瞭望智库丨钮新强：这张网，如何突破世界工程禁区

构建高效智能运行的国家水网，关系到中华民族的水安全和永续发展。

这项重大战略的推进，根源于我国水资源与经济社会发展布局之间的深刻矛盾：全国约70%的城市群、90%以上的能源基地和60%以上的粮食主产区，均位于水资源紧缺区域。这些地区在支撑经济增长、保障民生的同时，还面临频繁的水旱灾害威胁与长期积累的水生态问题，水安全形势严峻。

破解这一难题，必须以南水北调等重大水利工程为主干，系统连通区域水网，攻克关键工程技术瓶颈，构建完善的国家水网体系。此举旨在从根本上提升国家水安全保障能力，为经济社会高质量发展奠定坚实的水利基础。

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南水北调，构筑国家水网主骨架

南水北调工程，是国家水网的“主骨架”和“大动脉”。其核心使命始终明确：破解北方缺水困局，实现全国水资源统筹调配。这项工程的规模与功能升级，直接决定着全国水安全的整体格局。

图为南水北调中线穿黄工程。中国南水北调集团供图

2002年，《南水北调工程总体规划》确立了“四横三纵”的总体布局，通过东、中、西三条输水线路，将长江、黄河、淮河、海河四大水系连通，编织成一张宏大的水网。

按照规划，到2030年，南水北调的总调水规模将达到448亿立方米。三条线路各司其职：

东线从长江下游调水，年计划调水量148亿立方米，主要服务黄淮海平原东部和胶东地区；中线从长江中游调水，年计划调水量130亿立方米，重点保障黄淮海平原大部分地区的城市生活用水和工业用水；西线从长江上游调水，年计划调水量170亿立方米，专项解决黄河中上游和西北内陆河部分地区的供水需求。

工程分三期建设，目前一期工程已取得显著成效。

截至目前，南水北调东中线已累计向北方调水超过838亿立方米，为沿线48座大中型城市、1.95亿人提供了稳定优质水源，有效改善了受水区缺水状况，并支撑北方地区创造了超过19万亿元的地区生产总值。

更可贵的是，华北地区生态环境得到明显改善，干涸的河流重现生机，地下水位持续下降趋势得到遏制。南水北调已成为沿线城市的供水“生命线”，也是我国规模最大的生态工程。

随着经济社会发展和国家重大战略的深入推进，南水北调工程也面临着新形势、新要求。

比如，北方缺水问题尚未根本解决。

以黄河流域为例，年水资源量已降至482亿立方米，开发利用程度超过80%，预计到2050年，即使在正常年份，缺水量仍将超过150亿立方米。西北内陆地区水土资源严重失衡，大片土地因缺水难以充分发挥潜力，且随着城市发展进程，水资源需求仍在持续增长。

值得欣慰的是，南水北调工程水源区仍具备扩大调水规模的条件。三峡水库水量充沛、调蓄能力强，西南地区储备着大量优质“备用”水源，这些都为南水北调工程的升级奠定了坚实基础。

因此，从长远战略来看，立足2050年及以后更长远的需求，建议南水北调工程在保持“四横三纵”总体布局不变的前提下，重点优化三条线路的功能定位和调水规模。

东线定位为“多功能综合输水系统”，年调水规模增至约160亿立方米，在满足生活和工业用水基础上，扩大农业和生态用水覆盖范围；

图为2024年12月13日拍摄的位于江苏省扬州市江都区的南水北调东线一期工程运盐闸、邵仙套闸、邵仙闸洞（无人机照片）。 新华社发

中线充分发挥水质优势和区位优势，将供水范围扩展至整个华北平原，年调水规模提升至180亿-200亿立方米，通过引江补汉等工程增辟水源，扩建总干渠提升输水能力；

西线将聚焦黄河流域和西北内陆河缺水问题，年调水规模扩大至200亿立方米以上，为国家粮食安全、生态安全和能源安全提供支撑。

除扩大规模外，后续工程还将推动“水网+产业”融合发展，依托输水线路发展现代农业、生态产业等。同时，建设覆盖水量、水力、能耗等全要素的智慧调度平台，实现实时精准调控，确保工程安全、供水安全和水质安全“三个安全”目标的实现。

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区域水网，织密城乡供水保障网

如果说南水北调是国家水网的“大动脉”，那么区域水网就是“中动脉”，是支撑区域发展的关键。

区域水网的主要功能是提升各省区市的水安全保障能力，实现城乡供水体系的有效衔接。在支撑区域重大战略实施方面，区域水网发挥着不可替代的作用。无论是长三角一体化还是粤港澳大湾区建设，都需要区域水网提供可靠的水安全支撑，最终形成城乡统筹的水网体系。

长三角地区的西水东调工程，是区域水网建设的典型范例。

尽管长三角经济发达，但水资源状况并不乐观：人均占有水资源量仅940立方米，远低于全国平均水平的2240立方米；城乡供水品质有待提升，供水系统抗风险能力相对薄弱。以上海为例，这座特大城市对优质水的需求始终未能完全满足，遇到极端咸潮侵袭时，水源地甚至无法正常取水。

为此，西水东调工程规划将皖南山区优质水源输送至上海，形成长江水与皖南水双水源保障格局。当前推荐工程年调水规模约20亿立方米，输水线路总长约292公里，最大设计流量每秒68.2立方米，总投资588亿元。建成后，长三角地区供水品质将得到显著提升，为区域高质量发展提供更有力的支撑。

鄱阳湖水资源配置工程是另一个典型规划案例。环鄱阳湖区作为江西省的核心发展区域，集中了全省28%的人口、23%的耕地和37%的地区生产总值，但水资源保障问题始终未能妥善解决：供水水源单一，缺乏应急备用水源，面对干旱等突发事件时抗风险能力明显不足。

该工程选择柘林水库作为水源，其多年平均径流量达81.6亿立方米，水质稳定保持在I-II类。工程输水线路总长315公里，总投资140.28亿元，预计到2035年建成。届时，其多年平均供水量可达9.15亿立方米，惠及872.9万人，显著提升环鄱阳湖区的供水安全保障水平。

区域水网建设始终坚持问题导向、精准施策的原则，鉴于各区域水资源条件和发展需求的差异性，因地制宜制定个性化供水方案：对优质水资源短缺的地区，着力开辟优质水源；对抗风险能力薄弱区域，重点构建多水源保障体系。

通过优化水源配置、完善输水网络、强化应急保障，区域水网不仅有效解决了局部地区缺水难题，还促进了水资源与经济社会、生态环境的协调发展，为城市更新和产业升级奠定坚实基础。

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输水隧洞，突破复杂地质建造瓶颈

国家水网要穿越千山万水，离不开深埋地下的输水隧洞。

然而，高地应力、高水压和复杂地质构造，使得每一次掘进都面临严峻挑战。其中，“高压富水断层涌水突泥”最具威胁——施工中，地下高压水沙瞬间喷涌，如同潜伏的地下猛兽。

这类灾害具有突发性强、破坏力大的特点，七成以上发生在岩溶与断层发育区。一旦发生，轻则淹没设备，甚至不得不改线避让，造成巨大经济损失，重则造成重大人员伤亡。

某引水隧洞施工中遭遇富水松散岩体，突发涌水长达262米，涌出量超1.94万立方米，最终被迫局部改线；另一工程在穿越富水断层时发生大规模涌水，大量设备被淹，工程停滞数月。这些教训让工程界深刻认识到，必须从被动应对转向主动防控。

面对这一世界级难题，中国工程师经过多年实践，形成了“绕避优先、防控结合”的系统解决方案。这一理念贯穿工程始终，彰显了中国工程师的智慧与远见。

规划阶段，智慧避让是关键。

隧洞选线坚持“避重就轻”原则，主动规避重大风险地质构造，减轻施工难度。这并非简单退缩，而是基于精密勘测的智慧选择。滇中引水工程香炉山隧洞通过精细勘探，巧妙选择从地下水分水岭穿越，最大限度降低涌水风险；引江补汉工程通过多方案比选，成功避开强岩溶区和青峰断裂带，从源头化解风险。这些精准的线路选择，为后续安全施工奠定了坚实基础。

施工阶段，“四超前”防控体系构筑安全屏障，这是一个环环相扣的防控体系。

超前探测：采用物探与钻探相结合，如同为山体进行CT扫描，精准锁定前方地质条件；

超前灌浆：通过地面与洞内同步注浆，在隧洞周围形成坚固的防渗体；

超前减压：运用深孔排水技术，主动释放地层水压，消除涌水动力源；

超前支护：及时采用锚杆、混凝土等材料加固围岩，确保洞室稳定。

这套体系实现了从事后补救到事前预防的转变，将风险管控关口前移。

在常规防控基础上，工程师们研发了一系列创新技术。“定向钻超前灌浆技术”实现钻探-探查-灌浆一体化作业，既能精准抵达目标区域，又不占用主线工期，显著提升施工效率。配套研发的“控制性灌浆方法”通过精准调控注浆的力度与节奏，在保证工程质量的同时节约材料10%以上，实现经济与环保双赢。

工程团队还建立了完善的质量管控体系，集物理探测、压水试验、岩芯分析于一体，对灌浆质量进行全方位评估。只有通过严格检验的工程段，才能进入下一道工序。这种严谨务实的作风，确保每个环节都达到最高标准。

丹江口水库（2024年3月22日拍摄，无人机照片）。新华社发

如今，这些创新成果已在多个重大工程中得到验证，成功破解了高压富水断层施工难题，为国家水网建设中最艰巨的隧洞工程提供了关键技术支撑。

从滇中引水到引江补汉，一条条人工“地下暗河”在崇山峻岭间不断延伸，将宝贵的水资源精准输送到需要的地方。这不仅展现了中国工程技术的进步，更体现了新时代治水人的智慧与担当。

随着国家水网建设的持续推进，这些技术创新必将继续发挥重要作用，为破解复杂地质条件下的工程建设难题提供中国方案，让跨越山河的生命水脉更好地造福人民。

来源：瞭望智库

作者：钮新强 中国工程院院士、水工结构专家

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