引漢濟(jì)渭工程水資源論證

引漢濟(jì)渭工程水資源論證曹正浩;張娜;錢萍【摘要】跨流域調(diào)水工程因調(diào)水量大、涉及范圍廣，其水資源論證具有一定的難度和復(fù)雜性。以引漢濟(jì)渭工程為例，探索跨流域調(diào)水工程水資源論證的方法。根據(jù)引漢濟(jì)渭調(diào)水工程的特點(diǎn)和建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則，結(jié)合該項目的取退水方案，合理確定了水資源論證等級，分析了取水所產(chǎn)生的影響，并提出了引漢濟(jì)渭工程取水水源論證結(jié)論。結(jié)論表明，引漢濟(jì)渭工程近期水平年從漢江多年平均調(diào)水10億m3基本可行。該結(jié)論為引漢濟(jì)渭工程水資源論證報告書采用，為項目獲得取水許可提供了依據(jù)，對跨流域調(diào)水工程的水資源論證具有一定借鑒意義。％Theinterbasinwaterdiversionischaracterizedaslargewaterdiversionamountandwideinvolvementrange,sothewaterresourcesassessmentisdifficultandcomplicated.ThewaterresourcesassessmentmethodwasexploredbytakingwaterdiversionprojectfromHanjiangRivertoWeiheRiverasanexample.Accordingtothecharacteristicsofthisprojectandguidelineofwaterresourcesassessmentoftheconstructedprojects,byconsideringthewaterintakeanddischargescheme,thelevelofwa-terresourcesassessmentwasdeterminedandtheinfluencecausedbywaterintakewasanalyzed,basedonwhichtheconclusionofthewaterresourcesassessmentwasputforward.Theresultsshowedthattheannualaveragewaterdiversionamountof1billionm3inimmediatelevelyearisfeasible.Theconclusionwasappliedinthereportofwaterresourcesassessmentofwaterdiversionpro-jectfromHanjiangRivertoWeiheRiver,whichprovidedbasisforapprovalofwaterintakelicenseacquisition.期刊名稱】《人民長江》年(卷),期】2014(000)009【總頁數(shù)】5頁(P30-33,76)【關(guān)鍵詞】引漢濟(jì)渭工程;水資源論證;調(diào)水量;南水北調(diào)中線工程;漢江中下游【作者】曹正浩;張娜;錢萍【作者單位】長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院規(guī)劃處，湖北武漢430010;長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院規(guī)劃處，湖北武漢430010;長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院規(guī)劃處，湖北武漢430010【正文語種】中文【中圖分類】TV67建設(shè)項目基本概況1.1工程概況引漢濟(jì)渭工程是為緩解陜西省關(guān)中地區(qū)水資源供需矛盾而興建的跨流域調(diào)水工程。工程在陜西省陜南地區(qū)的漢江干流黃金峽和支流子午河分別修建水源工程黃金峽水利樞紐和三河口水利樞紐，通過穿越秦嶺的輸水隧洞將漢江流域水量調(diào)至關(guān)中地區(qū)渭河流域。工程建設(shè)任務(wù)是:向陜西省渭河沿岸重要城市、縣城、工業(yè)園區(qū)供水，逐步退還擠占的農(nóng)業(yè)與生態(tài)用水，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善。引漢濟(jì)渭工程調(diào)水區(qū)涉及陜南地區(qū)的漢中市和安康市，受水區(qū)涉及關(guān)中地區(qū)的西安市、寶雞市、咸陽市、渭南市以及楊凌農(nóng)業(yè)高新產(chǎn)業(yè)示范區(qū)。引漢濟(jì)渭工程由黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐和秦嶺輸水隧洞(黃三段和越嶺段)3部分組成。黃金峽水利樞紐位于漢江上游陜西省洋縣境內(nèi)黃金峽峽谷中，是以供水為主，兼顧發(fā)電、航運(yùn)的水利水電樞紐工程。水庫正常蓄水位450m，死水位440m,水庫總庫容2.26億m3，調(diào)節(jié)庫容為0.69億m3。三河口水利樞紐水庫壩址位于佛坪縣大河壩鄉(xiāng)三河口村下游2km處，任務(wù)是調(diào)蓄子午河來水及通過泵站抽調(diào)從黃三隧洞流入?yún)R流池的漢江干流水量入三河口水庫調(diào)蓄。樞紐由攔河壩、泄洪放空建筑物、壩后泵站以及壩后電站等組成。水庫總庫容7.1億m3，調(diào)節(jié)庫容6.6億m3，正常蓄水位643m，汛限水位642m，死水位558m。秦嶺隧洞黃三段進(jìn)口位于黃金峽泵站出水閘后，出口位于三河口水利樞紐壩下約300m處匯流池，任務(wù)是將黃金峽泵站揚(yáng)高的漢江水送入三河口水利樞紐壩后匯流池，黃三段全長16.52km。秦嶺隧洞越嶺段進(jìn)水口位于三河口水庫壩后匯流池，出口位于渭河一級支流黑河金盆水庫右側(cè)支溝黃池溝內(nèi)，任務(wù)是將漢江流域調(diào)出水量自流送入渭河流域關(guān)中地區(qū)。隧洞全長81.78km。引漢濟(jì)渭工程取水方案引漢濟(jì)渭工程在漢江干流黃金峽和支流子午河三河口分別修建黃金峽水利樞紐和三河口水利樞紐蓄水，并修建黃金峽泵站從黃金峽水利樞紐庫內(nèi)取水，通過秦嶺輸水隧洞黃三段輸水至三河口水利樞紐壩后的秦嶺輸水隧洞控制閘，所抽的水大部分由秦嶺輸水隧洞越嶺段送至關(guān)中地區(qū)，少量水(黃金峽泵站抽水流量大于關(guān)中用水流量部分)經(jīng)控制閘由三河口泵站抽水入三河口水利樞紐庫內(nèi)存蓄，當(dāng)黃金峽泵站抽水流量較小，不滿足關(guān)中地區(qū)用水需要時，由三河口水利樞紐放水補(bǔ)充，所放水經(jīng)控制閘進(jìn)入秦嶺輸水隧洞越嶺段送至關(guān)中地區(qū)。在完成調(diào)水任務(wù)前提下，修建黃金峽電站和三河口電站，兼顧利用水能進(jìn)行發(fā)電。工程取水規(guī)模和取水流量引漢濟(jì)渭工程一次建成，分期引水。近期水平年2025年:取水規(guī)模多年平均為10億m3，黃金峽泵站取水流量52m3/s，秦嶺輸水隧洞越嶺段輸水流量50m3/s。遠(yuǎn)期水平年2030年（在實施南水北調(diào)中線后續(xù)水源工程建設(shè)后）:取水規(guī)模多年平均為15億m3，黃金峽泵站取水流量70m3/s，秦嶺輸水隧洞越嶺段輸水流量70m3/s。水源工程（黃金峽水庫和三河口水庫）、輸水隧洞按工程最終規(guī)模一次建成。水資源論證工作等級及水平年取水水源論證等級引漢濟(jì)渭工程跨流域調(diào)水近期（2025年）的多年平均調(diào)水量為10億m3，從漢江干流取水流量為52m3/s;黃金峽水庫、三河口水庫為大（二）型水庫，依據(jù)取水水源論證分類分級指標(biāo)，該項目的取水工程規(guī)模和取水量均達(dá)到一級，確定該項目取水水源論證等級為一級。取水和退水影響論證等級該項目2025年擬從漢江取水10億m3，占取水?dāng)嗝嫣烊粡搅髁康?1%，取水規(guī)模較大，對下游水文情勢產(chǎn)生明顯影響。取水點(diǎn)下游有石泉紫陽保留區(qū)、旬陽安康保留區(qū)等以及白河緩沖區(qū)。取水河道下游丹江口水庫是南水北調(diào)中線工程水源地，漢江中下游涉及湖北省漢江干流沿岸用水以及河道內(nèi)生態(tài)用水。工程施工期退水地為漢江水功能保留區(qū)。工程運(yùn)行期退水涉及渭河多個水功能二級區(qū)。依據(jù)取水和退水論證分類分級指標(biāo)，該項目取水和退水影響論證等級為一級。水資源論證規(guī)劃水平年考慮工程遠(yuǎn)期取水方案與近期取水方案有較大的區(qū)別，確定水資源論證規(guī)劃水平年為近期2025年。引漢濟(jì)渭工程取水可靠性分析根據(jù)規(guī)劃水平年黃金峽、三河口水庫壩址來水量、壩址下游河道最小要求下泄流量關(guān)中受水區(qū)需水量以及黃金峽水庫、三河口水庫各特征參數(shù)，依據(jù)水庫水量調(diào)度原則，進(jìn)行長系列調(diào)節(jié)計算，得出項目取水量。3.1工程調(diào)水量黃金峽水庫多年平均（1956年5月至1998年4月）天然徑流量為82.17億m3,2025水平年上游耗水量8.96億m3，引嘉濟(jì)漢工程調(diào)入2.01億m3，引紅濟(jì)石調(diào)出0.99億m3，則黃金峽水庫2025水平年多年平均入庫徑流量為74.23億m3。子午河三河口水庫壩址斷面1956年5月至1998年4月42a長系列多年平均天然徑流量為9.71億m3。規(guī)劃水平年2025年三河口壩址斷面上游地區(qū)耗水量為0.588億m3，因此，水庫規(guī)劃水平年多年平均入庫徑流量為9.12億m3。綜合考慮生態(tài)、航運(yùn)要求及河道納污能力，黃金峽斷面河道最小要求下泄流量為38m3/s。三河口水庫壩址以下河道最小要求下泄流量為2.71m3/s。根據(jù)規(guī)劃水平年壩址來水量、壩址下游河道最小要求下泄流量、工程受水區(qū)需水量以及黃金峽水庫、三河口水庫特征參數(shù)，依據(jù)水庫水量調(diào)度原則，進(jìn)行長系列調(diào)節(jié)計算，得出項目取水量。在進(jìn)行長系列調(diào)度計算后，以調(diào)水區(qū)水庫取水點(diǎn)斷面進(jìn)行水量統(tǒng)計，2025年黃金峽水庫多年平均調(diào)水5.43億m3，三河口水庫多年平均調(diào)水4.55億m3，2025年引漢濟(jì)渭工程多年平均取水量共9.98億m3。由于徑流與需水的不均勻性，最大年調(diào)水量為14.33億m3（1974年），最小年調(diào)水量為4.24億m3（1995年），多年平均調(diào)水量9.98億m3。1956~2008年長系列年調(diào)水量中，達(dá)到或超過多年平均調(diào)水量的年數(shù)占50%。受水對象供水保證率對黃金峽水庫、三河口水庫、受水區(qū)內(nèi)各水源進(jìn)行外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮?lián)合調(diào)節(jié)長系列計算表明，受水區(qū)城鎮(zhèn)生活和工業(yè)受水對象2025年需水量為16.02億m3，當(dāng)?shù)睾诤铀畮旃┧?.416億m3,地下水供水4.122億m3,引漢濟(jì)渭工程供水9.23億m3，滿足受水對象的需水要求，供水水量滿足程度為99%，供水歷時保證率為95%，見表1。表12025年引漢濟(jì)渭工程受水區(qū)調(diào)水前后供需對比注:“*”表明供水量折算至受水區(qū)內(nèi)水量。供水量/億m3項目受水區(qū)區(qū)內(nèi)水源/%調(diào)水前受水區(qū)生活與工業(yè)需水量/億m3總量缺水量/億m3黑河水庫地下水引漢濟(jì)渭工程*供水保證率16.0215.842.424.129.30.189516.026.482.364.12－9.53調(diào)水后通過計算，工程近期2025年從漢江多年平均調(diào)水10億m3是可靠的。引漢濟(jì)渭工程與關(guān)中地區(qū)當(dāng)?shù)厮Y源共同供水，可使受水區(qū)達(dá)到供水保證率要求?？菟旰瓦B續(xù)枯水年取水可靠性分析枯水年以黃金峽取水?dāng)嗝鏉h江干流徑流作為分析系列。⑴枯水年(P=75%)為1986年，黃金峽壩址斷面來水量為47.90億m3，為多年平均來水量的64.5%。2025年水平年供需平衡結(jié)果表明，關(guān)中受水對象總需水量為19.02億m3，當(dāng)?shù)厮垂┧?，以調(diào)水區(qū)水庫取水點(diǎn)進(jìn)行水量統(tǒng)計，缺水量為9.89億m3。該年黃金峽水庫調(diào)水量6.82億m3，此時三河口水庫調(diào)水量3.02億m3，因此引漢濟(jì)渭調(diào)水量共9.84億m3，水量保證率為99.5%。⑵特枯年(P=95%)為1995年，黃金峽壩址斷面來水量為31.24億m3，為多年平均來水量的42.09%。2025年水平年供需平衡結(jié)果表明，關(guān)中受水對象由當(dāng)?shù)厮Y源供水后，以調(diào)水區(qū)水庫取水點(diǎn)進(jìn)行水量統(tǒng)計，缺水量為4.95億m3。該年黃金峽水庫調(diào)水量1.86億m3，三河口水庫調(diào)水量2.38億m3，因此引漢濟(jì)渭調(diào)水量共4.24億m3，水量保證率為85.7%。水源區(qū)與受水區(qū)發(fā)生連續(xù)偏枯或者枯水年的幾率相對較大，漢江干流與支流子午河發(fā)生連續(xù)偏枯或枯水年的幾率相對也較大，如黃金峽水庫壩址連續(xù)枯水年為1994~1997年，這一時段也是三河口水庫壩址及關(guān)中受水區(qū)的連續(xù)枯水年時段。分析黃金峽水庫壩址、三河口水庫壩址同時遭遇連續(xù)枯水年段(1994~1997年)后得到兩座水庫的來水、調(diào)水量情況見表2和表3。表2連續(xù)枯水年黃金峽水庫年入庫水量及調(diào)水量年份年入庫水量/億m3占多年平均入庫水量的比例/%年調(diào)水量/億m3占多年平均調(diào)水量的比例/%199447.546453199531.25421.8634199657.89782.0538199718.74252.3644平均38.85522.2942表3連續(xù)枯水年三河口水庫年入庫水量及調(diào)水量年份年入庫水量/億m3占多年平均入庫水量的比例/%年調(diào)水量/億m3占多年平均調(diào)水量的比例/%19945.24572.946519954.33482.385219967.50822.665819972.42272.3452平均532.5857黃金峽水庫1994~1997年入庫水量占多年平均入庫水量的25%~78%，調(diào)水量為1.86億~2.88億m3,占黃金峽多年平均調(diào)水量的34%~53%。三河口水庫1994~1997年入庫水量占多年平均入庫水量的27%~82%，調(diào)水量為2.34億~2.94億m3，占三河口水庫多年平均調(diào)水量的52%~65%。在該連續(xù)枯水年時段，引漢濟(jì)渭工程年調(diào)水量分別為5.82億，4.24億，4.71億m3和4.71億m3，約為多年平均調(diào)水量的43%~58%。項目取水影響分析4.1對區(qū)域水資源的影響近期水平年從漢江調(diào)出10億m3水量之后，下游河流水資源量減少，其中黃金峽水庫壩址斷面漢江干流水資源量減少8%，三河口水庫壩址斷面子午河水資源量減少46%，漢江干流子午河河口斷面河道水資源量減少12%，引漢濟(jì)渭工程實施10億m3調(diào)水前后，漢江干流及子午河各典型斷面多年平均來水量對比情況見表4。表4調(diào)水10億m3前后各斷面多年平均來水量對比74.2368.186.068三河口水庫壩址9.124.924.2046漢江干流子午河口87.7977.5310.2612石泉水庫壩址102.7092.4410.2610安康水庫壩址187.53177.2710.265白河237.22226.9610.264丹江口水庫壩址/%黃金峽水庫壩址典型斷面調(diào)水前/億m3調(diào)水后/億m3調(diào)水后比調(diào)水前減少水量/億m3減少水量百分比360.64350.3810.263由于黃金峽水庫下泄水量要保證下游最小下泄流量以及下游用水需求，并且隨著河流流程的增加，黃金峽壩址至石泉區(qū)間、子午河和牧馬河等漢江支流的匯入，進(jìn)一步減緩了調(diào)水對下游斷面水文情勢產(chǎn)生的影響。到安康、白河、丹江口水庫壩址斷面，引漢濟(jì)渭工程調(diào)水前后漢江干流徑流減少量由調(diào)出斷面的12%降低到5%~3%。對漢江干流上游河段航運(yùn)的影響引漢濟(jì)渭調(diào)水10億m3后，黃金峽水庫壩址逐月下泄流量均大于要求的河道下泄基流38m3/s。同時，從航道最小通航流量時段保證率分析，引漢濟(jì)渭工程調(diào)水前后漢江干流上游航道典型斷面最小通航流量旬時段保證率見表5。表5結(jié)果分析表明，2025水平年引漢濟(jì)渭工程實施調(diào)水10億m3后，黃金峽、石泉、安康、白河的航運(yùn)基流時段保證率比調(diào)水前略高。表5引漢濟(jì)渭工程調(diào)水前后對航運(yùn)基流影響分析/%黃金峽壩址典型斷面最小通航流量要求/(m3?s-1)調(diào)水前最小通航流量時段保證率/%調(diào)水后最小通航流量時段保證率3882.795.2石泉4091.396.8安康7398.099.2白河10096.297.4對電站發(fā)電的影響4.3.1三河口水庫以下子午河干流電站三河口水庫以下子午河干流河道內(nèi)有3座電站，分別是石泉縣胡家灣、鵝項頸、席家壩水電站，均為徑流式電站。3座電站投資總計12984萬元，年發(fā)電量總計6220萬kW?h。通過分析，引漢濟(jì)渭工程調(diào)水10億m3后，對子午河各梯級電站電能指標(biāo)均有不同程度的影響。其中，胡家灣水電站發(fā)電量減少888萬kW?h,占多年平均發(fā)電量的45.3%，鵝項頸水電站損失電量610萬kW?h,占多年平均發(fā)電量的47.3%;席家壩水電站損失電量906萬kW?h，占多年平均發(fā)電量的30.5%。黃金峽水庫以下漢江干流梯級電站對引漢濟(jì)渭工程調(diào)水后漢江干流丹江口以上各梯級電站的多年平均發(fā)電量進(jìn)行計算，將計算結(jié)果與各梯級電站的原規(guī)劃設(shè)計值進(jìn)行比較，分析引漢濟(jì)渭工程實施調(diào)水10億m3后對漢江干流丹江口以上各梯級樞紐的多年平均發(fā)電量的影響。結(jié)果表明，引漢濟(jì)渭工程對丹江口上游干流梯級電站的發(fā)電量都有不同程度的減少影響，主要影響范圍在石泉至喜河區(qū)間，喜河以下，由于有支流匯入，加上安康水庫的調(diào)蓄作用，各梯級電站的發(fā)電損失逐步減小。其中，石泉水電站發(fā)電量減少了0.9億kW?h,占多年平均發(fā)電量的11.3%;喜河電站損失電量0.6億kW?h,占多年平均發(fā)電量的11.3%;安康樞紐以下，各梯級電站損失電量均小于7%，到丹江口水庫，引漢濟(jì)渭調(diào)水后發(fā)電減少1.8%。對漢江中下游干流供水區(qū)用水的影響根據(jù)漢江中下游干流供水區(qū)河道內(nèi)及河道外需水要求計算，2025年水平年，丹江口水庫供湖北清泉溝灌區(qū)及漢江中下游多年平均供水量比引漢濟(jì)渭工程調(diào)水前減少0.47億m3，占原供水量的0.28%。長系列模擬供水過程中，漢江中下游受影響的年份為1957,1966,1978,1995,1997年，共5a,均為漢江枯水年，減少供水量1.53億~6.66億m3。影響最大的年份為1997年，引漢濟(jì)渭調(diào)水前，該年供漢江中下游水量140.99億m3，引漢濟(jì)渭調(diào)水后，該年供漢江中下游水量134.33億m3，減少6.66億m3，占總供水量的4.7%。對南水北