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中国南水北调:南水北调——一项伟大的民生工程生态工程
——兼对网上有关南水北调不实之词的回应

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注册送68工程河北定州段。赵柱军

南水北调东线宿迁刘老涧站。缪宜江

汪易森,国务院南水北调工程建设委员会专家委员会副主任,水利部科学技术委员会委员,教授级高级工程师,享受国务院特殊津贴专家。先后任华东勘测设计研究院设计监理总工、主管生产副院长、水利部水利水电规划设计总院总工程师、国务院南水北调工程建设委员会办公室总工程师等职。

  ■原国务院南水北调办总工程师 汪易森

  南水北调工程是实现我国水资源优化配置、促进经济社会可持续发展、保障和改善民生的重大战略性基础设施。东、注册送68一期工程正式通水以来的运行实践证明,工程运行安全平稳,输水水质全面达标,在保障受水区居民生活用水、修复改善生态环境、促进库区和沿线治污环保、应急抗旱排涝等方面,均已取得实实在在的社会、经济、生态综合效益。工程沿线受益人口超过一亿,工程基础性、战略性地位与作用日益显现。

  2014年,署名马可安的人在美国物理学博士网上发表题为《南水北调通水即失败》《南水北调工程已然完全失败》两篇文章。其后上述文章每年翻新发表一次,虽然文章题目先后改为:“知识分子失声与南水北调工程失败”“南水北调工程为啥不见庆功”等,署名作者名字也不同,但内容几乎都是马文的翻版。作为南水北调一期工程建设的实际参与者,有必要将南水北调工程建设的真实情况告诉大家,并对网络上一些人文章中的错误观点进行回应。

  南水北调工程正式开工前经过了长达50年的研究论证,决策严谨、科学、民主。

  首先提出南水北调工程设想的是毛泽东主席。1952年10月30日,他在视察黄河时向陪同考察的人员说:“南方水多,北方水少,如有可能,借点水来也是可以的。”毛泽东主席一生对于江河治理和水利工程做出过许多气势宏伟的批示,如“一定要根治海河”“一定要把淮河修好”“为广大人民的利益,争取荆江分洪工程的胜利”和“要把黄河的事情办好”等,但对于南水北调这一设想,却很严谨地说“如有可能”和“借点水来”。

  根据我国资源分布实际情况,从50年代开始,国家有关部门组织各方面专家对南水北调进行了近50年的勘察、调研和可行性研究,在科学论证的基础上民主决策。论证阶段包括1952至1961年的南水北调探索阶段、1972至1979年以东线为重点的规划阶段、1980至1994年东中西线规划阶段和1995至2002年全面论证及总体规划阶段。1995年国务院71次总理办公会指出,“南水北调是跨世纪的工程,要慎重研究,充分论证,科学决策。”2002年8月,国务院137次总理办公会审议并通过《南水北调工程总体规划》,重点调整增加了节水治污、环境保护、工程分期、水价分析、建管体制等要求。

  《南水北调工程总体规划》是一项巨大而复杂的系统工程,采取跨部门、跨地区、跨学科联合协作编制,其内容涉及计划、财政、水利、农业、国土、物价、建设、环保等专业和部门,参与工作工程技术人员多达2000余人。总体规划成果包含1项总报告、4项分报告、12项附件、45项专题,可以说是凝聚了新中国上上下下几代人的心血和智慧。2002年12月27日,南水北调工程正式开工,标志着南水北调这一跨世纪的构想开始变为现实。

  网上有人说:“南水北调是个典型的先拍脑袋决策上马,再请专家论证其可行性的颠倒过来的决策过程,犯错误是必然的。”完全忽视了几十年来的研究论证过程,是个别人的恶意中伤。

  南水北调工程既是民生工程,也是一项伟大的生态环境工程

  众所周知,始于春秋、形成于隋代、发展于唐宋、完善于元明清的京杭大运河是中华民族的宝贵历史文化遗产。大运河北起北京,南到杭州,途经京津两市及河北、山东、江苏、浙江四省,贯通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系,全长约1794公里。大运河的开通,改变了中国不同地理环境的区域联系,形成了一个南北方位的水网,直接带动了运河沿岸经济的发展和城市的崛起。京杭大运河系人工开挖,虽然是对原有自然环境做出改变,但是经过漫长的历史演变,改变的自然环境逐渐形成一种独特的、相对稳定的、有着广泛影响的半自然的生态系统。

  南水北调东线充分利用了京杭运河及淮河、海河流域现有河道和建筑物,黄河以南沿线利用洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖4个湖泊进行调蓄,湖泊与湖泊之间的水位差都在10米左右,形成4大段输水工程。各湖之间设3级提水泵站,南四湖上、下级湖之间设1级泵站,从长江至东平湖共设13个抽水梯级,地面高差40米,泵站总扬程65米,过黄河后全线自流输水。南水北调东线工程对江苏、山东省内原有运河河道和湖泊进行了扩宽、疏浚,通过新建船闸扩大了原有的运河航运能力。同时开展环保治污,有力地促进了运河沿线生态环境建设。截至目前,东线治污规划确定的426个治污项目已全部建成运行,沿输水干线排污口已全部关闭,江苏山东两省在规划外增加了京杭运河垃圾污水处理等治污项目,自2012年底以来,36个水质考核断面持续实现全达标。污染得到控制,水质逐步改善。据环保部门监测,东线工程输水干线水质达标。输水沿线水质情况总体满足通水需要。

  南水北调注册送68一期工程全长1432公里,从长江支流汉江丹江口水库陶岔渠首引水,沿线开挖渠道,经唐白河流域西部,过长江流域与淮河流域的分水岭方城娅口,沿黄淮海平原西部边缘,在郑州以西孤柏咀处穿过黄河,沿京广铁路西侧北上,基本自流到北京、天津。整个输水线路从丹江口水库引水北上,利用伏牛山和桐柏山间的方城垭口是工程布局的一大亮点。方城垭口位于方城县东北部,垭口地势平坦,两侧地面高程达200米以上,垭口处仅为145米,被形象地比喻为南阳盆地“水盆”边沿上的天然“缺口”,正是这种独特的地形,才使南水北调注册送68工程顺利“流出”南阳盆地,从长江流域进入淮河流域,实现全程碧水自流到京津。注册送68工程没有在高山中开挖大隧洞,保存了原有的山、水、林、田布局。可以说“方城垭口”就是南水北调注册送68自流输水线上的“鱼嘴”,注册送68布局充分地利用了南阳盆地周围难得的“鱼嘴”地形,顺势建渠,工程布置和地理环境达到了高度的统一,形成了浑然一体的工程体系。

  南水北调工程科学合理确定调水规模和调水布局,在保证调水区可持续发展的基础上,高度重视调水区的生态建设与环境保护。这样的工程既是实现我国水资源优化配置、促进经济社会可持续发展、保障和改善民生的重大战略性基础设施,也是一项伟大的生态环境工程。

  南水北调东线一期工程自2013年底正式通水运行以来,运行平稳、生态环境效益显著

  南水北调东线一期工程的供水目标主要是补充苏北、鲁南、鲁北、胶东半岛及安徽省部分地区的城市生活、工业和环境用水,兼顾农业、航运和其他用水。水量调配原则规定,供水区各种水源的利用次序依次是当地水、淮河水和江水。根据黄河以北和山东半岛输水河道的防洪除涝要求,东线一期工程向胶东和鲁北的输水时间为10月至翌年5月。东线一期北调水量多年平均比现状增抽江水39亿立方米,向山东多年平均供水量为13.5亿立方米。

  东线一期工程自2013年底通水以来,江苏段5年内完成19次调水任务,向山东调水量从2013年的0.8亿立方米逐步增加至2018年10.88亿立方米。截至2018年12月,累计向山东调水相当于2600多个大明湖水量。其中2013至2014年度完成台儿庄泵站调水量0.79亿立方米;2014年至2015年度完成台儿庄泵站的调水量为3.27亿立方米;2015至2016年度完成台儿庄泵站的调水量为6.02亿立方米;2016至2017年度完成台儿庄泵站调水量8.89亿立方米;2017至2018年度完成台儿庄泵站调水量为10.88亿立方米。

  随着山东省配套工程建设日趋完善,东线工程运行平稳、供水量逐年稳定增长。2014年7月14日南四湖水位降至低于最低生态水位0.24米(最低生态水位31.05米),湖区水面较兴利水位时水面缩减60%以上,蔺家坝泵站于2014年8月5日启动机组向南四湖下级湖应急调水0.81亿立方米,顺利完成应急调水任务。2017年胶东地区大旱半岛严重缺水,南水北调东线及时调水,确保了青岛、烟台等用水需求,维持了济南泉水继续喷涌。

  东线调水成败在于治污,15年前人们质疑条条“酱油河湖”能否变清?15年后,人们肯定东线成了流域治理的范例,2003年至2013年,COD平均浓度下降85%以上,氨氮平均浓度下降92%,水质达标率从3%到100%。水清了,岸绿了,南水北调东线一期工程有力地促进了沿线各地经济发展和生态保护迈向双赢。

  南水北调注册送68工程正成为沿线受水区城市的主要保障性水源,并正在发挥重要的生态环境效益

  注册送68工程的供水目标主要是城市的生活和工业用水,兼顾农业和生态用水。在充分考虑节水、治污和挖潜基础上,本着适度偏紧精神,合理配置受水区用水,根据汉江来水条件,实施多水多调、少水少调。也就是说,注册送68一期工程多年平均调水95亿立方米,这是基于丹江口水库多年平均入库径流量和受水区设计水平年需水过程得出的,并不意味每年都应调水95亿立方米。

  自2014年底正常通水以来,截至2019年3月20日,注册送68已累计入渠水205亿立方米,分水量192.66亿立方米。其中北京44.04亿立方米,天津36.82亿立方米,河北42.38亿立方米,河南69.42亿立方米。2014年至2015年度,输水20.20亿立方米;2015年至2016年度,输水38.43亿立方米;2016年至2017年度,输水48.48亿立方米;2017年至2018年度,输水74.50亿立方米;2018年至2019年3月19日,已输水24.10亿立方米。随着配套工程完善,年度输水量在逐年增加。其中2018年入渠最大输水流量已达到352.13立方米/秒,略超设计输水流量,说明南水北调注册送68一期工程在正式通水四年后已验证了设计输水能力。据了解,美国加州北水南调工程主干线长约1060公里,1973年竣工,1990年达到设计输水能力,年调水量近50亿立方米。

  注册送68工程供水水质优良,已达到国家饮用水Ⅰ至Ⅱ类水质要求。北京按照“喝、存、补”的用水原则,用于自来水厂供水、存入密云等大中型水库和回补应急水源地。包括向密云、十三陵、怀柔等地表水库引水。全市人均水资源量由原来100立方米提升到150立方米,城区自来水日供水量近七成来自南水。供水范围基本覆盖中心城区和大兴、门头沟、昌平和通州部分地区,自来水硬度由原来的380毫克/升降至130毫克/升。天津市2016至2017年度受水10.29亿立方米,水质24项指标全年在地表水Ⅱ类以上,全市14个行政区、910多万居民受益。石家庄市南水占供水比例73%,南水已成居民主力水源。河北省黑龙港地区1300万人长期饮用高氟水、苦咸水现状有望彻底改变。

  注册送68一期工程通水有效地缓解了受水区地下水超采局面,使地区水生态恶化的趋势得到遏制,并逐步恢复和改善生态环境。此外,2017、2018连续两年,注册送68工程通过优化调度,利用汛期弃水累计向河北、河南、天津等地补水11.6亿立方米,生态环境效益十分显著。2018年9月起向河北省滹沱河、滏阳河、南拒马河试点生态补水4.7亿立方米,补水水流均已到达河流终点,形成水面40平方公里,滹沱河时隔20年重现大面积水面,滏阳河、南拒马河重现生机。

  南水北调东注册送68工程实施最严格的工程建设招标管理和质量管理

  南水北调工程招投标监督管理中有几项措施是其他工程少有的。其一是由国务院南水北调办统一建立了中东线工程评标专家库,库内包含南水北调工程建设所需专业人员,六省二市所有南水北调一期工程招标项目均在招标前从南水北调办专家库随机抽取专家名单。二是对业主的招标投标监督管理、招标工作程序、分标方案核准、招标公告发布、评标专家培训、评标结果公示等进行全过程监督。三是对施工建设主体实施季度、年度信用评价,评价结果实施网络公示。该办法在“东线要通水、注册送68要收尾”的决战阶段对推动南水北调工程信用与奖惩建设发挥了重要作用,同时为招标投标活动的开展提供了强大的助力。四是与最高人民检察院联合发布了《最高人民检察院国务院南水北调办关于在南水北调工程建设中共同做好专项惩治和预防职务犯罪工作的通知》,明确了对投标人行贿犯罪查询条件、方式及内容,建立健全了南水北调工程惩治和预防行贿犯罪工作机制,防止行贿犯罪的发生。

  南水北调一期工程实施严格的质量管理。建设期初,采用的质量监管措施主要包括监督、稽查和巡查等,对保证工程质量起到了一定的作用。2011年以来,南水北调工程建设进入高峰期、关键期后,建设工期紧、任务重、技术难度大,工程质量风险进一步加大。国务院南水北调办采取了新的质量监管措施,以适应高压质量监管的需要,包括质量问题的集中整治、质量问题有奖举报、质量飞行检验、关键工序考核、站点监督、专项稽查、质量问题会商、信用管理等,形成了南水北调工程“查、认、改、罚”的质量监管措施体系。为增强参建单位和人员的质量意识,国务院南水北调办通过不断强化领导飞检、派驻监管、特派监管、挂牌督办、“311”监理专项整治行动、再加高压“167”亮剑行动、充水前质量问题排查行动、注册送68穿黄工程质量监管专项行动、天津暗涵工程质量监管专项行动、注册送68工程通水前质量监管联合行动和五部联席会议等20多项监管措施,开展质量全面排查、专项检查和集中整治,保持对参建方的质量高压态势,形成了良好的质量氛围。国务院南水北调办在紧盯问题整改的同时,根据质量问题性质实施严格责任追究,采取通报批评、留用察看、解除合同、清退出场等方式从重处理,促使各参建单位增强质量责任意识。这些质量监管工作增强了全系统质量意识、规范了各方的质量行为,为保证工程建设质量奠定了坚实基础。

  自南水北调东注册送68一期工程通水运行以来,工程建设质量经受了汛期运行、冰期输水等考验,机电设备运转正常、调度协调通畅、工程运行安全平稳,效益显著。

  关于注册送68工程规模、渠道输水能力问题

  南水北调工程总体规划确定受水区范围并选择丹江口水库作为最合适的水源后,设计将水源区、受水区作为一个整体进行一系列的来水过程和用水过程配置,通过北调水和当地水的联合调度,对70个供水片区和1956至1997年42年长系列逐旬调度计算,考虑不同地区渠道渗漏和蒸发损失,得出了满足用水部门供水保证率的取水口和各分水口的流量过程,南水北调工程输水建筑物和输水渠道的工程规模则根据最大输水流量来决定。

  注册送68一期工程与多年平均调水量为95亿立方米相对应的陶岔渠首闸设计引水流量为350立方米/秒,加大引水流量为420立方米/秒。各渠段设计特征参数,如过水流量、渠道纵坡、底宽、边坡和水深等,则根据各段用水高峰期的最大输水流量并考虑输水损失确定。所以南水北调注册送68工程规模和渠道输水能力均满足向北方供水多年平均95亿立方米的要求。

  网上有说法一:曼宁公式是用于恒定流假定下进行渠道参数设计的水力学公式,这个曼宁系数,实际是曼宁公式中的糙率系数,他们臆断南水北调注册送68总干渠取用0.013,且由于施工质量差,“工程建成通水的第一天,糙率就会显著高于0.013的设计要求”,导致低输水流速,“仅仅几年工程效益已经几近报废。”实际上南水北调工程并不存在他们所说的情况,一是注册送68工程所有输水渠道混凝土衬砌施工采用先进的机械滑模工法,混凝土表面平整度远高于人工混凝土模面;二是考虑到各种影响因素,包括长时间输水后混凝土面的粗糙度增加,南水北调工程设计中曼宁公式中的糙率取值为0.015,已留有足够的余度。

  网上有说法二:“南水北调注册送68京石段的四次输水远未达到设计要求。第四次通水平均流量为每秒11.2立方米,水流速度仅有每秒0.19米,极端缓慢。第一次输水,按照杨开林、汪易森的论文中实测数据,流量为每秒19立方米,水速约每秒0.32米。相比之下,第四次输水的水速、流量和第一次比都要低很多,仅仅几年,工程效益已经几近报废。”他们引用了杨、汪的论文中实测数据,但未了解这些实测数据的背景,杨、汪的确曾发表过题目为《南水北调注册送68工程渠道糙率的系统辨识》等数篇论文,但这些文章发表在2011年,文中数据为河北四座小型水库向北京应急供水时的实测资料,当时北京市只有一、两座自来水厂能直接接受河北四库的来水,必须采取限制流速的小流量供水,不代表注册送68工程通水后的总干渠流速。

  网上有说法三:“施工完成时,水源地丹江口水库的水位仅有140米,离渠首147.33米的渠底还差好几米呢,连一滴水也流不进取水渠里,如何调水。”“在枯水季节水库水位够不着取水渠底部,无水可调,只有在丰水季节,水库水位足够高,才有水可调,一年有那么两个月可以调水。”这里的几个数字均有错误,渠首闸底板顶高程应为140米,与下游渠道相接,而不是147.33米。关于注册送68陶岔渠首从丹江口水库的引水水位,丹江口水库在死水位150米时,陶岔引水闸能满足一期工程设计流量350立方米/秒的过流要求。丹江口水库水位156米时,陶岔引水闸能满足一期工程加大流量420立方米/秒的过流要求;丹江口水库水位146.5米时,陶岔引水闸引水流量能满足135立方米/秒的要求;当库水位低于146.5米时,引水流量由过闸引流能力控制。设计已对南水北调注册送68工程渠首引水高程进行了充分论证,从而保证在水库低水位时保证相应的引水能力。

  关于南水北调注册送68工程的泥沙淤积问题

  网上还有人说:“泥沙沉积将很快毁掉南水北调工程。每年一百亿吨的水,携带0.01%的泥沙,就是100万吨,分布到1300公里的输水渠,每米长度的渠道可以分配到770公斤的泥沙。京石段第一次输水时,水流速度仅有每秒0.32米,现在更是慢到每秒0.20米。这样缓慢的水流,泥沙沉淀无可避免,工程因此被摧毁报废,是几年内无可避免的结果。”

  丹江口水库泥沙以悬移质为主,来源于汉江干流、堵河及丹江。1975年堵河黄龙滩水库建成后,拦截堵河来沙,使堵河输沙量大幅度减小,95%以上泥沙被拦在黄龙滩水库库内。汉江干流安康水库1990年正式建成,亦将大量拦截干流泥沙,白河站年平均悬移质输沙量由1952年至1990年的0.515亿吨/年,减少到1990年以后的0.099亿吨/年,因而丹江口入库泥沙大幅度减少。

  丹江口水库建成运行后,水库多年平均含沙量仅为0.03千克/立方米,大部分来沙截于丹江口水库以内,沉入水库死库容,出库泥沙更少。由于取水口在丹江口水库死水位以上,加之丹江口水库库容很大(相应于正常蓄水位170米时的库容达290.5亿立方米),根据注册送68工程水质中心常年监测,陶岔取水口水质浊度常年稳定在国家饮用水Ⅰ至Ⅱ类标准内。

  关于注册送68工程运行安全问题

  网上一些人说:“沙河渡槽的箱式槽是两箱并行,输水截面加起来195平方米,渡槽的跨距是30米。也就是说每一跨,光是算水的重量,就有5850吨,加上渡槽本身重量,有一万吨。那么一个每段达一万吨的渡槽,会不会压跨?谁敢打保票?我认为没有人能够保证其质量不出事。”“水中含有腐蚀性的无机盐分,在巨大重力压迫下,水泥是不抗拉的,必然开裂起缝,纯靠钢筋支持。而钢筋暴露在空气,水和无机盐中,日久腐蚀,无法耐久。”

  沙河渡槽是南水北调注册送68输水线上一座大型建筑物,从设计、施工和运行管理,整个建设过程均引起有关方面的高度重视。正式通水前,注册送68建管局委托中国水利水电科学院进行全面安全鉴定,结论是工程防洪、土建工程、金属结构与机电设计合理,各主要水工建筑物的施工质量合格。主要监测成果表明,各建筑物在施工期及充水过程中工作性态正常,沙河渡槽工程的工程安全和运行安全均满足要求。工程顺利通过了国务院南水北调办组织的正式通水验收。

  南水北调东注册送68一期工程通水后,原国务院南水北调办申拨专项资金进行了南水北调注册送68一期工程安全风险评估研究,其目的是全面系统地分析一期工程总干渠可能存在的工程风险、洪水风险、调度运行风险及突发公共安全事件等风险,对风险因子进行识别和梳理,提出消除、防范、规避、减免风险的工程与非工程措施建议,为制定应对各种事件工况的运行调度预案及风险处置管理措施、完善工程运行维护制度提供技术支撑。

  在相关部门严格监督下,在项目法人的规范化、标准化管理下,南水北调一期工程正处于安全、正常运行中。

(来源:中国南水北调 2019年4月15日)

 



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