红旗河、大西线调水跟中线扩容、上游截流黄河的对比

lightyear
2022-09-22 11:37 来自北京

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

 

中线扩容500亿吨

截流黄河

南水北调西线

红旗河

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。

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