南水北调西线一期工程调水对下游水文情势影响

　　摘要: 南水北调西线一期工程从雅砻江、大渡河上游7条河流调水80亿m 3 ，调水河流下游的水文情势将发生变化。根据雅砻江、大渡河现有水文站网收集的水文资料，主要从径流、水位两方面研究西线一期工程调水后对下游河流的影响。参照国际惯例和现行规范标准，将调水对水文情势的影响分为3类研究区。西线一期工程调水对径流影响较大的时段主要为连续枯水年和每年的丰水期，调水使得一类研究区水文过程均一化，小流量常态化。调水对水位的影响主要集中在一类水文情势研究分区的近坝河段。

　　关键词: 水文情势;近坝河段;水文研究分区;南水北调西线一期工程

　　中图分类号: TU352.11 文献标识码: A 文章编号:1001-4179（2008）17-0109-03

　　1 概述

　　南水北调西线工程规划调水170亿m3，分3期实施，其中一期从大渡河、雅砻江支流调水40亿m3，二期从雅砻江干流调水50亿m3，三期从通天河调水80亿m3。经项目建议书编制阶段的初步研究，将一、二期合并进行，仍称为一期工程，调水80亿m3。具体方案为:雅砻江干流热巴水库（42亿m3）+达曲阿安水库（7亿m3）+泥曲仁达水库（7.5亿m3）+色曲洛若水库（2.5亿m3）+杜柯河珠安达水库（10亿m3）+玛柯河霍纳水库（7.5亿m3）+阿柯河克柯水库（3.5亿m3）。调水河流达曲、泥曲为雅砻江支流，色曲、杜柯河、玛柯河、阿柯河为大渡河支流，一期工程调水线路见图1。

　　雅砻江全长1571km，流域面积约12.8万km2。甘孜以上为上游，甘孜—大河湾为中游，大河湾以下为下游。河口多年平均流量约1640m3/s，年径流量516亿m3。气候分区属川西高原气候区，但流域内地势高差悬殊，地形复杂，属典型的立体气候。降水量为600～1400mm，由北向南递增，且东侧大于西侧。在雅砻江雅江以北地区有冰冻现象。调水河流达曲、泥曲为鲜水河支流。

　　大渡河属岷江支流，东源为足木足河，流域面积为19896km2，西源为绰斯甲河，流域面积13326km2，以东源为主流。泸定以上为上游，属川西高地、高原地貌;泸定至铜街子为中游，属川西南山地;铜街子以下为下游，属四川盆地丘陵区。大渡河全长1272km，流域面积77601km2，多年平均径流量475亿m3。上游属川西高原气候，年平均降水量700mm左右;中下游属亚热带湿润区气候，年降雨量大多在1000mm以上。调水河流色曲、杜柯河为绰斯甲河支流，玛柯河、阿柯河为足木足河支流。

　　2 调水河流水文气象特性

　　2.1 气温

　　雅砻江和岷江（含大渡河）流域多年平均气温总的分布趋势为从西北向东南逐渐升高，在雅砻江的理塘—稻城之间有一低温中心。根据流域内马尔康、成都、松潘、甘孜、西昌、理塘等基本气象站气温资料分析，年平均气温随着高程的增加而下降，成都海拔高程最低（507m），年平均气温达16.1℃，理塘海拔高程最高（3950m），年平均气温最低，低至3.1℃。虽然西昌站的海拔高程达1592m，但由于当地特殊地形和日照条件，年平均气温仍高达16.9℃。多年最高日平均气温为16.6～30.3℃，理塘最低，成都最高。多年最低日平均气温为-22.6～-1.1℃，理塘最低，甘孜次之（-21.2℃），成都最高。在6个站的气温中，冬季（11～3月）最高气温10～25.6℃，最冷3月（12～2月）平均气温为-4.8～10.4℃。夏季最低气温为-0.4～12.7℃，最暖3月（6～8月）平均气温10.1～24.6℃。气温特征为冬冷夏凉，温差变化大。

　　2.2 降水

　　根据区内马尔康、足木足、福禄镇、成都、松潘、甘孜、道孚、西昌、理塘等9个雨量站降水资料分析，多年平均年降水量为647～1357mm，以甘孜站年降水量为最小，福禄镇为最大。大渡河流域1956～2000年多年平均降水量为961mm，同期雅砻江流域多年平均降水量为848mm，大渡河流域的降水量略大于雅砻江流域。

　　降水量年内分配主要集中在5～9月，这5个月降水量占全年降水量的比例达70%～90%，而11～3月降水量只占全年降水量的3%～12%，为典型的干湿两季。高程较高的站点在湿季最大1日的降水量甚至大于11～3月的降水量，最大1日降水强度随着高程增加，由南向北衰减到30mm左右，但海拔高程高于2000m的测站最大1日降水量小于50mm，即全年无暴雨发生。

　　降水量的年际变化小。年降水量变差系数Cv 小于0.2，5～9月降水量变差系数略大于年降水量，Cv 小于0.25。11～3月和最大1日降水强度的变差系数稍大，Cv 在0.22～0.48之间。

图1 南水北调西线一期工程调水线路

2.3 径流

大渡河下游控制站福禄镇水文站多年平均径流量475亿m3，雅砻江下游控制站小得石水文站多年平均径流量516亿m3。大渡河流域和雅砻江流域径流量主要集中在5～10月，占全年径流量80%～82%，12～3月径流量占全年的9%～12%。枯季的12～3月各月径流平稳，各月的径流量占全年的比例均在2%～3%之间。大渡河、雅砻江流域从上游到下游各水文站各月径流量所占比例均比较稳定。

径流年际变化不大，枯季径流比汛期更平稳。大渡河、雅砻江流域从上游到下游年径流变差系数Cv 值均小于0.25，枯季径流的变差系数小于0.16，汛期径流的变差系数略大于全年，在0.22～0.29之间。枯季径流量的年际变化小于全年和汛期。总体来看，不管是全年，还是汛期和枯季，径流的年际变化均不大。

2.4 水面蒸发

水面蒸发的影响因素有气象要素和自然地理因素。气象要素为温度、湿度、太阳幅射总量、风、气压和降水，自然地理因素为水质、水深、水面情况和面积等。太阳幅射是影响蒸发的主要因素，是蒸发的主要能源，对自由水面，太阳幅射基本上用于蒸发。

流域内甘孜站多年平均蒸发量（E-601）708mm，道孚站多年平均蒸发量（E-601）1054mm，足木足站多年平均蒸发量（E-601）910mm，福禄镇多年平均蒸发量（E-601）534mm。全年蒸发量集中在3～10月，尤以4～8月为大，5个月蒸发量占全年的52.8%～64.7%。

3 调水对下游径流的影响

3.1 调水对年际丰枯的影响

西线一期工程从雅砻江调水56.5亿m3，雅砻江各水文站调水后年径流量与调水前相比均为净减小，减小幅度由上游向下游递减，丰、枯年份径流减小的幅度也从上游向下游递减。位于

调水坝址近坝河段的东谷、泥柯水文站调水后径流多年平均减小66%、70%，随着集水面积的增大，到小得石水文站减小11%。调水后在近坝河段径流减小幅度最大年份为最小变幅年份的3.0倍，到下游控制站小得石水文站只有2.3倍。雅砻江各水文站在调水后枯水年的影响幅度大于丰水年，对1966～1974年连续枯水段调水后径流减小的幅度大于最小年径流量减小的幅度。调水使得雅江水文站以上河道小流量常态化。

西线一期工程从大渡河调水23.5亿m3，大渡河各文站在调水后年径流量与调水前相比均为净减小，减小幅度由上游向下游递减，丰、枯年份径流减小的变幅也从上游向下游递减。位于调水坝址近坝河段的壤塘、班玛、安斗水文站调水后径流多年平均减小69%、65%、51%，随着沿途大小支流的入汇，到大渡河下游控制站福禄镇水文站减小5%。调水后在近坝河段径流减小幅度最大年份为最小变幅年份的2.2倍，到下游控制站福禄镇水文站只有2.0倍。大渡河各水文站在调水后枯水年的影响幅度大于丰水年，对1966～1974年连续枯水段调水后径流减小的幅度大于最小年径流量减小的幅度。调水使得大金水文站以上河道小流量常态化。

由于从大渡河调水量占径流量的比例小于雅砻江，且取水坝址均位于上游支流，故调水后径流减小比例，相对雅砻江沿程递减快。

3.2 调水对年内丰枯影响

从调水对年内分配的影响分析，流量减小幅度枯水期（11～3月）低于丰水期（6～10月），丰水期与丰枯过渡期（4、5月）接近，影响由上游至下游沿程递减。雅砻江干流近坝河段的甘孜水文站调水后丰水期6～10月流量减小54%，枯水期11～3月流量减小28%，丰枯过渡期4、5月流量减小52%，到下游控制站小得石水文站丰水期、枯水期、丰枯过渡期流量分别递减到12%、6%、20%。大渡河近坝水文站壤塘站调水后丰水期、枯水期、丰枯过渡期流量分别减小71%、41%、70%，到下游控制站福禄镇水文站丰水期、枯水期、丰枯过渡期流量减小幅度分别递减到6%、2%、5%。

调水后年内分配比例与调水前相比，由于调水量主要集中在丰水期及丰枯过渡期，枯期调水量绝对值相对较少，丰水期、丰枯过渡期占年径流比例降低，枯季所占比例增大，调水使得雅砻江雅江以上、大渡河大金以上河道的水文过程均一化。

4 调水对下游水位的影响

西线一期工程调水后，由于下泄水量的减少，下游水位均有不同程度的降低，其变化幅度与各河流调水量的大小、距调水坝址的距离、调水年来水量丰枯程度、河道断面形状等因素有关。

调水对下游水位的影响程度与调水量成对应关系，调水量越大，水位变化越大。雅砻江上游热巴、阿安、仁达3座水库的年调水量为56.5亿m 3 ，占总调水量的70.6%，大渡河上游洛若、珠安达、霍纳、克柯4座水库的年调水量为23.5亿m 3 ，占总调水量的29.4%，调水比例的大小，反映在水位变化上，就是雅砻江下游各水文站水位变幅大于大渡河下游各水文站的水位变幅。6月份，雅砻江各站的最大水位降低值为0.6～1.0m，而大渡河为0.1～0.5m;2月份，雅砻江各站的最大水位降低值为0.05～0.20m，而大渡河多在0.05m以下。同一个水文年内，丰水期（6～10月）、丰枯过渡期（4～5月）、枯水期（11～3月）的调水量依次减少，从而导致水位变化幅度也依次减小。

距调水坝址越近，水位变化越大，随着距离的增加，水文站集水面积逐渐增大，调水量占控制区域年径流的比例越来越小，影响程度也逐步减弱。在雅砻江上游，受热巴坝址调水影响，甘孜水文站6月最大水位降低值1.25m，其下游271km的雅江站水位降低2.76m（鲜水河汇入，本站不仅受热巴坝址调水影响，还受阿安、仁达坝址调水影响），再下游的泸宁站水位下降1.17m、小得石下降0.97m、金沙江华弹站下降0.53m，沿程逐渐变小。统计各水文站调水前后水位变幅最大时的断面平均水深相对变化幅度从上游到下游迅速减小，调水坝址附近降低程度较大，一般在40%以上，金沙江干流变幅在5%左右。

调水年来水的丰枯程度对水位变化的影响较大。由于调水水库多为多年调节水库，对径流调节能力强，丰水年时，来水量大，调水量相应较大，调水前后对比，近坝河段水位变化较大;枯水年时，来水量小，调水量也小，近坝河段调水前后水位变化较小。一般来说，在调水坝址下游比较调水前后的水位，丰水年各月的水位变幅是最大的。

雅砻江、大渡河上已建、在建和规划建设的水电工程，可减轻因调水使下游水位降低的影响。

5 结语

由于西线一期调水水源区为生态敏感脆弱区，跨流域调水后对下游生活、生态、生产用水存在不同程度的影响。国际公认的水资源开发程度上限为40%，根据国际惯例，并参考有关调水规范，将调水对下游水文情势研究区概略分类，调水占天然来水量40%以上视为一类研究区，40%～20%之间视为二类研究区。在距离调水坝址较远的区域，随着沿途大小河流的入汇，调水影响逐渐降低，调水比例在5%以下时，难以区分调水与其它人类活动的影响，因此，将调水比例在20%～5%之间视为三类研究区。同时在对调水下游水文情势研究分区时，还考虑水位、枯季基流的影响，不完全局限于调水比例单一指标进行划分。

西线一期工程调水下游水文情势影响分为一类研究区、二类研究区和三类研究区，热巴、阿安、仁达—雅江为雅砻江流域的一类研究区，洛若、珠安达—绰斯甲和霍那、克柯—足木足为大渡河流域的一类研究区;雅江—锦屏一级水电站坝址和绰斯甲、足木足—丹巴为二类研究区;锦屏一级水电站坝址—雅砻江汇口、丹巴—大渡河汇口为3类研究区。

在对水文情势影响的一类研究分区内，西线一期工程调水对径流的影响较大，主要为连续枯水年和每年的丰水期，调水使得一类研究区水文过程均一化，小流量常态化。调水对水位的影响主要集中在一类研究分区的近坝河段，随着距调水坝址的距离增加，下游水电工程的兴建，对水位的影响可逐渐减轻或消除。

作者简介: 范可旭，男，长江水利委员会水文局水资源处，高级工程师。