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南水北調——一項偉大的民生工程生態工程

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    南水北調工程是實現我國水資源優化配置、促進經濟社會可持續發展、保障和改善民生的重大戰略性基礎設施。東、中線一期工程正式通水以來的運行實踐證明,工程運行安全平穩,輸水水質全面達標,在保障受水區居民生活用水、修復改善生態環境、促進庫區和沿線治污環保、應急抗旱排澇等方面,均已取得實實在在的社會、經濟、生態綜合效益。工程沿線受益人口超過一億,工程基礎性、戰略性地位與作用日益顯現。


  2014年,署名馬可安的人在美國物理學博士網上發表題為《南水北調通水即失敗》《南水北調工程已然完全失敗》兩篇文章。其后上述文章每年翻新發表一次,雖然文章題目先后改為:“知識分子失聲與南水北調工程失敗”“南水北調工程為啥不見慶功”等,署名作者名字也不同,但內容幾乎都是馬文的翻版。作為南水北調一期工程建設的實際參與者,有必要將南水北調工程建設的真實情況告訴大家,并對網絡上一些人文章中的錯誤觀點進行回應。


  南水北調工程正式開工前經過了長達50年的研究論證,決策嚴謹、科學、民主。


  首先提出南水北調工程設想的是毛澤東主席。1952年10月30日,他在視察黃河時向陪同考察的人員說:“南方水多,北方水少,如有可能,借點水來也是可以的。”毛澤東主席一生對于江河治理和水利工程做出過許多氣勢宏偉的批示,如“一定要根治海河”“一定要把淮河修好”“為廣大人民的利益,爭取荊江分洪工程的勝利”和“要把黃河的事情辦好”等,但對于南水北調這一設想,卻很嚴謹地說“如有可能”和“借點水來”。


  根據我國資源分布實際情況,從50年代開始,國家有關部門組織各方面專家對南水北調進行了近50年的勘察、調研和可行性研究,在科學論證的基礎上民主決策。論證階段包括1952至1961年的南水北調探索階段、1972至1979年以東線為重點的規劃階段、1980至1994年東中西線規劃階段和1995至2002年全面論證及總體規劃階段。1995年國務院71次總理辦公會指出,“南水北調是跨世紀的工程,要慎重研究,充分論證,科學決策。”2002年8月,國務院137次總理辦公會審議并通過《南水北調工程總體規劃》,重點調整增加了節水治污、環境保護、工程分期、水價分析、建管體制等要求。


  《南水北調工程總體規劃》是一項巨大而復雜的系統工程,采取跨部門、跨地區、跨學科聯合協作編制,其內容涉及計劃、財政、水利、農業、國土、物價、建設、環保等專業和部門,參與工作工程技術人員多達2000余人。總體規劃成果包含1項總報告、4項分報告、12項附件、45項專題,可以說是凝聚了新中國上上下下幾代人的心血和智慧。2002年12月27日,南水北調工程正式開工,標志著南水北調這一跨世紀的構想開始變為現實。


  網上有人說:“南水北調是個典型的先拍腦袋決策上馬,再請專家論證其可行性的顛倒過來的決策過程,犯錯誤是必然的。”完全忽視了幾十年來的研究論證過程,是個別人的惡意中傷。


  南水北調工程既是民生工程,也是一項偉大的生態環境工程


  眾所周知,始于春秋、形成于隋代、發展于唐宋、完善于元明清的京杭大運河是中華民族的寶貴歷史文化遺產。大運河北起北京,南到杭州,途經京津兩市及河北、山東、江蘇、浙江四省,貫通海河、黃河、淮河、長江、錢塘江五大水系,全長約1794公里。大運河的開通,改變了中國不同地理環境的區域聯系,形成了一個南北方位的水網,直接帶動了運河沿岸經濟的發展和城市的崛起。京杭大運河系人工開挖,雖然是對原有自然環境做出改變,但是經過漫長的歷史演變,改變的自然環境逐漸形成一種獨特的、相對穩定的、有著廣泛影響的半自然的生態系統。


  南水北調東線充分利用了京杭運河及淮河、海河流域現有河道和建筑物,黃河以南沿線利用洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖4個湖泊進行調蓄,湖泊與湖泊之間的水位差都在10米左右,形成4大段輸水工程。各湖之間設3級提水泵站,南四湖上、下級湖之間設1級泵站,從長江至東平湖共設13個抽水梯級,地面高差40米,泵站總揚程65米,過黃河后全線自流輸水。南水北調東線工程對江蘇、山東省內原有運河河道和湖泊進行了擴寬、疏浚,通過新建船閘擴大了原有的運河航運能力。同時開展環保治污,有力地促進了運河沿線生態環境建設。截至目前,東線治污規劃確定的426個治污項目已全部建成運行,沿輸水干線排污口已全部關閉,江蘇山東兩省在規劃外增加了京杭運河垃圾污水處理等治污項目,自2012年底以來,36個水質考核斷面持續實現全達標。污染得到控制,水質逐步改善。據環保部門監測,東線工程輸水干線水質達標。輸水沿線水質情況總體滿足通水需要。


  南水北調中線一期工程全長1432公里,從長江支流漢江丹江口水庫陶岔渠首引水,沿線開挖渠道,經唐白河流域西部,過長江流域與淮河流域的分水嶺方城婭口,沿黃淮海平原西部邊緣,在鄭州以西孤柏咀處穿過黃河,沿京廣鐵路西側北上,基本自流到北京、天津。整個輸水線路從丹江口水庫引水北上,利用伏牛山和桐柏山間的方城埡口是工程布局的一大亮點。方城埡口位于方城縣東北部,埡口地勢平坦,兩側地面高程達200米以上,埡口處僅為145米,被形象地比喻為南陽盆地“水盆”邊沿上的天然“缺口”,正是這種獨特的地形,才使南水北調中線工程順利“流出”南陽盆地,從長江流域進入淮河流域,實現全程碧水自流到京津。中線工程沒有在高山中開挖大隧洞,保存了原有的山、水、林、田布局。可以說“方城埡口”就是南水北調中線自流輸水線上的“魚嘴”,中線布局充分地利用了南陽盆地周圍難得的“魚嘴”地形,順勢建渠,工程布置和地理環境達到了高度的統一,形成了渾然一體的工程體系。


  南水北調工程科學合理確定調水規模和調水布局,在保證調水區可持續發展的基礎上,高度重視調水區的生態建設與環境保護。這樣的工程既是實現我國水資源優化配置、促進經濟社會可持續發展、保障和改善民生的重大戰略性基礎設施,也是一項偉大的生態環境工程。
  

   南水北調東線一期工程自2013年底正式通水運行以來,運行平穩、生態環境效益顯著


  南水北調東線一期工程的供水目標主要是補充蘇北、魯南、魯北、膠東半島及安徽省部分地區的城市生活、工業和環境用水,兼顧農業、航運和其他用水。水量調配原則規定,供水區各種水源的利用次序依次是當地水、淮河水和江水。根據黃河以北和山東半島輸水河道的防洪除澇要求,東線一期工程向膠東和魯北的輸水時間為10月至翌年5月。東線一期北調水量多年平均比現狀增抽江水39億立方米,向山東多年平均供水量為13.5億立方米。


  東線一期工程自2013年底通水以來,江蘇段5年內完成19次調水任務,向山東調水量從2013年的0.8億立方米逐步增加至2018年10.88億立方米。截至2018年12月,累計向山東調水相當于2600多個大明湖水量。其中2013至2014年度完成臺兒莊泵站調水量0.79億立方米;2014年至2015年度完成臺兒莊泵站的調水量為3.27億立方米;2015至2016年度完成臺兒莊泵站的調水量為6.02億立方米;2016至2017年度完成臺兒莊泵站調水量8.89億立方米;2017至2018年度完成臺兒莊泵站調水量為10.88億立方米。


  隨著山東省配套工程建設日趨完善,東線工程運行平穩、供水量逐年穩定增長。2014年7月14日南四湖水位降至低于最低生態水位0.24米(最低生態水位31.05米),湖區水面較興利水位時水面縮減60%以上,藺家壩泵站于2014年8月5日啟動機組向南四湖下級湖應急調水0.81億立方米,順利完成應急調水任務。2017年膠東地區大旱半島嚴重缺水,南水北調東線及時調水,確保了青島、煙臺等用水需求,維持了濟南泉水繼續噴涌。


  東線調水成敗在于治污,15年前人們質疑條條“醬油河湖”能否變清?15年后,人們肯定東線成了流域治理的范例,2003年至2013年,COD平均濃度下降85%以上,氨氮平均濃度下降92%,水質達標率從3%到100%。水清了,岸綠了,南水北調東線一期工程有力地促進了沿線各地經濟發展和生態保護邁向雙贏。


  南水北調中線工程正成為沿線受水區城市的主要保障性水源,并正在發揮重要的生態環境效益


  中線工程的供水目標主要是城市的生活和工業用水,兼顧農業和生態用水。在充分考慮節水、治污和挖潛基礎上,本著適度偏緊精神,合理配置受水區用水,根據漢江來水條件,實施多水多調、少水少調。也就是說,中線一期工程多年平均調水95億立方米,這是基于丹江口水庫多年平均入庫徑流量和受水區設計水平年需水過程得出的,并不意味每年都應調水95億立方米。


  自2014年底正常通水以來,截至2019年3月20日,中線已累計入渠水205億立方米,分水量192.66億立方米。其中北京44.04億立方米,天津36.82億立方米,河北42.38億立方米,河南69.42億立方米。2014年至2015年度,輸水20.20億立方米;2015年至2016年度,輸水38.43億立方米;2016年至2017年度,輸水48.48億立方米;2017年至2018年度,輸水74.50億立方米;2018年至2019年3月19日,已輸水24.10億立方米。隨著配套工程完善,年度輸水量在逐年增加。其中2018年入渠最大輸水流量已達到352.13立方米/秒,略超設計輸水流量,說明南水北調中線一期工程在正式通水四年后已驗證了設計輸水能力。據了解,美國加州北水南調工程主干線長約1060公里,1973年竣工,1990年達到設計輸水能力,年調水量近50億立方米。


  中線工程供水水質優良,已達到國家飲用水Ⅰ至Ⅱ類水質要求。北京按照“喝、存、補”的用水原則,用于自來水廠供水、存入密云等大中型水庫和回補應急水源地。包括向密云、十三陵、懷柔等地表水庫引水。全市人均水資源量由原來100立方米提升到150立方米,城區自來水日供水量近七成來自南水。供水范圍基本覆蓋中心城區和大興、門頭溝、昌平和通州部分地區,自來水硬度由原來的380毫克/升降至130毫克/升。天津市2016至2017年度受水10.29億立方米,水質24項指標全年在地表水Ⅱ類以上,全市14個行政區、910多萬居民受益。石家莊市南水占供水比例73%,南水已成居民主力水源。河北省黑龍港地區1300萬人長期飲用高氟水、苦咸水現狀有望徹底改變。


  中線一期工程通水有效地緩解了受水區地下水超采局面,使地區水生態惡化的趨勢得到遏制,并逐步恢復和改善生態環境。此外,2017、2018連續兩年,中線工程通過優化調度,利用汛期棄水累計向河北、河南、天津等地補水11.6億立方米,生態環境效益十分顯著。2018年9月起向河北省滹沱河、滏陽河、南拒馬河試點生態補水4.7億立方米,補水水流均已到達河流終點,形成水面40平方公里,滹沱河時隔20年重現大面積水面,滏陽河、南拒馬河重現生機。


  南水北調東中線工程實施最嚴格的工程建設招標管理和質量管理


  南水北調工程招投標監督管理中有幾項措施是其他工程少有的。其一是由國務院南水北調辦統一建立了中東線工程評標專家庫,庫內包含南水北調工程建設所需專業人員,六省二市所有南水北調一期工程招標項目均在招標前從南水北調辦專家庫隨機抽取專家名單。二是對業主的招標投標監督管理、招標工作程序、分標方案核準、招標公告發布、評標專家培訓、評標結果公示等進行全過程監督。三是對施工建設主體實施季度、年度信用評價,評價結果實施網絡公示。該辦法在“東線要通水、中線要收尾”的決戰階段對推動南水北調工程信用與獎懲建設發揮了重要作用,同時為招標投標活動的開展提供了強大的助力。四是與最高人民檢察院聯合發布了《最高人民檢察院國務院南水北調辦關于在南水北調工程建設中共同做好專項懲治和預防職務犯罪工作的通知》,明確了對投標人行賄犯罪查詢條件、方式及內容,建立健全了南水北調工程懲治和預防行賄犯罪工作機制,防止行賄犯罪的發生。


  南水北調一期工程實施嚴格的質量管理。建設期初,采用的質量監管措施主要包括監督、稽查和巡查等,對保證工程質量起到了一定的作用。2011年以來,南水北調工程建設進入高峰期、關鍵期后,建設工期緊、任務重、技術難度大,工程質量風險進一步加大。國務院南水北調辦采取了新的質量監管措施,以適應高壓質量監管的需要,包括質量問題的集中整治、質量問題有獎舉報、質量飛行檢驗、關鍵工序考核、站點監督、專項稽查、質量問題會商、信用管理等,形成了南水北調工程“查、認、改、罰”的質量監管措施體系。為增強參建單位和人員的質量意識,國務院南水北調辦通過不斷強化領導飛檢、派駐監管、特派監管、掛牌督辦、“311”監理專項整治行動、再加高壓“167”亮劍行動、充水前質量問題排查行動、中線穿黃工程質量監管專項行動、天津暗涵工程質量監管專項行動、中線工程通水前質量監管聯合行動和五部聯席會議等20多項監管措施,開展質量全面排查、專項檢查和集中整治,保持對參建方的質量高壓態勢,形成了良好的質量氛圍。國務院南水北調辦在緊盯問題整改的同時,根據質量問題性質實施嚴格責任追究,采取通報批評、留用察看、解除合同、清退出場等方式從重處理,促使各參建單位增強質量責任意識。這些質量監管工作增強了全系統質量意識、規范了各方的質量行為,為保證工程建設質量奠定了堅實基礎。


  自南水北調東中線一期工程通水運行以來,工程建設質量經受了汛期運行、冰期輸水等考驗,機電設備運轉正常、調度協調通暢、工程運行安全平穩,效益顯著。


  關于中線工程規模、渠道輸水能力問題


  南水北調工程總體規劃確定受水區范圍并選擇丹江口水庫作為最合適的水源后,設計將水源區、受水區作為一個整體進行一系列的來水過程和用水過程配置,通過北調水和當地水的聯合調度,對70個供水片區和1956至1997年42年長系列逐旬調度計算,考慮不同地區渠道滲漏和蒸發損失,得出了滿足用水部門供水保證率的取水口和各分水口的流量過程,南水北調工程輸水建筑物和輸水渠道的工程規模則根據最大輸水流量來決定。


  中線一期工程與多年平均調水量為95億立方米相對應的陶岔渠首閘設計引水流量為350立方米/秒,加大引水流量為420立方米/秒。各渠段設計特征參數,如過水流量、渠道縱坡、底寬、邊坡和水深等,則根據各段用水高峰期的最大輸水流量并考慮輸水損失確定。所以南水北調中線工程規模和渠道輸水能力均滿足向北方供水多年平均95億立方米的要求。


  網上有說法一:曼寧公式是用于恒定流假定下進行渠道參數設計的水力學公式,這個曼寧系數,實際是曼寧公式中的糙率系數,他們臆斷南水北調中線總干渠取用0.013,且由于施工質量差,“工程建成通水的第一天,糙率就會顯著高于0.013的設計要求”,導致低輸水流速,“僅僅幾年工程效益已經幾近報廢。”實際上南水北調工程并不存在他們所說的情況,一是中線工程所有輸水渠道混凝土襯砌施工采用先進的機械滑模工法,混凝土表面平整度遠高于人工混凝土模面;二是考慮到各種影響因素,包括長時間輸水后混凝土面的粗糙度增加,南水北調工程設計中曼寧公式中的糙率取值為0.015,已留有足夠的余度。


  網上有說法二:“南水北調中線京石段的四次輸水遠未達到設計要求。第四次通水平均流量為每秒11.2立方米,水流速度僅有每秒0.19米,極端緩慢。第一次輸水,按照楊開林、汪易森的論文中實測數據,流量為每秒19立方米,水速約每秒0.32米。相比之下,第四次輸水的水速、流量和第一次比都要低很多,僅僅幾年,工程效益已經幾近報廢。”他們引用了楊、汪的論文中實測數據,但未了解這些實測數據的背景,楊、汪的確曾發表過題目為《南水北調中線工程渠道糙率的系統辨識》等數篇論文,但這些文章發表在2011年,文中數據為河北四座小型水庫向北京應急供水時的實測資料,當時北京市只有一、兩座自來水廠能直接接受河北四庫的來水,必須采取限制流速的小流量供水,不代表中線工程通水后的總干渠流速。


  網上有說法三:“施工完成時,水源地丹江口水庫的水位僅有140米,離渠首147.33米的渠底還差好幾米呢,連一滴水也流不進取水渠里,如何調水。”“在枯水季節水庫水位夠不著取水渠底部,無水可調,只有在豐水季節,水庫水位足夠高,才有水可調,一年有那么兩個月可以調水。”這里的幾個數字均有錯誤,渠首閘底板頂高程應為140米,與下游渠道相接,而不是147.33米。關于中線陶岔渠首從丹江口水庫的引水水位,丹江口水庫在死水位150米時,陶岔引水閘能滿足一期工程設計流量350立方米/秒的過流要求。丹江口水庫水位156米時,陶岔引水閘能滿足一期工程加大流量420立方米/秒的過流要求;丹江口水庫水位146.5米時,陶岔引水閘引水流量能滿足135立方米/秒的要求;當庫水位低于146.5米時,引水流量由過閘引流能力控制。設計已對南水北調中線工程渠首引水高程進行了充分論證,從而保證在水庫低水位時保證相應的引水能力。


  關于南水北調中線工程的泥沙淤積問題


  網上還有人說:“泥沙沉積將很快毀掉南水北調工程。每年一百億噸的水,攜帶0.01%的泥沙,就是100萬噸,分布到1300公里的輸水渠,每米長度的渠道可以分配到770公斤的泥沙。京石段第一次輸水時,水流速度僅有每秒0.32米,現在更是慢到每秒0.20米。這樣緩慢的水流,泥沙沉淀無可避免,工程因此被摧毀報廢,是幾年內無可避免的結果。”


  丹江口水庫泥沙以懸移質為主,來源于漢江干流、堵河及丹江。1975年堵河黃龍灘水庫建成后,攔截堵河來沙,使堵河輸沙量大幅度減小,95%以上泥沙被攔在黃龍灘水庫庫內。漢江干流安康水庫1990年正式建成,亦將大量攔截干流泥沙,白河站年平均懸移質輸沙量由1952年至1990年的0.515億噸/年,減少到1990年以后的0.099億噸/年,因而丹江口入庫泥沙大幅度減少。


  丹江口水庫建成運行后,水庫多年平均含沙量僅為0.03千克/立方米,大部分來沙截于丹江口水庫以內,沉入水庫死庫容,出庫泥沙更少。由于取水口在丹江口水庫死水位以上,加之丹江口水庫庫容很大(相應于正常蓄水位170米時的庫容達290.5億立方米),根據中線工程水質中心常年監測,陶岔取水口水質濁度常年穩定在國家飲用水Ⅰ至Ⅱ類標準內。


  關于中線工程運行安全問題


  網上一些人說:“沙河渡槽的箱式槽是兩箱并行,輸水截面加起來195平方米,渡槽的跨距是30米。也就是說每一跨,光是算水的重量,就有5850噸,加上渡槽本身重量,有一萬噸。那么一個每段達一萬噸的渡槽,會不會壓跨?誰敢打保票?我認為沒有人能夠保證其質量不出事。”“水中含有腐蝕性的無機鹽分,在巨大重力壓迫下,水泥是不抗拉的,必然開裂起縫,純靠鋼筋支持。而鋼筋暴露在空氣,水和無機鹽中,日久腐蝕,無法耐久。”


  沙河渡槽是南水北調中線輸水線上一座大型建筑物,從設計、施工和運行管理,整個建設過程均引起有關方面的高度重視。正式通水前,中線建管局委托中國水利水電科學院進行全面安全鑒定,結論是工程防洪、土建工程、金屬結構與機電設計合理,各主要水工建筑物的施工質量合格。主要監測成果表明,各建筑物在施工期及充水過程中工作性態正常,沙河渡槽工程的工程安全和運行安全均滿足要求。工程順利通過了國務院南水北調辦組織的正式通水驗收。


  南水北調東中線一期工程通水后,原國務院南水北調辦申撥專項資金進行了南水北調中線一期工程安全風險評估研究,其目的是全面系統地分析一期工程總干渠可能存在的工程風險、洪水風險、調度運行風險及突發公共安全事件等風險,對風險因子進行識別和梳理,提出消除、防范、規避、減免風險的工程與非工程措施建議,為制定應對各種事件工況的運行調度預案及風險處置管理措施、完善工程運行維護制度提供技術支撐。


  在相關部門嚴格監督下,在項目法人的規范化、標準化管理下,南水北調一期工程正處于安全、正常運行中。

 

(來源:中國南水北調 2019年4月15日)

2019年4月19日 16:37
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