南水北调中线一期工程丹江口大坝加高方案的论证与决策

即主汛期的调
节库容需达到 亿 由于秋汛相对夏汛要小 为充分利用径流 增加调水的稳定性 秋汛的汛限
水位可抬高到
防洪高水位的选取 汉江中下游地区以防御 年洪水为标准 则按丹江口水库初期规模 堤
防 东荆河分流
杜家台分洪
配合 个民垸分蓄洪 亿 方可防御 年洪水
丹江口水库大坝按最终方案加高后 依 年洪水标准 当碾盘山夏季预报洪水大于
多年积存的问题 为改变贫困面貌创造条件 因此 丹江口水库移民必须将 移民 与 解困 和环境改善
结合起来考虑
两种加高方案淹没及移民指标比较 长江设计院会同河南 湖北两省及涉及的地方政府和有关
部门组成联合调查组 于 年完成丹江口水库淹没及影响区实物指标外业调查工作 正常蓄水
位 方案 具体指标为 水库淹没影响人口
死水位的选取 通过对受水区的自然条件 输水建筑物布置 电能指标 工程量及投资等多方面
的比较分析 按全线基本自流 及在设计流量下 丹江口水库最低水位需要达到
包括引渠 过闸水
头损失 要求 综合考虑确定死水位为
遇特枯年份水库库水位可降低至
极限消落水位
收稿日期 作者简介 刘宁
男 辽宁丹东人 博士 教授级高级工程师 主要从事水利水电工程的规划 设计和技术管理工作
而需
要再次重建
丹江口水库不同于新建水库 一次性移民有利于库区的稳定 若选择分期蓄水方案使库周的基础
设施重复建设 则易造成浪费 库区一次建设到位有利于基础设施效益的发挥 有利于外迁安置区的建
设和经济发展 分期实施 库区建设将受到很大制约 不易安排重点和基础项目建设 库区群众也不敢建
房 发展生产 需要各级政府做好宣传解释工作
则
间有 亿 的蓄水可供特枯年使用
防洪限制水位的选取 防洪限制水位既要保证水库在汛期有足够的兴利库容蓄水以备枯季使
用 又要留有充分的防洪库容 保证汉江中下游地区的防洪安全 丹江口水库年均来水量 亿 中
线一期工程年均有效调水量 亿 汉江中下游地区工农业供水和环境用水年均需要丹江口水库下
泄 亿 经过长系列演算 要满足上述两项任务 主汛期的防洪限制水位应为
耕地资源缺乏和当时政策的导向 库周 特别是临水库周环境容量不足 如 以下人口密度 人
耕园地率
高于库区 县的平均水平 根据 年实物指标调查 水库淹没涉及组人均耕园
地仅 亩 且各组之间很不平衡 人均耕园地在 亩以下的组数和人数占总数的
其中 亩
人以下的接近
库区农民耕种的消落区土地面积达
万亩 占消落区土地面积
耗电量为 亿
抽水的时段数为 旬 由于该方案水库极限消落水位需降低至
现有泵站扬程不能满
足设计要求 需要全部更换 初步估算原泵站需改建或扩建总装机容量为
经长系列调度计算分析
水平年 该方案多年平均可调水量为
亿 枯水年
为
亿 多年平均发电量为
亿
较
方案年均电量
亿
减少了 亿
减少替代系统火电容量
其它论证方案 有关单位和专家还研究了大坝加高正常蓄水位
年的价格和标准 一期移民补偿投资为
亿元 分阶段蓄水方案合计移民补偿投资
亿元
方案移民补偿投资
亿元 两方案相差 亿元 若考虑移民随着经济发展的建房 其
它投入费用及动态投资因素 分期蓄水方案将增加更多的投资
加高工程建立在初期工程之上 加高工程移民与初期移民有着千丝万缕的联系 由于历史的原因
初期移民没有得到妥善安置 虽然可以通过后期扶持逐步解决 但利用大坝加高的机遇 为解决好初期
新改扩建工程 环保等投资组成 估算水源工程总投资为
亿元 国民经济评价 多年平均经济
效益为
亿元 经济内部收益率
大于社会折现率
经济净现值 亿元 大于零 经
济效益费用比 大于 因此
加泵站 方案在经济上是合理的 财务评价 按一期工程项目建
议书筹资方案测算 经营期 年 平均供水成本为
元 供水价格为
元? 工程具有一
加高 防洪限制水位维持不变 汉江中下游遇
年洪水民垸可基本不分洪 调水量不足由建造堵河梯级水库群和从长江三峡抽水解决 这几个
方案由于水库调节能力不足 使汉江水资源不能得到有效的开发利用 难以协调调水与水源区用水的矛
盾 此外 从三峡水库抽水需要建
以上扬程的大流量泵站和深埋长隧洞 工程十分艰巨 由于前
期工作基础差 工程实施难度大 近期建设的可能性非常小 况且从三峡引水仍需丹江口水库具有相当
预留
防洪库容为
亿
经长系列调度计算分析 在 水平年 该方案多年平均可调水量为
亿 枯水年
为
亿 丹江口水电站多年平均发电量为
亿
电站保证出力为
在华中电网中
可充分发挥其调峰 调频及事故备用作用
正常蓄水位
加泵站 方案 坝顶高程为
大坝加高工程主要包括加高初期挡水建
筑物 通航建筑物改建 机组设备改造 金属结构改造及安全监测 陶岔渠首枢纽工程主要包括引渠 引
划 居民居住环境差 生活质量低 同时 丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地 库区有些地方出
台了一些保护法规 对水源地的生产与建设进行严格限制 这些规定对保证城乡人民的供水安全 提高
生活质量是必要的 但是 也会制约库区经济发展 尤其是二 三产业的发展 减少了库区人民增收的出
路 多年来库区群众心理不能稳定 库区干部 群众盼望工程尽早开工 实施一次性搬迁 尽量多地解决
加泵站 方案进行的模糊评价隶属度计算 得出 方案较
优的结论
关键词 南水北调 丹江口水库 大坝加高 多目标决策方法 模糊评价 隶属度
中图分类号
文献标识码
研究背景
丹江口水库初期工程于 年建成 初期建设规模为正常蓄水位
死水位
水下工程按
正常蓄水位 方案修建 作为南水北调中线一期工程的水源地 大坝加高方案是中线工程论证的
万人 其中农村
万人 房屋
万土
地面积
其中耕地
万亩 规划生产安置人口 万人 规划动迁人口 万人 规划补
偿各类房屋面积
万 其中农村
万 经估算 移民补偿总投资
亿元 正常
蓄水位
加泵站 方案 主要淹没实物指标 土地征用线以下面积
移民迁移线以下人口
为
万人 其中农村
万人 房屋
万 水库淹没处理及移民安置规划 根据初步规划
移民遗留问题创造必要条件 解决他们的部分困难 也将减少国家的总投入 将收到事半功倍的效果 一
次移民也易为当地政府和群众所接受 对工程实施有利
多年来库区以 为界开展各项建设活动
以下已成为一个不宜分割的整体 分期移民容易
诱发社会问题 且为满足
之间的生产生活需求 需进行临时性基础设施配套建设 不仅造成
基础设施重复建设加大了国家投资 延缓了库区经济建设的发展 同时
定的盈利能力和偿债能力
环境影响 大坝加高工程不同于新建工程 新建水库的现状经长期演化已达到了自然平衡状态
而大坝加高工程的库区现状则是经过人为干预后的非自然状态 这种状态与初期工程未建前相比 人均
资源拥有量大为减少 由于库区人多地少的矛盾难于从根本上解决 要实现库区生态环境良性循环 增
加农民收入 需要增加库区人均资源拥有量 需要外迁部分人口 与
经济净现值 亿元 经济效益费用比
各项指标均大于国家规定的相应标准 在经济上是合理的 同时敏感性分析结果表明工程具有较
强的抗风险能力 财务评价 按筹资方案 贷款
资本金
测算 经营期平均供水成本为
元 供水价格为
元
工程具有一定的盈利能力和偿债能力
正常蓄水位
加泵
站 方案 投资估算 水源工程投资由大坝加高工程 陶岔渠首改建及增建泵站工程 清泉沟渠首泵站更
水闸 深孔泄流坝段及连接坝段 提水泵站及左 右岸非溢流坝 另外 还有清泉沟泵站改造工程
按照与
方案防洪效益 供水效益相同的要求 为使汉江中下游地区能够防御 年洪水 确
定
加泵站 方案夏季防洪限制水位为
秋季防洪限制水位为
防洪高水位为
设计洪水位为
校核洪水位为
水库正常蓄水位为
极限消落水位需降
低至
陶岔渠首需建泵站以满足供水要求 陶岔渠首泵站装机容量为
分期蓄水方案规划生产安置人口和搬迁人口大于一次性移民方案 两方案规划搬迁人口相差
万人 其中增加外迁安置移民 万人 一期安置移民
万人后又进行二期移民 万人的安置
工作 对土地调整 安置区基础设施建设带来很大困难 并且增加了移民安置资金的投入
效果分析 丹江口水库 年蓄水至
年蓄至
之间剩余耕园地
万亩 分期移民可增加土地的利用时间 分期移民与一次性移民相比 增加了移民数量和投资 按
搬迁建房人口规模为
万人 其中农村
万人 规划迁建房屋
万 依 年第四季
度价格水平 匡算补偿投资为
亿元
丹江口水库大坝两种加高方案移民人口如表 所示
表 丹江口水库加高工程不同方案规划生产安置人口统计 单位 人
方案 加泵站
人均耕地 亩以下
人均耕地
亩 人均耕地 亩以上
合计
分期蓄水与一次性移民方案安置效果
方案比较 分期蓄水方案规划搬迁建房人口为
汛限水位抬高到
防洪仍然维持现状的方案及正常蓄水位
相应汛限水位
的方案 结果表明 这两
个方案不能解决汉江中下游地区的防洪问题 也不能满足京津华北地区国民经济和社会发展对水资源
的需求 随后 又研究了下列方案 大坝不加高 水库兴利任务中供水提前到发电以前 大坝不加高 降
低水库极限消落水位 增加泵站 大坝按正常蓄水位
部 南水北调办公室再次联合组织有关单位及专家 从工程投资 调水需要 防洪减灾 生态环境 投资效
益以及为解决库区移民的历史遗留问题与脱贫解困提供机遇等方面进行了综合论证 本文力图真实
记述论证的思路 过程和结论 采用的资料均是当时工作条件下的成果与数据 随着工程项目研究的推
进 有些条件和数据发生了改变 但其变化预计是有限的 论证是充分的 丹江口水库大坝加高工程已
的
淹没及影响区农民人均房屋不足
农村土木结构正房面积达 万
几十年来 受水库建设方案多次变更影响 在
高程以下的投资相对较少 国家没有在
高
程以下开工大的基本建设项目 当地政府也较少在
高程以下进行基础设施和农田水利设施建设
群众不想建房或无能力建房 人均房屋面积小 质量差 由于多次搬迁 城镇 居民点建设缺乏统一规
之间每平方公里淹没
损失较
以下损失小 一次达到正常蓄水位 相对有利
分期蓄水增加了库周临时性建设 增加了水源受污染的几率 增加了移民和投资 且不利于库区建
设及社会稳定 不利于库区的可持续发展 因此 一次移民方案比较有利
投资估算与经济评价
正常蓄水位
方案 投资估算 水源工程静态总投资为
亿
元 国民经济评价 主要评价指标经济内部收益率为
关键 几十年来 围绕丹江口水库正常蓄水位的选择 长江水利委员会及相关单位 专家进行了大量的
论证比选工作 先后对大坝不加高 按现状规模运行 改变水库任务或降低水库极限消落水位方案 大坝
加高水库正常蓄水位
不加泵站
加泵站
方案进行了比选 最后论证的
焦点集中在
加泵站 及
方案上 针对这两个方案
年 月 国家发展改革委员会 水利
秋季预
报洪水大于
时 丹江口水库开始预泄 按此调度可使最大下泄流量减至
中游仅需
个别民垸分蓄洪即可保障遥堤安全 杜家台分蓄洪区使用机会由现状的
年 次提高到 年 次
另外 丹江口水库防洪能力的提高也有利于减轻长江干流 汉口段 和武汉市的防洪压力 按此调度方
式和前述的汛限水位计算 年一遇防洪高水位为
年型洪水防洪高水位为
万人 较一次性实施移民安置增加
万人 其中农村增加 万人 含外迁安置增加 万人 规划生产安置人口增加 万人 规划建
房面积增加
万 水库淹没处理估算投资增加 亿元 水库蓄水至
库周交通 取水设施
以及供电 电信网络受淹 需要恢复重建 除等级公路 重要码头 泵站及供电 电信干线可以在
以上复建以避免损失外 其余众多复建项目 包括局部受淹的工矿企业 均将因水位上升至
于 年 月 日正式开工建设 为 年实现通水目标奠定了基础
丹江口大坝加高方案论证
工程规模与效益
正常蓄水位 方案 坝顶高程为
水库的综合利用任务为防洪 供水 发电 航运
大坝加高工程主要包括加高初期挡水建筑物 通航建筑物改建 机组设备改造 金属结构改造及安全监
测等 陶岔渠首枢纽工程主要包括堆石坝及引水闸改扩建等
年月 文章编号
水利学报
第 卷第期
南水北调中线一期工程丹江口大坝加高方案的论证与决策
刘宁
水利部 北京
摘要 丹江口水库是南水北调中线工程的水源地 大坝加高是关键性控制工程 本文从工程效益 移民 投资 经
济 环保等方面对丹江口水库大坝加高方案进行了综合分析 选取主要影响因素 用多目标决策分析方法对加高方
案进行了论证 通过对正常蓄水位 方案和
大的库容进行调节 在 年 月编制的 南水北调中线一期工程项目建议书 中 还比较了正常蓄水
位
不建泵站方案 该方案多年平均调水量为 亿 枯水年
调水量为 亿 不能
满足受水区城市供水的要求 且稳定性差 长系列调度过程中 有 旬引不到水 故未采用
水库淹没处理及移民安置
丹江口水库库区现状 丹江口水库初期工程移ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 万人 一些移民就近安置在库周 由于