摘要：中央犹他调水工程于20世纪中期开始授权建设，是一个跨世纪的具有综合效益的调水工程。工程为犹他州有效利用科罗拉多河的水资源，加强尤因塔流域和博纳维尔流域水资源的调度和分配发挥了重要作用，并将成为盐湖城等经济发达地区生活和工业用水的重要水源。从工程规划、建设管理及工程效益等方面介绍中央犹他调水工程的基本概况，希望能为我国南水北调工程的建设提供一定的参考。
关键词：中央犹他工程；调水；博纳维尔枢纽；工程建设管理；经济效益
中图分类号：TV68
文献标识码：A
文章编号：1672-1683(2006)06-0035-04
The Central Utah Project
WANG Guang-qian1，Yang Yi2
(1. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084；2.Research Centre for
Policy and Technology，Office of the South-to-North Water Diversion Project Commission of the State Council，Beijing 100053，China)
Abstract：The Central Utah Project is a water diversion project with multiple benefits started in the last Century，some parts of which are still being constructed. The project provides Utah with the opportunity to beneficially use a sizable portion of its allotted share of the Colorado River water，which also benefits to gather and distribute the water source in the Uintah and Bonneville Basins. It will play a significant role in meeting the municipal and industrial requirements of the most highly developed part of the State just as Salt Lake City. This article focuses on the project from the aspects of plan，development，management，benefits and so on，which is expected to afford some references to the South-to-North Water Diversion Project in our country.
Key word：The Central Utah Project；Water Diversion Project；Development and Management；Benefits
1 概 述
中央犹他工程(The Central Utah Project)位于犹他州中部及中部偏东地区，该工程由美国垦务局(The Bureau of Reclamation)和中央犹他水资源管理区(CUWCD)负责建设。中央犹他工程是犹他州至今所承担工程中最大的水资源开发项目。该工程的建设，为犹他州提供了利用其科罗拉多河(Colorado River)相当比例水量的机会。
中央犹他工程是一项综合性水资源开发利用项目，主要为犹他州中部地区提供水源。一是为犹他州农村地区的尤因塔(Uintah)流域和博纳维尔(Bonneville)流域提供灌溉用水，二是为犹他州高度发达、人口和工业持续快速增长的瓦萨奇·弗兰特(Wasatch Front)、盐湖县(Salt Lake County)等地区供水，以满足生活和工业用水的需求。工程所开发的水资源主要用于生活、工业、灌溉、渔业、野生动物保护及娱乐等，此外工程还将增加水力发电、防洪和改善水质等效益[1]。
2 工程规划与组成
2.1 工程规划
1776 年第一批探险者进入工程规划区。1820年至1845年期间，该区又迁入许多商人、捕猎者和探险者。1847年开始有人在盐湖河谷地区定居，至1847年秋天，盐湖河谷区已有 2000 居民。随后，河谷地区又移入大批殖民者。1961 年，尤因塔流域的大部分地区成为印第安人的居住区。
在整个工程的规划区，除盐湖城—普罗沃(Salt Lake City-Provo)附近地区的采矿业、冶金和制造业在经济上占重要地位外，其它地区均以农业和畜牧业为主要产业。为了进一步扩大灌溉农业面积，提高已有耕地的供水保证率，必须不断增加水资源的供给。自19 世纪初开始，地方组织和政府机构就在考虑建设中央犹他工程。1902 年由农场主和地方机构首次组织研究从科罗拉多河向犹他州中部博纳维尔流域进行调水的可行性，并提出草莓河谷工程的计划。该工程计划于1905年开始实施，成为1903年新通过的《开垦法案》后全国最先开工的工程。根据最初的研究设想，该工程可以从远至东部尤因塔山脉的河流调水，并将水储蓄于草莓河谷的水库中，然后将水通过渠道穿过瓦萨奇地区(Wasatch Divide)进入西班牙福克河(Spanish Fork River)的上游。1919年以后，当地政府官员开始计划扩建草莓河谷工程，以求获得更多的水资源。1939年至1945年之间，垦务局对进一步开发科罗拉多河的水资源进行了调查研究。在1945年，垦务局的研究通过验收，并在《工程暂定计划报告》中首次明确提出了中央犹他工程的概念[2]。
自 1945 年开始，垦务局又开展了一系列的研究工作。在中央犹他工程的研究初期，人们认为工程的规模过于庞大和复杂，因而建议将该工程分为若干独立的部分，以便于工程的规划和建设。并于1951年正式发表了一份可行性研究报告。
2.2 工程组成
为便于工程规划和建设，中央犹他工程分为 6 个独立的部分，即威尔洛(Vernal)、博纳维尔、延森(Jensen)、尤帕克(Upalco)、尤因塔和犹太·印第安(Ute Indian)枢纽[1]。
1956 年，《科罗拉多河蓄水工程法案》批准了威尔洛、博纳维尔、延森、尤帕克 4 座枢纽的建设。尤因塔枢纽于 1968 年由《科罗拉多河流域工程法案》批准建设。犹太·印第安枢纽于 1992 年被《垦务工程授权和修正法案》中的《中央犹他工程实施条例》(CUPCA)正式否决。
延森、威尔洛、尤帕克和尤因塔枢纽均座落于尤因塔流域境内。这些枢纽主要任务是为迪谢斯娜(Duchesne)县和尤因塔县提供灌溉用水，以及生活和工业用水。博纳维尔枢纽主要用于调配尤因塔流域和博纳维尔流域的水资源。
2.2.1 博纳维尔枢纽 博纳维尔枢纽是中央犹他工程已授权枢纽中规模最大、最复杂的部分。目前，该枢纽正处于紧张建设之中。通过修建该枢纽和实施跨流域调水，可更大程度利用博纳维尔流域水资源，从而满足博纳维尔流域人口增长的用水需求。博纳维尔枢纽包括 10 座新的水库以及300多km输水管道、隧洞和渠道；此外，还包括1座电站、多座泵站以及约480余km的排水渠、管道等，整个枢纽的布置情况如图1所示。
饥饿水库(Starvation Reservoir)位于草莓河(Strawberry River)迪谢斯娜枢纽上游约5 km处，库容为 2.06亿m3。水库通过储蓄迪谢斯娜河及草莓河汛期水量，供迪谢斯娜河沿岸地区7万hm2土地的汛后灌溉之用，并将该区目前的用水替换出来，调往博纳维尔流域。
穿越尤因塔山脉南翼的草莓输水管道长约60 km。该管道从岩溪(Rock Creek)和迪谢斯娜河其它 8 条支流取水，输送至草莓水库(Strawberry Reservoir)。上静水水库(Upper Stillwater Reservoir)和卡罗恩特水库(Currant Creek Reservoir)为输水管道沿线的调节水库。
草莓水库储蓄的水通过戴尔盟特·福克系统(Diamond Fork System)流入博纳维尔流域低处，并被存储在犹他湖(Utah Lake)和莫娜水库(Mona Reservoir)及塞维尔桥水库(Sevier Bridge Reservoir)中，这些水将被用作土地灌溉、生活和工业用水。犹他县和竺尔巴县(Juab County)的灌溉、生活和工业用水通过西班牙·福克·内尔夫渠道(Spanish Fork Nephi Canal)输送。
图1 博纳维尔枢纽示意图
犹他湖上游来水在普罗沃河(Provo River)上游被存储在约旦尼诺水库(Jordanelle Reservoir)中。约旦尼诺水库建于喜伯市(Heber City)北部 9.7 km处，库容 3.95亿m3。约旦尼诺水库存储的水大部分用于犹他县北部和盐湖县的生活和工业用途。
2.2.2 威尔洛枢纽 威尔洛枢纽于1963年建成，其规划比博纳维尔枢纽小很多。该枢纽通过对艾什丽溪(Ashley Creek)春季径流进行储蓄，为艾什丽河谷约4.05万hm2耕地补充春后灌溉用水。
位于威尔洛北部 5.6 km处的斯坦内克水库(Steinaker Reservoir)为一座河道外水库，总库容 0.47亿m3，水库存储的水通过斯坦内克配水渠(Steinaker Feeder Canal))进行水量分配。
此外，威尔洛枢纽还向威尔洛、那不勒斯(Naples)、马塞尔(Maeser)社区提供生活用水。斯坦内克水库也逐渐增加了娱乐和渔业等设施。
2.2.3 延森枢纽 延森枢纽位于尤因塔县，其任务是为艾什丽河谷以及河谷东部至格林河之间的地区供水。该枢纽将为艾什丽河谷每年提供0.22亿m3的生活和工业用水，并为延森附近地区提供570万m3的灌溉用水。
建于大画笔溪(Big Brush Creek)之上的红舰水库(Red Fleet Reservoir)，是延森枢纽的关键工程，水库库容为0.32亿m3。水库通过储蓄大画笔溪初春时期径流，供生活、工业和春后灌溉之用。此外，该枢纽娱乐、渔业与野生动物保护以及防洪效益也非常显著。
2.2.4 尤帕克枢纽 尤帕克枢纽改造工程，计划在犹他州东北部尤因塔流域的莱克·福克河(Lake Fork River)和黄石河(Yellowstone River)上修建一系列的综合的水工建筑物。其主要目的是通过兴建蓄水水库，提高引水和配水量，进行水资源保护，加固山区湖泊，稳定河道径流，改善和提高鱼类及野生动物环境，开发娱乐项目以及进行土地退耕等。
2.2.5 尤因塔枢纽 尤因塔枢纽位于犹他州东北部的迪谢斯娜县和尤因塔县境内。该枢纽的主要目的是，开发利用尤因塔河和白石河(Whiterocks River)水资源，为印第安和非印第安居民区的耕地提供补充灌溉用水。此外，还为娱乐、渔业和野生动物保护提供用水。
灌溉用水通过储蓄和调控尤因塔河过剩的水量得到，具体措施包括，对已有渠道进行修复以减少渗漏损失以及提高灌溉用水的利用率。尤因塔河的径流调节，通过位于尤因塔和库赖(Quray)保护区北部边界附近的尤因塔水库进行调蓄来实现。灌溉供水一部分被直接排泄到水库下游河道中，一部分通过新建的和已有的渠系进行配送。
尤因塔水库下游的部分水量，将用于替代艾什丽国家森林(Ashley NationalForest)区内5座乡村水库目前所承担的农业供水。这5座水库在经过修复和加固后，将专门用作渔业养殖。在尤因塔水库的下游，还将新建一个永久性的渔业设施。此外，该枢纽建设还将包括多个娱乐设施。
2.2.6 犹太·印第安枢纽 犹太·印第安枢纽的原定计划是开发利用科罗拉多河剩余的水资源。在初期阶段，该枢纽的规划范围只限于位于尤因塔流域和博纳维尔流域境内印第安和非印第安耕地；后来，规划开发范围扩展到整个犹他州。
由于影响科罗拉多河剩余分水量开发的主要因素总是不断变化，为明确可行性计划，1980 年出版了一份关于犹太·印第安枢纽的结论性报告。1992 年10月30日，《垦务工程授权和修正法案》(公法102-575第五标题)正式否决了犹太·印第安枢纽的建设。
3 工程建设与管理
3.1 工程建设
1956年《科罗拉多河蓄水工程法案》批准了博纳维尔枢纽、维尔洛枢纽、延森枢纽和尤帕克枢纽的建设，1992年《中央犹他工程执行条例》授权中央犹他水资源管理区，对博纳维尔枢纽进行规划、设计，并负责后期工程的建设。1968年《科罗拉多河流域工程法案》批准了尤因塔枢纽工程的建设；同时，犹太印第安枢纽也由该工程法案审议，并通过了可行性研究报告，但1992 年《垦务工程授权和修正法案》(公法102-575第五标题)正式否决了犹太·印第安枢纽的建设。
博纳维尔枢纽于1966年开始建设。由于工程复杂、资金短缺以及受1969年《国家环境政策条例》的制约，工程进度变缓。同时，由于给尤因塔流域印第安部落的补偿措施一直没有得到落实，引起了一系列的纠纷，也影响了工程的进度。犹他州和地方官员要求国会授权中央犹他水资源保护区，主管中央犹他工程的后期建设。1992年10月，国会颁布了《中央犹他工程执行条例》，要求加快已批准工程资金的投入。此外，还专门建立了一个委员会，负责制定和执行相关措施以降低工程对环境的影响。条例还拟定了为补偿犹太·印第安部落的联邦开发项目，立法通过以经济补偿的方式代替1965年协议中的计划工程。该条例的颁布和实施对于加快工程的进度，促进工程的建设起了重要作用。
维尔洛枢纽灌溉设施工程于1959年5月14日开工建设，并于1963年完工。工程的排水设施于1970年开始建设，1977年完工，1982年又对排水设施进行了改造。1993年按照大坝安全要求，开始对斯坦内克水库和大坝进行改造，工程于1994年9月完工，提高了大坝的稳定性。
延森枢纽的红舰坝和水库工程于1977年5月开工建设，主要工程包括坝堤、泄水工程、溢洪道、部分配水管线、道路和娱乐设施等。红舰坝、水库以及相关设施于1980年4月完工。泰泽克泵站和一、二段输水渠于1980年开工建设，并于1983年完工。
到目前为止，中央犹他工程的投资已经超过10亿美元，维尔洛枢纽和延森枢纽已全部竣工，博纳维尔枢纽已完成90%左右，尤因塔枢纽、尤帕克枢纽以及博纳维尔枢纽的灌排系统都还未开工[2]。
3.2 管理运营
中央犹他工程由中央犹他水资源管理区(Central Utah Water Conservancy District)、迪谢斯娜办公室(Duchesne Office)、盐湖县水资源管理区(Salt Lake County Water Conservancy District)和尤因塔水资源管理区(Uintah Water Conservancy District)共同负责管理。其中，博纳维尔枢纽的运营管理主要由中央犹他水资源管理区、迪谢斯娜办公室和盐湖县水资源管理区负责；维尔洛枢纽、延森枢纽的运营管理由尤因塔水资源管理区负责。
管理运营机构主要有以下职责：(1)根据灌溉、城市生活和工业用水的市场需求，向用户供水；(2)按计划向联邦政府偿付应该偿还的投资费用；(3)管理和维护工程设施；(4)在特殊情况下向其它用户供水。
4 工程效益
据预测，国家财政对工程投资的80%都可以通过供水、发电和地方税收等方式收回。不可直接收回的投资效益包括娱乐、渔业及野生动物保护、防洪等[2]。
为了使中央犹他工程有能力偿还高额的投资，需建立一个多重效益的工程，根据不同的工程效益将投资分摊到工程的各个方面。投资项目包括可以全部收回投资效益的城市生活、工业供水和基于“按能力付费”并得到科罗拉多河上游发电开发项目电费收入大力补贴的灌溉供水，以及一些不可直接收回成本，但可产生公众社会效益的投资项目，如娱乐、渔业、野生动物保护、防洪等。如此分摊可以将工程的全部投资成本分给地方用水户、用电户和纳税人承担[2]。
4.1 灌溉供水
中央犹他工程的最初目的是建设一项灌溉工程，以满足新增耕地的用水需求，并提高已有耕地的灌溉保证率。
目前，博纳维尔枢纽每年为迪谢斯娜、瓦萨奇、犹他和竺尔巴县提供1.38亿m3的全部或补充灌溉用水，为西班牙·福克·内尔夫渠道每年提供0.9亿m3水量，供具备灌溉条件且在供水期需补水的耕地用水。
维尔洛枢纽灌区工程预计总费用1 040.2万美元，其中灌溉设施费用为960.2万美元，占总投资的92.3%，枢纽为灌区4.05万hm2耕地提供灌溉用水。
延森枢纽灌区工程预计总费用3 326.3万美元，其中灌溉设施费用为493.3万美元，占总投资的14.8%。工程年均可提供567.4万m3的灌溉用水，供给灌区0.12万hm2耕地的全部灌溉用水和0.98万hm2耕地的补充灌溉用水。
工程通过提供稳定的水源，新增了大量的耕地，并提高了已有耕地的供水保证率。农业产量得到大幅增加，草料、谷物，棉花、甜菜、马铃薯等农作物，以及牲畜产量都得到了较大提高。据估算，由于中央犹他工程的供水，新增耕地的农业产值为13.35美元/hm2，纯收入7.8美元/hm2；提供补充供水的耕地产值增加6.75美元/hm2，纯收入增加2.85美元/hm2。
4.2 生活及工业供水
随着人口的快速增长和工业的不断发展，盐湖城城市生活和工业用水需求不断增加。人口增长和用水需求增长过程见表1。从表1可以看出，到2010年，盐湖城的用水需求约是1980年的1.8倍。相应地，工程的供水目标也不断调整，对城市生活和工业供水的比例不断增加。
目前，博纳维尔枢纽每年可提供1.32亿m3的水量供城市生活和工业使用，其中盐湖河谷地区可获得0.86亿m3，犹他县北部0.25亿m3，犹他县南部0.14亿m3，瓦萨奇县0.03亿m3，迪谢斯娜县0.006亿m3。
维尔洛枢纽每年从艾什丽溪调入0.02亿m3的水量供维尔洛、那不勒斯、马赛尔和犹他社区的市政用水。
延森枢纽每年可提供0.22亿m3的城市生活和工业用水，通过输水管道送至维尔洛市和延森水资源区。
4.3 娱乐、渔业及野生动物保护[1-4]
中央犹他工程的多个水库枢纽都开发了水上娱乐项目，这些娱乐项目的开发得到地方政府的积极支持，尤其是犹他县和盐湖县。
根据博纳维尔枢纽水库娱乐项目设施修建后所增加的公共娱乐效益进行核算，1964年博纳维尔枢纽的娱乐效益为40.4万美元。工程在库区大力发展渔业，例如草莓水库扩容后，每年的捕鱼效益为75 660美元，扣除环境影响的损失量，剩余效益每年约为24 000美元。此外，工程通过维持水库最小生态流量以保障水库下游鱼类及野生动物的水量需求，每年的侯鸟效益估计约为8 000美元。
维尔洛枢纽斯坦内克水库的娱乐设施由犹他州公园及娱乐部门负责管理，库区开发的娱乐项目包括划船、潜水、野营、钓鱼和野生动物观赏等。据1996年统计资料，库区建立以来共接待游客65 663人次。
延森枢纽红舰水库的娱乐设施也由犹他州公园娱乐部门负责管理，库区开发了划船、滑水、野营等水上娱乐项目。据资料统计，仅1996年库区就接待游客52 227人次。4.4 发电效益
中央犹他工程有较大的水力资源可以开发利用。垦务局应用峰值出力和最大发电小时数进行计算，预期工程总装机容量为14.39万kW，年均发电量估计为35 858.6万kW·h，其中33 818.6万kW·h的电量可以并入科罗拉多河蓄水工程发电电网系统，并一起通过市场出售。这一电量大约是犹他州目前发电能力的1/3，只要能够上市将会产生巨大的经济效益[5]。
但是，由于当地用电市场近乎饱和，发电量很难进入市场，因此，到目前为止政府还没有进行中央犹他工程水电资源的开发，以后可以考虑在联邦政府的许可下通过非政府投资的方式来开发工程的水电资源。
4.5 防洪效益
防洪效益根据美国陆军工兵部队对修建中央犹他工程后避免的经济损失进行估算得出，防洪效益主要来自约旦尼诺水库、饥饿水库、红舰水库等。此外，通过联合调度实验，在犹他湖周边地区及约旦河沿岸也可产生一定的防洪效益。自1950年至1999年，中央犹他工程共产生79.6万美元的防洪效益，各设施的防洪效益见表2所示。
5 结 语
中央犹他工程从授权建设到现在已经经历了几十年的历史。工程在建设过程中，根据用水需求的变化而不断改变投资分摊和工程规划，由最初单一的灌溉调水工程，逐步发展成为一个具有灌溉、生活工业供水、娱乐、渔业及野生动物保护、防洪等综合效益的调水工程。
虽然工程在建设过程中备受争议，但其在社会经济中发挥的重要作用已是不争的事实。盐湖城城市水管区(MWDSLC)早在1986年就预定了工程0.25亿m3的水量供给盐湖城和桑迪城(Sandy City)2005年至2010年的城市生活和工业用水。随着工程的不断调整和完善，中央犹他工程将为犹他州有效利用科罗拉多河的水资源，合理调度和分配博纳维尔流域和尤因塔流域的水资源，促进当地社会经济的发展发挥越来越重要的作用。
由于工程前期没有作好全面的规划，在工程建设过程中不断调整供水方案，造成了一些损失，这是需要引以为鉴的地方。工程通过合理分配投资，发挥调水工程的综合效益，收到了很好的成效，值得借鉴和学习。
参考文献：
[1] Bureau of Reclamation，Central Utah Project (CUP) Overview[DB/OL].http：//www.usbr.gov/dataweb/html/cupoverview.html，2006-10-20.
[2] Jeffrey Ashley and Robert L. Jones.. The Central Utah Project[J]. Journal of Land Resources and Environmental Law，2002，22(2)：273-307.
[3] Bureau of Reclamation，CUP-Bonneviue Unit Utah & CUP-Jensen Unit Utah & CUP-Vernal Unit Utah [EB/OL].http：//www. usber.gov/dataweb，2006-10-20.
