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(上篇定稿)抽水蓄能群:動(dòng)態(tài)互聯(lián)與西部調(diào)水工程的遠(yuǎn)景展望20240608

2024年度科普中國(guó)資源薈萃集成示范項(xiàng)目
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抽水蓄能群:動(dòng)態(tài)互聯(lián)與

西部調(diào)水工程的遠(yuǎn)景展望

作者:伍紹煜、潘忠偉

引子:

中國(guó)西部南水北調(diào)如何破局?

利用新疆“沙戈荒”閑置土地,用來(lái)發(fā)電,送電終點(diǎn)是川西,新疆電力經(jīng)過(guò)該地抽水蓄能群的“折騰”,將橫斷山區(qū)的水調(diào)回新疆。

基于電網(wǎng)和水網(wǎng)的國(guó)土空間規(guī)劃是系統(tǒng)工程。多目標(biāo)、低成本、可持續(xù)的系統(tǒng)工程能否達(dá)成?做好西南“水三角”抽水蓄能群的整體性規(guī)劃,箭在弦上。

正文:

自紅旗河工程視頻于2017年底引發(fā)爭(zhēng)議以來(lái),各種討論和評(píng)價(jià)不斷出現(xiàn)在各類媒體,可謂眾說(shuō)紛紜,莫衷一是。討論信息不完全,討論標(biāo)準(zhǔn)不一致,討論范圍不確定。當(dāng)下?tīng)?zhēng)議之大,與當(dāng)年三峽工程上馬決策的情勢(shì),不相上下。三峽工程決策的爭(zhēng)論焦點(diǎn),是由建水壩這一個(gè)“點(diǎn)”引發(fā)后續(xù)影響的“面”上爭(zhēng)論,而西部調(diào)水從一開(kāi)始就是很復(fù)雜的面上問(wèn)題,由單面及多面,由水而引發(fā)的各種取舍交織在一起,不完全、不對(duì)稱、繁雜的信息,給判斷和決策增加了很高的難度。

僅從“水”這個(gè)層面而言,西部調(diào)水就涉及地理、地質(zhì)、氣象、水文、水利、發(fā)電、灌溉、投資、規(guī)劃乃至政治經(jīng)濟(jì)等等諸多要素。僅從“調(diào)水”是為了解決“缺水”這個(gè)規(guī)劃立論,缺水的原因就涉及水質(zhì)性缺水、資源性缺水、工程性缺水和制度性缺水等情形。僅從“調(diào)水”的工程方案和成本預(yù)算著眼,至少先后提出過(guò)17種不同的方案,工程預(yù)算的極值差可以達(dá)到數(shù)十倍。

關(guān)于西部調(diào)水種種莫衷一是的爭(zhēng)議,已經(jīng)明確顯示出僅僅著眼于“水”,是很難從規(guī)劃和決策上取得一致意見(jiàn)的。相反,思考這一工程的著眼點(diǎn),應(yīng)該從單一的“水”轉(zhuǎn)移到“水——地理(氣象)——能源”聯(lián)動(dòng)效應(yīng)出發(fā):從西南橫斷山區(qū)的地理情形出發(fā),以能源互聯(lián)的角度解決工程永續(xù)成本問(wèn)題;從可調(diào)水量隨季節(jié)巨大波動(dòng)這一實(shí)際出發(fā),以水體存儲(chǔ)和動(dòng)態(tài)平衡為目標(biāo),保證穩(wěn)定、可持續(xù)的可供“北上”的調(diào)水量;從能源“常平倉(cāng)”的視野著眼,保證西部調(diào)水工程與電網(wǎng)乃至能源安全的聯(lián)動(dòng)效應(yīng);從國(guó)土空間規(guī)劃、改造的整體利益出發(fā),改革調(diào)整“用水”的社會(huì)屬性,在解決黃河流域長(zhǎng)期受困于制度性缺水這一問(wèn)題的同時(shí),要充分考慮北上之水向西奔流的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。

由上述規(guī)劃要素的綜合考慮,抽水蓄能群的聚合和動(dòng)態(tài)互聯(lián)效應(yīng)就成為新時(shí)代背景下重新思考西部調(diào)水工程的一個(gè)核心方法,由這一方法出發(fā),必然帶動(dòng)我們不能僅僅從“水”的角度衡量西部調(diào)水工程的得失利弊,而應(yīng)該從能源動(dòng)態(tài)穩(wěn)定(“常平倉(cāng)”)和國(guó)土空間的改造等各個(gè)“面”來(lái)重新定位西部調(diào)水工程的規(guī)劃和論證。

上篇 原有方案的反思及其局限

一、聚焦紅旗河方案:可調(diào)水量之爭(zhēng)背后的誤區(qū)

紅旗河作為南水北調(diào)西部調(diào)水眾多方案中廣受輿論關(guān)注、為大眾所知曉的一條路線。該方案從雅魯藏布江“大拐彎”附近取水(水位2558米),并沿青藏高原邊緣繞行將水調(diào)往干旱的西北地區(qū),全程自流。該方案從2013年正式開(kāi)始調(diào)研,爭(zhēng)議一直不斷,其中引起公眾注意的是《中國(guó)國(guó)家地理》在2018年第5期詳細(xì)介紹了紅旗河工程,并簡(jiǎn)要概述了14名專家正反兩方面的意見(jiàn)。關(guān)于紅旗河可行性爭(zhēng)論的若干焦點(diǎn),隨著探討的深入也趨于集中,其中最具技術(shù)含量的討論發(fā)生,是以西南橫斷山區(qū)地質(zhì)和水文條件為切入點(diǎn):一方是紅旗河方案的提出者王浩院士團(tuán)隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱“王團(tuán)隊(duì)”),而質(zhì)疑的另一方是趙希濤研究員團(tuán)隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱“趙團(tuán)隊(duì)”)。

聚焦西南橫斷山區(qū)工程可行性這一問(wèn)題,王團(tuán)隊(duì)和趙團(tuán)隊(duì)同時(shí)運(yùn)用了現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及成果來(lái)支撐自己的論證,使得我們對(duì)橫斷山區(qū)分別有了不同側(cè)面的認(rèn)識(shí)。由于橫斷山區(qū)地理位置特殊(介于川藏滇甘青諸省區(qū)之中,且離南亞諸國(guó)國(guó)境很近),工程環(huán)境與眾不同(不同的技術(shù)路線可能導(dǎo)致差別極大的成本收益比),涉及學(xué)科議題眾多(環(huán)境、地質(zhì)、氣象、地理、水利、能源電力、生態(tài)、財(cái)政、金融、民族宗教、國(guó)際外交、國(guó)土空間規(guī)劃等等),不同議題討論走向支離趨勢(shì)明顯,使得高質(zhì)量的討論變得空前艱難,暫且不論誰(shuí)是誰(shuí)非,王、趙兩團(tuán)隊(duì)的研究成果均有極為重要的參考價(jià)值。

按照微信公眾號(hào)“星球研究所”的刻畫,橫斷山區(qū)七脈六江。王團(tuán)隊(duì)提出的紅旗河方案,基本上以全程自流為導(dǎo)向,以隧道方案為主,擇地連續(xù)穿過(guò)橫斷山區(qū)六條主體山脈。趙團(tuán)隊(duì)于2019-2020年在《地球?qū)W報(bào)》上連續(xù)發(fā)表3篇文章,對(duì)王團(tuán)隊(duì)的工程方案并未有過(guò)多著墨,而是指出紅旗河工程在橫斷山區(qū)等調(diào)水核心區(qū)域洪水特征的失誤,并判斷我國(guó)西部“五江一河”可供跨流域調(diào)取的水量嚴(yán)重不足。

非常值得玩味的是,王團(tuán)隊(duì)對(duì)此并未回應(yīng)。

西部需不需要調(diào)水?需要調(diào)多少水?可能調(diào)多少水?可能形成一個(gè)什么樣的大格局?形成同樣的大格局有無(wú)不同的實(shí)施路線?這些問(wèn)題,都得與橫斷山區(qū)這個(gè)大環(huán)境有所關(guān)聯(lián)。可以說(shuō),橫斷山區(qū)的很多特性,對(duì)這類調(diào)水工程的頂層設(shè)計(jì)劃定了邊界條件。

細(xì)究王、趙兩團(tuán)隊(duì)討論的核心問(wèn)題是可調(diào)水量,王團(tuán)隊(duì)認(rèn)為“預(yù)計(jì)年總調(diào)水量可達(dá)600億立方米,僅占主要河流取水點(diǎn)總量的21%”。王團(tuán)隊(duì)在公開(kāi)發(fā)表透露的核心信息并不多,但少量的信息同樣可以讓有經(jīng)驗(yàn)的對(duì)手方抓住重點(diǎn),21%(20%)的調(diào)水量占總可取水總量的比例顯然設(shè)定有誤。紅旗河方案基本上是在各水系上游某個(gè)固定取水口取水,同時(shí)基于相鄰河流落差和相關(guān)隧道工程費(fèi)用最小化的考慮,對(duì)固定取水口的可調(diào)水量往往估算過(guò)高。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,趙團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了詳細(xì)的論證,最后給出了只能發(fā)揮不足54%預(yù)想調(diào)水量的結(jié)論。同時(shí),趙團(tuán)隊(duì)也抓住王團(tuán)隊(duì)600億立方米的年度總調(diào)水量大做文章。按照三篇論文的論證結(jié)果,即紅旗河方案無(wú)法調(diào)水600億立方米;如果堅(jiān)持按該調(diào)水目標(biāo)強(qiáng)行調(diào)水,則“建設(shè)規(guī)模勢(shì)必大大增加, 這也意味著工程難度大大增加,意味著工程建設(shè)與運(yùn)行成本大大增加,意味著洪水、地震與地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性大大增加。”

王團(tuán)隊(duì)的600億立方米調(diào)水量設(shè)定是怎么來(lái)的?

新中國(guó)建國(guó)以來(lái),曾經(jīng)對(duì)南水北調(diào)有過(guò)多種考慮。到現(xiàn)在,東線、中線工程已經(jīng)實(shí)施,西線工程一直以來(lái)有各種爭(zhēng)議,同時(shí)也誕生了多種方案(思路)。有些思路,比如溯天運(yùn)河構(gòu)想,曾經(jīng)在社會(huì)上產(chǎn)生過(guò)很大的反響(但是科學(xué)性嚴(yán)重不足,可行性未經(jīng)任何論證)。以下表格,反映的是2000年前后在社會(huì)上有影響力的調(diào)水方案。


仔細(xì)審閱上述方案,不難推測(cè)王團(tuán)隊(duì)600億立方米調(diào)水量的設(shè)定,并不是一個(gè)嚴(yán)格測(cè)算的結(jié)果,而是一個(gè)歷史傳承,即在以上方案中取較低值的保守預(yù)計(jì)而來(lái)。

為了糾正王團(tuán)隊(duì)過(guò)高估算的可調(diào)水量,趙團(tuán)隊(duì)采取如下計(jì)算思路:依據(jù)紅旗河預(yù)想路線與現(xiàn)存橫斷山區(qū)諸河流的地理交點(diǎn),假定該交點(diǎn)為擬調(diào)水節(jié)點(diǎn),使用該節(jié)點(diǎn)附近水文站的多年平均徑流量數(shù)據(jù),最終厘定“五江一河”在此交點(diǎn)的年平均徑流量,以及概算可調(diào)取水量。

這一結(jié)論只是否定紅旗河調(diào)水總量,但并未否定整個(gè)調(diào)水思路。從工程角度上講,彌補(bǔ)調(diào)水量不足是可以解決的,因?yàn)橹灰夹g(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面都可行,調(diào)水口往下游分散延伸,調(diào)水總量將大大增加。例如雅礱江白碉水文站離紅旗河交點(diǎn)較近,它的多年平均徑流量是276億立方米;假如取水口改為雅礱江攀枝花水文站,該數(shù)值則上升至530億立方米。

若是進(jìn)一步深入,王、趙兩團(tuán)隊(duì)均未直接討論的21%(20%)調(diào)水量占總可取水總量的比例設(shè)定,源自水利系統(tǒng)的一個(gè)約定俗成:大規(guī)模水資源開(kāi)發(fā)利用(包括當(dāng)?shù)匾⑾蛲饬饔蛘{(diào)水)會(huì)對(duì)下游水文情勢(shì)、生態(tài)、環(huán)境造成很大影響,一般認(rèn)為河流水資源開(kāi)發(fā)利用不能超過(guò)一定比例,如20%、40%(考慮流域具體情況)。在趙團(tuán)隊(duì)的討論中,本值被設(shè)定為20%。

但是,這種設(shè)定在橫斷山區(qū)是有問(wèn)題的,例如剛才已經(jīng)提及的雅礱江下游調(diào)水,針對(duì)雅礱江白碉水文站或者攀枝花水文站,差值極大。按白碉的276億乘以20%算,約為55億,按攀枝花的530億乘以20%算,為106億立方米。如果白碉至攀枝花段無(wú)關(guān)鍵的水文情勢(shì)、生態(tài)、環(huán)境影響因素,是否可以在白碉處調(diào)水200億?150億?100億立方米?趙團(tuán)隊(duì)在此處顯然犯了以點(diǎn)概面的錯(cuò)誤,機(jī)械地拿著20%去套可調(diào)水量。趙團(tuán)隊(duì)在論文中聲稱:厘定的年平均徑流量和匡算的調(diào)水量,旨在客觀討論“紅旗河”構(gòu)想的西部豐水區(qū)到底有多少水資源的問(wèn)題。但是,趙團(tuán)隊(duì)只是討論了“紅旗河”與相關(guān)江河交叉點(diǎn)有多少可調(diào)取水資源的問(wèn)題,更直接說(shuō),是僅討論六個(gè)交叉點(diǎn)的問(wèn)題,但文字上模糊為討論整個(gè)面上的問(wèn)題。所謂以點(diǎn)概面的錯(cuò)誤,這就是典型。

瑕不掩瑜的是,從趙團(tuán)隊(duì)的論證可以看出,王團(tuán)隊(duì)盡管也使用了現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行調(diào)水路徑初步選線,但并未深入橫斷山區(qū),有“地圖開(kāi)疆”之嫌。正是如此,趙團(tuán)隊(duì)提供了大量支撐數(shù)據(jù),指出紅旗河工程在橫斷山區(qū)等調(diào)水核心區(qū)域洪水特征的失誤。這一結(jié)論一定要特別強(qiáng)調(diào),它讓我們清楚地認(rèn)識(shí)到,橫斷山區(qū)諸河水情特殊,枯水期(11月至第二年4月)徑流量?jī)H占全年的12%-21%。因此,這部分真知的最重要結(jié)論是,哪怕在一年中,調(diào)水是階段性的,不可能是連續(xù)性的。

再次比較王團(tuán)隊(duì)的設(shè)想和趙團(tuán)隊(duì)的批駁,再回到王團(tuán)隊(duì)在橫斷山區(qū)的方案上來(lái),除卻技術(shù)細(xì)節(jié)不論,王團(tuán)隊(duì)的一個(gè)根本錯(cuò)誤,就是沒(méi)有從實(shí)踐出發(fā),并未考慮國(guó)土空間外圍環(huán)境是否發(fā)生了變化,更未考慮可調(diào)水量背后復(fù)雜的氣候、水文、地質(zhì)的極端多樣性,這些考量參數(shù)的缺失,足以對(duì)工程立項(xiàng)的前提構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

難道真的就此可以判定王團(tuán)隊(duì)方案的“死刑”?不見(jiàn)得,要引入新的參數(shù)系統(tǒng)重新進(jìn)行工程和方案模擬,會(huì)別有洞天。

這個(gè)參數(shù)系統(tǒng)不是自然,更不是地理或者水文,而是能源和中國(guó)的基建工程能力。簡(jiǎn)言之,依托于橫斷山區(qū)的電力網(wǎng)絡(luò)和工程拓展空間已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。例如紅旗河前段經(jīng)過(guò)的甘孜州,已成為四川電網(wǎng)除成都外的第二大地州(市)級(jí)電網(wǎng)所在地,也是川藏鐵路的穿越核心地帶,現(xiàn)代電氣化鐵路將附帶大量電網(wǎng)工程。密集的電網(wǎng)布局將會(huì)給調(diào)水方案的經(jīng)濟(jì)性、選擇性和靈活性帶來(lái)很大變化。如果考慮到能源和基建工程能力,王團(tuán)隊(duì)仍然有可行的空間,其中最關(guān)鍵的一點(diǎn),是王團(tuán)隊(duì)未考慮的水流量季節(jié)性波動(dòng)問(wèn)題和“全程自流”方案的局限性,可通過(guò)抽水蓄能群建設(shè)得到解決。

二、黃委會(huì)方案和“備忘錄”背后的痛點(diǎn):彌補(bǔ)制度性缺水的慣性思維

在當(dāng)前生態(tài)型社會(huì)建設(shè)大潮下,黃河水的水質(zhì)性缺水(達(dá)不到生產(chǎn)建設(shè)和生活用水質(zhì)量)問(wèn)題已經(jīng)不是中下游各省的主要矛盾,而缺水的動(dòng)因卻仍然多樣,目前至少存在著三大根源問(wèn)題:資源性缺水、工程性缺水和制度性缺水。資源性缺水是指自然水量整體不足而導(dǎo)致缺水;工程性缺水則是投資總量和規(guī)劃布局缺位,導(dǎo)致自然水資源利用率不足;制度性缺水則是以長(zhǎng)期形成的用水指標(biāo)達(dá)不到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要而導(dǎo)致整體“指標(biāo)”總量不足。

首先應(yīng)明確的是,西線調(diào)水工程所覆蓋的新疆、青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西和山西等省區(qū),缺水原因不盡相同,其中新疆存在資源性缺水是最無(wú)疑問(wèn)的,而剩下的青、甘、寧、蒙、陜、晉等六省區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“六省區(qū)”),均曾不同程度受困于工程性缺水(這是以往六省區(qū)熱衷西線調(diào)水工程的主因),但通過(guò)水利工程規(guī)劃和建設(shè),陜西、山西、寧夏、內(nèi)蒙古等省區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“四省區(qū)”)的工程性缺水問(wèn)題已經(jīng)得到很大程度的解決,真正工程性缺水的,只剩下青海和甘肅;至于長(zhǎng)期受到用水指標(biāo)困擾的,則是“四省區(qū)”仍然存在的問(wèn)題。具體詳情可用下表加以描述:

西線調(diào)水工程覆蓋北方七省區(qū)缺水原因一覽圖


面對(duì)上述表格的諸多判斷,讀者一定有疑問(wèn):為什么寧、蒙、秦、晉等“四省區(qū)”解決了工程性缺水的問(wèn)題?難道就沒(méi)有資源性缺水這一“元問(wèn)題”了?

先看陜西和山西兩?。宏兾魇】梢砸凉h濟(jì)渭,山西省在2010年左右就開(kāi)始了大水網(wǎng)工程的規(guī)劃建設(shè),這兩省的主要矛盾是工程性缺水而非資源性缺水。至于寧夏和內(nèi)蒙古,兩區(qū)的河套灌區(qū)名聞天下,它們面臨的主要矛盾既不是工程性缺水(2008年之后隨著工程投資的加大,此矛盾退后),也不是資源性缺水,而是未來(lái)的用水指標(biāo)至少不能削減這一制度性缺水的強(qiáng)烈訴求。換言之,四省區(qū)在有能力做好本省(區(qū))內(nèi)水利規(guī)劃和建設(shè)的前提下,可以解決工程性缺水這一瓶頸。

分清了缺水的原因,再來(lái)看黃委會(huì)的西線調(diào)水方案及其變化,和《南水北調(diào)西線工程備忘錄》中表達(dá)的種種擔(dān)憂,特別是他們對(duì)西線調(diào)水工程的態(tài)度問(wèn)題,其背后的原因就一目了然。

先看黃委會(huì)方案,早在2000年之前,就形成了總規(guī)模600億立方米的調(diào)水方案。但是,進(jìn)入21世紀(jì)后,該方案屢次修改,特別是2006年8月《南水北調(diào)西線工程備忘錄》出版之后,基于黃委會(huì)的西線調(diào)水工程就一波三折:2008年,西線工程前期工作被國(guó)務(wù)院喊停,時(shí)年1月,國(guó)務(wù)院第204次常務(wù)會(huì)議紀(jì)要提出:“西線工程不急于開(kāi)展項(xiàng)目論證”;2015年,《南水北調(diào)西線工程備忘錄》修訂版出版;2016年9月,國(guó)家發(fā)改委向國(guó)務(wù)院上報(bào)有關(guān)報(bào)告,提出下一步需對(duì)西線工程進(jìn)行全面、深入、系統(tǒng)的科學(xué)研究和方案論證。

2017年,紅旗河視頻出現(xiàn)于互聯(lián)網(wǎng),進(jìn)入公眾視野;2018年5月,水利部下發(fā)《南水北調(diào)西線工程規(guī)劃方案比選論證》任務(wù)書(shū)。2021年,“作為規(guī)劃調(diào)研參與者”的王光謙院士通過(guò)《瞭望》雜志發(fā)聲,工程總調(diào)水規(guī)模降至240億立方米。2023年,張金良等在《人民黃河》雜志發(fā)表論文透露,總調(diào)水規(guī)模進(jìn)一步確定為170億立方米,分為上下二線:其上線為雅礱江干支流——大渡河支流——賈曲河口線路,在賈曲河口入黃河干流,該線調(diào)水40億立方米;下線為金沙江葉巴灘——雅礱江兩河口——大渡河雙江口——洮河線路,在甘肅省岷縣入洮河,調(diào)水130億立方米。輔助工程則為黑山峽、磧口、古賢三大水利樞紐,目前黑山峽、古賢項(xiàng)目已準(zhǔn)備開(kāi)工建設(shè)。

調(diào)水總規(guī)模從240億下調(diào)至170億立方米的邏輯是明晰的,就是新時(shí)代對(duì)生態(tài)的要求越來(lái)越嚴(yán)格,北方實(shí)質(zhì)性缺水問(wèn)題得到解決,這點(diǎn)無(wú)須多言。但令人費(fèi)解的是,從2008年前期被喊停到2018年重啟,為什么調(diào)水總規(guī)模一下子從600億下調(diào)至240億立方米,并最后確定為170億立方米?請(qǐng)讀者再仔細(xì)上面提及的六省區(qū)缺水原因判斷表,可謂一目了然:在工程性缺水得到根本緩解后,制度性缺水成為西線調(diào)水工程的主要訴求點(diǎn),而資源性缺水的?。▍^(qū))則很難發(fā)出自己的聲音(新疆不屬于黃委會(huì)要考慮的真正區(qū)域)。

再看“備忘錄”,《南水北調(diào)西線工程備忘錄》一書(shū)是四川科學(xué)家、學(xué)者群體為四川利益發(fā)聲和收錄各類針對(duì)南水北調(diào)西線工程代表性言論的“備忘錄”,正反各方面意見(jiàn)都有,其中以反面意見(jiàn)居多(其現(xiàn)實(shí)原因,很可能是水利部門并未征求川籍人大代表和政協(xié)委員意見(jiàn),情緒上引發(fā)劇烈反彈)。從博弈論的角度著眼,水利部聯(lián)合黃河上中游青甘寧蒙陜晉六省區(qū),站在四川利益的另一邊。那么,為什么是上述六省區(qū),為什么沒(méi)有新疆?

復(fù)雜的問(wèn)題,應(yīng)該使之日趨簡(jiǎn)化,以利于解決。

時(shí)代的節(jié)點(diǎn)回到1987年。上世紀(jì)80年代,黃河數(shù)次大斷流,導(dǎo)致了1987年中央主導(dǎo)出臺(tái)了各省區(qū)分水方案(以下稱“八七分水方案”)。八七分水方案的制度架構(gòu)一直延續(xù)至今,陸續(xù)有些小修小補(bǔ),并未隨時(shí)代發(fā)展需要做出新的改革。這從制度上導(dǎo)致了青甘寧蒙陜晉六省區(qū)對(duì)黃委會(huì)水資源分配權(quán)的依賴,也是制度性缺水的源頭所在?!皞渫洝睋?jù)此提出了水權(quán)置換問(wèn)題,也是抓住了重點(diǎn)。

基于水權(quán)置換,考慮對(duì)黃委會(huì)的水資源分配權(quán)必要的尊重,不進(jìn)行系統(tǒng)性的大規(guī)模西部調(diào)水,可以有這樣一個(gè)假設(shè)方案:先基本固定甘肅、青海之外四省區(qū)指標(biāo)比例,再單獨(dú)進(jìn)行四川對(duì)甘肅的調(diào)水,同時(shí)允許青海使用更高的用水指標(biāo)推動(dòng)本省工業(yè)化和城市化。

這一方案的優(yōu)點(diǎn),是先放下制度性缺水的矛盾,優(yōu)先解決工程性缺水的難題,并再次推動(dòng)西線調(diào)水工程的整體規(guī)劃,從利益兼顧角度來(lái)說(shuō),受到的阻力較少。這一方案對(duì)四省區(qū)的利益觸動(dòng)不大,相反,還從中相對(duì)受益,但對(duì)六省區(qū)格局中扣除四省區(qū)之外的青海和甘肅,是最為得利的。這兩省從表面上看來(lái)是工程性缺水(太窮了),本質(zhì)是制度性缺水(指標(biāo)管控),而兩省恰好作為南水北調(diào)西線工程上線和下線的輸水第一承接地,可以通過(guò)資源性水量的解決,回避了上述兩個(gè)問(wèn)題。而新疆作為真正的資源性缺水大區(qū),成為了包括“備忘錄”方案在內(nèi)的“招牌”,至于新疆是否真正從中受益,從短期來(lái)說(shuō),則是見(jiàn)仁見(jiàn)智的問(wèn)題。

“備忘錄”中還有一個(gè)不為公眾所熟悉的“小眾”項(xiàng)目,即“小江調(diào)水方案”。正如《備忘錄》一書(shū)中水利部原部長(zhǎng)錢正英同志的認(rèn)識(shí):“長(zhǎng)江水多,不在源頭;黃河缺水,不在上游”。錢正英同志的長(zhǎng)江水資源看法,非常精妙。長(zhǎng)江之水,主要在支流,特別是在群山溝壑中,重點(diǎn)是巨氣象系統(tǒng)和微氣候的互動(dòng)。上一級(jí)支流的洪水,很可能就是下一級(jí)干(支)流的資源。調(diào)長(zhǎng)江之水,實(shí)質(zhì)是調(diào)氣象之水,無(wú)論是減災(zāi),還是豐水期滯洪,本質(zhì)都是化洪水為資源,洪水資源化的一系列問(wèn)題和一攬子解決方案。

小江調(diào)水方案為錢正英同志的話做了一個(gè)很好的注解。長(zhǎng)江水多,不在源頭,上中游各支流洪水資源匯集至三峽水庫(kù)。在此基礎(chǔ)上,把三峽重慶段小江支流的水筑壩攔截,建設(shè)一連串抽水蓄能電站和高山水庫(kù),穿過(guò)巴山,跨過(guò)漢江,再穿秦嶺,將水調(diào)至渭河流域,最終從潼關(guān)入黃河。

錢正英同志同時(shí)指出,“該方案的最大缺點(diǎn)是長(zhǎng)江低,黃河高,需要建設(shè)高揚(yáng)程、大功率泵站,提水入黃?!笔苤朴诋?dāng)時(shí)的技術(shù)條件,泵站是作為一種不可或缺的成本存在。而在碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略已成國(guó)家意志的今天,新能源方興未艾,跨流域的抽水蓄能電站可以替代泵站,一是利于重慶本地及周邊的風(fēng)光資源“應(yīng)用盡用”,二是充分利用洪水資源,三是在合適的規(guī)劃下,小江攔水大壩處甚至可以考慮使用抽水蓄能電站方案,更大范圍發(fā)揮對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)峰作用。

總之,我們不難看出,在制度性缺水的慣性思維主導(dǎo)下,在過(guò)度尊重黃委會(huì)水資源分配權(quán)的前提下,西線調(diào)水工程只能成為一個(gè)制度或者慣例的補(bǔ)充北方水資源不足的“次一級(jí)”工程。無(wú)論是黃委會(huì)方案還是“小江”方案,都未能切實(shí)重視新疆缺水這一基本國(guó)情及其蘊(yùn)含的巨大發(fā)展空間。當(dāng)然,任何事情都瑕不掩瑜,特別是“備忘錄”中作為參考的“小江調(diào)水”工程,實(shí)際上是超越時(shí)代的戰(zhàn)略規(guī)劃,它猶如一塊璞玉,等著新時(shí)代的系統(tǒng)工程技術(shù)——抽水蓄能群——進(jìn)行挖掘和雕琢。

三、其它方案綜述:他山之石,可以攻玉

在數(shù)十年的探索中,許多專家學(xué)者也提出了各自的西部調(diào)水方案,比較有代表性的,是三組方案:一是林一山、陳傳友、鄧德仁和鄧英淘等人前后繼承但又各有側(cè)重的方案群(以下簡(jiǎn)稱“林陳鄧鄧方案”),這一組方案的突出特點(diǎn),是充分考慮和利用橫斷山區(qū)的地理特點(diǎn),最大程度在可調(diào)水量和工程成本之間達(dá)到一個(gè)均衡;二是劉澤洪方案,該方案充分考慮了水利和能源(電網(wǎng))的有機(jī)結(jié)合,在工程技術(shù)的選擇使用上,更具有前瞻性和系統(tǒng)綜合效應(yīng),提出了水——電結(jié)合視野下西部調(diào)水工程的新藍(lán)圖;三是2000年之后學(xué)者新提出的各類引水入疆方案,其特點(diǎn)是圍繞新疆為調(diào)水終點(diǎn)或重要節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行,從中可以看出這組方案思慮長(zhǎng)遠(yuǎn)。

先看林陳鄧鄧方案,這一組方案的先行者是林一山,他提出從怒江開(kāi)始,瀾滄江、金沙江(干流)、雅礱江、大渡河共5條江河上游聯(lián)動(dòng)調(diào)水,總?cè)∷?00億立方米,主要供水區(qū)為內(nèi)蒙古西部和新疆東部,也有引水入南疆的考慮。林方案的特點(diǎn)是,高水北調(diào),高水高用(在流域上游高海拔地區(qū)筑壩,跨流域提引水至相鄰的較高海拔地區(qū),然后自流使用)。同時(shí),林一山基于對(duì)西部地理的深刻認(rèn)識(shí),提出“要利用‘西高東低’來(lái)克服‘北高南低’”,系統(tǒng)性探索和總結(jié)提引水過(guò)程中最大限度降本增效的各種辦法。

與林一山方案著眼點(diǎn)區(qū)域一致但選擇線路有所不同的是鄧德仁三江并流貫通調(diào)水方案,鄧德仁也聚焦于怒江、瀾滄江、金沙江,主張三江打通,或完全自流,或完全提水,或混合,其目的是雅礱江、大渡河等長(zhǎng)江支流水量北調(diào)后,將流出境外的部分水量向東填補(bǔ)北調(diào)水量空缺,總補(bǔ)水量300至600億立方米。鄧德仁這一方案的特點(diǎn)是:低水東調(diào),低水低用(在青藏高原南邊緣的稍低海拔但水量較大地區(qū)筑壩,跨流域提引水至相鄰的更低海拔地區(qū),然后自流使用,考慮到青藏高原特點(diǎn),此方案只可能向東,實(shí)質(zhì)是補(bǔ)水)。

陳傳友“四江進(jìn)兩湖”方案,則在水源地的選擇上更靠近青藏高原核心區(qū),即從雅魯藏布江開(kāi)始,到金沙江結(jié)束,多點(diǎn)提水穿越巴顏喀拉山,注入黃河上游的鄂陵湖、扎陵湖,取直從黃河支流曲什安河入黃???cè)∷?35億立方米。因提水量大,所需要的抽水電能,則建議建設(shè)雅魯藏布江大拐彎電站予以保障??梢宰餮a(bǔ)充的是,鄧英淘認(rèn)為不需要建設(shè)大拐彎電站,所需電能用改為風(fēng)電為主進(jìn)行提水,工程成本更低且更適合工程的逐次推進(jìn)。

如上所述,鄧英淘在總結(jié)上述三個(gè)方案時(shí),曾有精當(dāng)?shù)母爬ǎ焊咚闭{(diào),低水東調(diào);風(fēng)水互濟(jì),引提并重;東西對(duì)進(jìn),調(diào)補(bǔ)兼籌。鄧英淘吃透了林一山方案的思路,提出了廉價(jià)風(fēng)電提水方案。他給出兩個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)論來(lái)概括核心圖景:在引水量很大時(shí),提水工程是大西線調(diào)水的主要技術(shù)手段,自流引水只是因地制宜的輔助手段;提水用電成本的高低,是制約大西線調(diào)水經(jīng)濟(jì)性、從而制約工程可行性的最關(guān)鍵因素。

林陳鄧鄧方案的取水點(diǎn)有所差異,但根本思路是一致的,即:引、提西南諸江河之水為主,疏引長(zhǎng)江中下游洪水為輔,最大限度利用我國(guó)西南江河外流水資源(流出總量共計(jì)約5400億立方米),盡量利用洪水資源,考慮到風(fēng)電是不連續(xù)的,抽水也是階段性的,那么就要盡最大可能利用本地廉價(jià)風(fēng)電資源,將風(fēng)電資源和抽水用電靈活配合,以期達(dá)到最低的后期運(yùn)行成本。

接下來(lái)再看劉澤洪方案,該方案?jìng)?cè)重從水——電的有機(jī)結(jié)合角度設(shè)定西部調(diào)水,是將橫斷山區(qū)風(fēng)光、水利資源與調(diào)水工程有機(jī)結(jié)合下的一種思路,即:依托新能源為水資源配置提供動(dòng)能,依托抽水蓄能電站為新能源消納提供儲(chǔ)能,成為國(guó)家水網(wǎng)的蓄水池、新型電力系統(tǒng)的蓄電池;以新能源為動(dòng)力,以調(diào)蓄水庫(kù)為樞紐,以引水渠為聯(lián)絡(luò),構(gòu)建電——水協(xié)同的“輸——儲(chǔ)”網(wǎng)絡(luò),這是劉澤洪團(tuán)隊(duì)基于新型抽水蓄能的調(diào)水思路。

劉澤洪方案的總調(diào)水規(guī)模400億立方米,它充分考慮了新技術(shù)在工程應(yīng)用中的廣闊前景,概括而言,有三大優(yōu)勢(shì):一是以數(shù)字化信息為基礎(chǔ),用自動(dòng)化的程序高效率篩選出抽水蓄能站址和調(diào)水路徑優(yōu)選對(duì)比;二是以短隧洞思路應(yīng)對(duì)西部地震頻發(fā)區(qū)對(duì)工程建設(shè)運(yùn)行全生命周期的擾動(dòng);三是深度嵌入新型電力系統(tǒng),利用高密度的全國(guó)電網(wǎng),系統(tǒng)性地把鄧英淘廉價(jià)風(fēng)電提水方案成本再降一個(gè)臺(tái)階。

中國(guó)的山地偏多,昨日是阻礙發(fā)展的巨大包袱。今天卻成了不可替代的新型抽水蓄能站址資源,這是時(shí)代、時(shí)勢(shì)與地理特點(diǎn)通過(guò)技術(shù)進(jìn)步而搭建的新機(jī)遇。

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資料來(lái)源:《新型抽水蓄能與西部調(diào)水》

從上面幾個(gè)設(shè)想或方案可以看出,大多數(shù)方案都是圍繞新疆為調(diào)水終點(diǎn)或重要節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行,說(shuō)明各方案重在長(zhǎng)遠(yuǎn),至于是否有切實(shí)可行的近中期微觀策略,則尚待觀察。(鑒于由于新疆的情況極度復(fù)雜,我們將在下篇著重討論。)

四、上篇結(jié)語(yǔ)

西部調(diào)水工程可謂是事關(guān)中華民族未來(lái)發(fā)展前景的重大戰(zhàn)略規(guī)劃。作為戰(zhàn)略規(guī)劃,最為緊要的是兩條:一是戰(zhàn)略規(guī)劃首先是方法論,不是目標(biāo);二則戰(zhàn)略規(guī)劃不能基于預(yù)測(cè)性的要素展開(kāi),而是“不賭”,追求的是化繁為簡(jiǎn)的可靠性。同理,西部調(diào)水工程的焦點(diǎn)不在于可調(diào)水量的多少,而在于如何在工程、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面達(dá)到一個(gè)均衡,更在于方法、線路和技術(shù)手段的選擇。同樣,西部調(diào)水工程不是為了解決某個(gè)既定目標(biāo)而進(jìn)行的戰(zhàn)術(shù)性工程,如果那樣,將會(huì)導(dǎo)致任何大工程極容易出現(xiàn)的災(zāi)難性結(jié)果(工期無(wú)限延長(zhǎng)、預(yù)算超支、預(yù)期效果不明顯或者三者皆有),而是要聚焦于一個(gè)問(wèn)題:化解中國(guó)西部地理資源要素(水、土)的不均衡為某種戰(zhàn)略機(jī)遇。

由上述規(guī)劃前提出發(fā),讀者很容易判斷紅旗河等方案的優(yōu)缺點(diǎn)在哪里?現(xiàn)在適不適合立即進(jìn)行實(shí)質(zhì)性施工?如果明確它們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),認(rèn)可并尊重縝密詳實(shí)的戰(zhàn)略計(jì)劃比實(shí)施工程重要N倍,那么我們還是要回過(guò)頭來(lái),仔細(xì)分析中國(guó)西部水利資源圖景、橫斷山區(qū)地質(zhì)地理特征、西北國(guó)土空間改造等基本要素,再針對(duì)性地提出西部調(diào)水工程的規(guī)劃方案,才是可行之道,同時(shí)也是必行之路。

從中國(guó)北方水利資源圖景來(lái)看,整個(gè)西部調(diào)水涉及的七省區(qū),缺水的四個(gè)主因有了結(jié)構(gòu)性的變化,即水質(zhì)性缺水最先脫離主要矛盾,資源性缺水、工程性缺水和制度性缺水的現(xiàn)狀則因省而異:除了新疆的主要矛盾是資源性缺水外,其他六省區(qū)的主要矛盾均為工程性缺水和制度性缺水交纏在一起。解決上述問(wèn)題最為直觀的辦法,是結(jié)合國(guó)家水網(wǎng)規(guī)劃建設(shè),用大量的工程投資、用系統(tǒng)工程的規(guī)劃合并解決工程性缺水和制度性缺水問(wèn)題。更加明確地說(shuō),西部調(diào)水不能以北方缺水為主要工程目標(biāo),因?yàn)槲磥?lái)北方缺水的可能性并不是工程的主要考量因素,而默認(rèn)指標(biāo)分配的水資源制度安排并以此為出發(fā)點(diǎn)考量西部調(diào)水工程,只會(huì)把核心議題降格化:將戰(zhàn)略規(guī)劃視為戰(zhàn)術(shù)問(wèn)題。

從我國(guó)西南江河外流水資源來(lái)看,年均西南外流總量共計(jì)約5400億立方米,調(diào)水后是否對(duì)域外國(guó)家人民生計(jì)有負(fù)面影響?從氣象學(xué)角度,印度洋和青藏高原兩個(gè)巨型天氣系統(tǒng)相互作用,絕大多數(shù)的降水均發(fā)生在域外,應(yīng)該予以實(shí)事求是的考察,而不是動(dòng)不動(dòng)就擔(dān)心“造成不利的國(guó)際影響”。最后應(yīng)指出,我國(guó)對(duì)西部生態(tài)的科學(xué)投入應(yīng)該進(jìn)一步增加,對(duì)生態(tài)科學(xué)界認(rèn)定的重點(diǎn)動(dòng)植物應(yīng)該有更長(zhǎng)期系統(tǒng)的研究結(jié)論,決策者不能亂拍腦袋,輿論可以影響政治,但是輿論決不能左右國(guó)家根本利益。

從西藏高原和橫斷山區(qū)的地理、地質(zhì)條件看來(lái),以海拔2500米為界,重點(diǎn)根據(jù)青藏高原和橫斷山區(qū)地理現(xiàn)狀,“高”水北調(diào),“低”水東調(diào),以高密度的中國(guó)巨型電網(wǎng)為后盾,用廉價(jià)風(fēng)電提水,用新型抽水蓄能思維構(gòu)建國(guó)家水網(wǎng)的蓄水池、新型電力系統(tǒng)的蓄電池,盡最大可能和努力提高整個(gè)巨型系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,理應(yīng)成為未來(lái)西部調(diào)水工程的地理、經(jīng)濟(jì)成本相互結(jié)合的核心點(diǎn)。

從國(guó)土空間的改造來(lái)看,新疆普遍缺水、東疆南疆尤甚的現(xiàn)實(shí),讓我們應(yīng)該將西部南水北調(diào)的目標(biāo)不應(yīng)該聚焦于黃河區(qū)域,而是要從整個(gè)國(guó)土改造的戰(zhàn)略空間著眼,這樣說(shuō)并非是否定每位專家或者討論者的努力,而是應(yīng)該視為這是一場(chǎng)當(dāng)代科學(xué)史“層層累積”的大合作探索。這一探索的核心區(qū)域也逐漸隨著深入而清晰,即如何將大西部的資源要素,通過(guò)調(diào)水進(jìn)行全方位的整合,這種整合首先要面對(duì)的是地理因素,而能克服或者利用好地理因素的關(guān)鍵之處,同樣是基于這種地理因素之上的能源結(jié)構(gòu)和能源網(wǎng)絡(luò)。

土地——水——能源的三位一體格局,成為我們審視和探索西部調(diào)水工程的出發(fā)點(diǎn)。

(本篇共三張圖片,前兩張均來(lái)自微信公眾號(hào)“星球研究所”,第三張來(lái)自劉澤洪等作者的公開(kāi)論文。)

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