摘要：南水北调西线工程地处青藏高原东南部，规划从长江上游调水170亿m3，经输水隧洞穿越巴颜喀拉山分水岭入黄河上游。阐述包括向干旱、半干旱的西北地区和缺水的黄河调水的必要性；从20世纪50年代到现在历经半个世纪的研究；以及工程方案技术。

关键词：跨流域调水规划 主要特点 南水北调西线工程


1 从湿润、半湿润地区向干旱、半干旱地区调水，并向缺水的黄河补水的必要性
1.1 西北地区水资源地理环境的历史演变概况
　　我国是世界上水资源相对紧缺的国家之一。虽然我国多年平均水资源总量为28 100亿m3，排世界第4位，但中国人口众多，人均水资源量只有2 300 m3，仅为世界人均水平的1/4，而且在时空分布上又极不平衡，南方水多，北方水少。西北地区气候干旱愈来愈严重，在半干旱区降雨量200～400 mm、干旱区降雨量在200 mm以下，由于水文状况的恶化，一些河流逐渐枯竭，湖泊水位下降，面积缩小，植被减少，绿洲衰退，荒漠侵蚀。因此，如何合理配置有限的水资源是中国经济社会可持续发展面临的一个重要课题。跨流域调水工程，是相对自然水资源系统而言，人为的调配水资源。
　　我国西北地区曾是雨量丰沛、森林茂密、水草丰盛、繁荣富庶的地区。有专家认为，在距今100多万年时，开始由湿润向干旱环境变化，其主要原因，是青藏高原不断隆起，阻挡了西南季风北上，降雨量减少，气候干燥。
　　距今5 000～2 000年间，甘肃河西走廊地区，气候温暖湿润，河流水量丰沛，物产丰富。汉唐时期兴盛一时的丝绸之路，沿河的敦煌、酒泉、张掖、武威成为丝绸之路上的重要城市和经济文化交流的枢纽点。到了距今七八百年的宋元时期，丝绸之路已趋衰退。从16世纪中叶到20世纪初，石羊河等河流下游干旱沙化日趋严重，河流的尾闾湖全面干涸，大片绿洲、村落相继被废弃。
　　历史上的塔里木河流域，曾是一条繁荣的绿色走廊，其终端湖－罗布泊，也曾是浩淼的大湖。在湖西侧有楼兰国（公元330年后废弃）的古绿洲。据推测，200多万年前，罗布泊湖面面积有2万 km2，1942年只有3 006 km2，1962年仅剩660 km2，1972年这个浩瀚大湖在西北大地上消失。
　　古时青海湖面积相当大，据推算在全新世以来的一万多年中，青海湖水面缩小2 150 km2，水量减少20多亿m3。1957年湖面积减少到4 635 km2。公元6世纪建于湖西畔的伏俟城（早已废弃），现在，该古城遗址距湖岸10 km。可见，自然环境尤其是水环境的演变，对人类社会的影响是严重的。但是人类改造自然的能力也随着时代的进步，社会生产力的发展而提高。当代，人类已经有能力兴建大型调水工程，调整水资源的地区分布，解决干旱地区缺水问题。
　　自古以来，水与地理环境、人类活动息息相关。在干旱地区有水就有绿洲，无水就会变成荒漠。水可以改变一个地区的面貌。国内的引水、调水工程和国外调水工程所发挥的效益，就是有力的证明。因此，水在我国西北地区具有特殊的地位，是西北地区和黄河的关键资源。
1.2 黄河缺水严重，系资源性缺水
　　黄河是我国西北、华北的重要水源。随着经济的发展，20世纪90年代年均耗水量307亿m3，比50年代增多185亿m3。入海水量，90年代年均120亿m3，比50年代年均减少360亿m3。黄河缺水严重，属于资源性缺水；造成黄河下游频繁断流，当地水资源的供需矛盾加剧，生态环境恶化，水质污染加重，对河口地区的湿地和生物多样性构成严重威胁，同时导致主河槽淤积增加，平滩过流能力减小，防洪负担加重。
　　1999年对黄河干流实行水量统一调度以来，断流现象虽然有所缓解，但水资源短缺问题并未得到解决。据预测，在充分考虑节水的情况下，正常来水年份，黄河上中游地区2010年缺水40亿m3，2030年缺水110亿m3。枯水年份缺水更多。
　　解决缺水的根本途径，是实施从长江上游调水，开凿隧洞穿过巴颜喀拉山分水岭，输水入黄河上游的南水北调西线工程。西线调水入黄河后，可利用黄河上游的水库控制工程，为宁蒙河段冲沙减淤，改善生态环境。有一部分水量供给黄河中游水沙调控工程体系，必将对水库塑造理想人工水沙过程产生积极作用，有利于黄河下游河道的减淤冲沙、遏制下游河道泥沙的淤高，并从根本上解决黄河下游的断流问题。
　　西线调水入黄河后，将对生态脆弱的西北受水地区增供水资源，促进防沙治沙，为遏制土地沙漠化创造条件；可增加植被覆盖率，恢复和建立新的生态系统，大大提高这一地区的环境容量和环境承载力，有利于人与自然和谐相处；将促进西北地区丰富矿产资源的开发，把资源优势转化为经济优势；为加快城市化进程提供保障，统筹实施水资源的有效合理配置；以水资源的可持续利用，支撑经济社会的可持续发展。
　　综上所述，南水北调西线工程，是一项规模宏大地调配并合理配置水资源的工程，从湿润、半湿润地区向干旱、半干旱的西北地区和缺水的黄河调水，从某种意义上说，是一项庞大的生态环境工程。
2 南水北调西线工程规划工作
　　早在1952年，具有远见卓识的黄河水利委员会主任王化云等一些专家，就组织了从通天河调水入黄河的线路查勘。这是我国第一次南水北调查勘。同年10月，毛泽东主席第一次视察黄河时，就说：“南方水多，北方水少，如有可能，借点水来也是可以的"。
　　根据上级指示，黄河水利委员会在中国科学院配合下，从1958—1961年进行了大规模的西线调水查勘，涉及的河流有怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江等，范围约115万km2。20世纪70年代到80年代初，黄河水利委员会又组织了几次西线调水查勘。1987年原国家计委决定，在“七五 "、“八五"期间开展南水北调西线工程超前期规划研究工作，研究从长江上游通天河，支流雅砻江、大渡河调水入黄河上游的方案。调水工程范围为30万km2。这项工作历时10年，于1996年6月结束。
　　1996年7月开始规划阶段的工作，2001年上半年水利部调水局组织专家评审了西线工程的6个规划专题报告，2001年5月27—29日，水利部组织专家审查通过了黄河水利委员会提交的规划报告。水利部张基尧同志在审查会上指出：规划报告的审查通过，在西线工程历程中，具有里程碑的意义。水利部布署了第一期工程及时转入项目建议书阶段的工作。2001年8月，水利部张基尧副部长、高安泽总工、黄河水利委员会李国英主任等领导，考察了西线第一期工程现场。
　　从1952年8月至2002年8月，历时整整50年，有5 000多人次在青藏高原查勘，付出了艰辛劳动，有些人受伤、致残，有的献出了生命，取得了地形、地质、地震、水文、气象、社会经济等大量基础资料，完成了数百份工程和研究报告，有些填补了国家空白，从而使西线工程进入了一个新的阶段。

3 南水北调西线工程的主要技术特点

　　南水北调西线工程是一项特大型跨流域调水工程，地处青藏高原东南部，地理位置、气候特征、社会经济等都有特殊性，技术上也有其特点。

3.1 调水工程的技术特点

3.1.1 工程方案思路的转换 回顾50年的历程，特别是近20年来，随着国家综合实力的增强，科学技术的发展，以及工作的实践和认识，不断地调整工作思路，从而不断地增加或改变工作内容。

（1）从大范围调水到切合实际的较小范围调水。1958—1961年，黄河水利委员会组织人员在西部地区115万km2范围进行调水查勘。1978—1986年，提出从距离黄河较近、调水量适宜、相对工程规模较小的通天河、雅砻江、大渡河调水，三条河共调水200亿m3。这是工作思路的第一次转换，从研究115万km2缩小到30万km2的范围。

（2）从明渠为主转变为隧洞为主，从着重研究抽水方式转变为着重研究自流方式。原国家计划委员会、水利部和专家们肯定了缩小研究范围的思路，1987年7月原国家计划委员会决定开展南水北调西线工程10年超前期规划研究工作，此任务于 1996年6月完成。

　　根据青藏高原地质条件复杂，地质灾害频繁的特点和开凿隧洞技术的迅速发展，将输水线路最长达6 000 km的明渠转变为以隧洞为主。这期间研究了采用抽水方式和自流方式等若干方案，鉴于青藏高原寒冷缺氧，人烟稀少，交通不便，调水工程区没有电网，需自建大型电站，经分析比较，目前宜采用自流方式。这是工作思路的第二次转换。

（3）从高海拔转为相对较低海拔。1996年7月至2001年6月，开展了5年规划阶段的工作，这是10年超前期规划研究的继续。从1987年到2001年，研究的范围为北到黄河源头(海拔4 500 m左右)，南到四川甘孜一带(海拔3 000 m左右)，提出了许多引水方案，并比选出12个代表性方案。结合青藏高原的实际，推荐位于海拔3 500 m左右的工程方案，形成从金沙江调水80亿m3，雅砻江调水50亿m3，雅砻江、大渡河间5条支流调水40亿m3，共调水170亿m3的总体布局方案。

　　海拔3 500 m地区，自然环境较好，有森林、农田，适宜于人类活动，有利于工程的建设、运行和管理。此总体布局方案具有“下移、自流、分期、集中、渐进"的特点。本着“由小到大，由近及远，由易到难"的思路，选定雅砻江、大渡河间5条支流调水40亿m3方案为第一期工程，雅砻江调水为第二期工程，金沙江调水为第三期工程。第一期工程先行实施，二、三期工程输水线路都从一期工程近旁集中通过，可以利用一期工程的地质资料和临建设施，加快工程建设。这是工作思路的第三次转换。

　　2001年5月在规划报告的审查会上，专家们赞同这个思路，赞同分三期开发，分期实施的方案。水利部汪恕诚部长说：规划思路明确，工程布局方案突出“下移、集中"是正确的。根据水利部的安排，将第一期工程及时转入项目建议书阶段工作。从2001年7月到现在，黄河水利委员会设计院投入大量人力在一期工程现场工作。

3.1.2 深埋长隧洞是关键技术 一期工程由“五坝七洞一渠"组成，5座坝高65～123 m，长244 km的隧洞自然分为7段和一段16 km的明渠。输水隧洞开凿支洞后，最长施工洞段37 km。洞线埋深一般300～600 m，最大埋深1 150 m。从当前施工技术看，37 km长的隧洞，属于常规工程。地质岩性主要有三叠系砂、板岩或砂板岩互层，抗压强度一般为40～100 MPa， 属于中等坚硬岩类。输水线路地震动峰值加速度大部分为0.10 g，部分为0.05 g和0.15 g。初步探查，全线穿越断层22条，大体走向NW－SE。

（1）筑坝技术。我国对各种坝型的建筑技术已趋成熟。20世纪80年代以来，开始重视和推广土石坝类的混凝土面板堆石坝坝型。这种采用当地石料，分层振动碾压堆石的施工方法，使坝体密实，面板较少出现裂缝，防渗效果也好，具有断面小，安全性好，施工简便，造价低的特点。当前，大型、多功能、高效施工机械的发展大大提高了施工质量，加快了施工进度，更降低了工程造价。1999年，在广西与广州交界处的南盘江建成混凝土面

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