从印度河调水120亿方入疆规划方案

1 印度河概况

印度河（Indus），梵名Sindhu（信度），乃南亚之大河。发源于青藏高原，流经喜马拉雅山与喀喇昆仑山两山脉之间，流向西南而贯穿喜马拉雅山，右岸交会喀布尔河，左岸汇流旁遮普（梵Pan ja b，五河之意）地方之诸支流，经巴基斯坦而入阿拉伯海。流域总面积约103.4万km2，其中453250km2位于喜马拉雅山脉及其山麓，其余在巴基斯坦半干旱平原。流域内各国所占面积为：中国5.292万km2，阿富汗6.6万km2，印度35.4万km2，巴基斯坦56.1万km2，共计103.4万km2。干流长约2900km，平均年径流2070亿m3，年输沙量约为5.4亿 6.3亿t，平均含沙量3kg/m3。

印度河干流源于中国西藏境内喜马拉雅山系凯拉斯峰的东北部，山峰平均海拔约5500米，终年冰雪覆盖。印度河上游为狮泉河，河流穿过喜马拉雅山脉和喀喇昆仑山脉之间，接纳众多冰川，进入巴基斯坦境内后，在布恩吉（Bungi）附近与吉尔吉特（Gilgit）河相汇，然后转向西南流，转向西南贯穿巴基斯坦全境，在卡拉奇附近注入阿拉伯海。左岸支流的上游部分大部分在印度境内，少部分在中国境内，河流在印度境内基本上向西北流；右岸的一些支流源于阿富汗。 印度河干流从源头至卡拉巴格（Kalabagh）为上游，长约1368km。河流穿行于峡谷中，河道狭窄，比降大，多急滩，流速大。其中有两个大峡谷段，一个是从斯卡杜（Skardu）至布恩吉（Bunji），一个是从阿托克（Attock）至卡拉巴格。从卡拉巴格至海得拉巴德（Hy－derabad）为下游段，河床比降小，河道宽阔，河流分支汊，流速缓慢，具有平原河流的特征。但在苏库尔（Sukkur）和罗里山（Rohri）之间，河道狭窄，在塞危（Sehwan）镇附近出现高约182米的拉希山陡壁。从海德拉巴以下为河口段，亦即印度河三角洲。由于上游多为冰川雪山，融雪带来大量泥沙，淤积于河床，致使三角洲面积逐年扩大，河口每年向外延伸约11.8米。在三角洲上河流分支间有三角洲泻湖和牛轭湖。

图1 印度河流域气象和水文站空间分布

印度河流域属于亚热带气候，具有明显的季风气候特点，但由于东北部高山山脉的影响，使气候通常介于干燥与半干燥、热带与亚热带之间。一年分为四季：12-翌年3月为东北季风季，气温低、降水少、湿度小；7－9月为西南季风季，降水多．雷暴多，湿度大，是全年的降雨季节；4－6月是东北季风向西南季风转变的过渡期，又称热季，空气干燥、温度高；10-11月是西南季风后退季，也就是西南季风向东北季风的过渡季节，降雨少，昼夜温差大，但季节比较凉爽。流域内最高气温在46 C左右，最低气温在零下15 C左右。平均年降水量约300mm。从河源至河口，印度河地区年降雨量在125 500mm之间。除了巴基斯坦山区部分外，印度河流域均在次大陆最干燥的地区。西风冬季扫过上印度河流域，带来102 204mm的降雨量——这对于小麦和大麦的生长极为重要。

流域山区降水形 式主要是降雪。印度河水的一大部分是由喀喇昆仑山、兴都库什山脉和喜马拉雅山脉融雪及融化的冰川提供的。季风雨（7 9月）提供其馀水量。印度河流域气候包括信德和下旁遮普的半沙漠气候与科希斯坦、罕萨（Hunza）、吉尔吉特、拉达克及西藏的严酷高山气候。北部1月气温低于冰点，而在信德和旁遮普，7月气温最高约为38 C（100 F）。雅各布阿巴德（Jacobabad）是地球最热点之一，位于上信德印度河西面，常常记录到夏季最高温度49 C（120 F）。

印度河水系的主要河流以融雪为源，流量在一年中的不同时期迥然有异：冬季（12 2月）流量最低，春季和初夏（3 6月）水位上升，雨季（7 9月）洪水出现，偶有蹂躏性暴洪。印度河及其支流所有的水都是在其流域上游山区获得的。所以，它们在流出山麓时流量最大，在平原上几乎没有地表水流汇入，倒是由于蒸发和渗漏而大量失水。另一方面，在雨季之后时期，渗漏也可增加一些水。在印度河主流中，水位从12月中旬至2月中旬最低。此后河水开始上涨，最初缓慢，而在3月底较为迅速。高水位通常出如今7月中旬至8月中旬。此后河水急遽下降，直至10月初，水位开始较为平缓地减退。

印度河地表径流一部分来自高山融雪，一部分来自季风降雨，前者变化较少，后者随气候而变化，但年径流量的变化也不大，据1940－1975年的统计，印度河（不包括萨特莱杰河）的年径流量，以1959－1960年最大，达2297.20亿m3，以1974－1975年最小，为1184.64亿m3。径流的年内变化较大，4 9月的雨季平均水量占全年的84%。据1924－1978年实测资料统计，印度河干支流发生了多次洪水，其最大洪峰流量为：1955年萨特莱杰河洪峰流量16891 m3/s，其支流比阿斯河最大洪峰流量14160 m3/s。1955年拉维河，洪峰流量19244 m3/s；1957年杰纳布河玛沙拉站洪峰流量31120 m3/s；1929年杰赫勒姆河曼格拉站洪峰流量31120 m3/s；1942年印度河上游洪峰流量23122 m3/s；1973年杰纳布河洪峰流量28300 m3/s，印度河下游洪峰流量30500 m3/s，巴基斯坦淹地360万公顷，受灾人口800万。1976年印度河下游，苏库尔站洪峰流量33988 m3/s，相当于50年一遇洪水。1976年洪水淹没了809万公顷土地，冲毁房屋1000万间以上，死亡425人。

2 印度河规划及开发情况

1947年，印度、巴基斯坦独立分治后，所定国界将印度河及五大支流的上游部分划归在印度境内，下游部分划归在巴基斯坦境内，从而引起两国上卜游用水纠纷，且矛盾日趋激化。印巴两国经过长达13年的协商和谈判，在世界银行的帮助下，两国政府于1960年签订了《印度河水条约》，并同时成立了印度河常设委员会。根据条约，巴基斯坦可从西三河（即印度河干流、杰赫勒姆河和杰纳布河）引水，每年取得地表径流量1665亿m3，约占印度河径流量的80%；印度可从东三河（即拉维河、萨特莱杰河和比阿斯河）分水，每年可得地表径流407亿m3，约占印度河径流的19.7%。自1960年《印度河水条约》答署以后，印、巴两国按照条约开展了对印度河水资源的综合开发利用。从此，印度河的治理开发进入一个新的阶段。即在干支流修建包括有高坝、大水库的综合利用水利枢纽，这些水利枢纽，除灌溉外，兼有防洪、发电等方面的效益。巴基斯坦完成了规模巨大的西水东调工程，使原由东三河供水灌溉的150多万公顷耕地，改由西二河调水灌溉。该工程包括3个部分：①在印度河干流上修建塔贝拉（Tarbela）水库；②在西二河各引水口、引水渠线与河流平交处修建了6座拦河闸，6座闸总长5公里，总泄洪流量约112.4万m3/s，取水量3000m3/s；⑧开挖了8条相互沟通的联接引水渠（运河），对原有一些闸、联接运河和灌溉渠进行了改建。西水东调的平均年调水量约217.7亿m3：印度河流域的灌溉得到很大的发展。印度河干支流的平均含沙量2.38 3.30kg/m3，仅喀布尔河为1.03 kg/m3。

塔贝拉水利枢纽(Tarbela Project)是巴基斯坦开发印度河干流的一座综合利用水利枢纽工程，也是巴基斯坦东水西调的主要水源工程。塔贝拉坝位于印度河上游干流上，在拉瓦尔品第西北约64km，坝址控制流域面积169650km2，年径流量751亿m3。水库总库容137亿m3，有效库容115亿m3。工程具有灌溉、发电、防洪等效益。水电站原计划装机容量210万kW，平均年发电量115亿kW·h。工程于1968年开工，1976年正式蓄水发电。大坝为斜心墙土石坝，最大坝高143m，长2743m。坝体填筑量1.21亿m3，是世界上已建填筑量最大的挡水土石坝(见图2)。大坝施工期4年，填筑最高月强度450万m3，最高日强度23万m3。左岸设2座大型溢洪道，泄洪能力分别为18600m3/s和23900m3/s，均为挑流消能。右岸设2条灌溉隧洞和2条水电站引水隧洞，1号、2号、3号隧洞洞径13.3m，4号隧洞洞径11m，洞长660m 770m，厂房布置在右岸下游。后来，在左岸增设1条灌溉隧洞，将右岸原用于灌溉的3号隧洞改为发电引水隧洞，装设4台单机容量为43.2万kW的大机组，加上已装的10台17.5万kW机组，使总装机容量达到347.8万kW。

印度河上游河谷地形见图3. 印度河上游流域范围见图4，塔贝拉（Tarbela）水利枢纽为印度河上游已建成的控制性工程。印度河上游的流域开发规划见图5.在建的Diamer Basha水电站的布置图6。

图2 Tarbela水利枢纽卫星图

图3 印度河上游河谷

印度河调水入疆的引水枢纽布置在Gilgit河汇入印度河的河口下游，Bunji水电站厂房出口上游。位置示意图见图5，水库库区淹没范围示意图见图7，设计水位1400m，死水位1350m。调水枢纽的布置，不影响现有印度河流域开发规划方案。

图4 Tarbela坝址以上印度河流域范围示意图

图5 印度河流域开发规划示意图

图6 Diamer Basha水电站平面布置示意图

图7 印度河调水工程引水枢纽及库区淹没示意图

3 调水量计算

自1985年以来，巴基斯坦北部的气温显着升高，这对冰川的结构产生了不利影响。此外，巴基斯坦位于季风带，夏季每年降雨量大。因此，由于积雪/冰川融化和夏季降雨，吉尔吉特及其邻近支流的洪水状况可能会进一步恶化。积雪和冰川融化导致的地表径流增加对下游盆地来说可能是灾难性的，特别是在旁遮普邦和KPK，如果它没有被规划和开发储水基础设施来利用，以利用整个水系统的效率并缓解洪水问题。2010 年 7 月至 8 月，印度河因季风暴雨而发生洪水，被认为是巴基斯坦最严重的灾害之一，影响了大约 2000 万人，摧毁了房屋和庄稼，并造成了广泛的基础设施破坏。

从图8所示为Tarbela坝址处1993年—2010年共18年的天然入库来水分布图，每年汛期洪峰流量较大，洪峰流量6500-13000m3/s。所以印度河调水入疆，以调取汛期的洪水为主，主要在6 9月满负荷调水。

Bunji水电站坝址处各月流量分布图见图9.

图8 Tarbela坝址处多年天然来水分布图

图9 印度河Bunji电站坝址处各月流量分布图

图10 印度河调水入疆取水枢纽处水量计算示意图

图10中：

W1——吉尔吉特河年径流量（亿m3）；

W2——印度河剩余流量（亿m3）；

W3——Bunji水电站年发电用水量（亿m3）；

W4——Bunji附近印度河年径流量（亿m3）；

W5——设计年调水量（亿m3）。

Tarbela水库控制流域面积169650km2，根据下表1，年径流量为751亿m3，Tarbela和 Bunji区间汇流面积约25453.6km2，估算出印度河在Bunji的汇流面积为144196km2，年径流量为638亿m3，所以W4=638亿m3。

Bunji水电站设计发电引用流量1900m3/s,年发电利用小时数3393h，发电用水量W3=232亿m3，所以W2=W4-W3=406亿m3。

计算调水量W5=Wx230%=122亿m3。印度河入疆年调水量取120亿m3。

4 调水规划方案简介

调水枢纽总布置示意图见图11，设计水位1400m，死水位1350m，调节库容19.7亿m3，总库容36.6亿m3。抽水蓄能电站总布置图见图12，抽水蓄能电站年调水抽水利用小时数3000h，分两级布置。利用两级抽水蓄能电站将水从1400m水位提升至2850m水位。第一级抽水蓄能电站水头715m，设计水位2125m，死水位2100m，总装机容量675万kW，上库调节库容823万m3，第二级抽水蓄能电站水头715m，设计水位2850m，死水位2800m，总装机容量675万kW，上库调节库容7790万m3。两级抽水蓄能电站年调水抽水3000h小时，年抽水电量539.865亿kwh，单方水耗电4.5kwh。通过158km压力隧洞输水到叶尔羌河上游，在叶尔羌河建三个梯级水电站发电。叶尔羌河一级水电站设计水位2750m，死水位2650m，尾水位2350m，装机容量300万kw，年发电小时数为4000h，水库调节库容36亿方；叶尔羌河二级水电站设计水位2350m，死水位2250m，尾水位2150m，装机容量150万kw，年发电小时数为4000h，水库调节库容21亿方；叶尔羌河三级水电站设计水位2150m，死水位2050m，尾水位1820m，装机容量256万kw，年发电小时数为4000h，水库调节库容22亿方。三个梯级水电站总装机706万kw，年发电量282.4亿kwh。另外，印度河引水枢纽水电站装机345万kw，年发电小时数3000h，年发电量103.5亿kwh。

水电站年总发电量385.9亿kwh。需要新能源进行补充才能满足抽水电量平衡。考虑在新疆塔里木盆地南部投资700万千瓦风电基地，年发电量156.87亿kwh。

印度河调水工程总平面布置示意图见图13.引水线路总长158km。年利用小时数3500h，采用两条洞径D=12.6m的压力隧洞。隧洞进口底板高程2800m，隧洞出口底板高程2700m。输水隧洞纵剖面示意图见图14.

水电站项目总投资1926.5亿元（包括风电项目投资350亿元），抽水蓄能电站总投资1215亿元（1350万kw），引水隧洞投资1740亿元。印度河入疆调水项目总投资4881.5亿元，单位吨水投资40元/t。这个单位吨水投资甚至比云南滇中调水投资还要低一点，而且还包括了1051万kw的水电站，700万kw的风电，1350万kw的抽水蓄能电站。而且把新疆电网和巴基斯坦电网连接起来了。

图11 调水枢纽总布置示意图

图12 抽水蓄能电站总布置示意图

图13 印度河引水工程总平面示意图

图14 印度河调水工程输水隧洞纵剖面示意图

图15 叶尔羌河梯级水电站布置示意图