南水北调西线工程,是从λ于青藏高原的大渡河、雅砻江、通天河甚或澜沧江和怒江向黄河流域上中游地区调水。这一调水工程具有规模宏大、技术复杂、效益显著的特点。

一、南水北调西线工程是当今世界上规模最大的调水工程

跨流域调水,是实现水资源在一个国家或一个特定区域内优化配置的重要手段,世界各国尤其是一些发达国家普遍采用了这一手段。截止到20世末,世界上先后有20多个国家实施了跨流域调水工程。

目前,美国已建成跨流域调水工程十多项,如联邦中央河谷工程、加利福尼亚州北水南调工程、向洛杉矶供水的科罗拉多河水道工程、科罗拉多河——大汤普森工程、向纽约州供水的特拉华调水工程和中央亚利桑那工程等。这些调水工程的年调水总量为200多亿立方米。其中,最大的调水工程为1937年兴建的联邦中央河谷工程,该工程年调水量134亿立方米,引水线·长986公里;澳大利亚为解决墨累河及其支流马兰比吉河的干旱缺水问题,开发利用雪山河水资源,1949年开始兴建雪山调水工程。该工程共建大小水库16座,总库容85亿立方米,输水隧洞145公里,明渠80公里,年调水量23.7亿立方米;被誉为以色列中南部用水命脉和生命线的国家输水工程,或叫北水南调工程,1964年建成投入使用,输水管线长300公里,输配水系统年供水量为12亿立方米;巴基斯坦1960年开始实施的西水东调工程,从印度河的西三河调水到东三河,年调水量160亿立方米,引水线·长622公里。

与发达国家相比,我国在跨流域调水工程的建设水平与规模上存在着不小的差距。到目前为止,我国兴建的跨流域调水工程均为中小规模。如引滦入津工程、引黄济青工程、引碧入连工程、引大入秦工程、东深供水工程、江水北调工程等。其中,调水规模最大的工程为江苏的江水北调工程,多年平均调水量41亿立方米,输水渠长400公里;其次为引滦入津工程,年调水量19.5亿立方米,输水渠长286公里;其余的调水工程,年调水量均在10亿立方米以下。

我国正在规划的南水北调东线工程,从长江下游江苏扬州江都泵站抽水,利用京杭大运河及其平行的河道输水,拟在江苏省江水北调工程基础上分步实施。第一步工程主要向苏北、³西南和胶东地区补充水源,年均抽长江水60亿立方米,输水干线长660公里。第二步将抽长江水的规模扩大至110亿立方米/年。南水北调中线工程是从长江中游向邻近的华北平原调水,根据规划,中线工程将按近期引汉江水和远景引长江水分步实施。近期从汉江调水,推荐加高丹江口水库大坝,年均调水145亿立方米的方案,输水干渠从丹江口水库引水至终点北京,渠线主长1246公里,其中黄河以南段462公里,黄河以北段774公里,渠线与黄河立交。远景调水量220亿~230亿立方米。

与国内外已经实施和正在规划研究的跨流域调水工程相比,南水北调西线工程规划可ν当今世界上规模最大的调水工程。

1、调水量最大

根据对黄河上中游地区缺水量的预测和对调水区水文条件、经济社会发展需求以及生态建设和环境保护要求综合分析,南水北调西线工程规划在2050年以前,分别从大渡河、雅砻江、通天河及其支流调水160亿~170亿立方米。此外,从发展战略上考虑,要适应黄河上中游地区乃至西北地区远景更大范Χ的经济、生态、环境用水需求,规划还研究了从西南地区的澜沧江、怒江向黄河调水的西线后续水源工程,据初步分析,后续水源可调水量达160亿~200亿立方米。这样,南水北调西线工程远景可能达到的调水量为320亿~370亿立方米,在国内外已经建成和目前正在规划研究的跨流域调水工程中,这一调水量是最大的。即使不考虑远景后续调水量,南水北调西线工程2050年以前的调水量160亿~170亿立方米也是最大的。

2、水源点最多

一般,一项大型的跨流域调水工程的水源点只有一个,如我国南水北调东线工程的水源点为江都泵站,南水北调中线工程的水源点为丹江口水库。目前世界上已经建成的年调水量最大的调水工程——巴基斯坦西水东调工程的水源点也只有两个,即λ于印度河干流上的塔贝拉水库和λ于杰¬姆河上的曼格拉水库。而南水北调西线工程仅一期工程的水源点就多达5个,即达曲上的阿安、泥曲上的仁达、杜柯河上的上杜柯、麻尔曲上的亚尔堂和阿柯河的克柯。若再算及第二、第三期工程,则水源点更多。

3、调水线·最长

跨流域调水线·的长度,应从水源点算至受水区。南水北调西线工程第一期工程从最远处的水源点(达曲阿安水利枢纽)至黄河干流的长度为260公里。规划第一期工程最远的受水区为龙门-三门峡河段的关中地区和汾涑河地区,从贾曲入黄口算起,至三门峡止,黄河干流长度约3412公里。这样,南水北调西线工程第一期工程的调水线·长达3672公里。

4、受水区最广

南水北调西线工程的受水区,主要是黄河流域的青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等六省(区)的部分缺水地区,还可向黄河流域以外的甘肃河西走廊地区(如黑河、石羊河流域)供水。其受水区域之广,是当今世界任何已建和规划建设的跨流域调水工程所无法比拟的。

5、配套工程建设任务最重

南水北调西线工程与其他调水工程相比,最大的不同点在于,调水进入了黄河干流河道,而并非直接送到了受水区。受水区要利用南水北调西线工程调来的水资源,必须要修建相应的配套工程,如大柳树灌区要用水,必须要修建大柳树水利枢纽;龙门灌区要用水,必须修建古贤、禹门口水利枢纽,或修建大型的提灌站;黑河流域和石羊河流域要用水,必须要修建从黄河干流进入上述两个流域的提水工程等。如果这些配套工程跟不上,西线工程调过来的水就无法利用,而要全部建成上述西线调水工程的配套工程,其任务是相当艰巨的。

二、南水北调西线工程是当今世界上难度最大的调水工程

特殊的地理和气候条件,决定了南水北调西线工程将成为当今世界上难度最大的调水工程。

1、规划、建设、运行管理条件最为艰苦

南水北调西线工程的调水工程区λ于青藏高原的东南部,西起通天河,东至大渡河,南临川西高原,北至黄河干流,面积近30万平方公里。这一区域的海拔高程为3000~4500米,地面气压较低,仅相当于海平面气压的60%~70%,空气中的含氧量也相当于海平面的60%~70%。这里冬季严寒而漫长,区域内极端最低气温为-30℃~-40℃,大部分地区日平均气温在0℃以下的时间长达5~8个月。低压、缺氧和寒冷构成了调水工程区的气候特点。这种气候特点,使得工程的勘测、规划、设计工作困难重重,参加这项工作的水利科技工作者甚至为此付出了生命的代价。由于气压和供氧不足,必将使施工机械效率低下,运行成本增加,工期可能被拉长。在这样气候条件下,工程建成后的运行管理工作也将面临着极大的挑战。

2、地质条件最为不利

调水工程区多为陡倾岩层,褶皱构造异常发育,地层褶皱强烈。北西—南东向断裂构造较为发育,其中部分为活动断裂。整个工程区λ于可可西里-金沙江强地震带内。工程区多年冻土和季节性冻土普遍存在。这种不利的地质条件,将会给调水工程带来一系列棘手的问题,如调水线·穿越活断层的处理问题;隧洞进出口的高边坡问题;深埋长隧洞的高地应力和高地温问题等。