南水北調(diào)西線工程對(duì)長(zhǎng)江上游徑流的影響

74歲的黃河水利委員會(huì)勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院(以下簡(jiǎn)稱"黃委會(huì)規(guī)劃設(shè)計(jì)院")原副院長(zhǎng),南水北調(diào)西線工程設(shè)計(jì)總工程師談?dòng)⑽溆行┙箲],盡管他已經(jīng)退休.2009年度南水北調(diào)工程5000萬(wàn)元的研究經(jīng)費(fèi)一直沒(méi)有下發(fā),相關(guān)研究人員不免感到慌張,尤其在東線和中線工程整體推遲的情況下,一些年輕人甚至萌生了退意.在南水北調(diào)項(xiàng)目上工作了一輩子的談?dòng)⑽浞浅Ｇ宄甓妊芯拷?jīng)費(fèi)暫停的可怕.57年的工作積累,還有堆積如山的資料,頃刻之間可能變得毫無(wú)用處,誰(shuí)來(lái)最終為這件事情負(fù)責(zé)?

前期準(zhǔn)備57年一波三折,工程投入太大,施工難度太高,預(yù)期效益難以確定,地方利益又打架……種種跡象顯示,南水北調(diào)西線工程要按計(jì)劃開(kāi)工有些懸了!

南水北調(diào)西線工程兼有供水和治理黃河的重要作用，但面臨的民族文化、生態(tài)環(huán)境和綜合補(bǔ)償?shù)入y題也是前所未有的。在對(duì)西線工程影響和面臨的難題分析的基礎(chǔ)上，文章提出了確保規(guī)劃決策的廣泛參與性和實(shí)施的規(guī)范性、生態(tài)補(bǔ)償、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償和政策補(bǔ)償?shù)恼呓ㄗh。

雅礱江引水入黃工程引水壩址多年平均年徑流量,是確定引水工程規(guī)模的基本依據(jù)之一.按現(xiàn)有實(shí)測(cè)水文資料,經(jīng)多途徑綜合分析比較,確定了規(guī)劃階段各引水壩址年徑流量采用成果.據(jù)此,初步討論了引水區(qū)氣候變動(dòng)和干早化趨勢(shì)發(fā)展對(duì)年徑流量計(jì)算成果及引水工程投資規(guī)模的影響.

西線調(diào)水是否可行,調(diào)水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響重大,必須進(jìn)行系統(tǒng)、深入、科學(xué)的研究。能否從西線調(diào)水、能調(diào)多少水,必須在認(rèn)真深入研究長(zhǎng)江源頭大自然的變化趨勢(shì)并順應(yīng)其變化規(guī)律的基礎(chǔ)上做出科學(xué)的決策,否則,人類會(huì)因調(diào)水破壞自然,影響生態(tài),而最終受到大自然的懲罰。西線工程水源區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)就決定了其地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜和脆弱,同時(shí)難免將使長(zhǎng)江上游生態(tài)環(huán)境惡化,寧可采取“保守”一點(diǎn)的態(tài)度,也不要釀成無(wú)法挽回和無(wú)法彌補(bǔ)的后果。西線調(diào)水是否必要?黃河缺水除了黃河水源的自然減少外。最根本的原因是黃河承載了過(guò)多的供水任務(wù)。解決黃河缺水的治本之策,是在建立合理的水權(quán)制度和防污節(jié)水機(jī)制的前提下,以短缺的水資源為基礎(chǔ),調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實(shí)施生態(tài)移民,減少水的需求總量,實(shí)現(xiàn)黃河水新的供求平衡。

南水北調(diào)西線工程確定調(diào)水規(guī)模為170億立方米,這么大的調(diào)水量能否達(dá)到是個(gè)問(wèn)題。西線工程對(duì)西部原始生態(tài)地區(qū)環(huán)境影響很大,不是“利大于弊”。

南水北調(diào)西線工程,是從長(zhǎng)江上游引水至黃河上游的跨流域調(diào)水工程。該工程實(shí)施后,對(duì)青海省受水區(qū)的生態(tài)環(huán)境將產(chǎn)生良好影響。(1)黃河青海段的水資源可增加43.3％—84.4％;(2)改善水環(huán)境,水土流失和土地沙漠化得到控制;(3)提高植被覆蓋率,減少自然災(zāi)害。

以南水北調(diào)西線工程達(dá)曲—上杜柯段為例,在巖爆危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上,以gis作為實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段,利用成本距離分析模型,分析了巖爆危險(xiǎn)性對(duì)達(dá)曲—上杜柯段的工程選線影響,并對(duì)比了分析結(jié)果與現(xiàn)有選線的異同點(diǎn).結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃芎玫匾?guī)避了巖爆危險(xiǎn),達(dá)到了對(duì)線路優(yōu)選的目的.

南水北調(diào)西線工程實(shí)施將使雅礱江、大渡河、金沙江下游水量大幅減少,對(duì)四川省農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成不利影響。由于修筑引水樞紐淹沒(méi)農(nóng)地,因此,每年對(duì)四川省第一產(chǎn)業(yè)增加值造成的經(jīng)濟(jì)損失為0.43億元~0.86億元；同時(shí),減水也會(huì)降低四川甘孜、阿壩兩州北部地區(qū)土地產(chǎn)出能力,但不會(huì)直接導(dǎo)致第一產(chǎn)業(yè)增加值下降。為此,本文提出了相應(yīng)的對(duì)策建議。

分析南水北調(diào)西線工程對(duì)四川經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響,包括給四川經(jīng)濟(jì)造成的損失和四川經(jīng)濟(jì)的受益。重點(diǎn)分析計(jì)算了四川水電產(chǎn)業(yè)蒙受的損失,得出了四川失大于得的結(jié)論,并提出了由國(guó)家對(duì)調(diào)水區(qū)損失作出合理補(bǔ)償?shù)慕ㄗh。

由于黃河上游生態(tài)環(huán)境條件惡化，整個(gè)黃河水流量下降，形成了黃河下游多年斷流的嚴(yán)重局面。我們呼吁盡快把南水北調(diào)西線工程列入計(jì)劃，早日開(kāi)工。

南水北調(diào)西線工程實(shí)施將使雅礱江、大渡河、金沙江下游水量大幅減少,對(duì)四川省農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成不利影響.由于修筑引水樞紐淹沒(méi)農(nóng)地,因此,每年對(duì)四川省第一產(chǎn)業(yè)增加值造成的經(jīng)濟(jì)損失為0.43億元～0.86億元;同時(shí),減水也會(huì)降低四川甘孜、阿壩兩州北部地區(qū)土地產(chǎn)出能力,但不會(huì)直接導(dǎo)致第一產(chǎn)業(yè)增加值下降.為此,本文提出了相應(yīng)的對(duì)策建議.

長(zhǎng)江流域徑流量大,但徑流時(shí)空分布不均,宜昌站枯水季節(jié)11~4月徑流量?jī)H占年徑流量的21%,1~3月徑流量?jī)H占年徑流量的7.4%。隨著上游眾多具有調(diào)節(jié)性能的水電工程的興建,對(duì)增加宜昌站枯季徑流,提高三峽水利樞紐的綜合效益具有明顯的作用。在分析長(zhǎng)江上游水文資源特性基礎(chǔ)上,以長(zhǎng)江雅礱江和烏江梯級(jí)水庫(kù)對(duì)徑流的調(diào)節(jié)作用為典型,分析了長(zhǎng)江上游水庫(kù)梯級(jí)對(duì)三峽工程枯季的影響。分析結(jié)果表明,上游水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用是明顯的,有效地增加了三峽壩址的枯季徑流量。

應(yīng)用重構(gòu)相空間技術(shù)和混沌理論對(duì)月徑流時(shí)間序列的特性進(jìn)行了分析。以南水北調(diào)西線工程調(diào)水區(qū)主要河流附近的甘孜、朱巴等4個(gè)水文站月徑流時(shí)間序列為對(duì)象,研究了嵌入相空間維數(shù)和關(guān)聯(lián)維數(shù)之間的變化關(guān)系,得到了飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)和最小嵌入維數(shù),結(jié)果表明:當(dāng)最小嵌入維數(shù)超過(guò)6時(shí),關(guān)聯(lián)維數(shù)逐漸趨于穩(wěn)定,即達(dá)到飽和,得到飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)在1.1～1.5之間,說(shuō)明這些月徑流序列可能具有混沌特性,這一研究結(jié)果為利用混沌理論來(lái)建立徑流的預(yù)測(cè)模型提供了較為科學(xué)的依據(jù)。

由于水資源在時(shí)空上的重新分配，使得長(zhǎng)江、黃河梯級(jí)電站損失和增加了電能．從水能計(jì)算和經(jīng)濟(jì)效益分析的角度出發(fā)，對(duì)損失和增加的電能指標(biāo)進(jìn)行了分析與計(jì)算，宏觀上把握了兩大河流因調(diào)水電能發(fā)生的變化，并給出了具體量化數(shù)據(jù)．

利用30個(gè)站的1965—2000年日降水資料,分析了南水北調(diào)西線工程區(qū)的降水氣候特征、降水過(guò)程特征和降水極值特征.結(jié)果表明:該區(qū)多年平均降水量為520.5mm,年降水量等值線呈東北-西南向分布,由西北向東南遞增,半干旱區(qū)和濕潤(rùn)地區(qū)年降水量的分界線在該區(qū)沿玉樹(shù)-清水河-大武-河南-合作-臨洮一線分布;降水過(guò)程大部分大于5d,降水集中在3d左右,過(guò)程降水量可分為緯向類和斜向類兩種,斜向類占大多數(shù),其中斜向類又可分為西北-東南向、東北-西南向兩種,以西北-東南向的發(fā)生較多.降水中心由西北向東南方向移動(dòng),或中心變動(dòng)不大,但范圍先加大后減小.在所有降水過(guò)程中,一日最大雨量出現(xiàn)在壤塘的頻率最高,其次為若爾蓋和臨洮;3d最大降水量最頻繁發(fā)生在臨洮,其次為壤塘和若爾蓋.18次過(guò)程降水極值分布與多年的年降水量大值區(qū)相對(duì)應(yīng).1965年、1984年、1992年過(guò)程降水偏弱,1981年、1989年、1999年過(guò)程降水偏強(qiáng).

南水北調(diào)西線工程是對(duì)我國(guó)大自然最大的改造工程,有三大挑戰(zhàn)性的問(wèn)題:對(duì)自然規(guī)律的挑戰(zhàn)、對(duì)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的挑戰(zhàn)、對(duì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的挑戰(zhàn)。對(duì)自然的改造和索取不是無(wú)止境的,南水北調(diào)西線工程不能搞“只爭(zhēng)朝夕,”而應(yīng)“慎之又慎,”要形成應(yīng)對(duì)三大挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略規(guī)劃。水資源開(kāi)發(fā)利用應(yīng)換一種思維,實(shí)現(xiàn)三個(gè)跨越:告別改造、征服自然的幻想,實(shí)現(xiàn)順應(yīng)和尊重自然的跨越;從單一水利部門的規(guī)劃決策向公共規(guī)劃論證體系的跨越;從追求單純的截流調(diào)水到追求國(guó)家安全,人與社會(huì)自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的跨越。

南水北調(diào)西線一期工程在構(gòu)造上位于青藏高原東部的巴顏喀拉地塊內(nèi)部,塊體的四周邊界以巨型走滑斷裂和逆斷裂為特征,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)非常強(qiáng)烈,是塊體運(yùn)動(dòng)引發(fā)應(yīng)力集中和釋放能量的主要場(chǎng)所。但塊體內(nèi)部構(gòu)造活動(dòng)性較弱,僅發(fā)現(xiàn)甘德—阿壩斷裂系北支斷裂在阿壩盆地段的部分?jǐn)嗔选⑸_(dá)—洛若斷裂和康勒斷裂等晚更新世以來(lái)有過(guò)活動(dòng),且規(guī)模和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)小于地塊邊界斷裂。晚第四紀(jì)以來(lái)地塊邊界斷裂的位移速率大多在7mm/a以上,最大達(dá)18mm/a,最小為1～2mm/a,而輸水隧洞附近最主要的活斷層順河斷裂的位移速率僅為0.18mm/a,相對(duì)地塊邊界斷裂小1～2個(gè)數(shù)量級(jí),可以認(rèn)為工程場(chǎng)地處于構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū)。給出了阿壩盆地北緣斷裂、順河斷裂等活斷裂在工程使用期內(nèi)最大設(shè)防的傾滑位移量,分別為0.67和2.62m。

南水北調(diào)西線工程調(diào)水區(qū)是藏族聚居區(qū),以從事農(nóng)牧業(yè)為主的藏族原住民保持著傳統(tǒng)社會(huì)特征,具有深厚、獨(dú)特的傳統(tǒng)民族文化和宗教信仰。本文分析了西線工程對(duì)當(dāng)?shù)夭孛褡鍌鹘y(tǒng)社會(huì)的各種可能影響,特別是因工程建設(shè)移民而使藏族農(nóng)村受到的可能影響。

對(duì)巖爆問(wèn)題進(jìn)行了探討,詳細(xì)分析了工程區(qū)各種因素對(duì)巖爆的影響,對(duì)巖爆區(qū)的臨界埋深進(jìn)行了預(yù)測(cè),并從改善預(yù)應(yīng)力條件、預(yù)注水、加固圍巖等方面提出了有關(guān)巖爆的防治措施,以減少巖爆的發(fā)生概率。

在分析深埋隧洞巖爆破壞機(jī)制和地應(yīng)力條件的同時(shí),詳細(xì)論述了南水北調(diào)西線工程主要引水線路區(qū)的現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征及主應(yīng)力的大小、相互關(guān)系;根據(jù)地應(yīng)力、巖性等特征初步評(píng)價(jià)主要引水線路區(qū)隧洞圍巖發(fā)生巖爆的可能性

南水北調(diào)西線工程處于相對(duì)穩(wěn)定區(qū),大壩、深埋長(zhǎng)隧洞的施工技術(shù)可行;工程效益顯著,經(jīng)濟(jì)上合理,項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為11.8%,經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為1083.95億元,經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比為1.7。該工程除了可以定量計(jì)算的效益外,更具有重要的社會(huì)、生態(tài)和環(huán)境效益,可促進(jìn)黃河流域和西北地區(qū)乃至北方地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和和生態(tài)環(huán)境良性維持。該工程向黃河增補(bǔ)水資源,可全面緩解黃河水資源供需矛盾,保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。通過(guò)黃河干流各水庫(kù)的調(diào)蓄作用,調(diào)水可有效增加黃河干流上水電站的梯級(jí)發(fā)電量。該工程對(duì)受水區(qū)的影響包括:1)供水范圍廣,影響大;2)維持黃河健康生命;3)改善受水區(qū)生態(tài)環(huán)境;4)維持國(guó)家生態(tài)安全。該工程對(duì)調(diào)出區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的有利影響包括:1)為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇;2)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的升級(jí);3)推動(dòng)當(dāng)?shù)爻鞘谢倪M(jìn)程;4)提高當(dāng)?shù)鼐用竦目茖W(xué)文化素質(zhì)。對(duì)調(diào)出區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不利影響包括:1)對(duì)庫(kù)區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生不利影響;2)對(duì)移民安置及宗教設(shè)施處理產(chǎn)生不利影響;3)對(duì)推薦壩址下游的水電資源開(kāi)發(fā)產(chǎn)生不利影響。