引漢濟(jì)渭工程對(duì)漢江中下游的影響分析

牟 勇，張 明，王 凡，劉永孝

（1.陜西省引漢濟(jì)渭工程建設(shè)有限公司，陜西 西安710010；2.西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院, 陜西 西安 710048；3.陜西灃西新城投資發(fā)展有限公司，陜西 西咸新區(qū) 712000）

0 前言

引漢濟(jì)渭工程是國務(wù)院確定的172 項(xiàng)重大水利工程之一，是陜西省全局性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、公益性水資源配置工程[1]。工程地跨黃河、長江兩大流域，調(diào)水樞紐分別位于漢中市洋縣境內(nèi)漢江干流黃金峽和漢中市佛坪縣與安康市寧陜縣交界的漢江支流子午河三河口。受水區(qū)為陜西省關(guān)中地區(qū)渭河沿岸西安、咸陽、渭南、楊凌四個(gè)重點(diǎn)城市及其所轄十八個(gè)縣城、工業(yè)園區(qū)，受益人口1441 萬人。調(diào)水工程由黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐和秦嶺輸水隧洞（黃三段和越嶺段）組成。輸水工程由黃池溝配水樞紐、南干線、北干線及21 條支線組成[2～3]。工程采取“一次立項(xiàng)，分期配水”的建設(shè)方案，逐步實(shí)現(xiàn)2025 年配水10 億m3，2030 年配水15 億m3[4～5]。引漢濟(jì)渭工程的建設(shè)和運(yùn)行勢(shì)必會(huì)影響漢江中下游的水文形勢(shì)以及南水北調(diào)中線一期工程調(diào)水，為此，有必要開展引漢濟(jì)渭工程對(duì)漢江中下游水文情勢(shì)影響的研究。

1 工程實(shí)施后各控制斷面的水文特征變化

1.1 多年平均流量變化

引漢濟(jì)渭工程實(shí)施后，在設(shè)計(jì)水平年2025 年多年平均從漢江流域調(diào)出水量約10.0 億m3，其中，黃金峽水利樞紐多年平均調(diào)出水量5.591 億m3，三河口水利樞紐多年平均調(diào)出水量4.495 億m3；2030 年多年平均調(diào)出水量約為15.0 億m3，其中，黃金峽水利樞紐多年平均調(diào)出水量9.66 億m3，三河口水利樞紐多年平均調(diào)出水量5.49 億m3。

由不同水平年引漢濟(jì)渭工程的調(diào)水規(guī)模及下游控制斷面的多年平均天然徑流量分析引漢濟(jì)渭工程調(diào)水后下游各控制斷面的徑流量及對(duì)下游的影響程度，引漢濟(jì)渭工程調(diào)水后的下游河段徑流量及對(duì)下游的影響分析見表1。

表1 引漢濟(jì)渭調(diào)水后下游各控制面的多年平均徑流量

由表1 可知，引漢濟(jì)渭調(diào)水規(guī)模10 億m3、15 億m3方案，石泉斷面河道內(nèi)減水比例分別為9.6%、14.4%，白河斷面河道內(nèi)水量占天然徑流量的比例分別為4.4%、6.7%?？梢?，引漢濟(jì)渭調(diào)水對(duì)下游年徑流量的影響程度是越往下游影響越小，到陜西與湖北交界的白河斷面影響程度已經(jīng)不大，白河以下為丹江口庫區(qū)，為多年調(diào)節(jié)水庫，調(diào)節(jié)庫容巨大（190.5 億m3），引漢濟(jì)渭調(diào)水對(duì)其影響已不大。所以，引漢濟(jì)渭調(diào)水后的主要減水范圍至陜西與湖北交界的白河。

1.2 水位變化

黃金峽水庫和三河口建成運(yùn)行后，水庫攔蓄及水庫運(yùn)行調(diào)度方式使庫內(nèi)水位在各水期將明顯抬高。壩下河段受引漢濟(jì)渭調(diào)水和水庫調(diào)度影響，水位與天然河道相比將有所降低。

表2 引漢濟(jì)渭調(diào)水后各斷面水位變化 單位：m

從表2 可以看出：水庫建成調(diào)水后，下游各斷面的水位均有明顯降低。2025 年調(diào)水10 億m3后，石泉、安康、白河斷面月平均水位降幅分別為0.05 m～0.16 m、0.05 m～0.12 m 和0.05 m～0.12 m。2030 年調(diào)水15 億m3后，石泉、安康、白河斷面月平均水位降幅分別為0.07 m～0.22 m、0.07 m～0.16 m 和0.06 m～0.17 m，水位變幅不大。

1.3 泥沙變化

黃金峽水庫建庫后，水位抬升較多，流速變緩，水流挾沙力降低，庫區(qū)河道產(chǎn)生泥沙淤積。水庫建庫后，水沙過程得到了全面的調(diào)蓄控制，調(diào)水后黃金峽壩址處各月下泄流量較工程前均有所減?。p小20.2 m3/s～47.8 m3/s），流量減少比例為7.1%～42.6%，枯季減少比例大，汛期減少比例小，下游輸沙情況有了較大的改變。主要表現(xiàn)為由于水庫攔沙，大量泥沙被攔在庫內(nèi)，下泄流量減小亦使得下泄沙量較工程前有所減小，且沙量減小比例將大于流量的減小比例。水庫下泄流量年內(nèi)分配過程未發(fā)生明顯變化，下泄沙量的年內(nèi)分配過程亦不會(huì)發(fā)生明顯變化。

三河口水庫建庫后，水位抬升較多，流速變緩，水流挾沙力降低，庫區(qū)河道產(chǎn)生泥沙淤積，由于水流含沙量低，庫區(qū)泥沙淤積不大。水庫建庫后，水庫下泄流量年內(nèi)分配過程趨于均化，使壩下輸沙過程亦趨于均化。引漢濟(jì)渭調(diào)水后三河口壩址處下泄流量減小比例較黃金峽要大的多，減小比例多在50%以上，最大達(dá)到74.4%。但三河口壩址處輸沙總量不大，僅為黃金峽壩址處的7.6%，所以，三河口建庫后對(duì)下游漢江干流的輸沙量影響遠(yuǎn)小于黃金峽水庫。

因此，引漢濟(jì)渭工程實(shí)施后，黃金峽和三河口水庫水位抬升較多，流速變緩，水流挾沙力降低，庫區(qū)河道產(chǎn)生泥沙淤積。子午河入漢江口下游的漢江干流輸沙量較工程前將有所減小，且沙量減小比例大于流量的減小比例，下泄沙量的年內(nèi)分配過程不會(huì)發(fā)生明顯變化，越往漢江下游減少比例越不明顯。

2 工程實(shí)施后對(duì)漢江中下游的影響

2.1 對(duì)漢江中下游的影響

無引漢濟(jì)渭工程時(shí)，丹江口水庫供湖北清泉溝灌區(qū)及漢江中下游多年平均水量共計(jì)168.92 億m3。引漢濟(jì)渭工程調(diào)水10億m3后，多年平均供水量168.55 億m3（含湖北清泉溝），減少0.37 億m3，占供水量的0.2%；長系列模擬供水過程中，漢江中下游受影響的年份為1957 年、1966 年、1978 年、1995 年、1997 年，共5 年，均為漢江枯水年，減少供水量0.03 億m3～5.63 億m3；受影響時(shí)段共10 個(gè)，占總時(shí)段數(shù)的0.73%。影響最大的年份為1997 年，該年供漢江中下游水量137.22 億m3，減少5.63 億m3，占總供水量的4.1%；全年受到影響的時(shí)段為3 旬，見圖1。

圖1 調(diào)水前后漢江中下游供水過程線

2.2 對(duì)南水北調(diào)中線一期工程調(diào)水的影響

引漢濟(jì)渭實(shí)施10 億m3調(diào)水后，南水北調(diào)中線一期工程多年平均調(diào)水量93.42 億m3，與無引漢濟(jì)渭相比減少0.9 億m3，占總調(diào)水量的1.0%；長系列模擬供水過程中，中線受影響的時(shí)段共74 個(gè)，占總時(shí)段數(shù)的4.9%。從多年平均供水保證率看，中線工程受水區(qū)部分用水片綜合供水時(shí)段保證率有所降低，但影響較小。中線工程受水區(qū)64 個(gè)用水片中，50 個(gè)用水片綜合供水時(shí)段保證率保持不變，14 個(gè)用水片綜合供水時(shí)段保證率降低1%，但均能滿足城鎮(zhèn)供水保證率的要求。

從多年平均情況看，中線一期工程42 年平均調(diào)水量減少0.9 億m3。北調(diào)水量減少最大的年份為1991 年，該年北調(diào)水量92.42 億m3，減少5.30 億m3，占總調(diào)水量的5.7%；全年供水量受到影響的時(shí)段為5 旬。由于北調(diào)水是中線工程受水區(qū)的水源之一，在北調(diào)水供水少量不足時(shí)，可由當(dāng)?shù)仄渌凑{(diào)劑。因此，引漢濟(jì)渭工程對(duì)中線一期工程受水區(qū)的影響有限。

3 結(jié)論與建議

1）引漢濟(jì)渭工程建成運(yùn)行后，各斷面多年平均流量、水位和泥沙的變幅有限。

2）引漢濟(jì)渭調(diào)水將致使?jié)h江中下游多年平均供水量僅減少0.37 億m3，占供水量的0.2%，對(duì)漢江中下游影響程度有限。

3）引漢濟(jì)渭工程按推薦方案調(diào)水后，南水北調(diào)中線一期工程多年平均調(diào)水量減少0.9 億m3，占總調(diào)水量的1.0%，對(duì)中線一期工程受水區(qū)的影響有限。

4）本文僅對(duì)多年平均量進(jìn)行了分析，下一步將從不同來水頻率、不同調(diào)度方式多工況下深入分析引漢濟(jì)渭工程對(duì)漢江中下游的影響。