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1、前言 這里的藏水是指源于西藏或青海,流經(jīng)西藏或云南的雅魯藏布江、怒江、瀾滄江之水,它們水量很大,沒有被污染,是圣潔之水,上游或多或少都東流了一段,然后也都南流入大海。在討論利用藏水時(shí),有人建議把藏水北調(diào)既灌溉西北大地、又灌溉華北平原、也救濟(jì)長江流域的干旱;也有人建議把雅魯藏布江的水,沿青藏鐵路北調(diào)到青海格爾木,再到河西走廊而灌溉新疆。上述設(shè)想,無疑是解決我國北方缺水的通解,十分壯觀;可是要實(shí)現(xiàn)這些設(shè)想,無論在生態(tài)方面,還是在工程技術(shù)方面,都有很多科學(xué)技術(shù)問題沒有搞清楚,值得我們深入研究,同時(shí)要做上述通解,所花資金無疑巨大。 正如著名數(shù)學(xué)家吳文俊院士曾說,對特定問題作特解,才可能找到好的解。我等所設(shè)想的“藏水東調(diào)”,到了三峽水庫后再北調(diào),可以說是藏水北調(diào)的一個(gè)特解,它既可利用藏水救濟(jì)長江流域的干旱,也可充分灌溉華北平原,讓它成為我國的又一“天府之國”,也可緩解黃河中、上游的缺水問題,而實(shí)現(xiàn)它的工程難度、以及對環(huán)境的影響,都比實(shí)現(xiàn)上述通解要小得多。 2、國家的南水北調(diào) 明、清以來,京津等華北地區(qū)的發(fā)展主要依靠江南支持,于是繁榮了漕運(yùn)。新中國建立后,華北農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了對“南糧北調(diào)”的扭轉(zhuǎn),高速發(fā)展的農(nóng)業(yè)依賴于200多萬口機(jī)井對地下水的掠奪性開采,華北的地下水被掏空了。歷史上海河流域曾放蕩不羈,汛期一到,洪水泛濫;時(shí)至今日,“有河皆干,有水皆污”,成了海河流域的慘痛現(xiàn)實(shí)。2000年,華北平原的主要河流基本成了季節(jié)性河流,甚至全年斷流干涸;上世紀(jì)70年代以來,黃河首次出現(xiàn)斷流,此后26年間有21年斷流,特別是1997年黃河斷流達(dá)226天,斷流河段長704公里。 據(jù)水資源專家王浩院士分析,目前我國南方水資源占84%,北方水資源僅占16%。就像“北煤南運(yùn)”一樣,“南水北調(diào)”也就成了必然。 國家界定的南水北調(diào)有:“東線調(diào)水”,其從長江下游江蘇揚(yáng)州抽引長江水,沿運(yùn)河北上,主要為蘇北、山東供水。“中線調(diào)水”,其從湖北丹江口水庫引水,經(jīng)河南西部、河北西部而達(dá)京津,中線一期工程于2013年主體工程完工,2014年汛后通水,計(jì)劃每年調(diào)水95億m3,為京津等華北20余個(gè)城市供水。“西線調(diào)水”,其從長江上游的通天河、雅礱江及大渡河引水入黃河上游。 南水北調(diào)實(shí)質(zhì)上是將長江之水,經(jīng)過東線、中線和西線三路調(diào)到淮河、黃河、海河流域,以緩解黃河流域及黃淮海平原的水荒,到2050年調(diào)水總量為448億m3,其中東線148億m3,中線130億m3,西線170億m3。 3、強(qiáng)化南水北調(diào)中線調(diào)水 2011年9月5日,《科學(xué)時(shí)報(bào)》發(fā)表中科院地理所研究員、原中科院水問題聯(lián)合研究中心副主任陳傳友教授的“建議南水北調(diào)延長中線調(diào)水鏈替代東西線”。該文指出,2014年南水北調(diào)中線水達(dá)到北京、天津地區(qū);東線由于沿途水質(zhì)污染嚴(yán)重,目前一段時(shí)間主要精力放在防污、治污方面;西線工程艱巨復(fù)雜,加上水源有限,工程難度較大,目前尚處深化研究與準(zhǔn)備階段。 該文最重要的一點(diǎn)是試圖用“四橫一豎”的調(diào)水格局,替代目前南水北調(diào)“四橫三豎”的調(diào)水格局。就是用一條延長至三峽水庫后的中線,把長江干流(含三峽水庫、丹江口水庫)、淮河流域、黃河流域、海河流域串聯(lián)起來的調(diào)水格局,代替由東、中、西三條人工渠道分別串聯(lián)以上四大流域的調(diào)水格局。 該文指出,如果以現(xiàn)行南水北調(diào)的目的與任務(wù)為據(jù),除了原中線調(diào)水量不變外,擬從三峽水庫年調(diào)水200億m3,相當(dāng)于目前設(shè)計(jì)的東、西線入黃和過黃水量,經(jīng)丹江口水庫調(diào)節(jié)后,沿中線方向送入黃河或華北平原。 強(qiáng)化中線調(diào)水的工程,遠(yuǎn)比實(shí)現(xiàn)西線調(diào)水容易、并減少很多風(fēng)險(xiǎn)。 4、藏水東調(diào)的設(shè)想 無論是國家的南水北調(diào),還是強(qiáng)化中線調(diào)水而優(yōu)化的南水北調(diào),再加上陜西的“引漢濟(jì)渭”,以及將要實(shí)施的“滇中引水”、將來可能發(fā)生的擴(kuò)大“滇中引水”為“云貴高原引水”,四川要做的“引大濟(jì)岷、沱”等,都是在引用長江水系之水,其總量與黃河水量相當(dāng),這樣無疑嚴(yán)重減少了長江水系的水量,必然會(huì)對長江經(jīng)濟(jì)帶造成不良影響。長江經(jīng)濟(jì)帶是我國最大的、最有發(fā)展前途的經(jīng)濟(jì)帶,是我國經(jīng)濟(jì)的半壁河山,在調(diào)水救濟(jì)黃河水系后,必然需要調(diào)水以補(bǔ)充,緩解長江水系缺水的辦法就是執(zhí)行“藏水東調(diào)”以補(bǔ)充。 雅魯藏布江加拉水庫到金沙江奔子欄藏水東調(diào)線路圖示 經(jīng)過調(diào)研,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的金沙江虎跳峽水庫,回水在奔子欄地帶,海拔約2000m,選它為“藏水東調(diào)”之水的接受點(diǎn);又發(fā)現(xiàn)雅魯藏布江加拉河段筑壩蓄水,海拔約2950m,選它為“藏水東調(diào)”的水源起點(diǎn)。 從雅魯藏布江加拉起點(diǎn),經(jīng)過帕隆藏布江、察隅河的桑曲、怒江、怒江的玉曲、瀾滄江,而到達(dá)接受點(diǎn),就形成了“藏水東調(diào)”的路線。該路線經(jīng)過西藏東南和橫斷山地帶,從高程2950m到2000m,長約500多公里。 調(diào)水路線避開冰川、滑坡、泥石流、地震帶等地質(zhì)災(zāi)害;依照都江堰工程的建設(shè)思維,在調(diào)水線路上從高到低開鑿調(diào)水隧道,讓水全程自流;調(diào)水渠道主要由山體隧道組成,工程僅涉及有關(guān)江河的點(diǎn),對山體地表植被破壞不大,因此對該地區(qū)的環(huán)境破壞不大。 在調(diào)水線路上,原有水電站可利用處,盡量利用而不重復(fù)建設(shè);當(dāng)需要建設(shè)水壩時(shí),盡量建設(shè)低壩,而不建設(shè)高壩,如此可盡量降低調(diào)水工程的風(fēng)險(xiǎn);在藏水東調(diào)的路徑上,落差適宜處均建發(fā)電設(shè)施,到奔子欄后再經(jīng)金沙江11級發(fā)電而到三峽水庫,調(diào)水發(fā)電兼顧,如此促進(jìn)西電東送,經(jīng)濟(jì)效益極佳。 雅魯藏布江、怒江、瀾滄江的年外排水總量為2838億m3,它們下游各國雨量都很豐富,有的水災(zāi)也很嚴(yán)重,藏水東調(diào)年總量控制在600億m3級,對下游各國的影響不會(huì)很大。 采用由近及遠(yuǎn)的方式,分段將調(diào)水線路的細(xì)節(jié)描述于后: (1)從瀾滄江到金沙江的調(diào)水線路 調(diào)查發(fā)現(xiàn),瀾滄江上的古水水庫,設(shè)計(jì)壩高305m、蓄水達(dá)2340m,如是從古水水電站的壩基,即2035m高程處,以35m的落差,向金沙江奔子欄附近2000m高程處,開鑿長約60公里的引水隧道,則可把瀾滄江古水水庫發(fā)電后的水,以自流的方式引到金沙江的奔子欄,從而實(shí)現(xiàn)了瀾滄江向金沙江的調(diào)水。 (2)從玉曲到瀾滄江的調(diào)水線路 調(diào)查發(fā)現(xiàn),玉曲七級開發(fā)方案的最低級轟東水電站,位于西藏自治區(qū)察隅縣境內(nèi),察瓦龍鄉(xiāng)轟東村上游約7~8公里,壩址處水位2063m,水庫正常蓄水達(dá)2100m,庫容約200萬m3;而瀾滄江上的古水水庫壩基高程為2035m。 從轟東水庫2065m高程處,以30m的落差,向古水水庫壩基2035m高程處,開鑿長約40公里的引水隧道,則可把玉曲轟東水庫的水,以自流的方式引到古水河段,從而實(shí)現(xiàn)玉曲向?yàn)憸娼潘囊?,進(jìn)而再調(diào)到金沙江。 (3)從怒江到玉曲的調(diào)水線路 調(diào)查發(fā)現(xiàn),怒江松塔水庫位于滇、藏界上游約7km的西藏自治區(qū)境內(nèi),是怒江中下游水電規(guī)劃的第一個(gè)梯級電站,電站壩頂高程1928m,其高度不能用于向玉曲的轟東水庫引水。從松塔水庫向怒江上游尋找,找到2150m高程處,以30m的落差,向2100m的轟東水庫開鑿長約60公里的引水隧道,則可實(shí)現(xiàn)怒江向玉曲轟東水庫的引水,進(jìn)而可調(diào)到瀾滄江、金沙江。 (4)從察隅河的桑曲到怒江的調(diào)水線路 調(diào)查發(fā)現(xiàn),察隅縣城所在地竹瓦根鎮(zhèn)吉公村海拔2360m。在察隅河?xùn)|側(cè)支流桑曲建設(shè)一水庫,壩高100m,水庫最高水位約為2460m,在桑曲2400m高程,向怒江2150m高程開鑿調(diào)水隧道,落差約250m,隧道約長100公里,隧道既可發(fā)電、又可將水調(diào)到怒江,進(jìn)而可調(diào)水到玉曲、瀾滄江、金沙江。 (5)從帕隆藏布到察隅河的桑曲的調(diào)水線路 調(diào)查發(fā)現(xiàn),雅魯藏布江的帕隆藏布是我國內(nèi)河,從其調(diào)水不需考慮國際影響,帕隆藏布年徑流量為372億m3。在帕隆藏布的古鄉(xiāng)處建壩,使水庫的水位最高可達(dá)2850m,在該水庫的東南松宗方向2800m高程處,向桑曲水庫2450m高程開鑿引水隧道,落差約350m,隧道長度約120公里,隧道既可發(fā)電、又可將帕隆藏布水庫的水引向察隅河,進(jìn)而則可調(diào)到怒江、瀾滄江、金沙江。 波密全縣人口3.1萬;縣城在扎木鎮(zhèn),2750m,人口約3千,古鄉(xiāng)建設(shè)水庫它將被淹沒,只能及早高程建新城,逐步淘汰老城區(qū),帕隆藏布古鄉(xiāng)水庫蓄水時(shí),波密縣城也就早已安全轉(zhuǎn)移,影響就縮小了。 (6)從雅魯藏布江干流到帕隆藏布水庫調(diào)水線路 調(diào)查發(fā)現(xiàn),從雅魯藏布江下游調(diào)水,需要克服峽谷地勢高差難題。 雅江建庫蓄水在2950m左右,可選擇派鎮(zhèn)-加拉河段筑壩蓄水。在派鎮(zhèn)筑壩更低,不足百米,米林、林芝都不需要搬遷;在加拉筑壩則導(dǎo)流隧道更短,這里選了加拉。在赤隆藏布(帕隆藏布下游排龍-扎曲段)峽谷筑壩攔水,排龍-唐登段海拔大約2100m,將排龍-唐登梯級組壩高程設(shè)為400m,筑壩不應(yīng)困難,并在排龍壩體內(nèi)修建耐高壓全封閉槽涵。由雅江加拉蓄水庫開始,圍繞加拉白迭山,沿著魯朗河-拉月河修建傍山導(dǎo)流隧道,依托排龍?zhí)菁墘误w內(nèi)的耐高壓全封閉槽涵橫跨赤隆藏布,連通帕隆藏布河段古鄉(xiāng)蓄水庫,利用雅江加拉水庫與古鄉(xiāng)水庫的水位差實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流,即將2950m水位的雅江加拉水庫的水,經(jīng)過2500m的隧道,倒虹吸導(dǎo)流到2850m的帕隆藏布的古鄉(xiāng)水庫,起終落差100m,倒虹吸隧道約60公里。 5、藏水東調(diào)的實(shí)施 當(dāng)南水北調(diào)中線調(diào)水實(shí)現(xiàn)了三峽水庫與丹江口水庫協(xié)同運(yùn)作,并且長江干流的水不足以供華北平原和長江自用的情況之下,藏水東調(diào)才可能發(fā)生。 藏水東調(diào)的各期工程所選的線路,既要盡量短、引水要自流,而且每條線路都要避開冰川、滑坡、泥石流、地震帶等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地帶,引水工程必須建立在穩(wěn)定的地質(zhì)基礎(chǔ)上,而成為優(yōu)良、堅(jiān)固的工程。 可將怒江-玉曲-瀾滄江-金沙江的調(diào)水工程稱成為一期工程,整個(gè)調(diào)水能力約為200億m3。該期工程包含將怒江的水調(diào)到玉曲、將玉曲的水調(diào)到瀾滄江、將瀾滄江的水調(diào)到金沙江,調(diào)水隧道約長160公里,流量約600億m3;帕隆藏布-察隅河-怒江的調(diào)水工程稱為二期工程,調(diào)水隧道約長220公里,調(diào)水能力為400億m3;雅魯藏布-帕隆藏布調(diào)水工程稱為三期工程,調(diào)水隧道約長60公里,調(diào)水能力為200億m3。 調(diào)水工程由近及遠(yuǎn)實(shí)施,當(dāng)一期工程調(diào)水夠用時(shí),不做二期工程;當(dāng)二期工程夠用時(shí),不做三期工程。整個(gè)工程都要很好效法都江堰工程,調(diào)水要自流、可控、要經(jīng)得起歷史的考驗(yàn)。最終將雅魯藏布江、怒江、瀾滄江、長江、淮河、黃河、海河成為一個(gè)自流、可控地灌溉我國東南一側(cè)的大水系,讓充足的藏水和長江水灌溉長江流域和缺水的華北平原,使華北平原能夠保持持續(xù)發(fā)展。 6、我國其它地區(qū)缺水問題 (1)藏水東流再北調(diào),滿足了黃河下游、華北平原用水需求的同時(shí),可讓黃河上、中游的龍羊峽、…、禹門口等24級水庫至少保留300-400億m3的水,來滿足黃河中、上游各省的用水需求,如甘肅發(fā)展引洮工程那樣,發(fā)展沿上述水庫地域的水利工程,實(shí)施小流域治理,讓黃河上、中游成為多片綠洲。 (2)最近得知云南將要實(shí)施“滇中引水”,同時(shí)有人也在議論“云貴高原引水”,其選在金沙江奔子欄取水,這與“藏水東調(diào)”到金沙江奔子欄不謀而合,如是“藏水東調(diào)”正好保證了“滇中引水”的充足水源。因都江堰以下至新津岷江近百公里河段每年都出現(xiàn)斷流現(xiàn)象,四川考慮從大渡河調(diào)水20-30億m3救岷江,也在理。 (3)最好能將天山北流和西流的水引來灌溉南疆;或?qū)⒀鹏敳夭冀乃?,沿青藏鐵路北調(diào)到青海格爾木,再到河西走廊,最終灌溉南疆。 (4)東北、華南的水應(yīng)當(dāng)可自給自足。 7、有關(guān)調(diào)水的交叉研究 無疑,我的設(shè)想很粗放。國家的調(diào)水工程關(guān)系我國很多缺水地區(qū)的持續(xù)發(fā)展,十分重要,要作好該工作,需要多方面的科學(xué)家來深入聯(lián)合研究。比如:利用基于遙感的地理信息和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),來精確和優(yōu)化調(diào)水通道的設(shè)計(jì)和直觀表達(dá);調(diào)水通道應(yīng)避開冰川、滑坡、泥石流、地震帶的選路。特定流域的水量和可調(diào)水量統(tǒng)計(jì)分析;所調(diào)水量和調(diào)水通道的規(guī)模設(shè)計(jì),以及建設(shè)調(diào)水通道的工程估算。調(diào)水隧道的靜、動(dòng)力學(xué)分析;調(diào)水倒虹吸隧道的靜、動(dòng)力分析;深埋的穿山調(diào)水隧道的壓力分析。調(diào)水隧道周邊的冰川、滑坡、泥石流、地震帶的防治。調(diào)水與水電的共贏設(shè)計(jì),調(diào)水隧道中的發(fā)電設(shè)計(jì);調(diào)水對生態(tài)環(huán)境的影響評估等。我初步想到了這些,無疑問題還很多,可以說調(diào)水研究是真正的交差研究。 無疑國家應(yīng)該開展水資源、地質(zhì)、遙感、隧道、水電、應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等多方面的交叉研究,來為國家的持續(xù)發(fā)展規(guī)劃好精確而優(yōu)化的調(diào)水方案,從而科學(xué)地實(shí)施調(diào)水工程,讓它們?nèi)缍冀吖こ棠菢?,久遠(yuǎn)地造福于人民,經(jīng)得起歷史的考驗(yàn),而絕對不能做出任一敗筆。 8、調(diào)水線路的優(yōu)化討論 對于2013/03/05成文的“藏水東調(diào)的設(shè)想”所選定的調(diào)水線路,無疑是粗放的,是完全可以改進(jìn)的;但選雅魯藏布江的加拉水庫作為調(diào)水的起點(diǎn),選虎跳峽水庫的尾水地帶奔子欄作為接受水的地點(diǎn)基本上是肯定的。 本文一期工程的線路選擇主要參照了怒江、瀾滄江、金沙江已有的水電站建設(shè)而作,該結(jié)果與其他學(xué)者討論的三江并流而言,無疑并不優(yōu)化。 我等從網(wǎng)上瀏覽到“大西線調(diào)水自流方案示意圖”,細(xì)看它并非是“藏水北調(diào)”東路灌溉黃河流域、北路灌溉內(nèi)蒙草原、西路灌溉新疆沙漠的傳統(tǒng)的大西線調(diào)水方案,而是怒江之水東調(diào)到瀾滄江,怒江和瀾滄江之水東調(diào)到金沙江的圖示,該圖示也僅是三江并流的西水東調(diào)部分,而沒有東水西調(diào)部分。 該調(diào)水方案基本也以怒江、瀾滄江、金沙江上已設(shè)計(jì)的水電站建設(shè)為基礎(chǔ),其怒江調(diào)水到瀾滄江的隧道,進(jìn)水口選在怒江的2145米高程,出水口選在瀾滄江的2130米高程,隧道長為27公里;其瀾滄江調(diào)水到金沙江的隧道,進(jìn)水口選在瀾滄江的2024米高程,出水口選在金沙江的1950米高程,也就是虎跳峽水庫正常蓄水的高程,隧道長為36公里,兩條隧道總長63公里。 如該方案設(shè)想正確,其工程難度無疑小于我等過去設(shè)想的第一期調(diào)水工程,當(dāng)然就優(yōu)化得多。
優(yōu)化選擇的原則主要是利用遙感支持的地理信息技術(shù),從雅魯藏布江加拉水庫的2950米高程,經(jīng)過帕隆藏布、察隅河的桑曲、到怒江的2150米高程,同時(shí)搞清楚該地段的冰川、滑坡、泥石流、地震帶等地質(zhì)災(zāi)害情況,選一逐步下降而最短的調(diào)水路線,同時(shí)避開上述地質(zhì)災(zāi)害地帶,也就是說調(diào)水線路的選擇不是簡單地選最短、或優(yōu)化,而是要求地質(zhì)安全前提下的最短、或最優(yōu)化。 要做這樣的研究,是我等個(gè)人行為所不能;無疑國家應(yīng)當(dāng)很好支持這樣的交差研究。 9、后語 2000年,應(yīng)北京水利局邀請,我參與過它的水文信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)討論,那時(shí)知北京的水只夠自來水使用半年。2011年,我知中科院重慶分院要研制“三峽監(jiān)控信息系統(tǒng)”,便成文“研制‘三峽監(jiān)控信息系統(tǒng)’的己見”與該院長討論,與三峽辦領(lǐng)導(dǎo)交流,也與中科院數(shù)學(xué)院執(zhí)行院長交流。2012年,陳傳友教授讀了我的上文,他建議我了解藏水東調(diào)的問題。我出生在三峽庫區(qū),求學(xué)在成都平原,工作在缺水的北京,如是夢想將圣潔的藏水、良好的三峽水貢獻(xiàn)給缺水的北國人民,而保持北國的持續(xù)發(fā)展。在此請?jiān)试S我衷心的感謝上述專家、特別是陳傳友教授對我工作的支持;我等也閱讀了很多專家的調(diào)水高見,這里難于一一列舉,請多諒解。我等衷心地希望國家重視水資源優(yōu)化利用的交差研究。 參考文獻(xiàn): 1、海河、黃河、淮河水文信息,治理它們成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn); 2、國家界定的“南水北調(diào)”資料; 3、安德魯,民間議論的“大西線調(diào)水”資料; 4、長江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江的水文信息和水電開發(fā)現(xiàn)狀; 5、我國的水資源信息和水電建設(shè)信息; 6、長江三峽工程和后續(xù)研究問題; 7、作者,研制“三峽監(jiān)控信息系統(tǒng)”的己見(2012/01/11),未發(fā)表; 8、陳傳友,建議“南水北調(diào)”延長中線調(diào)水鏈替代東西線,科學(xué)時(shí)報(bào); 9、王光謙,沿青藏鐵路,將雅魯藏布江水調(diào)到格爾木,再西灌溉柴達(dá)木、塔里木。 |
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