引江補漢工程于2022年7月7日開工建設,成為南水北調后續(xù)工程首個開工建設項目,需要科學、客觀、全面認識其在南水北調工程總體格局中的位置和影響。
2002年國務院批準的《南水北調工程總體規(guī)劃》(以下簡稱《總體規(guī)劃》)中,南水北調中線工程分兩期實施,第一期工程多年平均從漢江調水95億m3,第二期工程從漢江調水130億m3。中線主體工程項目包括水源工程、輸水工程、調蓄工程和漢江中下游治理工程等四部分。水源工程即漢江丹江口水庫大壩加高工程;輸水工程即南水北調中線輸水總干線(含天津干線)和穿黃工程;調蓄工程包括丹江口水庫調蓄、總干渠沿線位置較高水庫的補償調蓄、位置較低的水庫洼淀作為附近城市供水的調節(jié)水庫,以及擴建河北省瀑河水庫作為在線調蓄水庫,以提高北京、天津供水保證率;漢江中下游治理工程是考慮中線工程從丹江口水庫多年平均調水130億m3時,對漢江中下游生產、生活和生態(tài)用水將有一定影響,因此規(guī)劃興建興隆水利樞紐、引江濟漢、沿岸閘站改擴建、局部航道整治等4項工程,以減少或消除因調水產生的不利影響。
中線供水的主要目標是城市和工業(yè),近年用水量趨于穩(wěn)定,但可調水量年際起伏大,保障能力是有問題的。
中線一期工程已經實施了水源工程、輸水工程、漢江中下游治理工程,規(guī)劃的瀑河水庫擴建因故未實施,但北京市已經將密云水庫作為中線供水的調蓄水庫,通過外調水與當?shù)厮?lián)調聯(lián)供解決了供水保證率的問題。中線一期工程已于2014年建成通水,截至2022年7月底,累計調水超過500億m3,產生了顯著的經濟、社會和生態(tài)效益。但是,作為水源的丹江口水庫來水不均勻,年際變化大,在原設計系列(1956—1998年)中,最小年北調水量53億m3;而水文系列延長后(1956—2018年),雖多年平均天然入庫徑流僅減少3.5%,差異不大,但因枯水年和連續(xù)枯水年增加及上游用水量增加等因素,最小年調水量僅為22.6億m3,多年平均調水量也從95億m3降低到90.2億m3。中線供水的主要目標是城市和工業(yè),近年用水量趨于穩(wěn)定,但可調水量年際起伏大,保障能力是有問題的。加之通水后受水區(qū)城市逐漸增加了對北調水的依賴,一期工程供水保障的問題更為突出,引長江水補充漢江北調水源成為必要。
如今中線輸水工程沿線人口密度高,城鎮(zhèn)發(fā)展快,無論是按原設想的擴大渠道還是鋪設管道輸水,難度都很大,遂考慮先盡量利用一期工程總干渠的潛力增加輸水,提升一期工程供水保障程度。
《總體規(guī)劃》中,設定2030年水平年的中線工程調水約130億m3,相應需擴大輸水工程規(guī)模,陶岔渠首流量從350/420 m3/s(設計/加大,下同)擴大至500/630 m3/s。但如今中線輸水工程沿線人口密度高,城鎮(zhèn)發(fā)展快,無論是按原設想的擴大渠道還是鋪設管道輸水,難度都很大,遂考慮先盡量利用一期工程總干渠的潛力增加輸水,提升一期工程供水保障程度。
中線一期工程輸水干線設計時,為節(jié)省投資,適應水源的不均勻性,將出現(xiàn)頻率較高的流量和水位控制值擬定為設計流量和水位,將出現(xiàn)頻次較低的流量和水位中的最大值擬定為加大流量和加大水位,分別按均勻流和非均勻流計算相應的輸水水面線,并作為工程設計的依據。如此,就存在利用加大水位控制,增加大流量輸水時間以增加北調水量的可能性。設計單位分析,以長江三峽水庫作為補充漢江的水源,利用中線一期工程的過流潛力,渠首段多年平均輸水能力為132.5億m3,穿黃工程輸水能力100.9億m3,入河北斷面輸水能力79.0億m3,入北京斷面輸水能力17.0億m3;考慮冰期過流能力降低影響和受水區(qū)需水限制,多年平均可輸水量126億m3(渠首,下同);進一步考慮丹江口水源條件,多年平均可調水量115億~119億m3。經多方案比選,設計單位推薦中線多年平均北調水量115.1億m3。
引江補漢工程從三峽水庫多年平均引水39億m3,水量配置方案為:中線一期工程24.9億m3,引漢濟渭5.0億m3,漢江中下游(含清泉溝)6.1億m3,工程沿線3.0億m3。
可以看出,無論是輸水量、工程布局和建設內容,引江補漢工程只是中線一期和二期之間的過渡性工程,如果擴大水源至長江,中線二期工程的調水規(guī)模也可不限于原規(guī)劃的130億m3。
有幾個問題需要討論:一是因水文系列變動,中線一期工程多年平均調水量從原設計的95億m3減少至90.2億m3,而工程的資金籌措、貸款償還、成本和水價、分水方案、配套工程等,都是以95億m3為基礎的。水量減少5.1%,但卻較為敏感。二是工程定位涉及引江補漢工程的供水量分配、投資分攤、資金籌措、水價政策、水費收繳等一系列問題,還涉及中線后續(xù)工程規(guī)劃建設,需要認真對待。三是在按現(xiàn)有方案建設的前提下,作為項目法人的南水北調集團公司可否采取局部的工程和非工程措施適度增加北調水量。上述問題需要在引江補漢工程下階段或以后的有關工作中研究解決。
引江補漢工程從三峽水庫引水入漢江,減少了三峽水庫在長江干流的下泄水量,在枯水年尤其是特枯水年的枯水季,由于長江中下游取水能力巨大,疊加起來,對長江中下游包括生態(tài)、航運是有影響的。而南水北調東線取水口在長江下游,可能產生的問題需要加以注意,但采取一定的控制措施,如在長江下游控制斷面低于一定流量時,控制取水,總體上對東線影響不大。
引江補漢與南水北調東線產生聯(lián)系的因素,在于其建成后將進一步擴大中線對東線受水區(qū)的實際供水量,從而對東線工程的規(guī)劃產生影響。
《總體規(guī)劃》設定的東線工程主要供水范圍是黃淮海平原東部和膠東地區(qū),面積達18萬km2。主要供水目標是解決津浦鐵路沿線和膠東地區(qū)的城市缺水以及蘇北地區(qū)的農業(yè)缺水,補充魯西南、魯北和河北東南部部分農業(yè)用水以及天津市的部分城市用水。東線工程除調水外,還兼有防洪、除澇、航運等綜合效益,亦有利于我國重要歷史文化遺產京杭大運河的保護。
東線一期工程建成通水9年來,雖增供水量達效出現(xiàn)了一些問題,但還是發(fā)揮了顯著的經濟、社會和生態(tài)環(huán)境效益。有關方面對東線后續(xù)工程建設提出的工程方案相較于原規(guī)劃,一是供水范圍有所增加,增加了北京市,供水范圍為北京市、天津市和雄安新區(qū),以及河北、山東、江蘇、安徽等4省的27個地級市179個縣(市、區(qū));二是供水目標增加了河湖濕地的生態(tài)補水(如白洋淀)和地下水超采補源的部分水量。
河北東部平原地區(qū),除了滄州、衡水小部分地區(qū)由中線少量供水外,在歷次規(guī)劃中一直是東線受水區(qū),但中線一期工程通水后,因水質好受到普遍歡迎,河北省的分水量實際上已向東部平原的一些地區(qū)供水,特別是在滄州、衡水一帶的高氟水地區(qū),中線供水解決了當?shù)貧v史上常年飲用高氟水造成的群眾健康問題,被視為“德政”,而且隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施和城鄉(xiāng)供水一體化推進,也加大了對中線供水的需求,中線供水實際的目標和范圍已超出了原定的城市。引江補漢后中線供水也存在向東線原規(guī)劃受水區(qū)延展的趨勢。
這種局面,好的一面是中線水質相對更好,優(yōu)水優(yōu)用有其合理性,但對東線工程原定的目標和任務會產生影響。在黃河以北相當一些地區(qū),工業(yè)用水需求可能減少,生活用水需求雖略有增加但總量不大(也有減少可能),生態(tài)用水比例有所增加,帶來的是遠距離跨流域調水的高水價以及隨之而來的水量消納問題。道理上,東中線互補互濟,中線(包括引江補漢)水質較好的水多一些用于生活和工業(yè),東線的水多一些用于農業(yè)和生態(tài),并進入中線受水區(qū),形成東中互濟,但除了供水體系的復雜影響外,如何解決高水價問題是決定性的。所以“先建機制,后建工程”,下一步對于東線是最為重要的、核心性的工作。
《總體規(guī)劃》中,西線南水北調分三期實施,第一期工程年調水40億m3,第二期工程年調水50億m3,第三期工程年調水80億m3,調水總量170億m3。
長江上游宜昌斷面多年平均天然徑流約4 402億m3,95%年份3 635億m3;多年平均控制性的下泄水量3 948億m3,95%年份3 192億m3。2030年分配給上游省份的水量多年平均約為592億m3,折合耗水374億m3,再加部分流域外調水約72億m3(含引江補漢39億m3,未計西線),則預測宜昌斷面實際徑流量約3 956億m3(因調入上游水量很少,水庫蓄變量有正負,暫未計),要保證宜昌斷面的下泄水量控制指標,已是緊平衡,因此西線調水會受到制約。當然,分配的水量不一定都會用足,外調水也不一定都能實現(xiàn),但用水的權利已有根據,這種情況引起的矛盾會影響西線調水規(guī)模和水源的選擇。還要指出,三峽工程是采用1878—1991年實測水文系列設計的,多年平均水量4 510億m3,同為宜昌斷面,與現(xiàn)在的有關水量也有較大矛盾,其影響(包括航運)也需注意。因此,西線調水規(guī)模和調水水源選擇需要進行充分論證。
西線工程調水要注意水量平衡,更需關注與水電的關系。長江上游已經建成我國最主要的水電基地,西線引水的金沙江干支流(雅礱江)和大渡河,都是梯級電站所在的主要河流,據有關方面測算,西線每立方米外調水量影響長江梯級發(fā)電量4.76~5.5 kWh,而這些電站又多是西電東送至上海、江蘇、浙江、山東的主力,大規(guī)模調水可能會影響這些地區(qū)的用電安全,因此成為西線南水北調最主要的制約因素。引江補漢的水源在長江上游末端,對水電影響沒那么大,但還是有疊加效應的。以上分析尚未計及當?shù)睾挠盟挠绊?,所以,“雙碳”背景下調用水與水電關系的協(xié)調,尤為值得注意。
從調出區(qū)影響和調入區(qū)需求角度,西線南水北調若仍以長江上游干支流為水源,建議以小規(guī)模調水(40億m3左右)方案為重點開展工作,若確需大規(guī)模調水,應研究其他水源的方案。
引江補漢工程利用中線一期工程輸水干線輸水潛力,提前從長江引水增加向北方供水,這是中線后續(xù)工程的一個過渡性措施,相當于在中線一期工程引水95億m3基礎上,增加20億m3水量,尚沒有實現(xiàn)《總體規(guī)劃》賦予中線調水130億m3的目標。但通過對其研究,揭示了總體規(guī)劃批復20年來出現(xiàn)的一些新形勢新問題。
《總體規(guī)劃》原擬調水448億m3,其中東線148億m3,中線130億m3,西線170億m3,東線從長江下游引水,中線從長江在中游支流漢江引水,西線從長江上游的通天河(金沙江上游)、雅礱江(金沙江支流)和大渡河(岷江支流)引水。由于水情變化和生態(tài)需水增加,漢江對中線一期工程的可供水量減少,不得不提前從長江干流引水。東線雖引水量的影響不大,但引水時段和過程受到的制約多于原來預期。西線從長江上游引水,引水量受到很大制約,要實現(xiàn)原定的目標,需要提前著眼于西南諸河。而如果水源因變化的情況作出調整,也會引起需求和供水目標的調整。
南水北調工程供水目標原來主要是針對城市工業(yè)和生活用水。從近年趨勢看,城市用水量總體逐漸趨于穩(wěn)定,而用水結構上,工業(yè)用水在減少,生活和生態(tài)(及景觀)用水有所增加。人口是需水最基礎的影響因素,近年受水區(qū)人口增長緩慢甚至有些地區(qū)開始減少,必然會對需水產生影響。未來在全面落實節(jié)水優(yōu)先方針,推動節(jié)水制度、政策、技術、管理創(chuàng)新情況下,用水方式將進一步由粗放低效向節(jié)約集約轉變。如果供水目標和任務一定程度上向農業(yè)和生態(tài)環(huán)境方面轉移,帶來的問題需要深入全面地加以研究。
《總體規(guī)劃》強調東、中、西線各有其合理的供水范圍,但目前中線供水已進入東線受水區(qū),東線后續(xù)規(guī)劃供水也將進入中線受水區(qū)。如黃河分水調整在上下游間得以實現(xiàn),尤其是西線供水進入黃河難以分清水源,都需與中、東線統(tǒng)籌(如水價政策),三條線供水的交叉互濟在所難免。如前所述,如果水源條件有變化,供水范圍和目標也會隨之調整。
在資源配置上如何讓市場發(fā)揮決定性作用,政府更好發(fā)揮指導作用,南水北調有關體制機制問題比過往更顯重要,某種程度上已成為后續(xù)工程推進的中心問題,需要有系統(tǒng)深入的研究。
《總體規(guī)劃》設定的有關體制機制有些發(fā)揮了很好的作用,如兩部制水價。隨著形勢的發(fā)展,尤其是在資源配置上如何讓市場發(fā)揮決定性作用,政府更好發(fā)揮指導作用,南水北調有關體制機制問題比過往更顯重要,某種程度上已成為后續(xù)工程推進的中心問題,需要有系統(tǒng)深入的研究。此外,《總體規(guī)劃》提及還需要研究的問題,如河西地區(qū)的供水等等,也需研究落實。總之,《總體規(guī)劃》的修編要研究的問題尚多,應抓緊進行,以利于南水北調后續(xù)工程的推進。