南水北调西线工程调水对长江、黄河电能影响的分析与计算

南水北调西线工程调水区是藏族聚居区,以从事农牧业为主的藏族原住民保持着传统社会特征,具有深厚、独特的传统民族文化和宗教信仰。本文分析了西线工程对当地藏民族传统社会的各种可能影响,特别是因工程建设移民而使藏族农村受到的可能影响。

南水北调西线工程是改善西部地区缺水和改善大西北生态环境及确保工农业牧业发展的工程。它不仅会使龙羊峡多年调节的大型水库充分发挥调节作用，提高黄河干流上各级电站的出力，还会推动青海省东南部经济发展建设，经济效益、社会效益和生态效益都会十分明显。

74岁的黄河水利委员会勘测规划设计研究院(以下简称"黄委会规划设计院")原副院长,南水北调西线工程设计总工程师谈英武有些焦虑,尽管他已经退休.2009年度南水北调工程5000万元的研究经费一直没有下发,相关研究人员不免感到慌张,尤其在东线和中线工程整体推迟的情况下,一些年轻人甚至萌生了退意.在南水北调项目上工作了一辈子的谈英武非常清楚年度研究经费暂停的可怕.57年的工作积累,还有堆积如山的资料,顷刻之间可能变得毫无用处,谁来最终为这件事情负责?

前期准备57年一波三折,工程投入太大,施工难度太高,预期效益难以确定,地方利益又打架……种种迹象显示,南水北调西线工程要按计划开工有些悬了!

南水北调西线工程兼有供水和治理黄河的重要作用，但面临的民族文化、生态环境和综合补偿等难题也是前所未有的。在对西线工程影响和面临的难题分析的基础上，文章提出了确保规划决策的广泛参与性和实施的规范性、生态补偿、经济补偿和政策补偿的政策建议。

详细介绍了南水北调西线调水区早期森林植被状况及森林植被退化现状,在进一步调查研究的基础上,分析了其退化的主要原因,研究了工程实施后和施工过程中将会产生的一些负面影响,最后分析了调水对受水区的有利影响及其对我国西北地区经济发展的重大意义,并提出了保护调水区森林环境和植被的建议及措施。

针对目前二维联合分布模型不能同时分析多条河流的丰枯遭遇特性,运用四元copula连接函数构造了鲜水河、足木足河、绰斯甲河以及黄河上游兰州水文站天然径流系列的四维联合分布,研究了南水北调西线工程水源区河流与受水区黄河上游的丰枯遭遇问题。结果表明,如果不考虑黄河上游兰州水文站丰与水源区河流非全枯的组合,则有利于调水的丰枯遭遇频率为43.8%;如果把兰州水文站丰与水源区河流非全枯的组合考虑进来,有利于调水的丰枯遭遇频率可达77.8%,即调水河流之间能进行补偿调度的概率比较大,这对南水北调西线工程的实施是非常有利的。

采用快速社会评价法分析了南水北调西线工程对调水区产生的影响与效益,调水区社会环境对西线工程的适应性和可接受程度,以及调水区受益的持续性,总体上认为调水区不存在制约西线工程建设的重大因素,西线工程的建设还将有效地改善调水区生产、生活条件,促进调水区经济发展。

南水北调西线工程是调引长江上游的部分水量入黄河上游河道,为维持黄河健康生命和保护干旱、半干旱西北地区补充水源。以科学发展观和人与自然和谐相处的理念,从统筹兼顾、南北两利出发,科学评价、正确认识调水对调水河流地区的负面影响,从而提出调水河流地区与受水区生态良性循环的思考:①应尽可能避免或减少调水水库对当地土地的淹没和移民安置;②在工程设计中宜重点研究全隧洞输水方案;③统筹安排第一、二期工程调水量;④在引水坝址下游临近河段,有选择地兴建生态保护工程;⑤国家应采取相应的政策,弥补对调水河流地区产生的不利影响等。

从20世纪50年代开始,我国水利工作者对南水北调工程进行研究,到目前为止,逐渐形成了东、中、西三条规划线路,并与长江、淮河、黄河、海河四大流域相互联结,构成我国水资源开发、配置、利用"四横三纵"的总体战略格局.

通过对水力发电经济效益的探讨,分析了利用最优等效替代工程年折算费用法计算水力发电效益价值量的过程,并给出了水力发电效益价值量主要指标及其中的某些影子价格的计算原理及计算方法.利用以上原理、方法及参数对雅砻江调水4.5×109m3发电经济效益进行了综合分析与评价

选取南水北调西线一期工程下游的朱倭、朱巴、绰斯甲和足木足4个水文站(1960-1996年)的径流资料及其同期的降水、气温等数据,采用灰色关联分析方法,对调水河流的径流补给来源进行了初步分析,结果表明:4站的径流均与年降水量或4～6月降水量的关联度最高,说明径流的补给来源主要是降雨量,这一初步分析结果为长江上游水资源的可持续开发利用提供了较为科学的依据。

西线调水是否可行,调水对生态环境的影响重大,必须进行系统、深入、科学的研究。能否从西线调水、能调多少水,必须在认真深入研究长江源头大自然的变化趋势并顺应其变化规律的基础上做出科学的决策,否则,人类会因调水破坏自然,影响生态,而最终受到大自然的惩罚。西线工程水源区地质结构就决定了其地质环境复杂和脆弱,同时难免将使长江上游生态环境恶化,宁可采取“保守”一点的态度,也不要酿成无法挽回和无法弥补的后果。西线调水是否必要?黄河缺水除了黄河水源的自然减少外。最根本的原因是黄河承载了过多的供水任务。解决黄河缺水的治本之策,是在建立合理的水权制度和防污节水机制的前提下,以短缺的水资源为基础,调整产业结构,实施生态移民,减少水的需求总量,实现黄河水新的供求平衡。

利用30个站的1965—2000年日降水资料,分析了南水北调西线工程区的降水气候特征、降水过程特征和降水极值特征.结果表明:该区多年平均降水量为520.5mm,年降水量等值线呈东北-西南向分布,由西北向东南递增,半干旱区和湿润地区年降水量的分界线在该区沿玉树-清水河-大武-河南-合作-临洮一线分布;降水过程大部分大于5d,降水集中在3d左右,过程降水量可分为纬向类和斜向类两种,斜向类占大多数,其中斜向类又可分为西北-东南向、东北-西南向两种,以西北-东南向的发生较多.降水中心由西北向东南方向移动,或中心变动不大,但范围先加大后减小.在所有降水过程中,一日最大雨量出现在壤塘的频率最高,其次为若尔盖和临洮;3d最大降水量最频繁发生在临洮,其次为壤塘和若尔盖.18次过程降水极值分布与多年的年降水量大值区相对应.1965年、1984年、1992年过程降水偏弱,1981年、1989年、1999年过程降水偏强.

南水北调西线工程确定调水规模为170亿立方米,这么大的调水量能否达到是个问题。西线工程对西部原始生态地区环境影响很大,不是“利大于弊”。

南水北调西线工程,是从长江上游引水至黄河上游的跨流域调水工程。该工程实施后,对青海省受水区的生态环境将产生良好影响。(1)黄河青海段的水资源可增加43.3％—84.4％;(2)改善水环境,水土流失和土地沙漠化得到控制;(3)提高植被覆盖率,减少自然灾害。

基于复杂适应系统理论,对水资源系统进行分析。以水资源的配置和利用为主线,根据复杂适应理论的受限生成过程建模要素和步骤,构建宏观经济水资源综合模型。通过模型框架,将水资源系统中的宏观经济子系统和水资源子系统相互作用通过内生变量联接起来,分析南水北调西线工程对黄河流域受水区的影响,得到黄河流域二级区不同配水方案相对于无调水情况的gdp变化、单方水效益、入海水量和主要断面流量过程变化等。

南水北调西线工程处于相对稳定区,大坝、深埋长隧洞的施工技术可行;工程效益显著,经济上合理,项目的经济内部收益率为11.8%,经济净现值为1083.95亿元,经济效益费用比为1.7。该工程除了可以定量计算的效益外,更具有重要的社会、生态和环境效益,可促进黄河流域和西北地区乃至北方地区经济社会可持续发展和和生态环境良性维持。该工程向黄河增补水资源,可全面缓解黄河水资源供需矛盾,保护和改善生态环境。通过黄河干流各水库的调蓄作用,调水可有效增加黄河干流上水电站的梯级发电量。该工程对受水区的影响包括:1)供水范围广,影响大;2)维持黄河健康生命;3)改善受水区生态环境;4)维持国家生态安全。该工程对调出区社会经济的有利影响包括:1)为当地经济发展带来机遇;2)促进当地经济结构的升级;3)推动当地城市化的进程;4)提高当地居民的科学文化素质。对调出区社会经济的不利影响包括:1)对库区农牧业生产活动产生不利影响;2)对移民安置及宗教设施处理产生不利影响;3)对推荐坝址下游的水电资源开发产生不利影响。

南水北调西线工程实施将使雅砻江、大渡河、金沙江下游水量大幅减少,对四川省农牧业生产造成不利影响.由于修筑引水枢纽淹没农地,因此,每年对四川省第一产业增加值造成的经济损失为0.43亿元～0.86亿元;同时,减水也会降低四川甘孜、阿坝两州北部地区土地产出能力,但不会直接导致第一产业增加值下降.为此,本文提出了相应的对策建议.

南水北调西线一期工程在构造上位于青藏高原东部的巴颜喀拉地块内部,块体的四周边界以巨型走滑断裂和逆断裂为特征,构造运动非常强烈,是块体运动引发应力集中和释放能量的主要场所。但块体内部构造活动性较弱,仅发现甘德—阿坝断裂系北支断裂在阿坝盆地段的部分断裂、色达—洛若断裂和康勒断裂等晚更新世以来有过活动,且规模和运动强度远小于地块边界断裂。晚第四纪以来地块边界断裂的位移速率大多在7mm/a以上,最大达18mm/a,最小为1～2mm/a,而输水隧洞附近最主要的活断层顺河断裂的位移速率仅为0.18mm/a,相对地块边界断裂小1～2个数量级,可以认为工程场地处于构造相对稳定的地区。给出了阿坝盆地北缘断裂、顺河断裂等活断裂在工程使用期内最大设防的倾滑位移量,分别为0.67和2.62m。

应用重构相空间技术和混沌理论对月径流时间序列的特性进行了分析。以南水北调西线工程调水区主要河流附近的甘孜、朱巴等4个水文站月径流时间序列为对象,研究了嵌入相空间维数和关联维数之间的变化关系,得到了饱和关联维数和最小嵌入维数,结果表明:当最小嵌入维数超过6时,关联维数逐渐趋于稳定,即达到饱和,得到饱和关联维数在1.1～1.5之间,说明这些月径流序列可能具有混沌特性,这一研究结果为利用混沌理论来建立径流的预测模型提供了较为科学的依据。

对岩爆问题进行了探讨,详细分析了工程区各种因素对岩爆的影响,对岩爆区的临界埋深进行了预测,并从改善预应力条件、预注水、加固围岩等方面提出了有关岩爆的防治措施,以减少岩爆的发生概率。