隨著引江補(bǔ)漢工程正式開工，技術(shù)攻堅(jiān)、創(chuàng)新機(jī)制、生態(tài)優(yōu)先……從藍(lán)圖到落地，引江補(bǔ)漢工程仍面臨不少難啃的“硬骨頭”，也將由此為構(gòu)建國家水網(wǎng)先行探路。

>引江補(bǔ)漢工程湖北分會場開工現(xiàn)場 攝/李先明

正值盛夏，站在湖北省宜昌市夷陵區(qū)太平溪村2組陳緒新的家門口向?qū)γ嫱?，郁郁蔥蔥的山林下溪流清澈見底，這里正是引江補(bǔ)漢取水口龍?zhí)断?。預(yù)計(jì)108個(gè)月后，這泓清澈的長江水將從隧洞抵達(dá)丹江口下游漢江安樂河口。

這是一條充滿艱辛的路，也終將是一條滿載而歸的路。

技術(shù)攻關(guān)：“一洞到底”有多難

引江補(bǔ)漢，在中國地勢第二級階梯東緣向第三級階梯過渡地帶。貫穿黃陵斷穹、荊山山脈及秦嶺山脈，跨越2個(gè)一級構(gòu)造單元、2條工程活動(dòng)性斷裂，開挖一條近200km長、約12m洞徑的有壓輸水隧洞，有多難？

在我國基建技術(shù)取得長足進(jìn)步的當(dāng)下，引江補(bǔ)漢工程創(chuàng)下多項(xiàng)國內(nèi)之最：我國在建長度最長、洞徑最大、綜合難度最高的長距離有壓引水隧洞。

有壓引水隧洞的特點(diǎn)是輸水效率高，節(jié)省工程規(guī)模和投資。但200m3/s左右流量、近百米水頭、近200km長的隧洞運(yùn)行時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)水量達(dá)1000萬～2000萬m3的水體，每一次加速或減速都有巨大慣性，水力控制就是克服這一慣性的復(fù)雜動(dòng)力過程。工程可研階段提出分段減壓水力控制方案，目前正在開展技術(shù)攻關(guān)。

在宋志忠看來，引江補(bǔ)漢的難，除了水力控制難，還在于復(fù)雜的地質(zhì)條件。

7月14日，襄陽市?？悼h。引江補(bǔ)漢工程LAK18孔鉆探施工現(xiàn)場，地下700m深處正是引江補(bǔ)漢工程將要穿越的段江-店埡斷層。長江設(shè)計(jì)集團(tuán)三峽院高級工程師許琦和他的同事們，將通過鉆探取出巖芯，并進(jìn)行地應(yīng)力、地溫、有害氣體、放射性等一系列試驗(yàn)，進(jìn)一步查明這一斷層分布、構(gòu)造巖性特征等地質(zhì)條件。

“打洞子，最怕地下水?！彼沃局医榻B，在圍巖脆弱、地下水補(bǔ)給豐富的鄂西北山區(qū)，如同泥石流般涌進(jìn)洞子的涌水突泥災(zāi)害，是工程建設(shè)過程中最突出的施工風(fēng)險(xiǎn)。隧洞開挖是對大地地應(yīng)力場重構(gòu)的過程，硬巖巖爆和軟巖大變形也是影響施工安全、投資和工期的關(guān)鍵地質(zhì)問題。據(jù)預(yù)測，引江補(bǔ)漢工程發(fā)生軟巖變形風(fēng)險(xiǎn)的洞段長17.9km，存在中等巖爆風(fēng)險(xiǎn)的洞段長24.9km。

“隧洞開挖時(shí)對掌子面前方進(jìn)行不良地質(zhì)體探測、地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)，十分重要?！扁o新強(qiáng)坦言，目前勘察裝備和評價(jià)體系存在局限性，不良地質(zhì)體的超前探測與預(yù)報(bào)精度難以滿足工程建設(shè)需要，下一步將從可靠高效獲取隧洞圍巖工程地質(zhì)特征參數(shù)的關(guān)鍵裝備入手，開展物探技術(shù)、鉆探工藝、測試技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建安全、高效、合理的超前勘察技術(shù)體系。

“長洞短打、分段掘進(jìn)”是超特長隧洞施工的基本方法。但如何合理劃分洞段和優(yōu)選施工方案，既能充分發(fā)揮TBM優(yōu)勢提高效益，又能利用鉆爆法開挖不良地質(zhì)洞段，規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到工程造價(jià)、工期最優(yōu)，是一個(gè)極復(fù)雜重要的問題。

目前，引江補(bǔ)漢采用“TBM法+鉆爆法”組合的總體施工方案，9臺開挖直徑達(dá)12.2m的TBM集群施工，是我國一次性投入超大直徑TBM施工數(shù)量最多的在建隧洞。

“這對TBM關(guān)鍵部件性能等要求高，但現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計(jì)與制造的參考經(jīng)驗(yàn)有限?！扁o新強(qiáng)介紹，“下一步亟需提升TBM設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，研究不同類型TBM的功能配置要求，克服超大直徑TBM施工面臨的諸多不確定因素，總結(jié)形成一套成熟的超大直徑TBM功能配置關(guān)鍵技術(shù)?！?/p>

與建大壩不同，開挖隧洞需要設(shè)計(jì)人員全程動(dòng)態(tài)跟蹤并及時(shí)調(diào)整?！扒捌诳辈觳豢赡芨闱宄械刭|(zhì)條件，需要持續(xù)關(guān)注隧洞掘進(jìn)情況，一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)?！彼沃局艺f，“下一步還將建設(shè)數(shù)字孿生引江補(bǔ)漢工程，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)從被動(dòng)應(yīng)對向主動(dòng)防控轉(zhuǎn)變?！?/p>

水利部發(fā)展研究中心原黨委書記段紅東認(rèn)為，引江補(bǔ)漢工程建成后，水量調(diào)度涉及中線工程、三峽水庫、丹江口水庫、鄂北水資源配置工程、漢江梯級水利樞紐及引江濟(jì)漢工程、引漢濟(jì)渭工程等，調(diào)度系統(tǒng)十分復(fù)雜，應(yīng)盡早建立以丹江口水庫為核心的聯(lián)合調(diào)度機(jī)制。

“時(shí)間往前推20年，我們國家不具備規(guī)劃這樣工程的技術(shù)水平。”在鈕新強(qiáng)看來，以引江補(bǔ)漢工程為突破口，有望引領(lǐng)精準(zhǔn)高效勘探、水網(wǎng)精細(xì)精準(zhǔn)智慧化調(diào)度、數(shù)字孿生工程建設(shè)等一系列關(guān)鍵技術(shù)突破，為南水北調(diào)西線等國家水網(wǎng)重大工程建設(shè)提供支撐和借鑒。

創(chuàng)新機(jī)制：抓住水價(jià)“牛鼻子”

>引江補(bǔ)漢工程取水口龍?zhí)断?攝/安康

>引江補(bǔ)漢工程出口建筑物設(shè)計(jì)圖 長江設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司提供

從國家發(fā)展改革委農(nóng)村經(jīng)濟(jì)司司長任上已退休多年，高俊才保持著一個(gè)習(xí)慣：家里放兩個(gè)大水桶，收集洗漱或洗碗洗菜后的水，再用這些水拖地沖廁。身體力行“節(jié)水小事”，源于他長期從事水利規(guī)劃相關(guān)工作形成的節(jié)水意識，他認(rèn)為節(jié)水的關(guān)鍵在于提高水價(jià)。

高俊才呼吁提高水價(jià)，另一個(gè)重要考慮在于工程機(jī)制。“如果機(jī)制跟不上，即使工程建起來，也是‘先天不足，后天難補(bǔ)’”，他認(rèn)為只有工程與機(jī)制“兩手抓、兩手硬”，才能實(shí)現(xiàn)工程高質(zhì)量發(fā)展，而水價(jià)正是節(jié)水、提高市場融資能力和工程良性運(yùn)行的“牛鼻子”，“抓水價(jià)就等于抓主要矛盾”。

2020年7月8日，國務(wù)院總理李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，要求“以市場化改革推動(dòng)水利建設(shè)”。

>丹江口下游近壩段河工模型試驗(yàn) 攝/郭小虎

>團(tuán)城湖明渠 本刊資料

>白洋淀重現(xiàn)生機(jī) 本刊資料

高俊才認(rèn)為引江補(bǔ)漢工程有必要也有條件落實(shí)這一要求，“投融資機(jī)制、工程效益與水價(jià)機(jī)制關(guān)系密切，水價(jià)承受能力和市場化改革方向是提高水價(jià)的重要理由，提高水價(jià)也是擴(kuò)大市場融資和提高工程效益的必要前提，要統(tǒng)籌考慮提高水價(jià)與市場融資，同步協(xié)調(diào)推進(jìn)?！?/p>

翻開《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》，全文十章39節(jié)，其中兩章專門用4節(jié)內(nèi)容論述水價(jià)，包括“水價(jià)形成機(jī)制與水價(jià)測算”“容量水價(jià)與計(jì)量水價(jià)”“水價(jià)承受能力初步分析”“水價(jià)政策”。據(jù)高俊才介紹，南水北調(diào)工程總體規(guī)劃編制時(shí)，花費(fèi)了很大的精力研究水價(jià)機(jī)制、投融資機(jī)制和管理體制機(jī)制。

早在2001年，國務(wù)院批復(fù)的《21世紀(jì)初期（2001—2005年）首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》提出“要在5年左右的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)水價(jià)改革的目標(biāo)”，即在2005年北京市平均水價(jià)要達(dá)到每立方米6元。規(guī)劃批復(fù)后2002—2004年，北京連續(xù)3年調(diào)整水價(jià)，居民用水水價(jià)從每立方米2元上調(diào)到3.7元，2009年上調(diào)到4元；2014年，在南水北調(diào)中線即將通水之際，上調(diào)至5元，如今已有8年沒有調(diào)整水價(jià)。

對于需1432 km長距離運(yùn)行管理的中線工程，汪易森認(rèn)為，要堅(jiān)持利用水價(jià)推動(dòng)節(jié)水的水資源管理原則。水利部發(fā)展研究中心相關(guān)報(bào)告曾指出，我國城市居民生活人均月水費(fèi)支出占可支配收入的比值較低，水價(jià)調(diào)整空間較大。

在用戶承受能力范圍內(nèi)，可適當(dāng)提高直供水價(jià)格，有利于提高再生水利用率。高俊才認(rèn)為，水價(jià)是水資源多用途轉(zhuǎn)換的“助推器”，一水多用，大有可為。據(jù)報(bào)道，“十四五”時(shí)期北京將推動(dòng)再生水成為工業(yè)用水首要水源。目前溫榆河公園、通州大運(yùn)河段用了大量再生水改善河湖環(huán)境，這些再生水70%由南水北調(diào)水轉(zhuǎn)化而來，還將下滲回補(bǔ)地下水。

生態(tài)優(yōu)先：一條貫穿始終的紅線

南水北調(diào)中線一期工程通水以來，累計(jì)向北方50余條河流生態(tài)補(bǔ)水90多億m3，滹沱河、瀑河、南拒馬河等一批河湖重現(xiàn)生機(jī)。

引江補(bǔ)漢實(shí)施后，無論是一渠清水流向北方，繼續(xù)為河湖生態(tài)復(fù)蘇和地下水超采治理創(chuàng)造空間，還是順漢江而下，增加漢江流域水資源量，緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)壓力，都將流淌出一曲綠色頌歌。

不可否認(rèn)，任何工程建設(shè)都將對自然生態(tài)系統(tǒng)造成擾動(dòng)，引江補(bǔ)漢工程涉及長江和漢江兩大流域，將帶來哪些影響？

39億m3，引江補(bǔ)漢從三峽水庫的引水量，相對于三峽水庫多年平均入庫量4000億m3，占比僅1%。然而為了這1%，據(jù)長江水資源保護(hù)科學(xué)研究所規(guī)劃中心副主任王中敏介紹，“研究了近半個(gè)中國”。

從工程方案環(huán)境比選論證到長江水源區(qū)和下游水質(zhì)影響，再到長江口咸潮入侵影響、漢江中下游水環(huán)境影響等，在可行性研究階段，引江補(bǔ)漢工程開展了19項(xiàng)專題環(huán)評，既“約束”不合理的工程方案，也針對不可避免的影響提出有針對性的環(huán)保措施，為科學(xué)確定工程方案提供支撐。

比如，考慮龍?zhí)断∷诓灰畷r(shí)水體相對靜止，可能存在富營養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)，將建立水源區(qū)水質(zhì)在線監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)，采取曝氣活水等措施改善水動(dòng)力條件。再如，考慮工程引水導(dǎo)致取水口附近水域一定魚卵魚苗損失，計(jì)劃在龍?zhí)断∷谛藿〝r魚設(shè)施，并建設(shè)魚類增殖放流站。

調(diào)出區(qū)影響研究范圍從三峽庫區(qū)到長江入?？?，如果說是側(cè)重廣度，那么調(diào)入?yún)^(qū)影響研究涉及漢江中下游，則是更側(cè)重深度。

“三峽庫區(qū)總磷濃度高于丹江口壩下，引水后漢江中下游沙洋以上河段總磷濃度普遍升高。僅置換水量的典型平水年，1—4月漢江中下游各斷面藻密度峰值較引水前增加約20%，沙洋以下河段水華發(fā)生概率可能增加?！蓖踔忻艚榻B，下一步工程還需嚴(yán)格落實(shí)丹江口水庫生態(tài)流量泄放要求，丹江口水庫下泄與工程引水共同保障黃家港斷面流量不低于490m3/s,當(dāng)?shù)そ谒畮煨钏唤咏鼧O限消落水位時(shí)，丹江口水庫優(yōu)先下泄174m3/s，來水不足時(shí)按來流下泄。

不僅規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，還有建設(shè)管理和工程運(yùn)行階段，生態(tài)優(yōu)先理念如同一條紅線貫穿全過程。

據(jù)中國南水北調(diào)集團(tuán)江漢水網(wǎng)建設(shè)開發(fā)有限公司董事長高必華介紹，建設(shè)階段，將嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保措施與主體工程“三同時(shí)”制度，推進(jìn)各項(xiàng)生態(tài)環(huán)保舉措落實(shí)落細(xì)；運(yùn)行階段，將推動(dòng)建立漢江中下游水華監(jiān)測預(yù)警和應(yīng)急調(diào)度機(jī)制，持續(xù)開展水源區(qū)和受水區(qū)補(bǔ)償性魚類增殖放流，適時(shí)開展環(huán)境影響后評估工作，把引江補(bǔ)漢建設(shè)成新時(shí)代生態(tài)水利工程的典范。

值得期待，引江補(bǔ)漢工程建成后，長江既“解渴”漢江，又沿人工天渠奔涌北流，喚醒北方的河流和大地，也將在中華民族治水的世紀(jì)畫卷中描繪出濃墨重彩的一筆。