超級工程!談何容易!詳解前無古人的南水北調工程

作者:星球研究所
來源:知乎

2019年12月12日是南水北調中東線全線正式通水五週年紀念日,在這樣一個看似有點特別卻也平凡的時刻,我們有必要對南水北調工程做一個更全面的瞭解。

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本文是星球研究所最長的一篇文章,我們用前後20天的時間才完成這項系統工程最基本的解構,希望能解答你的疑問,也希望更多人能瞭解它的故事和過往。

北京五棵松地鐵站和全國所有地鐵站一樣,站臺之上列車年復一年穿梭呼嘯,乘客日復一日來往匆匆。但和全國其他地鐵站不同,這座站臺之下僅3.67米處,兩條巨大的混凝土涵道橫貫站臺、穿行而過,來自千里之外的滔滔江水由此奔騰北上。

它們將一路穿越2條鐵路、4條河流、8座過街天橋、23座立交橋,與100多條地下管線縱橫交錯,最終流向河湖、流向水庫、流向千家萬戶。

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02.北京五棵松地鐵站縱向結構示意,製圖@陳睿婷/星球研究所

也許,在站臺上穿梭的人們永遠都不會感受到,腳下竟是澎湃的水流。整個華北平原之上,40多座大中城市260多個縣區、約1.2億人也幾乎不會感受到,因為一項史無前例的超級工程,自己的生活、城市的命運都早已悄然改變。

這項工程人稱“南水北調”。

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03.南水北調水渠流經河南新鄉市輝縣的農田,攝影師@韓自豪


01、乾渴的華北

在中國,若以人均水資源量計算,最為“乾渴”的地方並非是沙漠廣佈的西北地區,而是華北平原。尤其在京津冀地區,養育著全國8%的人口,貢獻了全國10%的GDP,但人均水資源量卻遠遠低於國際標準中人均500立方米的極度缺水紅線。

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03.中國人均水資源量空間分佈情況,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

不僅如此,日益膨脹的人口、快速擴張的城鎮、迅猛發展的工業讓流經華北平原的黃河、淮河和海河一度成為全國地表水質量最惡劣的地區,最嚴重時幾乎是“有河皆枯、有水皆汙”。

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04.21世紀初中國七大水系水質狀況,以2003年為例,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

水量短缺、水體汙染,可用的地表水所剩無幾,於是人們不得不超採地下水、回用再生水,甚至擠佔維繫生態功能的水源來填補龐大的用水缺口。

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05.河南省許昌市襄城縣田間打井,圖片來源@視覺中國

到了21世紀初,京津冀的地下水開採程度均已超過100%,一個面積超過9萬平方千米並且還在不斷擴大的地下水超採區在華北平原下迅速形成。

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06.地下水開採程度可用開採係數表示,即實際開採量與可開採資源量之比,若係數大於100%則為超採;圖為1980年和2000年華北地區淺層地下水埋深對比,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

在北京,供給城市生活用水的密雲水庫,僅1999-2003年的4年間,庫存水量就萎縮了3/4,全市超過70%的用水量只能靠抽取地下水維持,令北京平原地區的地下水位以每年1米的速度持續下降。

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07.2009年11月3日,密雲水庫露出庫底近5平方千米,圖片來源@視覺中國

在濟南,地下水的嚴重超採令大量湧泉景觀徹底消失,昔日的“泉城”岌岌可危。而在開採更為強烈的河北省部分地區,預計不到20年後便會面臨無地下水可採的局面。

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08.2009年2月10日,河北省石家莊市元氏縣乾裂的農田,圖片來源@視覺中國

儘管從2003年後的十年裡,北京通過各項節水措施,萬元GDP用水量已下降近七成,22%的用水也已被再生水替代,但地表水稀缺的現實、用水量增長的趨勢卻依然難以改變,地下水位也依然在逐年下降。

中國的南北大地本應擁有相同的發展機會,但水資源的極度短缺卻成了限制華北地區發展的枷鎖,乾渴的華北大地迫切地需要新的水源。而千里之外浩瀚的長江,多年平均徑流量約9600億立方米,是黃淮海三河總徑流量的近7倍。長江之水能否北上?人們懷抱著一線希望。

然而,要建設一個跨越1000多千米的調水工程又談何容易?


02、艱難的工程

早在1952年,南水北調的設想就已誕生。但直到2002年,大到線路如何佈局、規模如何設置,小到渡槽什麼結構、管道什麼材質,論證了半個世紀後,工程的總體規劃才正式出爐。

這意味著,在數十年後中國大地上將有東線、中線、西線三條大型水道縱貫南北,與東西流向的海河、黃河、淮河、長江形成“四橫三縱”的巨型水網,最終調水規模達448億立方米,約為長江多年平均徑流量的4.7%,卻幾乎是黃河多年平均徑流量的80%。

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09.規劃中,東、中、西線最終調水規模為148、130和170億立方米,已建成的東、中線一期工程調水規模為88和95億立方米,西線工程還在論證中,以上調水規模都為多年平均值,實際調水量根據當年供需情況確定,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

儘管那時,國內國外已建成調水工程近400項,但南水北調的工程規模之大涉及面積之廣、覆蓋人口之多均堪稱史無前例。因此當2013年11月15日和2014年12月12日東、中線一期工程先後通水,南來之水第一次湧入北方大地的時候,便成為世界水利史上難以忘記的時刻。

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10.2014年12月27日,南水北調中線一期工程終點團城湖明渠開閘放水,圖片來源@視覺中國

可是這滾滾清流背後 又是什麼樣的故事呢?

①東線:水往高處流?

全長1785千米的東線工程從江蘇揚州一路北上,上跨淮河、下穿黃河,最終將長江之水送至天津城區和山東半島。

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11.目前已建成的東線工程一期,幹線長1467千米;圖為淮安水利樞紐,位於淮安市淮安區,上方渡槽為東線工程的調水通道,也是京杭大運河的航道,下方涵洞為淮河的入海水道,是亞洲最大的水上立交工程,攝影師@賀敬華

沿途中包括京杭大運河在內,有數條南北向的河道可作為江水北上的現成通道。

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12.京杭大運河,拍攝於江蘇省宿遷市宿豫區皂河鎮,攝影師@李瓊

洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖等數個南北串聯的湖泊可作為天然的調蓄水庫。

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13.左邊的駱馬湖和右邊的京杭大運河河道,攝影師@李瓊

加之江蘇省境內又有江水北調工程作為基礎,東線工程似乎已是地利人和,只待水到渠成。

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14.淮陰三站,南水北調東線第三級抽水泵站,江水北調工程中已建設淮陰一站、淮陰二站,攝影師@繆宜江

然而事情卻沒有這麼簡單。從調水起點到黃河南岸,地面高程

升高近40米。這意味著想要南水北上,必須實現“水往高處流”,直至水流越過最大高程點才可順流而下,抵達天津或沿引黃濟青工程奔向山東半島。

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15.南水北調東線路線及沿途高程示意,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

於是,僅東線一期工程沿線便建有34處站點、160臺水泵共計13級泵站,這個世界最大的泵站群從揚州江都水利樞紐開始,將長江水逐級提升近40米,一路送至黃河南岸。

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16.揚州江都水利樞紐,圖片來源@視覺中國

而為了降低泵站群的能耗,其中1/3的水泵均使用我國技術人員耗時3年自行研發的燈泡貫流泵。這種裝置擁有平直的流道,水流不需轉彎便可直接通過。

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17.燈泡貫流泵結構,製圖@鄭伯容/星球研究所

因此與傳統的立式軸流泵相比,貫流泵的電能轉化率可從65%提高至81%,大大提高了運行能效。

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18.立式軸流泵結構,製圖@鄭伯容/星球研究所

立式軸流泵結構,製圖@鄭伯容/星球研究所

經由這些泵站,東線一期工程的年調水能力可達到88億立方米,相當於每年為沿線的江蘇、安徽、山東各省供給了600多個西湖的水量。

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19.揚州江都水利樞紐主機層的立式軸流泵,攝影師@潘銳之

相較之下,南水北調中線工程則顯得“節能”多了,其幹線上僅建有一座泵站,卻依然完成了1432千米的超遠距離調水。這又是如何實現的呢?

②中線:一渠清水向北流

2005年9月,在湖北省漢江與丹江交匯口下游800米處,一聲爆破響徹群山之間。丹江口大壩的表層開始進行拆除,不久之後在其上方將會澆築新的混凝土,令大壩高度加高14.6米,水面面積增加至1022平方千米,幾乎與三峽庫區的水面面積相當

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20.加高後的丹江口大壩,丹江口水庫位於河南省淅川縣與湖北省丹江口市交界處,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

然而,在一座已服役近40年的老壩上重新澆築一座“新壩”卻並非易事。倘若新老混凝土因溫度變化產生不均勻的熱脹冷縮,將令壩體間產生裂縫,後果便不堪設想。因此,除了嚴格控制混凝土的澆築溫度外,人們在大壩堰體的老混凝土上切割出一道道鍵槽,並植入一根根鋼筋用以加強新老混凝土間的咬合和錨固。

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21.丹江口大壩不同壩段結構存在差異,下圖為大壩溢流壩段加高示意,鍵槽上植入的鋼筋也稱錨筋,製圖@鄭伯容/星球研究所

而在大壩頂部,則向20個垂直佇立的閘墩中植入共計1164根鋼筋,令閘墩更加堅固。

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22.大壩溢流壩段加高示意,製圖@鄭伯容/星球研究所

加高工程歷時近8年,升級改造後的壩體變得更高更厚,不僅庫容量能滿足調水需求,水位高程同時可達到170米,比北京高出100餘米。這就意味著來自丹江口水庫的汩汩清水不再需要泵站逐級提升便能一路自流到達北京。

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23.南水北調中線工程幹線全長1432千米,其中至北京的總乾渠1276千米,天津輸水乾線156千米;中線路線及沿途高程示意,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

或是經位於河北保定的西黑山分水口,轉而向東流入天津。

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24.西黑山分水口,渠道向左通往北京,向右通往天津,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

更幸運的是,在秦嶺東部分隔長江、淮河流域的分水嶺,到了河南南陽的方城縣附近,卻在連綿的群山中留了一條“縫隙”,人稱

“方城埡口”。

此處兩側山地的高程在200米以上,但埡口處卻僅有145米,可令中線工程的渠道在山巒夾持間穿行而過,避免挖掘數千米的穿山隧洞。

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25.方城埡口地形示意,地處桐柏山和伏牛山間,渠段長7.6千米,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

然而魚和熊掌二者不可兼得,即便不再需要建設泵站,但由於沒有任何現成水道可以利用,1432千米的中線工程將全部從零新建,漫長的修建過程也註定困難重重。

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26.陶岔渠首樞紐是中線工程的“水龍頭”,位於河南省淅川縣陶岔村,1973年建成的老閘已無法滿足南水北調的需求,圖為重建的閘壩,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

中線工程沿途需穿越大小河流共686條,為了確保輸水水質安全,避免受到洪澇及汙染的影響,一座座龐大的“水上立交”橫空出世。在其中的27座大型梁式渡槽上,南來之水源源不斷凌空而過,如同一條蜿蜒北去的“天河”。

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27.沙河渡槽,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

河南省境內,全長達11.9千米的沙河渡槽中,巨大的U形槽段重達1200噸,每次吊裝都相當於一次性起吊約1000輛轎車。

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28.U型渡槽,拍攝於2012年5月10日正在施工的沙河渡槽,攝影師@何進文

而位於其南面的湍河渡槽體量則更為驚人,其內徑達9米、單孔跨度達40米,每孔槽段的重量可達1600噸。

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29.巨大的湍河渡槽和下方的施工車輛,圖片來源@視覺中國

面對如此巨大的重量,工程師們乾脆放棄了吊裝設備,轉而採用大型造槽機現場完成混凝土澆築,就這樣一段接一段地,築造出世界上規模最大的U形渡槽。

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30.修建中的湍河渡槽上正在工作的造槽機,這是大型造槽機在我國的首次使用,圖片來源@視覺中國

然而更多時候,中線工程則以倒虹吸的方式,在地表之下穿越道路或河流,其中難度最高、規模最大的便是穿越黃河的穿黃工程。

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31.倒虹吸是指利用上下游水位差,令水流在垂直方向上呈弓彎向下的弓形流動,從而實現渠道立交;圖為黃河倒虹吸工程的簡單示意,退水洞等結構有省略,製圖@陳睿婷/星球研究所

黃河北岸,巨大的圓筒形豎井內徑16.4米、井深50.5米,幾乎可以容納一座15層的高樓。負責掘進隧道的大型盾構機也將從這裡出發,在深厚的砂土中前行超過4000米才能穿越黃河天塹。

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32.圖為中線穿黃工程北岸豎井中盾構機的始發現場,拍攝於2007年7月8日,圖片來源@視覺中國

盾構機的刀盤日夜不休地旋轉,被粉碎的砂礫土石隨泥漿不斷排出,最終在黃河河床下平均30米處,兩條內徑達7米的巨大的隧洞逐漸出現在世人眼前。

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33.穿黃工程為雙洞結構,均使用雙層襯砌,圖為其中一條隧洞正在進行第二層預應力鋼筋混凝土襯砌,這種複合襯砌形式是世界上首次應用,圖片來源@視覺中國

然而規模龐大的穿黃隧洞在建設中卻並非一帆風順,由於砂土中石英含量較高,令盾構機的刀片產生嚴重的破損,工程人員只能依靠人力前後進出近400次,才在充斥著泥水的盾構機前端完成刀盤的修復和加固。最終,在大河之下穿行了500多個日夜後,巨大的盾構機終於在河道對岸重見天日。

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34.2009年12月22日,中線穿黃工程上游線過河隧洞順利貫通,攝影師@王頌

自此,南來之水終於跨越黃河天塹得以繼續北上。

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35.穿黃工程全景,此外在乾旱時期,中線工程還可向黃河中補水,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

“上天入地”固然艱難,但在中線工程中約1/3的渠段內,即便是平地修渠也面臨著膨脹土的考驗。這是一種吸水膨脹、失水收縮的土壤,劇烈的膨脹收縮下極易造成渠道垮塌。然而在當時,全國上下尚無類似的工程先例,這意味著連設計施工標準都必須從零開始制定。

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36.2013年11月17日,河南省許昌市正在施工的南水北調中線渠道邊坡,圖片來源@視覺中國

同樣必須從零起步的,還有在北京市境內為了防止汙染、減少佔地而修建的PCCP管道。

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37.PCCP管是指“預應力鋼筒混凝土管”,下圖為2007年4月9日,南水北調工程北京段鋪管對接,圖片來源@視覺中國

這是一種複合結構管材,層層包裹的結構令其防滲、抗震、可靠、耐久。

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38.PCCP管道結構,製圖@鄭伯容/星球研究所

然而中線工程中的PCCP管道直徑達4米、單管重78噸,

工程人員經過大量實驗才最終確定建設標準。

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39.2007年12月8日,南水北調工程北京段鋪管對接,圖片來源@視覺中國

此後,中線工程再經過長約13千米的西四環暗涵工程,便可抵達中線工程的終點,北京團城湖。

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40.團城湖明渠,全長885米,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

這些南來之水將進入城市的各大水廠,或經京密引水渠,反向注入曾不堪重負的密雲水庫。

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41.京密引水渠昌平段,攝影師@宋佳音

至此,中線工程全線貫通,再沒有什麼能夠阻擋滔滔江水一路北上。水道穿山越嶺,

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42.河北省保定市崗頭隧洞,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

穿越城鎮,

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43.河南焦作是中線乾渠唯一從城區穿過的城市,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

與31條水渠、51條鐵路和1238條公路相互交錯。

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44.正定高鐵平行段,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

全程27座渡槽、102座倒虹吸、17座暗渠、12座隧洞、1座泵站、476座排水建築物、303座控制建築物,將這條千里水脈逐一串聯。

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45.2011年4月26日,位於河南省溫縣境內的南水北調中線工程工地正在吊裝鋼筋籠,圖片來源@視覺中國

然而龐大的泵站、巨大的水渠僅僅只是整個工程的冰山一角。水質如何保障?汙染如何治理?移民如何安置?文物如何保護?造成的生態問題又該如何補償?

種種問題橫亙在人們眼前,讓這項本已困難重重的工程愈發舉步維艱。


03、幕後的故事

2002年,南水北調終於正式開工,但東線工程沿線的城市卻顯得憂心忡忡。不過這並不出人意料,畢竟在當時的工程沿線,黃河以南的36個水質斷面中僅有1個達到地表水III類標準,有的斷面汙染物甚至超標百餘倍,完全無法作為飲用水源。

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46.江蘇省淮安市治理前的河道,此時截汙導流工程剛剛開工,攝影師@繆宜江

這意味著,東線工程必須在10年內達到全線III類及以上水質,才能滿足通水要求。一項龐大的汙染治理工程刻不容緩,於是這10年內,山東超過700家造紙廠、江蘇800多家化工企業皆因排放不達標紛紛關停。

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47.2012年9月29日,山東省淄博市一座正在拆除的造紙廠,圖片來源@視覺中國

水面上,兩省約4000艘水泥船、24000艘掛槳機被淘汰或拆改

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48.江蘇省邳州市徐洪河,攝影師@李瓊

河岸邊,僅江蘇省沿線就建成17座船舶垃圾收集站、43座汙水/油回收站。到了2016年,沿線共9650千米的汙水收集管網,以及接近全省1/5的汙水處理能力,時刻鎮守著入流河道的排放關卡。

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49.江蘇省宿遷市大運河畔的汙水處理廠,攝影師@繆宜江

加之大面積的湖泊溼地,共計426項治理工程如“鎧甲”一般,裝備在1000多千米的線路上。到2012年東線通水前夕,沿線主要汙染物入河總量減少85%,全線36個監測斷面終於全部達標。

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50.2018年7月28日,山東省微山湖溼地,圖片來源@視覺中國

而反觀中線工程,其乾渠水道全程封閉,兩側還劃定了嚴格的水源保護區,基本杜絕了外界汙染帶來的影響,堪稱一條“清水走廊”。但人們真的可以高枕無憂了嗎?在中線水源地丹江口水庫,20世紀80年代時水質達到I類的時間約有2/3,但到了21世紀初卻僅有1/3。如何維持水源地的水質狀況成為了無法被忽略的問題。

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51.丹江口庫區,攝影師@徐欣

然而,水庫上游流域涉及陝西、湖北、河南三省內共計8市43縣以及600多個鄉鎮,若要溯流清源將是一項浩大的工程。但人們別無選擇,於是在丹江口水庫上游流域,採礦冶煉、黃姜生產、汽車電鍍眾多排放不達標的高汙染行業紛紛關停。截至2014年,城市汙水處理廠由5座增長174座,垃圾處理場則由1座增至99座,還有共1.7萬平方千米的水土流失面積得到治理。

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52.堵河,漢江上游第一大支流,攝影師@徐欣

自中線工程通水至今,輸水水質達到I類的斷面比例從30%增長至80%,歷時超過8年的水源保護工程的效果開始逐漸顯現。

然而。青山綠水的丹江口水庫在為中線工程提供絕佳水源的同時,卻也付出了巨大的代價。當水庫水位成功抬高13米的同時,周邊超過300平方千米的土地將沒入茫茫碧波之下,這就意味著曾經生活在庫區周邊40個鄉鎮、441個村的共計超過34萬人將不得不搬離原本的家園。

53.2010年7月19日,河南省南陽市淅川縣滔河鄉下寨村,移民裝運傢俱,圖片來源@視覺中國

加之工程幹線沿途佔用土地,又需搬遷安置約9萬人,整個中線工程可謂是一項浩大而艱鉅的移民安置工程。

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54.丹江口庫區移民安置狀況示意,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

於是,在即將被淹沒的遷出地,每一村、每一戶、每一間房、每一塊地、每一口水井、每一片果樹開始被調查、計算、公示,離開原有土地的人們,將按照這些土地被徵收前三年平均產值的16倍獲得徵地補償款

移民安置費。

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55.2009年8月15日,河南省南陽市淅川縣滔河鄉姬家營村移民搬運自家的傢俱,圖片來源@視覺中國

2009年8月15日,河南省南陽市淅川縣滔河鄉姬家營村移民搬運自家的傢俱,圖片來源@視覺中國

而在遷入地,移民新村的建設同樣緊鑼密鼓。由於每家每戶情況複雜,僅設計階段就有十餘套不同戶型供移民群眾自行選擇。新村社區中,交通、供電、供水、排水學校、環保等公共基礎設施也是一應俱全,大多數人的居住體驗將從人均20平方米的土木房、土坯房,上升至人均24-34平方米的磚混樓房。

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56.丹江口庫區就近遷移的移民新村,攝影師@徐欣

此外,為了讓遷移至此的人們有田可耕、有地可種,遷入地必須在有限的耕地中擠出條件優良的土地進行分配。人們一塊塊量、一遍遍算,最終確定了搬遷後人均大棚菜地不少於0.4畝,水田、果園不少於1.05畝,或旱地不少於4畝的分配標準。而搬遷前人均耕地僅有0.96畝。

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57.移民新村,周邊就是農田,圖片來源@南水北調中線幹線工程建設管理局宣傳中心

至此,一切都已萬事俱備,超過34萬移民將搭乘浩浩蕩蕩的車隊,揮別祖祖輩輩生活的故土。

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58.2010年6月17日上午9時,河南省南陽市淅川縣凌崗村第一批115戶506名移民坐上客車,告別故土,圖片來源@視覺中國

他們將在一片陌生的土地重新建立未來的家園。

超級工程!談何容易!詳解前無古人的南水北調工程

59.506名移民到達河南省唐河縣凌崗移民新村,圖片來源@視覺中國

丹江口水庫的移民搬遷安置工作要在2年內基本完成,強度之大在世界水利移民史上前所未有。但艱難的並不只是工程強度本身,數十萬移民告別的也不只是房屋和耕田,而是他們最熟悉的土地,是他們賴以生存的生活方式,也是他們世世代代的生活記憶。

因此若要他們真正融入新的家園,需要的也不僅僅是政府的支持和補償,還有當地人的一視同仁、自己的勤勞、汗水和勇氣以及一段漫長的時間。

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60.2018年12月1日,湖北省襄陽市黃集鎮南水北調移民村舉辦第二屆牛肉節,近百桌露天流水席招待遠道而來的客人,圖片來源@視覺中國

丹江口水庫水位抬升後,受到淹沒威脅的除了大量村莊、農田,還有214處文物保護點,其中就包括建於明代初期的武當山遇真宮。1967年丹江口水庫初次蓄水時,武當山古建築群中的淨樂宮就因技術限制,永遠沉沒在水下。而40多年後的遇真宮絕不能再重蹈覆轍,於是人們制定了一個幾乎“孤注一擲”的方案。

遇真宮現存的主體建築和宮牆將進行整體拆除,所有的拆卸構件標記存放,待地面墊高後再重新復原。而山門、東西宮門三座建築,將從地面整體抬高15米,相當於5層樓的高度。

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61.遇真宮抬升工程之前,古建築整體抬升的記錄僅為3米,圖為宮門頂升工程進行中,圖片來源@視覺中國

建築主體由鋼架加固,基座由混凝土澆築,下方則由數十根千斤頂,將數千噸的山門一點點向上頂升。

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62.支撐建築抬升的千斤頂,圖片來源@視覺中國

近半年後,三座山門將到達頂升高度。而在不久的將來,這片佔地2.4萬平方米的建築群也將在全面加高的堤岸上恢復往日的模樣。

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63.頂升完成後的遇真宮全景,攝影師@徐欣

東、中線工程沿線總共涉及文物710處,讓這項龐大的調水工程也成為一項規模空前的文物保護工程。從規劃到施工期間,為了保護沿途的古蹟遺址,工程經歷多次讓路、改線。而沿線區域的考古調查和緊急發掘更是從未停止,其中的9個項目先後被列入“全國十大考古發現”。

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64.湖北鄖縣88個正在發掘的探方,圖片來源@視覺中國

2013年11月14日,距離中線工程正式通水還有不到400天,也正是在此時,在丹江口水庫下游約400千米處,一座長2835米的大壩橫亙於漢江之上,人稱“興隆水利樞紐”。

在其下游不遠處,又有一條西南方向蜿蜒而來的水渠,每年將約30億立方米的長江水注入漢江河道。這就是引江濟漢工程。

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65.引江濟漢工程位置,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

為避免中線工程調水導致漢江下游水位降低,影響農田灌溉和河流生態,興隆水利樞紐和引江濟漢工程將作為南水北調配套建設的生態補償工程,通過上游蓄水、下游補水,令上游的灌溉面積增加60%以上,下游多年平均水位抬高0.15-0.30米。加之閘站的改建擴建以及局部航道的整治,從長江中游的荊州到漢江中游的襄陽,通航距離也將減少600千米。

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66.跨越長湖的引江濟漢工程水道,攝影師@傅鼎

汙染治理工程、水源保護工程、移民安置工程、文物保護工程、生態補償工程……當湧入華北的滔滔江水為這片土地帶來新的機遇時,卻很少有人留意到,在南水北上的幕後還有多少“看不見”的工程。


04、下一個奇蹟

南水北調一期工程的干支渠總長達5599千米,混凝土澆築量6300萬立方米,相當於三峽工程的2倍之多,可謂是我國水利工程建設的又一大奇蹟。

工程通水後,長江水可直接供應近300個縣市,替代北京城區超過七成的供水,鄭州中心城區的全部供水,天津14個區的全部供水,以及石家莊、邯鄲、保定、衡水等城市75%以上的主城區供水。

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67.南水北調河南濮陽水廠,圖片來源@視覺中國

上萬平方千米的農田,可新增近20億立方米的灌溉用水,而曾經被城市擠佔的農業用水以及汙水淨化處理後的再生水,共計近60億立方米的水資源將重新流入農田

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68.河北邢臺的農田灌溉,圖片來源@視覺中國

在南水的補給下,密雲水庫的蓄水量逐年刷新,目前已突破26億立方米,是2003年的3倍之多

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69.密雲水庫水面範圍變化,製圖@王朝陽&陳睿婷/星球研究所

可用水源的增加,令北方地區的地下水每年可減採近50億立方米,甚至還有餘量回補原先的虧空。截至2018年底,北京市地下水位比南水進京前回升了2.63米,而隨著地下水使用的削減,北京自來水硬度下降近70%

整個華北地區,更有超過500多萬人結束了長期飲用高氟水和苦鹹水的歷史。

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70.2000-2018年北京市地下水埋深變化,製圖@陳睿婷/星球研究所

在繁華的天津中心城區以及荷花蕩漾的白洋淀,由於得到充足的生態補水,水體汙染也得到明顯改善。

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71.河北保定白洋淀,中線工程已向白洋淀補水2.5億立方米,圖片來源@視覺中國

此外,東線一期工程建設後,京杭大運河成為一條自黃河以南直至長江全線都可通航的“黃金水道”,新增運力達到1350萬噸,相當於在水上架設了一條新“京滬鐵路”

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72.2018年7月2日,拍攝於京杭大運河山東段。圖片來源@視覺中國

是的,南水北調確實是一個奇蹟,是一個在重重難關中規劃論證、在重重限制中建設運營、曾經面臨種種爭議,卻依然實現的奇蹟。

也是一個由數十萬移民群眾、數十萬工程建設者、數千名科技工作者,以及那些永遠沉睡在崗位上的人們共同創造的奇蹟。

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73.2013年11月17日,河南許昌,正在施工的南水北調中線工地。圖片來源@視覺中國

今天,源源不斷的南來之水為長年乾渴的華北大地帶來了片刻的喘息,帶來了發展的機遇。

而未來如何用好南水?如何節約用水?如何讓翻山越嶺而來的長江水不至於成為杯水車薪?

對受益於南水北調工程的40多座大中城市、260多個縣區、近1.2億人來說,這些問題正等待著他們的答案。

這片土地上的下一個奇蹟,也等待著他們去創造。


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