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中国沙漠, 2024, 44(3): 150-157 doi: 10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00117

南水北调西线工程对黄河中上游地区的生态经济社会的预计效应

雒天峰,1, 陈克恭2

1.甘肃省水利厅 水利工程建设造价与规费管理中心,甘肃 兰州 730000

2.甘肃省人大常委会,甘肃 兰州 730046

Estinated eco-economic and social effects of the West Route of the South-to-North Water Transfer Project to the upper-mid reaches of the Yellow River

Luo Tianfeng,1, Chen Kegong2

1.Construction Cost and Fee Management Center of Water Conservancy Projects,Water Resources Department of Gansu Province,Lanzhou 730000,China

2.Standing Committee of Gansu Provincial Peoples Congress,Lanzhou 730046,China

收稿日期: 2023-04-15   修回日期: 2023-12-29  

基金资助: 甘肃省重点研发计划项目.  23YFFA0020
甘肃省水利科学试验研究及技术推广计划项目.  24GSLK075.  24GSLK076

Received: 2023-04-15   Revised: 2023-12-29  

作者简介 About authors

雒天峰(1980—),男,甘肃张掖人,正高级工程师,主要从事生态水利方面的研究工作E-mail:ltf871@163.com , E-mail:ltf871@163.com

摘要

以南水北调西线工程为背景,以优化水土关系为基底,以协调人地关系为目标,针对变“水低地高”为“高水高用,洮水东用”用水方案,从生态安全、粮食安全、清洁能源、社会经济稳健发展等方面,对该方案下生态-经济-社会效应进行了分析。结果表明:黄河天然河道与人工自流河道相互配合,可改善黄河中上游区域的水土关系,在甘青宁蒙四省(区)交接区生发出一个山水林田湖草沙冰为一体的超过10万km2的生态经济功能区,为进一步巩固西北生态安全屏障、保障国家粮食安全、促进清洁能源开发利用和区域社会经济稳健发展提供水资源支撑,并对丝绸之路经济带起到“壮骨丰腰”作用。

关键词: 南水北调西线 ; 生态经济社会效应 ; 水-生态-经济廊道

Abstract

Taking the West Route of the South to North Water Diversion Project as the background,based on the optimization of water-land relationship, aim at coordinating human-land relationship, Be directed against “changing low water and high ground to high water, low ground for remolding” and “high water consumption and diversion of Taohe River to east are proposed” use schemes: And in terms of ecological safety, food security, clean energy, and steady development of social economy, the eco-economic and social effects of the water use scheme are analyzed. Under this scheme, the cooperation between Yellow River natural channels and artificial artesian channels can improve the water-land relationship of middle and upper reaches of the Yellow River. Then over 100 000 square kilometers of eco-economic functional area integrated with landscape, forest, farmland, lake, grass, sand and ice will appear in a barren area locating at the intersection of Gansu, Qinghai, Ningxia and Inner Mongolia. It can provide water resources support to further consolidate the ecological safety barrier in northwest, ensure the national food security, promote the development and utilization of clean energy, steady development of regional social economy, and plays a role in strengthening the bones and waist in the Silk Road Economic Belt.

Keywords: west route of the south-to-north water transfer ; eco-economic and social effects ; water-ecological-economic corridor

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雒天峰, 陈克恭. 南水北调西线工程对黄河中上游地区的生态经济社会的预计效应. 中国沙漠[J], 2024, 44(3): 150-157 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00117

Luo Tianfeng, Chen Kegong. Estinated eco-economic and social effects of the West Route of the South-to-North Water Transfer Project to the upper-mid reaches of the Yellow River. Journal of Desert Research[J], 2024, 44(3): 150-157 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00117

0 引言

河西走廊、黄土高原曾经水丰草茂,但由于毁林开荒、乱砍滥伐,生态环境遭到严重破坏,加剧了经济衰落。唐代中叶以来,中国经济中心逐步向东、向南转移,很大程度上同西部地区生态环境变迁有关1。黄河-西北内陆河生态经济带在中国经济发展、社会稳定和对外开放总体布局中地位突出,建设黄河-西北内陆河生态经济带是夯实东部、崛起中部、经略西部的重大战略举措。而生态经济带建设的关键在于水,在强化节水的基础上,通过跨流域调水、完善黄河水沙调控体系、黄土高原水土流失综合治理等,大大提升水资源支撑能力,可有效保障黄河-西北内陆河生态经济带的建设实施2。干旱缺水、生态环境退化是西北地区发展不协调、不充分、不平衡的重要原因,水是西北干旱区发展的生命线,合理利用当地水资源,适度跨流域调水,尽快实施南水北调西线工程,是解决西北水资源短缺和民生福祉的有效途径3-4。加快推进国家水网工程建设是“十四五”规划纲要做出的重要部署,南水北调西线工程是国家水网主骨架和大动脉,是解决黄河流域缺水问题的根本措施5。在前期南水北调西线工程方案论证的基础上,张金良等6-8、景来红等9、梁书民等10、刘世庆等11又对工程方案优化进行了深入分析。为深入贯彻落实习近平总书记关于黄河流域生态环境保护和高质量发展重要讲话精神,助力西线工程建设,使用水效益最大化,从流域、区域协调发展视域审视,分别提出了顺应流域自然禀赋特征、惠及生态保护、发展灌溉、水沙治理、防凌防汛等治水用水需求的变“水低地高”为“水高地低”、“高水高用,洮水东用”用水方案12-13。本文从生态安全、粮食安全、清洁能源、社会经济稳健发展、丝绸之路经济带“壮骨丰腰”等方面,对“高水高用,洮水东用”用水方案产生的生态-经济-社会效应进行了系统分析。

1 “高水高用,洮水东用”用水方案效应

1.1 有助于巩固生态安全屏障

甘、青、宁、蒙交接地带也是青藏高原、黄土高原、内蒙古高原、河西走廊的衔接地带,该区域地形地貌复杂、生态环境脆弱,是国家规划实施青藏高原生态屏障区、黄河重点生态区(含黄土高原生态屏障)、北方防沙带重要生态系统保护和修复重大工程布局的重点区域(图12)。按照“高水高用”方案,南水北调西线工程上线从雅砻江、大渡河干支流联合调水40亿m3,入黄河干流贾曲河口,可充分利用新增水量提高黄河首曲及相关区域(流域面积约1万km2)生态修复水平、增强水源涵养能力。当水从龙羊峡水库经西宁、兰州新区、景泰向民勤、乌海等地引水,绕流祁连山,贯通黄河和河西内陆河,顺势“高水高用”,建设输水沿线生态廊道、沙漠综合治理示范区。一方面,可重塑刘家峡水库至黑山峡段的新型水土格局(流域面积约2.4万km2),解决水土关系不协调问题,有助于根治水土流失和土地荒漠化难题。另一方面,上线调水从景泰塬面沿贺兰山麓流至内蒙古乌海,沿线培植沙生植物固定沙漠,建起绿色长廊,可在腾格里沙漠和乌兰布和沙漠边缘产生“锁边”效应,不仅可补齐“北方防沙带”的生态缺口、防止沙漠南侵,而且在输水线路经过的两大沙漠边缘极易构建水、草、林、田、湖、沙交错嵌入式的生态屏障(流域面积约3.5万km2)。同时,借助“民调工程”引向石羊河流域的水流进入民勤红崖山水库可用于建设防护林灌溉和补充青土湖,可进一步改善石羊河流域的生态环境(流域面积约3万km2)。结合“洮水东用”,可改善洮河两岸的生态安全(流域面积约0.3万km2),并可对渭河流域实施持续生态补水。“高水高用”方案可在黄河中上游、祁连山南部、腾格里-巴丹吉林-乌兰布和沙漠南缘范围内构建起跨流域、跨界域、绵延而宏厚的生态安全屏障(流域面积约10万km2),黄土高原生态屏障、河西走廊生态安全屏障、北方防沙带互为犄角,浑然天成,这是贯彻落实习近平总书记关于黄河上游、祁连山生态修复保护、确保民勤不成为第二个罗布泊重要指示的重大行动。

图1

图1   南水北调西线工程受惠区示意12

Fig.1   Geographical location of the area by covered the Transfer Project12


图2

图2   中国生态系统保护和修复重大工程布局示意图14

Fig.2   The diagram of major projects for the protection and restoration of ecosystems in China14


1.2 有助于保障国家粮食安全

西北地区干旱少雨的另一面是阳光充沛,这是西北地区农业发展的有利条件,结合西北地区的特殊情况,在中国西北地区要发展沙产业、草产业和林产业,在“不毛之地”的戈壁沙漠上开展农业生产,充分利用戈壁滩上的日照和温差等有利条件推广使用节水技术,搞知识密集型的现代化农业,这是完全可能的14-15。戈壁农业是以习近平生态文明思想为指引,以保护好祁连山国家生态屏障为前提,以生命共同体多元共生为视角,在区域资源禀赋与其经济特征、生产方式和生活方式全域协同考量的基础上,探索的一条集生态、经济、社会效益为一体的生态文明之路16。在保护生态和不增加用水总量前提下,探索科学利用戈壁、沙漠等发展设施农业17-18。甘肃河西走廊及中东部地区、内蒙古阿拉善左旗南部、宁夏部分区域是中国粮食生产功能区(水稻、小麦、玉米),青海东南部是重要农产品生产保护区(油菜花)14(图34)。据不完全统计,在刘家峡水库至黑山峡之间逾2.4万km2内,约有10万hm2提灌区,且已不同程度出现盐碱化,另有17万hm2“撞天”旱地,还有至少30%的未利用地可改造为40万hm2的高标准农田。按照“高水高用”方案,将原有的10万hm2提灌田置换成自流灌溉田,将17万hm2旱地改为自流灌溉田,可造就67万hm2高标准自流灌溉田。同时,引水进入石羊河流域、黑河流域,还可发展约2万hm2戈壁农业。结合水流流向东北方向直奔规划的千万亩宁蒙大柳树灌区,加之引向乌海的水流,将惠及内蒙古阿拉善盟灌区。按照“洮水东用”方案,沿洮河两岸可引水建设百万亩自流灌区。“高水高用、洮水东用”方案,可在甘-蒙-宁交接区域产生千万亩的特大型高标准自流灌区,这将对保障国家粮食安全发挥重要战略意义。

图3

图3   中国粮食生产功能区和重要农产品生产保护区布局17

Fig.3   The diagram of food production function zone and important agricultural product protection zone17


图4

图4   西北旱区农牧业可持续发展分区18

Fig.4   The division of sustainable development of agriculture and animal production in northwest arid area18


1.3 有助于保障国家清洁能源开发

内蒙古阿拉善高原、甘肃河西走廊有效风能密度大于200 W·m-2,年可用时数大于5 000 h,风力资源十分优越,地面环境限制小,市场广阔,适合建设规模性的风力发电机组并网电,是中国陆地风能开发潜力最高的地区19。青海大部、甘肃北部和内蒙古中西部地区年日照时数为3 000⁓3 300 h,年有效日照天数约为330⁓350 d,太阳年总辐射平均6 500 MJ·m2左右,宁夏北部、甘肃中部、青海东部年日照时数近3 000 h,年有效日照天数达330 d,年总辐射值约为5 604 MJ·m-2[20。甘-青-蒙-宁交接地带风电、太阳能、水电资源丰富,开发条件优越(图5~7),黄河上游风光水储一体化清洁能源基地、河西走廊和黄河几字弯风光火储一体化清洁能源基地已纳入现代能源体系建设工程21,正优化推进青海、甘肃、内蒙古、宁夏等地区陆上风电和光伏发电基地化开发22。预计到2025年,黄河中上游(甘肃兰州新区、白银市,宁夏全境,内蒙古乌海市、阿拉善左旗)、河西走廊新能源发电规模将达到14 000万kW,年发电量高达5 300亿kW·h。从景泰塬面倾泄返回黄河的水流,可利用其间400 m的落差直接装机发电,年发电量可达15亿kW·h。按照国家能源局《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》,“十四五”“十五五”期间,河西走廊及白银市、临夏州、内蒙古乌海市、宁夏吴忠市、中卫市规划建设15座抽水蓄能电站,装机规模1 700万kW。预测未来,在水资源得到保障、生态环境得到有效保护和修复下,按照风光火储一体化基地建设规划目标,甘-青-蒙-宁交接地带将建成一个集风光水储电为一体的超大规模新能源基地,可对保障国家能源安全起到重要作用。

图5

图5   中国陆地10 m高程多年平均风能年可用时数19

Fig.5   The distribution of annual available hours of average wind energy at an elevation of 10 meters for many years in China19


图6

图6   中国陆地太阳能资源开发潜力分区20

Fig.6   The division of the Potential exploitation of solar energy resource in China20


图7

图7   “十四五”大型清洁能源基地布局示意图14

Fig.7   The layout of the large clean energy base for the 14th Five-Year Plan14


1.4 有助于保障社会经济稳健发展

甘-青-宁-蒙交接区域内分布着汉族、藏族、回族、蒙古族等众多民族,常住人口约540万,居住格局呈现“大聚集、小杂居”状态。该区域自古就是黄河文明的发源地、多元文化的交融地,也是化解民族冲突的重点预防地。甘肃是一个多民族地区,还是涉伊涉藏地区和进疆入藏通道,做好民族宗教工作意义重大。要高举各民族大团结的旗帜,深入推进民族团结进步创建工作,着力解决民族宗教领域突出问题,加快建设经济发展、山川秀美、民族团结、社会和谐的幸福美好新甘肃。因此,通过重塑黄河中上游新型水土关系格局,科学规划工程线路,合理分配水量,使用水效益最大化,可以为保护和修复生态环境、助力农(畜)牧业可持续发展、开发新能源潜力、巩固脱贫攻坚成果、推进乡村振兴战略、促进汉回蒙藏等多民族团结及文化繁荣,缓解东部地区经济社会发展的空间压力,优化中国人口和经济格局,逐步实现东西部地区平衡发展创造条件,更为促进民族团结提供有力支撑。

1.5 有助于丝绸之路经济带“壮骨丰腰”

为使西部地区更好地发挥区位、资源优势,统筹利用国际国内两个市场、优化配置市场资源,推动经济社会加速发展,2014年,习近平总书记提出了承接古今、连接中外、跨越时空的构建“丝绸之路经济带”宏伟构想。“胡焕庸线”东南方43%的国土,居住着全国94%左右的人口,以平原、水网、低山丘陵和喀斯特地貌为主,生态环境压力巨大;该线西北方57%的国土,供养全国大约6%的人口,以草原、戈壁、沙漠、绿洲和雪域高原为主,生态系统非常脆弱1。从人口规模、经济基础、地形地貌、生态环境等方面分析,丝绸之路经济带向西北跨越“胡焕庸线”后,即进入人口规模的“剧减带”、经济基础的“薄弱带”、地形地貌的“蜂腰带”、生态环境的“脆弱带”,干旱缺水是主因(图89)。按照“高水高用、洮水东用”方案建设南水北调西线工程,实现黄河和河西内陆河水系连通,将在甘青宁蒙四省交接区生发出一个山水林田湖草沙冰为一体的超过10万km2的生态经济功能区。城有水则秀、居有水则灵、荒漠有水便成绿洲,通过发展生态经济,将形成良田千万亩、能源经济蓬勃发展、人民安居乐业的水-生态-经济廊道,极大地带动区域经济社会全方位发展,对丝绸之路经济带起到“壮骨丰腰”作用。

图8

图8   胡焕庸线示意图4

Fig.8   Heihe-Tengchong Line4


图9

图9   南水北调西线工程受惠区地形(来源于中国资源图集)

Fig.9   The landsat Image Map of the area affected by the Transfer Project


2 结语

西北地区生态环境脆弱,经济社会发展滞后,水资源短缺是最重要的制约因素,亟需实施跨流域调水工程,缓解区域缺水形势6。经过70年的前期工作,尤其近几年深化研究,西线调水工程的方案被逐渐优化,对长江调水区的负面影响已大幅度减小。经过多阶段的深入论证,西线工程总体规划方案和近期工程规划方案纳入了国务院批复的南水北调总体规划,形成了第一期工程项目建议书。随着西线工程前期研究工作的深入,结合新形势和新时代发展要求,西线工程形成了上下线组合调水方案,即推荐南水北调西线一期工程年调水规模80亿m3,由上下两条独立的调水线路组成,其中上线线路已经过数十年勘察论证、基础工作扎实,下线的水源水库已经在建、只需修建输水隧洞,一期工程已具备开展可行性研究的条件7。西北地区水资源开发利用中存在的主要问题集中表现为水-土资源失衡、水-矿资源失衡、水-生关系失调、水-沙关系失调和水-盐关系失调3。应借助南水北调西线工程,顺势而为,高水高用,洮水东用,重塑黄河中上游水-土资源、水-生关系新格局,从根本上改善该区域内的水-矿、水-沙、水-盐关系,在甘青宁蒙四省交接区生发出一个山水林田湖草沙冰为一体的超过10万km2的生态经济功能区,为进一步巩固西北生态安全屏障,保障国家粮食安全,促进清洁能源开发利用和区域社会经济稳健发展提供支撑,并对丝绸之路经济带起到“壮骨丰腰”作用。

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