黄河大柳树枢纽及南水北调工程在西北开发中的作用曾肇京 韩亦方.docx

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黄河大柳树枢纽及南水北调工程在西北开发中的作用曾肇京韩亦方

黄河大柳树枢纽及南水北调工程在西北开发中的作用（曾肇京韩亦方）

一、西北地区水资源形势十分严峻

西北地区包括新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西和内蒙中西部，面积381万km2，占全国面积的39%左右；人口9916万人，占全国总人口的7.9%（表1）。

西北地区土地资源丰富，现有耕地2.7亿亩，光照条件好。

但因位处欧亚大陆腹地，远离海洋，降雨稀少、蒸发强烈、多风沙，是干旱半干旱地带。

整个西北地区多年平均降水量230mm，其中40%地区的年平均降水量在100mm以下，而蒸发量高达1000-2600毫米以上，是全国降雨量极度少于农田作物需水量的地区。

这里没有灌溉就没有农业，有水才能形成绿洲。

由于降水量少森林植被的覆盖率低以及水资源不合理开发、利用，至使难以利用的沙漠、戈壁、裸岩以及水土流失面积占全区总面积的80%以上。

西北地区经济发展在全国仍然处于相对落后的状态：

粮食产量占全国的8％，GDP和工业产值分别仅占全国的5.6％和3.1％。

人均粮食与全国相当，亩均粮食低于全国水平。

干旱的自然气候条件，水资源相对贫乏，水资源开发利用条件差与人类经济活动和生态建设的要求不相适应,使西北地区成为我国当前生态环境最恶劣、最脆弱的地区之一，是导致贫困的焦点，也是社会经济发展和民族团结的关键。

西北地区水资源总量多年平均为2344亿立方米（其中地表水2149亿m3,不重复的地下水195亿m3），约占全国水资源总量的7%，单位面积产水量不到全国平均水平的1/6，为全国最小，是水少地多的最不利组合地区。

该地区不仅水资源总量少，而且时空分布上也极不均匀；区域分布高度集中，仅新疆、青海两省区就占西北地区水资源总量的73%，阿尔泰山、天山西部、祁连山、秦岭水资源相对较丰富，额尔齐斯河和伊犁河两条国际河流的水资源利用率低，大部分流出国境；大通河、汉江上游水量较丰富，尚有开发潜力；长江及澜沧江源头区水资源量丰富，但地处青藏高原高寒地带，当地也难以利用；内蒙的内陆河区和陕西的黄土高原降水量在200--400㎜，而新疆的东南部和河西走廊的降水量在200㎜以下。

由于大陆季风气候冬春两季是枯水期，地表水供水水源不足，导致灌溉农业受到干旱的严重威胁，产量低而不稳。

目前区内水源条件和水利设施较好的关中平原、宁蒙河套灌区、新疆天山南北麓的绿洲、青海湟水河谷地、甘肃黄河谷地等地区，是该区域经济发展的中心区，也是环境优美的“塞北江南”，这些地区都是经过几十年甚至几百年的努力逐步建成；水利基础差的干旱缺水地区往往都是我国生态环境最恶劣、最贫困的地区。

西北地区特定的自然地理条件决定了水利设施与区域发展息息相关。

只有解决了水的问题，才能促进经济、社会、环境协调发展。

新中国成立50年来，西北地区水利建设取得了巨大成就，1998年年总供水能力达到928亿m3，占可利用水资源量的70%左右，利用的水资源基本以地表水为主，只是在经济相对发达地区才利用一定规模的地下水。

地表水源供水763亿m3占82%，其中引水工程占73%，水库蓄水工程只占15%，调蓄能力低；1998年总用水量858亿m3，其中农林牧灌溉用水量769亿m3，占总用水量的89%。

人均用水量的差别很大，新疆的内陆河地区超过2000m3/人而黄土高原仅150m3/人。

西北地区生态脆弱，必须要有一定数量的生态环境用水，据有关专家分析西北地区的生态需水每年约要250亿m3，按西北地区现有的水利工程的供水能力，不能满足环境用水的需要；可利用的水资源量随着经济社会发展，城乡缺水越来越严重，因此，从长远和总体看，西北在全国是资源型缺水的地区。

目前是工程型缺水，管理型缺水及资源型缺水共存。

近期解决缺水主要走内涵的路子。

根据西北地区水资源的地区特点，可分为三片说明其水资源开发利用情况：

1、西北内陆河地区：

由于中游土地过度开发，水资源长期不合理的开发利用，使水量散发严重，土地盐碱化；下游河道断流，绿洲与湖泊萎缩，尾闾湖泊干涸，草场退化，土壤沙化发展，沙漠化面积扩大，加剧了生态环境恶化。

缺水主要集中在天山北坡中段、东疆地区等地，尤其是塔里木河下游已断流320多公里，石羊河、黑河等流域下游生态环境严重退化。

因此，对内陆河水资源整体的严峻形势必须有足够的估计。

该地区当前主要属管理型缺水，首先对土地开发要慎重，要改变种植结构（包括退耕还林、还草）；重视水盐平衡，发展节水灌溉，减少无效蒸发；改善下游及尾闾的生态；通过水资源的合理开发和加强管理，科学配置，初步缓解缺水矛盾。

同时应抓紧研究并建设引额、引伊、引大等调水工程。

2、黄河干支流地区：

黄河干流的宁蒙灌区、关中盆地等自流及景泰、固海等扬黄灌区，灌水定额高，灌溉技术落后，用水效率低，应重点进行节水灌溉和大中型灌区改造，提高水资源利用率，对水资源开发利用进行合理配置、优化调度、节约高效、统一管理、永续利用，已是刻不容缓；黄河支流重点是大通河、洮河、泾河等河流，其水资源相对较丰富，应加快开发，建设有较大调节功能的水源工程。

3、黄土高原：

这些地区土地资源丰富，降水很少，当地水资源贫乏，黄河水低地高，自然条件恶劣，水土流失严重，生态环境脆弱，人畜饮水困难，也是我国贫困人口集中地区。

属水资源严重缺少地区，应大力建设集雨工程，发展雨养农业；并重视水土保持、生态环境建设，实施退耕还林、还草，开展水土保持，建设扬黄供水工程，对生态环境特别恶劣的地区，可采取吊庄移民，在解决脱贫问题的同时，初步遏制生态环境严重恶化的趋势。

二、大柳树是开发大西北的重要枢纽工程

黄河规划在干流龙羊峡至桃花峪河段布置了36座梯级枢纽工程，其中龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底等七座是具有较大调节作用的骨干枢纽，最关键的是龙羊峡、大柳树和小浪底三个，现仅大柳树未开工兴建。

该工程在黄河干流黑山峡河段上，位于宁夏中卫县境，上距兰州250km，下距银川160km，坝址处控制黄河流域面积25.2万km2，占总流域面积的33.6%；多年平均径流量336亿m3，占黄河总径流量58%，沙量仅占黄河总量的10%。

大柳树水利枢纽总库容110亿m3，装机容量200万千瓦，年平均发电量78亿千瓦时。

经水库冲淤平衡，50年后还可保留50亿m3调节库容。

它是由上游以发电为主转变到中下游以综合利用为主的承上启下的水利枢纽工程，是能发挥黄河上中下游综合效益的关键性工程。

1、大柳树可提高宁、蒙河段防洪标准，并可解除该河段的凌汛威胁

宁蒙河段现有防洪堤1094km，河道安全泄量5000m3/s，防洪标准仅10年一遇，修建大柳树后，配合堤防建设，可使宁蒙河段防洪标准由10年一遇提高为50年一遇。

黄河自修建刘家峡、青铜峡等水库后，银川以上的凌汛问题已基本解决，银川以下的宁、蒙河段，由于刘家峡以发电为主，未专设防凌库容，离宁蒙河段又远，故凌汛威胁依然严重。

90年代以来1993，1994及1996年已多次发生凌汛决口，受灾上万人，淹没耕地上万亩。

1993年淹地13万亩，其中耕地3万亩；1994年受灾13000人，其凌汛水位相当于伏汛的千年一遇。

尤其凌汛发生在严冬，给防凌抗灾带来很大困难。

而大柳树水库有防凌库容14亿m3，可满足封河期下泄流量不小于500m3/s，开河期不大于300m3/s的防凌要求，可以较好解决宁蒙河段的凌汛问题。

2、大柳树可改善下游水沙条件，减轻河道淤积萎缩

黄河的一个突出特点是水少沙多，水沙异源，是治理黄河的难点。

黄河上游水多沙少，而中下游则沙多水少，以往中下游的泥沙靠上游汛期来水以保持适宜的造床流量，输沙入海。

龙、刘两库修建后，在带来巨大经济效益的同时，也使黄河水沙条件发生很大变化。

龙、刘两库汛期拦蓄大量洪水，使汛期进入下游的造床流量显著变小，影响输沙，导致河道淤积萎缩。

其中宁蒙河段年平均淤积0.65亿t，主槽萎缩，河床抬高，平滩流量由5000--6000m3/s降为3000m3/s左右，防洪能力逐年下降。

大柳树由于库容大而来沙少，30年内均为清水下泄，改善了下游水沙条件，减少下游淤积。

通过调节作用，大柳树水库在灌溉期在满足宁蒙灌区用水的同时，保证河口镇下泄流量，调水冲沙，改善河道水沙条件，减缓河床萎缩趋势，扭转枢纽下游淤积的不利局面。

根据“八五”国家重点科技攻关项目“黄河治理与水资源开发利用”的有关专题研究结果，冲淤平衡后，由于采用以上非汛期蓄水，5—7月集中放水的运行方式，可形成约3000--4000m3/s的造床流量，对宁蒙河段及黄河中游河道的排沙减淤十分有利，其中每年可使宁蒙河段减少淤积0.1亿t。

3、大柳树可“解放”龙羊峡、刘家峡水电站

龙羊峡至大柳树河段共有24个梯级电站，规划总装机1373万千瓦，年发电量498亿千瓦时，目前，已建的龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡和在建的李家峡、大峡等七座水电站，总装机容量560万千瓦，年发电量230亿千瓦时，是我国最大的梯级水电站群。

90年代为了解决黄河下游断流，曾在1992、1995、1996和1997年四次要求从龙羊峡、刘家峡调水，时值黄河枯水段，龙、刘二库均在低水位运行，使二库接近极限死水位。

长期低水位运行，不但减少机组的使用寿命，也影响电站的安全运行和效益，同时刘家峡还需承担防洪、防凌的任务。

大柳树的反调节作用可以“解放”上游的龙羊峡、刘家峡电站的运行方式，使这些梯级电站按发电最优运行；也只有大柳树投入运行后，在满足灌溉、供水、防洪、防凌等综合利用要求的同时，各梯级才能真正做到联合补偿调节，提高各梯级的保证出力，提高西北电网的调峰、调频能力和电能质量，为西北大开发提供电网的安全、经济运行保证，也为西电东送创造良好的条件。

4、大柳树的位置和引水高程是最大的优势

大柳树水利枢纽位于陕、甘、宁、蒙的交汇处，地理位置优越，收益范围大，它的引水高程在1350米，高出黄河水面100米。

从大柳树引水，向东可灌溉宁夏、陕西；向北可供内蒙；向西可抵甘肃河西走廊的武威、民勤等地。

近期规划可发展陕、甘、宁、蒙四省（区）600万亩灌区，总需用水24.6亿m3，大部分可自流，有些可减少扬水高程。

其中将宁夏在建的扶贫扬黄工程由扬水的200万亩变为自流，每年可节省电费3000—5000万元；把陕西原由河口镇以下黄河扬水的100万亩，改为从大柳树坝上引水；由于变扬水为自流，减少了抽水电费，降低农业成本。

由于大柳树的引水高程优势，在南水北调西线工程实施后，有了较多补充水源，向东控制面积可超过2000万亩，可以向西有可能扩大引水到黑河下游额济纳旗居延海地区、乌兰布和沙漠即磴口县或直至新疆东部地区。

大柳树也是南水北调工程的调节水库。

南水北调西线工程从长江上游和支流引水进黄河，由于调水区位于高寒地带，不能全年引水，每年调水的时间只有7-8个月。

大柳树长期保持50亿m3调节库容，作为西线工程的反调节水库，会充分发挥黄河上游水电基地的作用，还能根据用水需要进行调节，协调黄河各方面供水矛盾，优化黄河水资源配置满足西北开发对水资源的要求。

三、南水北调工程是解决西北水资源问题的关键性工程

从目前水资源开发利用情况来看，西北地区总需水量并未超过可利用的水资源量。

目前西北地区出现的水资源紧缺现象，除主要因为大量开垦，用水过度，缺乏统一的科学管理外，也缺少调蓄工程，大部分地区是工程型和管理型缺水。

通过加强科学管理，发展高效节水农业，合理利用水资源；同时修建一些必要的蓄、引工程和供水设施缓解严重的供需矛盾。

随着大西北的大开发，用水量必然还要增加，而大规模的水土保持、生态环境建设也需要水，并会减少径流，从长远及总体上属于资源型缺水，应加快实施南水北调工程，以补充流域水量十分必要。

1、南水北调宏观规划总体布局

根据我国的地形特点、水土资源的分布状况和社会经济对水资源的要求，经过多年的规划研究，南水北调有东、中、西三条线路，对解决我国北方地区缺水问题既有其主要供水目标和各自合理的供水范围，又是一个整体可以互相替代和补充。

大体的基本格局是：

西线工程：

从长江上游干、支流引水在龙羊峡以上入黄河，向黄河河道补水。

由于黄河的支流，如大通河、洮河、泾河的开发建设和面上雨养农业、集雨工程的发展、水土保持、植树种草势等必将减少黄河干流的水量；西线除补充这部分水量外，并可补充干流扬黄、自流引黄及黄河冲沙和保持河道生态用水，因此西线应主要是解决黄河流域的缺水。

远景调水区可研究从长江扩展到怒江、澜沧江，调入区可包括新疆东部在内的西北内陆地区。

中线工程：

位于黄淮海平原西部，可基本控制淮河上中游及海河平原，并可全线自流引水。

由于汉江水源水量的限制，因此主要向唐白河流域、淮河中上游和海河流域的西部平原供水。

远景还可以从长江三峡引水以补汉江的水量不足，供水范围可扩大到黄河下游地区。

东线工程：

引江水量虽然充沛，由于高程的限制，从长江下游抽江后，向淮河下游、沂沭泗流域、南四湖流域、胶东地区和海河东部平原供水。

从供水目标和供水范围看，东线和中线是共同解决黄淮海平原缺水，尤其是解决京、津、华北平原缺水的水资源配置工程措施。

2、南水北调三条线是一个整体，优势可以互补

南水北调三条线路虽各有其主要供水目标和各自合理的供水范围，但在一定条件和时间内，又可相互替代和互为补充。

尤其各条线路之间可以通过对黄河水量进行重新配置，把三条线调水形成一个系统，三条线路之间可以起到一定的相互替代作用：

如近期黄河缺水集中反映在下游断流、工农业和城市引用水不足，缺少河道输沙水量，这既可由西线工程也可由东线、中线工程补充。

先实施东线或中线工程，可替换出黄河下游的部分用水量，以补充黄河中上游的用水量，代替西线的供水作用；同样，西线工程实施后，也可相机自流进入中线黄河以北供水系统，补充因汉江干旱时向北供水量的不足；东线、中线都可向白洋淀供水，以补充海河流域生态用水；在近期京、津、华北平原的缺水量不很大时，中线工程可以替代东线工程的部分供水范围。

因此，南水北调是一个系统工程，可通过对黄河水量的统一配置而互相补充。

西线和中线工程还可以兴建后续水源工程增加可调水量，在规划中应统筹近期与远景布局，使南水北调工程达到水资源的优化配置。

3、西线工程和大柳树配合可遏止西北地区荒漠化发展

大柳树水利枢纽建成后，将在腾格里沙漠附近形成一个240km2的大水面，会对附近的小气候和环境有所改善；同时干旱半干旱地区因为气候干旱,生态十分脆弱,环境质量低,有了灌溉,有水分输入,情况就会大为改变。

大柳树工程发展灌溉,把原来的大面积荒漠或荒漠草原变成绿洲,同时其干渠路径对毛乌素、巴丹吉林沙漠周边起控制作用，也就遏止了荒漠化的发展。

这对西北生态环境极度脆弱的地区来说，无疑有着明显的作用。

南水北调西线工程与大柳树枢纽配合可促进绿洲发展，遏止荒漠化，使生态环境向良性方向转化。

4、西线工程的政策研究是一项重要的基础工作

西线工程有巨大的经济、社会、环境效益，但将调来的水直接送入黄河，两种水源混在一起，同时，收益范围还包括不直接引用黄河干流地区，而主要效益包括生态、环境、冲沙，对西线工程的水价确定和工程财务评价、国家管理政策等都较复杂，应进行重点认真研究。

对西线工程的后续工程，即澜沧江、怒江引水，及供水范围扩大到内陆河的设想方案较多，不同方案的差距很大，现均处于探讨阶段。

水利部黄河利委员会正在西线工程规划工作的基础上进一步探索后续工程的框架设想。

由于西北地区的用水增长发展还需较长的时间，估计后续水源约在21世纪中叶以后才有可能实现，因此，当前应把重点放在近期方案，尤其是第一期工程（引水30-50亿m3方案）的前期工作上。