中国科“迹” | 一瓶水样，窥见南水北调的平衡之道（上）

导语

这是来自丹江口水库的水。水样封存于印有南水北调专属标识的密封纪念储样容器，水体采集于2014年中线工程正式通水前夕，陶岔渠首枢纽点位，取自丹江口水库原生水体。

2014年12月12日14时32分，陶岔渠首闸门开启，当时水库运行水位高程达到160米（大坝加高设计正常蓄水位170米），下泄流量350立方米每秒，一库碧水沿1432公里总干渠重力自流北上，标志中线一期工程正式通水。丹江口水库水域面积1050平方公里，控制流域面积9.52万平方公里，通水阶段水源水质稳定达到地表水Ⅱ类饮用水源标准，为北方受水区提供安全水源保障。

这可不是随便一处汉江河水，这是经过大坝加高库容调蓄、流域水土保持治理、全链条水质管控之后，达到北方饮水标准、具备自流北送条件的调水源头水体。是自然水文条件，叠加水工工程、生态治理成套技术共同产出的水。这一瓶水背后，要同时权衡多方因素：北方供水、汉江中下游防洪、下游生态流量、库区移民安置、流域水质保护。它见证大型跨流域调水，如何在南北之间寻找水资源平衡，是我国水资源空间再配置的微观实物标本。

缘起丹江口

曾经，华夏大地横亘着一道难解的水之困局：南方水多，北方水少。黄淮海平原土地辽阔、城市密集、人口众多，耕地与工业体量巨大，却长期受水资源短缺困扰。河道断流、地下水超采，生产生活用水捉襟见肘；而千里之外的汉江流域，充沛的江水顺着河谷奔流入江，大量水资源白白东流。一边是北方渴水求水，一边是南方江水富余，地域之间水资源的严重失衡，成为制约北方发展的现实难题。

正是这样的时代现实，催生了南水北调这一跨世纪的构想。在诸多方案反复比选之后，丹江口水库走进历史舞台。秦巴山脉孕育的汉江，水量充沛水质优良，得天独厚的地势高差，又具备向北自流输水的先天条件。但要把一库清水送往千里之外，绝非简单挖一条渠道。要给运行多年的老坝实施贴坡加高，在不停工的前提下抬升蓄水量；要建设陶岔渠首与一千四百多公里总干渠；要守护库区水质，还要安顿数十万离开故土的库区群众。自然条件、工程技术、生态保护、民生安置，重重难题交织在一起。

诸多调水设想中，可供选择的水源并不只有汉江，但综合权衡水量、水质、地形、工程代价之后，丹江口水库作为水源地综合优势难以替代。

湖北丹江口水库风景

首先看水量家底：汉江是长江最大支流，丹江口水库控制9.52万平方公里流域，汇集秦巴山区的降水径流，水源补给稳定，能够持续支撑向北方大规模供水，不会出现调水之后自身无水可调的窘境。

其次是水质底色：汉江上游地处秦巴山地，人口密度相对较低，生态本底较好。经过治理，库区水体能够稳定达到地表水Ⅱ类，可直接作为城市饮用水源。如果水源水质不达标，千里调来的水便无法满足亿万群众生活饮用，整个工程的价值就要大打折扣。

而最具决定性的，是独一无二的地形高差条件。丹江口大坝加高至正常蓄水位170米，与北京受水区形成天然地势落差。江水从陶岔渠首出发，依靠重力就能一路向北流淌，1432公里干线不需要建设大规模多级提水泵站。这意味着建成后无需设置东线那样大规模多级提水泵站，不需要消耗巨量电能用于长距离扬水，大幅降低长期运行成本，这是其他备选水源很难具备的先天优势。

但这份“先天优势”不等于拿来就用。原有老坝1968年基本建成，1973年全部竣工，库容不足以支撑大规模北调，必须实施贴坡加高，在大坝不停产运行的条件下完成加固抬升；同时调水不能顾北不顾南，还要保障汉江中下游防洪、灌溉与生态用水；数十万库区群众要为蓄水让出家园；全流域还要建立严密防护体系，守住来之不易的优良水质。

先天的水文地理禀赋，只是给了调水的可能性；真正让构想落地，靠的是把可能性变成现实的整套工程、生态与民生解决方案。也正因如此，丹江口水库才成为南水北调中线当之无愧的“龙头”。

数据

北方到底有多缺水？

我国长江流域以北地区国土面积约占全国的63.5%，水资源量却仅约占全国的19%。有通俗类比：假如世界上每人拥有一杯水，中国人每人只能拥有这杯水的1/4，而北京人只能拥有这杯水的1/88。

山河踏勘：跨越半世纪的调水构想

上世纪50年代，国家敏锐察觉到我国南北、东西悬殊的水资源禀赋差距，萌生了跨流域调配水源的长远构想。1952年，一支水利踏勘队伍挺进巴颜喀拉山通天河雪域地带，在人迹罕至的高原开展江河水源摸底勘测；同时奔赴黄淮海平原、江淮流域实地调研，踏遍万水千山，探寻破解北方、西北缺水困局的可行路径。

此后半个世纪，一代代水利科研工作者接续开展勘测、推演论证与方案规划，历经多轮比选完善，南水北调工程于2002年12月27日正式开启全线建设，确立东线、中线、西线分步实施、有序推进的总体布局。

2002年12月27日，北京，南水北调工程开工典礼

汉江上游的丹江口水库成为中线工程的核心水源地；东线依托长江下游河湖水系取水；西线规划调取长江上游水源，汇入黄河干流，为西北地区补水。三条线路分工协作、互为补充，共同搭建起我国跨区域水资源调配的主骨架。

然而，要实现千里之外的跨流域输水，是一套复杂的系统性工程难题：东线需要疏浚天然河湖、大规模新建泵站群；中线要完成丹江口水库大坝加高扩容，修筑千余公里输水干线；西线则要直面高海拔、高寒环境带来的施工挑战。与此同时，三条线路都要妥善安置沿线世代居住的群众。一项贯通大江南北、纵览华夏东西的超大型水利工程，就此全面铺展。

从构想到通水，大国工程背后凝聚一代代科研工作者的智慧。原长江水利委员会主任林一山，在上世纪五十年代奠定丹江口作为中线水源的基础；王浩院士主持工程总体水资源配置论证；钮新强院士攻克丹江口大坝加高、穿黄工程两大关键技术；刘昌明院士专注调水生态环境影响评估；张建云院士统筹工程技术审查，保障东线水环境与工程安全。无数科学家接力求索，让千里北调清水成为现实。

未完待续

从丹江口的一库碧水，到跨越半个世纪的构想勘测，我们看见了南水北调工程的缘起、选址与建设路上的重重难关。大国工程的宏伟蓝图，离不开一代代科研人员的求索，更离不开无数普通人的托举。库区移民挥别故土，建设者凿山穿河，护水人日夜值守，千万人同心筑就千里水脉。而这条跨越南北的输水大动脉，最终如何润泽北方大地、重塑北方河湖生态，构筑起我国国家水网的宏伟骨架？答案，留待下篇揭晓。

图片来源

《信物百年：红色财经》

编著：中央广播电视总台财经节目中心

国务院国有资产监督管理委员会新闻中心

出版时间：2021年 10月

出版单位：中国科学技术出版社

微信号丨大美科学