霍有光(西安交通大学生态环境与现代农业工程技术中心教授)
2000年6月初，国内几乎各大报纸都刊登了“南水北调日程表”已经排出的消息，拟于今年9月拿出规划思路，力争“十五”期间开工，“2010年中线通水”，“届时，北京人将坐在家中喝到长江水”。笔者认为，南水北调中线工程(以下简称中线工程)，依托丹江口水库为取水口是不适宜的，为确保将来持续有水可调，必须另行选择中线调水工程的取水口!
一、中线调水不宜依托丹江口水库为取水口
时下中线调水规划的要旨是，加高丹江口水库的现有大坝，拦截丰水期大约140亿立方米的弃水，并以此为水源，沿伏牛山和太行山山前平原开凿引汉总干渠，全线自流引水，在郑州西部穿越黄河抵北京玉渊潭。全长1241公里，黄河以南长466.1公里，不通航渡槽10.2公里；黄河以北长764.7公里。沿途可居高临下自流供水到华北平原，供水范围涉及湖北、河南、河北、北京、天津五省(市)，近期年均引水量145亿立方米，后期拟从三峡引水，调水量累计可达220～230亿立方米。
中线调水的水源来自于汉江。汉江是一条水资源比较丰富的长江支流，丹江口水库之水，来自于汉江上游河段、陕西境内的秦岭、大巴山之间，河流长约925公里，集水面积9.52万平方公里。资料表明，湖北钟祥碾盘山站年均径流量为539亿立方米，年均流量1710立方米/秒。汉江径流年际变化较大，最大最小年径流量相差约6倍。径流主要来自汛期(7～10月)，占年径流量的65%。丹江口水利枢纽工程位于汉江上、中游的结合部，库容209.8亿立方米，其中防洪库容为78亿立方米，总装机90万千瓦。
丹江口水库一期工程已建成的大坝，坝顶高程为162米，最大坝高为97米，丹江口坝下水面高程为65米。人们之所以选择丹江口水库为取水口，其原因是汉江汛期，丹江口水库大约还有140亿立方米的弃水，如果将大坝加高14.6米，正常蓄水位抬高13米，达到170米，就可把这笔“富裕”的弃水蓄起来，增加库容116亿立方米，成为南水北调的水源。若从“坝上”调水，可以实现自流；若从“坝下”调水，要修建数十米高的提扬工程。然而，无论采取那种方案调水，依托丹江口水库为取水水源，从未来发展看，其实都是欠妥当的。
把丹江口水库作为南水北调的水源，最大缺陷是没有考虑汉江上游地区即陕西汉中、安康、商州三个地区的未来发展问题。丹江口水库上游的支流主要有两条：一是汉水，流经汉中、安康地区；二是丹江，流经商州地区。其中汉中地区(1市10县)人口为362.67万，安康地区(1市9县)人口为289.6万，商州地区(1市6县)人口为233.33万，人口累计达885.6万(资料截止1997年)。以上三个地区，目前属于陕西相对贫困的地区，几乎没有象样的工业。随着开发大西部的全面展开，汉中、安康、商州国民经济全面起飞，作为上游集水区，层层拦蓄，用水量急剧增长，进入丹江口水库的水量将会锐减，丹江口水库的调水水源，将来是没有保证的。据商州的一些同志讲，童年时所见到的丹江水流很大，常常在河里捞鱼，现在看到的丹江，则往往河流没有水。是可作为中线调水拟取水于丹江口水库的预警。
若进一步分析，以丹江口水库为取水口，还会出现如下不利因素：
(1)若从坝上调水，会闲置90万千瓦水电发电机组。
(2)坝上取水，必丧失坝上航线(水库装有150吨升船机，航程在330公里以上，可达陕西旬阳、安康、汉阴、石泉)与坝下航线。坝下取水，必丧失坝下航线(长858公里，可抵汉口，可通航150吨～500吨级船舶或轮船)。
(3)无论从坝下还是坝上调水，都将影响汉江中下游的淡水养殖业。若从坝上调水，会丧失库内的淡水养殖业。如：汉江中游以浮游生物为主食的小型鱼类将锐减或消失，“四大家鱼”繁殖期也将受影响。由于生态环境变化，汉江中下游仅有的经济洄游鱼类鳗鲡、长颌鲚以及珍稀鱼类胭脂鱼、白鲟等，可能将遭到灭顶之灾。
(4)汉江将成为一条小溪，造成中下游工农业生产发生水荒。丹江口水库以下，汉水直接流经的市县有：老河口市、谷城县、襄樊市、襄阳县、宜城市、钟祥市、潜江市、天门市、仙桃市、汉川县、武汉等8市3县。汉江是湖北省主要饮用水源，汉江中下游地区人口达2200万，占湖北全省人口的1/3以上。1997年，汉江中下游地区国内生产总值占湖北全省的45.4%。假如汉江变成一条小溪或发生断流干涸，仰仗汉水滋养的这些市县，工农业生产与城乡生活用水将受到致命的威胁，尤其是武汉市数百万居民，60%的生活用水(即自来水)取自汉江，武汉国民经济可持续发展亦将受到严重影响。
(5)假如汉江上游来水锐减，汉江中下游工农业污水、生活污废水汇入汉江后，水环境将难以维系自净能力，水质将发生严重的恶化，汉江所剩的水资源从此根本无法利用。近年来，汉江作为一条流动的大河，开始频繁发生水华现象，实质是为国人预警了上游用水日益增长并叠加汉江水资源大规模外调后必将出现的生态景象，届时汉江势必彻底丧失饮用、灌溉、养殖、观赏旅游等使用功能。
(6)未考虑气候变化即干旱年份丹江口水库的实际供水能力。据北京气象学院章淹等先生(2000)提供的数据，丹江口水库多年平均入库水量为383.4亿立方米，平均年蒸发量为2.213亿立方米，保持正常蓄水位的相当库容量为174.5亿立方米。通过对丹江口水库的来水量进行建模分析，保证率大于或等于多年平均来水量的年份仅占43%，10年一遇的大旱年入库水量为218.4亿立方米，百年一遇的特大旱年入库水量为133.0亿立方米。不难看出，用丹江口水库多年平均入库水量(383.4亿立方米)，减去中等干旱年份实际来水量(小于300亿立方米)，干旱年份丹江口水库，入库水量比正常年份大约要减少83～166亿立方米。可见，若出现中等持续干旱的年份，丹江口水库实际上也没有多少水资源可供外调。
二、中线调水以湖北长湖作为取水口的优越性
笔者建议中线工程的调水线路应该修改为：长湖(取水口兼调蓄库，位于荆州市北)——钟祥——襄樊——方城——郑州。到郑州以后，调水线路可分为两支：一支为原中线线路，过黄后经河北抵北京玉渊潭(终点)；另一支入黄，利用黄河河道自流到位山，然后入运河抵天津(终点)，与原东线方案在位山过黄后的调水线路一致。修正后的中线调水线路，最大优点是突破了丹江口水库供水数量的限制。把取水口改为直接从长江引水，既不干扰汉江流域未来发展对淡水的需求，也对富水的长江中游河段，不会产生大的影响。尽管由全线自流改为先提扬大约百米然后再全线自流，但这是我国目前国力能够承受的。更具体地说，其优越性是：
(1)可利用三峡工程形成的巨大库容，在长江丰水期，尽量储蓄上游来水，发电设施则从容地利用全部库存水源来发电。
(2)以葛洲坝下游荆州市北的长湖(海拔30.5米)为取水口。长湖是湖北第三大湖，面积122～150平方公里，库容为2.71亿立方米。长湖经综合治理，挖掘了四湖总干渠，建有泄水闸，南岸筑有长湖库堤，堤顶高34.5米，顶宽6米，设计洪水水位33.11米。如果能在此基础上进一步培高加固大堤，由枝江(或江陵、宜昌)引水入长湖，使正常水位达到33米，比原正常水位高出2.5米，此举可将提扬高度减少2米。选择长湖作为取水口，可尽量容纳来自三峡大坝、葛洲坝两级拦蓄发电后的弃水，实现三个梯级水库拦蓄，长江水资源从而得到充分的利用。尤其是三峡水库建成后，防洪库容可达221.5亿立方米，最大库容达393亿立方米，最大坝高183米，最高水位175米。长湖有三峡水库作为水源调节库，为中线实现常年不间断调水，提供了可靠的水源保证。
值得一提的是，1998年长江大洪水之后，中国地质大学殷鸿福院士等(1999)建议开挖“江陵——长湖——潜江北——汉水”运河，在中游洪水威胁最大的荆江河段，对长江进行分流。此线路曾是长江故道，新开这条分洪河道，可以消减荆江洪水，实现错锋削锋，使荆江洪水可以提前到达武汉。运河串联了长湖，把长湖作为调蓄水库，这一设想与中线调水修正方案相结合，可以获得调水与分洪并举的双重效益。
(3)可避开江、淮、海地区大致同步进入汛期的涨水季节。以长湖作为中线提扬工程的起点，总扬程约在100米以内(按：东线江都水利枢纽工程总扬程为65米)，利用较为平缓的汉水谷地与唐河谷地，经钟祥——襄樊(东津镇)——方城，穿越分水岭，主要在非汛期为华北地区供水。如果每年调运500亿立方米江水，大约需要装机390万千瓦。按目前我国现有国力与葛洲坝的发电实力(总装机1820万千瓦)，以水(发电)养水(工农业用水)，显然是能够承受的。
必要指出的是，1998年4月，长江水利委员会黄伯明等先生在《科技日报》发表《关于解决黄河断流东部缺水的建议》一文，提出从三峡水库上游的支流——大宁河提水，注入湖北堵河(丹江支流)，自流入丹江口水库，与中线调水线路相接，向华北调水。该工程除必须开凿19公里、26公里长的两条隧道外，还需提扬500米，比由长湖提水，扬程多出400米。也就是说，从长湖提水所消耗的电价，只有从大宁河提水所耗电价的1/5，调水的运行成本低。
(4)利用获得的130多米的水位高程，自流调水抵郑州西部过黄、入黄，可兼顾中线与东线方案，而水质比东线调水要好得多。一是过黄，可与河南、河北拟建的中线线路相符合，通过开凿运河，自流调水至北京；二是入黄，利用现有黄河河床顺流而下，提供了刷黄水量，并为黄河两岸分布的引黄工程增加了水源，扩大了获益面积，沿线地下水漏斗将得到较大的补给。据水利部水文司1995年12月对黄河水质的评价表明，4级以上的污染河段已占评价河长的71.3%，刷黄水量亦兼有清洗黄河河道、稀释入河污水的作用；三是顺河而下，抵山东位山后，能够直接引入鲁北运河，然后经鲁北运河、南运河一路自流入天津。部分淡水仍继续下流，可解决位山以下沿黄两岸的用水问题，从而实现了东线调水之设想。
由于突破了调水数量的限制，调运500亿立方米的水资源，分解为200亿立方米抵京；300亿立方米入黄刷沙，其中200亿立方米到位山后，入运河抵津。调运500亿立方米的水资源，只需增加黄河以南的运河宽度，提扬总量则可分若干历史阶段，分期逐步到位。
(5)从丹江口水库调水，要斜穿南北走向的唐、白河水系，建设一系列渡槽工程，难免要受唐白河汛期洪水的威胁。白河有流域面积100平方公里以上的支流29条，上游山区河流落差大，地形陡峻。修改后的路线与唐白河河谷平行，避免了斜穿白河水系及大部分唐河水系，减少了洪水对调水设施构成的威胁。
(6)不妨碍丹江口水库加高工程。大坝加高后，近期新增蓄水量多发的电力，可用之于长湖提扬工程。
(7)不影响汉江航运业，不影响汉江中下游工农业、城乡生活可持续发展对淡水的需求，可保证武汉市有稳定的淡水水源。
(8)充分考虑了未来陕西经济可持续发展的实际。丹江口水库所蓄之水，主要来自陕西的汉中、安康、商洛(或秦巴)地区，集水区内长期交通不便，区域经济较为落后，人民生活相对贫困。然而，陕南时逢前所未有的机遇：一是西安——安康、西安——商洛——南阳——南京两条铁路建成后，与境内原襄渝线、阳汉线构成铁路网，汉中、安康、商洛三个地区将迎来经济全面振兴的新时期，乡镇企业将大发展，工农业和城乡人民生活用水量将迅速提升。二是陕西省自身也存在关中、陕北水少而陕南水多的问题。由陕南向关中调水，要翻越高耸的秦岭，难度与投资太大，但调整陕西工业布局却比调水容易得多，对耗水量大的企业，可以搞北厂南建、北厂南移工程，实现南水南用，就地多用南水。三是陕西已将汉江综合建设列入发展规划，如加快汉江大园港和安康煤炭分流港的建设，开辟汉江漩涡至安康航线，完成汉江旬阳枢纽500吨级航闸工程，提高航道等级。总之，陕西对汉水资源的开发利用程度必将大大增强。
(9)通过南水北调中线修正方案，从长湖取水，增加引江济黄的调水数量，用其中一部分“南水”，可部分替代“200亿立方米的刷黄用水”，将顶替出来的、为冲刷黄河河道泥沙预留的黄河水资源，重新配置到黄河中游地区(甘肃、宁夏、内蒙、陕西、山西)使用，可为开发大西北增水200亿立方米。
前水利部部长钱正英院士(1998)指出：“黄河花园口多年平均天然径流量为560亿立方米，加上花园口以下支流来水20亿立方米，共为580亿立方米。规划中除必须保持输送泥沙入海的汛期水量200亿立方米外，可供工农业和城乡生活的水量为380亿立方米。”可以看出，如果把郑州“花园口以下支流来水20亿立方米”(即自产水量)除外，那么黄河花园口站获得的560亿立方米“多年平均天然径流量”，应该大部分来自黄河中上游地区。有了中线工程调来的300亿立方米刷沙用“南水”，那么完全可替代钱正英院士所谓的200亿立方米的“必须保持输送泥沙入海的(黄河)汛期水量”，这些产自西北的、形成黄河径流的珍贵水源，当地可层层拦蓄，就地开展水土保持，植树种草，为西北改造生态环境、实施山川秀美工程发挥巨大的效益。
所谓用水刷黄，就是利用一定流量与流速的黄河水力，挟沙以入海，减轻河床淤积之患。当然，如何利用水资源使黄河刷沙获得最佳效果，是一个比较复杂的科学问题，在此，笔者提出两点建议：一是利用中线所调客水，制造“人工洪水”，在郑州稍下河段聚水以刷沙(仅为设想，以供探讨)。河南境内黄河河床，一般宽约10公里，最宽可达20公里。在每年黄河断流期间，可利用宽阔的河道与干涸河床上丰富的沙土资源，采取机械化推土堆坝、渐渐合龙的方法，把中线调入黄河的客水储存起来，形成一个临时性水库，当蓄积够一定水量时，用炮火炸开土坝(或预先在土坝下埋设定向爆破装置，实施定向爆破)，使之形成人工溃坝，通过“人造洪水”，挟沙入海。确定“人造洪水”之安全线，可采用计算机模拟方法，经过充分论证后再付诸实施。这一做法，可在悬河的不同地段，自下而上分段来进行。二是人工拓深下游河床，促进溯源侵蚀。在每年汛期来临之前，可预先在河口地段，沿黄河河床干流走向，预先串珠状深埋定向爆破装置，待汛期洪峰经河口入海时，起爆定向爆破装置，炸出宽深的河槽断面，凭借洪水之力，疏浚河道，把更多的泥沙挟带入海，成倍增大拓深河床的效率。定向爆破宜自下而上分段实施，以免炸酥松动的泥沙数量太多，壅塞河道。
我国北方水资源严重不足，必须向南方借水。中线工程向北京调水，是长期行为，选择取水口关系到未来调水工程能否发挥最佳效益。中国社会科学院农村经济发展研究所宋宗忆先生(1999)在新近发表的一篇论文中，转引了江泽民总书记对水资源问题作的一则重要批示：“解决北方缺水问题，已有若干方案，南水北调的方案，乃国家百年大计，必须从长计议，全面考虑，科学选比，周密计划。”有感于此，为了推动“科学选比”，笔者认为关于中线调水口选择什么地方较好，尚需通过不同观点的争鸣才能使百年大计更为周密。
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