南水北調調水后我國北方水資源分析及預測

南水北調調水后我國北方水資源分析及預測

中國是一個水資源較差的國家。人均水資源總量為2340.3米，是世界人均水資源規(guī)模的四分之一。目前,我國有14個省(區(qū))、直轄市的人均水資源擁有量低于國際公認的1750m3用水緊張線;其中低于500m3嚴重缺水線的有華北的北京、天津、河北、山西,華東的江蘇、山東,華中的河南,西北的寧夏等。據(jù)統(tǒng)計,全國699個城市中,有400個城市常年供水不足;其中天津等110個城市已受到水資源短缺的嚴重威脅,年缺水量達60億m3。有的城市被迫限時限量供水,嚴重制約著當?shù)亟?jīng)濟和社會的發(fā)展。據(jù)預測,到21世紀中葉,我國人均水資源擁有量將減少到1750m3。屆時,全國大部分地區(qū)將面臨水資源更緊張、缺水更嚴重的局面。在淡水資源嚴重短缺的同時,我國水資源的地區(qū)分布與耕地、用水狀況十分不匹配。北方大部分地區(qū)水資源短缺,黃河、淮河、海河三大流域和西北內(nèi)陸區(qū)的合計面積占全國的50%,耕地占45%,人口占36%,而水資源總量只有全國水資源量的12%。長江及其以南流域的徑流量占全國的80%以上,耕地面積卻不到全國的40%。在黃、淮、海平原和膠東半島,水資源已成為制約區(qū)域工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人民生活水平提高的主要因素之一,生態(tài)環(huán)境也因之急劇惡化。西北地區(qū)(包括陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆與內(nèi)蒙古西部)的年徑流量為l000億m3,僅占全國的4%,缺水已成為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的重大障礙。因此,于2002年開始實施的南水北調工程,成為緩解我國華北及西北地區(qū)缺水狀況的重要舉措。1國外發(fā)展現(xiàn)狀從20世紀50年代提出“南水北調”的設想后,經(jīng)過幾十年研究,最終確定從長江上、中、下游分別實施調水,即南水北調的西線、中線和東線工程。1.1工程主要水期3南水北調西線工程的引水方式為自流和提水兩種,現(xiàn)初步確定分三期完成。西線調水一期工程選定雅礱江、大渡河與5條支流的達曲—賈曲聯(lián)合自流線路,調水40億m3;同時選擇雅礱江干流阿達水庫輸水到黃河支流賈曲的自流線路,調水50億m3,為二期工程;通天河側仿水庫輸水到雅礱江再到黃河支流賈曲的自流線路,調水80億m3,為第三期工程。三期工程共調水170億m3,其供水范圍主要為青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西等六省(區(qū))沿黃及其鄰近地區(qū)。由于建設工程投資巨大、施工地環(huán)境復雜,因此目前還處于論證階段。1.2工程概況及建設范圍南水北調中線工程由水源工程和輸水工程組成。水源工程為丹江口水利樞紐工程的擴建,將庫容量從目前的174.5億m3增加到290.5億m3。輸水工程分引漢總干渠和天津供水渠兩部分。初期丹江口水庫正常蓄水位170m,規(guī)劃年平均調水145億m3;后期從長江三峽水庫引水,年平均調水能力可達220～230億m3。中線工程的總干渠自陶岔渠首引水,穿越江淮分水嶺沿伏牛山前平原,再沿太行山東麓,直達北京玉淵潭,總干渠全長1246km。天津干渠自河北省徐水縣西黑山村北由總干渠分水向東入天津西河閘,全長142km。工程供水范圍:西側以總干渠為界,東面和南面分別以南水北調東線、漢江直接供水范圍線、引黃灌區(qū)等為界,涉及鄂、豫、冀、京、津五省(市),總面積約15.5萬km2。工程主要供水目標為京、津、冀地區(qū)的城鎮(zhèn)生活和工業(yè)用水。1.3洪水生態(tài)裝置南水北調東線工程在江蘇省“江水北調”工程的基礎上擴大規(guī)模并向北延伸。該工程從長江下游揚州附近抽引長江水,利用京杭大運河及與其平行的河道作為輸水主干線和分干線逐級提水北送,并連通作為調蓄湖泊的洪澤湖、駱馬湖、南四湖和東平湖,通過隧洞穿過黃河后自流到天津,輸水主干線全長1150km。同時,東線還從東平湖向膠東半島輸水。東線調水工程分三期實施,規(guī)劃年平均調水148億m3,其供水范圍涉及蘇、皖、魯、冀、津五省(市)。2供水后北方水條件分析2.1平衡水資源量和用電時間增加南水北調西線工程主要是解決黃河流域西北地區(qū)的缺水問題。黃河多年平均天然河川徑流量580億m3,而1991～1997年,黃河年平均天然徑流量為448億m3,比多年平均值減少了22.8%。另一方面,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,耗水量逐漸增加,20世紀50年代年平均耗水量為122億m3,1997年耗水量為309億m3,2000年耗水量為352億m3,造成黃河水資源短缺問題日趨嚴重。據(jù)預測,在正常來水年份并充分考慮節(jié)水的情況下,2010、2020、2030、2050年的缺水情況見表1。南水北調西線工程對緩解我國西北地區(qū)的缺水問題、防治沙漠化以及解決下游黃河斷流問題等都具有重要的作用。但是從表1可以看出,西線調水并不能完全解決黃河流域的水短缺問題。2.2水資源可利用量提出在充分考慮節(jié)水和開發(fā)當?shù)厮Y源的條件下,整個中線供水范圍(主要由唐白河及黃淮海平原西部組成)內(nèi)1990年缺水100億m3,2000年缺水199億m3,2020年缺水352億m3。由此可見,中線工程的調水離所需水量相差甚遠。中線工程主要的供水區(qū)域——海河流域是我國水資源開發(fā)利用程度最高(90%以上)、水資源最為緊缺的地區(qū)之一,在未考慮南水北調的情況下,其水資源可利用量見表2。2000年,海河流域實際人類生產(chǎn)生活凈消耗水量300億m3,超過可利用水量56.8億m3;實際供水量424億m3,超過可供水量86.2億m3。據(jù)預測,在現(xiàn)有水利工程條件下,2010、2030、2050年海河流域缺水分別為:60～80億m3、100～120億m3、120～140億m3。2.3補水條件預期南水北調東線工程主要向江蘇、山東兩省供水,除此之外還向河北、安徽兩省及天津市供水,其調水分配方案見表3。根據(jù)南水北調東線工程供水范圍內(nèi)江蘇、山東、河北、天津等省(市)城市水資源規(guī)劃成果和《海河流域水資源規(guī)劃》、淮河流域有關規(guī)劃,在考慮各項節(jié)水措施后,預測2010年水平,供水范圍內(nèi)需要調水量為45.57億m3,其中江蘇25.01億m3、安徽3.57億m3、山東16.99億m3;2030年水平需調水量93.18億m3,其中江蘇30.42億m3、安徽5.42億m3、山東37.34億m3、河北10億m3、天津10億m3。基本滿足了供水范圍內(nèi)區(qū)域2030年的用水要求,但整個淮河流域及山東半島缺水形式依然嚴峻。2010年考慮南水北調工程及安徽“引江濟淮”等跨流域調水工程,在50%及75%保證率的來水年份,淮河流域及山東半島的水供需情況見表4。由上表可以看出,在50%及75%保證率的來水年份下,淮河流域能保證2010年甚至2030年基本不缺水,但是2050年的耗水量比2030年增加20