引調(diào)水工程對漢江中下游航運(yùn)影響初步研究

馬方凱，蔡淑兵，李小芬，尹維清，王英奎

(長江水利委員會(huì)長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，武漢430010)

0 前言

漢江流域多年平均水資源總量為573億m3，約占長江流域的5.8%，水資源相對豐富。但隨著流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展對流域需水增加，南水北調(diào)中線一期、引漢濟(jì)渭等跨流域調(diào)水工程的實(shí)施，流域水資源供需矛盾將逐漸突出［1］，中枯水時(shí)期水資源綜合利用壓力加大。

漢江中下游作為《全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃》部署的長江水系高等級航道“十線”之一［2］，是國家重要通航河流。

考慮到流域引調(diào)水工程實(shí)施后，漢江中下游水文水資源量及時(shí)空分布發(fā)生變化，可能會(huì)對中枯水期漢江中下游航運(yùn)產(chǎn)生影響，需開展本研究。

本研究以引調(diào)水工程實(shí)施后漢江中下游水文情勢變化為基礎(chǔ)，結(jié)合漢江中下游航道航運(yùn)現(xiàn)狀及規(guī)劃，初步分析了工程實(shí)施后對中下游航運(yùn)影響。

1 漢江流域引調(diào)水工程

主要分5個(gè)方面闡述:

1.1 南水北調(diào)中線工程

南水北調(diào)中線一期工程供水目標(biāo)以北京、天津、河北、河南等主要城市生活、工業(yè)供水為主，兼顧生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水。多年平均調(diào)水95億m3，相應(yīng)渠首引水規(guī)模為350～420 m3/s。

主體工程由水源工程、輸水工程和漢江中下游治理工程組成。水源工程為大壩加高至最終規(guī)模的丹江口水庫，輸水工程全長約1 432 km，以明渠為主。漢江中下游治理工程為興隆水利樞紐、引江濟(jì)漢、部分閘站改造、局部航道整治四項(xiàng)工程。

目前，水源工程的丹江口大壩加高和輸水工程已開工建設(shè)，計(jì)劃2014年全線通水;漢江中下游興隆水利樞紐與引江濟(jì)漢等兩項(xiàng)治理工程亦正在建設(shè)中。根據(jù)南水北調(diào)工程總體規(guī)劃，中線后期工程從漢江調(diào)水規(guī)模將增加至130億m3左右。

1.2 引漢濟(jì)渭工程

引漢濟(jì)渭工程供水目標(biāo)主要是解決陜西省關(guān)中地區(qū)城市生產(chǎn)生活用水，兼顧渭河河道生態(tài)用水。規(guī)劃供水范圍為西安、咸陽、渭南的大中城市。以漢江上游黃金峽和三岔河為調(diào)水水源點(diǎn)，2025水平年調(diào)水10億m3。

規(guī)劃從漢江干流黃金峽水庫庫區(qū)抽水經(jīng)秦嶺隧洞引水入渭河受水區(qū)，部分時(shí)段黃金峽水庫抽水至漢江支流三河口水庫調(diào)節(jié)后穿秦嶺隧洞進(jìn)入渭河受水區(qū)。遠(yuǎn)期引漢濟(jì)渭工程調(diào)水可在長江干流補(bǔ)水方案或其他補(bǔ)水方案實(shí)施后擴(kuò)大至15億m3。

1.3 清泉溝引水工程

鄂北地區(qū)位于湖北省北部，涉及襄陽、隨州、孝感地區(qū)內(nèi)8個(gè)縣市，分屬唐白河流域下游和府澴河流域上游。該地區(qū)處于濕潤、半濕潤區(qū)過渡帶，對降水年季變化十分敏感，存在水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)。

1955年至今該區(qū)域發(fā)生特大干旱、嚴(yán)重干旱13次，特別是2010—2012年3 a連旱，區(qū)域供水出現(xiàn)嚴(yán)重危機(jī)。鑒此，湖北省提出了鄂北水資源配置工程，即在已規(guī)劃漢江清泉溝分水水量基礎(chǔ)上，從漢江增加引水，規(guī)劃共引水約14億m3，以解決鄂北地區(qū)嚴(yán)重的缺水危機(jī)。

1.4 引江濟(jì)漢工程

引江濟(jì)漢工程從長江荊江河段引水至漢江興隆河段下游，屬南水北調(diào)中線配套漢江中下游治理工程之一。

工程的主要任務(wù)是向漢江興隆以下河段補(bǔ)充水量，改善該河段的生態(tài)、灌溉、供水、航運(yùn)用水條件。

引江濟(jì)漢工程渠道全長約67.23 km，年平均輸水37億m3，其中補(bǔ)漢江水量31億m3，補(bǔ)東荊河水量6億m3。工程于2010年開工。

1.5 其他引調(diào)水工程

引乾濟(jì)石調(diào)水工程在漢江左岸支流乾佑河上源各支溝(黃土梁溝、小峪溝、老柳溝和沙溝)的溝口附近建砌石低壩引水樞紐，以沙溝溝口的砌石重力壩為骨干水源工程，4處水源匯流后利用在建的西康公路秦嶺隧洞(18 km)路渠結(jié)合，自流引水到石砭峪，經(jīng)調(diào)蓄后，供西安市城市和生態(tài)環(huán)境用水，年引水量0.49億m3。

引紅濟(jì)石調(diào)水工程從漢江左岸褒河支流紅巖河中段的關(guān)山村低壩引水，經(jīng)隧洞穿越秦嶺進(jìn)入石頭河上游的桃川河，經(jīng)石頭河水庫調(diào)節(jié)后，向關(guān)中西部城市供水，年引水量0.92億m3。

陜西省勉縣已建成二榔頭水庫引水工程，從嘉陵江流域毛秋河引水入漢江灌溉勉縣，年引水量1.8億m3。

2 引調(diào)水工程對漢江中下游水文情勢影響初步分析

在多年平均、枯水年設(shè)計(jì)頻率下，沿程各典型斷面平均流量降幅從上游至下游呈明顯減少的趨勢:多年平均條件下，推薦方案實(shí)施后，黃家港斷面逐月流量過程變化量范圍為9～90 m3/s，變化程度為1.47%～6.70%;黃家港斷面逐月流量過程變化量范圍為13～78 m3/s，變化程度為1.34%～5.83%，水位變幅在0.01～0.09 m;枯水年推薦方案實(shí)施后，黃家港斷面逐月流量過程變化量范圍僅為1～8 m3/s，變化程度為0.10%～1.58%;黃家港斷面水位變幅在0～0.01 m，僅7月份和10月水位有所下降，其余月份水位基本持平。

經(jīng)分析，多年平均條件下，黃家港、王甫洲壩下、胡家洲、新集、襄陽、崔家營6個(gè)斷面平均流速減少了0.01～0.03 m/s，減少程度為2.5%～8.7%;枯水條件下，6個(gè)斷面平均流速減少了0.01～0.03 m/s，減少程度為4.09%～7.87%。

總體來說，規(guī)劃實(shí)施后河道流量有一定程度減少，流速呈現(xiàn)變緩的趨勢，但流速的最大變幅不超過0.08 m/s，且隨著沿程水量的不斷恢復(fù)，河道減水對流速的影響將進(jìn)一步弱化。

3 對漢江中下游航運(yùn)影響初步分析

3.1 航運(yùn)現(xiàn)狀及規(guī)劃

漢江丹江口以下漢江中下游為通航河段，航道長652 km。其中:丹江口～襄樊117 km，航行條件較差，2005年整治完成后達(dá)Ⅳ(3)級航道標(biāo)準(zhǔn)。襄樊～皇莊153 km河段，為典型的游蕩性河段，“八五”期間進(jìn)行重點(diǎn)整治后達(dá)Ⅳ(2)級航道標(biāo)準(zhǔn)?；是f～河口段382 km，屬蜿蜒性單一河道，兩岸筑有堤防，可全年通航300 t級船舶，中洪水期可通航500 t級船舶，為Ⅳ級航道，其中蔡甸～河口33 km段常年可通航500 t船舶，中水期可通航1000t級船舶，達(dá)Ⅲ級航道標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)2012年國務(wù)院批復(fù)的《長江流域綜合規(guī)劃(2012—2030)》，漢江中下游通過興隆等梯級渠化和實(shí)施引江濟(jì)漢工程及航道整治工程，使丹江口至漢口649km航道達(dá)到Ⅲ級航道標(biāo)準(zhǔn)。漢江丹江口以下干流航道規(guī)劃見表1。

表1 漢江丹江口以下干流航道規(guī)劃表 m/s

3.2 航運(yùn)基流分析

航運(yùn)用水不消耗水量，但需根據(jù)航道條件保持一定流量，以維持必要的航深和航寬。初步以規(guī)劃航道等級和通航條件，采用Ⅲ級航道最低通航水深保證率95%對應(yīng)的流量作為航運(yùn)河道內(nèi)用水基流。丹江口水庫以下漢江干流航運(yùn)基流采用漢江流域規(guī)劃成果，擬定丹江口水庫最小下泄流量為490 m3/s，皇莊以下航運(yùn)基流為500 m3/s。

3.3 對漢江中下游航運(yùn)影響初步分析

經(jīng)長系列徑流計(jì)算，分析與相應(yīng)航道等級相同保證率計(jì)算的丹江口斷面的分旬枯水及中水流量，引水工程實(shí)施后丹江口下泄95%頻率的枯水流量為490 m3/s，皇莊斷面95%頻率的枯水流量為500 m3/s，下泄流量可基本滿足漢江中下游航運(yùn)河道內(nèi)用水基流需求。

丹江口下泄50%頻率的中水流量分別為491 m3/s，皇莊斷面50%頻率的中水流量為632 m3/s。中水流量相對減少，對漢江中枯水期航運(yùn)有一定影響。

4 結(jié)論及下一步工作

初步分析成果表明:考慮綜合調(diào)度后，流域引調(diào)水工程對漢江中下游干流枯水條件下通航基本無影響?？紤]到流域引調(diào)水工程規(guī)模較大，對徑流過程影響不容忽視，下一步需開展有關(guān)綜合分析論證工作。

［1］馬建華.關(guān)于漢江流域?qū)嵤┧糠峙涔芾砣舾蓡栴}的思考［J］.人民長江，2010(09):1－6.

［2］交通運(yùn)輸部.全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃［R］.北京:交通運(yùn)輸部，2007.

［3］許應(yīng)石，李長安，張中旺，張?jiān)鼋?湖北省水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及對策［J］.長江科學(xué)院院報(bào)，2012(11):5－10.

［4］王忠法.漢江流域防洪與鄂北水資源配置［J］.水利發(fā)展研究，2012(12):13－17.