1 印度河概況
印度河（Indus），梵名Sindhu（信度），乃南亞之大河。發源於青藏高原，流經喜馬拉雅山與喀喇崑崙山兩山脈之間，流向西南而貫穿喜馬拉雅山，右岸交會喀布林河，左岸匯流旁遮普（梵Pan～ja～b，五河之意）地方之諸支流，經巴基斯坦而入阿拉伯海。流域總面積約103.4萬km2，其中453250km2位於喜馬拉雅山脈及其山麓，其餘在巴基斯坦半乾旱平原。流域內各國所佔面積為：中國5.292萬km2，阿富汗6.6萬km2，印度35.4萬km2，巴基斯坦56.1萬km2，共計103.4萬km2。幹流長約2900km，平均年徑流2070億m3，年輸沙量約為5.4億～6.3億t，平均含沙量3kg/m3。
印度河干流源於中國西藏境內喜馬拉雅山系凱拉斯峰的東北部，山峰平均海拔約5500米，終年冰雪覆蓋。印度河上游為獅泉河，河流穿過喜馬拉雅山脈和喀喇崑崙山脈之間，接納眾多冰川，進入巴基斯坦境內後，在布恩吉（Bungi）附近與吉爾吉特（Gilgit）河相匯，然後轉向西南流，轉向西南貫穿巴基斯坦全境，在卡拉奇附近注入阿拉伯海。左岸支流的上游部分大部分在印度境內，少部分在中國境內，河流在印度境內基本上向西北流；右岸的一些支流源於阿富汗。 印度河干流從源頭至卡拉巴格（Kalabagh）為上游，長約1368km。河流穿行於峽谷中，河道狹窄，比降大，多急灘，流速大。其中有兩個大峽谷段，一個是從斯卡杜（Skardu）至布恩吉（Bunji），一個是從阿托克（Attock）至卡拉巴格。從卡拉巴格至海得拉巴德（Hy－derabad）為下游段，河床比降小，河道寬闊，河流分支汊，流速緩慢，具有平原河流的特徵。但在蘇庫爾（Sukkur）和羅裡山（Rohri）之間，河道狹窄，在塞危（Sehwan）鎮附近出現高約182米的拉希山陡壁。從海德拉巴以下為河口段，亦即印度河三角洲。由於上游多為冰川雪山，融雪帶來大量泥沙，淤積於河床，致使三角洲面積逐年擴大，河口每年向外延伸約11.8米。在三角洲上河流分支間有三角洲瀉湖和牛軛湖。
圖1 印度河流域氣象和水文站空間分佈
印度河流域屬於亞熱帶氣候，具有明顯的季風氣候特點，但由於東北部高山山脈的影響，使氣候通常介於乾燥與半乾燥、熱帶與亞熱帶之間。一年分為四季：12-翌年3月為東北季風季，氣溫低、降水少、溼度小；7－9月為西南季風季，降水多．雷暴多，溼度大，是全年的降雨季節；4－6月是東北季風向西南季風轉變的過渡期，又稱熱季，空氣乾燥、溫度高；10-11月是西南季風后退季，也就是西南季風向東北季風的過渡季節，降雨少，晝夜溫差大，但季節比較涼爽。流域內最高氣溫在46°C左右，最低氣溫在零下15°C左右。平均年降水量約300mm。從河源至河口，印度河地區年降雨量在125～500mm之間。除了巴基斯坦山區部分外，印度河流域均在次大陸最乾燥的地區。西風冬季掃過上印度河流域，帶來102～204mm的降雨量——這對於小麥和大麥的生長極為重要。
流域山區降水形 式主要是降雪。印度河水的一大部分是由喀喇崑崙山、興都庫什山脈和喜馬拉雅山脈融雪及融化的冰川提供的。季風雨（7～9月）提供其餘水量。印度河流域氣候包括信德和下旁遮普的半沙漠氣候與科希斯坦、罕薩（Hunza）、吉爾吉特、拉達克及西藏的嚴酷高山氣候。北部1月氣溫低於冰點，而在信德和旁遮普，7月氣溫最高約為38°C（100°F）。雅各布阿巴德（Jacobabad）是地球最熱點之一，位於上信德印度河西面，常常記錄到夏季最高溫度49°C（120°F）。
印度河水系的主要河流以融雪為源，流量在一年中的不同時期迥然有異：冬季（12～2月）流量最低，春季和初夏（3～6月）水位上升，雨季（7～9月）洪水出現，偶有蹂躪性暴洪。印度河及其支流所有的水都是在其流域上游山區獲得的。所以，它們在流出山麓時流量最大，在平原上幾乎沒有地表水流匯入，倒是由於蒸發和滲漏而大量失水。另一方面，在雨季之後時期，滲漏也可增加一些水。在印度河主流中，水位從12月中旬至2月中旬最低。此後河水開始上漲，最初緩慢，而在3月底較為迅速。高水位通常出如今7月中旬至8月中旬。此後河水急遽下降，直至10月初，水位開始較為平緩地減退。
印度河地表徑流一部分來自高山融雪，一部分來自季風降雨，前者變化較少，後者隨氣候而變化，但年徑流量的變化也不大，據1940－1975年的統計，印度河（不包括薩特萊傑河）的年徑流量，以1959－1960年最大，達2297.20億m3，以1974－1975年最小，為1184.64億m3。徑流的年內變化較大，4～9月的雨季平均水量佔全年的84%。據1924－1978年實測資料統計，印度河干支流發生了多次洪水，其最大洪峰流量為：1955年薩特萊傑河洪峰流量16891 m3/s，其支流比阿斯河最大洪峰流量14160 m3/s。1955年拉維河，洪峰流量19244 m3/s；1957年傑納布河瑪沙拉站洪峰流量31120 m3/s；1929年傑赫勒姆河曼格拉站洪峰流量31120 m3/s；1942年印度河上游洪峰流量23122 m3/s；1973年傑納布河洪峰流量28300 m3/s，印度河下游洪峰流量30500 m3/s，巴基斯坦淹地360萬公頃，受災人口800萬。1976年印度河下游，蘇庫爾站洪峰流量33988 m3/s，相當於50年一遇洪水。1976年洪水淹沒了809萬公頃土地，沖毀房屋1000萬間以上，死亡425人。
2 印度河規劃及開發情況
1947年，印度、巴基斯坦獨立分治後，所定國界將印度河及五大支流的上游部分劃歸在印度境內，下游部分劃歸在巴基斯坦境內，從而引起兩國上卜遊用水糾紛，且矛盾日趨激化。印巴兩國經過長達13年的協商和談判，在世界銀行的幫助下，兩國政府於1960年簽訂了《印度河水條約》，並同時成立了印度河常設委員會。根據條約，巴基斯坦可從西三河（即印度河干流、傑赫勒姆河和傑納布河）引水，每年取得地表徑流量1665億m3，約佔印度河徑流量的80%；印度可從東三河（即拉維河、薩特萊傑河和比阿斯河）分水，每年可得地表徑流407億m3，約佔印度河徑流的19.7%。自1960年《印度河水條約》答署以後，印、巴兩國按照條約開展了對印度河水資源的綜合開發利用。從此，印度河的治理開發進入一個新的階段。即在干支流修建包括有高壩、大水庫的綜合利用水利樞紐，這些水利樞紐，除灌溉外，兼有防洪、發電等方面的效益。巴基斯坦完成了規模巨大的西水東調工程，使原由東三河供水灌溉的150多萬公頃耕地，改由西二河調水灌溉。該工程包括3個部分：①在印度河干流上修建塔貝拉（Tarbela）水庫；②在西二河各引水口、引水渠線與河流平交處修建了6座攔河閘，6座閘總長5公里，總洩洪流量約112.4萬m3/s，取水量3000m3/s；⑧開挖了8條相互溝通的聯接引水渠（運河），對原有一些閘、聯接運河和灌溉渠進行了改建。西水東調的平均年調水量約217.7億m3：印度河流域的灌溉得到很大的發展。印度河干支流的平均含沙量2.38～3.30kg/m3，僅喀布林河為1.03 kg/m3。
塔貝拉水利樞紐(Tarbela Project)是巴基斯坦開發印度河干流的一座綜合利用水利樞紐工程，也是巴基斯坦東水西調的主要水源工程。塔貝拉壩位於印度河上游幹流上，在拉瓦爾品第西北約64km，壩址控制流域面積169650km2，年徑流量751億m3。水庫總庫容137億m3，有效庫容115億m3。工程具有灌溉、發電、防洪等效益。水電站原計劃裝機容量210萬kW，平均年發電量115億kW·h。工程於1968年開工，1976年正式蓄水發電。大壩為斜心牆土石壩，最大壩高143m，長2743m。壩體填築量1.21億m3，是世界上已建填築量最大的擋水土石壩(見圖2)。大壩施工期4年，填築最高月強度450萬m3，最高日強度23萬m3。左岸設2座大型溢洪道，洩洪能力分別為18600m3/s和23900m3/s，均為挑流消能。右岸設2條灌溉隧洞和2條水電站引水隧洞，1號、2號、3號隧洞洞徑13.3m，4號隧洞洞徑11m，洞長660m～770m，廠房佈置在右岸下游。後來，在左岸增設1條灌溉隧洞，將右岸原用於灌溉的3號隧洞改為發電引水隧洞，裝設4臺單機容量為43.2萬kW的大機組，加上已裝的10臺17.5萬kW機組，使總裝機容量達到347.8萬kW。
印度河上游河谷地形見圖3. 印度河上游流域範圍見圖4，塔貝拉（Tarbela）水利樞紐為印度河上游已建成的控制性工程。印度河上游的流域開發規劃見圖5.在建的Diamer Basha水電站的佈置圖6。
圖2 Tarbela水利樞紐衛星圖
圖3 印度河上游河谷
印度河調水入疆的引水樞紐佈置在Gilgit河匯入印度河的河口下游，Bunji水電站廠房出口上游。位置示意圖見圖5，水庫庫區淹沒範圍示意圖見圖7，設計水位1400m，死水位1350m。調水樞紐的佈置，不影響現有印度河流域開發規劃方案。
圖4 Tarbela壩址以上印度河流域範圍示意圖
圖5 印度河流域開發規劃示意圖
圖6 Diamer Basha水電站平面佈置示意圖
圖7 印度河調水工程引水樞紐及庫區淹沒示意圖
3 調水量計算
自1985年以來，巴基斯坦北部的氣溫顯著升高，這對冰川的結構產生了不利影響。此外，巴基斯坦位於季風帶，夏季每年降雨量大。因此，由於積雪/冰川融化和夏季降雨，吉爾吉特及其鄰近支流的洪水狀況可能會進一步惡化。積雪和冰川融化導致的地表徑流增加對下游盆地來說可能是災難性的，特別是在旁遮普邦和KPK，如果它沒有被規劃和開發儲水基礎設施來利用，以利用整個水系統的效率並緩解洪水問題。2010 年 7 月至 8 月，印度河因季風暴雨而發生洪水，被認為是巴基斯坦最嚴重的災害之一，影響了大約 2000 萬人，摧毀了房屋和莊稼，並造成了廣泛的基礎設施破壞。
從圖8所示為Tarbela壩址處1993年—2010年共18年的天然入庫來水分佈圖，每年汛期洪峰流量較大，洪峰流量6500-13000m3/s。所以印度河調水入疆，以調取汛期的洪水為主，主要在6～9月滿負荷調水。
Bunji水電站壩址處各月流量分佈圖見圖9.
圖8 Tarbela壩址處多年天然來水分佈圖
圖9 印度河Bunji電站壩址處各月流量分佈圖
圖10 印度河調水入疆取水樞紐處水量計算示意圖
圖10中：
W1——吉爾吉特河年徑流量（億m3）；
W2——印度河剩餘流量（億m3）；
W3——Bunji水電站年發電用水量（億m3）；
W4——Bunji附近印度河年徑流量（億m3）；
W5——設計年調水量（億m3）。
Tarbela水庫控制流域面積169650km2，根據下表1，年徑流量為751億m3，Tarbela和 Bunji區間匯流面積約25453.6km2，估算出印度河在Bunji的匯流面積為144196km2，年徑流量為638億m3，所以W4=638億m3。
Bunji水電站設計發電引用流量1900m3/s,年發電利用小時數3393h，發電用水量W3=232億m3，所以W2=W4-W3=406億m3。
計算調水量W5=Wx230%=122億m3。印度河入疆年調水量取120億m3。
4 調水規劃方案簡介
調水樞紐總佈置示意圖見圖11，設計水位1400m，死水位1350m，調節庫容19.7億m3，總庫容36.6億m3。抽水蓄能電站總佈置圖見圖12，抽水蓄能電站年調水抽水利用小時數3000h，分兩級佈置。利用兩級抽水蓄能電站將水從1400m水位提升至2850m水位。第一級抽水蓄能電站水頭715m，設計水位2125m，死水位2100m，總裝機容量675萬kW，上庫調節庫容823萬m3，第二級抽水蓄能電站水頭715m，設計水位2850m，死水位2800m，總裝機容量675萬kW，上庫調節庫容7790萬m3。兩級抽水蓄能電站年調水抽水3000h小時，年抽水電量539.865億kwh，單方水耗電4.5kwh。透過158km壓力隧洞輸水到葉爾羌河上游，在葉爾羌河建三個梯級水電站發電。葉爾羌河一級水電站設計水位2750m，死水位2650m，尾水位2350m，裝機容量300萬kw，年發電小時數為4000h，水庫調節庫容36億方；葉爾羌河二級水電站設計水位2350m，死水位2250m，尾水位2150m，裝機容量150萬kw，年發電小時數為4000h，水庫調節庫容21億方；葉爾羌河三級水電站設計水位2150m，死水位2050m，尾水位1820m，裝機容量256萬kw，年發電小時數為4000h，水庫調節庫容22億方。三個梯級水電站總裝機706萬kw，年發電量282.4億kwh。另外，印度河引水樞紐水電站裝機345萬kw，年發電小時數3000h，年發電量103.5億kwh。
水電站年總髮電量385.9億kwh。需要新能源進行補充才能滿足抽水電量平衡。考慮在新疆塔里木盆地南部投資700萬千瓦風電基地，年發電量156.87億kwh。
印度河調水工程總平面佈置示意圖見圖13.引水線路總長158km。年利用小時數3500h，採用兩條洞徑D=12.6m的壓力隧洞。隧洞進口底板高程2800m，隧洞出口底板高程2700m。輸水隧洞縱剖面示意圖見圖14.
水電站專案總投資1926.5億元（包括風電專案投資350億元），抽水蓄能電站總投資1215億元（1350萬kw），引水隧洞投資1740億元。印度河入疆調水專案總投資4881.5億元，單位噸水投資40元/t。這個單位噸水投資甚至比雲南滇中調水投資還要低一點，而且還包括了1051萬kw的水電站，700萬kw的風電，1350萬kw的抽水蓄能電站。而且把新疆電網和巴基斯坦電網連線起來了。
圖11 調水樞紐總佈置示意圖
圖12 抽水蓄能電站總佈置示意圖
圖13 印度河引水工程總平面示意圖
圖14 印度河調水工程輸水隧洞縱剖面示意圖
圖15 葉爾羌河梯級水電站佈置示意圖
