

南水北调中线工程是我国水资源优化配置的一项标志性工程,引汉江水北上,通水10年至今,北调水量累计约为770亿立方,惠及京、津、冀、豫四省(直辖市),超1.14亿人口,已成为沿途多地的主要生活性用水来源,累计进京水量已突破100亿立方米,中心城区用水中占比近80%,超1600万北京市民得以饮用南来之水,城市副中心及大兴、昌平、房山、门头沟等新城地区也陆续用上了优质“南水”,天津市城区供水量的百分占比更是接近100%,在沿线其他地区供水量中的占比也在持续提高。
作者/文捷(黄河缘志愿者/黄河缘公益基金会理事长)
南水北调中线工程是我国水资源优化配置的一项标志性工程,引汉江水北上,通水10年至今,北调水量累计约为770亿立方,惠及京、津、冀、豫四省(直辖市),超1.14亿人口,已成为沿途多地的主要生活性用水来源,累计进京水量已突破100亿立方米,中心城区用水中占比近80%,超1600万北京市民得以饮用南来之水,城市副中心及大兴、昌平、房山、门头沟等新城地区也陆续用上了优质“南水”,天津市城区供水量的百分占比更是接近100%,在沿线其他地区供水量中的占比也在持续提高。
▲上图:宁远副主任到南水北调中线沙河交叉工程防洪模型指导试验
南水北调中线的输水干渠全长1276公里,总干渠大部分位于伏牛山、太行山脉东麓山前平原,全线西高东低,途经多处著名暴雨区,且沿线纵贯江、淮、黄、海4大水系,左岸上游有水库1300余座,局部渠段与水系横交颇甚,穿越大小河流和沟渠700余条,控制交叉河流集水面积90余万平方公里,形成了一种具有人工与自然双重属性的交叉水系结构,沿线的突发自然灾害众多,特别是面临的洪水灾害也异于一般水利工程。中线干渠所在区域历史上曾频繁发生大范围暴雨洪水,给当地造成了惨重损失。例如,发生在太行山东麓的河北“63.8”暴雨,邢台地区内丘獐獐貘(么)站7天降雨达2051毫米,雨量之大创我国大陆7天累积最大纪录,暴雨笼罩范围10万余平方公里;洪水冲毁桥梁29座,漫水88座,京广、京包、京承等铁路干线路基及桥涵被冲毁82处。仅北京市就有967户人家被迫迁移避险,房屋倒塌1.84万间,全市死亡35人。再如,河南“75.8”暴雨,泌阳林庄24h降雨1060毫米;方城县郭林最大24小时雨量1054.7毫米,暴雨笼罩江淮两大水系的43800余平方公里;洪水使河南省数十座水库漫顶垮坝,29个县市、1700万亩农田被淹,1100万人受灾,死亡2.6万人,房屋倒塌596万间,京广线被冲毁102公里,中断行车18天,影响运输48天,直接经济损失近百亿元。此外,河北 “96.8”暴雨造成的灾害也引人注目,其暴雨中心位于子牙河中上游最大次雨量超过600毫米,最大日雨量超过500 毫米;洪水造成9座大型水库溢洪,300多座中小型水库库满溢流,受灾1000多万人,死亡500多人,经济损失达500多亿元。
▲上图:2023年洪水期调研组到河北进行现场调研
正是由于中线工程沿线的特殊地理气象特点、复杂的经济社会环境以及受水区用水需求的变化,中线工程的供水安全保障还存在诸多隐忧和短板,黄河缘公益基金会荣誉主席程路一直高度重视南水北调中线输水工程的安全性,多次与基金会发起人/主席张红武联合召集基金会智库专家和相关学者商讨这一课题,他们强调,南水北调总干渠以西的山区由于防御突发洪水的控制性工程较少,山洪突发性强,难于控制,易导致严重洪灾。例如,黄河以南的沙颖河上游多年水灾频繁发生,尤以沙河支流澧河洪灾最为突出。干江河是澧河洪水主要发源地,上游常是暴雨中心,支流多、坡度大、汇流速度快,水势凶猛。仅以近20多年为例,2000年澧河流域连续发生4次强降雨过程,其支流干江河官寨水文站出现最大洪峰流量6000m3/s,何口水文站出现最大洪峰流量3020m3/s,造成堤防漫溢、决口,使澧河两岸主要粮食生产基地被洪水围困,直接经济损失达15.5亿元;2001年及2003年干江河官寨水文站分别出现最大洪峰流量1450m3/s和 2060m3/s,洪灾都相当严重;2004年澧河流域受暴雨的影响,干江河、澧河出现了近30年一遇的大洪水,干江河官寨水文站出现最大洪峰流量5350m3/s,造成何口水文站以上30km的堤防漫溢决口,同时又通过罗湾闸向泥河洼滞洪区分洪,分洪洪量约1.36亿m3。
▲上图:调研组到河北某河调研洪水淹没情况
国务院原南水北调办公室副主任宁远是本公益基金会的发起人,是我国著名的水利权威专家,经常到南水北调中线工程与沿线河流交叉工程模型观看防洪试验过程。基金会内部讨论时,他告诉大家,历史上京杭运河造成的阻水,曾引起了洪涝灾害。甚至有人把海河平原洪、涝、旱、碱灾害的加重,均归罪于一条京杭运河。相对于京杭运河,中线南水北调干渠存在与海河水系横交而“阻水”的问题更加突出,与其交叉的大小河沟数量远比京杭运河多。例如,2016年7月邢台洪涝灾害造成25人死亡、13人失踪,大片村庄田地被淹没,航拍出一片汪洋,同排洪方向横交的渠道、公路、铁路等设施阻水严重;再如,河南2021年7月洪涝灾害郑州暴露的问题引人注目,公益基金会派专家现场调研发现,黄河以北至邢台左岸上游不少大中型水库超汛限水位运行,河道行洪不畅,多条河流决口,广大地区依然汪洋一片。其实,中线干渠的“阻水”不仅涉及区域内排泄洪水和涝水的问题,同时自身工程还有被突发性的山洪所冲毁和因积水浸泡而垮塌的危险。
在他的指导下,国务院参事张红武带领中国南水北调集团文旅发展有限公司副总经理胡周汉,中国水利水电科学研究院蒋云钟、杨明祥,清华大学麻敏,陆军研究院王玉帅等,开展了专门的现场考察、专家研讨与资料研究,深感南水北调中线长治久安的极端重要性。通过现场调研发现,海河平原遭受洪涝灾害的原因,主要是由于山区洪水难以控制所致,特别是中线工程河北段正位于太行山迎风坡暴雨中心下游。实际上,中线南水北调工程改变了原有防洪排涝体系,对当地行洪排涝水,客观上有阻碍作用。
▲上图:“关注防治与减轻自然灾害、事故灾难和公共卫生事件突发事故处置”黄河缘公益活动会场
南水北调中线干渠在所穿越流域内同众多河流与沟渠相互交叉,必须通过倒虹吸、渡槽、隧洞等工程措施来穿越。为节省工程投资,在与较大河流的交叉部位,都缩窄了过洪断面,对大漫滩洪水均存在不同程度的阻水和壅水作用。调研组现场了解到,尽管中线工程主要渠段已修有较多的排洪泄水工程,设有排泄孔道,但左岸排水防洪影响处理工程标准偏低,输水总干渠和部分穿河建筑物存在洪水威胁,尤其是这些交叉部位及排洪通道都成了中线工程发生水毁的高风险节点。当区域内发生流域性大洪水时,干渠阻水效应将使洪水沿干渠发生横向流动,并与天然河流共同形成水流链接通路,以洪水为载体,以干渠与天然河流交叉部位及排洪通道为节点形成洪水风险网络,干渠水毁风险在这个网络中的传递、扩散、叠加、放大与再分配通路,形成新的洪水风险分布态势。这种新的防洪态势可通过洪水风险在网络中的传递及放大效应,导致部分节点处水毁风险积聚,形成局部空间或时段的超标准洪水而使工程遭到破坏。同时,局部破坏导致的风险也可沿网络传递、扩散甚至放大,进一步造成干渠多个相关高风险节点发生连锁水毁。为此,2023年6月通过建言献策专家组向中央统战部呈报了“关于重视南水北调中线工程洪水灾害防治的建议”,进一步调查和研究后通过国务院参事室呈报了“关于加强南水北调中线输水干渠安全防护的建议”,强调要进一步加强全局统筹,发挥各方合力,筑牢“三个安全”防线,使之持续造福民族。
继2025年6月24日在清华大学顺义水利试验基地举办“关注防治与减轻自然灾害、事故灾难和公共卫生事件突发事故处置“黄河缘公益活动之后,2025年8月下旬至9月上旬借助该基地长期曾经承担南水北调中线穿黄(河)工程及滹沱河、南沙河、李阳河及沁河等交叉工程模型试验与数学模型计算的优势与经验,基金会组织开展了“关注南水北调中线工程防洪安全和长治久安”黄河缘公益活动,在上述调研组相关单位基础上,河北省南水北调工程建设管理局有限公司、河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司、清华大学、清大水木(北京)水治理科学技术研究院有限公司等单位的专家、教授与志愿者参加了活动。
▲上图:基地大河试验厅2002年南水北调中线滹沱河交叉工程模型试验
本活动具体以南水北调中线大沙河交叉工程模型试验为研究重点,便于形成共识。该河交叉工程所在河段河床演变规律十分复杂,1994年两所高等院校分别采用河工动床模型试验和水沙数学模型计算开展过认真研究,但动床模型试验由于场地所限采用了“比降二次变态”的处理技术,给出南、北汊设计洪水的分流比相应为80%及20%,而数学模型计算由于当时计算水平所限,给出南、北汊设计洪水的分流比相应为40%及60%,设计单位无法确定南水北调交叉工程的主、次位置。本世纪南水北调中线工程加大实施步伐后,在水利技术权威郑德明、屠本前辈全力推荐下,清华大学先后制作两座不同几何比尺的河工动床模型试验,方确定出南、北汊设计洪水的分流比相应为58%及42%,成为设计依据。只是由于受到当地人类经济活动影响,大沙河邢都公路桥至南水北调总干渠段现状河势和地形较南水北调总干渠工程修建时均发生了较大的变化。同时,邢都公路桥下游河道南汊顺河道方向的现状堤埝破坏了南、北汊洪水原有规划的行洪通道,加大了北汊的行洪压力,洪水将规划望泉岛岛头部位冲开,水流直冲向南水北调总干渠明渠段,危及了南水北调总干渠工程的安全。尤其“23.7”洪水河道流量 5000m³/s时,南水北调总干渠洪水顶冲位置洪水水位为95.94m,顶冲位置南水北调总干渠明渠迎水侧大堤堤顶高程为 96.1m,严重危及了南水北调总干渠明渠段的安全。因此急需对该段河道进行治理,保证南水北调中线总干渠的安全。
▲上图:8月18日基金会志愿者朱明东(左三)向倪治斌副总经理一行设计专家介绍南水北调中线大沙河交叉工程模型试验进口条件
河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司副总经理倪治斌带领集团公司副总工阎忠、生产经营部副部长李薇、规划研究院副院长周婷婷、工程咨询院副院长王小龙等一行8人,到清华大学顺义水利试验基地进行学术交流。在张红武教授的陪同下,专家们深入考察水利工程模型试验基地,大家首先参观了科技成果展厅。通过图文展板、多媒体演示及实物模型,详细了解了试验基地的发展历程、核心技术优势以及在国内重大水利工程咨询、模型试验中的典型案例。该基地20多年来,先后完成了160多座河流治理与防洪减灾模型试验,为我国水利建设、黄河治理、防洪减灾做出了突出贡献。同时让青年专家李薇副部长充分认识到河流物理模型试验、数值模拟技术等方面对于解决水利重大问题,具有不可替代的作用。她认为这些创新成果与实践经验,可为南水北调后续工程建设、水利规划设计优化及水安全保障能力提升注入科技动能。
随后,仔细观摩了南水北调中线大沙河交叉工程防洪模型是如何真实模拟河流演变过程的。试验负责人朱明东现场讲解了模型的设计思路、试验参数设定、数据采集分析流程及试验条件,以及如何通过物理模型与数值模拟相结合的方式,为工程方案比选、风险评估及运行调度提供科学依据。
▲上图:试验人员同设计专家讨论大沙河交叉断面试验条件
周婷婷副院长检查模型边界条件与设计一致后,倪治斌副总经理现场发出正式试验开始的指令,只见水流自模型初始端奔涌而出,模型内的河床边界随之逐渐变形。他现场告诉大家:“按设计要求的洪峰流量过程,我们可以直观观察水流在地形边界中的行进路径,预判其对河流沿途河床地貌形态的相互影响。该模型聚焦工程与南沙河交叉段的防洪安全,通过动态模拟洪水演进、工程防护措施及泥沙冲淤规律,直观呈现水利模型在预判灾害风险、优化防洪方案中的核心价值,让我们切实感受到科技治沙的魅力与潜力”。
▲上图:共同关注南北两汊分流比的变化
按照设计单位要求补充开展模拟试验并重新制作模型动床地形边界后,9月3日河北省南水北调工程建设管理局有限公司工程维护部(防汛办公室)副主任白振江带领本公司工程管理处潘长城副处长、王秋红正高等一行8人和河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司副总工刘卫东、工程咨询院副院长王小龙等一行9人,聚焦南水北调中线工程与南沙河交叉段的防洪安全,到顺义水利试验基地开展进一步交流。专家们到基地会,首先参观了南水北调中线工程南沙河防洪模型试验过程。可以看出,该模型通过动态模拟洪水演进、工程防护措施及泥沙冲淤规律,直观呈现了河工模型在预判灾害风险、优化防洪方案中的关键作用。同时从试验结果看出,经过科学治理,可以使南水北调总干渠段设计洪水条件下南北两汊分流比恢复到同该工程刚修建时的情景接近。
▲上图:洪水逼近南水北调中线大沙河交叉工程南汊裹头
在试验结束后召开的座谈会上,本人作为黄河缘公益基金会理事长,向公众介绍了基金会所在的试验基地在技术研发、市场服务、产学研合作等方面的发展情况,并指出在全球气候变化的大背景下,南水北调中线工程经过的地区降雨规律将变得愈加不稳定,势必加剧山洪的风险程度,其灾害防治已成为国家防灾减灾工作中的突出问题,是我国水安全保障及经济社会持续发展的重大需求。对于北调之水,还必须考虑突发事件对水质等方面造成的风险影响问题,不仅酸雨、水藻等会造成水质安全问题,而且各类生产事故(如化工事故导致烟雾和有毒的气体、液体的突发水污染事件)、交通事故(如跨渠桥梁危化品运输导致的突发水污染事件),对调水水质也会产生严重影响。此外,在干旱期可用于向南水北调中线工程应急补水的干线以西现有大型水库,因承担着保障下游农业和生态用水任务而无富余水量,沿途缺乏调蓄功能较大的工程,实际也存在难以保障应急供水的风险。这就是组织“关注南水北调中线工程防洪安全和长治久安· 黄河缘公益活动”的意义。
▲上图:洪水逼近南水北调中线大沙河交叉工程北汊裹头情景
王小龙副院长介绍了河北省南水北调工程运行管理、后续规划及全省水利设计工作的进展,并就南水北调配套工程节水改造、流域水资源优化配置、水生态修复等技术难题与与会专家展开深入研讨。白振江副主任介绍了南水北调中线工程河北段在运行安全方面的情况,希望通过技术咨询、科研项目协作、人才培养等方面开展技术合作,携手为攻克小流量大冲刷等工程险情难题提供技术支撑。与会专家针对工程安全问题都发表了真知灼见。张红武作为国务院参事、基金会主席在活动总结阶段,认为黄河缘公益基金会设立智库专家组,并经常吸收专业技术领域的专家开展研究分析,其主要目的是提升决策科学性和准确性,通过提供专业技术建议和决策支持,帮助基金会精准捕捉重大问题、设计解决方案,并推动建议落地来发挥智库功能,为相关部门决策提供参考。
最后,本次活动将活动前阶段的书面研究与本次讨论观点归纳为如下几点建议,以便让本次公益活动落到实处。
▲上图:白振江副主任一行专家到模型试验现场交流指导
第一,把防治山洪灾害摆在南水北调中线工程长治久安的重要位置。要从水文特性、穿越工程结构、渠道结构以及运行管理四个维度入手,构建输水总干渠系统的风险评价指标体系及运行风险评价方法;从干渠、天然河流、交叉工程、排洪通道共同构成的水毁风险网络的角度,重新审视全线各个节点的防洪安全形势,逐一分析研判存在的隐患,编制防治工作计划和排险预案,加强南水北调工程的洪水灾害防治和输水区域性安全措施,搞好相应的配套工程,在相关地区城市在汛期的供水任务完全可由南水北调中线工程承担、农田可用黄河水灌溉的客观条件下,建议将左岸水库主功能调整成防洪,降低汛限水位,增大迎战洪水的能力,甚至在主汛期到来前腾空库容,完善防洪体系建设,给洪水多留顺畅通道,整体提高总干渠防洪减灾能力。
▲上图:张红武教授和白振江副主任等专家在模型现场讨论
第二,组织开展南水北调中线工程山洪灾害防治关键技术研究。重点围绕干渠的山洪灾害问题,从洪水的产生和演进、水毁灾情在高风险节点间的表现、干渠的水毁机理与防治方面开展工作,分析水毁风险时空分布和扩散放大机制,建立水毁风险调控方法,提出水毁应对减控方法及灾害综合防治措施。密切跟踪沿线气候和水文变化研究,加强极端气候的预测、预警、预报。
第三,重视中线沿线突发社会事件对水质安全造成的影响。南水北调中线沿线是重要的工农业生产区,人口密集,社会活动复杂多变,突发的生产安全事件、交通事件、社会极端事件、群体事件等都可能威胁中线供水和水质安全。要针对不同的突发事件,制定水污染事件应急处置流程,提高突发水污染事件的应急处置能力,拿出有效的快速应急除险措施,筑牢水质安全防线。研究制定南水北调工程水质保护管理办法,结合河湖长制的实施,明确各方责任,强化地方水源保护、工程保护和生态保护等责任。
第四,正确处理中线供水和各地自备水源地的关系。由于中线南水的一流水质,受水地区对南水的需求逐年提高,对南水的依赖度越来越高,南水在很多地区的占比都接近或超过安全警戒水平,长期以往可能产生潜在风险。各地对自备水源地的建设和保护力度可能下降,储备水量和水质改善力度降低,极端情况下自备水源地的及时替补能力可能出现不足。要科学制定各地南水的占比量,避免占比过高造成过度依赖。另一方面,要重视沿线各地原有水源地的保护,还必须作为重要的基础设施,以备不时之需。
▲上图:试验负责人朱明东向专家们介绍试验成果
第五,加强中线沿线调蓄和输水能力建设。由于丹江口水库来水丰枯不均,加之总干渠大部分位于山前平原而不易修建理想的调蓄水库,难以有效解决不可抗力导致断水及工程正常停水检修等问题。通水8年来,各省市实际需求量不断增加,最近三个供水年度,京、津、冀、豫四省(直辖市)申报用水计划都超过工程规划的多年平均供水规模85.4亿方,供水保障能力不足的短板日渐凸显。水利部门会同南水北调集团落实《南水北调工程总体规划》目标,在“节水优先、优水优用、充分挖掘当地水潜力”原则下修编水源功能定位,明确受水区科学调度本地与补充水源的规则:丰水期在保证居民生活用水质量前提下,优先使用本地水源并将南水储存备用,枯水期或本地水源不足时加大南水供应力度,推动受水区实现“本地水源为主、补充水源应急”的差异化调度。论证并新建雄安调蓄库等调蓄工程、已建水库与总干渠连通工程等,建立和完善引江水与当地水源联合配置体系,提高雨洪资源利用水平和应急供水安全保障能力。
第六,完善中线输水安全综合防治和应急管理体制。应考虑将中线工程防汛工作纳入国家应急管理体系,落实各级政府部门防汛责任,强化交通统一领导调度,确保中线工程的防汛和输水安全。认真梳理现实与未来存在的各种安全隐患,按精准治理、科学治理、依法治理方针,全面提升针对不同的风险的安全管理和应急处置的能力,科学制定响应程序、处置方案,不断提高信息化、数字化水平,逐渐实现科学研判、快速预警、及时响应,建立健全安全防御体系,始终把确保防洪安全和长治久安作为最根本的职责使命。
▲上图:专家们现场检查试验测验结果
在本报道文稿审查过程中,本基金会智库专家朱大桥(中国投资协会创新经济研究院院长/金融专家)强调指出,生态安全也是南水北调工程安全的重要组成部分,为此又补充了“健全跨区域生态补偿长效机制”的建议。亦即要以《生态保护补偿条例》作为“健全横向生态保护补偿机制,加快‘绿水青山’向‘金山银山’转化”的要求为依据,探索水源地与受水区横向补偿机制,按“谁受益谁补偿、谁保护谁受偿”原则,综合水源区生态成本、水质提升难度、调水规模等细化补偿系数,设置水质类别差异化梯度补偿,实施调水量阶梯式补偿并动态调整;同步明确中央与地方四级财政事权,将水质达标率、生态修复成效纳入绩效考核,强化补偿资金使用监管,确保专款专用、透明规范。
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