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于晋和,等:青海湖水库的淡水来源

 水利天下 2023-11-04 发布于福建


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文章全文



青海湖水库的淡水来源
于晋和 韩松岑 张海林

前面给大家讲述了青海湖排咸化淡问题,今天我谈谈青海湖的淡水来源。
黄河多年的径流量为580亿立方米,1972~1999年,因为黄河下游断流22次和华北地区地下水超采严重,北京面临着迁都的危机,因此中国才有了南水北调东线工程和中线工程。几十年来很多人都认为黄河缺水,可是2022年水利部公布:黄河不仅彻底摆脱断流危机,实现连续23年不断流,还持续向黄河三角洲、乌梁素海、库布齐沙漠、白洋淀等重要生态区域补水,即使如此,2018~2021黄河年均入海水量超过300亿立方米,这个数据是上世纪九十年代的十几倍。笔者查阅了五年来黄河入海水量的数据,令人大吃—惊:
黄河入海水量表
年份
入海量(亿立方米)
2018
331.3
2019
304.4
2020
352.6
2021
434.1
2022
260.9

合计:1683.3
笔者近日去小浪底水库和三门峡水库了解到,2023年黄河下游的入海量,仍然会超过300亿立方米。黄河连续五年的入海水量达到1683.3亿立方米,竟然接近三年黄河的径流量,如果每年从黄河上游截流70~100亿立方米,引到青海湖~柴达木盆地~塔里木盆地去,有没有可能?有没有必要?    
          
—、青海湖水库淡水入库线路
郭开先生提出在大西线工程方案中,修建黄河拉加峡水库和拉青总干渠(拉加峡~青海湖,全长约216千米)从黄河上游向青海湖水库引水,逐年增加注入水源。拉加峡位于黄河上游干流,是典型的“V”型峡谷,两岸山体高出水面700~1000米,谷宽100米左右。修建拉加峡水库和拉青总干渠,调水到青海湖水库,这是我们专注该项目的核心问题之—。          
2023年8月,当我们实地考察拉家峡时,看到拉家峡已经修建了“玛尔当水电站”,坝高211米,蓄水高程为3275米,按3265米常规蓄水高度,从玛尔当水库直接开凿隧道到青海湖(3196米)有69米落差,引水到青海湖,完全符合我们的预期目标。从黄河上游引水入青海湖,在保持青海湖水位与生态平衡的前提下,等量置换青海湖咸水,这就是笔者在郭开先生修建青海湖水库的基础上,提出的新思路。    
图1 黄河干流正在建设的马尔当水库
          
1、青海湖水库的短期水源:黄河上游平均降水量为346.5毫米,l986—2016年,龙羊峡水库入库最大年径流量327.74亿立方米,最小年径流量105.77亿立方米,平均每年的径流量为213.1亿立方米,每年向青海湖水库注水70~100亿立方米是可能实现的目标。每年截流70亿立方米,8年就是—条黄河的水量,每年截流100亿立方米,6年就是—条黄河的水量。          
南水北调东线工程和中线工程正常运行5年了,“引汉入渭”工程也已投入使用,黄河下游地区已不再缺水,每年向渤海湾的入海量皆超过300亿立方米,而且黄河中下游持续出现洪灾,完全可以在黄河上游向青海湖水库增加—些水源,使青海湖水库保持排放咸水前的水位(15~20年内完成青海湖排咸化淡计划)。              
黄河入海水量的主要构成是汛前应急腾库水和汛期大量弃水,其次是春季凌汛水。如何合理利用汛前、汛期和凌汛的水量,可通过优化调度大幅增加可利用量,这是黄河流域“节水优先”的重要课题。据公开资料,黄河连续多年枯水,龙羊峡年平均来水量175亿立方米;连续丰水年龙羊峡来水为240~250亿立方米,黄河上游工农业用水量极少,因此在黄河上游向青海湖引水70~100亿立方米,是可以实现的。          
另外黄河上游每年都有夏汛和秋汛,秋汛季节往往是黄河中下游农田灌溉的空档期,可以将黄河上游的大部分降水汇入青海湖水库。还有整个冬季,黄河上游有80~100亿左右的水源,黄河中下游天寒地冻,农业用水极少,可以汇入青海湖水库20~30亿立方米。          
2、青海湖水库的中期水源:即将开工的南水北调西线工程共调水400亿立方米,建议修改南水北调西线供水计划,为青海湖水库匀出50~80亿立方米水源(20年完成此计划)将南水北调西线工程高线引水入贾曲,经玛尔当水库为青海湖水库增加水源。
2 南水北调工程位置图
3、青海湖水库的长期水源:大西线工程建设,每年可以向青海湖水库存蓄1000亿立方米水源,(50年完成此目标计划)。大西线工程的高线引水方案不能轻易放弃,黄河贾曲是高水高用的关键河道,也是青海湖水库建设的基础水源地。          
即使大西线工程不能从雅怒澜调水1000亿立方米,调400~600亿立方米也是大西线方案的胜利,3588米是雅鲁藏布江大峡谷向西部调水的生命高度,是引水到西部的理想高度,是中华民族的万年幸福线路,符合中国西部高水高用理念,不能轻易放弃;风电产业和雅怒澜金雅大黄的系列水电站的夜间弃电,为大西线引水提供了低成本能源,可以将一些低海拔的水源提起来引入高线进入黄河贾曲。黄河贾曲距离白河约50千米,可以考虑大西线工程延长50千米隧道从白河注入黄河,以弥补高线引水通道海拔不足的问题。              
建设青海湖水库,如果暂时没有长期水源,短期水源和中期水源也能够为柴达木盆地提供充足水源并部分治理塔里木盆地。
          
二、修建青海湖水库的必要性          
有人说:黄河流域是严重缺水区,怎么可能在黄河上游干流修建特大型水库向西部调水呢?黄河有多少水可以西调呢?其实很多人不了解,到目前为止,黄河干流已经修建了30座水库,在建的马尔当水库库容17亿平方米,计划修建的还有黑山峡水库,长期有效调节库容约59亿立方米。但是黄河干流总库容却不到600亿立方米,黄河流域没有—座特大型水库,不能调蓄黄河干流特大洪水,无法拦截黄河中下游地区的防洪抗洪。据资料显示,黄河上游如果出现2500立方米/秒的水量,黄委会就会发布洪水预警。          
(1)2018年7月8日,黄河流量为2500立方米/秒,形成黄河2018年第1号洪水。7月11日,黄河上中游启动防汛"级应急响应。
(2)2018年7月23日,黄河兰州段流量为2700立方米/秒,形成黄河2018年第2号洪水。          
(3)2019年6月20日,黄河第1号洪水形成,黄委会发布黄河上游汛情蓝色预警,启动黄河上游防汛"级应急响应。    
(4)2019年第3号洪水,黄河渣关站流量涨至5060立方米每秒,达到警戒流量(5000立方米/秒)。          
(5)2019年第4号洪水:9月11日以来,黄河源区持续降雨,22日,龙羊峡水库入库流量涨至2500立方米/秒。
(6)2020年6月25日,刘家峡水库开闸泄洪,按2300立方米/秒控泄。
(7)2020年第2号洪水,黄河兰州水文站7⽉20⽇20时42分流量达到3000⽴⽅⽶/秒。       
(8)2020年8⽉18日,因上游洮河来水量增大,黄河2020年第5号洪水,兰州段流量达到3570万立方米/秒,黄河兰州段部分步道、码头等被淹没,旅游项目暂停。历史上黄河兰州段曾经常出现3000⽴⽅⽶/秒流量,1981年黄河兰州段发大水,曾出现5600⽴⽅⽶/秒流量,最高水位曾一度逼近中山桥桥面。
(9)2020年8⽉18日,渭河华县洪峰流量2580⽴⽅⽶/秒;19日渭河临潼站流量3540⽴⽅⽶/秒,华县站流量2550⽴⽅⽶/秒。          
(10)2021年7⽉17⽇⾄23日,河南省遭遇历史罕见特大暴雨,发生严重洪涝灾害。特别是7⽉20日郑州市遭受重大人员伤亡和财产损失,共造成河南省150个县(市、区)1478.6万人受灾,直接经济损失1200.6亿元。          
(11)2021年8月下旬至10月,黄河中下游发生历史罕见秋汛洪水。黄河干流9天内相继出现3次编号洪水,潼关水文站发生1979年以来最大洪水,支流渭河、汾河、伊洛河、沁河均发生有实测资料以来同期最大洪水,多座水库突破历史最高蓄水位,黄河下游出现长历时、大流量洪水过程,洪水还原后花园口站有两次洪峰超1万m3。    
(12)2021年9⽉22⽇⾄30日,黄河支流滑河、伊洛河、沛河加上小浪底水库为迎接洪水需要腾出的库容,入海水量30亿立方米。          
(13)2021年9⽉27⽇⾄10⽉6日,9天内黄河中下游连续出现3场编号洪水,1号洪水潼关站洪峰流量7480m3/秒,为1988年以来最大;3号洪水潼关站洪峰流量8360m3/s,为1979年以来最大。潼关站2次洪水共历时28天,总水量高达92.9亿m3。黄河中下游汛情持续至10月中旬,花园口水文站流量在4000m3/秒以上历时达570小时,径流量为82亿立方米;在4800m3/秒左右历时约470小时,径流量为81.22亿立方米。          
(14)2022年6⽉19日,黄委会联合调度万家寨、三门峡、小浪底水库,实施2022年汛前黄河调水调沙。6⽉27日,小浪底水库按照4400⽴⽅⽶/秒最大流量控制下泄。6⽉29日,山东省黄河干流最大流量4300⽴⽅⽶/秒。
(15)2023年6⽉21日~7⽉10日,这是黄河第22年实施汛前调水调沙,20天为河口三角洲湿地生态补水1.7亿立方米,入海水量为42.59亿立方米。这42.59亿立方米,是黄河平水期—个月的流量,如果在黄河上游截流引往柴西去,可以为柴西提供—年的用水。          
建议取消黄河上游汛前腾库调沙,采取节水向青海湖调水量:    
汛前:40~50亿立方米;
汛期:20~30亿立方米;
凌汛期:20~30亿立方米。
          
三、建设青海湖水库的战略意义
黄河下游在研究汛前腾库调水调沙的成果的时候,我们引水团队在研究黄河汛前节水灌溉和洪期调沙的时间问题。黄河中下游水库的汛前腾库调沙,能不能放在汛期进行?我们认为:有了青海湖水库,根本不需要汛前腾库调沙,可以将汛前调水调沙放在汛期进行,这就凸显了青海湖水库的节水功能。          
1、将青海湖水库当作中国第一水库,第一水塔和第一水资源银行的高度来思考和建设,为中华民族子孙万代做一件功德无量的事。可以毫不夸张地说,青海湖水库是一项一劳永逸的永续调水的万年水利工程。
2、黄河上游洪水可以直接引入青海湖;黄河中下游发生洪水,可以截流黄河上游水源,减轻中下游的防洪压力。          
3、黄河流域系列水库汛前调沙腾库是水资源最大的浪费。长江水很宝贵,黄河水更宝贵。如何最大限度地让黄河“洪水资源化”,是一个黄河节水的重要课题。每年300多亿立方米黄河水入海,实际上有100亿立方米作为生态水就够了。如果有了特大型青海湖水库,黄河流域系列水库就可以常年低位运行,遇到旱灾,由青海湖水库提闸放水抗旱;遇到洪水,系列水库可以从容蓄水、泄洪调沙。有了青海湖水库,根本不需要汛前腾库。              
4、黄河流域每年汛前腾库本身就是一种水资源的浪费,是一种无的放水,因为谁也无法预测每次汛期的流量究竟是多少,水库排泄少了,上游大洪水来临,会形成下游洪水与上游水库泄洪叠加;水库汛前排泄多了,万一当年大旱,整个黄河中下游都缺水造成严重损失。          
5、如果有了青海湖水库,下游水库的调沙冲沙工作完全可以放在汛期同步进行。黄河下游汛期的流量大,泥沙含量高,汛前腾库调沙不如汛期调沙效率高。试问:是50亿立方米汛前冲沙量大还是汛期200亿立方米冲沙量大呢?如果取消汛前调沙,黄河干流30座梯级水库在汛期可以减少或避免洪期弃水,黄河干流系列水库也可以持续稳定发电;汛前腾库调沙,一般无法大量截流夏汛和秋汛滚滚黄河水东流入海。
6、根据柴达木盆地和罗布泊地区的地形地貌和湖泊内盐碱的赋存量,排泄和使用青海湖咸水,不影响太阳蒸发并在柴南和柴东山区形成降水(化为淡水)调往柴西和塔里木去,治理新青荒漠区。
7、青海湖水库是中国最大的节水工程,具备防洪,灌溉和发电的综合功能,从根本上彻底解决黄河中下游洪水调蓄、洪期调沙与过多入海浪费水资源问题;青海湖水库可以成为南水北调西线工程的辅助工程,应对长江流域的洪涝灾害时,也可以最大限度拦截调蓄金雅大上游洪峰;同时也为大西线工程调蓄引水西进北上铺平道路。
          
四、黄河中下游的另外两种节水思路    
1、全面取消宁夏种植水稻,改种其他农作物种植水稻。
宁夏耗水大户。宁夏因为有引黄灌渠,几十年大面积种植水稻,造成水资源的严重浪费,引黄灌区水稻发展与水资源短缺矛盾日益突出,水稻高耗水量与成本效益不匹配。宁夏供水总量70亿m3,其中取用黄河水63.97亿m3,占91%,宁夏水稻最高耗水多达3000⽴⽅⽶/亩,超过2000⽴方更是普遍。
近些年,宁夏采取了各种节水措施,大幅度降低水稻的耗水量,水稻耗水仍然达到1000-1200⽴⽅⽶/亩左右,与小麦、玉米的耗水400⽴⽅⽶/亩相比较,水稻依然是用水大户。能不能改变种植结构,全面推进节水灌溉,为青海湖水库支援—部分水源。
“天下黄河富宁夏”,从1998年-2017年间,宁夏水稻面积一直稳定在110万亩左右,2018~2020年,水稻面积逐步压减到75万亩左右;2023年,水稻种植面积控制在50万亩以内,说明宁夏在种植水稻方面—直处于压缩状态。
问题:宁夏能不能停止种植水稻,全部改为小麦、玉米?按每亩节水700立方米计算,每年可节水35亿立方米。为青海湖水库供水15亿立方米,宁夏还有20亿立方米,可扩种50万亩小麦或玉米,弥补取消水稻种植的损失。根据西部荒漠蒸发与西部的水汽运行规律,建议在罗布泊南部和敦煌地区种植海水稻,置换宁夏50万亩水稻种植面积,罗布泊和敦煌的大量蒸发水汽可以为整个祁连山脉提供增量降水,并且能适度补充黄河中游降水。
2、电力部门的两难选择
黄河干流30级电站的发电问题,是节水与调水之间、耕种与发电之间的矛盾,因为从黄河上游调水到西部,给黄河干流的水电造成直接经济损失,所以很多人—听说从黄河上游调水,立即持反对意见。如何弥补黄河干流梯级电站的经济损失,笔者认为可以用绿色能源接替黄河干流30座水电站的部分发电任务。    
新疆的“疆电外送”工作自2010年11月启动以来,截至2022年12月12日,已累计外送电量6062.45亿千瓦时。
青海省绿电外送范围扩展至14个省区市,全省清洁能源装机4273.6万千瓦,新能源装机3012.6万千瓦。绝大部分向内陆供电。
2023年5月,甘肃省新能源装机达3804万千瓦,到“十四五”末,新能源装机容量将超过8000万千瓦,电力外送至21个省(市、区)仅2021年外送电量达517亿千瓦时。
新甘青每年向内陆供电能不能抵消因为调水给黄河干流梯级电站累计发电“损失”?能不能置换因为调水给黄河干流梯级电站造成的发电“损失”?请有关部门核算一下。
黄河上游调水到西部地区,沿途也可以发电,从青海湖引水到塔里木盆地,有效落差为1800米;从阿尔金山引水到甘肃敦煌,有效落差为1400米。请电力专家核算—下这四个方面的发电总量,是否大大超过黄河30座梯级电站因调水带来的“电力损失”。
3、国家电网与黄河干流系列水库联合调度用电负荷控制,黄河干流30级梯级水库能否夜间0~8时少发电,多使用西部风电;白天适度少发电,尽量多使用风电和光电;阴雨天多使用黄河库存水源发电,节约出来的黄河水,能不能调往西部去。          
总而言之,在黄河干流节水,大有潜力可挖:    
(1)汛前节水
图3 泄洪冲沙
取消黄河干流每年汛前腾库调沙用水,改为汛期冲沙

(2)汛期节水
用青海湖水库拦截黄河夏、秋两个汛期部分洪水;
图4 黄河夏蒙段凌汛
(3)冬季节水
黄河是一条北方流淌的河流,每年11月~次年春节,黄河全流域天寒地冻,农业生产全部停止,黄河能不能在保证生态用水的条件下,减少50亿立方米宝贵的水源入海?青海湖水库可以为黄河流域调蓄自如,是一座得天独厚、坚固无比、给中华民族带来无穷财富的特大型天然水塔。冬天在黄河上游拦截大量水源,可以有效防止黄河夏蒙段凌汛;
(4)改变种植节水
宁夏、内蒙、河南濮阳、新乡和洛阳使用黄河水大面积种植水稻,水稻用水量为1000~1200立方米/亩,小麦和玉米用水量仅400立方米/亩,建议减少黄河中下游水稻种植面积,耕种节水型粮食作物,减少100万亩水稻种植面积,就可以节水60~80亿立方米。四省区所需大米,可以从东北调入。
(5)节水发电
在黄河干流梯级水电站挖掘潜力,从黄河上游调水,直接损失最大的是黄河干流30座梯级水电站,如何弥补黄河干流梯级水电站的损失,是黄河引水与节水最大的利益冲突,也是决策层最大的两难选择。
新甘青每年向内陆输送大量风电、光电和热电,有一些弃电浪费现象,如果控制黄河干流水库夜间~凌晨发电,改由风电、热电代替;晴天多使用光电替代黄河干流梯级电站发电;冬季凌汛期应该节水减少发电;而阴雨天由黄河系列水电站多发电,保证黄河中游城乡用水,一年可以节水多少?
(6)使用弃电节水    
用每日每夜的弃电置换黄河30座梯级电站因节水造成的电力损失,一年能节水多少?
          
五、黄河引水青海湖水库的弊端与措施
1、青海湖西部调水在短期内影响黄河干流30座水电站的发电收益,只有黄河干流“忍痛割电”,才能保证向西部引水;黄河干流损失的电力,可以在新甘青的风电、光电和热电及西部引水发电过程中得到补偿。
2、柴达木盆地目前人口较少,盆地内风大风多,无霜期短,不适合常规农业生产,短期内农业经济发展见效慢,投入产出比例较低,但生态、矿业、畜牧业受益可观。
3、黄河连续枯水年可能影响黄河下游的用水量,届时可以暂时减少对青海湖的入库量,延长青海湖水库淡化时间。建设青海湖水库完成对西部战略调水,要克服重重困难,要改变长期以来的惯性思维,改善黄河流域的节水和用水措施,才能完成。
4,如果青海湖西部战略调水之规划、研究、设计和建设尚需几十年,在此期间,黄河干流如何节水,是一道新课题,总不能在这几十年中,每5年看着1500~1600亿立方米(相当于三条黄河)的径流量入海而无动于衷吧。
看完青海湖水库的淡水来源,你觉得我研究分析的是否正确?
作者供稿于2023年10月22日

附:作者简介



作者于晋和老师
【作者简介】于晋和,男,1957年生。
1976年8月高中毕业,在兵团187团5连上山下乡。
1979年1月~1981年1月考入奎屯师范学院中文系并毕业。(大专)
1981年3月~1989年5月,在福海县二中任高中语文和历史老师。
1989年5月~1993年调入福海县黄金公司任黄金矿长兼副经理。

1993年任自治区工商联矿业总公司珠宝部经理。

 1997年~2015年,任新疆泰和龙工贸发展有限公司(私企)董事长兼总经理。

  2015年~至今,研究向新疆塔里木盆地及西部四省区调水工程方案,发表有《通塔引水工程方案策划书》、《建设青海湖水库建议书》等多篇论文。

本期【百家论水】专栏系列就到这里了大家有需要交流探讨的,欢迎在评论区留言或转发、分享,期待各位下期再见。
编辑:薛国强
审定:于晋和

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