水是生命之源,对于有着古老农耕传统的中华民族,文明的发展史从一定程度来说就是一部治水史,从古至今,建设了一个又一个可以载入人类文明史册的水利工程。“南水北调”工程无疑是其中最杰出的代表之一,它纵贯南北1400多公里,沟通长江、淮河、黄河、海河四大流域,已惠及1亿多人口,集当代中国水利科技之大成。

伟人一言启新篇

中华人民共和国成立以后,如何从根本上解决北方干旱问题,一直萦绕在党和国家领导人的心头。

1952年深秋,毛主席视察黄河,号召“要把黄河的事情办好”。黄河水利委员会主任王化云向毛主席汇报说,如果黄河水将来不够用,需要从长江流域引水入黄河,把通天河的水引到黄河里,以解决华北、西北地区的水源不足问题。

“通天河”触发了毛主席天马行空般的思绪,自此也引出了南水北调的宏伟设想。“南方水多,北方水少,如有可能,借点水来也是可以的”一个“借”字,既有伟人充满智慧的构想,又给南北双方留有商量的余地。从此,62年的调水之路启程。

1953年2月,毛主席在“长江”舰上,向长江水利委员会主任林一山谈到三峡工程与南水北调,“南方水多,北方水少,能不能把南方的水借给北方一些?”船到南京,毛主席叮嘱林一山,“三峡工程暂不考虑开工,但南水北调工作要抓紧。”

随后5年,林一山不断地把南水北调的查勘情报和调水方案传送给毛主席。1958年2月,毛主席把治理长江和南水北调的重任交给周恩来总理,并伸出四个手指头说“要一年抓四次”,周总理爽快地答应了。

1958年3月25日,中央政治局在成都召开会议,正式批准兴建丹江口水利枢纽初期工程。毛主席在会上兴奋地描绘:“打开通天河、白龙江,借长江水济黄,从丹江口引汉济黄,引黄济卫,同北京连起来!”

1958年9月1日,丹江口水利枢纽工程正式开工。工程建设初期由于技术水平和施工经验不足,出现了较为严重的质量事故,工程一度停工。

1962年春节,周总理在北京召开丹江口工程质量处理会议。他勉励大家说,成绩是主要的,工程上有了毛病是可以医治的,也是可以医治好的。要一看二帮,施工要服从设计,信心不要动摇,要有朴实的作风。

1964年12月26日,在周总理的关怀下,丹江口工程按照“缩小工程规模、防洪结合发电方案”复工。84岁的原汉江集团高级工程师肖才忠对此印象深刻,“当年初步设计,坝顶高程为175米,正常蓄水位170米,和今天确定的丹江口大坝加高至176.6米高程,正常蓄水位为170米相近。1964年底,丹江口水利枢纽工程复工后便缩小了工程规模,改为分期建设,第一期坝顶高程减至162米,正常蓄水位为155米。”

1972年,病中的周总理仍然关心丹江口水利枢纽建设:“丹江口工程将来有可能(南水北调),但现在还只是开始,是我们的远大理想!”

1973年底,丹江口水利枢纽工程建成,一座长2.5米,最大坝高97米的大坝终于锁住了千百年来桀骜不驯的汉江。

丹江口水利枢纽
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丹江口水利枢纽

群贤共论五十载,工程方案终破茧

随着北方水资源日益缺乏,人们把希望的目光投向长江。1973年,水电部研究引黄济卫济津。会议认为,从根本上解决缺水问题,还得从长江调水,遂组织开展研究东线调水方案。

1977年10月,水电部、交通部、农林部和一机部向国务院联合上报《南水北调近期工程规划报告》。该规划以农业供水为主,改善和发展灌溉面积6400万亩,向城市供水27亿立方米,并使京杭运河成为南北水运交通大动脉。该报告基本确立了南水北调东线工程的总体布局。

1978年,第五届全国人大一次会议通过的《政府工作报告》正式提出,兴建南水北调工程。1980年7月22日,中共中央副主席邓小平视察丹江口水利枢纽工程,详细询问了初期工程建成后防洪、发电、灌溉效益与大坝二期加高情况。

1992年,党的十四大把“南水北调”列入中国跨世纪的骨干工程之一。次年3月,长江委组织中线工程大查勘,确定中线总干渠线路及主要交叉建筑物、控制性建筑物布置。

1995年6月国务院第71次总理办公会议研究南水北调问题,会议明确了南水北调的目的和主要目标,是为了解决京津华北等地区的严重缺水情况,是以解决沿线城市用水为主。会议决定成立南水北调论证工程委员会,由水利部部长牵头,用一年时间拿出论证报告。

1995年11月22日至24日,南水北调论证工作第一次会议在北京召开,淮河水利委员会、长江水利委员会、黄河水利委员会分别汇报了东、中、西三条线的工作成果。这次大会达成了四项共识:1.南水北调工程的主要目标是为解决京、津、华北地区的城市用水;2.三条线各有各的供水范围,不存在淘汰哪条线;3.这次会议只讨论如何实施;4.资金的筹措由中央、地方共同负担,在论证中找到一个模式。会后,论证委员会组织专家对南水北调东线、中线工程进行实地考察,各专业组投入紧张的论证工作中。

1995年12月,南水北调工程开始全面论证,一个润泽1.4亿人口、32万平方公里土地的蓝图开始慢慢绘就。

泵站如林水逆流,京杭运河焕新颜

南水北调东线工程是利用江苏省已有的江水北调工程,逐步扩大调水规模并延长输水线路。东线工程从长江下游江苏省扬州市江都区抽引长江水,利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送,并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水:一路向北,在位山附近经隧洞穿过黄河,输水到天津;另一路向东,通过胶东输水干线经济南输水到烟台、威海。

由于东线经过的一些北方地区海拔高于输水源头,南水北上要实现“水往高处流”,直到越过最高点后方可顺流继续向北,由此催生了世界规模最大泵站群——东线泵站群工程。

东线一期工程输水干线从江都水利枢纽开始,设立13个梯级泵站,共22处枢纽、34座泵站,水通过一级一级泵站,闸坝一级一级提升,爬升13个台阶到达黄河,之后继续向北输水。

江都水利枢纽全景
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江都水利枢纽全景
江都水利枢纽万福闸
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江都水利枢纽万福闸

位于江苏宿迁的第6阶梯皂河站,东临京杭大运河中运河段和骆马湖,更新改造的皂河一站设计流量为200立方米每秒,是亚洲单机流量最大的泵站工程。此外,集成研发的南水北调工程大流量泵站高性能泵装置关键技术,经水利部组织的专家鉴定,设计方法和工程应用成果达到了国际领先水平。

南水北调工程总体规划阶段,时任总理朱镕基在听取实施意见时,提出南水北调工程的规划和实施要建立在节水、治污和生态环境保护的基础上,务必做到“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”,即“三先三后”原则。从此以后,“三先三后”即成为指导南水北调工程规划、建设和运行的基本原则。

京杭大运河,是世界上现存最古老、最长并且仍在发挥作用的人工运河。建国以来,大运河流经多个大型城市和人口稠密的县乡村镇,取水口多,排水、排污口也不少,一直以来水质状况并不理想。南水北调东线工程利用京杭大运河为主输水线路,沿线水污染能否治理到位、水质能否达标是东线工程成败的关键。

面对改善大运河生态环境的压力,江苏省迎难而上,大刀阔斧地沿着运河打响治理污染、保障水质的攻坚战。一是实施了总投资约133亿元的治污工程,包括工业点源治理、城镇污水处理、尾水资源化利用及导流工程、重点水质断面综合整治、污水处理厂管网配套以及水质自动监测站等305个项目。二是成立调水协调小组,构建信息交流平台,建立调水运行水质监测与预警、干线航运保障与监管、突发水质事件应急处置、水质数据共享与发布等水质保障机制。三是积极推进水环境长效管控,大运河沿线地方政府将南水北调断面水质达标纳入治污目标责任书,明确主要领导为第一责任人,实行“一票否决制”。通过不懈努力,大运河江苏段及相关输水河湖的水生态有效修复,水环境明显改善。

南水北调通行后,大运河逐步形成清水廊道,淮安段里运河、宿迁段中运河、徐州段大运河和古黄河都被打造为风景秀美的观景河道;洪泽湖、骆马湖、白马湖加大退圩还湖、退渔还湖和非法采砂清理整顿力度,再现旖旎风光;南水北调新建工程也逐渐成为运河沿线新的旅游景点。古老的大运河正因南水北调工程焕发出新的勃勃生机。

渡槽凌空蜿蜒去,穿黄隧洞越天堑

南水北调中线一期工程从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水,沿线开挖渠道,经唐白河流域西部过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口,沿黄淮海平原西部边缘,在郑州以西李村附近穿过黄河,沿京广铁路西侧北上,可基本自流到北京、天津。

南水北调中线工程规模巨大,技术复杂,主要面临五大难题:1.工程线路长,总体布局难;2.涉水膨胀土渠坡稳定控制难;3.水源工程丹江口水库需在大坝正常运行条件下加高加固,设计施工难;4.穿黄工程高压输水盾构隧洞设计施工难;5.大流量大跨度预应力渡槽结构设计与建造难。

输水总干渠全线长约1432km,穿越700多条大小河流,交叉建筑物多,工程目标是实现全线自流,但可利用水头不足100米。为此,工程人员在设计中提出了求解渠、隧、涵纵坡与水头最优分配的离散微分动态规划方法,建立了总干渠纵坡动态规划模型,提出了有利于输水沿线水质保护、生态环境保护的“全线自流、全线立交”的总干渠总体布置方案,成功解决了全线自流输水、立交式穿跨沿线河流的难题,避免了沿线河流对北调水水质的影响和平交输水带来的泥沙淤积问题,以确保工程长期安全稳定运行,同时也较好地兼顾了大规模、长距离、多目标输配水系统调度的灵活性。

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南水北调中线一期渠道工程涉及膨胀土渠段387km,最大开挖深度达50米,工程建设期间,膨胀土渠段沿线共有150多处渠坡发生不同程度的滑坡,是工程面临的重大关键技术难题。经过大量研究发现,膨胀土浅层变形破坏主要受大气干湿循环的环境影响,深层滑动破坏主要受深埋地层中存在的地层界面、岩性界面、原生长大裂隙等结构面控制。为此,工程人员提出了“护-截-排-固”的膨胀土渠坡立体综合治理新技术,坡面采用水泥改性土等措施进行表面保护,减少大气环境影响;坡顶设置截流沟“阻截”降雨或外来水系,减小汇流冲刷渠道坡面;坡内设置盲沟和逆止阀进行“排水”,控制土体含水率变化;设置组合抗滑桩对坡体进行“加固”。综合治理技术攻克了膨胀土边坡浅表层蠕动变形和深层结构面控制型滑坡稳定难题,并建立了相应的控制技术标准体系。

膨胀土渠坡立体综合治理新技术
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膨胀土渠坡立体综合治理新技术

丹江口大坝是南水北调中线工程的水源工程。因汉江每年来水量差异较大,为保证丹江口水库多年向北方平均供水,并加大汉江水资源调蓄防洪能力,需将大坝顶高程由初期162.00 m加高至176.60 m,总库容增加。此类大坝加高一般需要放空或大幅降低坝前水位。丹江口大坝加高期间,由于工程仍需承担防洪、发电、灌溉等任务,在汛期仍需拦洪削峰,大坝加高必须在正常运行条件下实施,因此面临着等难题。基于现场原位实验及大量研究分析,工程人员采用了“后帮有限结合”加高方式,辅以混凝土浇筑温度控制和锁口锚筋等工程措施,保障了结合面部分区域动态有限开裂以释放温度荷载,部分区域始终处于结合状态以传递荷载,达到了新老坝体联合承载的目的。2021年,丹江口水库成功蓄水至加高后的170 m正常蓄水位,经受住了考验,运行状态正常。

后帮有限结合加高方式
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后帮有限结合加高方式

穿黄隧洞工程位于河南省郑州市上游约30km处,是总干渠规模最大、技术最复杂的关键工程。穿黄工程设置两条隧洞,单洞长4250米,隧洞内径为7米。工程采用盾构方法穿越黄河,需要穿越游荡性河流段,面临防止高压内水外渗和需适应游荡性河势引起的隧洞纵向动态大变形两大关键技术难题。基于此,工程团队研发了“盾构隧洞预应力复合衬砌”新型输水隧洞结构,外衬抵御隧洞外水土荷载,预应力内衬承受高压内水荷载,内外层之间设置排水垫层以降低层间水压。此复合结构可以很好适应游荡性河势河床冲淤使洞外覆土深度变化引起的纵向动态大变形。目前,穿黄隧洞运行良好,隧洞的变形、结构应力、渗压均满足设计要求。

穿黄隧洞工程布置图
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穿黄隧洞工程布置图

江汉清波润四方,初心未改再向前

自1952年毛泽东同志提出南水北调的宏伟构想以来,南水北调经历了长达半个世纪的前期论证,从2002年开工建设,到2014年12月12日全面建成通水,再到2022年7月7日引江补汉工程开工,南水北调工程取得了一个又一个胜利,圆了我国人民半个多世纪的调水梦想。伟大的工程孕育伟大的精神,伟大的精神推动伟大的工程,这种精神就是南水北调精神。

南水北调精神概括起来就是:人民至上、协作共享的国家精神,艰苦奋斗、创新求精的工程建设精神,顾全大局、爱国奉献的移民精神,忠诚担当、攻坚克难的移民工作精神。

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央始终秉持“人民至上”的理念,并将其贯穿于治国理政新理念、新思想、新战略的主旨主线。南水北调中线工程的供水大大缓解了河南、河北、北京、天津4省市沿线18座大中城市的生产生活用水短缺的局面,东线工程惠及黄淮海地区25座特大及大中城市,黄淮海地区的地下水位不断上升,山东、河北沿海海水入侵现象逐渐消失。南水北调历经50年论证,50年建设,总投资超过5000亿元,从最初设想到一步步实现,无不体现了党和国家领导人“人民至上”的情怀。同时,它又是大国集中力量办大事,协作共享的国家精神的集中体现。南水北调工程是特大型复杂工程,是多学科、跨地区、跨领域团结合作的典范,它离不开党中央、国务院的统筹协调,也离不开各地区、各部门的通力协作。在丹江口水库初期工程的建设过程中,河南、湖北两省所属的南阳、荆州、襄阳3个地市17个县的10余万工程建设人员为大坝建设团结协作、攻坚克难,奉献了青春和热血,付出了努力和牺牲。

从1958年到1973年,湖北、河南两省10余万工程建设人员汇集丹江口水库开展工程建设,他们克服施工条件艰苦、环境恶劣的困难,高喊着“丹江不北流、誓死不回头”的口号,自带口粮铺盖,“喝的是泥巴水,吃的是红薯干,点的是煤油灯,住的是油毛毡”,风餐露宿、肩扛手挑、战天斗地、顽强拼搏。开挖基坑缺风钻,就用人工凿炮眼;没有电铲,就用手稿一点点挖;没有汽车,就用人抬肩扛。为保证工程进展,他们采用三班倒的办法,顶风冒雪,不舍昼夜。从开工到截流,丹江口水库只用了不到16个月的时间。丹江口水库蓄水运行30多年,经历过几次大洪水考验,丹江口大坝安如磐石。南水北调工程的骨干专家王浩院士在工程紧张研究过程中,时间表只有日期而没有星期,一年有半年住在办公室,另外的半年时间则是奔波于全国各地进行水资源调查与研究。甚至在王浩脊柱骨发病不得不手术之后,本该修养一段时间的他听说一个项目的难题,立刻坐着救护车赶回水利部参加汇报。以王浩为代表的工程技术专家和广大的设计、技术及施工人员不畏困难,迎难而上,以对国家、对人民高度负责的态度,以科学为依据,以创新为动力,以求精为目标,在工程中积极开展创新,共完成专用技术标准13项,申请并获得国家专利10余项,保证了工程的质量和速度。

1958年,丹江口水库初期工程兴建时,淹没南阳淅川县362平方公里的土地和28.5万余亩的耕地,动迁移民20.2万人,其中县内自安12.6万人,剩余人口历时20年时间,分6批前往青海、湖北、河南3省7县市。2003年,南水北调中线工程全线开工后,淅川又新添淹没土地144平方公里,其中耕地13.1万亩,水库周边的良田几乎淹没殆尽,搬迁安置移民16.5万人,这在中国水利工程移民安置史上是少有的。南水北调工程是国家、民族的整体利益和长远利益所在,为了顾全国家整体利益,为了让更多的城市、更多的人民喝上用上干净澄澈的汉江水,广大库区移民毅然抛家舍业、别土离乡,南阳库区移民常说的一句“舍小家、为国家”诠释了所有的爱国情怀。这种爱国精神是大时代中国的底色,是南水北调精神的灵魂,是完成南阳丹江口库民移民搬迁任务的强大精神动力。

移民搬迁号称“天下第一难”,对于南阳丹江口库区移民工作来说是难上加难。南水北调工程带来了三个史无前例。一是搬迁规模史无前例,丹江口库区移民超过黄河小浪底库区移民最多的新安县,也超过长江三峡移民最多的重庆万州区。二是搬迁强度史无前例,长江三峡移民用时18年,小浪底移民用时13年,而16.5万人的南阳库区移民工作,河南省委、省政府要求“四年任务,两年完成”,两年内平均每年都要搬走近300人。三是移民搬迁难度史无前例,50年漫长的移民史留下的各种问题,都要在两年内集中爆发、集中解决。在这个没有硝烟的战场上,广大移民干部怀着对党和国家无限的忠诚,以高度的历史使命感和强烈的奉献精神,迎难而上、勇挑重担、顽强拼搏,向党中央、国务院和河南省委、省政府交出了一份出彩的“南阳答卷”,创造了世界水利史上的移民奇迹。可以自豪的说,他们是南水北调的先锋,是共和国的脊梁,是移民群众的公仆,是河南干部的榜样。

坚持中国特色社会主义道路,实现中华民族伟大复兴的中国梦,需要弘扬南水北调精神。集中力量办大事,是中国特色社会主义的一大优势,南水北调工程快速建成通水,就是这一优势的集中体现。在建设南水北调工程的工程中,广大干部群众万众一心、团结一致,显示出中国特色社会主义事业的巨大感召力。国家为民族谋求长远利益,人民为国家乐于牺牲奉献,这就是在实现中华民族伟大复兴的中国梦历史进程中国家与人民利益关系的最好诠释。南水北调工程孕育和催生的南水北调精神,是中华民族团结统一、热爱和平、勤劳勇敢、自强不息的伟大民族精神在新时代中的充分体现,是坚持中国道路、弘扬中国精神、凝聚中国力量的成功典范。让我们在这种精神的感召下,积极行动、团结奋进、开拓进取,为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献智慧和力量。