(中水淮河規劃設計研究有限公司 合肥 230601)
1952年10月,黨中央領導視察黃河時,第一次提出了南水北調的宏偉設想。根據黨中央領導的宏偉構想,南水北調從20世紀50年代開始,歷經半個世紀的規劃論證,2002年底,國務院批準《南水北調工程總體規劃》。東線一期工程于2002年底開工建設,2013年11月通水運行,目前正在開展東線后續工程的前期論證工作。
1952年10月,毛澤東同志在視察黃河時提出“南方水多,北方水少,如有可能,借點水來也是可以的”偉大構想。
1958年中國科學院和水電部等有關部門和單位組成南水北調研究組,在全面查勘、調研的基礎上,提出了分別從長江上、中、下游引水的十條輸水線路,其中一條就是從長江下游揚州附近引水的大運河輸水線。
1972年,水電部成立南水北調規劃組開展南水北調規劃工作。1976年3月,提出了《南水北調近期工程規劃報告》,該規劃主要以農業供水為主,解決糧食短缺問題,并使京杭大運河成為南北水運交通大動脈,規劃供水范圍包括江蘇、安徽、山東、河北和天津5 ?。ㄊ校?,新增和改善灌溉面積6400萬畝,向城市供水27 億m3,規劃抽江1000m3/s,過黃河600m3/s,到天津100m3/s。1978年水電部牽頭召開審查會議,同意東線調水方案、輸水線路和梯級泵站方案。
1981年12月,國務院召開治淮會議,要求東線工程先調水到南四湖。據此,水利電力部治淮委員會規劃設計院于1983年1月編制完成了《南水北調東線第一期工程可行性研究報告》,提出抽江500m3/s、入東平湖50m3/s 的工程布局方案。1983年3月,國務院批準了該報告。
1986年9月—1988年5月,國家計委和中國國際工程咨詢公司評估《南水北調東線第一期工程設計任務書》時要求抓緊編制東線工程全面規劃和分期實施方案,應以解決北方缺水問題為重點,盡快把水送到黃河以北。
開展規劃修訂工作期間,糧食短缺的形勢已有了明顯改善,受水區內城市用水增加較多,缺水嚴重,北京市和膠東地區用水緊張。1990年5月份,水利部組織編制完成了《南水北調東線工程修訂規劃報告》,重點是補充城市用水,規劃供水范圍增加了北京市和膠東地區的重要城市,并分別安排了5 億m3的供水量,同時規劃灌溉面積由6400 萬畝減到了4245 萬畝。抽江1000m3/s,過黃河400m3/s,到天津180m3/s。
根據上述規劃,1992年12月淮委規劃設計院編制了《南水北調東線第一期工程可行性研究修訂報告》,提出第一期工程抽江600m3/s,過黃河200m3/s,到天津100m3/s。
2000—2002年期間,水利部部署開展南水北調工程的總體規劃工作,淮委規劃設計研究院作為技術牽頭單位,于2001年12月編制完成了《南水北調東線工程規劃(2001年修訂)》,提出東線工程在2030年以前分別按照抽江500m3/s、600m3/s、800m3/s 三期實施,第一期工程抽江500m3/s,入東平湖100m3/s,過黃河50m3/s,送膠東50m3/s。
2002年12月,國務院批復了《南水北調工程總體規劃》。
(1)有關環境影響
1978年中科院和水電部提出了有關環境影響的4 個研究課題,經過十幾年的監測試驗和研究,得出了基本肯定的結論。
調水對引水口以下長江河道及長江口的影響研究主要結論:東線工程調水量占長江徑流量的比重很小,調水對引水口以下長江水位、河道淤積和河口攔門沙的位置等影響甚微,對長江口鹽水入侵可采取“避讓”措施解決。
調水對北方灌區土壤次生鹽堿化的影響研究主要結論:黃淮海平原已經形成比較完善的排水系統,北方灌區次生鹽堿化能夠預防和控制。
調水能否使血吸蟲病流行區北移研究主要結論:如果南水北調將釘螺移至北緯33°15′以北地區,繁殖非常困難,形成新的孽生地基本上不可能。江蘇省幾十年的江水北調的實踐也證明調水不會使血吸蟲流行區北移。
調水對長江口及其附近海域、輸水干線湖泊水生生物的影響研究主要結論:東線調水對長江口及其附近海域水生生物不會有明顯影響,對輸水沿線湖泊的水生生物是有利的。
(2)大型低揚程水泵的研制
東線工程泵站流量大、揚程低、運行時間長。針對這些特點, 1983年9月—1991年9月,水利部淮委規劃設計研究院聯合相關單位研制了4 檔比轉數為代表的15°和45°兩種斜式軸流泵新機型,成果獲得1992年度水利部科學進步二等獎。
為彌補30°斜軸泵、混流泵及雙向泵的模型試驗研究的空白,還開展了導葉式混流泵、蝸殼式混流泵、30°斜軸伸泵及雙流道雙向泵四種泵型的水力模型試驗研究,共7 個專題,其試驗成果于1997年10月通過了水利部科技司組織的專家鑒定。
(3)穿黃工程勘探試驗
穿黃工程是東線調水的關鍵工程。經多方案比較,選定在解山(南岸)和位山(北岸)之間黃河河底開挖隧洞的立交方案。1987年,由水利部天津勘測設計院負責設計和試驗,成功地在黃河河底以下70m 開挖了勘探試驗洞,解決了隧洞施工的技術難題,證明了在黃河河底開挖輸水隧洞完全可行。
(4)水稻節水灌溉試驗
從1984年開始,水利電力部治淮委員會規劃設計院與江蘇省寶應農科所合作開展了水稻高產節水試驗工作,優選出既高產又節水、適合本地區推廣的理想灌溉制度——淺濕灌溉,為東線工程制定合理的灌溉定額提供了科學的依據。
1987—1991年,水利電力部治淮委員會規劃設計院與安徽省滁縣農科所合作進行了水稻虧水受旱試驗研究,研究成果對水稻在水資源不足情況下如何優化配置提供很好的支撐。
(5)東線工程優化調度研究
1985年11月—1990年3月,水利電力部治淮委員會規劃設計院分別與武漢水利電力學院和河海大學合作,完成了《南水北調東線第一期工程優化調度研究》,運用系統工程的理論與方法,對東線一期工程的調度問題進行研究,提出優化調度的方法、準則和控制線,為工程調度決策提供了科學依據。
在隨后的工作中,中水淮河規劃設計研究有限公司自主研發了南水北調東線工程水量調配自優化模型,該模型在規模調算、水量調配等方面作用是不可替代的,并且在東線工程規劃、2002年南四湖的生態補水、東線一期工程可研、東線一期年度水量調度方案等多方面得到了實際應用。
經過近半個世紀的論證,2002年12月,國務院正式批復了《南水北調工程總體規劃》;同年12月27日,東線一期工程正式開工建設。按照《南水北調工程總體規劃》確定的“政府宏觀調控,準市場機制運作,現代企業管理,用水戶參與”的建設管理基本思路和“國家控股,授權運營,統一調度,公司運作”的運作模式,構建了由南水北調工程建設領導機構和辦事機構、專家咨詢委員會、項目法人等組成的工程建設管理組織體系。歷經十余年建設,東線一期主體工程于2013年3月完工,同年11月15日全線通水運行。
東線一期工程自建成通水以來,已順利完成7個年度調水任務,工程運行平穩、質量安全可靠、水質穩定達標,經濟社會和生態環境效益顯著發揮,凸顯了工程的戰略性基礎設施作用。
中水淮河規劃設計研究有限公司不僅在東線工程的規劃、項目建議書和可行性研究等前期工作中為技術牽頭單位,到了工程建設實施階段,也是主力軍,同時承擔了臺兒莊泵站、藺家壩泵站、八里灣泵站等多項工程的設計工作,圓滿完成了設計任務。其中還在工程設計、勘測和科研方面累計獲得了全國和省級金獎(一等獎)、銀獎(二等獎)等八項大獎,例如藺家壩泵站工程設計獲得了全國優秀水利水電工程勘測設計金質獎、臺兒莊泵站和八里灣泵站工程設計獲得了全國優秀水利水電工程勘測設計銀質獎、臺兒莊泵站工程地質勘察獲得了全國優秀水利水電工程勘測設計銅質獎、南水北調工程大型高效泵裝置優化水力設計理論與應用和大流量泵站高性能泵裝置關鍵技術集成及推廣應用獲得了江蘇省科學技術獎一等獎。
中水淮河規劃設計研究有限公司還在東線一期工程水價制定階段和調度運行階段做了大量的分析研究工作。全程參與了制定水價測算的基本原則、方案和參數,編制了水價測算的相關專題,東線一期工程現行水價政策就是在此基礎上出臺的;在調度運行階段,編制了《南水北調東線一期工程水量調度方案》以及每年的《年度水量調度計劃》,保證了各年度調水正常運行。
截至2020年9月底,東線一期工程累計抽江水量420 億m3,向山東省調水45 億m3,對支撐沿線地區生產生活和生態用水發揮了重大作用,直接受益人口近1 億人,經濟、社會、生態效益顯著。
首先是供水效益,東線一期工程改善了受水區水資源配置格局,為受水區開辟了新的水源,沿線的生活、工業和航運用水保證率可達97%,農業用水保證率可達75%~95%,東線一期工程多年平均供水量187.55 億m3,其中抽江水量87.66 億m3,工程供水經濟效益顯著。
其次是生態效益和社會效益,按照“三先三后”原則,東線一期工程強力推進沿線治污,安排實施了496 項治污工程,順利實現了治污目標。東線一期工程通水后,COD 和氨氮入河總量比2000年減少85%以上,水質斷面達標率由規劃時的3%提高到100%。曾經被稱為“醬油湖”的南四湖,脫胎換骨成功躋身全國水質優良湖泊行列;淮安市的里運河、宿遷市的中運河、徐州市的大運河和濟南的小清河等輸水河道被打造成了城市景觀河道;輸水沿線還新增了多個濕地公園等。輸水沿線水質生態和城鄉人居環境持續改善,人民幸福感不斷增強。2017年膠東半島出現較大的旱情,東線一期工程及時向青島、煙臺等地應急供水1.7 億m3,有效確保了膠東半島城市用水安全,維護了社會穩定,也彰顯了東線一期工程的戰略性。
經過7 個年度的運行,東線一期工程受水區內水資源狀況和水生態環境發生了較大的變化,經濟、社會、生態效益顯著,但是總體上我國水資源還是具有短缺和時空分布不均的特點,受人類活動和氣候變化的影響,華北地區和山東半島近年來出現干旱缺水、河道斷流、地下水位下降等問題,嚴重影響了區域經濟社會發展和生態安全;尤其是華北地下水嚴重超采和虧空,水生態修復任務很重,隨著人口承載量增加,水資源供需矛盾將進一步加劇。
東線一期工程受水區未達京津冀地區,京津冀是我國的“首都經濟圈”,是北方經濟規模最大、最具活力的地區,GDP 約占全國的十分之一,人均生產總值是全國平均水平的兩倍多,但是人均用水量僅為全國平均水平的40%~50%。京津冀地區日益突出的水資源緊缺問題亟需外調水源解決。
實施東線二期工程,可進一步完善我國水資源配置格局,提高南水北調供水保障能力,緩解華北地區和山東半島水資源供需矛盾,保障北京、天津等重要區域的供水安全,改善區域生態環境。有助于提高我國水資源承載能力,優化國家中長期發展戰略格局。
在東線一期工程通水運行之前,水利部已經開始組織開展東線后續工程前期論證工作。前期論證工作經歷了補充規劃階段和總體方案階段,明確了東線二、三期工程合并成二期工程建設實施,目前正在開展二期工程的全面規劃。
中水淮河規劃設計研究有限公司作為東線二期工程前期論證工作的技術牽頭單位,會同沿線各省市規劃力量,編制完成了多項論證報告。2019年12月編制完成《南水北調東線二期工程規劃報告》,提出東線二期工程多年平均抽江規模870m3/s,過黃河300m3/s,向山東半島調水125m3/s。水規總院審查認為提出的工程規模、工程布局方案總體合理,技術可行,不存在重大環境制約因素。
南水北調工程以長江豐富水源為依托,分為東線、中線和西線工程,通過與長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯系,構成了以“四橫三縱”為主體的中國大水網,可以基本覆蓋黃淮海流域、膠東地區和西北內陸河部分地區。東線、中線和西線三條調水線路,各有其合理的供水范圍和供水目標,并與四大江河形成一個有機整體,水資源可相互補充、南北調配、東西互濟。中國大水網的建設對北方地區的可持續發展具有重大的戰略意義。
東線二期工程建成后可進一步完善黃淮海平原東部和膠東地區的水資源配置格局,緩解區域水資源供需矛盾,縮小東線受水區尤其是京津冀地區人均用水量與全國水平的差距,逐步改善由于超采地下水帶來的生態環境問題,推動我國經濟持續健康發展,更好地滿足人民群眾多樣化、多層次、多方面的需求,提高百姓生活的幸福感,人與自然和諧共生、發展■