受穿黄工程控制,约需56个月。

  丹江口水库大坝工程施工总工期为60个月,其中包括施工准备工期9个月。大坝加高期间,基本不影响水库正常运行,故不是输水总干渠通水的控制条件。

  (五)工程投资

  工程投资按部颁定额和取费标准进行估算,基本预备费取15%,采用2000年底市场价格水平,工程静态总投资920亿元(包括工程建设投资、水库淹没及工程占地处理投资、环境保护及水土保持投资)。

  (六)经济分析

  中线近期工程直接效益主要有供水和防洪两方面,初步估算年平均效益达456亿元。中线工程的实施,将促进北方缺水地区经济社会的发展,有效遏制生态环境不断恶化的状况,改善人民的生活质量。

  经分析,中线工程近期实施方案国民经济和财务指标均达到或超过国家规定的标准,工程在经济上是合理的、财务上是可行的。

  中线近期工程投资920亿元,使用45%银行贷款,55%资本金。按照“保本、微利、还贷”的原则,在水费偿还占工程投资20%贷款(其他由基金偿还)的条件下,还贷期全线平均水价为0.6元/立方米,河南省平均口门水价0.27元/立方米,河北省0.59元/立方米,北京市1.2元/立方米,天津市1.19元/立方米,用户可以承受。

  (七)环境影响评价

  对生态的影响范围、影响因子、影响特征和影响程度进行分析,评价如下:中线工程建成后的有利影响主要集中在受水区,不利影响主要集中在水源地区。对于受水区,可较大程度地缓解京津华北平原水资源短缺的状况,有利于改善该地区生态环境,促进经济社会持续发展;对水源地区生态环境的不利影响都可通过采取措施得到减免,在环境保护方面尚未发现影响工程决策的制约因素。

  (八)建设与运行管理体制

  中线工程管理体制遵循“政府宏观调控、准市场机制运作、现代企业管理、用水户参与”的原则设立,按照“国家控股、授权经营、统一调度、分级管理”的方式运作。即建立中央政府和沿线地方政府联合组成的高层领导机构——南水北调工程领导小组,决策、监督、协调中线工程建设与管理中的重大事项。组建中央政府控股,河南、河北、北京、天津参股的“南水北调中线工程供水有限责任公司”,负责工程的建设,并在工程建成后对中线输水主体工程实施集中、统一、高效、权威的防洪调度、水量调配和维护管理。

  在工程建设期间,组建中线水源工程公司,负责丹江口水库大坝加高和移民安置,工程建成后将与汉江集团重组、整合。

  六、总体结论意见

  实施中线工程,补充京津华北平原的水资源供应量,是缓解该地区水资源供需矛盾的最佳选择。

  中线工程推荐方案技术上不存在难以克服的问题。丹江口水库大坝在初期工程建设时已为加高大坝做了充分准备,加高工程均为水上施工,技术难度不大;穿黄工程已对隧洞或渡槽方案做了充分研究,技术上都可行;输水渠道及其建筑物在国内外均有较多成功建设的先例;汉江中下游工程也属常见的水工建筑物。

  中线工程是一项宏伟的生态环境工程,在环境保护方面尚未发现影响工程决策的制约因素。

  经济上,各项指标均达到和超过了国家规定的标准。测算的水价用户可以承受。工程建成后,可以做到“还贷、保本、微利”。兴建中线工程经济上合理,财务上可行。

  综上所述,中线工程的社会、经济、环境效益巨大,因此尽早开工建设具有深远的战略意义。