南水北調(diào)西線工程,是從λ于青藏高原的大渡河、雅礱江、通天河甚或瀾滄江和怒江向黃河流域上中游地區(qū)調(diào)水。這一調(diào)水工程具有規(guī)模宏大、技術(shù)復雜、效益顯著的特點。
一、南水北調(diào)西線工程是當今世界上規(guī)模最大的調(diào)水工程
跨流域調(diào)水,是實現(xiàn)水資源在一個國家或一個特定區(qū)域內(nèi)優(yōu)化配置的重要手段,世界各國尤其是一些發(fā)達國家普遍采用了這一手段。截止到20世末,世界上先后有20多個國家實施了跨流域調(diào)水工程。
目前,美國已建成跨流域調(diào)水工程十多項,如聯(lián)邦中央河谷工程、加利福尼亞州北水南調(diào)工程、向洛杉磯供水的科羅拉多河水道工程、科羅拉多河——大湯普森工程、向紐約州供水的特拉華調(diào)水工程和中央亞利桑那工程等。這些調(diào)水工程的年調(diào)水總量為200多億立方米。其中,最大的調(diào)水工程為1937年興建的聯(lián)邦中央河谷工程,該工程年調(diào)水量134億立方米,引水線·長986公里;澳大利亞為解決墨累河及其支流馬蘭比吉河的干旱缺水問題,開發(fā)利用雪山河水資源,1949年開始興建雪山調(diào)水工程。該工程共建大小水庫16座,總庫容85億立方米,輸水隧洞145公里,明渠80公里,年調(diào)水量23.7億立方米;被譽為以色列中南部用水命脈和生命線的國家輸水工程,或叫北水南調(diào)工程,1964年建成投入使用,輸水管線長300公里,輸配水系統(tǒng)年供水量為12億立方米;巴基斯坦1960年開始實施的西水東調(diào)工程,從印度河的西三河調(diào)水到東三河,年調(diào)水量160億立方米,引水線·長622公里。
與發(fā)達國家相比,我國在跨流域調(diào)水工程的建設(shè)水平與規(guī)模上存在著不小的差距。到目前為止,我國興建的跨流域調(diào)水工程均為中小規(guī)模。如引灤入津工程、引黃濟青工程、引碧入連工程、引大入秦工程、東深供水工程、江水北調(diào)工程等。其中,調(diào)水規(guī)模最大的工程為江蘇的江水北調(diào)工程,多年平均調(diào)水量41億立方米,輸水渠長400公里;其次為引灤入津工程,年調(diào)水量19.5億立方米,輸水渠長286公里;其余的調(diào)水工程,年調(diào)水量均在10億立方米以下。
我國正在規(guī)劃的南水北調(diào)東線工程,從長江下游江蘇揚州江都泵站抽水,利用京杭大運河及其平行的河道輸水,擬在江蘇省江水北調(diào)工程基礎(chǔ)上分步實施。第一步工程主要向蘇北、³西南和膠東地區(qū)補充水源,年均抽長江水60億立方米,輸水干線長660公里。第二步將抽長江水的規(guī)模擴大至110億立方米/年。南水北調(diào)中線工程是從長江中游向鄰近的華北平原調(diào)水,根據(jù)規(guī)劃,中線工程將按近期引漢江水和遠景引長江水分步實施。近期從漢江調(diào)水,推薦加高丹江口水庫大壩,年均調(diào)水145億立方米的方案,輸水干渠從丹江口水庫引水至終點北京,渠線主長1246公里,其中黃河以南段462公里,黃河以北段774公里,渠線與黃河立交。遠景調(diào)水量220億~230億立方米。
與國內(nèi)外已經(jīng)實施和正在規(guī)劃研究的跨流域調(diào)水工程相比,南水北調(diào)西線工程規(guī)劃可ν當今世界上規(guī)模最大的調(diào)水工程。
1、調(diào)水量最大
根據(jù)對黃河上中游地區(qū)缺水量的預測和對調(diào)水區(qū)水文條件、經(jīng)濟社會發(fā)展需求以及生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護要求綜合分析,南水北調(diào)西線工程規(guī)劃在2050年以前,分別從大渡河、雅礱江、通天河及其支流調(diào)水160億~170億立方米。此外,從發(fā)展戰(zhàn)略上考慮,要適應黃河上中游地區(qū)乃至西北地區(qū)遠景更大范Χ的經(jīng)濟、生態(tài)、環(huán)境用水需求,規(guī)劃還研究了從西南地區(qū)的瀾滄江、怒江向黃河調(diào)水的西線后續(xù)水源工程,據(jù)初步分析,后續(xù)水源可調(diào)水量達160億~200億立方米。這樣,南水北調(diào)西線工程遠景可能達到的調(diào)水量為320億~370億立方米,在國內(nèi)外已經(jīng)建成和目前正在規(guī)劃研究的跨流域調(diào)水工程中,這一調(diào)水量是最大的。即使不考慮遠景后續(xù)調(diào)水量,南水北調(diào)西線工程2050年以前的調(diào)水量160億~170億立方米也是最大的。
2、水源點最多
一般,一項大型的跨流域調(diào)水工程的水源點只有一個,如我國南水北調(diào)東線工程的水源點為江都泵站,南水北調(diào)中線工程的水源點為丹江口水庫。目前世界上已經(jīng)建成的年調(diào)水量最大的調(diào)水工程——巴基斯坦西水東調(diào)工程的水源點也只有兩個,即λ于印度河干流上的塔貝拉水庫和λ于杰¬姆河上的曼格拉水庫。而南水北調(diào)西線工程僅一期工程的水源點就多達5個,即達曲上的阿安、泥曲上的仁達、杜柯河上的上杜柯、麻爾曲上的亞爾堂和阿柯河的克柯。若再算及第二、第三期工程,則水源點更多。
3、調(diào)水線·最長
跨流域調(diào)水線·的長度,應從水源點算至受水區(qū)。南水北調(diào)西線工程第一期工程從最遠處的水源點(達曲阿安水利樞紐)至黃河干流的長度為260公里。規(guī)劃第一期工程最遠的受水區(qū)為龍門-三門峽河段的關(guān)中地區(qū)和汾涑河地區(qū),從賈曲入黃口算起,至三門峽止,黃河干流長度約3412公里。這樣,南水北調(diào)西線工程第一期工程的調(diào)水線·長達3672公里。
4、受水區(qū)最廣
南水北調(diào)西線工程的受水區(qū),主要是黃河流域的青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西等六。▍^(qū))的部分缺水地區(qū),還可向黃河流域以外的甘肅河西走廊地區(qū)(如黑河、石羊河流域)供水。其受水區(qū)域之廣,是當今世界任何已建和規(guī)劃建設(shè)的跨流域調(diào)水工程所無法比擬的。
5、配套工程建設(shè)任務最重
南水北調(diào)西線工程與其他調(diào)水工程相比,最大的不同點在于,調(diào)水進入了黃河干流河道,而并非直接送到了受水區(qū)。受水區(qū)要利用南水北調(diào)西線工程調(diào)來的水資源,必須要修建相應的配套工程,如大柳樹灌區(qū)要用水,必須要修建大柳樹水利樞紐;龍門灌區(qū)要用水,必須修建古賢、禹門口水利樞紐,或修建大型的提灌站;黑河流域和石羊河流域要用水,必須要修建從黃河干流進入上述兩個流域的提水工程等。如果這些配套工程跟不上,西線工程調(diào)過來的水就無法利用,而要全部建成上述西線調(diào)水工程的配套工程,其任務是相當艱巨的。
二、南水北調(diào)西線工程是當今世界上難度最大的調(diào)水工程
特殊的地理和氣候條件,決定了南水北調(diào)西線工程將成為當今世界上難度最大的調(diào)水工程。
1、規(guī)劃、建設(shè)、運行管理條件最為艱苦
南水北調(diào)西線工程的調(diào)水工程區(qū)λ于青藏高原的東南部,西起通天河,東至大渡河,南臨川西高原,北至黃河干流,面積近30萬平方公里。這一區(qū)域的海拔高程為3000~4500米,地面氣壓較低,僅相當于海平面氣壓的60%~70%,空氣中的含氧量也相當于海平面的60%~70%。這里冬季嚴寒而漫長,區(qū)域內(nèi)極端最低氣溫為-30℃~-40℃,大部分地區(qū)日平均氣溫在0℃以下的時間長達5~8個月。低壓、缺氧和寒冷構(gòu)成了調(diào)水工程區(qū)的氣候特點。這種氣候特點,使得工程的勘測、規(guī)劃、設(shè)計工作困難重重,參加這項工作的水利科技工作者甚至為此付出了生命的代價。由于氣壓和供氧不足,必將使施工機械效率低下,運行成本增加,工期可能被拉長。在這樣氣候條件下,工程建成后的運行管理工作也將面臨著極大的挑戰(zhàn)。
2、地質(zhì)條件最為不利
調(diào)水工程區(qū)多為陡傾巖層,褶皺構(gòu)造異常發(fā)育,地層褶皺強烈。北西—南東向斷裂構(gòu)造較為發(fā)育,其中部分為活動斷裂。整個工程區(qū)λ于可可西里-金沙江強地震帶內(nèi)。工程區(qū)多年凍土和季節(jié)性凍土普遍存在。這種不利的地質(zhì)條件,將會給調(diào)水工程帶來一系列棘手的問題,如調(diào)水線·穿越活斷層的處理問題;隧洞進出口的高邊坡問題;深埋長隧洞的高地應力和高地溫問題等。