红旗河能改变大西北吗？(2)
专题 | 发布时间：2020-03-30
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摘要：当然，还有一个至关重要的问题，即径流量的年际变化大且变化频繁。也就是说，水源区并不能保证每年都有2200亿m3;。 据水文资料，水源区主要河流丰水
当然，还有一个至关重要的问题，即径流量的年际变化大且变化频繁。也就是说，水源区并不能保证每年都有2200亿m⊃3;。
据水文资料，水源区主要河流丰水年与枯水年径流量相差可达2倍左右。且这些河流不同年份径流量变化趋势基本一致。
金沙江向家坝站径流量变化 | 制图@王朝阳
这意味着它们会同时处于枯水年，径流量显著减小，要满足调水需求，则调水比例会大幅增大。
而受水区的用水需求通常比较稳定，如农林灌溉、工业生产、生态等等。受水区如果主要依赖于红旗河，水量不足的后果将是灾难性的。
为此，需要加大工程的调水和储水能力，在丰水年多调水以备用。但这又会增加工程投资。
02 工程量与难度有多大
这一工程若实施，必然是“史无前例”的。
①调水量与设计需求
调水量设定为600亿m⊃3;，约相当于一条人造湘江或赣江，平均输水流量高达1900m⊃3;/s。但实际工程并不能按此设计，因为水源区水资源年内、年际变化极大。
中国月降水量分布变化 | 制图@王朝阳
水源区为显著的季风气候，夏半年降水远多于冬半年；且冬季降水以雪为主，夏季则冰雪融化形成径流。因此当地河流丰水期（6~10月）径流量往往占全年的80%左右。
同时，整个输水线路因为海拔高或位于北方，冬季（12-次年2月）气温往往低于0°C，存在冰冻期；冬季西北地区低温，农业活动少，无需大量调水。
径流量季节变化大一定程度上可以通过修建水库进行调节（如中线的丹江口水库），但水库调节能力往往有限，且会显著增大工程量、淹没土地。冬季低温和用水需求变化则难以解决。
所以，实际可输水时间最长为3~11月，且春秋两季可调水量极少。
雅鲁藏布江奴下站月流量变化 | 制图@王朝阳
可供参考的是南水北调中线一期工程（以下称中线），设计年调水量为95亿m⊃3;，对应渠首设计流量和加大流量分别为350和420m⊃3;/s。该工程仅北段受冰冻影响，且影响小。另外，丹江口水库库容高达290.5亿m⊃3;，远超调水量，调节能力强。
参照中线的标准，要实现600亿m⊃3;的调水量，那么红旗河输水干线至少应按照3550m⊃3;/s（1900÷3/4×1.4）的加大流量设计渠道和其他设施。
（3/4即实际调水时间为一年的3/4，1.4为最高输水流量系数，是最高输水流量与平均流量的比值，仅供参考）
而考虑到枯水年无法满足调水需求，为保证稳定供水，需要加大丰水年调水规模，并运用水库蓄水调节。
此外，项目在新疆还设计有1000km的航道，这只有明渠才可行。而西北十分干旱，大量水资源将被蒸发。再加上沿途其他地方的蒸发和渗漏，要想保证受水区获得600亿m⊃3;来水，则必然要进一步加大调水量。
根据相关报道，中线工程因蒸发、渗漏等产生的水量损耗约为5%。红旗河损耗应高于此，在此按7%算。
因此，要满足需求，输水线至少应按照约4580m⊃3;/s（3550×1.2÷0.93）的加大流量设计，并需配套建设水库调蓄水量。上述流量是中线工程的11倍。
（1.2为年际变化系数，是丰水年流量与平水年流量的比值，0.93即去掉蒸发、渗漏损耗水量后的实际水量比例，仅供参考）
②设计标准
输水渠道主要分为明渠、渡槽和隧洞，其中隧洞和渡槽的建造难度、成本更高。
考虑到输水隧洞和渡槽技术难度大、成本高，可适当加大纵坡，以增大水流速度、提高输水效率，从而减少工程量。
红旗河干线纵坡0.203‰；作为参照，中线工程纵坡0.077‰。经测算和合理分配，水源区段（雅鲁藏布江-天水）长约2600km，纵坡0.301‰；受水区段（天水-喀什）长约3600km，纵坡0.133‰。
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