中国南水北调工程概况与水质安全风险

3、跨流域调水----历史的脉络
秦28年（公元前219年）南征百越，派屠唯率50万大军分5路向闽越及 岭南进军，为解决粮食运输问题，命史禄开掘了灵渠。位于今广西兴安 县，沟通了长江水系的湘江与珠江水系的漓江。成为了重要的水上交通 干线。
由此可见，跨流域调 水工程在我国出现的很早， 早在2000年前的秦汉乃至 春秋战国时期就出现了灵 渠、鸿沟、邗沟等沟通不 同流域的水利工程，但是 那时主要是为了军事航运， 运兵、运粮。这些水利工 程的引水、调水作用也可 为航运服务的。
农业区居民点的生产和生活用水。
国家输水工程被称为以色列的生命线。以色列政府专门成立 了国有的麦克洛(MEKOROT)公司负责北水南调工程的管理和 维护。
美国科罗拉多河跨流域调水工程 科罗拉多引水渠是1931年由公民投票通过发 行2.2亿美元公债修建而成,目的是向加利福尼亚州 南部13个城市供水.该引水工程1941年初步建 成,1952-1961年续建扩大,1974年达到设计能力, 每年供水18.5亿m3. 从加利福尼亚州水道工程引 水8.6亿m3,从科罗拉多河引水9.9亿m3,供给人口 约1 300万. 科罗拉多引水渠东起派克坝上的哈瓦苏湖,跨越 390km的沙漠和山地,西止于滨河县的马德斯附近. 它包括5个泵站,总扬程为493m,隧洞长为148km, 混凝土衬砌渠道为101km,混凝土管道89km,倒虹 吸144个(总长47m),水库3座,高压输电线492m.
2、国家粮食安全
目前全国年用水量大约为5600亿m3，其 中农业用水高达3700-3900亿m3/a，占全国 用水总量的70%左右 ，农业是我国的用水大 户，这是我国水资源开发利用的一个突出的 特点。因此，我们作水资源规划时，一定不 能忽略这个中国特色。
我国人多地少，立足国内解决粮 食问题，必须依靠灌溉，提高单产。 因此，我国水资源问题的实质和核心 是粮食安全问题，即国家为了保证粮 食安全，只得将大量宝贵的水资源用 于低效率的农业生产，特别是粮食生 产，影响了社会生活其他方面和生态 环境用水，出现了“中国特色的水 荒”。
4、国外的跨流域调水工程
以色列水资源约为20亿m3/a，但地区分布 不均。北部特别是西北部沿海地区属地中海 式气候，年降雨量为400-800mm；南部地区则 属热带沙漠气候，内格夫沙漠年均降雨量仅 25-40mm。水资源80%以上集中在北以色列。 为了解决南部地区开发中的缺水问题，以色 列利用世界银行贷款，从1953年开始，历时 11年，投资1.47亿美元，修建国家输水工程， 从太巴列湖抽水，实施“北水南调”。（参考：
历史的教训
明崇祯十年，大旱，北方15省区连年无雨， 赤地千里，饥民人相为食，闯王造反，明亡。 光绪三年，大旱，死亡1300万人，清朝灭亡。 中国历史上十次改朝换代，十次全导源于旱 灾，可见旱灾之巨重。 老一辈革命家、经济学家陈云说过： 干旱必然导致饥荒，可不能掉以轻心。有人 说我们粮库堆积如山，没用。明崇祯时，晋陕 大旱，绝收，当时江南粮仓满盈，但是未能阻 农民造反……
预测如果2030年我国居民人均生活用 水达到日本20世纪70年代初期的水平 （112m3/a），总计约为1792亿 m3/a，所以2030年我国生产、生活用 水量将达到8000亿m3/a，这还是一个 比较稳妥保守的估计。
来自百度文库
1、中国的水荒
如果2030年南北方人口仍按现在的 53.5：46.5的比例分布，那么按人均需水量 计算的北方地区需水量将达到3720亿m3/a 。 这已经达到我国北方水资源总量（4053亿 m3/a）的90%以上，实际上北方地区水资 源如果扣除了国际河流的径流量后只有3143 亿m3/a； 于是北方地区如果不进行跨流域调水的 话，即使全部利用当地水资源，也满足不了 当地国民经济和社会发展的需要，北方地区 将无水可用、无水可节，经济、社会、环境 的可持续发展将无法继续。
黄河以北的南水北调工程”;
1988年9月6日，时任国务院总理李鹏批示同 意国家计委报告，南水北调必须以解决京、津、华 北用水为主要目标，按照谁受益谁投资的原则，经 费由中央和地方共同负担。
2001年11月 张基尧部长在国务院新闻办召 开的新闻发布会上郑重宣布：新世纪最大的水 利工程──总投资数千亿元人民币的南水北调 工程基本具备了2002年开工建设的条件 至此，南水北调工程开始进入施工阶段。 南水北调从提出规划到开工建设经历了50年的论 证，不仅是由于对工程规模和建设顺序的举棋不 定，也出于对巨大投资的经济效益和工程对环境 影响的担忧。
可谓美国的“东水西调工程”。
二、南水北调中线工程 及其风险要素
惠南庄泵站
团城湖
外环河 西黑山
穿黄工程
南水北调中线工程从丹 江口陶岔引水，绕行南阳 盆地北缘越过方城垭口江 淮分水岭沿伏牛山、太行 山东麓一路自流到北京。 渠线经过河南、河北、北 京、天津 4 个省 53 个市县。 线路总长 1277km ，其中陶 岔枢纽至北拒马河段长 1197km ，北京段长 80km ， 天津干线从河北徐水分水 向东到天津外环河，天津 干线长 155.53km 。全线各 类建筑物 1796 座，一期调 水规模95亿m3。
中国南水北调工程概况与 水质安全风险管控对策
报告人简介
• 河南理工大学万方科技学院教授、建 •
筑与测绘工程系主任； 河南省土木工程学会给排水专业委员 会副主任； 国家公用设备注册工程师； 国家南水北调工程咨询、评标专家； 水利部中国水电集团风险管理体系建 设高级顾问；
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提要
一、南水北调势在必行 1、中国的水荒 2、国家粮食安全 3、跨流域调水-------历史的脉络 4、外国的跨流域调水工程 二、南水北调中线工程及风险要素 三、南水北调东线工程及风险要素 四、长距离调水水质安全风险管控对策 五、互动交流
从丹江口水库陶岔渠首闸引 水，沿线建筑渠道，经南阳方 城垭口，沿黄淮海平原西部边 缘，在郑州以西孤柏咀处穿过 黄河，沿京广铁路西侧北上， 经焦作、安阳、邯郸、邢台、 石家庄，基本可自流到北京、 天津。
渡槽方案由黄 委和华水提出； 隧道方案由长 委提出。
穿黄工程规模大，问 题复杂，投资多，是总 干渠上最关键的控制性 建筑物。经多方案综合 研究比较认为，渡槽和 隧道倒虹两种型式技术 上均可行。由于隧道方 案可避免与黄河河势、 黄河规划的矛盾，盾构 法施工技术国内外都有 成功经验可借鉴，因此 结合两岸渠线布臵，推 荐采用孤柏咀隧道方案。
1958年到1960年３年中，中央先后召开了４次全国性的南水北调会 议，制定了1960年至1963年间南水北调工作计划，提出在３年内完成 南水北调初步规划要点报告的目标。 1966年，文化大革命开始了……
1976年粉碎“四人帮”；
1978年五届全国人大一次会议上通过的《政 府工作报告》中正式提出：“兴建把长江水引到
河北的同志表示，为了北京，河北甘愿作出牺牲； 但是，前中共陕西省委书记安启元同志大声疾呼： “为了保证北京的水质，我们不得不关闭所有的工厂。 可是大家总得活命。所以我说中央政府需要为陕西提 供补偿。如果你不为群众提供补偿，他们还怎么生 存？” 陕西省水保局长喊出了“一江清水送北京，引水思 源要补偿”的呼声。 由此引发的社会矛盾开始凸现。
• 当渠道与道路或河沟高程接近，处于平面
交叉时，需要修一建筑物，使水从路面或 河沟下穿过，此建筑物通常叫做倒虹吸
惠南庄泵站位于 北京市房山区，与 河北省涿(zhuō)州 市相邻，距北京市 区约60km。是南 水北调中线工程总 干渠上唯一的一座 大型加压泵站，也 是南水北调中线工 程的标志性建筑物。 属于大流量高扬程 泵站，单机设计流 量10m3/s，设计 扬程58.2m。
暗管输水的风险要素
对于在北京境内如此长距离（80km）地 下厌（缺）氧条件下输水管道内的水质安全 风险管理，会有些什么新的问题？（充满流 和非充满流）
南水北调的社会风险要素
为了保护下游水质，上游做出牺牲，付出了发展的 机会成本；如何实现水权交易？如何把政府行为（如 财政转移支付）转化为市场行为？
新中国成立后，1952年2 月19日，毛主席乘“长江舰” 视察长江途中，召见长江规 划办公室主任林一山，再次 询问 “南方水多，北方水 少，能不能从南方借点水给 北方？”
1958年3月14日，在成都政治局扩大会议上，毛主席提出：“打开通天河、 白龙江、借长江水济黄、丹江口引汉济黄、引黄济卫、同北京连起来了。
陶岔
南水北调中线工程大致分三个阶段实施： 第一阶段，为了确保北京奥运会水源 供应，首先实施了“京石段供水应急工 程”； 第二阶段，关键性的穿黄工程、陶岔 渠首引水工程、陶沙南试验段工程； 第三阶段，全线输水工程。 原预计在2010年通水，现推迟到 2014年后通水。
南水北调京石段应急工程
南水北调中线京石段应急输水渠道从石家 庄古运河起在河北省内一路北行，穿越拒马河， 进入北京境内之前全部采用了明渠输水方案， 渠道与沿途河流一律立交，并对全断面进行衬 砌，防渗、减糙；进入北京后，沿山前丘陵地 带往东北方向行进，在岳各庄进入四环路下， 北进至颐和园团城湖，全长80.3km。全部暗 管（渠）输水，两根PCCP管，直径4m，小流 量（20m3/s 以下）可全线自流（非充满重力 流），大流量需要加压（充满压力流），加压 泵站设在入境处的惠南庄。并在此处加氯。
为什么说我国农业生产用水是“低效率”的呢？对比一下：
中国传统的漫灌
以色列先进的滴灌
我国南方多山，可供开垦的宜农荒地和可 发展灌溉旱地的数量非常有限，同时人口众 多、经济发达，由于各项基本建设，高产农 田的数量还在大规模减少，在现实的经济、 技术条件下，让其再增产粮食困难重重，甚 至20年后能维持目前的状况就很不错了。因 此未来粮食增产的关键在北方。
严峻的人口-粮食-资源-环境问题是 加速开展南水北调的客观现实，不开展 南水北调，北方地区就难以持续发展， 粮食基本自给的国家安全战略也将落空， 如果我国被迫向国际市场寻求1-2亿吨 粮食，这将会对世界粮食安全产生巨大 的冲击，也会造成国内物价上涨，通货 膨胀和中低收入阶层全面和长期的营养 不良。
一、南水北调势在必行
1、中国的水荒
我国水资源总量大约2.8万亿m3，居 世界第6位，但是由于人口众多，人均水 资源量只有世界平均水平的1/4，是世界 上最为缺水的国家之一 ，被联合国粮农组 织列为世界13个贫水国之一；
1、中国的水荒
我国水资源南北分布 不均，北方（松辽、海 河、黄河、淮河4个流域 片），耕地为全国的 45.2％，人口为全国的 38.4％，而水资源仅为 全国的9.6％ ； 我国北方水资源总量 约为4053亿m3/a，如 果扣除国际河流的径流 量后北方地区水资源实 际上只有3143亿 m3/a ；
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 耕地 人口 水资源
北方水资源、人口、 耕地柱状图
1、中国的水荒
目前全国年用水量大约为5600亿m3，水 资源开发利用程度已经达到了中等高度紧张 的水平，高速发展的经济、社会生活已经开 始影响生态需水；
湖泊水华 河流污染 水库干枯
1、中国的水荒
郑州年降雨量400~1000mm，平均年降雨量650mm。）
调水主干管内径2.74米,向南延伸130公里 至特拉维夫东北处，主干管分为东西两支，近 乎平行继续向南延伸，直达内格夫沙漠。输水 管线总长数百千米，联接着中部和南部的供水 网，沿途经过隧洞、运河、水渠，用封闭管道 线和加压泵站等不同程序和方式，调剂城镇、
风险分析
南水北调的成败取决于水量和水质， 其中，尤其水质风险是最大的风险！ 张基尧部长指出决不能让到达北京的 南水北调水已经变成是一江污水！
丹江口水利枢纽 在已建成初期规模的 基础上，按原规划续 建完成，坝顶高程从 现在162m，加高至 176.6m，设计蓄水 位由157m提高到 170m，总库容达 290.5亿m3，比初期 增加库容116亿m3， 增加有效调节库容88 亿m3，增加防洪库 容33亿m3。 需移民30万人。
陶岔引水闸
中线工程（第二阶段工程）：