参天水利资源工程研考会《工作通报》No.99-5             1999年2月6日
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黄委会小西线方案介绍

编者按：元月18日，"参天水利资源工程研考会"举办了第三次南水北调西线方案报告会，邀请国家经济体制改革委员会改革开放研究院研究员许钢博士领导的研究小组介绍水利部黄河水利委员会的小西线方案。许钢小组的研究是在青海省政府的直接支持、黄委会的直接指导与合作下进行的，历时一年半时间，初步研究已告段落。现据录音整理出来，供内部交流。《通报》稿尊重原文，但有较大删节，未经本人审阅，错漏之处由编者负责。

    给大家简单介绍一下这项研究的过程。黄河上游滚动开发面临一个很实际的问题：黄河进入90年代以后，水量严重不足，对整个电站效益产生很大的影响，由此引起我们对调水问题的研究。整个研究在青海人民政府的支持和指导下进行。研究工作得到承担南水北调工程主要研究任务的机构的大力支持。这项研究中一个最基本的特点就是，所有的主要结论，都是从已有的研究成果中得出。我们做的主要工作是，把现有的研究成果加以归纳和总结，并且试图用另外一种角度，即更加市场化的角度去看待这个问题。通过一年多的研究，形成了这个研究报告。青海省政府计划在这个月内上报国务院，作为一个正式的政府报告。同时，青海省委书记将以个人名义给江主席写一封信，希望江主席更多关心这件事情。可以看出政府对调水工程的兴趣或关注程度，也是逐步增加的。我们希望通过这个研究，能够把西线工程从过去几十年务虚性的、或者规划性的研究，转变到工程性研究和工程性试验阶段上来，能够加快调水战略的进展。归结一句话，很多问题不可能仅仅通过纸面上的研究，得到结果，必须通过工程性的试验才能找到答案。要推进这项大事业，很重要的一点是，要使它从务虚阶段转到工程阶段。不要讲说调几百亿、几千亿，实际上只要有30亿方水进黄河，工程的效果就会非常明显。至少哪怕只有20亿方水，就可以解决黄河的断流问题，可以解决北方相当一块地区的用水问题。如果这个工程能够继续下去，随着调水逐步增加，就可能解决北方地区水资源短缺造成的很多问题。这是我们考虑问题的基本角度。

    下面向大家介绍我们这项研究成果。先给大家放一段，是青藏高原的总体地理概貌：这是用电子地图整理、用高山地图做出来的，然后覆盖上卫片。这个地理慨况，可以帮助大家了解这个地区总的地形情况。南水北调实际上很早就看手研究了，大概在1952年，黄委会就开始着手。当时黄委会主任王化云对这个地区做了初步考察以后，给中央写了一个报告。在此同时，在1958-1960年间，中共中央曾经召开四次全国性的会议，讨论南水北调问题，形成了很多推动南水北调的决议。这个时期曾经提出过很多调水方案。特别考虑到1958年"大跃进"的背景气氛，调水方案逐步扩大，规模最大达到了4000-5000亿。当时有句话叫"开河十万里，调水五千亿"，代表了这个时期的整个调水思想，与现在的郭开思路有很多近似的地方，即希望能够最大限度调取西南和长江的水量，一举解决北方的干旱问题。当时提出的一条调水线路，调水量4200亿左右，调水高程大约在2000米左右，走向类似现在长江水利委员会的方案：在2000多米左右，通过一连串的水库，把水调到北方。当时一个最基本的特点就是，调水量越大越好，调水工程越大越好。提出来要修的高坝到了800-1000米。在50年代，世界坝工技术的水平也就是100多米。到目前为止，全世界最高的坝是350米，超过300米的坝有十多个，还没有规划中超过420米的坝。

    南水北调研究在60年代初期停顿了下来。一直延续到"文化大革命"以后，也就是1979年开始恢复这项工作。经过十多年的工作，形成了南水北调的中线，东线和西线的方案。东线调水，水体沿途受到严重污染是一个很大的问题。中线调水的主要问题则在于投资大，成本高，工程投资需要一千多亿。有人估算过，调水进北京，然后经过水厂加工，一方水到老百姓家，要六块钱，是一般人所不能接受的价钱。用水的承受能力，居民是最高的。你一方水卖两块钱，他是要用的。工业、农业，一方水超过两块钱、五块钱，特别是农业，根本不会有人用你的水。那么，水费回收和工程款的回收，就会产生很大的问题。在1997-1998年，国务院已经初步表示同意上中线方案。钱正英和张光斗联名给朱钅容基写了一封信，把中线存在的主要问题提出来以后，国家就把中线方案停止下来。

    西线方案有多种调水线路。南水北调工程是从西线研究开始。特别是在1987年，国家把西线工程列入超前期研究。由国家计委下达研究任务。以后，国家平均每年投资3000-5000万元，持续在这个地区进行大量技术性工作。超前期研究工作大概是在1996年完成的。十年中间，除了黄委会以外，社会上也有很多机构在关心这件事，提出了各种各样不同的方案。总结这40多年的研究方案成果，我们可以看到一个显著的特点，就是它的调水范围，复盖了这个区域所有可能的引水河流。从整个青藏高原，包括四川的西北部和云南的北部地区，包括大渡河、雅龙江、通天河、金沙江、怒江、澜沧江，一直到雅鲁藏布江，所有可能的调水区域都被人反复研究过，并且提出了很多个方案。在引水方式上，把包括自流和抽水的所有方式，都进行过反复的研究。经过不同组合以后，初步统计在这个区域形成的工程方案大概有几千个。这几千个方案中，相当一部分是黄委会做的。也有相当一部分是社会各方面作的。经过这么一轮研究以后，形成的基本认识是在逐步的趋同。所谓认识的逐步趋同，指的是在国家承担这项工作的授权研究机构中，主要是黄委会和与它配合的所有研究机构，形成的认识越来越趋同。

    有这样几点，在他们中间是比较认同的：第一点，要考虑到国家经济的承受能力，投资上要国家能够承担，或者整个经济体系能够承担。第二点，工程上要比较现实。第三点，需要的调水量是一个逐步扩大的过程。这个扩大过程，要与北方地区的经济建设和人民生活水平对水量需要互相彼配，不一定一开始就做一个很大的计划，一个很大的工程。而是做一个很大的规划，然后根据实际需要一点点逐步增加水量。在方案上也越来越趋向现实可行。特别是从50年代比较强调的明渠方案，逐步转变为强调用隧洞的方式引水。一个主要原因在于，青藏高原地质相当不稳定。采用明渠沿山走的时候，在坡降比较大的情况下，明渠会遇到泥石流、山脊塌方、地震危害以及冻土等问题。明渠的稳定性会非常差，包括岩石裂缝的走向问题，都会影响明渠的稳定性。所以，近年来，专业研究机构集中强调了用隧洞的方式。除了能够回避地表地质现象对输水工程产生的影响外，再一个好处就是远距离送水的时候，保温条件比较好。这样几百、上千公里输水线路可以保持在冬季运行。譬如明渠，如果入水口的水温在零上一度，那么在100公里以外，水体就开始结冰。到200公里左右，水就冻住了，不可能冬季长距离的输水。而这个地区，由于海拔比较高，温度本身就比较低。这样，所谓冬季低温这个概念，一年有五到六个月，或者四个多月到五个月。不同的地区有所不同。所以，采用明渠为主的输水方式，在冬季不能输水；而冬季不能输水，整个工程的经济效益和作用就会大大折扣。

    第二个共同认同的观念是尽量控制坝高。现在全球最高的坝不过350米。坝越高，工程量越大，会牵涉到一系列问题。在高发地震的地区，地质结构不稳定地区，有大量断裂带和地震带的地区，修建高坝，枢纽工程的稳定性和安全性面临很大的危险。在建设坝技术上，严格上讲，到目前为止，除郭开提出了定向爆破成坝，没有其它专业研究机构，包括黄委会、长委会，陈传友等，都没有提出人工定向爆破成坝。从过去的水利工程案例上看，国内做过一个70多米的人工爆破成坝，大概维持了没有十年，坝就自己瘫塌掉了。在使用过程中，大量渗露根本没办法解决。通过这么多年的研究和技术发展，工程师们越来越倾向于人工驻坝的方式。主要是通过现有工具，比方说混凝土的筑泥坝，或者土石坝，用现代工艺能够确保稳定的技术，去建设输水工程。因为特别是从70年代到87年以后，国家每年要花3000-5000万的投资，持续不断地做了大量地质勘探，做航拍，各种各样的测试人员，对整个地形、气象、地震等等，掌握大量的数据以后，逐步逐步向这个方向统一。我们觉得，这应该说是代表着一种科学求实的方向。当然我们不是专门做水工研究的，很难说这个科学一定应该是这样，一定不应该是那样。但是，我觉得这反映了一种基本的科学态度，用一种实事求是的态度去对待现实的工程技术问题。

    下面我们比较重点地介绍黄委会的方案。之前我们简单的介绍一下社会上几种主要的方案。我们先给大家讲一个水利工程上最基本的概念。调水工程所需要的河流径流量是逐年变化的，在一个年度内，又有汛期和枯水期。为了保证最大限度的运用一条河上的水量，调水工程上一个最基本的建筑就是水库，通过库容的调节，使得引水流量能够稳定。这就牵设到一个问题，就是对于一个水库而言，引水隧道或者明渠的径口高度以上需要有一个高度。就是大坝的高度要高于这个径口以上十米、15米、20米，高度是根据河流的季节变化而变化的。汛期的水拦蓄下来后，在枯水期逐步逐步的放，把下一个汛期的水拦蓄起来。整个水库因此需要有一个"消落深度"，用以调节河流的流量，保证长年输水。这个高度不够，水就流动不起来。这是调水工程的一个最基本概念。我们为什么要强调这个概念呢？这在郭开方案中是最为突出的问题。一般地讲，消落深度是根据库区的条件设计的，是峡谷型的，还是湖泊型的水库？如果是峡谷型的，消落高度就大；如果是湖泊型，就相对小一点。在这个地区，绝大多数都是峡谷型水库。也就是说每一个水库的消落深度都会很大，累计下来，每一个水库需要在引水线路所需的高差之上，加一个消落深度。这对整个线路高程的影响就非常明显。忽略了这个概念，自流就很可能流不起来。

    我们下面主要讨论三个基本方案。一个是中国科学院综考会的方案，第二个是长江水利委员会的方案，第三个就是郭开的方案。郭开的方案已有各种形式的介绍，我就不详细介绍，但是，会讨论一下郭开方案存在的一些问题。第一个，综考会的方案，其核心是在雅鲁藏布江的大拐弯，建一个超大型电站，用电能提雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、金沙江的水进入黄河和柴达木盆地。总调水量是400多亿立方，总投资在2800亿左右。这个方案，从现在掌握的情况看，调水量有一点偏低，实际上还应该大一些。从藏南河流，包括从雅鲁藏布江调水，可能最合理的方案是陈传友先生提出来的，修建大拐弯大型电站，用提水方式从藏南河流调水。那个地方河流径流量与高程的联系特别明显，进入3500米以下，水量才开始增加。所以，最合理的方式是陈传友先生提出来的电能提水。这一点，包括黄委会设计院都承认。他们做过测算，如果自流，只能调到200亿方左右。如果超过200亿方，必须用抽水方式。而抽水方式，要建电站，墨脱这个地方是最理想的。那个地区可能50年、100年都不会有相应的工业，需要去用雅鲁藏布江上的水能。可能那个地方的电能，除了抽水用，没任何用途。

    但是，这个方案面临的很大问题是，在短期内，如二，三十年内，难以考虑上马建设。第二个问题，这个方案是要一次性的修好电站，然后再修好主要的渠道，然后你的水才能调过来。这中间不能分段，不能用滚动的方式来走。国家要下决心去做，去花上4000亿、5000亿，很大一笔钱，花上10年、15年，调水工程才能发挥效益。这样，整个工程很难决策。除非国家非常有钱，像美国现在一样，能够单单为了90亿方水，在美国北方提水1000多米，再通过1000多公里的隧道输过来。在现在这个阶段，包括我们能够看到的30年或者20年时间，做这种工程，在决策方面会存在很大问题。另外，在工程线路上也有一些问题。有很多人认为陈先生的方案，除了刚才讲的技术上的问题、资金上的问题、工程上规模过大以外，方案布置上也有一些偏理想化。这是一个关于整个青藏高原50万分之一的电子地图，从这个地图上找出那个线路。总结这个方案，我觉得如果从长期的角度讲，为了解决北方水资源短缺，最终这个方案的核心就是在墨脱建电站，用人工抽水的方式，把藏南河流的水调入北方。这个核心思想是非常有价值的。而且我觉得从长期的看，这个方案可能是解决北方水资源的一个最基本措施。

    第二个我想介绍的是关于长委会的方案。长委会的方案是林一山先生提出来的。林一山先生担任长委会主任已经很多年了，是水利界的老前辈。他的这个方案，从工程布局上讲，比较类似1958年提出来的，调4000多亿方水的方案。走的海拔高程比较低，通过像奔达水库这些水库。这个方案的一个主要问题是，从怒江的东巴开始经过澜沧江这些支流，建立一系列水库、明渠和隧道，进入金沙江的奔达。奔达大概是在石门达下面几十公里的地方，它的海拔高程是在三千米左右。然后经过雅龙江的干支水库，再通过隧洞的方式，穿过泥曲、色曲、杜柯河，一直到阿柯河，然后引水到黄河的贾曲。这个图分辨率不是很高，如果缩小一点可以看得清楚一点。第一个看到的就是阿柯河。大体上的山形地势就是这样。在这种山上修明渠，实际上一看就知道是很难的。

    我们提出的方案，在工程上主要依靠隧洞。现代世界隧洞技术已很发达，很成熟，可以一台设备一口气打若干公里、直径十几米的隧洞。如果隧洞很长，就要分段打。分段基本上是一段是20公里、30公里、50公里。一段工期在两年到三年，实际上取决于整个工程在投资力度。如果投资力度大，同时放上10台、20台机器在那里同时打，很快就会完工。简单地讲，一台机器是两亿人民币；一台机器一年可以打六公里。你有10台机器，一年就可以打60公里；20台机器就可以打120公里。500公里，四年就可以打通了。我们方案中的试验工程这段，大概是120多公里，只要三年左右时间，就可以打通了，也就是五、六台机器。一开始是单线，然后是逐步逐步地扩大。第一阶段试验工程是120到150亿投资。引水线路基本上都是隧道，没有明渠，因为总的来说，我们比较接受黄委会的概念。在那个地方修明渠，可靠性不是特别好。可以在某一些地段，利用山形地势修一些，三公里、五公里，不要强求去修明渠。我们觉得，现在只是初步安排的线路。到真正去做的时候，会把它做成万分之一的地图。这个时候用电子地图系统处理出来，现在只能做大概线路布置和演示，不能够做设计。初步的估计，整个第一个阶段工程大概调水量可200-240亿方，取决于坝址最后的选择位置和调水的比例。这样，可调水资源量大概在300亿方左右。整个投资量，在调水工程方面是1295亿左右。这是算得比较详细的，包括按照土方量、按照国家规定的比例去提准备费、价差预备费、其它费用等等，都是按照国家规定的。基本上没有修路问题。这里所有的坝子都有公路，所有的坝子全有居民点，这些地方可以看得很清楚。这些红圆点，标的都是居民点；红线都是县级以上的公路。这些坝都有足够的居民区域，都有县级以上的公路，这个没有多大的问题。有一、两个地方需要修筑一些辅助公路接进去。所谓县级以上的公路，在那个地区大体上可走八吨以上的车子，再大型的工程车可能需要加修、扩建。我们的方案选线，还有一点值得强调，基本上属于高原宽谷地带，没有很深的峡谷，修公路并不是很难的事。第一阶段属于试验工程，可以调30亿方水，投资大概在140-150亿左右，工期大概在三、四年。黄委会的估算比我们大一点，需要180亿。我们估的比较低一点，是按照青海的施工标准来估的。他们考虑到很多地区，要按照实际的算。因为这个地区大部分在四川，要按照四川省的工程造价标准，还可以再低。据说四川的工程造价估算是最低的。

    如果把第二阶段和第三阶段都算下来，总的调水量，调到雅鲁藏布江，可以调到1000亿方。再调就得放低整个线路，在2000米左右的高程上，加大量的抽水工程。既然有这样的远景，第一期工程修完了，扩大调水量就再打第二条隧洞，第三条隧洞。那个时候还可以打复洞，可以从另外的方向打洞。很现实的说，能够在10年、20年，打到通天河，就是很理想的，别说的太远。而且，有一个很实际的问题，就是黄河的北方地区，就现实的水资源需要量来说，不一定用得了1000亿方水。1000亿方水调进黄河，可以发出5000亿度电。北方用得了5000亿度电吗？什么都用得了，5000亿度电没处去。实际地讲，北方地区在10年、20年内，有200亿方水进去，就能解决很多基本问题。黄河断流、海水倒灌等问题，都能解决。这是工程的基本情况。

    我们想讲的另一个问题，就是采取一种试验工程的方式去启动西线工程。这主要基于两个考虑，一个是投资规模大；一个是工程技术上的难度，需要一个过程来逐步的解决。因为有一系列最典型的特殊困难，例如高海拔、高寒、地质条件复杂等等一系列外部因素积压在一起。现有的工程案例，比如英吉利海峡的海底隧道，瑞典到芬兰的隧道，都没有这么高、这么冷等等这些条件，很难找到一个类似的案例去类比。所以，不能够用现有的工程案例来说明全部问题，必须要有一个试验性的东西，在这个条件下，这个地段上去建一个试验性的工程，去解决所有可能出现的问题，包括技术问题、包括工程管理问题、包括怎么样建立融资渠道问题等等。这些问题通过试验性工程来探索和解决。从实际意义上讲，有30亿方水调进黄河，影响就会完全不一样了。大家就不会再把这件事情看做空中楼阁，而会当成一个已经开始的大事业去做。这是我们主张要有一个试验工程的基本想法。进行一个工程性的试验，是进行制定西线工程科学方案的一个基本前提。那么从我们提出的试验工程本身的条件看，它的地质条件比较好。在工程地质图上，我们可以看的很清楚。这个地区就是试验工程红线的所在地。它处在六级、七级地震带，比原先八级到九级地震带地震强度要差很多。它属于青藏高原上几十个大断裂的末端。在断裂图上可以看出来，它整个大体上是从黄河河源，由西北向东南这个方向这样延伸下去，有几十条断裂。这个地区大体属于断裂的尾部，断裂的影响比较小。这个地区没有冻土地带，海拔温度等等都比较好。施工环境也比较好。所有的坝址都有公路，所有的坝址附近都有足够的居民点。实际上，所有的坝址都在一个县城附近大概20-30公里，不需要大量投入零件去建立施工基地、生活基地等一套东西，配套的辅助投资可以很大幅度降低。同时工程周期比较短，如果投资量足够，平均施工的方式，三到五年就可以完成这个工程。投资规模也比较小，100多个亿。100多个亿，在现在阶段上讲，它的概念就是一个小浪底、万家寨。

崔鹤鸣整理