南水北調東中線工程： 超級工程背后的創新密碼

姜永斌

“截至目前，南水北調東、中線一期工程累計調水近300億立方米，直接受益人口超過1.2億人，已由原規劃的受水區城市補充水源，轉變為多個重要城市生活用水的主力水源，同時為京津冀協同發展、雄安新區建設等國家重大戰略實施提供了可靠的水資源支撐。”2019年12月12日舉辦的國新辦新聞發布會上，水利部副部長蔣旭光如是說。

2014年12月12日，南水北調東、中線一期工程全面通水。作為世界上規模最大的調水工程，南水北調工程是緩解我國北方水資源嚴重短缺的重大基礎設施，也是重要的民生工程、生態工程、戰略工程。

隨著供水量逐年增加，被譽為“人間天河”的南水北調工程不僅優化了我國水資源配置格局，使受水區水資源短缺狀況得到明顯改善，更有力支撐了受水區和水源區經濟社會發展，促進生態文明建設。其發揮出的巨大經濟、社會和生態效益，充分證明中國共產黨集中統一領導的體制優勢和中國特色社會主義集中力量辦大事的制度優勢，“功在當代，利在千秋”。

千里通渠遠水來解近渴

“只有在穿越云層的高度，你才能看到綿延千里的渠道……”2019年12月初，短片《看見中線》火了。高空航拍視角下，南水北調中線藍色水脈的壯觀宏偉，令網友紛紛點贊。

“南水”為什么要“北調”？很多人知道是因為缺水，但不了解具體緣由。

“我國水資源短缺，且時空分布不均，南方水多、北方水少。”蔣旭光在新聞發布會上介紹工程建設初衷。資料顯示，我國人均水資源占有量為2109立方米，僅為世界人均占有量的28%。黃河、淮河、海河流域的人口、耕地、國內生產總值均超過全國的三分之一，而水資源量僅占全國總量的7%，人均占有量更是不足世界平均水平的十分之一，是水資源承載能力與經濟社會發展矛盾最為突出的地區。

新中國成立初期，毛澤東視察黃河時提出南水北調偉大構想。如今，跨越半個多世紀的夢想已經成真——從2002年12月開工建設到2014年12月東中線一期工程全面建成通水，長江之水源源不斷匯入黃淮海流域，在中國版圖上勾畫出南北調配、東西互濟的水網格局。

那么，“南水”是如何“北調”的？按照總體規劃，這項世紀工程分東、中、西三條線路，分別從長江下游、中游和上游向北方調水。東線一期工程從長江下游揚州江都抽引長江水北送，經過京杭大運河及其平行的輸水航道，最終向北可輸水到天津，向東可輸水到煙臺、威海。中線一期工程從漢水與其支流丹江交匯處的丹江口水庫引水，全程自流到河南、河北、北京、天津。西線工程的供水目標主要解決青海、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西等六省（自治區）缺水問題，具體方案仍在研究論證中。

橫跨湖北、河南兩省的丹江口水庫，如今已是亞洲庫容最大的人工淡水湖。其東岸的陶岔渠首樞紐工程，則是南水北調中線輸水總干渠的“水龍頭”、向北方送水的“總閥門”。據介紹，這里每天的調水量超過1400萬立方米，相當于一個西湖。

“南水”沿中線奔襲上千公里，流向南水北調唯一進京入口、位于北京市房山區大石窩鎮的惠南莊泵站。

3000平方米的泵站廠房內，8臺巨型水泵持續加壓。在這些藍色“心臟”的作用下，每天入京的水量約370萬立方米，有效補足了北京龐大的用水需求。

經過80公里的地下旅程，再沿西四環一路北上，“南水”便躍出地面來到團城湖調節池。在這里，“南水”將被統一調配，不僅能配送至各水廠，還能把富余的江水補充至密云水庫。

記者從發布會上獲悉，南水北調工程改變了廣大北方地區、黃淮河平原的供水格局，水資源配置得到優化。受水區40多座大中城市、260多個縣區因此受益。

在北京城區，73.3%的居民生活用水來自丹江口水庫，幾乎所有重要水源地皆有中線工程生態補水。北京市地下水位此前年均下降1米的局面不僅得到遏制，還回升了2.73米。

1億多人喝上甘甜“南水”

在千年古都北京，“上風上水”這個詞曾被不少人用來形容南北城的水質差異。過去，南城的水質給這里的居民添了不少麻煩。

住在豐臺區多年的趙飛艷女士一家對水質的變化有著切身感受。“原來的水堿特別多，燒完水以后壺底總是厚厚一層，不經常清理就得換壺了。”趙飛艷回憶說。

直到2014年底，她驚喜地發現，家里的水和原來不一樣了。“我們家現在的燒水壺用了好幾年了，水垢幾乎沒有，之前可不敢想！”

點點滴滴的變化，源于南水北調中線一期工程正式通水。5年間，超過52億立方米的長江水在精心呵護之下抵達北京。如今，南城90%的居民用的都是“南水”，不僅改變了北京水資源的“南北有別”，也極大緩解了北京市水資源緊張情況。

“供水水質關乎人民群眾的獲得感、幸福感和安全感。”蔣旭光說，中線干線輸水穩定達到或優于國家標準地表水Ⅱ類以上。

資料顯示，以北京為例，絕大部分“南水”會被引到北京的各個自來水廠用于日常供水，經過嚴苛的工藝和流程的凈化處理，最終流入居民家中。

趙飛艷所在的幸福家園小區跟郭公莊水廠僅有一條馬路之隔，這個水廠就是為迎接“南水”進京而建的。

北京市自來水集團副總經理趙順萍說，郭公莊水廠水質處理的工序有8道，除了常規的沉淀、過濾外，還采用了臭氧、活性炭、超濾膜、紫外線消毒等國際先進的深度處理工藝。其中，紫外線消毒工藝在國內規模最大。

為及時掌握南水水質，集團與市水務局建立了南水水質共享機制，并在南水高藻期間，加密水質監測頻率，及時調整水廠運行工藝。同時，集團應用物聯網技術，加強水質在線監測體系的建設，在水源地、水廠每一個工藝處理單元安裝水質在線監測儀500多臺;在供水管網原有370個終端水質檢測點的基礎上，又建設100余處管網水質在線監測點，基本實現了從源頭到管網用戶終端全過程的水質在線實時監測，形成了更加完善、科學的水質安全保障體系。

“南城地區自來水硬度由以前的380毫克/升，降為130毫克/升，降低了三分之二，老百姓直接的感受就是水堿少了，水變甜了。”趙順萍介紹，集團正在建設亦莊水廠、石景山水廠、大興國際機場水廠，未來，北京市還會有更多的居民使用南水。

水利部規劃計劃司司長石春先也認為，南水北調能不能成功，關鍵看治污。“東、中線在工程建設時，都提出了一些相應的治污措施，并劃定了一級水源保護區和二級水源保護區。”實踐證明，這些舉措確保了水質始終滿足要求，而且越來越好。僅河北黑龍港區域，就有500多萬人告別了長期飲用高氟水、苦咸水的歷史。

技術創新護航清水北流

穿山越嶺、架橋過河，沿著現代中原文明、燕趙文明的腹地流淌，全長1432公里的南水北調中線一期工程，跨越長江、淮河、黃河、海河四大流域，創造了多個中國之最、世界之最。

水利部南水北調工程管理司司長李鵬程在新聞發布會現場講解了兩種跨越河流的立體交叉方式，水上用渡槽，水下用穿河隧道。“中線囊括了目前世界各種各樣的渡槽方式，共幾十座，可以說是‘渡槽博物館。”李鵬程說。

渡槽俗稱“過水橋”，是專為跨越河流而設計建造的架空水槽。中線沿途的渡槽包括國內最長輸水渡槽沙河渡槽，世界最大U型渡槽湍河渡槽。為了穿越黃河，還修建了國內直徑最大輸水隧洞——中線穿黃工程，成洞內徑為7米，最大埋深35米。

眼下正值冬季，南水北調干渠會不會結冰，會影響輸水嗎？

“冬季輸水因為天氣寒冷，總干渠結冰很正常，關鍵是采取有效措施，防止控制閘門受到冰凍影響，保障冰期輸水的安全調度和運行平穩。”中線干線工程建設管理局有關負責人表示。

據介紹，為了應對極寒天氣，他們采取了一系列舉措：制定冰期輸水調度方案，保持總干渠高水位運行，一旦形成冰蓋，實施小流量輸水;加強對水溫、流速和流量的觀測，加強工程巡查巡視;在全線增加28條攔冰索、攔冰桶，在重要的控制閘前安裝擾冰裝置，并增加應急搶險車等。

此外，與中線利用地勢落差調水不同，東線從長江下游的揚州起，自南至北地勢逐漸升高，直至地勢最高的東平湖，有40米以上的落差。那么，東線工程是如何讓“水往高處流”的呢？

秘密就在于東線工程建立的13個梯級泵站、34座泵站，這也是世界上最大的泵站群工程。這些泵站集群協同提水，一級一級躍升，把低處的水逐步提到高處。根據地形和揚水高度要求不同，泵站的設計也有不同，但每一個泵站都由進水池、泵房、出水池三部分組成，水從進水池進入，泵房提水后經由出水池送出。

一流的工程，必須有一流的信息化管理手段相適應。南水北調中線干線工程建設管理局為此實施了中線時空信息服務平臺，工程防洪信息管理系統、中線天氣APP等一批信息化項目投入運行。目前已完成航空遙感探測技術、北斗自動化變形監測系統、水下機器人探測技術等項目的研發或試點工作，將積極運用大數據、云技術、物聯網等技術手段，提升工程現代化管理水平。

幾年來，工程智慧化管理水平不斷提升。中線工程通過水情數據自動監測與預警，全部閘站遠程控制，實現輸水調度自動化;依托視頻、智能安防系統，無死角安全監控，實現安全管理立體化;構建起標準制度體系，實現了運行管理規范化。

“這么短的時間內建成如此大規模、涉及面如此之廣的工程，是世界上其他國家不可能做到的。”中國工程院院士、中國水科院水資源所名譽所長王浩評價說。

沿途生態重現勃勃生機

位于河北滹沱河畔的冀之光廣場附近，流水潺潺、波光粼粼，寬闊水面中叢生的蘆葦隨著清風搖曳，不時有水鳥飛過，岸邊垂釣的老人怡然自得。滹沱河是石家莊的母親河，曾干涸了幾十年，如今重現生機，正是南水北調工程生態補水的一個縮影。

南水北調工程是重要的民生工程，同時也是生態工程。在完成正常供水任務的前提下，它也在悄無聲息地改變著沿線的生態環境。

素有燕山明珠之稱的密云水庫，是北京居民重要的水源地。在密云水庫工作了20年的王榮臣，對“南水”進京后水庫的新變化感到欣喜：“在2014年以前，密云水庫處于低水位運行，水面可以看到十幾個島嶼。而現在，水庫只能看到兩三個島嶼，其余都淹沒在水面以下了。”

水資源總量的增加，不僅改變了首都水源保障格局和供水格局，也使寶貴的水資源得到涵養恢復。在過去的5年里，南水北調反向輸水密云水庫4.5億立方米，再加上水庫上游的補水，使得水面面積增大、水位抬升，并吸引了越來越多的鳥類和野生動物來這里棲息。

河北省正定縣曲陽橋鄉周家莊，曾是歷史上遠近聞名的魚米之鄉。村子緊臨周漢河，水源充足，蘆葦成片，泉眼遍布，當地的水稻曾是清朝“貢米”。

但到了上世紀末，由于地下水位持續下降，村中的泉眼不再冒水，鄉親們也因為耕地零散、澆地成本高而無法繼續種地。

2014年底，當“南水”流過周家莊這片土地，一切發生了改變。5年來，這里經歷了20多次生態補水，補水量5.1億立方米，地下水也回升到34.51米。

蔣旭光說，作為國家跨流域、跨省區的重大水利基礎設施，南水北調將為長江經濟帶、黃河流域生態保護和高質量發展等作出積極貢獻。

飲水思源。水源地群眾為南水北調作出了巨大的犧牲和奉獻，受水地則積極開展對口協作工作，幫扶發展生態型特色產業，用實際行動反哺水源地，守護綠水青山。

2019年11月28日上午，南水北調東線一期工程北延應急供水工程在山東臨清開工。該工程實施后可增加向京津冀地區供水能力4.9億立方米，緩解華北地區地下水超采狀況并促進沿線重要河湖濕地生態修復和改善。

像這樣的南水北調后續工程，水利部正在抓緊推進。石春先透露，今年年底前，水利部將完成東線二期工程規劃、引江補漢工程規劃和中線干線調蓄水庫布局方案;明年年底前，要完成上述工程的可行性研究報告，爭取干線調蓄水庫等工程局部段或局部工程盡早開工建設。