文/朝陽
在新疆瑪納斯河考察
李佩成院士80多歲了。屈指算來,在過去幾十年里,幾乎有一半時間都是在西安幾所高校度過的。他在西安成家立業(yè),在西安被國家公派到蘇聯(lián)留學(xué);又在西安當(dāng)選中國工程院院士。20多年前,他用“三水”理論破解西安水荒,為幾百萬西安人民的安居樂業(yè)做出自己一份應(yīng)有的貢獻。
缺水+地沉
西安水荒可追溯到上世紀(jì)60年代末。
1969年夏,西安出現(xiàn)過第一次水荒,85%的自來水上不了樓,40%的地區(qū)定時供水。到1994年,西安缺水近50萬立方米。
李佩成是1992年調(diào)到西安工作的,那時水荒已相當(dāng)嚴(yán)重,在全國缺水城市中西安居于首位。當(dāng)時城市供應(yīng)的水,主要靠過量抽取地下水。而過量開采地下水,讓西安付出高昂代價,能看得見的就是地沉地裂,鐘樓下沉,雁塔傾斜。
1993年,西安第二次遭遇水荒。究其原因,主要是隨著城市規(guī)模擴大,人口猛增,經(jīng)濟迅速發(fā)展,地下水開采過量而觸發(fā)水荒。新中國成立后,西安為解決供水,先后開發(fā)近郊和浐、灞、灃、渭4條河沿岸地下水,打深機井200多眼。此外,工廠、機關(guān)、學(xué)校的自備井竟有1000多眼。
過分開采地下水,引起地下水位下降,并引發(fā)地面沉降,最大水位下降達80米。位于市中軸處的鐘樓,平均年沉降率從1960年的6毫米,增加到1987年的32.2毫米。
由于缺水,很多家屬區(qū)都停水了,消防車在定點小區(qū)發(fā)放水,住戶都拿著水桶提前排隊。其中,鐘樓附近、西影路、韓森寨、建國路、太華路、紗廠街缺水最為厲害。臨時可行的解決辦法,就是每日早中晚三次定時加壓供水。而就在加壓的情況下,上述地區(qū)的水也只能上到3樓。
“住樓,住樓,用水發(fā)愁!”這是當(dāng)時西安人常說的一句話。
人們半夜起來排隊接水,職工上班回家?guī)鲲?,高價水沿街叫賣,一車水賣到280元。大學(xué)給學(xué)生發(fā)冰棍解渴,甚至不得不提前放暑假緩解水荒……更有東郊一帶地面裂縫有11條之多,總長達70余公里。
1995年,西安暴發(fā)更大規(guī)模水荒。曾擔(dān)任過水利部部長的全國政協(xié)副主席錢正英來西安視察,發(fā)出西安水荒全國最為嚴(yán)重,要“搶救西安”的呼聲。
峪水+井水
秦嶺是一座綠色水庫,每年從諸峪中流出的水總計有21~24億立方米,照理西安不應(yīng)鬧水荒,現(xiàn)在竟然搞到這步田地。李佩成認(rèn)為這個問題不難解決,就給省市領(lǐng)導(dǎo)寫信提出建議和方略。
信中有這樣一段話:
“九月初,我與西安市水電局的石峰總工程師、王海成工程師、西安地質(zhì)學(xué)院的張益謙老師沿秦嶺北麓進行了專業(yè)考察,發(fā)現(xiàn)利用這眾多峪口的水,十分有利于長藤結(jié)瓜,通過引導(dǎo)這些峪水來供應(yīng)西安?!?/p>
他利用1993年國慶節(jié)假期撰寫了《群峪協(xié)井 兩水并用——關(guān)于完滿解決西安供水水荒問題的建議》,發(fā)送給省市領(lǐng)導(dǎo)。
首先,他提出,要正確評價西安的自然水環(huán)境,引導(dǎo)輿論,樹立信心。
西安的天然水環(huán)境并不錯,“八水繞長安”。秦嶺有眾多峪口正對著西安,峪峪有水,年總徑流量約20億立方米,(西安市區(qū)2000年的供水需要量為每年6億立方米);黃河的最大支流——渭河穿市而過,年水量也在25億~55億立方米之間。西安市的降水量也不算少,平原地區(qū)年約600毫米。秦嶺山區(qū)高達800~1000毫米,秦嶺北麓山區(qū)的年降水量約為42億立方米,這里植被良好,蒸發(fā)量低,是難得的巨大綠色水庫,也是南山諸峪水的可靠補給源區(qū)。西安市還分布著由洪積砂、砂卵礫石構(gòu)成的厚大含水層,不僅地下水比較豐富,而且也是開展人工補給,涵養(yǎng)水源的地下庫容,十分有利于各種水源的調(diào)控與利用。
有如此良好的天然水環(huán)境,卻出現(xiàn)嚴(yán)重供水緊缺,關(guān)鍵在于我們的水科學(xué)、水技術(shù)和水投入——生產(chǎn)水的生產(chǎn)力,未能及時適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的結(jié)果,問題主要在人而不在天。只要方法對、決心大,缺水問題兩三年內(nèi)便可解決,而且前途光明!
2013年貴陽考察
1982年漬澇災(zāi)害考察激發(fā)了李佩成(左二)對輕型井的發(fā)明。
山川秀美項目組在討論驗收工作,左一為李佩成。
李佩成(左二)在甘肅莊浪調(diào)查蓄水保墑、科學(xué)種植的抗旱機理。
其次,他指出,走出供水短缺困境的根本出路在于對原有供水方式進行結(jié)構(gòu)性改革,實現(xiàn)地面水、地下水兩水并用。
西安原有供水方式是以就地開采地下水為唯一供水水源。這在社會經(jīng)濟不十分發(fā)達,用水量較少的時期是可行的,但在用水量增大的情況下,便暴露出致命弱點:它既不符合“天上(降)水、地面水、地下水(包括土壤水)三水統(tǒng)觀統(tǒng)管綜合調(diào)節(jié)”的現(xiàn)代治水理論,也不符合地下水的安全開采必須遵循有采有補、采補平衡的原則,因而引起地下水位大幅下降,供水緊缺,并且誘發(fā)地沉地裂等一系列地質(zhì)環(huán)境災(zāi)難。
要解決上述問題,必須采用新理論、新辦法對現(xiàn)有供水系統(tǒng)從根本上進行結(jié)構(gòu)性改革。
所謂結(jié)構(gòu)性改革,就是要把過去的以開采地下水為唯一水源的供水系統(tǒng),迅速而明確的改造成地面水與地下水聯(lián)合調(diào)用的供水系統(tǒng)——像水電、火電并網(wǎng)一樣,讓地面長流水承擔(dān)需水量基本負(fù)荷,而由地下水承擔(dān)峰荷,并成為抗旱的儲備水源。同時,通過人工補給,通過保護和強化山區(qū)植被的措施,涵養(yǎng)大氣降水,豐富地下水和地表水源。
這種重大的結(jié)構(gòu)性改革,最終將成為解決西安供水問題的根本途徑。
第三,他強調(diào),西安具有完成上述結(jié)構(gòu)性改革的必要條件,應(yīng)當(dāng)名正言順地充分加以利用。
西安南依秦嶺諸峪,不僅峪峪有水、水質(zhì)良好,而且有利的地形可使這些峪水,“長藤結(jié)瓜”自流引入西安市區(qū),水量也有保證。
就拿幾個主要的峪水來說,在保證農(nóng)業(yè)和當(dāng)?shù)赜盟那闆r下,按保守估算,每年從黑河、灃河、李家河等引水2.6億立方米,再加上境外引石頭河水9000萬立方米——這是中央提出省上已商定的,便可形成廉價而有相當(dāng)規(guī)模的“群峪引水系統(tǒng)”,每年共得地面水3.5億立方米,日均96萬立方米,約為當(dāng)時西安自來水日供水量的1.5倍,即便計入自備井提水,則前者仍高于現(xiàn)在西安的總供水量。
如果將此前地下水開采量按80%,即每年2.4億立方米計入上述的未來供水量中,則地面水與地下水相加形成的“群峪協(xié)井聯(lián)合供水系統(tǒng)”,每年共供水5.9億立方米,便可基本滿足預(yù)測的2000年西安城區(qū)每年6億立方米需水量。考慮到將來黑河高壩樞紐建成,石頭河?xùn)|調(diào)水量加大,考慮到節(jié)水型社會的建立,2000年以后,西安的供水前景也將是十分光明的。
最后,李佩成建議,“群峪協(xié)井聯(lián)合供水系統(tǒng)”已在西安萌發(fā),應(yīng)當(dāng)一鼓作氣,促其迅速建成。
《建議》投寄出去,卻如泥牛入海,沒有一點消息。隨著時間推移,西安水荒愈演愈烈。1995年,城市供水直接影響到居民、機關(guān)、工廠、學(xué)校的生活用水,令人擔(dān)憂。
于是,西安市政府辦公廳二處秘書劉建武將李佩成1993年寫給省市領(lǐng)導(dǎo)的建議信找出來,以報告形式呈給西安市委市政府領(lǐng)導(dǎo),并得到批示:“思路很好,請張富春同志閱辦?!睆埜淮焊笔虚L的批示:“李教授的意見很好,‘井渠結(jié)合,兩水并用’,將是解決我市供水和環(huán)境問題的必由之路。請市公用局、市黑河辦并市自來水公司認(rèn)真研究,制定具體措施?!?/p>
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李佩成的“群峪協(xié)井,兩水并用”建議被采納后,西安水荒當(dāng)年得到緩解,1996年李佩成被評為西安市勞動模范。
他當(dāng)時預(yù)言按群峪協(xié)井、兩水并用供水模式解決西安的供水,可以“十年保平安,二十年無大患,三十年少麻煩”。
如今,西安水荒災(zāi)害已過去整整24年,西安的供水從未出現(xiàn)任何令人恐慌的現(xiàn)象,“二十年無大患”的預(yù)言成為鐵的事實,排隊接水的水荒場景,已成為永遠的回憶。
水利+交通
在緩解西安水荒之后,李佩成又謀劃解決西安30年后的可持續(xù)供水問題。
那么,水源從哪里來?從哪兒引水?李佩成認(rèn)為,秦嶺是座巨大的綠色水庫,不僅北坡有眾多峪河,南坡水源更為豐富,解決西安乃至關(guān)中發(fā)展用水要從調(diào)用南坡水源,也就是在實現(xiàn)省內(nèi)南水北調(diào)上下功夫,他瞄準(zhǔn)的第一個試驗工程是交通與水利結(jié)合的“引乾濟石”工程。
1992年,李佩成調(diào)入西安地質(zhì)學(xué)院,與西安公路學(xué)院也就是后來的西安公路交通大學(xué)為鄰,使他對交通和水利產(chǎn)生許多聯(lián)想。他想起在蘇聯(lián)看見許多大橋上修建了車站,一橋多用。
他想,修筑穿越秦嶺的隧洞通鐵路、通公路,能不能用來兼作通水之用?他把這些想法告訴同行朋友,并找相關(guān)部門建議,得到交通部門的同行支持,當(dāng)然也有提出不同意見的,結(jié)果延誤了利用鐵路隧洞的時間。
后來,他又瞄準(zhǔn)柞水境內(nèi)的乾佑河,也就是將柞水縣乾佑河水引入西安石砭峪水庫,實現(xiàn)“引乾入石”,全長約25公里,預(yù)計每年引水可達5000萬立方米。
李佩成和王德讓、湯寶澍、寇宗武、李啟壘等老專家反復(fù)研究后商定,由他執(zhí)筆,將這一南水北調(diào)方案寫成“建議”呈送省市領(lǐng)導(dǎo)等待回音。在此期間,李佩成也聽到一些不同聲音:
“從陜南引水到西安,可能嗎?”“用公路隧洞修筑引水渠道,是異想天開!”
作為“建議”發(fā)起者,他并不為反對意見感到意外,因為任何一個新生事物的出現(xiàn),都不是一帆風(fēng)順的。南水北調(diào)在陜西歷史上尚屬首創(chuàng),而且還是利用公路隧道工程施工條件,肯定要引起某些不理解,甚至有人說是“瞎胡鬧”。
然而,李佩成并不退縮。一年后,他們又以“緊急建議”文件形式,送給陜西省政府咨詢委員會,以求得支持。之所以在“建議”前加“緊急”二字,是因為修筑公路工程即將竣工,如果不及時利用筑路機會,會錯失良機,貽誤“引水”。
過了些時間,依然沒有回音。按捺不住焦急心情的李佩成,直接將建議書呈送陜西省委省政府領(lǐng)導(dǎo),獲得了短期內(nèi)開工的批示,批準(zhǔn)了陜西第一個穿越秦嶺的南水北調(diào)工程——“引乾濟石”,并于2003年11月正式開工建設(shè)。李佩成和他的合作者因此榮獲陜西省咨詢委員會2002年度優(yōu)秀咨詢建議獎。
經(jīng)過一年多努力,2004年12月26日,18公里利用公路施工副洞整修而成的秦嶺輸水隧洞全線貫通,2005年7月底,試通水一次成功,這也標(biāo)志著陜西省實施的第一條省內(nèi)南水北調(diào)跨流域調(diào)水工程建設(shè)成功。
引乾(乾佑河)濟石(石砭峪)調(diào)水工程,是陜西省南水北調(diào)工程首創(chuàng)之作,也是西安市重點基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目,工程總投資2.01億元,每年供給西安城市用水4697萬立方米。
工程不大,貴在首創(chuàng):第一例跨越秦嶺的省內(nèi)南水北調(diào);第一例交通水利的結(jié)合。