运行十年南水北调何以成为世纪工程?
南水北调中线工程示意图。中国南水北调集团有限公司供图北京南水北调团城湖明渠纪念广场上立着一座纪念碑,其上刻着“南水北调”四个红色大字。团城湖明渠是南水北调中线总干渠的最末端,南水由此汇入团城湖调节池。南水北调中线自丹
南水北调中线工程示意图。中国南水北调集团有限公司供图
北京南水北调团城湖明渠纪念广场上立着一座纪念碑,其上刻着“南水北调”四个红色大字。团城湖明渠是南水北调中线总干渠的最末端,南水由此汇入团城湖调节池。
南水北调中线自丹江口水库取水,一路北上。在河北保定西黑山分水口,中线总干渠一分为二,一支供应北京,一支流向天津。工程同时惠及沿线的河南、河北。
中国南水北调集团有限公司提供的数据显示,截至2024年11月底,中线一期工程已调水超680亿立方米。
此时,距离中线一期工程2014年12月12日通水将近10年,距离2003年12月30日开工建设将近21年,距离南水北调构想的提出已经过去了72年。
毫无疑问,这是一项世纪工程。
最严峻考验
世纪工程需要时间的检验。
南水北调中线一期工程总长1432公里,沿线控制建筑物、交叉建筑物、渡槽、倒虹吸、暗渠、隧洞、泵站等建筑物总量超2000处。没有工程安全,就谈不上供水安全。
“近年来极端天气事件频繁发生,水旱灾害趋多、趋频、趋强、趋广,极端性、反常性、复杂性、不确定性显著增强,2021年郑州‘7·20’特大暴雨、海河‘23·7’流域性特大洪水,给南水北调工程安全运行带来严峻挑战。”在接受新京报记者采访时,水利部南水北调工程管理司副司长袁其田坦言。
作为基层管理人员,南水北调中线新郑管理处的任永奎经历了这些极端天气。他表示,工程挺过了考验。
2023年7月28日至8月1日,海河流域遭遇1963年以来最强降雨过程。20余条河流发生超警以上洪水,8条河流发生有实测资料以来最大洪水,流域内水利、交通、通信等基础设施遭受损坏。南水北调中线黄河以北段工程面临通水运行以来的最严峻考验。
据统计,高峰时,中线工程全线175座河渠交叉建筑物中81座出现过流,458座左排建筑物中159座出现过流,6座建筑物超警戒水位,左岸上游47座水库超汛限。
基于紧急状况,中线工程部分渠段的防汛应急响应级别在四天内从IV级提升到I级,3个工作组和专家组在工程现场指导,河渠交叉建筑物等重点处24小时盯防。
南水北调工程建设委员会专家委员会、水利部水利水电规划设计总院、中国水利水电科学研究院等国内顶级机构同时出动,提供科学支撑。
水利、应急、气象等部门与南水北调中线运管机构畅通信息、共享资源、开展协作;受影响区域的9座水质自动监测站加密监测,频次由每6小时一次调整为每2小时一次,3台移动监测车随时待命。
最多时,超6000人坚守在渠道一线。
好消息是,在经历了郑州“7·20”极端强降雨考验后,中线工程建设了防洪加固项目,这为防御暴雨洪水冲击奠定了坚实基础。最终,中线工程在这次考验中确保了沿线分水口门正常供水,工程平稳运行,水质稳定达标。
“借点水来也是可以的”
南水北调东、中线一期工程建设工期长达10余年,面临复杂的工程技术难题。建成投运后还要面临如此极端的考验,为何非得“南水北调”?
调水前的一组数据形成鲜明对比:全国水资源量的81%集中分布在长江及其以南地区,淮河及其以北地区的水资源量占全国的19%,其中黄淮海流域的水资源总量仅占全国的7.2%。
如果说这只是体现了水资源的空间分配不均,那么另一组数据可以更直观地体现黄淮海区域对于水的需求。
总面积140多万平方公里,约占全国的15%;总人口4.4亿,约占全国的35%;耕地面积7亿亩,约占全国的39%,粮食产量约占全国的30%;国内生产总值约占全国的31%,分布着北京、天津、石家庄、郑州等大中城市40多个。
而该区域人均水资源量约为450立方米。这是什么概念?国际上,通常以人均水资源量1000立方米作为缺水警戒线,人均水资源量在500至1000立方米为重度缺水,小于500立方米为极度缺水,小于300立方米将危及人类的生存。
时间回溯。
1952年10月,毛泽东视察黄河时,在听取黄河水利委员会主任王化云关于从长江引水接济黄河的设想汇报后说:“南方水多,北方水少,如有可能,借点水来也是可以的。”
从1952年“南水北调”构想提出,到2002年国务院正式批复《南水北调工程总体规划》并动工实施,这期间是长达半个世纪的前期论证。
记者获取的官方资料显示,50年的前期论证中,仅中央级别的会议就不下20次,历届中央领导集体均认真听取各方面意见,反复论证比选,权衡利弊得失,谨慎决策。
技术层面上,各方面专家提出了100多个南水北调工程技术设想与方案。仅总体规划阶段,参与的科技人员就达2000余人,参与单位除水利系统的10个规划、设计和科研单位外,还有国务院有关部委的14个科研教育单位和沿线7省(市)及44个地级市政府的水利、建设、环保、国土、农业等部门。
相关主管部门先后举办95次专家座谈会、咨询会和审查会,中国科学院、中国工程院院士共30人参与其中。参与论证的专家学者,涉及水利、农业、地质、环保、生态、工业、工程、经济等学科专业。
在反复分析比较了50多种规划方案的基础上,南水北调工程逐步形成了分别从长江下游、中游和上游调水的东线、中线、西线三条调水线路,通过三条调水线路与长江、淮河、黄河、海河联系,实现水资源的优化配置。
供水安全系数从1.0到1.3
2002年12月27日,东线一期工程开工建设;2003年12月30日,中线一期工程开工建设。
中国南水北调集团中线公司总调度中心副主任李景刚介绍,为保证水质,中线一期输水干线与沿线河道全部立交,确保没有沿线河湖水的汇入。体现在工程上,则需要架设渡槽、挖掘隧洞等。
世界上距离最长的调水工程,也注定了工程建设要面临一系列世界级技术难题。最终,我们得以看到世界规模最大的泵站群、世界规模最大的U型输水渡槽工程、世界首次大管径输水隧洞近距离穿越地铁下部。
穿越地铁下部的正是北京段西四环暗涵工程。两条内径4米的有压输水隧洞,穿越五棵松地铁站,这是世界上第一次大管径浅埋暗挖有压输水隧洞从正在运营的地下车站下部穿越,创下暗涵结构顶部与地铁结构距离3.67米、地铁结构最大沉降值不到3毫米的纪录。
10年来,南水北调中线一期工程给北京带来了怎样的变化?
超106亿立方米,是10年间调入北京的南水总量。这些进京的南水中,有七成沿北五环、东五环、南五环、西四环超100公里的地下输水环路进入水厂,成为居民生活用水。
“还有20%左右回补到地下,其他的则存储到大中型水库,作为储备水资源。”北京市南水北调团城湖管理处副主任张国宇介绍,这就是北京在南水利用中落实的“喝、存、补”原则。
密云水库作为北京重要的地表饮用水源地,在南水到来之前蓄水量一度降到只有8亿立方米。中线一期工程通水后,北京通过加压泵站输水为密云水库储备水源。在今年10月底,蓄水量超过35亿立方米,达到历史新高。
伴随南水的供应,北京的供水安全系数逐步从1.0到1.2,再到如今的1.3。“这就是能供应的水量和水厂用水量之间的比例。比如在夏季最高峰的时候,水厂能用多少,你只能供这么多,安全系数就是1.0。”张国宇解释,1.3的安全系数说明北京现在能供应的水更多了、保障更有底了。
生态修复是南水北调工程的另一大突出效益。随着持续的生态补水,北京地下水水位已实现连续9年回升。
记者从水利部获悉,东、中线一期工程通过水源置换、洪水资源化利用,累计向北方50余条河流生态补水118亿立方米。昔日被称为“酱油湖”的南四湖已跻身全国水质优良湖泊的行列,“泉城”济南再现四季泉水喷涌的优美景象,枯竭近30年的河北邢台百泉实现泉水复涌。华北地区的地下水水位下降趋势得到有效遏制。
“南水北调工程还促进了南方地区的水资源优势转化为北方地区的经济优势,助力受水区经济结构优化调整。”袁其田告诉记者,按照2023年万元GDP用水46.9立方米计算,工程累计超765亿立方米调水量相当于有力支撑了北方地区超16万亿元GDP的增长。
10年来,中线一期工程累计向河南省供水超230亿立方米,支撑当地产业发展。2021年9月入驻郑州航空港区的比亚迪(280.280,5.02,1.82%),在当初选择落户的时候,水资源保障正是其考量的一个方面。比亚迪郑州工厂相关负责人介绍,2022年郑州工厂用水量200万吨,2023年攀升至410万吨,随着产能扩张,今年还将继续增加,“当地的水资源保障让我们的用水成本保持在合理水平。”
不管是生产还是生活用水,记者在采访过程中得到的普遍反馈是“水好了、甜了”。在河北邢台,当地群众告别了祖祖辈辈吃的苦咸水、高氟水,这可以让更多孩子拥有一口洁白健康的牙齿。
保水护水是天大的事
南来的水“好”,有自然因素,更离不开水源地的保护。
“保水护水是天大的事。”在湖北十堰,这样的标语遍及城乡。因为跨越湖北十堰、河南南阳的丹江口水库,是南水北调中线的水源地。
2006年,国务院批复的《关于丹江口库区及上游水污染防治和水土保持规划》提出,力争通过5至15年的努力,确保丹江口库区水质长期稳定达标,满足南水北调中线调水要求。
此后,国家发展改革委、水利部等部门连续制定4个丹江口库区及上游水污染防治和水土保持5年规划。其中,“十四五”规划显示,治理范围涉及河南、湖北、陕西3省10市、46县(市、区)和重庆市城口县、四川省万源市、甘肃省两当县的部分乡镇,总面积9.5万平方公里。
在湖北十堰,当地实施水污染治理、水生态修复、水资源保护“三水共治”。丹江口库区入库排污口500多个点位全部完成溯源,并持续整治;建成10座独立的工业废水集中处理设施,服务7个省级以上工业集聚区;化肥农药使用量连续6年负增长,建成20万亩农业面源污染综合治理示范区,农村生活污水治理率逐年上升。
先后对20余条小流域实施水土保持综合治理,水土流失面积较2015年下降超30%;关停并转污染企业500余家,淘汰落后产能近300万吨。
在河南南阳,对于核心水源保护区内环保无法达标的企业,直接关停上千家,先后否决、终止各类工业项目400余个,关闭搬迁畜禽养殖场1500余家。
“淅川县造纸厂曾经是我们县的纳税大户,但是排放污水、废气的情况比较严重,为了保护入库水质,县里下决心关停。先后关停的还有酒厂、化肥厂,对于我们这样一个工业基础比较薄弱的县来说都是很不容易的事情。”此前,淅川县京淅合作中心张郦向记者表示,财政收入固然重要,但淅川是丹江口水库所在地,“保水质”更是丝毫不能放松。
淅川县有超过50%的国土面积被划进中线工程核心水源区,80%的土地面积被列入生态红线以内。库区乡村一切生产建设活动为水质保护让路,库周3万余名居民耕种土地禁止使用农药化肥。
丹江口水库的水来自长江最大的支流——汉江,陕西汉中则是汉江的发源地。由此,水质保护不仅是库区的事情,汉中的努力也不少。
一个具体而有效的尝试是汉江汉中城区段的天汉湿地公园。“我们将柔性治水和海绵城市的理念融入生态环境治理。”汉中市一江两岸办公室副主任闫晓明介绍,地表的径流或者降水,在经过湿地公园大的海绵系统之后减缓了流速,通过湿地公园丰富的植被过滤、吸收,达到净化水质的目的。同时结合汉中市的产业调整和水体治理举措,汉江汉中段的出境水质稳定达到或优于地表水Ⅱ类。
不难看出,为确保一泓清水永续北上,水源地相关县市在产业和经济发展上受到了一定的制约。
由此,国家建立了生态保护补偿机制,通过重点生态功能区转移支付,不断加大对南水北调中线工程水源地的生态保护补偿力度。在纵向补偿的基础上,推动建立区域间的横向补偿机制和对口协作机制。
实现水资源“南北调配、东西互济”
“10年间,东、中线一期工程累计调水超765亿立方米,为沿线7省市45座大中城市1.85亿人提供稳定优质水源。”袁其田表示,东、中线一期工程已经成为优化水资源配置、保障群众饮水安全、复苏河湖生态环境、畅通南北经济循环的生命线。
但南水北调工程的规划建设不止于此。
2022年7月7日,引江补汉工程正式开工,拉开了南水北调后续工程建设的帷幕。工程建成后将从长江三峡水库库区取水,穿山引水194.8公里,抵达丹江口水库下游的汉江安乐河口,连接起三峡工程与南水北调工程两大“国之重器”。
为何要引江补汉?中国工程院院士钮新强曾表示,随着京津冀协同发展、雄安新区建设、中原城市群发展,以及华北地区地下水超采综合治理持续深入开展,受水区供水水源结构不尽合理、区域水资源统筹调配能力相对不足的矛盾将进一步凸显。
与此同时,受上游来水形势变化、汉江流域用水需求增长的影响,南水北调中线一期工程稳定供水的能力亟待提升。
引江补汉工程的出水口在丹江口水库坝下,也就是说,三峡库区的水并非直接北调,而是通过提升汉江中下游的水量,以置换的方式增加上游的北调水量。
引江补汉工程实施后,中线北调水量可由一期工程规划的多年平均95亿立方米增加至115亿立方米,还将为引汉济渭实现远期调水规模创造条件,进一步优化我国水资源配置格局。
记者获悉,水利部有关部门正全力配合加快推进南水北调工程总体规划修编和西线工程前期工作,提前协调做好西线工程先期开工准备。
根据规划,南水北调西线工程布设在我国最高一级台阶的青藏高原上,从长江上游通天河和大渡河、雅砻江及其支流调水,规划调水规模170亿立方米。
西线工程可向黄河上中游6个省(自治区)及西北内陆河部分地区供水,为西部大开发提供水资源保障,改善西部地区的生态环境,并有效缓解黄河下游的断流问题。由此,我国将形成以“四横三纵”为主体的大水网,实现水资源“南北调配、东西互济”的优化配置目标。
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