第二章 引汉济渭工程建设条件
根据省内南水北调规划,引汉济渭工程规划从长江流域的汉江及其支流陕西省段向黄河支流渭河关中地区调水。规划中的建设条件部分分析了关中地区水资源极为紧缺的情况和汉江及其支流的水资源情况以及工程建设的水文地质情况。
第一节 渭河流域关中水资源紧缺情况
关中地区是陕西政治、经济、文化的核心区域。规划现状年,区内城市集中、工农业发达、旅游资源丰富、科技教育实力雄厚,现有西安、咸阳、宝鸡、渭南、铜川等重要城市和杨凌高新农业示范区,集中了全省64%的人口、56%的耕地、75%的灌溉面积,聚集了全省近80%的工业产值和80%的国内生产总值,在陕西省和中国西部地区经济社会发展中具有举足轻重的地位和作用。党和国家对关中的发展寄予厚望,已正式批准建设国家级关中高新技术产业开发带和关中星火产业带。省委、省政府也决定依托关中地区的科技和经济优势,加快“一线两带”建设。
然而,关中地区水资源总量仅82.03亿立方米,人均和耕地亩均水资源量分别为370立方米和350立方米,相当于全国平均水平的17%和15%,人均水资源量低于国际上公认的绝对缺水线,属严重资源型缺水地区。目前关中地区的经济发展,在很大程度上是依靠超采地下水、挤占农业和牺牲生态用水来维持。由于缺水,不仅严重制约了关中地区经济社会的发展,而且大大降低了渭河河道的自净能力,进一步加剧了渭河水质的污染程度,同时严重的地下水超采引起西安、咸阳等城市地下水位大幅下降,造成地面沉降、地裂缝活动加剧等不良水文地质现象,使人们的生存环境受到威胁。
针对关中的缺水问题,陕西相关部委和黄河、长江两大流域机构曾先后研究过不同的解决途径,包括修建黄河古贤水库、引洮入渭调水工程、国家南水北调西线、小江调水工程以及陕西省内南水北调工程等。黄河古贤水库具有较强的调控能力,但在国家南水北调西线工程建成前,无水可向关中调引;引洮济渭技术难度小,但调水量小,而且从同样缺水的甘肃省调水,近期实施基本无望;南水北调西线一期工程分配陕西省水量约为8亿立方米,尚无明确的建设期限,在时间上、水量上均不能满足关中地区近期发展要求,且向关中供水的配套工程建设难度很大,仅黄河到洮河隧洞长度就在90千米以上;另外,从陕西省黄河流域需水的形势和配水条件分析,西线一期受水区应首选陕北能源化工基地。解决关中地区的缺水问题,近期可供选择的只有引汉济渭调水工程。
第二节 汉江流域陕西段水资源条件
汉江流域陕西段水量丰富、水质良好,且与关中仅以秦岭相隔,跨流域调水工程难度相对较小,且调水区在本省境内,调水区、受水区之间的问题易于协调解决。因此,省内南水北调工程得到了各级部门的关注。
根据《陕西省水资源开发利用规划》和《陕西省南水北调工程总体规划》,引汉济渭工程是省内南水北调中调水量最大的一条骨干线路,对缓解近中期关中地区缺水问题和实现关中地区水资源优化配置具有十分重要的战略意义。国务院批准实施的《渭河流域重点治理规划》也将引汉济渭作为解决渭河流域关中地区缺水问题的途径之一,明确提出要加强前期工作。
汉江发源于陕西宁强县蟠塚山,从西向东穿行于秦岭与巴山之间,干流全长1577千米,流域面积15.9万平方千米,其中省境内长652千米,境内流域面积6.667万平方千米,占汉江全流域面积的41.9%。受地理位置、地形地貌及季风环流综合作用的影响,省境内汉江流域具有亚热带湿润区的气候特征,雨量充沛,水资源丰富。汉江水系多年平均在陕西省出境断面以上总产水量292亿立方米。国家南水北调中线工程约70%的调水量产自陕西省境内。
截至2003年年底,陕西省汉江流域(不含丹江)总人口670万人,其中农村人口560万人;耕地780万亩,其中灌溉面积270万亩;工业总产值110亿元。流域内工农业生产及城乡生活总耗水量约13.5亿立方米,约占当地产水量的4.5%左右,具有向关中地区调水的水源条件。
引汉济渭工程的取水点选于汉江干流规划的黄金峡水库和支流子午河中游规划的三河口水库。黄金峡坝址多年平均年径流量为73.6亿立方米,50%、75%、90%频率年径流量分别为65.43亿立方米、47.66亿立方米、37.13亿立方米;三河口坝址多年平均年径流量为9.01亿立方米,50%、75%、90%频率年径流量分别为8.13亿立方米、6.03亿立方米、4.74亿立方米。
第三节 需调水量分析与受水区确定
据预测,在强化节水的情况下,关中地区2003年、2010年和2020年75%代表年总需水量分别为75.04亿立方米、80.02亿立方米和82.04亿立方米。而关中现有工程供水能力为55.47亿立方米,现状年缺水量19.57亿立方米;若不新增水源,2010年和2020年缺水量将达到24.78亿立方米和26.78亿立方米。
按照节水治污优先、适度开源、适量调水、优化配置的原则,计划于2010年前黑河金盆水库、三原西郊水库、东雷二期抽黄、宝鸡峡渠首加闸等续建工程达到设计规模;同时新建北洛河南沟门水库、泾河支流亭口、西安市李家河水库等水源工程;实施污水回用和雨水利用等措施,共计在75%代表年净增可供水量7.45亿立方米,使区内的缺水量可由现状的19.57亿立方米减至16.10亿立方米,供需矛盾有所缓解;2011—2020年,建设埝里水库,以及引洛入支大峪河水库等水源工程,继续实施污水回用和雨水利用等,但考虑至2020年已有工程的供水能力有一定程度的衰减,加之渭河水资源开发潜力已趋于极限,区内可供水量已无大幅增长的可能,估算2020年75%代表年的供水能力为64.73亿立方米(考虑了归还部分生态用水的因素),供需缺口仍达17.31亿立方米。
可以看出,在强化节水和充分利用、优化配置当地水资源的前提下,维持关中正常发展对水资源的需求尚有17亿立方米的缺口。考虑到目前关中城市和工业用水已挤占了部分农业和生态用水,且地下水超采较严重,省内南水北调工程实施后,应归还部分农业用水、生态用水和超采的地下水;加上将来采取水资源配置措施,为陕北能源化工基地黄河调水调剂出部分用水指标的需要,确定需跨流域调水的规模为17亿立方米,考虑近期实施的引乾济石、引红济石两项工程可调水量为1.5亿立方米,则引汉济渭工程需调水量规模为15.5亿立方米。
根据关中地区水资源供需平衡结果,结合水利工程的规划布局,初拟引汉济渭直接受水区涉及西安、咸阳、宝鸡、渭南、杨凌五市区的26个县市区,总面积约1.85万平方千米。引汉济渭将为现有部分水利工程调整供水范围创造条件,则调整新增的供水范围为间接受水区。渭河沿岸四个水资源平衡区的其他区域(扣除上述26个县市区)为间接受水区。
20世纪90年代初,陕西就开始研究省内南水北调工程。1993年完成的《陕西省南水北调查勘报告》初步选取了9条调水线路和18个引水站点。2003年完成的《陕西省南水北调工程总体规划》选取了引红济石、引乾入石和引汉济渭三条调水线路,其中引乾入石工程已建成通水,引红济石已开工建设。
规划初选从汉江干流规划的黄金峡水库和支流子午河规划的三河口水库两处取水(原为黄金峡一处集中取水),组成了抽水、自流和抽水加自流(称为混合)三种不同的调水线路方案,经综合分析比较,推荐混合调水方案。
混合调水方案主要由黄金峡枢纽、黄金峡水源泵站、三河口水库、干支渠输水渠道(包括越岭隧洞)、电站及抽水站的输变电等工程组成。拟从黄金峡水库死水位440.00米抽水至643.00米,并引水至三河口水库进行联合调节,再从水库死水位(617.00米)设闸取水,以63千米越岭隧洞自流进入已成的黑河金盆水库。
规划中的黄金峡水库是一座以发电为主的日调节水库,调水不考虑其调蓄作用。黄金峡水源泵站设计引水流量40立方米每秒,泵站抽水装机容量15.4万千瓦,平均年引水量11.36亿立方米。
规划三河口水库最大坝高110米,该库对坝址以上天然径流和黄金峡抽水入库水量进行联调,规划水库死水位617.00米(满足自流进入黑河金盆水库正常蓄水位以上的要求),按照各月均匀供水调算,水库正常蓄水位636.90米,相应正常蓄水位以下库容6.3亿立方米,其中调节库容2.6亿立方米,年均调水量15.25亿立方米,供水保证率76.9%。