南水北调：中线与东线结合的选择，本文主要内容关键词为：东线论文,南水北调论文,中线论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
华北水资源短缺，水荒日益加剧，南水北调势在必行。我们对比研究了东线、中线两线方案的引水水源、工程规划、运营管理与风险以及对调出水区的影响等问题之后认为，应把中线的黄河以南部分和东线的黄河以北部分结合起来，形成从汉江引水至东平湖，在位山过黄河至天津，全线自流输水的南水北调新线路。在输水总干渠及相应工程的开发建设方面，北调工程以长江为水源，供水量能基本满足黄淮海平原现代化建设的需要，并具有水利基础设施促进现代化经济布局的战略意义。在南水北调工程论证、决策之际，我们把这一方案建议提供给专家、学者和有关管理部门研究参考。
一、东线规划方案的利与弊
东线是从江苏省扬州市江都站取长江水，基本沿京杭运河北输，在位山过黄河至天津。供水区总的地形是以黄河为脊背，分别向南北倾斜。全线长1150公里，黄河以南651公里，穿黄段9公里，黄河以北490公里。
工程的优势之一是前期工作比较充分。
输水干渠总长的88%是利用现有京杭运河及其平行河道，沿线有洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖可供水量调节。从长江到南四湖调水所需的各梯级均已形成。位山穿黄勘探试验洞（洞底-34.9米高程）已经开挖试验成功。
工程的优势之二是京杭运河全线复航。
京杭运河这条历史上著名的大运河，自1855年黄河决口改道而断航至今。目前从长江至济宁的通航渠化梯级已经形成，济宁以北因缺水未能通航。东线调水利用了京杭运河，京杭运河将因调水而得到新生，实现全线复航。
工程的缺陷之一是水质问题。
黄河以南京杭运河地势低洼，是流域内排洪排水河道。流域经济迅速发展，废水、污水排放量增加，愈是工业经济发达地区，河段污染愈严重。从流域废水弃水排放的发展趋势和污染治理速度、规模、成效来看，水质问题将是东线工程的棘手问题。
工程的缺陷之二是调水合理性欠缺。
长江水丰是指汛期，春季水量不算丰。随着长江水运开发及沿江经济发展和上海浦东开发，对水的需求增加。东线规划考虑到枯水月调水可能导致的海盐水上侵为害，采取了每秒9000立方米以下流量不引水，每秒10000立方米以下流量引水每秒400立方米的“避让”措施。长江水北调与下游用水的矛盾在枯水年是存在的。
在有葛洲坝和三峡工程的情况下，北调长江水的水源地应是长江中上游。从水源地算起，北调水历经的轨迹是由高自流到低，再用电力提水实现由低到高的运用方式不尽合理，并由此带来争水、水污染等问题。
二、中线规划方案的利与弊
中线是从汉江上游丹江口水库内引水，在郑州西部过黄河至北京玉渊潭。全线长1241公里，黄河以南466.1公里，不通航过黄渡槽10.2公里，黄河以北764.7公里。
工程的优势之一是全线自流输水。
工程的优势之二，远期工程从三峡引水，水源可靠、水质好、供水范围广，并可覆盖东线供水区。工程的缺陷之一是引汉可调水量不足，供水保证率低。
中线规划供水区面积11.3万平方公里，2000年缺水154.1亿立方米（保证率50%），239.35亿立方米（75%）；2020年缺水288.38亿立方米（50%），387.37亿立方米（75%）。丹江口多年平均径流总量398.2亿立方米，规划汉江中下游用水207.2亿立方米，北调144.6亿立方米，弃水46.4亿立方米。因此，丹江口总水量难以平衡供水区与汉江中下游地区的水资源需求。
工程的缺陷之二是总干渠运营风险大。
总干渠位于伏牛山、太行山东麓与平原交界处，是我国著名暴雨区之一，要与700多条河沟交叉，较大河流218条，局部暴雨洪水和山区水库垮坝都会对总干渠安全形成威胁。中国科学院院士、水利科学家严恺教授撰文（《中国科学报》1994年6月13日）说，中线总干渠无法分期建设，需待全部工程完成后才能发挥效益，在工程投资和安全方面均具很大风险性。并提出应注意总干渠西侧板桥水库和石漫滩水库突遭“75.8”暴雨而漫坝溃决，冲毁京广铁路一类自然灾害及防御措施的研究。
工程的缺陷之三是过黄工程复杂，施工技术难度大。
南水北调中线与东线结合方案示意图
中线过黄处是典型的游荡型河段，河面宽，主流摆动，泥沙堆积性河床厚度达60～80米。建设过黄渡槽，还要建设护滩控导工程，工程复杂、技术难度大。在泥沙河床上建设大型渡槽尚未有先例，须研究解决许多技术难题。
三、中线与东线结合方案
从汉江引水在淮河流域北部平原上输水，至东线至高点东平湖，在位山过黄河至天津，可形成全线自流输水总干渠。由于位山过黄水位（40米高程）低于郑州过黄渡槽（进口119.5米高程），汉江引水口可从丹江口坝上（147.2米）移到坝下（100米左右）。丹江口北调水量可先发电后北调。在葛洲坝（蓄水位66米）与汉江中游中段之间修建江汉运河，引长江水供给汉江中下游地区用水，可使丹江口水量基本上全部北调，达350亿立方米，约为东线、中线规划前期工程调水量之和。在江汉运河以上汉江梯级开发建设提水工程，提长江水入北调总干渠，南水北调工程实现了以长江为水源。
汉江至东平湖平原输水渠可开发水运，连通了京杭运河与汉江水运，直达长江中游，并可与淮河一起开发形成淮北平原水运网。江水在黄河以南地区供水，可减少黄河水的南供量，增加北引水量，符合南水北调原则。
据工程规划估算，东线工程静态总投资中，黄河以南占78.2%，穿黄占4.2%，黄河以北占17.6%；在中线总干渠工程静态总投资中，黄河以南占36.0%，过黄占10.5%，黄河以北占53.3%。可见，中东线结合方案总干渠的工程投资将明显减少。
三峡工程（蓄水位175米）建成后，北调长江水量在三峡发电运用后进入江汉运河，再经汉江提水进入北调总干渠成为北调自流水量。北调水量在三峡发电和汉江提水的运用调度方式，要比从三峡库内直接引水北调，水能利用和电力调节效果好、经济效益大。
按中线工程规划，丹江口大坝将加高，使库容增加到290亿立方米。如从江汉运河提长江水经汉江梯级入丹江口水库，丹江口水库就成为南水北调总干渠的渠首调蓄水库，又与三峡、葛洲坝、江汉运河、汉江梯级构成了南水北调水源工程系统。
四、总干渠中部蓄水调节开发
北调汉江水注入东平湖，要求东平湖在目前黄河滞洪运用基础上增加兴利运用，既要为华北平原供水调蓄，又要为京杭运河、东平湖—济南—小清河航运供水，还要发挥水运枢纽的功能。
（一）东平湖兴利运用及时向黄河滞洪运用转换工程
东平湖东北向为寒武纪灰岩山区，洪范镇山谷内泉群众多，有建设蓄水位140米、坝高90米、库容10亿立方米的库址条件。山谷南端有建设蓄水位280米、蓄水面积6平方公里的库址条件，可与东平湖构成上下库，建设抽水蓄能电站。其蓄水库容和提水能力，可在黄河中上游暴雨洪水预报期内，提取东平湖内兴利水量入库，及时由兴利运用转换为黄河滞洪运用。
（二）大型蓄水调节开发工程
江水远距离北调向华北平原有效供水，需要在中部有50亿立方米调蓄库容。建设大型平原水库不可行，泰山谷地建蓄水库可以满足调蓄需要。
泰山主峰东侧有黄前、雪野水库，都有加高到300米高程的坝址条件，为大汶河上游水库，汇水东平湖。泰山主峰北侧仲宫山谷可建蓄水库。黄河在泰山北部，黄河与泰山之间有小清河，通过济平干渠可与东平湖相通。从济平干渠取东平湖来水，经两级提水达300～350米高程，可入仲宫等泰山水库群，总调蓄库容150亿立方米。
利用剩余电力提水上山，是工业化国家应用多年的节能措施。70年代以来，世界上迅速发展的抽水蓄能电站，成为电网调荷的重大有效措施。泰山三个蓄水库都可建设抽水蓄能电站，扬程超过150米。抽水蓄能开发将使泰山高位蓄水成本大大降低，还将带动电力能源的发展。从东平湖引水调入泰山蓄水库，经大汶河又流进东平湖，保持东平湖的兴利运用和供水，扩大了东平湖的调蓄能力。
五、促进黄河下游河道治理
黄河下游这条地上悬河，河床不断淤积抬升，灾害能量不断积累。提出和实施控制或改善河道淤积的措施方法，是治黄研究的重大课题。中线与东线结合方案南水北调工程在促进黄河下游河道治理方面，可有三项措施。
（一）输水总干渠汛期调水冲刷艾山以下窄河道
艾山以下窄河道具有大水冲、小水淤的特点，大水与小水的流量界限是每秒1800立方米，即超过每秒2000立方米河槽由淤变冲。目前窄河道是汛期冲非汛期淤，枯水年汛期也淤。主要原因是造成河道淤积的小水历时长。利用总干渠在汛期调江水，经东平湖注入黄河，使河道水流达每秒2000立方米以上，可减轻窄河道的小水淤积，加强冲刷。
（二）引走小浪底出库清水
黄河下游河槽具有汛期冲、非汛期淤的特点，因此，非汛期小水是坏河之水。三门峡水库蓄清排浑运用以来，非汛期水库发电下排清水，并没有改变下游河道非汛期的槽淤状况，而且清水在近库河段造成塌滩冲刷，淤积河槽，使河道变得宽浅；清水沿河补沙成为含沙水流，在下游段又造成淤积。小浪底水库建成运用后，非汛期清水排放量增加，上冲下淤后果加重。南水北调工程在黄河南岸和京杭运河以东供水，那么小浪底出库清水可以全部引出黄河北大堤之外兴利运用，也防止了清水在下游河道内塌滩淤槽、上冲下淤的问题，是利用小浪底工程的兴利除害之举。
小浪底水库排清是发电泄水，流量均匀，保证率高。一部分可北调京冀供水兴利，与中线工程引江水过黄供水效果相同。剩余部分水量可经徒骇河排入渤海。由此，徒骇河成为黄河北岸平原运河，与京杭运河、引黄北调京冀工程一起，可促进华北平原水运网的形成。
（三）引江刷黄
黄河下游河道淤积，水少沙多是症结所在。而中上游干旱少雨，引黄用水量愈来愈多，来水减少迅速，拦沙治理减沙成效缓慢，远期治理目标是年输沙量8亿吨，仍是条多沙河。输沙入海治理是治黄的长期艰巨的战略任务。
从下游河道洪水输沙及河槽冲淤情况看，每秒4000～5000立方米以上水流可使全下游河道形成河槽冲刷。三门峡库内形成的窄深河槽，可以在较弱水流条件下顺利输送高含沙洪水。如1977年8月一场洪水的最大含沙量每立方米911公斤（历史实测最大值），在库内40多公里窄深河槽内顺利输送，排沙比99%。在黄河下游夹河滩以上宽浅游荡型河段，1973年两场高含沙洪水的实测数据为：首场洪水每秒3840立方米，最高含沙量每立方米477公斤，河段排沙比66%，形成了比较窄深顺直的河槽；第二场洪水每秒4470立方米，最大含沙量每立方米331公斤，河段排沙比达124%。窄深河槽能输送黄河高含沙洪水，展现了黄河治理的光明前景。
建设三峡至黄河输水干渠（基本沿中线黄河以南线路），在汛期引长江水每秒3000立方米注入黄河，使黄河汛期小水流量增加到每秒4000立方米以上，河槽可冲刷加深，或保持窄深河槽的河道特征。
鉴于中东线结合方案南水北调工程系统的总体构想和小浪底水库2000年建成的情况，南水北调建设项目既包括引江也包括引黄是适宜的。2000年实施引汉至天津输水工程，可大大缓解黄淮海平原的缺水问题；同时实施引小浪底出库清水北调工程，不仅能达到东线、中线共同兴建的功能效果，还增加了供水总量，黄河水资源也得到了有效开发利用。
从黄淮海平原水运开发形势看，东平湖注入江水，京杭运河南北全线复航；济平干渠和小清河水运开发，使京杭运河连通渤海。这就形成了西起汉江、长江中游，东至渤海的黄河南岸平原大运河。北引小浪底出库清水，部分水量经徒骇河入海，就形成了西起黄河中游东至渤海的黄河北岸平原大运河。黄河南岸平原运河有丹江口水库为调蓄水库，黄河北岸平原运河有小浪底水库为调蓄水库，泰山蓄水库从中部经京杭运河给予调蓄，形成了以水运为基本框架的现代化经济布局形势。2010年前小浪底水库拦沙，下游河道冲刷。2010年前后三峡工程建成，引江刷黄得以实施，黄河下游河道维持冲刷，或窄深河槽得以保持。就此，黄河下游将一改害河形象，成为一条沿河经济大开发的经济带。南水北调中东线结合方案的实施，不仅解决了黄淮海平原缺水问题，而且将重振黄河下游的历史辉煌。
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