水库
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简介
丹江口水库是亚洲第一大人工淡水湖泊,被称为汉江的天然水位调节器,作为一种特殊的生态系统类型,湿地 效益类型多样。水库来水90%源于汉江10%来源于丹江。依据生态学和经济学原理,在对该生态系统理化指标检测、生物资源调查和实地考察基础上,主 要从涵养水源、调蓄洪水、调节气候、降解污染、固定C和释放O2、控制侵蚀、保护土壤、参与营养循环等方面 对丹江口水库湿地生态系统服务功能进行了研究,并提出相应的保护对策。
丹江口水库位于湖北省丹江口市和河南省淅川县毗临处;域跨鄂豫两省。是20世纪50年代末期国家兴建的综 合开发和治理汉水流域的大型水利枢纽工程,分为湖北境内河南境内两大库区,蓄水174亿立方米,目前为亚洲库容最大的人工淡水湖。水库总面积846平方千米,库区水面最宽处在李官桥一带,东西宽为20多千米;最窄处在关防滩一带,两岸夹峙不足300米;库区水位最深处在湖北丹江口与河南淅川之间台子下的省界江心,深达80多 米。
丹江口水库的枢纽工程由拦江大坝、发电站、升船机和两个灌溉引水渠渠首四部分组成,大坝高为162米,混 凝土大坝坝高97米,大坝总长2494米(其中混凝土坝长1141米),设计蓄水水位157米,相应库容为174亿立方米 ,泄洪能力为9200立方米/秒,电站装机6台,单机容量为15万千瓦时,年发电量为40亿千瓦时。升船机经过改造升级后一次可载重300吨级驳船过坝。两个引水渠渠首分别是位于河南淅川的陶岔(即南水北调中线工程的取水口,设计流量为 500立方米/秒)和位于湖北的清泉沟隧洞,设计流量为100立方米/秒。这座水库是目前中国功能最全、效益最佳的特大型水库之一,在防洪、发电、航运、灌溉、养殖以及旅游等方面都发挥着巨大的优势。
丹江口水库,为南水北调中线工程的水源区和取水处。南水北调中线工程,供水直达京、津、冀、豫四省市 ,年调水130亿立方米。南水北调中线工程建设,将使丹江口市成为“世界水都,亚洲天池”,给丹江口市带来新的发展 机遇。丹江口水库在行政区划上三分之二的水域面积在淅川县境内,属于河南省淅川县管辖,其余三分之一属于湖北省丹江口市管辖。 发展历程
1958年9月1日,丹江口水利枢纽工程举行开工仪式,比预定的开工日期提前了整整一个月。
1958年10月,湖北、河南两省所属的襄阳、荆州、南阳3个地区17个县的10余万民工挑着干粮,带着简陋的工 具,汇集到丹江口工地。这10万大军,要用扁担、筐子、小木船,运载着黏土、砂石,把汉江截流。
1958年11月5日,右岸围堰工程正式启
动。10万民工发起了“腰斩汉江”的大会战。10万人三班倒,昼夜不停 工。那时候,施工现场不到2平方公里,几万人在一起施工,白天真称得上是人山人海。晚上没有电,照明用火 把、汽灯,从采料场到江边连成几条火龙。
1962年,在计划中要确保完工的年份,丹江口工程不但没有建完,而且被暂停施工。大坝存在严重质量问题 的现实,无情地给热情高涨的建设者们当头泼了一盆冷水。
1962年,中共中央七千人大会对“大跃进”错误进行纠正。这次大会的第二天,丹江口工程被要求暂停。此 后,国家开始对基础建设进行压缩。后经多方努力,丹江口大坝没有下马,而是将主体工程停下来,开始处理质 量事故。
1964年12月,国务院批准丹江口工程复工。但此时,丹江口工程变成了分期进行。前期工程将大坝修建到162 米高程,实现能够防洪、发电。
1968年,丹江口水库第一台15万千瓦机组投产发电。1974年,丹江口水利枢纽初期工程全部完成。此时的丹 江口大坝总长2.5公里,坝顶高程162米,装机容量90万千瓦。水库蓄水运行至今30多年,经历过几次大洪水考验 ,大坝安如磐石。
1978年9月,中共中央政治局常委陈云就南水北调问题专门写信给水电部部长钱正英,建议广泛征求意见,完 善规划方案,把南水北调工作做得更好。同年10月,水电部发出了《关于加强南水北调规划工作的通知》”。
1979年12月,水电部正式成立了部属的南水北调规划办公室,统筹领导协调全国的南水北调工作。
1984年,国务院批准从丹江口超发电收入中筹措3亿元,分10年安排解决水库移民遗留问题。并从这时起,改 变了移民经费的分配办法,坚持面向千家万户,实行有偿扶持,变单纯生活救济为生产扶助,使移民的收入状况 迅速改观。
1987年7月,国家计委正式下达通知,决定将南水北调西线工程列入“七五”超前期工作项目。
1991年4月,七届全国人大四次会议将“南水北调”列入“八五”计划和十年规划。
1992年10月,中国共产党第十四次代表大会把“南水北调”列入中国跨世纪的骨干工程之一。
1995年12月,南水北调工程开始全面论证。
2000年6月5日,南水北调工程规划有序展开,经过数十年研究,南水北调工程总体格局定为西、中、 东三条线路,分别从长江流域上、中、下游调水。
2006年,国务院17号文件下发,对2006年6月30日之前的水库移民进行后期补偿。纳入扶持范围的移民每人每 年补偿标准为600元,连续补偿20年。
2010年后,这一库碧水将穿越黄、淮、海河,一路北上流进北京
,每年可以为北方送水130亿立方米以上。 [1]
设计方案
(1)发电量方面,为42.62亿kwh,符合方案拟定的原则,在满足初期规模水利任务的条件下,尽量提高发电效 益;
(2)保证出力及保证率,方案1较原设计方案247Mw、方案l240Mw为大;
i(3)灌溉引水方面.方案l引水量居中.既较原设计方案12.5亿m提高0.2亿m,又较方案的13.0亿m少0.3亿m。 ,尤其突出的是泵站抽水量最大达4.0亿,充分利用了泵站的优势};
(4)水量利用方面,方案l水量利用率最高,达82.9,较原设计方案提高2.6;
(5)水库充满机率方面.方案I充满机率最高,达43;35a充满15a).水库消落至140.0om以下年份最多,达7a ,是原设计方案(1a)的7倍。3.2泵站建成前盖水库调度运行的特点通过对比分析,不难得出泵站建成前后水库调 度运行的特点;
(7)充满机率为2s.说明方案l较充分地利用了水库调节库容。a1599充满机率,4325.725.7库水位清落至 140.0m年数/a7112.2.4水库泥沙淤积对调度成果影响的分析丹江口水库运行26a来(1968~1994年),库水位 150.0m以下淤积了14.1】亿m泥沙.其中150.00~139.00m之间淤积2.89亿in。,139.0m以下淤积11,调节库辑 减少z,8亿m,势必对调度成果产生一定影响。为此本文对考虑水库泥沙淤积情况进行了分析计算,多年平均发 电量下降0.1亿kWh,弃水增加0.3亿m,保证出力、保证率均不受影响。说明方案调度运行方式保留的潜力较大。 方案影响较明显,保证出力下降达5Mw,弃水增加1.3亿m,年发电量下降0.12亿kwh,说明方案I较充分地发挥了 丹江口水库综合利用效益。调节库容受泥抄淤积影响,使调度成果产生不和变化,在运行、管理时必须引起重视 。方案的特点根据拟定的原则,综合考虑发电、灌溉引水、水量利用、水库充满机率、泥沙淤积影响等各方面因 素,推荐采用方案。[2]
调度运行特点
(1)泵站建成前.由于清泉沟、陶岔自流引水需控制库水位在供水期束(5月初)不
低于146.50m,以满足灌溉保 证要求,而发电固供水期末水位较高,在进入主汛期后易产生大量弃水,不利于充分利用水量。这个矛盾一直困 扰着初期规模丹江口水库调度。
(2)泵站建成受益后,不必控制供水期末库水位146.50m,相反电站可降低库水位,腾出库容,以和减少汛期 弃水.充分利用水量.方案I体现了这种精神。多年平均弃水为67.1亿m,较原设计方案77.4亿m减少弃水10.3亿 m。,提高水量利用系散2.6,增发电量1.12亿kwh,水库蓄满机率加大.梢落加快,水位变幅加大,调节库容得 到充分利用。
(3)若泵站建成前后水库调度运行方式不作调整,仍维持原
设计方案.则年发电量不变,均为41.5亿kWh,保 证出力为247Mw,相应保证率泵站建成后略低,为94.4,灌溉引水方面,泵站建成后引水13.0亿m,较泵站建成 前的12.5亿m增加引水0.5亿m。。可见,泵站建成后,水库调度运行方式不根据变化了的情况适当调整,就不能 充分利用泵站特点。发挥丹江口水库最大的综合利用效益。
主要优势
防洪
自水库建成几十年来,共拦蓄、削滞汉江,丹江上游发生的上万立方米每秒的洪水59次。解除了武汉 、襄阳等23个县市1亿多人口及1860多万亩耕地的洪水威胁,其抵御暴洪的能力达到了百年一遇的标准。2010年7月22日,南水北调中线水源地丹江口水库开闸泄洪,这是丹江口大坝主体工程全线贯通以来首次开闸泄洪。受汉江流域持续强降雨影响,截至当日11时,丹江口水库水位达150.34米,超汛限水位0.84米。13时30分,丹江口水利枢纽防汛指挥部按照长江防总指令,准时开启丹江口大坝4个深孔闸门泄洪,水库总下泄流量增加至4700立方米/秒。15时,入库流量降至3660立方米/秒。由于此前丹江口水库的水位比较低,这一次丹江口 水库将全部拦蓄本次的洪水,仅仅是以日均1800立方米/秒的发电水量出库下泻,丹江口水库的拦洪削峰对缓解 长江和汉江中下游的防洪压力是有好处的。
发电
装机6台,总容量为90万千瓦时的强大电网。担负着华中电网主要的调峰电量和调频、调相、负载备用 ,事故备用等任务。不仅解决了武汉襄樊等城市的工农业用电,还为豫西南地区的大部分工农业用电提供了有力 的保障。
航运
在水库建成后,水库上下1000十千米的河道全年可通航300吨级船舶。其中从武汉到襄樊由原来的季节 通航变为全年通航,大大改善了鄂西北、以及豫西南地区交通落后的面貌。
灌溉
从水库引水渠首引水,年均引水9亿立方米。常年灌溉耕地360多万亩。其灌溉效益已达5亿元以上。这 使昔日“水贵如油”的豫西南湘鄂“三北”变成了远近闻名的商品粮基地。
养殖
水库形成了700平方千米的水域和众多的库汊,为发展淡水鱼类养殖提供了得天独厚的条件。现已成为 一个集国有、集体和私有等多种养殖并存,年产1000万千克以上的商品鱼生产基地,丹江口水库野生鱼已经成为远近闻名的水特产。
旅游
水库库区碧波荡漾、群山耸立、湖光山色、一望无际,自然风光优美迷人。正在成为集旅游观光、疗 养度假、水上娱乐、生态观赏为一体的旅游景区。
在丹江旅游区的湖光山色之间,大量文物古迹的点缀,给游览区更是锦上添花,使之兢力大增。在这座大型“水晶博物馆”中,珍藏着
“豫西走廊”的古老历史。库区的45里顺阳川上,古迹名胜苔革,既是楚文化的发祥地,又是楚文化与中原文化的交融地。
库区淹没的腑地就是楚国的古都丹阳。屈原流放时在这里写下了许多诗篇,其中《国殇》里描写的秦楚丹阳之战就发生在这里。水库岸边有春秋战国古墓群,发掘的25座楚墓中出上的7000余件珍贵文物记载着顺阳川的昔日繁荣,其中楚令尹子庚墓中出上的编钟是全国出上编钟干青质最好的一套。彼定为国玉的铜禁,府排萧等文物,反映了几千年前这里的悠久历史和文明盛况。这些文物在美国、日本、法国。英国等地展出,产生了巨大的轰动效应。丹江岸上河南省四大古刹之一的香严寺又给游览区镶嵌上了一颗灿烂的明珠,雄伟的古代建筑群,从山腰到山脚隐于古柏绿树之中,幽雅神秘,处处藏秀。在丹江沿岸约4公里内就有20余处文物景观,帖山下小岛上的龙剿寺。。曾是宋代大学士欧阳修的读书处。还有下王岗新石器时代遗址丫杨河古墓。丹朱家。杜湾洞穴)蛇山、龟山。磊山等。众多的文物古迹和自然景观融汇在一起,使丹江更加神秘瑰丽。
湖北丹江口市是武当文化的发源地。境内的武当山是中国著名的道教圣地,规模宏大的古建筑群1 994年被列入世界文化遗产名录,是国家级5A级风景名胜区,武当武术享誉世界。境内还有全国著名的“民间文化活化石”——伍家沟故事村,中国汉族民歌第一村——吕家河民歌村。南水北调中线工程调水源头的知名度以及悠久的文化历史,促进了旅游经济的蓬勃发展。丹江口市已着手将丹江口水库和武当山作为著名品牌来培育,发展具有地方特色的生态旅游区、度假休闲区。
存在问题
水费收取存在困难
为贯彻落实国家计委1250号文精神、湖北省物价局、水利厅曾主持召开了丹江口水库供水水价落实协调会,与此同时,我们也与湖北省、河南省物价部门进行了广泛地接触和协商,为使水费征收工作顺利进行, 我们制定了《丹江口水利枢纽工程水费计收暂行办法》并以长水政资[2001]488号进行了发布,同时为了核定取水量,我们又以局水调[2001]12号文《关于在丹江口的水库库区取水安装量水设施的通知》要求各取水户安装量水设施,在我们的努力下,丹江口水库水费收取工作初步实现了零的突破,平均每年供水6.5亿立方米,收取的水费很少,当年收取水费7.26万元。水费实收率低,究其原因主要有以下几个方面:1、 统一各方认识,协调各方利益难。在丹江水库水价落实这个问题上,由于涉及到地方政府及有关单位利益,特别是与供水关系有直接利益的地方政府,过分
强调本地区、本单位利益,直接阻碍了丹江水库水价工作的落实,到目前为止,除湖北省十堰市外,湖北省襄阳市及河南省物价部门尚未转发丹江口水库收费文件,直接造成了在水费收取工作上缺乏政策依据。
2、 农民承受能力有限,中间环节截留严重。丹江口水库供水分为两部分,一部分为农业用水,一部分为工业及生活用水,其中绝大部分为农业灌溉用水,主要供水对象为湖北省清泉沟引丹灌区和河南省引丹灌区,两供区年供水量为6.5亿立方米,由于该地区分属湖北省和河南省边远地区,地方经济不发达,农民人均收入较低,承受能力有限,同时,长期以来,地方政府将农业灌溉用水收取水费做为补充其经费不足的重要来源渠道,因此,清理整顿中间环节及搭车收费必将触及地方乡、镇一级政府的利益。
3、 襄阳引丹灌区水价未含丹江口工程水价,河南引丹灌区缴费困难,襄阳引丹灌区现水价不包含丹江口水库供水价格,若收取水费则要重新核定水价,而襄樊市物价局认为湖北省要进行水价改革,希望等湖北新的水价政策出台后再考虑丹江口水库供水水费问题。河南省引丹灌区认为当地农民承受能力有限,水费实收率低,工资都开不出来,现在缴纳水费不可能。
4、 水费收取缺乏一定的措施和手段。渠首不在我们手里,湖北襄樊引丹灌区和河南省引丹灌区渠首均由取水户自己管理,取多少水,何时取水,均由用水户自己来定,对水费征收造成了一定难度,由于渠首在用户手中,经常发生无节制引水,造成水资源的大量浪费。[4]
库区天然鱼类的危机
1、多年来炸鱼、毒鱼、电鱼等毁灭性渔业捕捞方式时常发生,甚至成为少数非法捕捞者的生存乃至发富的基本手段。近年来我市库区水域炸鱼、毒鱼现象已经少有,电鱼现象也相对少见了。但这些非法捕捞方式始终没有绝迹,尤其是电鱼现象因技术的进步与操作的隐蔽性使得监管困难,而夜间炸鱼与电鱼现象不仅在偏远水域存在,甚至在城区附近也时有发生。2、库区开放水域原有的鳡鱼(又名黄钻、水老虎)、鲌鱼(又名翘嘴鲌)、黑鱼(又名乌鳢、财鱼)等掠食性鱼类对库区渔业资源有较大影响,而近两年引入的常常以掠食其它鱼类鱼子为生存手段的小小银鱼也是对库区渔业资源有害的鱼种之一。虽然这些鱼类也是丹江口水库标志性的外销产品,但这是以超量消耗库区渔业资源为代价的、是得不偿失的。未来需要更严格地控制新的外来动、植物物种引入库区。
3、库区优质的渔业环境依赖于优质的水质环境,若库区水环境恶化将直接影响渔业生态质
量。
4、新兴的灯光引诱配合抬网捕捞的方式已形成产业化,给库区渔业资源带来了更深重的危机。
水库七大污染源
来自企业的污染。虽然目前受丹江口水库大坝加高后库区淹没范围和高程等未确定因素的影响和制约,库周城镇规模较小,工业基础设施落后,而且基本上没有上马大规模的工业项目,库区周边的工业经济发展明显滞后于其他地区。但汉库沿岸的水泥厂、化肥厂、化工厂、电冶厂、铁合金厂等厂区周围烟雾、粉尘较大,弥漫天空,大气污染严重,群众反映强烈。来自城镇和农村生活的污染。不少库区周边的县、市将污水甚至垃圾排到附近的支流中,给河水造成严重的污染。在库区上游,广大农村和无排放水系统的乡镇所排放的畜禽养殖、居民生活污水未经处理直接排入了与各支流相通的河沟中。
来自肥料和农药的污染。据调查,目前十堰市每年化肥施用量已达每亩28.65公斤,农药使用量为2000吨。库区上游其他县、市也是如此,其化肥、农药的使用量都在逐年增加。当地的一些水资源保护专家认为,在水土流失严重的情况下,尤其在暴雨期发生的地面产流、径流会淋溶土壤中的氮、磷,冲刷积存于土壤中污染物,随水流汇入库区。包括农田、畜禽养殖、农村生活面源,都对库区水质构成一定影响。
来自养殖业的污染。近年来,渔业在当地有很大的发展,在库区投饵和天然网箱养殖面积不断增大。再加上周边许多渔民网拦库湾养鱼、投饵成鱼网箱和鱼种网箱等,养殖的鱼所排出的大量粪便及投饵散失的饵料,对周围的水体产生了很大的负面影响。畜禽养殖业也是如此,2000年时库周畜禽就已达到300多万头(只),其粪便总量年近600万吨,其中大部分未按要求进行无害化处理,而是随着地表径流进入水体。
来自漂浮物的污染。每年秋汛上来时这种污染最为严重。如果上游普降暴雨,上游城镇各类垃圾、苞谷杆、树枝、碎草等就会被冲入水库。受回水顶托,加上越到下游流速减缓,这些漂浮物就会不断累积,造成大面积水污染。
来自船舶的污染。随着丹江库区航运、旅游业的迅速发展,各类船舶数量不断增加,船舶排放的生活污水、油污等数量也呈递增趋势。由于目前尚无有效措施,这些船舶的含油废水、石油类物质、生活污水、垃圾等都直接排到水库中。
来自有毒危险品运输污染。近年来,库区周边公路、水上运输发展迅速,大小桥梁遍布,各等级公路纵横交叉。因水陆交通事故引发的污染时有发生,尤其是装载化学危险品的车辆、船只的意外失事,极易造成重大的污染事故。 [5]
生态与
环境
丹江口库区坐落在群山环绕之中,这里气候适宜,空气清新,日照量最高。丹江口大坝水质透明,水面宽阔,风平浪静,使水库具有防洪、发电、灌溉、航运、养殖。旅游等综合效益。国家重点项目南水北调大型工程的渠首,位于河南省淅川县。它的全部建成,将以每秒50O立方米的流量,把丹汉二江之水送往华中、华北地区。
丹江口水库的自然景色是旅游的最佳去处,江面上有四通八平的航线,库区内有自成体系的公路。从这里西上过荆紫关可通秦川,南下可达荆楚,东进可入中原大地。丹江水面碧波千顷,天水一色,山清水秀,美丽如画,奇山异石,独具姿彩。游艇鱼舟荡漾在绿波之上,人绕水转,山随人移,人如画中行,山似水上飘。
令人心旷神怡,乐趣无穷。水库的雁口一带有几十里狭长的江面,夹岸奇峰对峙,陡壁峭拔,野藤倒挂,山环水绕,这就是著名的丹江“小三峡”(云岭峡、大自峡、雁口峡),可与长江三峡媲美。狮子山壁上有一天然石佛,高达15米,面向江面,平视前方,神态安详,正襟危坐,颇有乐山大佛之雄姿。其慈颜端庄肃穆,两手合掌于胸前,好像正在给坐艇、荡舟的游人祝福。
丹江口水库蓄水后,拦沙率达98%。据1968年4月至1986年1月的实测资料统计,库内共淤积泥沙11.29
亿m3。水库下游黄家港、襄阳、皇庄、沙洋和仙桃站的多年平均含沙量分别为0.031、0.191、0.565、0.603kg/m3和0.754kg/m3,分别占建库前的0.96%、7.1%、22.6%、29.3%和39.5%。由于长期下泄清水,下游河道发生同流量下水位下降,水深增加。坝下游河道由堆积性转变为侵蚀性,冲槽淤滩,洲滩兼并,支汊淤塞、主汊发育以及切滩撇弯。每年4~8月水库呈明显分层现象,在水深5~30m之间出现急变的温跃层,库表与库底温差达16℃。9~10月,上下层温差减少,分层现象减弱。11月~3月,水温趋于均匀,坝下黄家港多年实测水温资料表明,建坝后比建坝前3~8月水温降低2.1~6.2℃,9月~1月水温升高0.8~4.7℃,8月份最高水温降低了约2℃,而1月份最低水温升高了3.5℃。下泄水温的变化,对丹江口坝下至襄樊江段沿程水温及年内变幅都有影响,水温变化并不显著。水温的变化对坝下至襄樊江段的鱼类繁殖带来一定影响,满足产卵最低温度18℃的要求向后推迟约20d。蓄水后,水库水质良好,单项评价达到地面水Ⅱ类标准,综合评价达到1类标准。水库蓄水后,地震观测未发现水库诱发地震。建库后,库区鱼类种群有所变化,但捕捞量逐年增加;对汉江中下游鱼类的繁殖和生长带来了某些不利影响,但对鱼类的越冬和某些鱼类的摄
食是有利的。