文/毛文耀

南水北調(diào)工程是迄今為止世界上規(guī)模最大的調(diào)水工程，規(guī)劃的東、中、西三條線和長江、淮河、黃河、海河構(gòu)建成“四橫三縱”的中國大水網(wǎng)，將實現(xiàn)南北調(diào)配、東西互濟的水資源配置格局。

“南方水多，北方水少，如有可能，借點水來也是可以的”。毛澤東主席于1952年視察黃河時首次提出了“南水北調(diào)”的偉大構(gòu)想。在幾代長江設(shè)計人的艱苦努力、精心設(shè)計下，歷經(jīng)50年論證、10年建設(shè)，直到2014年12月12日，南水北調(diào)中線工程一期全線通水，中華民族百年夢想終于實現(xiàn)。

通水4年多來，南水北調(diào)中線工程已向北方輸水超過222億立方米，“長江水”成為京津冀北京、天津等大城市的主力骨干水源，地下水環(huán)境得到明顯改善；首次向沿線30多條河流和白洋淀等地實施生態(tài)補水近10億立方米，河湖、濕地及白洋淀水面面積明顯擴大，區(qū)域水環(huán)境大幅度改善，地下水水位不同程度回升，受水區(qū)域煥發(fā)出新的生機。

南水北調(diào)中線工程已發(fā)揮出巨大的生態(tài)功能，對保障華北地區(qū)及中線沿線地區(qū)的區(qū)域水安全、修復(fù)水生態(tài)、改善水環(huán)境具有重要意義，是當今中國名副其實的最大的生態(tài)工程。

輸水總干渠

一、一流規(guī)劃設(shè)計，大型跨流域調(diào)水工程的世界典范

大型跨流域調(diào)水工程由于經(jīng)過的地區(qū)多，控制節(jié)點多，地形地勢、地質(zhì)條件、水力條件等非常復(fù)雜，因此受技術(shù)限制,如何合理進行跨流域水資源調(diào)配，成功進行水量調(diào)度是一個世界性難題。南水北調(diào)中線工程成功克服了一系列技術(shù)難題，對推動大型跨流域調(diào)水工程的發(fā)展做出了重要貢獻。

南水北調(diào)中線工程從丹江口水庫陶岔渠首取水，跨越長江、淮河、黃河、海河四大流域，線路全長1432km，最終抵達北京、天津。以明渠、倒虹吸、渡槽、暗涵等“立交”穿越河流、道路、鐵路等近2000座建筑物，實現(xiàn)“全線立交、全線自流”，開創(chuàng)了世界調(diào)水工程的新奇跡。其“全線立交、全線自流”理念、混凝土大壩加高、膨脹土深挖方渠道的高邊坡處理、大型輸水渡槽結(jié)構(gòu)型式、軟土富水地質(zhì)條件下修建大型隧洞等為以后類似的大型跨流域調(diào)水工程提供了范例。

丹江口水庫作為南水北調(diào)中線工程水源地，為滿足向北方調(diào)水要求，大壩需加高14.6m，增加水壓40%，全程總水頭差約100m，相應(yīng)增加庫容116億m3。其規(guī)模大，難度高，在國內(nèi)尚屬首次，國內(nèi)外亦屬少見，無專門的技術(shù)規(guī)程規(guī)定遵循，亦無成熟可供借鑒的經(jīng)驗。工程咨詢師在充分考慮了地理位置、氣溫變化特性、初期大壩結(jié)構(gòu)特點、功能要求、加高高度、初期工程已具備的加高條件和工程措施等實際情況，通過大量的分析、反復(fù)論證和科學(xué)試驗，最終選擇后幫貼坡整體重力式加高方案。提出了無論新老混凝土接合面脫開與否均能確保大壩正常工作的“新老壩體聯(lián)合協(xié)同工作”新理念，形成了一整套在正常運行條件下進行大壩加高的關(guān)鍵技術(shù)和方法，成功實現(xiàn)了大壩安全加高。

膨脹土破壞力巨大，被稱為工程建設(shè)的“癌癥”，南水北調(diào)中線工程明渠段渠坡或渠底涉及到膨脹土(巖)累計長度約387km，約占輸水干線總長的27%，膨脹土渠段最大挖深約50m，最大開挖寬度達420m，技術(shù)難度世界罕見。首次系統(tǒng)研究了膨脹土渠道工程地質(zhì)特性、渠坡破壞機理與穩(wěn)定控制關(guān)鍵技術(shù)，成功解決了線路長、挖深大、膨脹性強、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的膨脹土邊坡穩(wěn)定問題，構(gòu)建了膨脹土渠道設(shè)計、施工成套技術(shù)、理論、方法和標準體系，為類似工程提供了新的思路和途徑。

加高后的丹江口水庫

膨脹土挖方渠道

南水北調(diào)中線一期工程全線共有大型渡槽27座，且工程規(guī)模巨大，如U型渡槽最大跨度40m，單跨荷載4800t，分別是國內(nèi)外現(xiàn)有水平的1.7倍和3.7倍，設(shè)計及施工技術(shù)難度超出已有工程。超大型渡槽設(shè)計與施工、建設(shè)期新增渡槽設(shè)計分配水頭少、對河道行洪排漂影響等關(guān)鍵技術(shù)問題，既無規(guī)程規(guī)范可循，也無工程實踐借鑒。咨詢工程師依托國家科技支撐計劃和中線一期工程，圍繞超大型渡槽的突出技術(shù)難題，采用理論分析、精細數(shù)值模擬、1:1物理模型試驗及監(jiān)測反饋等手段，提出了U型、箱型等多種大跨度渡槽新型結(jié)構(gòu)型式，建立了超大型渡槽設(shè)計理論和方法，研發(fā)出40m跨1600t超大U型渡槽造槽機、機械化施工成套技術(shù)和高效施工工法，為同類工程提供了開創(chuàng)性成果。

穿黃隧洞工程是南水北調(diào)中線總干渠與黃河的交叉建筑物，是總干渠上建設(shè)規(guī)模最大，技術(shù)最復(fù)雜的工程，也是控制工期的關(guān)鍵性工程。穿越黃河隧道工程地處黃河游蕩性河段，荷載條件復(fù)雜，設(shè)計及運行條件復(fù)雜性史無前例。通過一系列自主創(chuàng)新研發(fā)，成功提出了“盾構(gòu)隧洞預(yù)應(yīng)力復(fù)合襯砌”新型輸水隧洞，研發(fā)了“結(jié)構(gòu)聯(lián)合、功能獨立”的輸水隧洞復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與分析方法，攻克了薄壁內(nèi)襯預(yù)應(yīng)力設(shè)計、超深豎井深層地基加固與防水等關(guān)鍵技術(shù)難題。

二、工程效益顯著，促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展

一渠清水潤澤北方大地

中共中央政治局常委、國務(wù)院總理李克強指出南水北調(diào)是造福當代、澤被后人的民生民心工程，希望能充分發(fā)揮工程綜合效益，惠及億萬群眾，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供有力支撐。南水北調(diào)中線工程可補充京津華北平原的水資源供應(yīng)量，實現(xiàn)水資源的合理配置，滿足城市工業(yè)、生活用水要求，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，改善生態(tài)環(huán)境，控制地下水超采，將南方的水資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，為京津冀協(xié)同發(fā)展國家戰(zhàn)略提供強有力的水利支撐。

中線工程保證及改善了群眾的生活用水，沿線目前使用南水北調(diào)水的城市有30多個，特別是北京城區(qū)，南水北調(diào)中線所調(diào)來的水已經(jīng)占到供水量的70%，極大地解決了京津冀地區(qū)城市和生活用水。同時，中線工程具有突出的抗旱效益，提高了工程地區(qū)供水保證率，特別是在連年干旱的年份下，工程社會效益更加顯著。2014年夏季，河南省中西部和南部地區(qū)發(fā)生了嚴重干旱，平頂山市城市供水受到嚴重影響。為了緩解旱情，利用當時剛完工的中線工程總干渠向平頂山市實施應(yīng)急調(diào)水。自2014年8月6日至9月20日，調(diào)水歷時45天，累計調(diào)水5011萬立方米，為有效緩解平頂山市城區(qū)100多萬人的供水緊張狀況，改善人民生活水平發(fā)揮了積極作用。2018年南水北調(diào)中線工程首次跨流域生態(tài)補水10億立方米，白洋淀等地河湖生態(tài)修復(fù)得以加快。

另外，丹江口大壩加高工程搬遷安置移民34.5萬人，通過分析庫區(qū)環(huán)境容量，最終外遷安置移民22.33萬人，有效緩解了水庫周邊人口、資源矛盾，減輕了庫區(qū)環(huán)境壓力。通過移民搬遷安置，移民生產(chǎn)發(fā)展后勁充足，就業(yè)、致富渠道寬廣；移民人居環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)等得到跨越式提升，移民收入水平已達到或超過其原有水平，提高了移民群眾可持續(xù)發(fā)展能力。

三、注重節(jié)能環(huán)保，實現(xiàn)人水和諧

工程移民安居樂業(yè)

南水北調(diào)中線工程注重環(huán)保節(jié)能，強調(diào)工程與自然環(huán)境和線工程沿線兩側(cè)融合周邊具有代表性的生態(tài)文化旅游景點，將建設(shè)成為生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、人文底蘊深厚、旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)達、人民生活富足的綠色之帶、文化之帶和民生之帶，不僅改善了生態(tài)環(huán)境，美化了人們的生活，也將惠澤庫人文環(huán)境協(xié)調(diào)，為實現(xiàn)工程沿線人水和諧提供有力保障。南水北調(diào)中線工程“全線立交、全線自流”的設(shè)計理念和工程布局，體現(xiàn)了工程建設(shè)注重環(huán)保節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展模式。全線立交可極大地減少工程對沿線各地的河道原有生態(tài)面貌的干擾，提高了環(huán)境保護的效果；全線自流，可減少泵站的建設(shè)，減少電力的消耗，達到了節(jié)能減排的效果。

南水北調(diào)中線工程可向多地生態(tài)補水，改善了生活環(huán)境。河南利用中線水向鄭州市西流湖、鶴壁市淇河生態(tài)補水，河北利用中線來水向石家莊滹沱河、邢臺市七里河生態(tài)補水，天津市也將南水替換出來的部分水源，補充農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境用水。同時，中區(qū)與沿線民生，為建設(shè)“美麗中國”增添濃墨重彩的一筆。

夕陽下的惠南莊泵站