南水北调东中线工程： 超级工程背后的创新密码

姜永斌

“截至目前，南水北调东、中线一期工程累计调水近300亿立方米，直接受益人口超过1.2亿人，已由原规划的受水区城市补充水源，转变为多个重要城市生活用水的主力水源，同时为京津冀协同发展、雄安新区建设等国家重大战略实施提供了可靠的水资源支撑。”2019年12月12日举办的国新办新闻发布会上，水利部副部长蒋旭光如是说。

2014年12月12日，南水北调东、中线一期工程全面通水。作为世界上规模最大的调水工程，南水北调工程是缓解我国北方水资源严重短缺的重大基础设施，也是重要的民生工程、生态工程、战略工程。

随着供水量逐年增加，被誉为“人间天河”的南水北调工程不仅优化了我国水资源配置格局，使受水区水资源短缺状况得到明显改善，更有力支撑了受水区和水源区经济社会发展，促进生态文明建设。其发挥出的巨大经济、社会和生态效益，充分证明中国共产党集中统一领导的体制优势和中国特色社会主义集中力量办大事的制度优势，“功在当代，利在千秋”。

千里通渠远水来解近渴

“只有在穿越云层的高度，你才能看到绵延千里的渠道……”2019年12月初，短片《看见中线》火了。高空航拍视角下，南水北调中线蓝色水脉的壮观宏伟，令网友纷纷点赞。

“南水”为什么要“北调”？很多人知道是因为缺水，但不了解具体缘由。

“我国水资源短缺，且时空分布不均，南方水多、北方水少。”蒋旭光在新闻发布会上介绍工程建设初衷。资料显示，我国人均水资源占有量为2109立方米，仅为世界人均占有量的28%。黄河、淮河、海河流域的人口、耕地、国内生产总值均超过全国的三分之一，而水资源量仅占全国总量的7%，人均占有量更是不足世界平均水平的十分之一，是水资源承载能力与经济社会发展矛盾最为突出的地区。

新中国成立初期，毛泽东视察黄河时提出南水北调伟大构想。如今，跨越半个多世纪的梦想已经成真——从2002年12月开工建设到2014年12月东中线一期工程全面建成通水，长江之水源源不断汇入黄淮海流域，在中国版图上勾画出南北调配、东西互济的水网格局。

那么，“南水”是如何“北调”的？按照总体规划，这项世纪工程分东、中、西三条线路，分别从长江下游、中游和上游向北方调水。东线一期工程从长江下游扬州江都抽引长江水北送，经过京杭大运河及其平行的输水航道，最终向北可输水到天津，向东可输水到烟台、威海。中线一期工程从汉水与其支流丹江交汇处的丹江口水库引水，全程自流到河南、河北、北京、天津。西线工程的供水目标主要解决青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等六省（自治区）缺水问题，具体方案仍在研究论证中。

横跨湖北、河南两省的丹江口水库，如今已是亚洲库容最大的人工淡水湖。其东岸的陶岔渠首枢纽工程，则是南水北调中线输水总干渠的“水龙头”、向北方送水的“总阀门”。据介绍，这里每天的调水量超过1400万立方米，相当于一个西湖。

“南水”沿中线奔袭上千公里，流向南水北调唯一进京入口、位于北京市房山区大石窝镇的惠南庄泵站。

3000平方米的泵站厂房内，8台巨型水泵持续加压。在这些蓝色“心脏”的作用下，每天入京的水量约370万立方米，有效补足了北京庞大的用水需求。

经过80公里的地下旅程，再沿西四环一路北上，“南水”便跃出地面来到团城湖调节池。在这里，“南水”将被统一调配，不仅能配送至各水厂，还能把富余的江水补充至密云水库。

记者从发布会上获悉，南水北调工程改变了广大北方地区、黄淮河平原的供水格局，水资源配置得到优化。受水区40多座大中城市、260多个县区因此受益。

在北京城区，73.3%的居民生活用水来自丹江口水库，几乎所有重要水源地皆有中线工程生态补水。北京市地下水位此前年均下降1米的局面不仅得到遏制，还回升了2.73米。

1亿多人喝上甘甜“南水”

在千年古都北京，“上风上水”这个词曾被不少人用来形容南北城的水质差异。过去，南城的水质给这里的居民添了不少麻烦。

住在丰台区多年的赵飞艳女士一家对水质的变化有着切身感受。“原来的水碱特别多，烧完水以后壶底总是厚厚一层，不经常清理就得换壶了。”赵飞艳回忆说。

直到2014年底，她惊喜地发现，家里的水和原来不一样了。“我们家现在的烧水壶用了好几年了，水垢几乎没有，之前可不敢想！”

点点滴滴的变化，源于南水北调中线一期工程正式通水。5年间，超过52亿立方米的长江水在精心呵护之下抵达北京。如今，南城90%的居民用的都是“南水”，不仅改变了北京水资源的“南北有别”，也极大缓解了北京市水资源紧张情况。

“供水水質关乎人民群众的获得感、幸福感和安全感。”蒋旭光说，中线干线输水稳定达到或优于国家标准地表水Ⅱ类以上。

资料显示，以北京为例，绝大部分“南水”会被引到北京的各个自来水厂用于日常供水，经过严苛的工艺和流程的净化处理，最终流入居民家中。

赵飞艳所在的幸福家园小区跟郭公庄水厂仅有一条马路之隔，这个水厂就是为迎接“南水”进京而建的。

北京市自来水集团副总经理赵顺萍说，郭公庄水厂水质处理的工序有8道，除了常规的沉淀、过滤外，还采用了臭氧、活性炭、超滤膜、紫外线消毒等国际先进的深度处理工艺。其中，紫外线消毒工艺在国内规模最大。

为及时掌握南水水质，集团与市水务局建立了南水水质共享机制，并在南水高藻期间，加密水质监测频率，及时调整水厂运行工艺。同时，集团应用物联网技术，加强水质在线监测体系的建设，在水源地、水厂每一个工艺处理单元安装水质在线监测仪500多台;在供水管网原有370个终端水质检测点的基础上，又建设100余处管网水质在线监测点，基本实现了从源头到管网用户终端全过程的水质在线实时监测，形成了更加完善、科学的水质安全保障体系。

“南城地区自来水硬度由以前的380毫克/升，降为130毫克/升，降低了三分之二，老百姓直接的感受就是水碱少了，水变甜了。”赵顺萍介绍，集团正在建设亦庄水厂、石景山水厂、大兴国际机场水厂，未来，北京市还会有更多的居民使用南水。

水利部规划计划司司长石春先也认为，南水北调能不能成功，关键看治污。“东、中线在工程建设时，都提出了一些相应的治污措施，并划定了一级水源保护区和二级水源保护区。”实践证明，这些举措确保了水质始终满足要求，而且越来越好。仅河北黑龙港区域，就有500多万人告别了长期饮用高氟水、苦咸水的历史。

技术创新护航清水北流

穿山越岭、架桥过河，沿着现代中原文明、燕赵文明的腹地流淌，全长1432公里的南水北调中线一期工程，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，创造了多个中国之最、世界之最。

水利部南水北调工程管理司司長李鹏程在新闻发布会现场讲解了两种跨越河流的立体交叉方式，水上用渡槽，水下用穿河隧道。“中线囊括了目前世界各种各样的渡槽方式，共几十座，可以说是‘渡槽博物馆。”李鹏程说。

渡槽俗称“过水桥”，是专为跨越河流而设计建造的架空水槽。中线沿途的渡槽包括国内最长输水渡槽沙河渡槽，世界最大U型渡槽湍河渡槽。为了穿越黄河，还修建了国内直径最大输水隧洞——中线穿黄工程，成洞内径为7米，最大埋深35米。

眼下正值冬季，南水北调干渠会不会结冰，会影响输水吗？

“冬季输水因为天气寒冷，总干渠结冰很正常，关键是采取有效措施，防止控制闸门受到冰冻影响，保障冰期输水的安全调度和运行平稳。”中线干线工程建设管理局有关负责人表示。

据介绍，为了应对极寒天气，他们采取了一系列举措：制定冰期输水调度方案，保持总干渠高水位运行，一旦形成冰盖，实施小流量输水;加强对水温、流速和流量的观测，加强工程巡查巡视;在全线增加28条拦冰索、拦冰桶，在重要的控制闸前安装扰冰装置，并增加应急抢险车等。

此外，与中线利用地势落差调水不同，东线从长江下游的扬州起，自南至北地势逐渐升高，直至地势最高的东平湖，有40米以上的落差。那么，东线工程是如何让“水往高处流”的呢？

秘密就在于东线工程建立的13个梯级泵站、34座泵站，这也是世界上最大的泵站群工程。这些泵站集群协同提水，一级一级跃升，把低处的水逐步提到高处。根据地形和扬水高度要求不同，泵站的设计也有不同，但每一个泵站都由进水池、泵房、出水池三部分组成，水从进水池进入，泵房提水后经由出水池送出。

一流的工程，必须有一流的信息化管理手段相适应。南水北调中线干线工程建设管理局为此实施了中线时空信息服务平台，工程防洪信息管理系统、中线天气APP等一批信息化项目投入运行。目前已完成航空遥感探测技术、北斗自动化变形监测系统、水下机器人探测技术等项目的研发或试点工作，将积极运用大数据、云技术、物联网等技术手段，提升工程现代化管理水平。

几年来，工程智慧化管理水平不断提升。中线工程通过水情数据自动监测与预警，全部闸站远程控制，实现输水调度自动化;依托视频、智能安防系统，无死角安全监控，实现安全管理立体化;构建起标准制度体系，实现了运行管理规范化。

“这么短的时间内建成如此大规模、涉及面如此之广的工程，是世界上其他国家不可能做到的。”中国工程院院士、中国水科院水资源所名誉所长王浩评价说。

沿途生态重现勃勃生机

位于河北滹沱河畔的冀之光广场附近，流水潺潺、波光粼粼，宽阔水面中丛生的芦苇随着清风摇曳，不时有水鸟飞过，岸边垂钓的老人怡然自得。滹沱河是石家庄的母亲河，曾干涸了几十年，如今重现生机，正是南水北调工程生态补水的一个缩影。

南水北调工程是重要的民生工程，同时也是生态工程。在完成正常供水任务的前提下，它也在悄无声息地改变着沿线的生态环境。

素有燕山明珠之称的密云水库，是北京居民重要的水源地。在密云水库工作了20年的王荣臣，对“南水”进京后水库的新变化感到欣喜：“在2014年以前，密云水库处于低水位运行，水面可以看到十几个岛屿。而现在，水库只能看到两三个岛屿，其余都淹没在水面以下了。”

水资源总量的增加，不仅改变了首都水源保障格局和供水格局，也使宝贵的水资源得到涵养恢复。在过去的5年里，南水北调反向输水密云水库4.5亿立方米，再加上水库上游的补水，使得水面面积增大、水位抬升，并吸引了越来越多的鸟类和野生动物来这里栖息。

河北省正定县曲阳桥乡周家庄，曾是历史上远近闻名的鱼米之乡。村子紧临周汉河，水源充足，芦苇成片，泉眼遍布，当地的水稻曾是清朝“贡米”。

但到了上世纪末，由于地下水位持续下降，村中的泉眼不再冒水，乡亲们也因为耕地零散、浇地成本高而无法继续种地。

2014年底，当“南水”流过周家庄这片土地，一切发生了改变。5年来，这里经历了20多次生态补水，补水量5.1亿立方米，地下水也回升到34.51米。

蒋旭光说，作为国家跨流域、跨省区的重大水利基础设施，南水北调将为长江经济带、黄河流域生态保护和高质量发展等作出积极贡献。

饮水思源。水源地群众为南水北调作出了巨大的牺牲和奉献，受水地则积极开展对口协作工作，帮扶发展生态型特色产业，用实际行动反哺水源地，守护绿水青山。

2019年11月28日上午，南水北调东线一期工程北延应急供水工程在山东临清开工。该工程实施后可增加向京津冀地区供水能力4.9亿立方米，缓解华北地区地下水超采状况并促进沿线重要河湖湿地生态修复和改善。

像这样的南水北调后续工程，水利部正在抓紧推进。石春先透露，今年年底前，水利部将完成东线二期工程规划、引江补汉工程规划和中线干线调蓄水库布局方案;明年年底前，要完成上述工程的可行性研究报告，争取干线调蓄水库等工程局部段或局部工程尽早开工建设。