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中国南水北调中线工程规划

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所属类别:流域规划与工程规划

基本信息

中文名称:中国南水北调中线工程规划
外文名称:

先从长江中游支流汉水引水,后期增加从长江干流引水调往华北平原的一项跨流域调水规划。南水北调中线工程的任务是与东线工程(参见中国南水北调东线工程规划)互相配合,共同解决黄淮海平原的缺水问题(参见彩图Ⅱ—2)。

Ⅱ—2 中国南水北调中线工程线路示意图

规划沿革

自20世纪50年代初,即开始组织南水北调的规划研究。1959年,长江水利委员会在《长江流域综合利用规划要点报告》中提出了从长江上、中、下游(即西、中、东线)分别向北方调水的总体格局。其中的中游自流引水方案(即中线)研究了:①从丹江口引水到黄河,引汉总干渠自汉水丹江口水利枢纽引水,经唐白河流域至方城,越江、淮分水岭经淮河流域西缘入黄河桃花峪水库,线路总长480 km,全线自流,年引水量230亿m3。②从三峡水库引水到华北,增引水量800亿m3,接通引汉总干渠向北调水。③在规划的京广大运河中,提出长江以北的郑州至北京段和郑州至平顶山段与中游南水北调总干渠结合,即中线南水北调工程还具有通航的功能。

1973年,南水北调中线水源工程——汉水丹江口水利枢纽建成初期规模,正常蓄水位为157 m,相应库容174.5亿m3,同期还建成向湖北引丹灌区供水的清泉沟引水隧洞和向北调水兼向河南刁河灌区供水的引汉总干渠渠首陶岔引水闸,为调水创造了条件。但由于丹江口水利枢纽未达原设计规模,水库调节能力不足,在防洪、调水、发电等综合任务上较难协调。随后,长江流域规划办公室于1980年完成了《南水北调中线引汉工程规划要点报告》,对引汉工程向黄河以北供水直到北京的方案进行了初步研究。1987年完成了《南水北调中线规划报告》,明确先引汉、后引江的顺序,着重论证了初期引汉工程规划。推荐实施方案为丹江口水库按初期规模,汉水中下游建低水头渠化梯级和江汉运河,年调水量96亿m3。其成果纳入1990年修订的《长江流域综合利用规划简要报告》中。

根据20世纪80年代以来北方地区缺水的新形势,长江水利委员会又于1991年提出《南水北调中线工程规划报告(1991年9月修订)》,同期还提出《南水北调中线工程初步可行性研究报告》,经水利部组织审查,原则上同意这两个报告。这次修订规划明确了中线工程的供水范围涉及京、津、冀、豫、鄂五省(直辖市),总面积15.5万km2,耕地840万hm2;明确了工程的紧迫任务为调水,为减少工程难度和投资并便于水质保护,不宜考虑通航;明确了供水对象主要为京、津及华北地区的城市生活及工业用水,并兼顾农业及其他用水。为更好地利用汉水水资源,改善汉水中下游防洪条件,提高调水的稳定性及可靠性,规划推荐近期先实施加高完建丹江口水利枢纽至正常蓄水位170 m,汉水中下游采取局部补偿工程,总干渠渠首设计流量630 m3/s,加大流量800 m3/s,平均年调水量145亿m3的方案,远期汉水中下游梯极渠化并建江汉运河后平均年调水量可达230亿m3。之后,随着前期工作的进展,水利部、国家环境保护局曾分别于1994年和1995年组织审查并通过了《南水北调中线工程可行性研究报告》和《南水北调中线工程环境影响报告书》。鉴于南水北调东、中、西三条线涉及中国北方地区水资源的合理配置问题,根据国务院指示精神,水利部又于2000年起组织编制《南水北调总体规划报告》,其中也含中线工程规划修订的任务。

输水线路

引汉总干渠线路经过多方面比较,选定线路是从丹江口水利枢纽陶岔闸引水,沿南阳盆地北部开挖输水渠向东北行,经南阳市北到方城县南穿过长江与淮河的分水岭(即伏牛山与桐柏山间的方城缺口),再向北经宝丰、禹城、新郑至郑州市西附近跨越黄河,沿京广铁路西侧太行山东麓山前平原北行,经安阳、邯郸、邢台、石家庄、唐县至北京市,渠线全长1 246 km。向天津供水的干渠由河北境内徐水县的西黑山处分水,向东自流到天津,长144 km。总干渠线路处在平原西部边缘,既可自南向北自流输水,又能由西向东自流供水,运行费用低并有利于水质保护。

远景从长江干流三峡水库引水北调的线路作过多种方案初步研究,尚未选定,也不影响引汉总干渠的方案比选。

规划调水量

按照华北平原以及中线供水区水资源分析预测结果,其缺水量均超过引汉阶段的可调水量,引汉只是缓解其缺水矛盾。中线引汉工程的调水量主要受水源条件和工程规模的控制。

据1956~1990年共35年水文系列,汉水多年平均年径流量为591亿m3,其中丹江口水库以上为408.5亿m3。全流域各种用水损耗36.8亿m3,出境水量为554亿m3,流域内耗水量仅占年径流量的6%。2000年中线规划修订中,将水文系列延长为1956~1998年(增加了枯水年份),计算得汉水多年平均年径流量为566亿m3,其中丹江口水库以上为388亿m3。全流域各种用水及损耗39亿m3,出境水量则为524亿m3,流域内耗水量仅7%。以上数据均说明有余水可调。但汉水来水年内、年际分布不均,是否加高完建丹江口水库达最终规模以增大其调节能力,对可调水量影响很大。从丹江口水库引水,已建清泉沟隧洞的设计流量为100 m3/s,供湖北用水;已建陶岔闸供豫、冀、京、津四省(直辖市),初期设计流量为500 m3/s,后期随水头增加可使引水能力提高到800 m3/s以上。调水不能影响汉水中下游用水、航运和生态环境。丹江口水库加高后规划调水量的计算条件:①必须保证防洪需要。②近期以发电为主,兼顾供水,随着其他电源的陆续投入与调水需求的增长,再相应扩大引水量直至以供水为主,兼顾发电。③丹江口水利枢纽根据中下游需要补偿下泄,以保证中下游工农业用水和航运需要。为有利于调水工程实施,需在汉水中下游建设相应的补偿工程。

在近50年的规划过程中,引汉调水量(含已建的湖北引丹灌区及河南刁河灌区设计需水量13亿~15亿m3在内)研究变幅为40亿~270亿m3

工程规划

(1)水源区工程。①丹江口水利枢纽加高完建,混凝土坝顶高程由162 m加高到176.6 m,正常蓄水位由157 m提高到170 m。按1990~1991年调查,淹没线以下有耕地1.35万hm2、人口22.43万人、房屋479万m2。②分期建汉水中下游低水头渠化梯级5~7座(布置方案尚未审定)。兴建设计流量500 m3/s、长82 km的引江济汉工程,还有部分闸站改扩建和局部航道整治工程,可按调水量增长情况分期分批建设。

(2)输水工程。总干渠大部分为全衬砌明渠,还有跨河流、铁路、公路以及分水、节制退水等大小建筑物共约1 800座,其中规模较大的跨河建筑物有160余座,最大的跨河建筑物为穿黄河工程。天津干渠上有大小建筑物共约200座。全部输水工程土石方约10亿m3,混凝土约2 000万m3

总干渠穿黄河工程经多线路、多方案比较,重点研究了隧洞和渡槽两种过河建筑物型式,技术上均可行,长江水利委员会推荐隧洞方案。

正在进行的修订规划研究了较小规模的初期实施方案,总干渠渠首设计流量为350 m3/s,加大流量为420m3/s,平均年北调水量约为95亿m3,重点供城市生活及工业用水,并兼顾农业和环境用水。

(3)配套工程。大部分可利用现有设施,待主体工程确定后还需进一步作专门的规划设计。

(4)调蓄工程。据规划设计部门研究,中线引汉水可以和当地地表水和地下水联合运用、统一调度,新建专用的调蓄工程较少,对此问题正继续深入研究。

工程效益及环境影响

中线工程主要为北京、天津以及京广铁路北段沿线城市生活及工业提供可靠的补充水源,同时为黄淮海平原西、中部农业高产地区补水。这些地区因工农业用水大量增加而造成的地下水持续超采、地下水位逐年下降、许多河湖干涸等环境问题,供水后将得到改善,对华北平原的可持续发展起到重要的支撑作用。由于加高丹江口水库大坝,改善了汉水中下游的防洪条件,使防洪标准在基本不需中游民垸分洪配合的条件下即可达到100年一遇,可减轻洪水对汉北地区及武汉市安全的威胁,改善人民生活及投资环境。对环境的影响从总体上看有利方面是主要的,不利影响主要是:丹江口水库大量移民,如处理不当可能带来较多环境问题;汉水水文情势发生变化,中水时段和中水流量减少,如不采取措施将对沿岸工农业、生活供水以及航运带来负面影响;水量减少降低了河道的自净能力;汉水渠化段和江汉运河沿线可能会出现水污染和环境问题。

  
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