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钱塘江太湖流域引水及航运综合工程
摘 要：针对太湖流域水质持续恶化的现状，提出了钱塘江太湖流域引水及航运综合工程，解决浙北城乡供水的困境，介绍了钱塘江太湖流域引水及航运综合工程的规划方案，并进行了比较详细的技术与经济分析，使得河道生态化、防洪更安全、引水更可靠、航运更经济。
分类号：tu991 文献标识码：a 文章编号：
关键词：太湖引水；绿色航运；引水规划；水污染治理
一、引言
近年来，太湖流域内年用水总量290亿立方米，而流域内本地区多年平均水资源量只有162亿立方米，剔除因污染不能利用部分，太湖流域3000多万人口年创造近万亿元gdp，用水量竟是实际资源量的两倍。由于太湖流域水污染治理与经济发展和流域人口数量不相协调，流域水体污染十分严重，使太湖流域面临水质型缺水的严峻形势。根据1998～2000年三年间连续水质监测评价表明，尽管近几年来中央和地方各级政府加大了流域水污染防治的力度，但太湖水体水质总体上尚未得到明显好转，湖泊富营养化在整体上也未得到明显改善，2000年总磷、总氮、化学耗氧量均远未达到规划治理目标；河网的水污染没有得到有效控制，部分地方还有恶化的趋势，太湖流域水资源面临严峻的形势。
另一方面，京杭运河与钱塘江沟通后，随着杭州城市的发展，船舶运输在经济建设中发挥重要作用的同时，也产生了许多负面的影响，船舶的噪音和废气的排放，已经严重影响了市民的生活品质，船舶航行发生的多起涉桥事故，对拱辰桥等重点保护文物也构成了不可避免的威胁，货运船舶的参差不齐的外观形象，也与目前的景观河道很不协调，并且已经发生了多起船舶碰撞、损坏景观设施的事故，一定程度上影响了杭州生活品质之城的建设。如果运河杭州到塘栖段停止货运船舶航行，改为完全的旅游河道，旅游经济产生的效益和沿岸房地产业的经济效益，将是巨大的。
因此，开辟钱塘江水系富春江与太湖水系东苕溪的航道，沟通钱塘江太湖流域，引富春江的优质水源，自然流经东苕溪，冲排太湖水系的劣质水，为杭嘉湖地区及上海提供优质水源，改善这些地区的水资源环境，在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，具有现实的意义和可持续发展的远景。为确保船舶航行安全和水质不受船舶污染、以及节约土地资源，采用具有国际先进水平的电气化轻轨控制船舶航行，从而实现低航道等级、高通航能力的安全型、节约型航行方式，在全国率先实现绿色航运。
二、钱塘江和太湖流域现状分析
（一）太湖流域现状
1、太湖流域概况
太湖流域地处长江三角洲，流域面积36900平方公里，其中80％的面积为平原，流域内湖泊星罗棋布、河网如织，河道总长12万公里，超过0.5平方公里的大小湖泊有189个，太湖位于流域中心，水面积2338平方公里，南北长68.5公里，东西宽34公里，常水位下水深1.89米，库容44.3亿立方米，是一个典型的平原浅水型湖泊。太湖流域多年平均降雨量1180毫米，年降水总量414亿立方米，多年平均水资源总量为162亿立方米，其中地表水资源量为137亿立方米。年径流最大值达253亿立方米（1977年），最小值仅为16亿立方米（1978年）；年内降雨主要集中在汛期。太湖换水周期约310天。
太湖流域城市集中、人口密集，经济发达。改革开放以来，太湖流域经济社会快速发展，以占全国0.4%的国土面积和占全国2.8%的人口，创造了占全国11.1％的国内生产总值，且近年来国内生产总值年增长速度均保持在10％以上。据2000年统计资料，流域人口约3676万，人口密度高达1000人/平方公里；流域内分布着上海、杭州、苏州、无锡、常州、嘉兴、湖州等大中城市，城市化率已达50.7％；国内生产总值约9940亿元，人均gdp约3260美元。
1997～2000年，流域用水总量都在290亿立方米左右。2000年全流域用水总量293亿立方米，其中农业用水约107.9亿立方米，一般工业用水约41.7亿立方米，生活用水32.6亿立方米，火电用水约110.8亿立方米，目前人均用水量已达496立方米，而人均水资源量不足375立方米，但流域水资源总体能够保持平衡，一靠从长江引水，二靠水资源重复利用，水资源利用率很高。多年来，在太湖流域沿长江一线兴建了许多引排工程，以使大水时向长江排泄洪涝水，水少时则从长江引水。目前苏南地区一般从长江年净引水45亿立方米，2000年太湖流域引长江水量77亿立方米。由于流域水污染严重，引水条件受到限制。
2、太湖流域需水预测及水资源质量
根据对近年来的用水分析，随着太湖流域人口增加和人民生活水平提高，生活用水量还将增加，初步预测2010年生活需水量将达到40亿立方米；农业用水则由于节水水平提高，农业结构调整，2010年农业需水量将比现在有所减少，一般年份需水量为90亿立方米；林牧渔需水量将维持在现在的10 亿立方米左右；工业需水量则比现在有所增加，预计在170亿立方米左右；考虑环境部分用水，预测2010年太湖流域总需水量在330亿立方米左右，其中优质水需水量在115亿立方米左右。
由于地表水资源的缺口大，导致局部地区地下水超采严重，发生地面下沉；流域东北部还受到咸水入侵的威胁。据调查，近三十年来江苏省苏、锡、常地区漏斗中心沉降达1米，漏斗范围面积达到7000多平方公里；浙江省嘉兴地区地面沉降也达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标准，而且使含水层地下水储量减少，水质变坏，还可能造成咸水侵蚀，滩涂资源减少。1978年冬至1979年春，长江口咸水上溯，黄浦江吴淞至闵行段含盐度超标持续时间在142-73天。
近二十年来，随着太湖流域经济的高速发展以及乡镇企业的繁荣，污水治理速度远远跟不上排污量的增加，大量废污水未经处理直接排入江河湖泊，使河流湖泊水质受到严重的污染。目前太湖流域每年直接排放入河湖水体的工业、生活污废水已达50亿立方米,这些污废水中，经处理排放的不到20%。据2000年对太湖流域82个主要河湖断面监测，包括流域主要湖泊太湖、淀山湖，流域主要供水河道太浦河、望虞河，出入太湖主要河道东西苕溪、南溪、直湖港、梁溪河、胥江，省界河道红旗塘、上海塘等，目前仅有19.4％的监测断面水质，尚能达到地面水标准ii或iii类(评价标准：gb3838-88)，其余80.6％的断面则受到不同程度的污染，其中48％的监测断面水质为iv类，14％为v类，而23％的监测断面水质劣于v类（该部分水体失去任何使用价值）。太湖流域河道污染类型为有机污染，水质主要超标指标为高锰酸盐指数（codmn）、 氨氮（nh3-n）等。湖泊主要是大量营养盐（氮、磷等污染物质）直接入湖，造成湖泊富营养化。目前流域内最大的供水水源地——太湖富营养化问题十分严重，从2000年度监测资料来看，水域面积中有71％已达到富营养水平，29%为中～富营养水平，夏季经常出现蓝藻爆发现象。
目前，太湖流域部分城市建设和河道清理产生的废土、泥浆，用来填埋池塘及部分低洼湿地，就杭州市区，初步估计每天从水路运往德清、海宁等地的废土，就有近万吨（约50艘船次 200吨），这有可能进一步减少局部地区水资源的涵养，其对水资源的影响也需进一步研究。
在当前和未来时期，太湖流域水环境恶化和水质型缺水，已在很大程度上影响了该地区社会经济的发展，成为社会经济可持续发展的制约因素，同时，经济社会发展对水资源有更高的要求。通过调引长江及钱塘江水入太湖及流域河网，增加流域水资源量，加快流域水体流动，缩短换水周期，提高水体自净能力，以缓解流域水恶化的趋势，改善流域水环境，实现流域水资源科学调度、合理配置，以水资源的可持续利用支持流域经济社会的可持续发展。
3、东苕溪简况
东苕溪位于杭州西北部，发源于临安临目马尖岗，是目前公认的太湖源头。南苕溪向东流经临安市的里畈、桥东、临天、青山和余杭区的余杭镇，自余杭镇折北而流，称东苕溪。东苕溪流至汤湾渡左汇中苕溪，至瓶窑左汇北苕溪，流至德清县城左纳余英溪。德清县城以下，汊港纵横与湖漾沟通，水系分散。主河道原经德清，在湖州与西苕溪汇合后入太湖。东苕溪在湖州市白雀塘桥以上河长151．40公里，流域面积2265平方公里，其中杭州市境内长103．70公里，流域面积1604．10平方公里。东苕溪与京杭运河、上塘河、钱塘江是流经杭州市境内的四大江河。
苕溪流域最大降水量2428毫米(1954年)，瓶窑站历年最高水位8.97米(1984年6月 14日)，历年最低水位2.17米(1978年9月9日)，多年平均年径流量10.4亿立方米，最大年径流量为21亿立方米(1954年)，最小年径流量为5.06亿立方米 (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)，最小流量为6.74立方米每秒(1984年10月2日)，每年枯季，当东苕溪水位低于太湖水位时，常发生逆流而产生负流量。东苕溪流域有时也因降水量较小而发生干旱。
历史上东苕溪是浙江省洪害严重的河流之一。自南而北蜿蜒流淌于杭嘉湖地区西部，左依崇山峻岭，右接平原低地，居高临下，势如建瓴。东西苕溪上游均依天目山，是浙江省暴雨中心。山高岭峻，坡陡流急，加之下游河道泄水能力不足等原因，山洪直接威胁杭嘉湖平原，洪涝灾害频繁。东苕溪右岸建有西险大塘。西险大塘是东苕溪的右岸大堤，因位于杭州之西，堤塘险要，故称西险大塘。西险大塘起自余杭镇的石门桥，经余杭、瓶窑、安溪、獐山至湖州德清大闸止，全长44．94公里，其中杭州市境内长38．98公里。西险大塘是杭州城市防洪和杭嘉湖平原的安全屏障。
新中国成立以来，政府以水利为要务，投入大量资金和人力物力，在东苕溪上游先后兴建青山、里畈、四岭、水涛庄、对河口等五座大中型水库。设计总库容量4亿多立方米，控制面积近千平方公里。中下游截弯取直，新建南、北湖分洪闸，兴建排涝机埠，加固围堤，开挖导流港；加固加高西险大塘，对东苕溪进行全面整治，灾害明显减少。
（二）钱塘江流域概况
钱塘江浙江省最大河流，源出安徽省休宁县西南，皖、赣两省交界怀玉山脉中的六股尖东坡(六股尖海拔1629.8米，源头海拔约1350米)。干流流经皖、浙两省，于海盐县澉浦长山东南嘴至余姚市和慈溪县边境的西三闸的连线入杭州湾。全长 605公里，流域面积4.88万余平方公里。流域地势从西南向东北倾斜，干流依势向东北注入杭州湾。钱塘江流域年降水量1600～2000毫米，干流上游山地降水量高于中、下游丘陵、平原地区。钱塘江径流总量达431亿立方米，径流补给以雨水占绝对优势，地下水仅占少量。
钱塘江径流季节分配不均，洪枯水流量相差悬殊。大部分地区（干流在富阳以上）降水以5～6月最多，河流最大径流量与此同期。衢县水文站5～6月径流量占全年总量42.2％；芦茨埠水文站占39.3％。钱塘江径流年际变幅小，年径流变幅大，年径流量变差系数0.28～0.38，年际极值比亦较小。钱塘江平均含沙量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月水量仅为全年的15.6％多年平均流量1468米(/秒,芦茨埠站实测最大流量29000米/秒（1955年6月），最小流量27米/秒。全流域年径流总量 463亿立方米。江水常年清澈，仅在洪水期江水呈混浊状。河水矿化度、硬度和碱度均较低。
钱塘江干流在新安江水电站以上为上游，新安江水电站至富春江水电站为中游。富春江水电站以下为下游，受潮水影响，属钱塘江河口区。由桐庐到萧山县闻堰称富春江，河床开阔稳定，水流缓慢，堆积显著，河漫滩发育，基本不受海域来沙影响。闻堰至杭州闸口段，河床宽浅而河道迂回曲折，形如“之”字，故又称之江。闸口以下始称钱塘江，后泛指全河流，以涌潮汹涌为其特征。澉浦以下为杭州湾。
钱塘江河口为强潮河口。河口区上至芦茨埠，下至杭州湾口，全长274公里。可分为三段：芦茨埠至闻家堰，长83公里，受径流控制，河床相对稳定，为近口段；闻家堰至澉浦，长101公里，径流、潮流相互作用，涌潮澎湃，河床多变，属河口段；澉浦以下习称杭州湾，长90公里，径流影响微弱，呈叭形，湾口南汇嘴至甬江口宽达100公里，湾顶澉浦断面宽20公里，为口外海滨。潮流中挟带的泥沙量随流速大小发生变化。尖山、盐官一带含沙量最大，实测最大含沙量高达51千克/米，澉浦平均含沙量一般为3～4千克/米，平均每潮进出的沙量约为1000万吨。长江冲淡水对杭州湾水体含盐量分布有明显影响。金山以东水域,盐度横向分布南高北低。由于潮流强，钱塘江河口的盐淡水混合属垂向均匀混合型，盐水入侵界随钱塘江径流大小而上下移动，枯季盐水可上溯到杭州市以上，影响杭州市的工农业和生活用水。由于潮汐的影响，在杭州以下河段，水资源的利用程度很低。
（三）两大水系的航运现状
钱塘江兰溪以下为主航道，通航30～100吨级船舶，目前在桐庐至三堡，实际通航的船舶的最大载重吨位已经接近1000吨，杭州三堡以下，限于航道的复杂性，一般仅通航外海小轮。新安江是沟通浙西和皖南的重要航道,航道在新安江大坝中断,上、下分段通航，船舶溯新安江可达安徽屯溪。其他支流和水库也有距离不等的通航里程。1988年底，通过杭州城东北角开挖7公里长的河道，通过三堡船闸将钱塘江与京杭运河沟通，实现了京杭运河与长江、黄河、淮河、海河、钱塘江五大水系的衔接，扩展水运直达距离400公里，形成了以杭州为中心的水运网。
2004年，通过三堡船闸进出钱塘江和京杭运河的船舶载重量达到了2083万吨，并有逐年增加的趋势。随着船舶数量和载重吨位的增加，航运业在促进经济发展的同时，航行于京杭运河的船舶也产生了许多负面的影响，特别是在杭州市区河段，船舶的噪音和废气的排放，已经严重影响了市民的生活品质，货运船舶的欠佳的外观，与目前的景观河道很不协调，发生的多起涉桥事故，对拱辰桥等重点保护文物也构成了不可避免的威胁，甚至影响到京杭运河的申遗工作。
（四）两大水系的沟通的必要性
从钱塘江和太湖流域的各自特点，有其相互补充的条件。
一方面，太湖流域河网湖泊水体水质恶化已成为当前影响水资源供给的主要问题，许多河网湖泊已经不符合地表饮用水源地水质标准，同时水污染的加剧，流域水环境的恶化，使流域水质型缺水的问题日趋突出。
另一方面，钱塘江由于潮汐的影响，在杭州以下的河口段，水资源的利用程度很低，部分下泄水资源，虽然对稀释咸潮和污染物，起到重要的作用，但是与其被充分利用的价值比较，仍然存在一定的浪费。
再则，航运与建设生活品质之城的突出矛盾，也势必要求重新打造一条钱塘江与运河的黄金水道，那么，这一黄金水道建在哪里更加合适呢？从货运统计情况来看，2006年，通过三堡船闸的船舶数有6万多艘，运量2600多万吨，几乎全部是进入富春江以上水域及经浦阳江进入萧绍内河的，此外，钱塘江闻堰以下水域的强涌潮，也严重威胁着船舶的安全。
因此，从水资源方面、生态环境保护方面和船舶航行安全方面，最好的选择只能是富春江和太湖水系沟通，这一方案的形成的时间，可以追溯到上世纪90年代初期，当时计划开挖周浦经闲林至运河义桥段的航道，基本包含了现正在筹备建设的闲林水库的通道。此外，根据浙江省的航道规划，苕溪青山至康家山在2020年前的通航能力要达到四级航道的标准。
三、钱塘江太湖流域引水及航运综合工程的具体方案
本方案的路径计划，利用富春江东洲至周浦的叉河，从富阳市富春江大桥下游处引水，利用周浦到午潮山之间的河流，开挖午潮山隧道至闲林，利用闲林至余杭镇的航道，经余杭镇东北沟通东苕溪，通过自然径流，设计流速为1.5-2米/秒，提高东苕溪的常年水位到3.5-4.0米，其中一部分水源可以直接通过沿山河、余杭塘河进入京杭运河，从节约能源方面考虑，计划建设双向共2通道，每通道各设船闸一座，即河道中间隔离，从钱塘江驶向东苕溪方向（本文称下行）的船舶，使用自然径流航道，从东苕溪驶向钱塘江方向（本文称上行）的船舶，使用平流或回流航道，河道设计最小水深3.0米，每通道宽12米，利用电气化轻轨控制牵引船舶，最大通行实际载重1000吨的船舶。该路径基本上是利用现有河道，总宽25-30米，占用土地极少。关键工程是午潮山隧道，关键技术是电气化轻轨。图1为本引水及航运综合工程示意图，图中绿色方框内为本工程惠及的主要区域。
图1：钱塘江太湖流域引水及航运综合工程示意图
（一）船闸的确定
船闸的地理位置，从目前杭甬运河的改建形势来看，设置在周浦，对航运发展更加有利，设置在富阳东洲，对引水有利，但是船舶要进入杭甬运河，里程将增加，因此，船闸的地理位置，有待于进一步的论证。
船闸分为下行船闸和上行船闸各一座，实行单向通航，船闸的设计通航能力，应当不低于目前三堡船闸的水平，船闸的长度应当不小于目前京杭运河的船队限航规定，即长度不小于400米。下行船闸的上游航道通航水位4.7—7.3米，下游航道通航水位4.5—5米，上行船闸的上游航道通航水位4.7—7.3米，下游航道通航水位4.0—4.5米。
在正常通航时，船闸一般不直接参与引水，实现引水功能是设有控制阀门的引水管道，从上游航道引水，在下行航道的轨道牵引段分多个出口出水，并确保下行航道的水位处于4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之间。
（二）午潮山隧道
综合考虑电气化轻轨牵引的经济节能，午潮山隧道分别由下行隧道和上行隧道组成，实行单向通航，使船舶能基本航行在顺流或平流航道上。
下行隧道：设计最高通航水位5米，净高4 .5米，底部标高1.5米（平均值），总宽12米。
上行隧道：设计最高通航水位4 .5米，净高4 .5米，底部标高1.0米（平均值），总宽12米。
下行隧道是引水的航道，上行隧道属于回流或平流航道，下行隧道建在上行隧道西侧。
单个隧道的横截面约为（5＋4.5-1.5）x12=96平方米，隧道长度约6公里，因此单个隧道的土方量约有60万方，两个隧道的总土方量将达120万方，工程量比较大，但是隧道建成后，具有重要的战备意义。
下行隧道的航道最大横截面可达3.5x12=42平方米，当最大流速为2米/秒时，最大引水量为84立方米/秒，约为720万立方米/天。
（三）电气化轻轨
目前，一般内河货运船舶的总质量基本在100吨到1千吨之间，由于船舶的总质量比轻轨列车大得多，不能像陆地上的轻轨交通那样，直接运行在轻轨上，承受船舶重力的，主要还是靠船舶的浮力，轻轨机构主要是产生一个牵引力，牵引和控制船舶航行。如图2和3所示，轻轨牵引机构主要有钢轨1、自动变轨机构2、中间隔离墙3、电动行车4、电力导线5、 接电装置6、 声光报警器7、 磁力吸盘10、系缆机构11、缆绳12、 被牵引船舶13、 航道14、 堤岸15、 中央控制室16、电动行车泊区17、牵引区18、位置信息标记20 及控制系统等部分组成，控制系统包括中央控制系统8和终端控制器9。
图2：总平面示意图 图3： a处局部放大图
当船舶到达牵引航段的起点时，低速驶入牵引区，停稳后，放正舵并关闭柴油机，联结好控制系统指定的电动行车，此时，电动行车自动收紧缆绳，并牵引船舶逐渐加速到规定的速度。船舶在被牵引途中，不需要船员操作，船员离开船舶，乘坐交通车到终点等候，因此减少了劳动强度。船舶到达终点或目的地后，船舶根据控制系统的指令，船员上船，开启柴油机，解开缆绳（当使用磁力吸盘时是自动的），驶离牵引航段。由于船舶是在电动行车的牵引和控制下被动行驶，不存在驾驶人员技能高低和航速快慢的问题，船舶是依次按固定的航路行进的，极大地减少了船舶自身原因产生的碍航因素，如不熟悉航路，驾驶失误等，还杜绝了船舶自航时容易发生的无序行为，保证了航道畅通，基本避免碰撞、触损等事故的发生。
船舶在下行航道运行时，当流速大于1.5米/秒时，电气轨道无须提供动力，船舶只是系固在电动行车上顺流漂移，不消耗任何能源，完全符合节约型社会的理念；船舶在上行航道运行时，利用部分回流，同样起到节约能源的效果。
（四）与东苕溪的沟通节点
本引水及航运方案，航道经余杭镇东北与东苕溪沟通，沟通处建造节制闸2座，其作用是保护新建的航道设施。东苕溪的设计最高通航水位为4 .25米，考虑到东苕溪的洪水水位，当超过4 .5米时，关闭节制闸，保护牵引轨道等航道设施，如东苕溪遇到特大洪水，也可以相应开启1座或2座节制闸和船闸，向钱塘江泄洪，可以减轻西险大塘的压力。
（五）引水运行
引水管道和船闸一般是平行建造的，管道上设有控制水量的阀门，从上游航道引水，在下行航道的轨道牵引段分多个出口出水，并确保下行航道的水位处于4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之间，最大引水量为84立方米/秒，约为720万吨/天。
下行航道是引水的主要通道，上行航道属于回流或平流航道，下行航道建在上行航道西侧。新建的下行航道和上行航道将沿山河、和睦港等河流交叉，并被航道中间隔离墙截断，在截断处的中间隔离墙上设置多孔闸门，平时关闭，上述河道的径流直接汇入下行航道，然后在与东苕溪的汇合处，通过中间隔离墙上的多孔闸门进入上行航道回流，保持这些河道的径流量，径流量还可以通过适当开闭闸门进行调节。在汛期径流较大时，开启闸门进行直通泄洪。采用多孔闸门的目的是减少水流对船舶的影响。
从富春江引入的清水，部分通过东苕溪注入太湖及其周边河道，另外部分通过沿山河、和睦港、余杭塘河等河流以及东苕溪上的上牵埠船闸，进入京杭运河水系，对大运河的劣质水体进行冲排，在运河进行截污纳管后，短期内（一般在10-15天）运河杭州段的水质就能达到iv类以上，从而符合自来水的取水要求，并能惠及整个杭嘉湖地区和上海。
从富春江引水的水量，可以视钱塘江的潮汛情况进行适当的调节，在非潮汛期多引，在潮汛期间少引或不引，此外，为钱塘江抗咸潮的需要，引入的水量，可以通过太湖水系目前的水利枢纽，从杭州的四格、下沙及海宁等地，排回钱塘江，使钱塘江下游的径流维持在一定的水平，甚至可以增加下游的流量。
四、钱塘江太湖流域沟通的可行性
近年来，在党中央和国务院的高度重视，在水利部和地方各级政府的正确领导下，经过流域各级水利部门的共同努力，流域水利建设取得了很大成绩，流域防洪除涝工程体系逐步完善，防洪标准逐步提高，成功抗御了1999年太湖流域特大洪水，并为利用水利工程体系实施流域水资源调度和汛期流域雨洪资源的综合利用奠定了基础，为钱塘江太湖流域沟通创造了十分有利的条件。
钱塘江太湖流域沟通后，杭州市运河水网的水环境质量将有较大提高，在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，杭州市的投资环境也将得到进一步改善，在京杭运河塘栖至杭州市区禁止货运船舶后，旅游船舶能快速发展，旅游经济将空前繁荣，特别是运河两岸，将成为生态人居的典范，为杭州市成为经济繁荣、航运发达、社会安定、环境优美的现代化风景旅游城市提供了可靠保证，有利于促进杭州市经济发展和社会进步。
（一）引水对钱塘江生态环境的影响评价
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程，设计最大引水量可达84立方米/秒，约为26亿立方米/年，正常运行时，引水量控制在20—60立方米/秒，引水对钱塘江的影响，2004年10月24日由浙江省环保局环境工程技术评估中心主持的专家审查会通过的《杭州市自来水抗咸二期及钱塘江引水入城工程环境影响报告书》（取水量25m3/s）和《钱塘江河口水资源配置规划报告》（取水量52.87m3/s），都有较详细的可行性论述，本文就不再重复。
本综合工程运行后，嘉兴地区的海宁、海盐、平湖可以减少从钱塘江的取水量。此外，从富春江引入的水量，为钱塘江抗咸潮的需要，可以通过太湖水系目前的水利枢纽，从杭州的四格、下沙及海宁等地，排回钱塘江，使钱塘江下游的径流维持在一定的水平，甚至可以增加下游的流量。
此外，长江冲淡水对杭州湾水体含盐量分布有明显影响，“引（长）江济太”工程引长江水入太湖，势必减少长江口的流量，其对钱塘江咸潮的影响也有待评估。“引钱（塘江）济太”，可以减少“引江济太”的引水量，有利于抑制杭州湾水体盐度的提高。
因此，在钱塘江河口水资源配置规划合理实施条件下，本综合工程引水后仍能保证钱塘江生态流量要求，不会对钱塘江生态环境产生明显影响。
（二）安全性评价
1、防洪安全方面
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程建成后，苕溪的常年水位提高，年径流量了可靠保障，青山、四岭等水库的蓄水水位可以适当降低，对防洪安全更为有利。在苕溪水域遇到特大洪水时，还可以向钱塘江进行泄洪，减轻西险大塘的压力，安全更加有保障。
2、航运安全方面
从富春江到苕溪，全程采用电气化轨道牵引和控制，船员离船，实行无人驾驶，自动控制，安全有序，一般不会发生事故。即使有船发生意外，也不会造成人员伤亡，如果发生沉船事故，可以采取停止引水的措施，水位将下降至3米左右，型深大于2米的船舶，无须打捞就能直接浮出水面，因此施救也十分方便。此外，船舶从苕溪经周浦直接进入富春江，避免了下游涌潮的直接威胁，保障了航行安全。
（三）生态性评价
1、流域的生态性
苕溪、京杭运河的常年水位提高，流速增加，河道的自然净化能力提高，杭州市运河水网的水环境质量将有较大提高，在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，京杭运河将成为杭州的生态走廊，杭州市的投资环境也将得到进一步改善。
2、航运的生态性
为确保船舶航行安全和水质不受船舶污染，采用具有国际先进水平的电气化轻轨控制船舶航行，船舶无噪音、废气、废油及废水的排放，实现了零排放，而且最大程度地利用了水力资源，利用水流使船舶行驶，节约能源，从而实现了节约型航行方式，在全国率先实现绿色航运。
3、工程建设的生态性
最大程度地节约土地资源，双向航道总宽一般不大于30米，基本利用现有河道以及开挖隧道，征用土地极少，对现有生态资源的破坏小，具有低航道等级、高通航能力的优点。
（四）经济性评价
1、引水方面
从富春江到苕溪的引水，完全靠自然径流，因此引水运行成本几乎为零，而据有关部门测算，“引（长）江济太”调水试验每立方米水量运行成本约人民币1分钱，也就是每调10亿立方米的水量，需要花费1千万元的运行成本，因此，“引钱（塘江）济太”更加经济。
2、旅游经济方面
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程建成后，运河杭州段、余杭塘河等河道将成为生态、景观河道，旅游经济将迅速发展，服务业也将随之发展，就业岗位增加，其产生的经济效益最终有可能超越西湖。
3、航运的经济性
目前，从通过三堡船闸的船舶，基本上都是驶往富阳以上地区和经浦阳江到萧绍内河的，因此，船舶从苕溪经周浦进出钱塘江水系，逆流航行的航程短，节约能源，减少了航行成本，具有较好的经济性。船舶从苕溪到周浦，双向采用轨道牵引，运行费用比自航时要降低一半以上。本综合工程建成后，余杭西北部及富阳将形成新的物流中心，将极大地促进富阳、临安、余杭、德清的经济发展。
本综合工程的营运收入，参照三堡船闸2006年过闸量计算。2006年三堡船闸过闸船舶6万多艘，过闸运量2600多万吨，如果本综合工程按照5元/吨收费，年营运收入在1.3亿元左右，并有逐年增加的趋势。
五、结论
目前，“浙北（即太湖水系）引水工程”正处于论证阶段，主要目的是解决嘉兴、杭州等地的供水问题。浙北引水有多个方案，分别为新安江水库引水方案、杭州里山取水嘉兴新安江水库引水方案、杭州与嘉兴从新安江水库分别引水方案，上述三个方案的取水规模均为72.7m3/s，其他还有新安江引水、里山引水以及嘉兴太湖和杭州里山分别引水的方案。但是，这些方案都局限于引水，缺乏综合性、全局性的观念，甚至没有考虑到运河水系的水源潜力，当运河水位提高到4米时，运河的蓄水量每公里可达20万立方米。从可持续发展的观点来看，只有航运与水利的有机结合，才是最科学的，才能避免不必要的重复投资、重复建设。
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程的方案，发展了航运，扩大了引水规模和其惠及的区域。周浦引水的水质基本符合饮用水水源的标准要求，工程线路短、见效快，能产生明显的经济效益，通过收取船舶的通行费，可以在较短的时期内收回投资，为该项目市场化运作提供了极为有利的条件。为确保船舶航行安全和水质不受船舶污染、以及节约土地资源，采用具有国际先进水平的电气化轻轨控制船舶航行，从而实现低航道等级、高通航能力的安全型、节约型航行方式，在全国率先实现绿色航运。
钱塘江太湖流域沟通后，引富春江的优质水源，自然流经东苕溪，冲排太湖水系的劣质水，为杭嘉湖地区及上海提供优质水源，改善这些地区的水资源环境，使运河水系成为完全的旅游河道，旅游经济产生的效益和沿岸房地产业的经济效益，将是巨大的。在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，具有现实的意义和可持续发展的远景。
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作者简介 郭伟明，男，1966年12月出生，博士，中国技术经济研究会、中国知识产权研究会高级会员，中国城市科学研究会、中国发明协会会员，中国科协个人会员登记号：*************** ，电话：13335715583，传真：057186080508，电子信箱：gwm168@tom.com。 | | 近年来，太湖流域内年用水总量290亿立方米，而流域内本地区多年平均水资源量只有162亿立方米，剔除因污染不能利用部分，太湖流域3000多万人口年创造近万亿元GDP，用水量竟是实际资源量的两倍。由于太湖流域水污染治理与经济发展和流域人口数量不相协调，流域水体污染十分严重，使太湖流域面临水质型缺水的严峻形势。根据1998～2000年三年间连续水质监测评价表明，尽管近几年来中央和地方各级政府加大了流域水污染防治的力度，但太湖水体水质总体上尚未得到明显好转，湖泊富营养化在整体上也未得到明显改善，2000年总磷、总氮、化学耗氧量均远未达到规划治理目标；河网的水污染没有得到有效控制，部分地方还有恶化的趋势，太湖流域水资源面临严峻的形势。
另一方面，京杭运河与钱塘江沟通后，随着杭州城市的发展，船舶运输在经济建设中发挥重要作用的同时，也产生了许多负面的影响，船舶的噪音和废气的排放，已经严重影响了市民的生活品质，船舶航行发生的多起涉桥事故，对拱辰桥等重点保护文物也构成了不可避免的威胁，货运船舶的参差不齐的外观形象，也与目前的景观河道很不协调，并且已经发生了多起船舶碰撞、损坏景观设施的事故，一定程度上影响了杭州生活品质之城的建设。如果运河杭州到塘栖段停止货运船舶航行，改为完全的旅游河道，旅游经济产生的效益和沿岸房地产业的经济效益，将是巨大的。
因此，开辟钱塘江水系富春江与太湖水系东苕溪的航道，沟通钱塘江太湖流域，引富春江的优质水源，自然流经东苕溪，冲排太湖水系的劣质水，为杭嘉湖地区及上海提供优质水源，改善这些地区的水资源环境，在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，具有现实的意义和可持续发展的远景。为确保船舶航行安全和水质不受船舶污染、以及节约土地资源，采用具有国际先进水平的电气化轻轨控制船舶航行，从而实现低航道等级、高通航能力的安全型、节约型航行方式，在全国率先实现绿色航运。 | | （一）太湖流域现状
1、太湖流域概况
太湖流域地处长江三角洲，流域面积36900平方公里，其中80％的面积为平原，流域内湖泊星罗棋布、河网如织，河道总长12万公里，超过0.5平方公里的大小湖泊有189个，太湖位于流域中心，水面积2338平方公里，南北长68.5公里，东西宽34公里，常水位下水深1.89米，库容44.3亿立方米，是一个典型的平原浅水型湖泊。太湖流域多年平均降雨量1180毫米，年降水总量414亿立方米，多年平均水资源总量为162亿立方米，其中地表水资源量为137亿立方米。年径流最大值达253亿立方米（1977年），最小值仅为16亿立方米（1978年）；年内降雨主要集中在汛期。太湖换水周期约310天。
太湖流域城市集中、人口密集，经济发达。改革开放以来，太湖流域经济社会快速发展，以占全国0.4%的国土面积和占全国2.8%的人口，创造了占全国11.1％的国内生产总值，且近年来国内生产总值年增长速度均保持在10％以上。据2000年统计资料，流域人口约3676万，人口密度高达1000人/平方公里；流域内分布着上海、杭州、苏州、无锡、常州、嘉兴、湖州等大中城市，城市化率已达50.7％；国内生产总值约9940亿元，人均GDP约3260美元。
1997～2000年，流域用水总量都在290亿立方米左右。2000年全流域用水总量293亿立方米，其中农业用水约107.9亿立方米，一般工业用水约41.7亿立方米，生活用水32.6亿立方米，火电用水约110.8亿立方米，目前人均用水量已达496立方米，而人均水资源量不足375立方米，但流域水资源总体能够保持平衡，一靠从长江引水，二靠水资源重复利用，水资源利用率很高。多年来，在太湖流域沿长江一线兴建了许多引排工程，以使大水时向长江排泄洪涝水，水少时则从长江引水。目前苏南地区一般从长江年净引水45亿立方米，2000年太湖流域引长江水量77亿立方米。由于流域水污染严重，引水条件受到限制。
2、太湖流域需水预测及水资源质量
根据对近年来的用水分析，随着太湖流域人口增加和人民生活水平提高，生活用水量还将增加，初步预测2010年生活需水量将达到40亿立方米；农业用水则由于节水水平提高，农业结构调整，2010年农业需水量将比现在有所减少，一般年份需水量为90亿立方米；林牧渔需水量将维持在现在的10 亿立方米左右；工业需水量则比现在有所增加，预计在170亿立方米左右；考虑环境部分用水，预测2010年太湖流域总需水量在330亿立方米左右，其中优质水需水量在115亿立方米左右。
由于地表水资源的缺口大，导致局部地区地下水超采严重，发生地面下沉；流域东北部还受到咸水入侵的威胁。据调查，近三十年来江苏省苏、锡、常地区漏斗中心沉降达1米，漏斗范围面积达到7000多平方公里；浙江省嘉兴地区地面沉降也达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标准，而且使含水层地下水储量减少，水质变坏，还可能造成咸水侵蚀，滩涂资源减少。1978年冬至1979年春，长江口咸水上溯，黄浦江吴淞至闵行段含盐度超标持续时间在142-73天。
近二十年来，随着太湖流域经济的高速发展以及乡镇企业的繁荣，污水治理速度远远跟不上排污量的增加，大量废污水未经处理直接排入江河湖泊，使河流湖泊水质受到严重的污染。目前太湖流域每年直接排放入河湖水体的工业、生活污废水已达50亿立方米,这些污废水中，经处理排放的不到20%。据2000年对太湖流域82个主要河湖断面监测，包括流域主要湖泊太湖、淀山湖，流域主要供水河道太浦河、望虞河，出入太湖主要河道东西苕溪、南溪、直湖港、梁溪河、胥江，省界河道红旗塘、上海塘等，目前仅有19.4％的监测断面水质，尚能达到地面水标准II或III类(评价标准：GB3838-88)，其余80.6％的断面则受到不同程度的污染，其中48％的监测断面水质为IV类，14％为V类，而23％的监测断面水质劣于V类（该部分水体失去任何使用价值）。太湖流域河道污染类型为有机污染，水质主要超标指标为高锰酸盐指数（CODMn）、 氨氮（NH3-N）等。湖泊主要是大量营养盐（氮、磷等污染物质）直接入湖，造成湖泊富营养化。目前流域内最大的供水水源地——太湖富营养化问题十分严重，从2000年度监测资料来看，水域面积中有71％已达到富营养水平，29%为中～富营养水平，夏季经常出现蓝藻爆发现象。
目前，太湖流域部分城市建设和河道清理产生的废土、泥浆，用来填埋池塘及部分低洼湿地，就杭州市区，初步估计每天从水路运往德清、海宁等地的废土，就有近万吨（约50艘船次 200吨），这有可能进一步减少局部地区水资源的涵养，其对水资源的影响也需进一步研究。
在当前和未来时期，太湖流域水环境恶化和水质型缺水，已在很大程度上影响了该地区社会经济的发展，成为社会经济可持续发展的制约因素，同时，经济社会发展对水资源有更高的要求。通过调引长江及钱塘江水入太湖及流域河网，增加流域水资源量，加快流域水体流动，缩短换水周期，提高水体自净能力，以缓解流域水恶化的趋势，改善流域水环境，实现流域水资源科学调度、合理配置，以水资源的可持续利用支持流域经济社会的可持续发展。
3、东苕溪简况
东苕溪位于杭州西北部，发源于临安临目马尖岗，是目前公认的太湖源头。南苕溪向东流经临安市的里畈、桥东、临天、青山和余杭区的余杭镇，自余杭镇折北而流，称东苕溪。东苕溪流至汤湾渡左汇中苕溪，至瓶窑左汇北苕溪，流至德清县城左纳余英溪。德清县城以下，汊港纵横与湖漾沟通，水系分散。主河道原经德清，在湖州与西苕溪汇合后入太湖。东苕溪在湖州市白雀塘桥以上河长151．40公里，流域面积2265平方公里，其中杭州市境内长103．70公里，流域面积1604．10平方公里。东苕溪与京杭运河、上塘河、钱塘江是流经杭州市境内的四大江河。
苕溪流域最大降水量2428毫米(1954年)，瓶窑站历年最高水位8.97米(1984年6月 14日)，历年最低水位2.17米(1978年9月9日)，多年平均年径流量10.4亿立方米，最大年径流量为21亿立方米(1954年)，最小年径流量为5.06亿立方米 (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)，最小流量为6.74立方米每秒(1984年10月2日)，每年枯季，当东苕溪水位低于太湖水位时，常发生逆流而产生负流量。东苕溪流域有时也因降水量较小而发生干旱。
历史上东苕溪是浙江省洪害严重的河流之一。自南而北蜿蜒流淌于杭嘉湖地区西部，左依崇山峻岭，右接平原低地，居高临下，势如建瓴。东西苕溪上游均依天目山，是浙江省暴雨中心。山高岭峻，坡陡流急，加之下游河道泄水能力不足等原因，山洪直接威胁杭嘉湖平原，洪涝灾害频繁。东苕溪右岸建有西险大塘。西险大塘是东苕溪的右岸大堤，因位于杭州之西，堤塘险要，故称西险大塘。西险大塘起自余杭镇的石门桥，经余杭、瓶窑、安溪、獐山至湖州德清大闸止，全长44．94公里，其中杭州市境内长38．98公里。西险大塘是杭州城市防洪和杭嘉湖平原的安全屏障。
新中国成立以来，政府以水利为要务，投入大量资金和人力物力，在东苕溪上游先后兴建青山、里畈、四岭、水涛庄、对河口等五座大中型水库。设计总库容量4亿多立方米，控制面积近千平方公里。中下游截弯取直，新建南、北湖分洪闸，兴建排涝机埠，加固围堤，开挖导流港；加固加高西险大塘，对东苕溪进行全面整治，灾害明显减少。
（二）钱塘江流域概况
钱塘江浙江省最大河流，源出安徽省休宁县西南，皖、赣两省交界怀玉山脉中的六股尖东坡(六股尖海拔1629.8米，源头海拔约1350米)。干流流经皖、浙两省，于海盐县澉浦长山东南嘴至余姚市和慈溪县边境的西三闸的连线入杭州湾。全长 605公里，流域面积4.88万余平方公里。流域地势从西南向东北倾斜，干流依势向东北注入杭州湾。钱塘江流域年降水量1600～2000毫米，干流上游山地降水量高于中、下游丘陵、平原地区。钱塘江径流总量达431亿立方米，径流补给以雨水占绝对优势，地下水仅占少量。
钱塘江径流季节分配不均，洪枯水流量相差悬殊。大部分地区（干流在富阳以上）降水以5～6月最多，河流最大径流量与此同期。衢县水文站5～6月径流量占全年总量42.2％；芦茨埠水文站占39.3％。钱塘江径流年际变幅小，年径流变幅大，年径流量变差系数0.28～0.38，年际极值比亦较小。钱塘江平均含沙量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月水量仅为全年的15.6％多年平均流量1468米(/秒,芦茨埠站实测最大流量29000米/秒（1955年6月），最小流量27米/秒。全流域年径流总量 463亿立方米。江水常年清澈，仅在洪水期江水呈混浊状。河水矿化度、硬度和碱度均较低。
钱塘江干流在新安江水电站以上为上游，新安江水电站至富春江水电站为中游。富春江水电站以下为下游，受潮水影响，属钱塘江河口区。由桐庐到萧山区闻堰称富春江，河床开阔稳定，水流缓慢，堆积显著，河漫滩发育，基本不受海域来沙影响。闻堰至杭州闸口段，河床宽浅而河道迂回曲折，形如“之”字，故又称之江。闸口以下始称钱塘江，后泛指全河流，以涌潮汹涌为其特征。澉浦以下为杭州湾。
钱塘江河口为强潮河口。河口区上至芦茨埠，下至杭州湾口，全长274公里。可分为三段：芦茨埠至闻家堰，长83公里，受径流控制，河床相对稳定，为近口段；闻家堰至澉浦，长101公里，径流、潮流相互作用，涌潮澎湃，河床多变，属河口段；澉浦以下习称杭州湾，长90公里，径流影响微弱，呈叭形，湾口南汇嘴至甬江口宽达100公里，湾顶澉浦断面宽20公里，为口外海滨。潮流中挟带的泥沙量随流速大小发生变化。尖山、盐官一带含沙量最大，实测最大含沙量高达51千克/米，澉浦平均含沙量一般为3～4千克/米，平均每潮进出的沙量约为1000万吨。长江冲淡水对杭州湾水体含盐量分布有明显影响。金山以东水域,盐度横向分布南高北低。由于潮流强，钱塘江河口的盐淡水混合属垂向均匀混合型，盐水入侵界随钱塘江径流大小而上下移动，枯季盐水可上溯到杭州市以上，影响杭州市的工农业和生活用水。由于潮汐的影响，在杭州以下河段，水资源的利用程度很低。
（三）两大水系的航运现状
钱塘江兰溪以下为主航道，通航30～100吨级船舶，目前在桐庐至三堡，实际通航的船舶的最大载重吨位已经接近1000吨，杭州三堡以下，限于航道的复杂性，一般仅通航外海小轮。新安江是沟通浙西和皖南的重要航道,航道在新安江大坝中断,上、下分段通航，船舶溯新安江可达安徽屯溪。其他支流和水库也有距离不等的通航里程。1988年底，通过杭州城东北角开挖7公里长的河道，通过三堡船闸将钱塘江与京杭运河沟通，实现了京杭运河与长江、黄河、淮河、海河、钱塘江五大水系的衔接，扩展水运直达距离400公里，形成了以杭州为中心的水运网。
2004年，通过三堡船闸进出钱塘江和京杭运河的船舶载重量达到了2083万吨，并有逐年增加的趋势。随着船舶数量和载重吨位的增加，航运业在促进经济发展的同时，航行于京杭运河的船舶也产生了许多负面的影响，特别是在杭州市区河段，船舶的噪音和废气的排放，已经严重影响了市民的生活品质，货运船舶的欠佳的外观，与目前的景观河道很不协调，发生的多起涉桥事故，对拱辰桥等重点保护文物也构成了不可避免的威胁，甚至影响到京杭运河的申遗工作。
（四）两大水系的沟通的必要性
从钱塘江和太湖流域的各自特点，有其相互补充的条件。
一方面，太湖流域河网湖泊水体水质恶化已成为当前影响水资源供给的主要问题，许多河网湖泊已经不符合地表饮用水源地水质标准，同时水污染的加剧，流域水环境的恶化，使流域水质型缺水的问题日趋突出。
另一方面，钱塘江由于潮汐的影响，在杭州以下的河口段，水资源的利用程度很低，部分下泄水资源，虽然对稀释咸潮和污染物，起到重要的作用，但是与其被充分利用的价值比较，仍然存在一定的浪费。
再则，航运与建设生活品质之城的突出矛盾，也势必要求重新打造一条钱塘江与运河的黄金水道，那么，这一黄金水道建在哪里更加合适呢？从货运统计情况来看，2006年，通过三堡船闸的船舶数有6万多艘，运量2600多万吨，几乎全部是进入富春江以上水域及经浦阳江进入萧绍内河的，此外，钱塘江闻堰以下水域的强涌潮，也严重威胁着船舶的安全。
因此，从水资源方面、生态环境保护方面和船舶航行安全方面，最好的选择只能是富春江和太湖水系沟通，这一方案的形成的时间，可以追溯到上世纪90年代初期，当时计划开挖周浦经闲林至运河义桥段的航道，基本包含了现正在筹备建设的闲林水库的通道。此外，根据浙江省的航道规划，苕溪青山至康家山在2020年前的通航能力要达到四级航道的标准。 | | 钱塘江太湖流域引水及航运综合工程的具体方案，本方案的路径计划，利用富春江东洲至周浦的叉河，从富阳市富春江大桥下游处引水，利用周浦到午潮山之间的河流，开挖午潮山隧道至闲林，利用闲林至余杭镇的航道，经余杭镇东北沟通东苕溪，通过自然径流，设计流速为1.5-2米/秒，提高东苕溪的常年水位到3.5-4.0米，其中一部分水源可以直接通过沿山河、余杭塘河进入京杭运河，从节约能源方面考虑，计划建设双向共2通道，每通道各设船闸一座，即河道中间隔离，从钱塘江驶向东苕溪方向（本文称下行）的船舶，使用自然径流航道，从东苕溪驶向钱塘江方向（本文称上行）的船舶，使用平流或回流航道，河道设计最小水深3.0米，每通道宽12米，利用电气化轻轨控制牵引船舶，最大通行实际载重1000吨的船舶。该路径基本上是利用现有河道，总宽25-30米，占用土地极少。关键工程是午潮山隧道，关键技术是电气化轻轨。图1为本引水及航运综合工程示意图，图中绿色方框内为本工程惠及的主要区域。
图1：钱塘江太湖流域引水及航运综合工程示意图
（一）船闸的确定
船闸的地理位置，从目前杭甬运河的改建形势来看，设置在周浦，对航运发展更加有利，设置在富阳东洲，对引水有利，但是船舶要进入杭甬运河，里程将增加，因此，船闸的地理位置，有待于进一步的论证。
船闸分为下行船闸和上行船闸各一座，实行单向通航，船闸的设计通航能力，应当不低于目前三堡船闸的水平，船闸的长度应当不小于目前京杭运河的船队限航规定，即长度不小于400米。下行船闸的上游航道通航水位4.7—7.3米，下游航道通航水位4.5—5米，上行船闸的上游航道通航水位4.7—7.3米，下游航道通航水位4.0—4.5米。
在正常通航时，船闸一般不直接参与引水，实现引水功能是设有控制阀门的引水管道，从上游航道引水，在下行航道的轨道牵引段分多个出口出水，并确保下行航道的水位处于4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之间。
（二）午潮山隧道
综合考虑电气化轻轨牵引的经济节能，午潮山隧道分别由下行隧道和上行隧道组成，实行单向通航，使船舶能基本航行在顺流或平流航道上。
下行隧道：设计最高通航水位5米，净高4 .5米，底部标高1.5米（平均值），总宽12米。
上行隧道：设计最高通航水位4 .5米，净高4 .5米，底部标高1.0米（平均值），总宽12米。
下行隧道是引水的航道，上行隧道属于回流或平流航道，下行隧道建在上行隧道西侧。
单个隧道的横截面约为（5＋4.5-1.5）X12=96平方米，隧道长度约6公里，因此单个隧道的土方量约有60万方，两个隧道的总土方量将达120万方，工程量比较大，但是隧道建成后，具有重要的战备意义。
下行隧道的航道最大横截面可达3.5X12=42平方米，当最大流速为2米/秒时，最大引水量为84立方米/秒，约为720万立方米/天。
（三）电气化轻轨
目前，一般内河货运船舶的总质量基本在100吨到1千吨之间，由于船舶的总质量比轻轨列车大得多，不能像陆地上的轻轨交通那样，直接运行在轻轨上，承受船舶重力的，主要还是靠船舶的浮力，轻轨机构主要是产生一个牵引力，牵引和控制船舶航行。如图2和3所示，轻轨牵引机构主要有钢轨1、自动变轨机构2、中间隔离墙3、电动行车4、电力导线5、 接电装置6、 声光报警器7、 磁力吸盘10、系缆机构11、缆绳12、 被牵引船舶13、 航道14、 堤岸15、 中央控制室16、电动行车泊区17、牵引区18、位置信息标记20 及控制系统等部分组成，控制系统包括中央控制系统8和终端控制器9。
图2：总平面示意图 图3： A处局部放大图
当船舶到达牵引航段的起点时，低速驶入牵引区，停稳后，放正舵并关闭柴油机，联结好控制系统指定的电动行车，此时，电动行车自动收紧缆绳，并牵引船舶逐渐加速到规定的速度。船舶在被牵引途中，不需要船员操作，船员离开船舶，乘坐交通车到终点等候，因此减少了劳动强度。船舶到达终点或目的地后，船舶根据控制系统的指令，船员上船，开启柴油机，解开缆绳（当使用磁力吸盘时是自动的），驶离牵引航段。由于船舶是在电动行车的牵引和控制下被动行驶，不存在驾驶人员技能高低和航速快慢的问题，船舶是依次按固定的航路行进的，极大地减少了船舶自身原因产生的碍航因素，如不熟悉航路，驾驶失误等，还杜绝了船舶自航时容易发生的无序行为，保证了航道畅通，基本避免碰撞、触损等事故的发生。
船舶在下行航道运行时，当流速大于1.5米/秒时，电气轨道无须提供动力，船舶只是系固在电动行车上顺流漂移，不消耗任何能源，完全符合节约型社会的理念；船舶在上行航道运行时，利用部分回流，同样起到节约能源的效果。
（四）与东苕溪的沟通节点
本引水及航运方案，航道经余杭镇东北与东苕溪沟通，沟通处建造节制闸2座，其作用是保护新建的航道设施。东苕溪的设计最高通航水位为4 .25米，考虑到东苕溪的洪水水位，当超过4 .5米时，关闭节制闸，保护牵引轨道等航道设施，如东苕溪遇到特大洪水，也可以相应开启1座或2座节制闸和船闸，向钱塘江泄洪，可以减轻西险大塘的压力。
（五）引水运行
引水管道和船闸一般是平行建造的，管道上设有控制水量的阀门，从上游航道引水，在下行航道的轨道牵引段分多个出口出水，并确保下行航道的水位处于4.5—5米，流速在1.5—2米/秒之间，最大引水量为84立方米/秒，约为720万吨/天。
下行航道是引水的主要通道，上行航道属于回流或平流航道，下行航道建在上行航道西侧。新建的下行航道和上行航道将沿山河、和睦港等河流交叉，并被航道中间隔离墙截断，在截断处的中间隔离墙上设置多孔闸门，平时关闭，上述河道的径流直接汇入下行航道，然后在与东苕溪的汇合处，通过中间隔离墙上的多孔闸门进入上行航道回流，保持这些河道的径流量，径流量还可以通过适当开闭闸门进行调节。在汛期径流较大时，开启闸门进行直通泄洪。采用多孔闸门的目的是减少水流对船舶的影响。
从富春江引入的清水，部分通过东苕溪注入太湖及其周边河道，另外部分通过沿山河、和睦港、余杭塘河等河流以及东苕溪上的上牵埠船闸，进入京杭运河水系，对大运河的劣质水体进行冲排，在运河进行截污纳管后，短期内（一般在10-15天）运河杭州段的水质就能达到IV类以上，从而符合自来水的取水要求，并能惠及整个杭嘉湖地区和上海。
从富春江引水的水量，可以视钱塘江的潮汛情况进行适当的调节，在非潮汛期多引，在潮汛期间少引或不引，此外，为钱塘江抗咸潮的需要，引入的水量，可以通过太湖水系目前的水利枢纽，从杭州的四格、下沙及海宁等地，排回钱塘江，使钱塘江下游的径流维持在一定的水平，甚至可以增加下游的流量。 | | 近年来，在党中央和国务院的高度重视，在水利部和地方各级政府的正确领导下，经过流域各级水利部门的共同努力，流域水利建设取得了很大成绩，流域防洪除涝工程体系逐步完善，防洪标准逐步提高，成功抗御了1999年太湖流域特大洪水，并为利用水利工程体系实施流域水资源调度和汛期流域雨洪资源的综合利用奠定了基础，为钱塘江太湖流域沟通创造了十分有利的条件。
钱塘江太湖流域沟通后，杭州市运河水网的水环境质量将有较大提高，在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，杭州市的投资环境也将得到进一步改善，在京杭运河塘栖至杭州市区禁止货运船舶后，旅游船舶能快速发展，旅游经济将空前繁荣，特别是运河两岸，将成为生态人居的典范，为杭州市成为经济繁荣、航运发达、社会安定、环境优美的现代化风景旅游城市提供了可靠保证，有利于促进杭州市经济发展和社会进步。
（一）引水对钱塘江生态环境的影响评价
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程，设计最大引水量可达84立方米/秒，约为26亿立方米/年，正常运行时，引水量控制在20—60立方米/秒，引水对钱塘江的影响，2004年10月24日由浙江省环保局环境工程技术评估中心主持的专家审查会通过的《杭州市自来水抗咸二期及钱塘江引水入城工程环境影响报告书》（取水量25m3/S）和《钱塘江河口水资源配置规划报告》（取水量52.87m3/S），都有较详细的可行性论述，本文就不再重复。
本综合工程运行后，嘉兴地区的海宁、海盐、平湖可以减少从钱塘江的取水量。此外，从富春江引入的水量，为钱塘江抗咸潮的需要，可以通过太湖水系目前的水利枢纽，从杭州的四格、下沙及海宁等地，排回钱塘江，使钱塘江下游的径流维持在一定的水平，甚至可以增加下游的流量。
此外，长江冲淡水对杭州湾水体含盐量分布有明显影响，“引（长）江济太”工程引长江水入太湖，势必减少长江口的流量，其对钱塘江咸潮的影响也有待评估。“引钱（塘江）济太”，可以减少“引江济太”的引水量，有利于抑制杭州湾水体盐度的提高。
因此，在钱塘江河口水资源配置规划合理实施条件下，本综合工程引水后仍能保证钱塘江生态流量要求，不会对钱塘江生态环境产生明显影响。
（二）安全性评价
1、防洪安全方面
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程建成后，苕溪的常年水位提高，年径流量了可靠保障，青山、四岭等水库的蓄水水位可以适当降低，对防洪安全更为有利。在苕溪水域遇到特大洪水时，还可以向钱塘江进行泄洪，减轻西险大塘的压力，安全更加有保障。
2、航运安全方面
从富春江到苕溪，全程采用电气化轨道牵引和控制，船员离船，实行无人驾驶，自动控制，安全有序，一般不会发生事故。即使有船发生意外，也不会造成人员伤亡，如果发生沉船事故，可以采取停止引水的措施，水位将下降至3米左右，型深大于2米的船舶，无须打捞就能直接浮出水面，因此施救也十分方便。此外，船舶从苕溪经周浦直接进入富春江，避免了下游涌潮的直接威胁，保障了航行安全。
（三）生态性评价
1、流域的生态性
苕溪、京杭运河的常年水位提高，流速增加，河道的自然净化能力提高，杭州市运河水网的水环境质量将有较大提高，在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，京杭运河将成为杭州的生态走廊，杭州市的投资环境也将得到进一步改善。
2、航运的生态性
为确保船舶航行安全和水质不受船舶污染，采用具有国际先进水平的电气化轻轨控制船舶航行，船舶无噪音、废气、废油及废水的排放，实现了零排放，而且最大程度地利用了水力资源，利用水流使船舶行驶，节约能源，从而实现了节约型航行方式，在全国率先实现绿色航运。
3、工程建设的生态性
最大程度地节约土地资源，双向航道总宽一般不大于30米，基本利用现有河道以及开挖隧道，征用土地极少，对现有生态资源的破坏小，具有低航道等级、高通航能力的优点。
（四）经济性评价
1、引水方面
从富春江到苕溪的引水，完全靠自然径流，因此引水运行成本几乎为零，而据有关部门测算，“引（长）江济太”调水试验每立方米水量运行成本约人民币1分钱，也就是每调10亿立方米的水量，需要花费1千万元的运行成本，因此，“引钱（塘江）济太”更加经济。
2、旅游经济方面
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程建成后，运河杭州段、余杭塘河等河道将成为生态、景观河道，旅游经济将迅速发展，服务业也将随之发展，就业岗位增加，其产生的经济效益最终有可能超越西湖。
3、航运的经济性
目前，从通过三堡船闸的船舶，基本上都是驶往富阳以上地区和经浦阳江到萧绍内河的，因此，船舶从苕溪经周浦进出钱塘江水系，逆流航行的航程短，节约能源，减少了航行成本，具有较好的经济性。船舶从苕溪到周浦，双向采用轨道牵引，运行费用比自航时要降低一半以上。本综合工程建成后，余杭西北部及富阳将形成新的物流中心，将极大地促进富阳、临安、余杭、德清的经济发展。
本综合工程的营运收入，参照三堡船闸2006年过闸量计算。2006年三堡船闸过闸船舶6万多艘，过闸运量2600多万吨，如果本综合工程按照5元/吨收费，年营运收入在1.3亿元左右，并有逐年增加的趋势。 | | 目前，“浙北（即太湖水系）引水工程”正处于论证阶段，主要目的是解决嘉兴、杭州等地的供水问题。浙北引水有多个方案，分别为新安江水库引水方案、杭州里山取水嘉兴新安江水库引水方案、杭州与嘉兴从新安江水库分别引水方案，上述三个方案的取水规模均为72.7m3/s，其他还有新安江引水、里山引水以及嘉兴太湖和杭州里山分别引水的方案。但是，这些方案都局限于引水，缺乏综合性、全局性的观念，甚至没有考虑到运河水系的水源潜力，当运河水位提高到4米时，运河的蓄水量每公里可达20万立方米。从可持续发展的观点来看，只有航运与水利的有机结合，才是最科学的，才能避免不必要的重复投资、重复建设。
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程的方案，发展了航运，扩大了引水规模和其惠及的区域。周浦引水的水质基本符合饮用水水源的标准要求，工程线路短、见效快，能产生明显的经济效益，通过收取船舶的通行费，可以在较短的时期内收回投资，为该项目市场化运作提供了极为有利的条件。为确保船舶航行安全和水质不受船舶污染、以及节约土地资源，采用具有国际先进水平的电气化轻轨控制船舶航行，从而实现低航道等级、高通航能力的安全型、节约型航行方式，在全国率先实现绿色航运。
钱塘江太湖流域沟通后，引富春江的优质水源，自然流经东苕溪，冲排太湖水系的劣质水，为杭嘉湖地区及上海提供优质水源，改善这些地区的水资源环境，使运河水系成为完全的旅游河道，旅游经济产生的效益和沿岸房地产业的经济效益，将是巨大的。在逐步对污水进行截污纳管后，使京杭运河及其叉河成为杭州、嘉兴等城市的优质自来水源，具有现实的意义和可持续发展的远景。
参考文献
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作者简介 郭伟明，男，1966年12月出生，博士，中国技术经济研究会、中国知识产权研究会高级会员，中国城市科学研究会、中国发明协会会员，中国科协个人会员登记号：*************** ，电话：13335715583，传真：057186080508，电子信箱：gwm168@tom.com 。 |
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