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錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程
摘 要：針對太湖流域水質持續惡化的現狀，提出了錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程，解决浙北城鄉供水的睏境，介紹了錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程的規劃方案，並進行了比較詳細的技術與經濟分析，使得河道生態化、防洪更安全、引水更可靠、航運更經濟。
分類號：tu991 文獻標識碼：a 文章編號：
關鍵詞：太湖引水；緑色航運；引水規劃；水污染治理
一、引言
近年來，太湖流域內年用水總量290億立方米，而流域內本地區多年平均水資源量衹有162億立方米，剔除因污染不能利用部分，太湖流域3000多萬人口年創造近萬億元gdp，用水量竟是實際資源量的兩倍。由於太湖流域水污染治理與經濟發展和流域人口數量不相協調，流域水體污染十分嚴重，使太湖流域面臨水質型缺水的嚴峻形勢。根據1998～2000年三年間連續水質監測評價表明，儘管近幾年來中央和地方各級政府加大了流域水污染防治的力度，但太湖水體水質總體上尚未得到明顯好轉，湖泊富營養化在整體上也未得到明顯改善，2000年總磷、總氮、化學耗氧量均遠未達到規劃治理目標；河網的水污染沒有得到有效控製，部分地方還有惡化的趨勢，太湖流域水資源面臨嚴峻的形勢。
另一方面，京杭運河與錢塘江溝通後，隨着杭州城市的發展，船舶運輸在經濟建設中發揮重要作用的同時，也産生了許多負面的影響，船舶的噪音和廢氣的排放，已經嚴重影響了市民的生活品質，船舶航行發生的多起涉橋事故，對拱辰橋等重點保護文物也構成了不可避免的威脅，貨運船舶的參差不齊的外觀形象，也與目前的景觀河道很不協調，並且已經發生了多起船舶碰撞、損壞景觀設施的事故，一定程度上影響了杭州生活品質之城的建設。如果運河杭州到塘棲段停止貨運船舶航行，改為完全的旅遊河道，旅遊經濟産生的效益和沿岸房地産業的經濟效益，將是巨大的。
因此，開闢錢塘江水係富春江與太湖水係東苕溪的航道，溝通錢塘江太湖流域，引富春江的優質水源，自然流經東苕溪，衝排太湖水係的劣質水，為杭嘉湖地區及上海提供優質水源，改善這些地區的水資源環境，在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，具有現實的意義和可持續發展的遠景。為確保船舶航行安全和水質不受船舶污染、以及節約土地資源，采用具有國際先進水平的電氣化輕軌控製船舶航行，從而實現低航道等級、高通航能力的安全型、節約型航行方式，在全國率先實現緑色航運。
二、錢塘江和太湖流域現狀分析
（一）太湖流域現狀
1、太湖流域概況
太湖流域地處長江三角洲，流域面積36900平方公裏，其中80％的面積為平原，流域內湖泊星羅棋布、河網如織，河道總長12萬公裏，超過0.5平方公裏的大小湖泊有189個，太湖位於流域中心，水面積2338平方公裏，南北長68.5公裏，東西寬34公裏，常水位下水深1.89米，庫容44.3億立方米，是一個典型的平原淺水型湖泊。太湖流域多年平均降雨量1180毫米，年降水總量414億立方米，多年平均水資源總量為162億立方米，其中地表水資源量為137億立方米。年徑流最大值達253億立方米（1977年），最小值僅為16億立方米（1978年）；年內降雨主要集中在汛期。太湖換水周期約310天。
太湖流域城市集中、人口密集，經濟發達。改革開放以來，太湖流域經濟社會快速發展，以占全國0.4%的國土面積和占全國2.8%的人口，創造了占全國11.1％的國內生産總值，且近年來國內生産總值年增長速度均保持在10％以上。2000年統計資料，流域人口約3676萬，人口密度高達1000人/平方公裏；流域內分佈着上海、杭州、蘇州、無錫、常州、嘉興、湖州等大中城市，城市化率已達50.7％；國內生産總值約9940億元，人均gdp約3260美元。
1997～2000年，流域用水總量都在290億立方米左右。2000年全流域用水總量293億立方米，其中農業用水約107.9億立方米，一般工業用水約41.7億立方米，生活用水32.6億立方米，火電用水約110.8億立方米，目前人均用水量已達496立方米，而人均水資源量不足375立方米，但流域水資源總體能夠保持平衡，一靠從長江引水，二靠水資源重複利用，水資源利用率很高。多年來，在太湖流域沿長江一綫興建了許多引排工程，以使大水時嚮長江排泄洪澇水，水少時則從長江引水。目前蘇南地區一般從長江年淨引水45億立方米，2000年太湖流域引長江水量77億立方米。由於流域水污染嚴重，引水條件受到限製。
2、太湖流域需水預測及水資源質量
根據對近年來的用水分析，隨着太湖流域人口增加和人民生活水平提高，生活用水量還將增加，初步預測2010年生活需水量將達到40億立方米；農業用水則由於節水水平提高，農業結構調整，2010年農業需水量將比現在有所減少，一般年份需水量為90億立方米；林牧漁需水量將維持在現在的10 億立方米左右；工業需水量則比現在有所增加，預計在170億立方米左右；考慮環境部分用水，預測2010年太湖流域總需水量在330億立方米左右，其中優質水需水量在115億立方米左右。
由於地表水資源的缺口大，導致局部地區地下水超采嚴重，發生地面下沉；流域東北部還受到鹹水入侵的威脅。據調查，近三十年來江蘇省蘇、錫、常地區漏鬥中心沉降達1米，漏鬥範圍面積達到7000多平方公裏；浙江省嘉興地區地面沉降也達0.7米。地下水超采、地面沉降不但降低了已建水利工程的防洪標準，而且使含水層地下水儲量減少，水質變壞，還可能造成鹹水侵蝕，灘塗資源減少。1978年鼕至1979年春，長江口鹹水上溯，黃浦江吳淞至閔行段含????度超標持續時間在142-73天。
近二十年來，隨着太湖流域經濟的高速發展以及鄉鎮企業的繁榮，污水治理速度遠遠跟不上排污量的增加，大量廢污水未經處理直接排入江河湖泊，使河流湖泊水質受到嚴重的污染。目前太湖流域每年直接排放入河湖水體的工業、生活污廢水已達50億立方米,這些污廢水中，經處理排放的不到20%。2000年對太湖流域82個主要河湖斷面監測，包括流域主要湖泊太湖、澱山湖，流域主要供水河道太浦河、望虞河，出入太湖主要河道東西苕溪、南溪、直湖港、梁溪河、胥江，省界河道紅旗塘、上海塘等，目前僅有19.4％的監測斷面水質，尚能達到地面水標準ii或iii類(評價標準：gb3838-88)，其餘80.6％的斷面則受到不同程度的污染，其中48％的監測斷面水質為iv類，14％為v類，而23％的監測斷面水質劣於v類（該部分水體失去任何使用價值）。太湖流域河道污染類型為有機污染，水質主要超標指標為高錳酸????指數（codmn）、 氨氮（nh3-n）等。湖泊主要是大量營養????（氮、磷等污染物質）直接入湖，造成湖泊富營養化。目前流域內最大的供水水源地——太湖富營養化問題十分嚴重，從2000年度監測資料來看，水域面積中有71％已達到富營養水平，29%為中～富營養水平，夏季經常出現藍藻爆發現象。
目前，太湖流域部分城市建設和河道清理産生的廢土、泥漿，用來填埋池塘及部分低窪濕地，就杭州市區，初步估計每天從水路運往德清、海寧等地的廢土，就有近萬噸（約50艘船次 200噸），這有可能進一步減少局部地區水資源的涵養，其對水資源的影響也需進一步研究。
在當前和未來時期，太湖流域水環境惡化和水質型缺水，已在很大程度上影響了該地區社會經濟的發展，成為社會經濟可持續發展的製約因素，同時，經濟社會發展對水資源有更高的要求。通過調引長江及錢塘江水入太湖及流域河網，增加流域水資源量，加快流域水體流動，縮短換水周期，提高水體自淨能力，以緩解流域水惡化的趨勢，改善流域水環境，實現流域水資源科學調度、合理配置，以水資源的可持續利用支持流域經濟社會的可持續發展。
3、東苕溪簡況
東苕溪位於杭州西北部，發源於臨安臨目馬尖崗，是目前公認的太湖源頭。南苕溪嚮東流經臨安市的裏畈、橋東、臨天、青山和余杭區的余杭鎮，自余杭鎮折北而流，稱東苕溪。東苕溪流至湯灣渡左匯中苕溪，至瓶窯左匯北苕溪，流至德清縣城左納餘英溪。德清縣城以下，汊港縱橫與湖漾溝通，水係分散。主河道原經德清，在湖州與西苕溪匯合後入太湖。東苕溪在湖州市白雀塘橋以上河長151．40公裏，流域面積2265平方公裏，其中杭州市境內長103．70公裏，流域面積1604．10平方公裏。東苕溪與京杭運河、上塘河、錢塘江是流經杭州市境內的四大江河。
苕溪流域最大降水量2428毫米(1954年)，瓶窯站歷年最高水位8.97米(1984年6月 14日)，歷年最低水位2.17米(1978年9月9日)，多年平均年徑流量10.4億立方米，最大年徑流量為21億立方米(1954年)，最小年徑流量為5.06億立方米 (1978年)，多年平均流量30.8立方米每秒，最大洪峰流量795立方米每秒(1984年6月14日)，最小流量為6.74立方米每秒(1984年10月2日)，每年枯季，當東苕溪水位低於太湖水位時，常發生逆流而産生負流量。東苕溪流域有時也因降水量較小而發生幹旱。
歷史上東苕溪是浙江省洪害嚴重的河流之一。自南而北蜿蜒流淌於杭嘉湖地區西部，左依崇山峻嶺，右接平原低地，居高臨下，勢如建瓴。東西苕溪上遊均依天目山，是浙江省暴雨中心。山高嶺峻，坡陡流急，加之下遊河道泄水能力不足等原因，山洪直接威脅杭嘉湖平原，洪澇災害頻繁。東苕溪右岸建有西險大塘。西險大塘是東苕溪的右岸大堤，因位於杭州之西，堤塘險要，故稱西險大塘。西險大塘起自余杭鎮的石門橋，經余杭、瓶窯、安溪、獐山至湖州德清大閘止，全長44．94公裏，其中杭州市境內長38．98公裏。西險大塘是杭州城市防洪和杭嘉湖平原的安全屏障。
新中國成立以來，政府以水利為要務，投入大量資金和人力物力，在東苕溪上遊先後興建青山、裏畈、四嶺、水濤莊、對河口等五座大中型水庫。設計總庫容量4億多立方米，控製面積近千平方公裏。中下遊截彎取直，新建南、北湖分洪閘，興建排澇機埠，加固圍堤，開挖導流港；加固加高西險大塘，對東苕溪進行全面整治，災害明顯減少。
（二）錢塘江流域概況
錢塘江浙江省最大河流，源出安徽省休寧縣西南，皖、贛兩省交界懷玉山脈中的六股尖東坡(六股尖海拔1629.8米，源頭海拔約1350米)。幹流流經皖、浙兩省，於海????縣澉浦長山東南嘴至余姚市和慈溪縣邊境的西三閘的連綫入杭州灣。全長 605公裏，流域面積4.88萬餘平方公裏。流域地勢從西南嚮東北傾斜，幹流依勢嚮東北註入杭州灣。錢塘江流域年降水量1600～2000毫米，幹流上遊山地降水量高於中、下遊丘陵、平原地區。錢塘江徑流總量達431億立方米，徑流補給以雨水占絶對優勢，地下水僅占少量。
錢塘江徑流季節分配不均，洪枯水流量相差懸殊。大部分地區（幹流在富陽以上）降水以5～6月最多，河流最大徑流量與此同期。衢縣水文站5～6月徑流量占全年總量42.2％；蘆茨埠水文站占39.3％。錢塘江徑流年際變幅小，年徑流變幅大，年徑流量變差係數0.28～0.38，年際極值比亦較小。錢塘江平均含沙量0.1～0.4千克/立方米，3～6月水量占全年的57％,10月至翌年1月水量僅為全年的15.6％多年平均流量1468米(/秒,蘆茨埠站實測最大流量29000米/秒（1955年6月），最小流量27米/秒。全流域年徑流總量 463億立方米。江水常年清澈，僅在洪水期江水呈混濁狀。河水礦化度、硬度和鹼度均較低。
錢塘江幹流在新安江水電站以上為上遊，新安江水電站至富春江水電站為中遊。富春江水電站以下為下遊，受潮水影響，屬錢塘江河口區。由桐廬到蕭山縣聞堰稱富春江，河床開闊穩定，水流緩慢，堆積顯著，河漫灘發育，基本不受海域來沙影響。聞堰至杭州閘口段，河床寬淺而河道迂回麯折，形如“之”字，故又稱之江。閘口以下始稱錢塘江，後泛指全河流，以涌潮洶涌為其特徵。澉浦以下為杭州灣。
錢塘江河口為強潮河口。河口區上至蘆茨埠，下至杭州灣口，全長274公裏。可分為三段：蘆茨埠至聞傢堰，長83公裏，受徑流控製，河床相對穩定，為近口段；聞傢堰至澉浦，長101公裏，徑流、潮流相互作用，涌潮澎湃，河床多變，屬河口段；澉浦以下習稱杭州灣，長90公裏，徑流影響微弱，呈叭形，灣口南匯嘴至甬江口寬達100公裏，灣頂澉浦斷面寬20公裏，為口外海濱。潮流中挾帶的泥沙量隨流速大小發生變化。尖山、????官一帶含沙量最大，實測最大含沙量高達51千克/米，澉浦平均含沙量一般為3～4千克/米，平均每潮進出的沙量約為1000萬噸。長江衝淡水對杭州灣水體含????量分佈有明顯影響。金山以東水域,????度橫嚮分佈南高北低。由於潮流強，錢塘江河口的????淡水混合屬垂嚮均勻混合型，????水入侵界隨錢塘江徑流大小而上下移動，枯季????水可上溯到杭州市以上，影響杭州市的工農業和生活用水。由於潮汐的影響，在杭州以下河段，水資源的利用程度很低。
（三）兩大水係的航運現狀
錢塘江蘭溪以下為主航道，通航30～100噸級船舶，目前在桐廬至三堡，實際通航的船舶的最大載重噸位已經接近1000噸，杭州三堡以下，限於航道的復雜性，一般僅通航外海小輪。新安江是溝通浙西和皖南的重要航道,航道在新安江大壩中斷,上、下分段通航，船舶溯新安江可達安徽屯溪。其他支流和水庫也有距離不等的通航里程。1988年底，通過杭州城東北角開挖7公裏長的河道，通過三堡船閘將錢塘江與京杭運河溝通，實現了京杭運河與長江、黃河、淮河、海河、錢塘江五大水係的銜接，擴展水運直達距離400公裏，形成了以杭州為中心的水運網。
2004年，通過三堡船閘進出錢塘江和京杭運河的船舶載重量達到了2083萬噸，並有逐年增加的趨勢。隨着船舶數量和載重噸位的增加，航運業在促進經濟發展的同時，航行於京杭運河的船舶也産生了許多負面的影響，特別是在杭州市區河段，船舶的噪音和廢氣的排放，已經嚴重影響了市民的生活品質，貨運船舶的欠佳的外觀，與目前的景觀河道很不協調，發生的多起涉橋事故，對拱辰橋等重點保護文物也構成了不可避免的威脅，甚至影響到京杭運河的申遺工作。
（四）兩大水係的溝通的必要性
從錢塘江和太湖流域的各自特點，有其相互補充的條件。
一方面，太湖流域河網湖泊水體水質惡化已成為當前影響水資源供給的主要問題，許多河網湖泊已經不符合地表飲用水源地水質標準，同時水污染的加劇，流域水環境的惡化，使流域水質型缺水的問題日趨突出。
另一方面，錢塘江由於潮汐的影響，在杭州以下的河口段，水資源的利用程度很低，部分下泄水資源，雖然對稀釋鹹潮和污染物，起到重要的作用，但是與其被充分利用的價值比較，仍然存在一定的浪費。
再則，航運與建設生活品質之城的突出矛盾，也勢必要求重新打造一條錢塘江與運河的黃金水道，那麽，這一黃金水道建在哪裏更加合適呢？從貨運統計情況來看，2006年，通過三堡船閘的船舶數有6萬多艘，運量2600多萬噸，幾乎全部是進入富春江以上水域及經浦陽江進入蕭紹內河的，此外，錢塘江聞堰以下水域的強涌潮，也嚴重威脅着船舶的安全。
因此，從水資源方面、生態環境保護方面和船舶航行安全方面，最好的選擇衹能是富春江和太湖水係溝通，這一方案的形成的時間，可以追溯到上世紀90年代初期，當時計劃開挖周浦經閑林至運河義橋段的航道，基本包含了現正在籌備建設的閑林水庫的通道。此外，根據浙江省的航道規劃，苕溪青山至康傢山在2020年前的通航能力要達到四級航道的標準。
三、錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程的具體方案
本方案的路徑計劃，利用富春江東洲至周浦的叉河，從富陽市富春江大橋下遊處引水，利用周浦到午潮山之間的河流，開挖午潮山隧道至閑林，利用閑林至余杭鎮的航道，經余杭鎮東北溝通東苕溪，通過自然徑流，設計流速為1.5-2米/秒，提高東苕溪的常年水位到3.5-4.0米，其中一部分水源可以直接通過沿山河、余杭塘河進入京杭運河，從節約能源方面考慮，計劃建設雙嚮共2通道，每通道各設船閘一座，即河道中間隔離，從錢塘江駛嚮東苕溪方向（本文稱下行）的船舶，使用自然徑流航道，從東苕溪駛嚮錢塘江方向（本文稱上行）的船舶，使用平流或回流航道，河道設計最小水深3.0米，每通道寬12米，利用電氣化輕軌控製牽引船舶，最大通行實際載重1000噸的船舶。該路徑基本上是利用現有河道，總寬25-30米，占用土地極少。關鍵工程是午潮山隧道，關鍵技術是電氣化輕軌。圖1為本引水及航運綜合工程示意圖，圖中緑色方框內為本工程惠及的主要區域。
圖1：錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程示意圖
（一）船閘的確定
船閘的地理位置，從目前杭甬運河的改建形勢來看，設置在周浦，對航運發展更加有利，設置在富陽東洲，對引水有利，但是船舶要進入杭甬運河，里程將增加，因此，船閘的地理位置，有待於進一步的論證。
船閘分為下行船閘和上行船閘各一座，實行單嚮通航，船閘的設計通航能力，應當不低於目前三堡船閘的水平，船閘的長度應當不小於目前京杭運河的船隊限航規定，即長度不小於400米。下行船閘的上遊航道通航水位4.7—7.3米，下遊航道通航水位4.5—5米，上行船閘的上遊航道通航水位4.7—7.3米，下遊航道通航水位4.0—4.5米。
在正常通航時，船閘一般不直接參與引水，實現引水功能是設有控製閥門的引水管道，從上遊航道引水，在下行航道的軌道牽引段分多個出口出水，並確保下行航道的水位處於4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之間。
（二）午潮山隧道
綜合考慮電氣化輕軌牽引的經濟節能，午潮山隧道分別由下行隧道和上行隧道組成，實行單嚮通航，使船舶能基本航行在順流或平流航道上。
下行隧道：設計最高通航水位5米，淨高4 .5米，底部標高1.5米（平均值），總寬12米。
上行隧道：設計最高通航水位4 .5米，淨高4 .5米，底部標高1.0米（平均值），總寬12米。
下行隧道是引水的航道，上行隧道屬於回流或平流航道，下行隧道建在上行隧道西側。
單個隧道的橫截面約為（5＋4.5-1.5）x12=96平方米，隧道長度約6公裏，因此單個隧道的土方量約有60萬方，兩個隧道的總土方量將達120萬方，工程量比較大，但是隧道建成後，具有重要的戰備意義。
下行隧道的航道最大橫截面可達3.5x12=42平方米，當最大流速為2米/秒時，最大引水量為84立方米/秒，約為720萬立方米/天。
（三）電氣化輕軌
目前，一般內河貨運船舶的總質量基本在100噸到1千噸之間，由於船舶的總質量比輕軌列車大得多，不能像陸地上的輕軌交通那樣，直接運行在輕軌上，承受船舶重力的，主要還是靠船舶的浮力，輕軌機構主要是産生一個牽引力，牽引和控製船舶航行。如圖2和3所示，輕軌牽引機構主要有鋼軌1、自動變軌機構2、中間隔離墻3、電動行車4、電力導綫5、 接電裝置6、 聲光報警器7、 磁力吸盤10、係纜機構11、纜繩12、 被牽引船舶13、 航道14、 堤岸15、 中央控製室16、電動行車泊區17、牽引區18、位置信息標記20 及控製係統等部分組成，控製係統包括中央控製係統8和終端控製器9。
圖2：總平面示意圖 圖3： a處局部放大圖
當船舶到達牽引航段的起點時，低速駛入牽引區，停穩後，放正舵並關閉柴油機，聯結好控製係統指定的電動行車，此時，電動行車自動收緊纜繩，並牽引船舶逐漸加速到規定的速度。船舶在被牽引途中，不需要船員操作，船員離開船舶，乘坐交通車到終點等候，因此減少了勞動強度。船舶到達終點或目的地後，船舶根據控製係統的指令，船員上船，開啓柴油機，解開纜繩（當使用磁力吸盤時是自動的），駛離牽引航段。由於船舶是在電動行車的牽引和控製下被動行駛，不存在駕駛人員技能高低和航速快慢的問題，船舶是依次按固定的航路行進的，極大地減少了船舶自身原因産生的礙航因素，如不熟悉航路，駕駛失誤等，還杜絶了船舶自航時容易發生的無序行為，保證了航道暢通，基本避免碰撞、觸損等事故的發生。
船舶在下行航道運行時，當流速大於1.5米/秒時，電氣軌道無須提供動力，船舶衹是係固在電動行車上順流漂移，不消耗任何能源，完全符合節約型社會的理念；船舶在上行航道運行時，利用部分回流，同樣起到節約能源的效果。
（四）與東苕溪的溝通節點
本引水及航運方案，航道經余杭鎮東北與東苕溪溝通，溝通處建造節制閘2座，其作用是保護新建的航道設施。東苕溪的設計最高通航水位為4 .25米，考慮到東苕溪的洪水水位，當超過4 .5米時，關閉節制閘，保護牽引軌道等航道設施，如東苕溪遇到特大洪水，也可以相應開啓1座或2座節制閘和船閘，嚮錢塘江泄洪，可以減輕西險大塘的壓力。
（五）引水運行
引水管道和船閘一般是平行建造的，管道上設有控製水量的閥門，從上遊航道引水，在下行航道的軌道牽引段分多個出口出水，並確保下行航道的水位處於4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之間，最大引水量為84立方米/秒，約為720萬噸/天。
下行航道是引水的主要通道，上行航道屬於回流或平流航道，下行航道建在上行航道西側。新建的下行航道和上行航道將沿山河、和睦港等河流交叉，並被航道中間隔離墻截斷，在截斷處的中間隔離墻上設置多孔閘門，平時關閉，上述河道的徑流直接匯入下行航道，然後在與東苕溪的匯合處，通過中間隔離墻上的多孔閘門進入上行航道回流，保持這些河道的徑流量，徑流量還可以通過適當開閉閘門進行調節。在汛期徑流較大時，開啓閘門進行直通泄洪。采用多孔閘門的目的是減少水流對船舶的影響。
從富春江引入的清水，部分通過東苕溪註入太湖及其周邊河道，另外部分通過沿山河、和睦港、余杭塘河等河流以及東苕溪上的上牽埠船閘，進入京杭運河水係，對大運河的劣質水體進行衝排，在運河進行截污納管後，短期內（一般在10-15天）運河杭州段的水質就能達到iv類以上，從而符合自來水的取水要求，並能惠及整個杭嘉湖地區和上海。
從富春江引水的水量，可以視錢塘江的潮汛情況進行適當的調節，在非潮汛期多引，在潮汛期間少引或不引，此外，為錢塘江抗鹹潮的需要，引入的水量，可以通過太湖水係目前的水利樞紐，從杭州的四格、下沙及海寧等地，排回錢塘江，使錢塘江下遊的徑流維持在一定的水平，甚至可以增加下遊的流量。
四、錢塘江太湖流域溝通的可行性
近年來，在黨中央和國務院的高度重視，在水利部和地方各級政府的正確領導下，經過流域各級水利部門的共同努力，流域水利建設取得了很大成績，流域防洪除澇工程體係逐步完善，防洪標準逐步提高，成功抗禦了1999年太湖流域特大洪水，並為利用水利工程體係實施流域水資源調度和汛期流域雨洪資源的綜合利用奠定了基礎，為錢塘江太湖流域溝通創造了十分有利的條件。
錢塘江太湖流域溝通後，杭州市運河水網的水環境質量將有較大提高，在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，杭州市的投資環境也將得到進一步改善，在京杭運河塘棲至杭州市區禁止貨運船舶後，旅遊船舶能快速發展，旅遊經濟將空前繁榮，特別是運河兩岸，將成為生態人居的典範，為杭州市成為經濟繁榮、航運發達、社會安定、環境優美的現代化風景旅遊城市提供了可靠保證，有利於促進杭州市經濟發展和社會進步。
（一）引水對錢塘江生態環境的影響評價
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程，設計最大引水量可達84立方米/秒，約為26億立方米/年，正常運行時，引水量控製在20—60立方米/秒，引水對錢塘江的影響，2004年10月24日由浙江省環保局環境工程技術評估中心主持的專傢審查會通過的《杭州市自來水抗鹹二期及錢塘江引水入城工程環境影響報告書》（取水量25m3/s）和《錢塘江河口水資源配置規劃報告》（取水量52.87m3/s），都有較詳細的可行性論述，本文就不再重複。
本綜合工程運行後，嘉興地區的海寧、海????、平湖可以減少從錢塘江的取水量。此外，從富春江引入的水量，為錢塘江抗鹹潮的需要，可以通過太湖水係目前的水利樞紐，從杭州的四格、下沙及海寧等地，排回錢塘江，使錢塘江下遊的徑流維持在一定的水平，甚至可以增加下遊的流量。
此外，長江衝淡水對杭州灣水體含????量分佈有明顯影響，“引（長）江濟太”工程引長江水入太湖，勢必減少長江口的流量，其對錢塘江鹹潮的影響也有待評估。“引錢（塘江）濟太”，可以減少“引江濟太”的引水量，有利於抑製杭州灣水體????度的提高。
因此，在錢塘江河口水資源配置規劃合理實施條件下，本綜合工程引水後仍能保證錢塘江生態流量要求，不會對錢塘江生態環境産生明顯影響。
（二）安全性評價
1、防洪安全方面
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程建成後，苕溪的常年水位提高，年徑流量了可靠保障，青山、四嶺等水庫的蓄水水位可以適當降低，對防洪安全更為有利。在苕溪水域遇到特大洪水時，還可以嚮錢塘江進行泄洪，減輕西險大塘的壓力，安全更加有保障。
2、航運安全方面
從富春江到苕溪，全程采用電氣化軌道牽引和控製，船員離船，實行無人駕駛，自動控製，安全有序，一般不會發生事故。即使有船發生意外，也不會造成人員傷亡，如果發生沉船事故，可以采取停止引水的措施，水位將下降至3米左右，型深大於2米的船舶，無須打撈就能直接浮出水面，因此施救也十分方便。此外，船舶從苕溪經周浦直接進入富春江，避免了下遊涌潮的直接威脅，保障了航行安全。
（三）生態性評價
1、流域的生態性
苕溪、京杭運河的常年水位提高，流速增加，河道的自然淨化能力提高，杭州市運河水網的水環境質量將有較大提高，在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，京杭運河將成為杭州的生態走廊，杭州市的投資環境也將得到進一步改善。
2、航運的生態性
為確保船舶航行安全和水質不受船舶污染，采用具有國際先進水平的電氣化輕軌控製船舶航行，船舶無噪音、廢氣、廢油及廢水的排放，實現了零排放，而且最大程度地利用了水力資源，利用水流使船舶行駛，節約能源，從而實現了節約型航行方式，在全國率先實現緑色航運。
3、工程建設的生態性
最大程度地節約土地資源，雙嚮航道總寬一般不大於30米，基本利用現有河道以及開挖隧道，徵用土地極少，對現有生態資源的破壞小，具有低航道等級、高通航能力的優點。
（四）經濟性評價
1、引水方面
從富春江到苕溪的引水，完全靠自然徑流，因此引水運行成本幾乎為零，而據有關部門測算，“引（長）江濟太”調水試驗每立方米水量運行成本約人民幣1分錢，也就是每調10億立方米的水量，需要花費1千萬元的運行成本，因此，“引錢（塘江）濟太”更加經濟。
2、旅遊經濟方面
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程建成後，運河杭州段、余杭塘河等河道將成為生態、景觀河道，旅遊經濟將迅速發展，服務業也將隨之發展，就業崗位增加，其産生的經濟效益最終有可能超越西湖。
3、航運的經濟性
目前，從通過三堡船閘的船舶，基本上都是駛往富陽以上地區和經浦陽江到蕭紹內河的，因此，船舶從苕溪經周浦進出錢塘江水係，逆流航行的航程短，節約能源，減少了航行成本，具有較好的經濟性。船舶從苕溪到周浦，雙嚮采用軌道牽引，運行費用比自航時要降低一半以上。本綜合工程建成後，余杭西北部及富陽將形成新的物流中心，將極大地促進富陽、臨安、余杭、德清的經濟發展。
本綜合工程的營運收入，參照三堡船閘2006年過閘量計算。2006年三堡船閘過閘船舶6萬多艘，過閘運量2600多萬噸，如果本綜合工程按照5元/噸收費，年營運收入在1.3億元左右，並有逐年增加的趨勢。
五、結論
目前，“浙北（即太湖水係）引水工程”正處於論證階段，主要目的是解决嘉興、杭州等地的供水問題。浙北引水有多個方案，分別為新安江水庫引水方案、杭州裏山取水嘉興新安江水庫引水方案、杭州與嘉興從新安江水庫分別引水方案，上述三個方案的取水規模均為72.7m3/s，其他還有新安江引水、裏山引水以及嘉興太湖和杭州裏山分別引水的方案。但是，這些方案都局限於引水，缺乏綜合性、全局性的觀念，甚至沒有考慮到運河水係的水源潛力，當運河水位提高到4米時，運河的蓄水量每公裏可達20萬立方米。從可持續發展的觀點來看，衹有航運與水利的有機結合，纔是最科學的，才能避免不必要的重複投資、重複建設。
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程的方案，發展了航運，擴大了引水規模和其惠及的區域。周浦引水的水質基本符合飲用水水源的標準要求，工程綫路短、見效快，能産生明顯的經濟效益，通過收取船舶的通行費，可以在較短的時期內收回投資，為該項目市場化運作提供了極為有利的條件。為確保船舶航行安全和水質不受船舶污染、以及節約土地資源，采用具有國際先進水平的電氣化輕軌控製船舶航行，從而實現低航道等級、高通航能力的安全型、節約型航行方式，在全國率先實現緑色航運。
錢塘江太湖流域溝通後，引富春江的優質水源，自然流經東苕溪，衝排太湖水係的劣質水，為杭嘉湖地區及上海提供優質水源，改善這些地區的水資源環境，使運河水係成為完全的旅遊河道，旅遊經濟産生的效益和沿岸房地産業的經濟效益，將是巨大的。在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，具有現實的意義和可持續發展的遠景。
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作者簡介 郭偉明，男，1966年12月出生，博士，中國技術經濟研究會、中國知識産權研究會高級會員，中國城市科學研究會、中國發明協會會員，中國科協個人會員登記號：*************** ，電話：13335715583，傳真：057186080508，電子信箱：gwm168@tom.com。 | | 近年來，太湖流域內年用水總量290億立方米，而流域內本地區多年平均水資源量衹有162億立方米，剔除因污染不能利用部分，太湖流域3000多萬人口年創造近萬億元GDP，用水量竟是實際資源量的兩倍。由於太湖流域水污染治理與經濟發展和流域人口數量不相協調，流域水體污染十分嚴重，使太湖流域面臨水質型缺水的嚴峻形勢。根據1998～2000年三年間連續水質監測評價表明，儘管近幾年來中央和地方各級政府加大了流域水污染防治的力度，但太湖水體水質總體上尚未得到明顯好轉，湖泊富營養化在整體上也未得到明顯改善，2000年總磷、總氮、化學耗氧量均遠未達到規劃治理目標；河網的水污染沒有得到有效控製，部分地方還有惡化的趨勢，太湖流域水資源面臨嚴峻的形勢。
另一方面，京杭運河與錢塘江溝通後，隨着杭州城市的發展，船舶運輸在經濟建設中發揮重要作用的同時，也産生了許多負面的影響，船舶的噪音和廢氣的排放，已經嚴重影響了市民的生活品質，船舶航行發生的多起涉橋事故，對拱辰橋等重點保護文物也構成了不可避免的威脅，貨運船舶的參差不齊的外觀形象，也與目前的景觀河道很不協調，並且已經發生了多起船舶碰撞、損壞景觀設施的事故，一定程度上影響了杭州生活品質之城的建設。如果運河杭州到塘棲段停止貨運船舶航行，改為完全的旅遊河道，旅遊經濟産生的效益和沿岸房地産業的經濟效益，將是巨大的。
因此，開闢錢塘江水係富春江與太湖水係東苕溪的航道，溝通錢塘江太湖流域，引富春江的優質水源，自然流經東苕溪，衝排太湖水係的劣質水，為杭嘉湖地區及上海提供優質水源，改善這些地區的水資源環境，在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，具有現實的意義和可持續發展的遠景。為確保船舶航行安全和水質不受船舶污染、以及節約土地資源，采用具有國際先進水平的電氣化輕軌控製船舶航行，從而實現低航道等級、高通航能力的安全型、節約型航行方式，在全國率先實現緑色航運。 | | （一）太湖流域現狀
1、太湖流域概況
太湖流域地處長江三角洲，流域面積36900平方公裏，其中80％的面積為平原，流域內湖泊星羅棋布、河網如織，河道總長12萬公裏，超過0.5平方公裏的大小湖泊有189個，太湖位於流域中心，水面積2338平方公裏，南北長68.5公裏，東西寬34公裏，常水位下水深1.89米，庫容44.3億立方米，是一個典型的平原淺水型湖泊。太湖流域多年平均降雨量1180毫米，年降水總量414億立方米，多年平均水資源總量為162億立方米，其中地表水資源量為137億立方米。年徑流最大值達253億立方米（1977年），最小值僅為16億立方米（1978年）；年內降雨主要集中在汛期。太湖換水周期約310天。
太湖流域城市集中、人口密集，經濟發達。改革開放以來，太湖流域經濟社會快速發展，以占全國0.4%的國土面積和占全國2.8%的人口，創造了占全國11.1％的國內生産總值，且近年來國內生産總值年增長速度均保持在10％以上。2000年統計資料，流域人口約3676萬，人口密度高達1000人/平方公裏；流域內分佈着上海、杭州、蘇州、無錫、常州、嘉興、湖州等大中城市，城市化率已達50.7％；國內生産總值約9940億元，人均GDP約3260美元。
1997～2000年，流域用水總量都在290億立方米左右。2000年全流域用水總量293億立方米，其中農業用水約107.9億立方米，一般工業用水約41.7億立方米，生活用水32.6億立方米，火電用水約110.8億立方米，目前人均用水量已達496立方米，而人均水資源量不足375立方米，但流域水資源總體能夠保持平衡，一靠從長江引水，二靠水資源重複利用，水資源利用率很高。多年來，在太湖流域沿長江一綫興建了許多引排工程，以使大水時嚮長江排泄洪澇水，水少時則從長江引水。目前蘇南地區一般從長江年淨引水45億立方米，2000年太湖流域引長江水量77億立方米。由於流域水污染嚴重，引水條件受到限製。
2、太湖流域需水預測及水資源質量
根據對近年來的用水分析，隨着太湖流域人口增加和人民生活水平提高，生活用水量還將增加，初步預測2010年生活需水量將達到40億立方米；農業用水則由於節水水平提高，農業結構調整，2010年農業需水量將比現在有所減少，一般年份需水量為90億立方米；林牧漁需水量將維持在現在的10 億立方米左右；工業需水量則比現在有所增加，預計在170億立方米左右；考慮環境部分用水，預測2010年太湖流域總需水量在330億立方米左右，其中優質水需水量在115億立方米左右。
由於地表水資源的缺口大，導致局部地區地下水超采嚴重，發生地面下沉；流域東北部還受到鹹水入侵的威脅。據調查，近三十年來江蘇省蘇、錫、常地區漏鬥中心沉降達1米，漏鬥範圍面積達到7000多平方公裏；浙江省嘉興地區地面沉降也達0.7米。地下水超采、地面沉降不但降低了已建水利工程的防洪標準，而且使含水層地下水儲量減少，水質變壞，還可能造成鹹水侵蝕，灘塗資源減少。1978年鼕至1979年春，長江口鹹水上溯，黃浦江吳淞至閔行段含????度超標持續時間在142-73天。
近二十年來，隨着太湖流域經濟的高速發展以及鄉鎮企業的繁榮，污水治理速度遠遠跟不上排污量的增加，大量廢污水未經處理直接排入江河湖泊，使河流湖泊水質受到嚴重的污染。目前太湖流域每年直接排放入河湖水體的工業、生活污廢水已達50億立方米,這些污廢水中，經處理排放的不到20%。2000年對太湖流域82個主要河湖斷面監測，包括流域主要湖泊太湖、澱山湖，流域主要供水河道太浦河、望虞河，出入太湖主要河道東西苕溪、南溪、直湖港、梁溪河、胥江，省界河道紅旗塘、上海塘等，目前僅有19.4％的監測斷面水質，尚能達到地面水標準II或III類(評價標準：GB3838-88)，其餘80.6％的斷面則受到不同程度的污染，其中48％的監測斷面水質為IV類，14％為V類，而23％的監測斷面水質劣於V類（該部分水體失去任何使用價值）。太湖流域河道污染類型為有機污染，水質主要超標指標為高錳酸????指數（CODMn）、 氨氮（NH3-N）等。湖泊主要是大量營養????（氮、磷等污染物質）直接入湖，造成湖泊富營養化。目前流域內最大的供水水源地——太湖富營養化問題十分嚴重，從2000年度監測資料來看，水域面積中有71％已達到富營養水平，29%為中～富營養水平，夏季經常出現藍藻爆發現象。
目前，太湖流域部分城市建設和河道清理産生的廢土、泥漿，用來填埋池塘及部分低窪濕地，就杭州市區，初步估計每天從水路運往德清、海寧等地的廢土，就有近萬噸（約50艘船次 200噸），這有可能進一步減少局部地區水資源的涵養，其對水資源的影響也需進一步研究。
在當前和未來時期，太湖流域水環境惡化和水質型缺水，已在很大程度上影響了該地區社會經濟的發展，成為社會經濟可持續發展的製約因素，同時，經濟社會發展對水資源有更高的要求。通過調引長江及錢塘江水入太湖及流域河網，增加流域水資源量，加快流域水體流動，縮短換水周期，提高水體自淨能力，以緩解流域水惡化的趨勢，改善流域水環境，實現流域水資源科學調度、合理配置，以水資源的可持續利用支持流域經濟社會的可持續發展。
3、東苕溪簡況
東苕溪位於杭州西北部，發源於臨安臨目馬尖崗，是目前公認的太湖源頭。南苕溪嚮東流經臨安市的裏畈、橋東、臨天、青山和余杭區的余杭鎮，自余杭鎮折北而流，稱東苕溪。東苕溪流至湯灣渡左匯中苕溪，至瓶窯左匯北苕溪，流至德清縣城左納餘英溪。德清縣城以下，汊港縱橫與湖漾溝通，水係分散。主河道原經德清，在湖州與西苕溪匯合後入太湖。東苕溪在湖州市白雀塘橋以上河長151．40公裏，流域面積2265平方公裏，其中杭州市境內長103．70公裏，流域面積1604．10平方公裏。東苕溪與京杭運河、上塘河、錢塘江是流經杭州市境內的四大江河。
苕溪流域最大降水量2428毫米(1954年)，瓶窯站歷年最高水位8.97米(1984年6月 14日)，歷年最低水位2.17米(1978年9月9日)，多年平均年徑流量10.4億立方米，最大年徑流量為21億立方米(1954年)，最小年徑流量為5.06億立方米 (1978年)，多年平均流量30.8立方米每秒，最大洪峰流量795立方米每秒(1984年6月14日)，最小流量為6.74立方米每秒(1984年10月2日)，每年枯季，當東苕溪水位低於太湖水位時，常發生逆流而産生負流量。東苕溪流域有時也因降水量較小而發生幹旱。
歷史上東苕溪是浙江省洪害嚴重的河流之一。自南而北蜿蜒流淌於杭嘉湖地區西部，左依崇山峻嶺，右接平原低地，居高臨下，勢如建瓴。東西苕溪上遊均依天目山，是浙江省暴雨中心。山高嶺峻，坡陡流急，加之下遊河道泄水能力不足等原因，山洪直接威脅杭嘉湖平原，洪澇災害頻繁。東苕溪右岸建有西險大塘。西險大塘是東苕溪的右岸大堤，因位於杭州之西，堤塘險要，故稱西險大塘。西險大塘起自余杭鎮的石門橋，經余杭、瓶窯、安溪、獐山至湖州德清大閘止，全長44．94公裏，其中杭州市境內長38．98公裏。西險大塘是杭州城市防洪和杭嘉湖平原的安全屏障。
新中國成立以來，政府以水利為要務，投入大量資金和人力物力，在東苕溪上遊先後興建青山、裏畈、四嶺、水濤莊、對河口等五座大中型水庫。設計總庫容量4億多立方米，控製面積近千平方公裏。中下遊截彎取直，新建南、北湖分洪閘，興建排澇機埠，加固圍堤，開挖導流港；加固加高西險大塘，對東苕溪進行全面整治，災害明顯減少。
（二）錢塘江流域概況
錢塘江浙江省最大河流，源出安徽省休寧縣西南，皖、贛兩省交界懷玉山脈中的六股尖東坡(六股尖海拔1629.8米，源頭海拔約1350米)。幹流流經皖、浙兩省，於海????縣澉浦長山東南嘴至余姚市和慈溪縣邊境的西三閘的連綫入杭州灣。全長 605公裏，流域面積4.88萬餘平方公裏。流域地勢從西南嚮東北傾斜，幹流依勢嚮東北註入杭州灣。錢塘江流域年降水量1600～2000毫米，幹流上遊山地降水量高於中、下遊丘陵、平原地區。錢塘江徑流總量達431億立方米，徑流補給以雨水占絶對優勢，地下水僅占少量。
錢塘江徑流季節分配不均，洪枯水流量相差懸殊。大部分地區（幹流在富陽以上）降水以5～6月最多，河流最大徑流量與此同期。衢縣水文站5～6月徑流量占全年總量42.2％；蘆茨埠水文站占39.3％。錢塘江徑流年際變幅小，年徑流變幅大，年徑流量變差係數0.28～0.38，年際極值比亦較小。錢塘江平均含沙量0.1～0.4千克/立方米，3～6月水量占全年的57％,10月至翌年1月水量僅為全年的15.6％多年平均流量1468米(/秒,蘆茨埠站實測最大流量29000米/秒（1955年6月），最小流量27米/秒。全流域年徑流總量 463億立方米。江水常年清澈，僅在洪水期江水呈混濁狀。河水礦化度、硬度和鹼度均較低。
錢塘江幹流在新安江水電站以上為上遊，新安江水電站至富春江水電站為中遊。富春江水電站以下為下遊，受潮水影響，屬錢塘江河口區。由桐廬到蕭山區聞堰稱富春江，河床開闊穩定，水流緩慢，堆積顯著，河漫灘發育，基本不受海域來沙影響。聞堰至杭州閘口段，河床寬淺而河道迂回麯折，形如“之”字，故又稱之江。閘口以下始稱錢塘江，後泛指全河流，以涌潮洶涌為其特徵。澉浦以下為杭州灣。
錢塘江河口為強潮河口。河口區上至蘆茨埠，下至杭州灣口，全長274公裏。可分為三段：蘆茨埠至聞傢堰，長83公裏，受徑流控製，河床相對穩定，為近口段；聞傢堰至澉浦，長101公裏，徑流、潮流相互作用，涌潮澎湃，河床多變，屬河口段；澉浦以下習稱杭州灣，長90公裏，徑流影響微弱，呈叭形，灣口南匯嘴至甬江口寬達100公裏，灣頂澉浦斷面寬20公裏，為口外海濱。潮流中挾帶的泥沙量隨流速大小發生變化。尖山、????官一帶含沙量最大，實測最大含沙量高達51千克/米，澉浦平均含沙量一般為3～4千克/米，平均每潮進出的沙量約為1000萬噸。長江衝淡水對杭州灣水體含????量分佈有明顯影響。金山以東水域,????度橫嚮分佈南高北低。由於潮流強，錢塘江河口的????淡水混合屬垂嚮均勻混合型，????水入侵界隨錢塘江徑流大小而上下移動，枯季????水可上溯到杭州市以上，影響杭州市的工農業和生活用水。由於潮汐的影響，在杭州以下河段，水資源的利用程度很低。
（三）兩大水係的航運現狀
錢塘江蘭溪以下為主航道，通航30～100噸級船舶，目前在桐廬至三堡，實際通航的船舶的最大載重噸位已經接近1000噸，杭州三堡以下，限於航道的復雜性，一般僅通航外海小輪。新安江是溝通浙西和皖南的重要航道,航道在新安江大壩中斷,上、下分段通航，船舶溯新安江可達安徽屯溪。其他支流和水庫也有距離不等的通航里程。1988年底，通過杭州城東北角開挖7公裏長的河道，通過三堡船閘將錢塘江與京杭運河溝通，實現了京杭運河與長江、黃河、淮河、海河、錢塘江五大水係的銜接，擴展水運直達距離400公裏，形成了以杭州為中心的水運網。
2004年，通過三堡船閘進出錢塘江和京杭運河的船舶載重量達到了2083萬噸，並有逐年增加的趨勢。隨着船舶數量和載重噸位的增加，航運業在促進經濟發展的同時，航行於京杭運河的船舶也産生了許多負面的影響，特別是在杭州市區河段，船舶的噪音和廢氣的排放，已經嚴重影響了市民的生活品質，貨運船舶的欠佳的外觀，與目前的景觀河道很不協調，發生的多起涉橋事故，對拱辰橋等重點保護文物也構成了不可避免的威脅，甚至影響到京杭運河的申遺工作。
（四）兩大水係的溝通的必要性
從錢塘江和太湖流域的各自特點，有其相互補充的條件。
一方面，太湖流域河網湖泊水體水質惡化已成為當前影響水資源供給的主要問題，許多河網湖泊已經不符合地表飲用水源地水質標準，同時水污染的加劇，流域水環境的惡化，使流域水質型缺水的問題日趨突出。
另一方面，錢塘江由於潮汐的影響，在杭州以下的河口段，水資源的利用程度很低，部分下泄水資源，雖然對稀釋鹹潮和污染物，起到重要的作用，但是與其被充分利用的價值比較，仍然存在一定的浪費。
再則，航運與建設生活品質之城的突出矛盾，也勢必要求重新打造一條錢塘江與運河的黃金水道，那麽，這一黃金水道建在哪裏更加合適呢？從貨運統計情況來看，2006年，通過三堡船閘的船舶數有6萬多艘，運量2600多萬噸，幾乎全部是進入富春江以上水域及經浦陽江進入蕭紹內河的，此外，錢塘江聞堰以下水域的強涌潮，也嚴重威脅着船舶的安全。
因此，從水資源方面、生態環境保護方面和船舶航行安全方面，最好的選擇衹能是富春江和太湖水係溝通，這一方案的形成的時間，可以追溯到上世紀90年代初期，當時計劃開挖周浦經閑林至運河義橋段的航道，基本包含了現正在籌備建設的閑林水庫的通道。此外，根據浙江省的航道規劃，苕溪青山至康傢山在2020年前的通航能力要達到四級航道的標準。 | | 錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程的具體方案，本方案的路徑計劃，利用富春江東洲至周浦的叉河，從富陽市富春江大橋下遊處引水，利用周浦到午潮山之間的河流，開挖午潮山隧道至閑林，利用閑林至余杭鎮的航道，經余杭鎮東北溝通東苕溪，通過自然徑流，設計流速為1.5-2米/秒，提高東苕溪的常年水位到3.5-4.0米，其中一部分水源可以直接通過沿山河、余杭塘河進入京杭運河，從節約能源方面考慮，計劃建設雙嚮共2通道，每通道各設船閘一座，即河道中間隔離，從錢塘江駛嚮東苕溪方向（本文稱下行）的船舶，使用自然徑流航道，從東苕溪駛嚮錢塘江方向（本文稱上行）的船舶，使用平流或回流航道，河道設計最小水深3.0米，每通道寬12米，利用電氣化輕軌控製牽引船舶，最大通行實際載重1000噸的船舶。該路徑基本上是利用現有河道，總寬25-30米，占用土地極少。關鍵工程是午潮山隧道，關鍵技術是電氣化輕軌。圖1為本引水及航運綜合工程示意圖，圖中緑色方框內為本工程惠及的主要區域。
圖1：錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程示意圖
（一）船閘的確定
船閘的地理位置，從目前杭甬運河的改建形勢來看，設置在周浦，對航運發展更加有利，設置在富陽東洲，對引水有利，但是船舶要進入杭甬運河，里程將增加，因此，船閘的地理位置，有待於進一步的論證。
船閘分為下行船閘和上行船閘各一座，實行單嚮通航，船閘的設計通航能力，應當不低於目前三堡船閘的水平，船閘的長度應當不小於目前京杭運河的船隊限航規定，即長度不小於400米。下行船閘的上遊航道通航水位4.7—7.3米，下遊航道通航水位4.5—5米，上行船閘的上遊航道通航水位4.7—7.3米，下遊航道通航水位4.0—4.5米。
在正常通航時，船閘一般不直接參與引水，實現引水功能是設有控製閥門的引水管道，從上遊航道引水，在下行航道的軌道牽引段分多個出口出水，並確保下行航道的水位處於4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之間。
（二）午潮山隧道
綜合考慮電氣化輕軌牽引的經濟節能，午潮山隧道分別由下行隧道和上行隧道組成，實行單嚮通航，使船舶能基本航行在順流或平流航道上。
下行隧道：設計最高通航水位5米，淨高4 .5米，底部標高1.5米（平均值），總寬12米。
上行隧道：設計最高通航水位4 .5米，淨高4 .5米，底部標高1.0米（平均值），總寬12米。
下行隧道是引水的航道，上行隧道屬於回流或平流航道，下行隧道建在上行隧道西側。
單個隧道的橫截面約為（5＋4.5-1.5）X12=96平方米，隧道長度約6公裏，因此單個隧道的土方量約有60萬方，兩個隧道的總土方量將達120萬方，工程量比較大，但是隧道建成後，具有重要的戰備意義。
下行隧道的航道最大橫截面可達3.5X12=42平方米，當最大流速為2米/秒時，最大引水量為84立方米/秒，約為720萬立方米/天。
（三）電氣化輕軌
目前，一般內河貨運船舶的總質量基本在100噸到1千噸之間，由於船舶的總質量比輕軌列車大得多，不能像陸地上的輕軌交通那樣，直接運行在輕軌上，承受船舶重力的，主要還是靠船舶的浮力，輕軌機構主要是産生一個牽引力，牽引和控製船舶航行。如圖2和3所示，輕軌牽引機構主要有鋼軌1、自動變軌機構2、中間隔離墻3、電動行車4、電力導綫5、 接電裝置6、 聲光報警器7、 磁力吸盤10、係纜機構11、纜繩12、 被牽引船舶13、 航道14、 堤岸15、 中央控製室16、電動行車泊區17、牽引區18、位置信息標記20 及控製係統等部分組成，控製係統包括中央控製係統8和終端控製器9。
圖2：總平面示意圖 圖3： A處局部放大圖
當船舶到達牽引航段的起點時，低速駛入牽引區，停穩後，放正舵並關閉柴油機，聯結好控製係統指定的電動行車，此時，電動行車自動收緊纜繩，並牽引船舶逐漸加速到規定的速度。船舶在被牽引途中，不需要船員操作，船員離開船舶，乘坐交通車到終點等候，因此減少了勞動強度。船舶到達終點或目的地後，船舶根據控製係統的指令，船員上船，開啓柴油機，解開纜繩（當使用磁力吸盤時是自動的），駛離牽引航段。由於船舶是在電動行車的牽引和控製下被動行駛，不存在駕駛人員技能高低和航速快慢的問題，船舶是依次按固定的航路行進的，極大地減少了船舶自身原因産生的礙航因素，如不熟悉航路，駕駛失誤等，還杜絶了船舶自航時容易發生的無序行為，保證了航道暢通，基本避免碰撞、觸損等事故的發生。
船舶在下行航道運行時，當流速大於1.5米/秒時，電氣軌道無須提供動力，船舶衹是係固在電動行車上順流漂移，不消耗任何能源，完全符合節約型社會的理念；船舶在上行航道運行時，利用部分回流，同樣起到節約能源的效果。
（四）與東苕溪的溝通節點
本引水及航運方案，航道經余杭鎮東北與東苕溪溝通，溝通處建造節制閘2座，其作用是保護新建的航道設施。東苕溪的設計最高通航水位為4 .25米，考慮到東苕溪的洪水水位，當超過4 .5米時，關閉節制閘，保護牽引軌道等航道設施，如東苕溪遇到特大洪水，也可以相應開啓1座或2座節制閘和船閘，嚮錢塘江泄洪，可以減輕西險大塘的壓力。
（五）引水運行
引水管道和船閘一般是平行建造的，管道上設有控製水量的閥門，從上遊航道引水，在下行航道的軌道牽引段分多個出口出水，並確保下行航道的水位處於4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之間，最大引水量為84立方米/秒，約為720萬噸/天。
下行航道是引水的主要通道，上行航道屬於回流或平流航道，下行航道建在上行航道西側。新建的下行航道和上行航道將沿山河、和睦港等河流交叉，並被航道中間隔離墻截斷，在截斷處的中間隔離墻上設置多孔閘門，平時關閉，上述河道的徑流直接匯入下行航道，然後在與東苕溪的匯合處，通過中間隔離墻上的多孔閘門進入上行航道回流，保持這些河道的徑流量，徑流量還可以通過適當開閉閘門進行調節。在汛期徑流較大時，開啓閘門進行直通泄洪。采用多孔閘門的目的是減少水流對船舶的影響。
從富春江引入的清水，部分通過東苕溪註入太湖及其周邊河道，另外部分通過沿山河、和睦港、余杭塘河等河流以及東苕溪上的上牽埠船閘，進入京杭運河水係，對大運河的劣質水體進行衝排，在運河進行截污納管後，短期內（一般在10-15天）運河杭州段的水質就能達到IV類以上，從而符合自來水的取水要求，並能惠及整個杭嘉湖地區和上海。
從富春江引水的水量，可以視錢塘江的潮汛情況進行適當的調節，在非潮汛期多引，在潮汛期間少引或不引，此外，為錢塘江抗鹹潮的需要，引入的水量，可以通過太湖水係目前的水利樞紐，從杭州的四格、下沙及海寧等地，排回錢塘江，使錢塘江下遊的徑流維持在一定的水平，甚至可以增加下遊的流量。 | | 近年來，在黨中央和國務院的高度重視，在水利部和地方各級政府的正確領導下，經過流域各級水利部門的共同努力，流域水利建設取得了很大成績，流域防洪除澇工程體係逐步完善，防洪標準逐步提高，成功抗禦了1999年太湖流域特大洪水，並為利用水利工程體係實施流域水資源調度和汛期流域雨洪資源的綜合利用奠定了基礎，為錢塘江太湖流域溝通創造了十分有利的條件。
錢塘江太湖流域溝通後，杭州市運河水網的水環境質量將有較大提高，在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，杭州市的投資環境也將得到進一步改善，在京杭運河塘棲至杭州市區禁止貨運船舶後，旅遊船舶能快速發展，旅遊經濟將空前繁榮，特別是運河兩岸，將成為生態人居的典範，為杭州市成為經濟繁榮、航運發達、社會安定、環境優美的現代化風景旅遊城市提供了可靠保證，有利於促進杭州市經濟發展和社會進步。
（一）引水對錢塘江生態環境的影響評價
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程，設計最大引水量可達84立方米/秒，約為26億立方米/年，正常運行時，引水量控製在20—60立方米/秒，引水對錢塘江的影響，2004年10月24日由浙江省環保局環境工程技術評估中心主持的專傢審查會通過的《杭州市自來水抗鹹二期及錢塘江引水入城工程環境影響報告書》（取水量25m3/S）和《錢塘江河口水資源配置規劃報告》（取水量52.87m3/S），都有較詳細的可行性論述，本文就不再重複。
本綜合工程運行後，嘉興地區的海寧、海????、平湖可以減少從錢塘江的取水量。此外，從富春江引入的水量，為錢塘江抗鹹潮的需要，可以通過太湖水係目前的水利樞紐，從杭州的四格、下沙及海寧等地，排回錢塘江，使錢塘江下遊的徑流維持在一定的水平，甚至可以增加下遊的流量。
此外，長江衝淡水對杭州灣水體含????量分佈有明顯影響，“引（長）江濟太”工程引長江水入太湖，勢必減少長江口的流量，其對錢塘江鹹潮的影響也有待評估。“引錢（塘江）濟太”，可以減少“引江濟太”的引水量，有利於抑製杭州灣水體????度的提高。
因此，在錢塘江河口水資源配置規劃合理實施條件下，本綜合工程引水後仍能保證錢塘江生態流量要求，不會對錢塘江生態環境産生明顯影響。
（二）安全性評價
1、防洪安全方面
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程建成後，苕溪的常年水位提高，年徑流量了可靠保障，青山、四嶺等水庫的蓄水水位可以適當降低，對防洪安全更為有利。在苕溪水域遇到特大洪水時，還可以嚮錢塘江進行泄洪，減輕西險大塘的壓力，安全更加有保障。
2、航運安全方面
從富春江到苕溪，全程采用電氣化軌道牽引和控製，船員離船，實行無人駕駛，自動控製，安全有序，一般不會發生事故。即使有船發生意外，也不會造成人員傷亡，如果發生沉船事故，可以采取停止引水的措施，水位將下降至3米左右，型深大於2米的船舶，無須打撈就能直接浮出水面，因此施救也十分方便。此外，船舶從苕溪經周浦直接進入富春江，避免了下遊涌潮的直接威脅，保障了航行安全。
（三）生態性評價
1、流域的生態性
苕溪、京杭運河的常年水位提高，流速增加，河道的自然淨化能力提高，杭州市運河水網的水環境質量將有較大提高，在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，京杭運河將成為杭州的生態走廊，杭州市的投資環境也將得到進一步改善。
2、航運的生態性
為確保船舶航行安全和水質不受船舶污染，采用具有國際先進水平的電氣化輕軌控製船舶航行，船舶無噪音、廢氣、廢油及廢水的排放，實現了零排放，而且最大程度地利用了水力資源，利用水流使船舶行駛，節約能源，從而實現了節約型航行方式，在全國率先實現緑色航運。
3、工程建設的生態性
最大程度地節約土地資源，雙嚮航道總寬一般不大於30米，基本利用現有河道以及開挖隧道，徵用土地極少，對現有生態資源的破壞小，具有低航道等級、高通航能力的優點。
（四）經濟性評價
1、引水方面
從富春江到苕溪的引水，完全靠自然徑流，因此引水運行成本幾乎為零，而據有關部門測算，“引（長）江濟太”調水試驗每立方米水量運行成本約人民幣1分錢，也就是每調10億立方米的水量，需要花費1千萬元的運行成本，因此，“引錢（塘江）濟太”更加經濟。
2、旅遊經濟方面
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程建成後，運河杭州段、余杭塘河等河道將成為生態、景觀河道，旅遊經濟將迅速發展，服務業也將隨之發展，就業崗位增加，其産生的經濟效益最終有可能超越西湖。
3、航運的經濟性
目前，從通過三堡船閘的船舶，基本上都是駛往富陽以上地區和經浦陽江到蕭紹內河的，因此，船舶從苕溪經周浦進出錢塘江水係，逆流航行的航程短，節約能源，減少了航行成本，具有較好的經濟性。船舶從苕溪到周浦，雙嚮采用軌道牽引，運行費用比自航時要降低一半以上。本綜合工程建成後，余杭西北部及富陽將形成新的物流中心，將極大地促進富陽、臨安、余杭、德清的經濟發展。
本綜合工程的營運收入，參照三堡船閘2006年過閘量計算。2006年三堡船閘過閘船舶6萬多艘，過閘運量2600多萬噸，如果本綜合工程按照5元/噸收費，年營運收入在1.3億元左右，並有逐年增加的趨勢。 | | 目前，“浙北（即太湖水係）引水工程”正處於論證階段，主要目的是解决嘉興、杭州等地的供水問題。浙北引水有多個方案，分別為新安江水庫引水方案、杭州裏山取水嘉興新安江水庫引水方案、杭州與嘉興從新安江水庫分別引水方案，上述三個方案的取水規模均為72.7m3/s，其他還有新安江引水、裏山引水以及嘉興太湖和杭州裏山分別引水的方案。但是，這些方案都局限於引水，缺乏綜合性、全局性的觀念，甚至沒有考慮到運河水係的水源潛力，當運河水位提高到4米時，運河的蓄水量每公裏可達20萬立方米。從可持續發展的觀點來看，衹有航運與水利的有機結合，纔是最科學的，才能避免不必要的重複投資、重複建設。
錢塘江太湖流域引水及航運綜合工程的方案，發展了航運，擴大了引水規模和其惠及的區域。周浦引水的水質基本符合飲用水水源的標準要求，工程綫路短、見效快，能産生明顯的經濟效益，通過收取船舶的通行費，可以在較短的時期內收回投資，為該項目市場化運作提供了極為有利的條件。為確保船舶航行安全和水質不受船舶污染、以及節約土地資源，采用具有國際先進水平的電氣化輕軌控製船舶航行，從而實現低航道等級、高通航能力的安全型、節約型航行方式，在全國率先實現緑色航運。
錢塘江太湖流域溝通後，引富春江的優質水源，自然流經東苕溪，衝排太湖水係的劣質水，為杭嘉湖地區及上海提供優質水源，改善這些地區的水資源環境，使運河水係成為完全的旅遊河道，旅遊經濟産生的效益和沿岸房地産業的經濟效益，將是巨大的。在逐步對污水進行截污納管後，使京杭運河及其叉河成為杭州、嘉興等城市的優質自來水源，具有現實的意義和可持續發展的遠景。
參考文獻
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作者簡介 郭偉明，男，1966年12月出生，博士，中國技術經濟研究會、中國知識産權研究會高級會員，中國城市科學研究會、中國發明協會會員，中國科協個人會員登記號：*************** ，電話：13335715583，傳真：057186080508，電子信箱：gwm168@tom.com 。 |
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