引調(diào)水工程對漢江中下游航運影響初步研究

馬方凱，蔡淑兵，李小芬，尹維清，王英奎

(長江水利委員會長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，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)濟社會快速發(fā)展對流域需水增加，南水北調(diào)中線一期、引漢濟渭等跨流域調(diào)水工程的實施，流域水資源供需矛盾將逐漸突出［1］，中枯水時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)水工程實施后，漢江中下游水文水資源量及時空分布發(fā)生變化，可能會對中枯水期漢江中下游航運產(chǎn)生影響，需開展本研究。

本研究以引調(diào)水工程實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現(xiàn)狀及規(guī)劃，初步分析了工程實施后對中下游航運影響。

1 漢江流域引調(diào)水工程

主要分5個方面闡述:

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、引江濟漢、部分閘站改造、局部航道整治四項工程。

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)，計劃2014年全線通水;漢江中下游興隆水利樞紐與引江濟漢等兩項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 引漢濟渭工程

引漢濟渭工程供水目標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，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)后穿秦嶺隧洞進入渭河受水區(qū)。遠期引漢濟渭工程調(diào)水可在長江干流補水方案或其他補水方案實施后擴大至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。

1955年至今該區(qū)域發(fā)生特大干旱、嚴重干旱13次，特別是2010—2012年3 a連旱，區(qū)域供水出現(xiàn)嚴重危機。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)嚴重的缺水危機。

1.4 引江濟漢工程

引江濟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充水量，改善該河段的生態(tài)、灌溉、供水、航運用水條件。

引江濟漢工程渠道全長約67.23 km，年平均輸水37億m3，其中補漢江水量31億m3，補東荊河水量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一步弱化。

3 對漢江中下游航運影響初步分析

3.1 航運現(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Ⅳ(3)級航道標準。襄樊～皇莊153 km河段，為典型的游蕩性河段，“八五”期間進行重點整治后達Ⅳ(2)級航道標準。皇莊～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Ⅲ級航道標準。

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施引江濟漢工程及航道整治工程，使丹江口至漢口649km航道達到Ⅲ級航道標準。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 航運基流分析

航運用水不消耗水量，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)的流量作為航運河道內(nèi)用水基流。丹江口水庫以下漢江干流航運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，皇莊以下航運基流為500 m3/s。

3.3 對漢江中下游航運影響初步分析

經(jīng)長系列徑流計算，分析與相應(yīng)航道等級相同保證率計算的丹江口斷面的分旬枯水及中水流量，引水工程實施后丹江口下泄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。考慮到流域引調(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］交通運輸部.全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃［R］.北京:交通運輸部，2007.

［3］許應(yīng)石，李長安，張中旺，張增杰.湖北省水資源短缺風(fēng)險評價及對策［J］.長江科學(xué)院院報，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.