红旗河、南水北调西线工程是有可能改变中国的重大水利工程,而有更优的工程方案,就是截流黄河。依据考古资料,黄河在1.2万年前还是一条内流河,截流黄河只是让黄河恢复最初的样子。下表是这三个工程的简单对比,主要从能源、付费者和技术风险角度来对比。
方案大体比较 |
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中线扩容500亿吨 截流黄河 |
南水北调西线 |
红旗河 |
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总投资 |
少于6000亿,含受水区域灌溉干渠。 |
预期5000亿,只含调水干线不含受水区域工程 |
超过4万亿,只含调水干线不含受水区域工程 |
设计调水量 |
500亿吨 |
150亿吨 |
600亿吨 |
受水区域 |
华北平原 黄土高原 内蒙宁夏甘肃 塔克拉玛干罗布泊 超过4亿亩耕地 |
黄河下游城市用水 |
西北大片2亿亩耕地 |
吨水单价(不考虑发电损失补偿,25年回本,投资收益年化4.5%) |
华北平原用水免费 黄河上游吨水不超过1.5元(只收费350亿吨水,多出来的水免费)。 |
吨水6元以上。 黄河下游消费者付费 |
吨水6元以上。 西北农业付费。 |
吨水发电损失补偿(依据规划电站发电水头计算,度电0.28元) |
三峡350亿吨110米 丹江口300~500亿吨80米,黄河乌海、小浪底、三门峡350亿吨18+118+30米。总计13600亿吨米,折算377亿度电能。 吨水损失约1度,折算电费0.28元 |
具体设计未确定,取水高程3000~4000米。吨水电能损失在3~6度之间,吨水电费0.84~1.68元 |
600亿吨取水高程2600米,按2000米水头损失计算,总计1200000亿吨米,吨水损失电能6.25度,吨水电费损失1.75元 |
优缺点 |
优点: 1: 既可以解决西北干旱,也可以满足黄河下游用水需求。 2: 有20GW抽水储能配建,储能分担建设成本。 3: 截流黄河后,水资源更多在西北再循环。 4: 吨水成本最低,25年后回本。抽水储能峰谷差价就能实现0成本用水。 5:建设周期短,所有工程段同时开工5~8年可全部建成。 缺点: 1:提出者水平低,民科,不值一提。 2:未接详细设计,没有勘测资料,如果三峡水调丹江口工程失败,将全盘否定。 3:截流河流的水利设施并不多见,此做法过于脱离实际。 |
优点: 1:规划时间长,已立项,高层官方推进中。 2:经过地广人稀区域。 缺点: 1:地震带。 2:水量不均。 3:高海拔。 4:成本太高。 5:工程技术风险大,溃坝断流存在 |
优点: 1:院士科学家设计。 2:民众热情高。 缺点: 1:专业人士被诈骗资本蒙骗,喜大好功,不同出发点却进入同一个境地,大到不可实施,好让p2p去做广告。 2:水量不足,受水区域太大,水量会通过大气逃逸、地面河流溜走。能存到多少水?所以必须截流黄河。 3:成本太高。 4:施工技术未成熟,超大直径隧洞,陡坡上建明渠,成本高。 5:工程技术风险大,溃坝断流存在 |
结合风光新能源电力,抽水储能的特点,抢得能源科技发展变革的先机,实施大规模的光伏发电,风电和水利相结合的商业化工程。
西北有廉价电力能源有广阔肥沃耕地种粮,人丁兴旺百业发达的中国,遇到任何困难,有更多的底气,也能让每一个中国人过上好日子
(作为关键性工程三峡水调配到丹江口350亿的论证见文章最后三个表格计算)
用约6000~7500亿资金,国家不花一分钱,靠社会资本投资就能够实现新增超过2亿亩耕地,数亿亩草场,和若干大型咸水湖。截流黄河投资不超过6000亿。这是可以商业化的超级工程。假设从黄河下游购买水权的成本1~1.5元每吨。每年需要成本在500亿~750亿。以小麦的耗水量一般每亩260—400立方米,折算每亩需要成本312~680元。地租为零农业用水能够接受此水价格。
如此,获得至少7500亿初始投资,年化收益4.5%,25年回本,每年还款506亿,足够完成改变中国的最大水利工程。
三峡水改道从黄河入海,黄河上游进入居延海、罗布泊
从三峡库区调水350亿吨,其中200亿吨到丹江口坝下汉江下游,另外的150亿吨通过丹江口水库到淮河流域,置换500亿吨汉江\淮河水到黄河,海河流域。当黄河下游不再缺水,置换黄河上游500亿吨水,用于海拔800~1500米以上的平坦高原,增加超过2亿亩的优良耕地,西北生态环境将会得到极大改善,恢复被人类破坏之前的状态。
调走长江350亿吨占比不到5%(入海流量12000亿吨),对长江下游完全没有影响。
2亿亩耕地在哪里?
流出黑山峡水电站水位最高1380米。可以覆盖阿拉善大片,见图1,图2.调水线路总长340公里,有40公里是埋深80米的隧洞。
图 1 黄河北岸调水线路
图 2 阿拉善地区低洼地带受水区域
阿拉善盟面积27万平方公里,黄土高原也有超过30万平方公里。如果黄河有足够的水(超过2000亿吨,至少能开发出超过5亿亩耕地,超过东北平原)
1450米水位可以覆盖腾格里沙漠,巴丹吉林沙漠低海拔地区和民勤绿洲全境,石羊河自流去更高海拔地区。调水线路见下图,全程明渠。也可以通过隧洞达到居延海。
图 3 调水去青土湖线路
1550米取水水位可以全程自流到居延海,调水线路长600公里,全程明渠。黑河(弱水)1450米以上至少有40亿吨,可以自流跨过嘉峪关后去玉门低海拔地区。
图 4 自流去居延海的线路图
在上游截流黄河之后,华北平原用水从哪里来呢?南水北调中线扩容到年调水500亿吨。
图5:调水350亿吨的线路图
图6调水高程图
图7昭君村取水点示意图
图8南河发电站
图 9自然河道增加扩容的抽水储能电站
在浪河,丹江,安康水库,堵河四个地方建立全混流的抽水储能电站,这四个储能水电站为调水提供超过330亿立方的库容,并一年倒腾至少1.5次,相当整个汉江流域的水资源都可存储起来。雨季将汉江洪水存起来,旱季将这些水调到黄河下游。
图10 浪河抽水储能电站
图11 丹江抽水储能电站
图12堵河抽水储能电站
图13安康水库扩容
安康水库扩容,主要用于汉江上游洪峰的削峰,紫阳抽水储能电站在海拔330米 有一个巨大的涵洞,用于洪水通过,直接进入安康水库,利用安康水库现有30亿吨库容调节洪水。
第二步,将黄河改道回到西汉时期或当前南水北调线路。
黄河流出小浪底水库后沿当前南水北调线路调到北京,天津等地。极大地冲刷河道,并将东营和曹妃甸之间的海域通过黄河的泥沙变为陆地。南水北调调来500亿吨用于现黄河南岸,同样有填海功能。
图14,三分黄河出海
第三步,黄河上游,黑山峡,乌海截流黄河。
黑山峡水电应该放弃传统的水电站模式,要建成一个抽水储能型的电站。白天使用光伏发电抽水,夜晚使用水力发电。如图15所示。
图 15 两级抽水储能电站
两级抽水储能电站,将会得到三个水位用于灌溉分流。坝下水库水位在1220米,给宁夏及黄河中游河谷地区灌溉,坝上水库水位在1380米左右,用于自流去宁夏河谷高海拔地区,毛乌素沙漠和库布齐沙漠和阿拉善。上水库海拔在1550米,用于自流去腾格里、乌兰布和沙漠和巴丹吉林沙漠,青土湖和居延海。
表1 水力水量计算表
水面宽度必须大于150米.隧洞长度不能大于水力水量计算表.整线香溪昭君村海拔155米河口到汉江海拔80~90米处,长约145公里.水头损失50~65米.抽水储能效率理论能达到80%.
香溪昭君村海拔155米河口到浪河丹江口水库坝上160米处180公里.水头损失70~81米.但抽水水头损失了40~50%.也就是120亿吨水抽发效率在32~40%之间.而南河,北河,香溪河增加了30亿吨75米水头用于发电.浪河抽发效率50%.
表2 抽发电站参数,抽发电量,电价和能源效率的计算表格.
测算为兴趣.不为建议.
表3 关键工程三峡水调到丹江口工程成本概算。