引调水工程对汉江中下游航运影响初步研究

马方凯，蔡淑兵，李小芬，尹维清，王英奎

(长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，武汉430010)

0 前言

汉江流域多年平均水资源总量为573亿m3，约占长江流域的5.8%，水资源相对丰富。但随着流域经济社会快速发展对流域需水增加，南水北调中线一期、引汉济渭等跨流域调水工程的实施，流域水资源供需矛盾将逐渐突出［1］，中枯水时期水资源综合利用压力加大。

汉江中下游作为《全国内河航道与港口布局规划》部署的长江水系高等级航道“十线”之一［2］，是国家重要通航河流。

考虑到流域引调水工程实施后，汉江中下游水文水资源量及时空分布发生变化，可能会对中枯水期汉江中下游航运产生影响，需开展本研究。

本研究以引调水工程实施后汉江中下游水文情势变化为基础，结合汉江中下游航道航运现状及规划，初步分析了工程实施后对中下游航运影响。

1 汉江流域引调水工程

主要分5个方面阐述:

1.1 南水北调中线工程

南水北调中线一期工程供水目标以北京、天津、河北、河南等主要城市生活、工业供水为主，兼顾生态和农业用水。多年平均调水95亿m3，相应渠首引水规模为350～420 m3/s。

主体工程由水源工程、输水工程和汉江中下游治理工程组成。水源工程为大坝加高至最终规模的丹江口水库，输水工程全长约1 432 km，以明渠为主。汉江中下游治理工程为兴隆水利枢纽、引江济汉、部分闸站改造、局部航道整治四项工程。

目前，水源工程的丹江口大坝加高和输水工程已开工建设，计划2014年全线通水;汉江中下游兴隆水利枢纽与引江济汉等两项治理工程亦正在建设中。根据南水北调工程总体规划，中线后期工程从汉江调水规模将增加至130亿m3左右。

1.2 引汉济渭工程

引汉济渭工程供水目标主要是解决陕西省关中地区城市生产生活用水，兼顾渭河河道生态用水。规划供水范围为西安、咸阳、渭南的大中城市。以汉江上游黄金峡和三岔河为调水水源点，2025水平年调水10亿m3。

规划从汉江干流黄金峡水库库区抽水经秦岭隧洞引水入渭河受水区，部分时段黄金峡水库抽水至汉江支流三河口水库调节后穿秦岭隧洞进入渭河受水区。远期引汉济渭工程调水可在长江干流补水方案或其他补水方案实施后扩大至15亿m3。

1.3 清泉沟引水工程

鄂北地区位于湖北省北部，涉及襄阳、随州、孝感地区内8个县市，分属唐白河流域下游和府澴河流域上游。该地区处于湿润、半湿润区过渡带，对降水年季变化十分敏感，存在水资源短缺风险。

1955年至今该区域发生特大干旱、严重干旱13次，特别是2010—2012年3 a连旱，区域供水出现严重危机。鉴此，湖北省提出了鄂北水资源配置工程，即在已规划汉江清泉沟分水水量基础上，从汉江增加引水，规划共引水约14亿m3，以解决鄂北地区严重的缺水危机。

1.4 引江济汉工程

引江济汉工程从长江荆江河段引水至汉江兴隆河段下游，属南水北调中线配套汉江中下游治理工程之一。

工程的主要任务是向汉江兴隆以下河段补充水量，改善该河段的生态、灌溉、供水、航运用水条件。

引江济汉工程渠道全长约67.23 km，年平均输水37亿m3，其中补汉江水量31亿m3，补东荆河水量6亿m3。工程于2010年开工。

1.5 其他引调水工程

引乾济石调水工程在汉江左岸支流乾佑河上源各支沟(黄土梁沟、小峪沟、老柳沟和沙沟)的沟口附近建砌石低坝引水枢纽，以沙沟沟口的砌石重力坝为骨干水源工程，4处水源汇流后利用在建的西康公路秦岭隧洞(18 km)路渠结合，自流引水到石砭峪，经调蓄后，供西安市城市和生态环境用水，年引水量0.49亿m3。

引红济石调水工程从汉江左岸褒河支流红岩河中段的关山村低坝引水，经隧洞穿越秦岭进入石头河上游的桃川河，经石头河水库调节后，向关中西部城市供水，年引水量0.92亿m3。

陕西省勉县已建成二榔头水库引水工程，从嘉陵江流域毛秋河引水入汉江灌溉勉县，年引水量1.8亿m3。

2 引调水工程对汉江中下游水文情势影响初步分析

在多年平均、枯水年设计频率下，沿程各典型断面平均流量降幅从上游至下游呈明显减少的趋势:多年平均条件下，推荐方案实施后，黄家港断面逐月流量过程变化量范围为9～90 m3/s，变化程度为1.47%～6.70%;黄家港断面逐月流量过程变化量范围为13～78 m3/s，变化程度为1.34%～5.83%，水位变幅在0.01～0.09 m;枯水年推荐方案实施后，黄家港断面逐月流量过程变化量范围仅为1～8 m3/s，变化程度为0.10%～1.58%;黄家港断面水位变幅在0～0.01 m，仅7月份和10月水位有所下降，其余月份水位基本持平。

经分析，多年平均条件下，黄家港、王甫洲坝下、胡家洲、新集、襄阳、崔家营6个断面平均流速减少了0.01～0.03 m/s，减少程度为2.5%～8.7%;枯水条件下，6个断面平均流速减少了0.01～0.03 m/s，减少程度为4.09%～7.87%。

总体来说，规划实施后河道流量有一定程度减少，流速呈现变缓的趋势，但流速的最大变幅不超过0.08 m/s，且随着沿程水量的不断恢复，河道减水对流速的影响将进一步弱化。

3 对汉江中下游航运影响初步分析

3.1 航运现状及规划

汉江丹江口以下汉江中下游为通航河段，航道长652 km。其中:丹江口～襄樊117 km，航行条件较差，2005年整治完成后达Ⅳ(3)级航道标准。襄樊～皇庄153 km河段，为典型的游荡性河段，“八五”期间进行重点整治后达Ⅳ(2)级航道标准。皇庄～河口段382 km，属蜿蜒性单一河道，两岸筑有堤防，可全年通航300 t级船舶，中洪水期可通航500 t级船舶，为Ⅳ级航道，其中蔡甸～河口33 km段常年可通航500 t船舶，中水期可通航1000t级船舶，达Ⅲ级航道标准。

根据2012年国务院批复的《长江流域综合规划(2012—2030)》，汉江中下游通过兴隆等梯级渠化和实施引江济汉工程及航道整治工程，使丹江口至汉口649km航道达到Ⅲ级航道标准。汉江丹江口以下干流航道规划见表1。

表1 汉江丹江口以下干流航道规划表 m/s

3.2 航运基流分析

航运用水不消耗水量，但需根据航道条件保持一定流量，以维持必要的航深和航宽。初步以规划航道等级和通航条件，采用Ⅲ级航道最低通航水深保证率95%对应的流量作为航运河道内用水基流。丹江口水库以下汉江干流航运基流采用汉江流域规划成果，拟定丹江口水库最小下泄流量为490 m3/s，皇庄以下航运基流为500 m3/s。

3.3 对汉江中下游航运影响初步分析

经长系列径流计算，分析与相应航道等级相同保证率计算的丹江口断面的分旬枯水及中水流量，引水工程实施后丹江口下泄95%频率的枯水流量为490 m3/s，皇庄断面95%频率的枯水流量为500 m3/s，下泄流量可基本满足汉江中下游航运河道内用水基流需求。

丹江口下泄50%频率的中水流量分别为491 m3/s，皇庄断面50%频率的中水流量为632 m3/s。中水流量相对减少，对汉江中枯水期航运有一定影响。

4 结论及下一步工作

初步分析成果表明:考虑综合调度后，流域引调水工程对汉江中下游干流枯水条件下通航基本无影响。考虑到流域引调水工程规模较大，对径流过程影响不容忽视，下一步需开展有关综合分析论证工作。

［1］马建华.关于汉江流域实施水量分配管理若干问题的思考［J］.人民长江，2010(09):1－6.

［2］交通运输部.全国内河航道与港口布局规划［R］.北京:交通运输部，2007.

［3］许应石，李长安，张中旺，张增杰.湖北省水资源短缺风险评价及对策［J］.长江科学院院报，2012(11):5－10.

［4］王忠法.汉江流域防洪与鄂北水资源配置［J］.水利发展研究，2012(12):13－17.