人類建設的著名調水工程

調水工程滋潤人類文明成長

世界上文明古國的歷史發(fā)展總是與幾條著名河流相伴而行的。黃河、尼羅河、印度河、底格里斯河與幼發(fā)拉底河等河流都是人類文明的搖籃，人們都尊稱她們?yōu)槟赣H河。

大約在公元前2500年，蘇美爾人在美索不達米亞南部開掘溝渠，引底格里斯河、幼發(fā)拉底河的河水，澆灌出了燦爛的“兩河文明”，這可能是人類建設的最早的調水工程之一。公元前2400年，古埃及興建了人類第一個跨流域調水工程，引尼羅河水至埃塞俄比亞高原南部進行灌溉，為古埃及文明的發(fā)展和輝煌打下了堅實的基礎。

地球上的大江大河，如尼羅河、長江、亞馬孫河、恒河、密西西比河……都可找到人類修建的調水工程的蹤跡。在這些規(guī)模宏大的調水工程中不乏成功的先例，可以說，順應客觀規(guī)律、因勢利導地建設遠距離調水工程對人類的文明發(fā)展產生了積極而深刻的影響。

據統(tǒng)計，目前世界上已有40多個國家和地區(qū)建成了350余項調水工程，年調水規(guī)模超過5000億立方米。全世界已建、在建或擬建的大規(guī)模遠距離調水工程有160多項，主要分布在24個國家。其中，已建的調水工程中調水量較大的是巴基斯坦西水東調工程，該工程年調水量為148億立方米；距離較長的是美國加利福尼亞北水南調工程，該工程輸水線路長約1000公里，年調水量為52億立方米；澳大利亞雪山調水工程是世界上最復雜的調水工程之一，其年供水23.6億立方米，灌溉總面積26萬公頃。

我國是世界上最早進行調水工程建設的國家之一，著名工程有京杭大運河調水工程、都江堰灌溉工程、靈渠等。公元前486年修建的引長江水入淮河的邗溝工程，是中國跨流域調水工程的開創(chuàng)性工程之一。新中國成立后，我國修建了約20項大型跨流域調水工程，如江蘇江水北調、天津引灤入津、廣東東深供水、山東引黃濟青、山西引黃入晉等工程。

我國的南水北調工程，是緩解我國華北和西北地區(qū)水資源短缺的國家戰(zhàn)略性工程。工程規(guī)劃分東、中、西三條線路從長江調水，橫穿長江、淮河、黃河、海河四大流域，總調水規(guī)模為448億立方米，供水面積達145萬平方公里，受益人口4.38億人。2013年12月，我國南水北調東線一期工程正式通水，設計每年向北方提供水量87.7億立方米；2014年12月，南水北調中線一期工程正式通水，每年可向北方輸送95億立方米的水量。我國南水北調工程全面建成后將是人類歷史上規(guī)模最大的調水工程之一。

調水量大——巴基斯坦西水東調工程

巴基斯坦的西水東調工程，即從西三河（印度河、杰赫勒姆河、杰納布河）向東三河（薩特萊杰河、比阿斯河、拉維河）調水，年調水量為148億立方米，灌溉農田面積達2300萬畝。

巴基斯坦的西水東調工程規(guī)模巨大，共興建了塔貝拉、曼格拉2座大型水庫，5個攔河閘和1座帶有閘門的倒虹吸工程，開鑿了臘蘇爾—卡迪拉巴德、卡迪拉巴德—巴洛基、巴洛基—蘇菜曼基、查什馬—杰赫勒姆、特里姆穆—錫德奈、錫德奈—梅爾西、梅爾西—巴哈瓦爾河、當薩—潘杰納德等8條相互溝通的連接渠道，渠道總長約為590公里，附屬建筑物有400座，總輸水流量近3000立方米每秒。這些巨大的工程主要在1965—1975年建成。

巴基斯坦西水東調工程連接渠的開鑿，把印度河平原中的大河流互相連通起來，經兩大水庫調蓄的水，使原來極為干旱缺水的平原東南部的大量耕地得到了灌溉。該工程還完善了巴基斯坦的印度河平原上的灌溉體系，使東三河流域廣大平原地區(qū)的農業(yè)、牧業(yè)、工業(yè)等獲得持續(xù)發(fā)展。西水東調工程建成后，使巴基斯坦由原來的糧食進口國變成糧食出口國，其每年出口小麥、大米200多萬噸。另外，西水東調工程2座大型水庫的建設，使得汛期削減洪峰滯蓄洪水的作用顯著。

巴基斯坦西水東調工程，改善了巴基斯坦水資源配置狀況，促進了經濟社會的發(fā)展，效益顯著，工程總體上是非常成功的，受到普遍贊譽。但是，該工程運行后發(fā)現，灌排系統(tǒng)規(guī)劃不完善，輸水損失嚴重，灌區(qū)土壤鹽堿化現象嚴重，經采取渠系防滲襯砌、平整土地、管井排水等措施后，灌區(qū)面貌有所改觀。

調水距離長——美國加州北水南調工程

目前，美國已建成聯邦中央河谷調水工程、加利福尼亞州北水南調工程、向洛杉磯供水的科羅拉多河水道工程、科羅拉多-大湯普森工程、向紐約供水的特拉華調水工程等，調水總量200多億立方米?？梢哉f，如果沒有這些調水工程，就不會有今天的洛杉磯、拉斯維加斯等新興的城市。調水工程對美國經濟的可持續(xù)發(fā)展、宏觀布局、生產要素和資源的合理分配與整合都起到了重要作用。

目前，美國已建成的跨流域遠距離調水工程中，最具代表性的為加利福尼亞州的北水南調工程，它也是美國最大的多目標開發(fā)工程之一。

加利福尼亞州位于美國西海岸，北部氣候濕潤多雨，薩克拉門托河水系水量豐沛。南部氣候干燥，地勢平坦，光熱條件好，是美國著名的陽光地帶，那里生活著該州2/3的人口，水資源卻相對貧乏。為此，加州政府在20世紀50年代初不得不開始通盤考慮解決北澇南旱的調水之策。1960年，加州進行了全民投票公決，以51%的支持率使調水決策獲得通過。于是，一項規(guī)模宏大的北水南調工程開工了。從加州最北邊的奧羅維爾湖到最南端的佩里斯湖（奧羅維爾湖為調水工程的最大蓄水庫，其庫容量達到43.17億立方米），整個調水工程主干道南北綿延約1000公里，途經28個水庫，22個抽水站和發(fā)電站。工程采用一次性提升水位約600米的大功率抽水機，讓北水順暢越過蒂哈查皮山，流到干旱的加州南方地區(qū)。該工程經過了13年的努力，終于在1973年完成了輸水主管道的建設。

目前，加州北水南調工程的年調水量達52億立方米，供加州南部2000萬人使用。這些北水70%用于城市，30%用于農村，約360萬畝的農田靠它灌溉。該工程與聯邦政府建設的中央河谷調水工程相輔相成，共同把加州北部豐富的水資源調到南部缺水地區(qū)，為加州南部經濟和社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的改善提供了充沛的水資源，使以洛杉磯為中心的加州南部成為果樹、蔬菜等經濟作物生產出口基地，并保證了那里的生活和工業(yè)用水。

調水工程與其他基礎設施工程相比，社會效益和環(huán)境效益更顯著，而經濟效益相對較差。為此，美國政府對這類工程建設在宏觀上加強了調控，使其成為政府行為。聯邦政府或州政府在大型調水工程建設上實行壟斷性經營管理，兩級政府都設有較完整的水務管理機構。這些機構各司其職，分工負責。美國幾乎所有的調水工程都由政府統(tǒng)一組織建設，并負責工程竣工后的運營管理。在這些工程的投資安排上，政府也給予很多優(yōu)惠政策。美國調水工程投資來源主要通過兩個渠道：一是聯邦政府提供撥款，或給予50年左右的長期低息貸款，或無息貸款；二是發(fā)行建設債券。工程投資除部分由政府負擔外，大多由用水受益者負責償還。

調水結構較復雜——澳大利亞雪山調水工程

澳大利亞雖然地廣人稀，人均占有淡水資源不少，可是澳洲大陸全境年均降水量僅470毫米，是世界上降水量較少的大陸，其內陸部分地區(qū)干旱缺水較為嚴重。為了解決那里缺水的問題，澳大利亞從1949年開始修建一個規(guī)模宏大的雪山調水工程，直至1975年完全竣工，歷時26年。該工程通過大壩水庫和隧道網，從雪山山脈的東坡建庫蓄水，將東坡斯諾伊河的多余水量引向西坡的需水地區(qū)。沿途利用落差發(fā)電供應堪培拉、墨爾本、悉尼等地區(qū)。

雪山調水工程包括7座水電站、80公里引水管道、11條共145公里壓力隧洞、16座大壩及其形成的調節(jié)水庫等，水庫總庫容84.8億立方米，有效庫容70億立方米。它是澳大利亞跨州界、跨流域，集發(fā)電、調水功能于一體的水利工程，也是世界上較為復雜的大型調水工程。它能對墨累—達令河流域幾個州進行供水，取得了相當可觀的經濟效益。

雪山調水工程的管理包括水源高度和供水高度，由墨累—達令河流域委員會作為最高權力機構進行統(tǒng)一掌管。該委員會有權決定斯諾伊河向墨累河和馬蘭比吉河分水的流量，負責墨累河上各流量控制閘以及各分流閘的開啟、關閉和調節(jié)；負責監(jiān)督界河上各用水戶的取水量；對水事糾紛進行調解；負責流域內水資源管理的建章立制等。該委員會還負責接受用水戶的取水申請、進行審查批準、發(fā)給不同級別的取水許可證。無論從管道取水，還是直接從河道取水，都必須憑許可證進行，并計量收費。

取水許可證不僅規(guī)定了取水用戶的年取水總量、取水設備的功率，而且還規(guī)定了取水保證程度。因為委員會對用戶供水的保證程度分成若干個級別，持有高級別取水許可證的用戶將優(yōu)先得到供水。首先要保證的是最高級別用戶的取水，級別較低者，其用水的保證程度也相應下降；級別越低用水的限制越多，其取水量越難保障。當然，級別不同水價也隨之不同，最高保證級別用戶的取水單價最高，級別越低水價越低，最高級別的水價是最低級別水價的40倍。管理機構正是利用水價的懸殊這一手段，鼓勵用戶按自己實際需要建蓄水庫，申請較低保證級別，在豐水季節(jié)大量蓄水以彌補枯水季節(jié)的供水不足。形成了用戶自覺參與的合理用水的良好局面。

澳大利亞雪山調水工程全面投入運營后，為了更好地發(fā)揮調水效益，采取了一系列的水環(huán)境保護措施。

一是嚴格控制農牧業(yè)用水量的增長。目前有關州政府已達成共識，不再簽發(fā)新的農牧業(yè)取水許可證。主要目的是防止農牧業(yè)規(guī)模盲目擴大。因為農田或牧場灌溉面積擴大，不僅消耗大量水資源，而且排出的水體攜帶農藥、化肥與有機物、鹽分，會污染下游地區(qū)；而且大量開墾加大了水土流失，不利于生態(tài)環(huán)境的保護。

二是全面加強水土保持工作。雪山調水工程全線有諸多調節(jié)性蓄水庫，它們的作用舉足輕重，假如一旦讓淤泥沉積便會減少調蓄庫容量，直接破壞調水工程的長久效益。因此調水工程特別注意水土保持，調水沿線不發(fā)展任何產業(yè)，全部開辟成國家公園供游人觀賞游覽。為了保護植被，游人只能在高于地面的木質棧橋上通行，地面一律不得踩踏。

三是嚴格保護水質。為了防止農田污水流入或有機物進入引起藍藻瘋長，在輸水河道沿岸修筑攔截板，防止落葉、枯草被風吹入水中，更不讓污水排入河道，以確保輸送的水體質量。

四是采取防止土壤鹽漬化措施。大面積的開墾將使雨水和灌溉水大量滲入地下，抬高部分地區(qū)高鹽分的地下水水位，造成地表鹽堿化，釀成大片樹木、草原死亡的后果。為此，澳大利亞采取嚴格限制農田灌溉用水量的增長和讓河道有足夠的水量沖洗并帶走沿途鹽分的方法，來防止調水沿線地區(qū)的土壤鹽漬化。

在人類的發(fā)展歷程中，世界各國的資源使用與資源分布上存在不一致性，使得人們必須對資源進行相應的優(yōu)化配置，而調水工程就是人類在資源優(yōu)化配置中的作品。人類所建設的優(yōu)良調水工程，一方面拋棄了人類被動地依附于水、逆來順受的原始文明，另一方面也不是“人定勝天”偏激的主宰自然的沖動，而是實事求是、恰如其分地利用自然，實現現代文明基礎上的人與自然和諧相處。這些杰出的調水工程不僅是人類治水理念的升華，而且也對人類文明的發(fā)展起到了積極的助推作用。