借鑒南水北調(diào)工程經(jīng)驗構(gòu)建國家水網(wǎng)理論體系

左其亭 ，郭佳航 ，李倩文 ，李佳偉

（1.鄭州大學水利科學與工程學院，450001，鄭州；2.河南省水循環(huán)模擬與水環(huán)境保護國際聯(lián)合實驗室，450001，鄭州）

一、引 言

我國水資源時空分布不均，長期呈現(xiàn)“夏汛冬枯、北缺南豐”的時空分布特征。 為緩解這一狀況，自中華人民共和國成立以來，我國陸續(xù)修建了一大批水利工程。 南水北調(diào)工程作為我國跨流域跨區(qū)域配置水資源的骨干工程，更是發(fā)揮了重大作用，為我國今后其他大型調(diào)水工程的建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗。2021 年全國水利工作會議提出“十四五”時期將以建設(shè)水災(zāi)害防控、水資源調(diào)配、水生態(tài)保護功能一體化的國家水網(wǎng)為核心，解決水資源時空分布不均問題。 2021 年5月14 日習近平總書記在考察南水北調(diào)工程時提出， 要加快構(gòu)建國家水網(wǎng)，為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家提供有力的水安全保障。 構(gòu)建國家水網(wǎng)已經(jīng)從國家戰(zhàn)略提出走向國家戰(zhàn)略實施。 如何構(gòu)建國家水網(wǎng)？ 南水北調(diào)工程對構(gòu)建國家水網(wǎng)有何借鑒意義？ 科學回答上述問題，需要對南水北調(diào)工程經(jīng)驗進行充分的歸納總結(jié)，提出國家水網(wǎng)理論體系，為未來國家水網(wǎng)具體實施提供正確思想路線。

目前，世界上許多國家都注重國家水網(wǎng)及地區(qū)水網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)。 我國已經(jīng)規(guī)劃實施的南水北調(diào)工程，使我國初步形成了“四橫三縱”的國家水網(wǎng)框架。 但是，目前我國水利基礎(chǔ)設(shè)施存在短板，水網(wǎng)建設(shè)仍處于初級階段， 距離預期目標還有較大的差距。 在推進人與自然和諧共生的水利現(xiàn)代化要求下，如何科學構(gòu)建國家水網(wǎng)尚需要清晰的理論指導，因此亟待圍繞國家水網(wǎng)的基本設(shè)想和基礎(chǔ)框架，對國家水網(wǎng)理論體系進行系統(tǒng)的分析和深入的探討。

二、南水北調(diào)工程的重要意義及成功經(jīng)驗

1.工程概況

為緩解中國北方水資源嚴重短缺、優(yōu)化全國水資源配置，歷經(jīng)50 多年規(guī)劃論證，分別在長江下游、中游、上游規(guī)劃了三個調(diào)水區(qū)，形成了南水北調(diào)工程東線、中線、西線三條線路。已經(jīng)實施并通水的南水北調(diào)東線一期、中線一期工程，向江蘇、山東、河南、河北、北京、天津調(diào)水。 至 2021 年 5 月，已累計調(diào)水400 多億m3，直接受益人口達1.2億，在支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護方面發(fā)揮了重要作用。

2.重要意義

①暢通南北經(jīng)濟循環(huán)，推動區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。 南水北調(diào)工程將京津冀協(xié)同發(fā)展、黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展、長江經(jīng)濟帶發(fā)展、長三角一體化發(fā)展等重大國家戰(zhàn)略在南北方向上連接起來，促進了南北經(jīng)濟大循環(huán)。 實施南水北調(diào)工程，增加了華北地區(qū)水資源供給，通過改善水資源條件提高了潛在生產(chǎn)力，為北方經(jīng)濟發(fā)展提供了保障，推動了城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整。

②優(yōu)化河湖水系布局，促進國家水網(wǎng)建設(shè)。 南水北調(diào)工程解決了北方缺水問題，提高了區(qū)域水資源調(diào)配能力。 南水北調(diào)東、中、西三線工程都實施后，將使長江、淮河、黃河、海河四大水系相互連接， 構(gòu)成我國水資源“四橫三縱、南北調(diào)配、東西互濟”的水網(wǎng)格局， 基本可覆蓋黃淮海流域、膠東地區(qū)和西北內(nèi)陸河部分地區(qū)。

③改善北方生態(tài)環(huán)境，助力生態(tài)文明建設(shè)。 南水北調(diào)工程顯著改善了黃淮海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況，有效解決了北方一些地區(qū)的水質(zhì)問題，有利于回補地下水，保護當?shù)貪竦睾蜕锒鄻有浴?中線調(diào)水工程為保證調(diào)水水質(zhì)， 輸水總干渠兩側(cè)建設(shè)了生態(tài)帶，構(gòu)建生態(tài)廊道，成為生態(tài)文明建設(shè)的重要支柱。

3.成功經(jīng)驗

習近平總書記在推進南水北調(diào)后續(xù)工程高質(zhì)量發(fā)展座談會上總結(jié)的實施重大跨流域調(diào)水工程六方面成功經(jīng)驗，都是南水北調(diào)工程的寶貴經(jīng)驗：

①堅持全國一盤棋。 現(xiàn)代水利建設(shè)應(yīng)從國家層面統(tǒng)籌安排，謀劃水利布局，規(guī)劃水利項目，建設(shè)水利設(shè)施，優(yōu)化水資源配置， 推動全國聯(lián)動發(fā)展——這是重大跨流域調(diào)水工程成功的基礎(chǔ)。

②集中力量辦大事。 水利建設(shè)過程中存在資金籌措、生態(tài)保護、移民安置等難點問題， 相關(guān)部門應(yīng)最大限度地凝聚思想、形成共識、高效聯(lián)動，集中力量解決重大問題——這是保證重大跨流域調(diào)水工程成功的關(guān)鍵。

③尊重客觀規(guī)律。 水資源項目論證和水利工程建設(shè)過程中，應(yīng)尊重客觀規(guī)律，避免急功近利，充分認識和把握我國水利發(fā)展規(guī)律，提倡人水和諧發(fā)展——這關(guān)系到重大跨流域調(diào)水工程的最終成敗。

④規(guī)劃統(tǒng)籌引領(lǐng)。 水利發(fā)展必須以規(guī)劃綱領(lǐng)為引領(lǐng)，統(tǒng)籌全國水資源情勢和地區(qū)需求，引領(lǐng)國家水利戰(zhàn)略頂層設(shè)計和水利事業(yè)改革發(fā)展——這是確保重大跨流域調(diào)水工程目標實現(xiàn)的戰(zhàn)略引領(lǐng)。

⑤重視節(jié)水治污。 區(qū)域用水要遵循水資源剛性約束， 控制用水總量，大力推進農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)等領(lǐng)域節(jié)水。 同時需重視污染治理，改善水體環(huán)境，防治水質(zhì)性缺水問題——這是重大跨流域調(diào)水工程規(guī)劃能夠順利實施、取得成效的前提。

⑥精確精準調(diào)水。實施調(diào)水工程，應(yīng)明確調(diào)水區(qū)、受水戶、調(diào)水總量等問題， 制定水量分配方案， 實現(xiàn)精準調(diào)度——這是重大跨流域調(diào)水工程能否長期發(fā)揮效益、永續(xù)利用的法寶。

三、構(gòu)建國家水網(wǎng)的重大需求及難點問題

1.四個重大需求

①水資源時空分布不均，需要調(diào)整水資源分布格局。 我國受海陸因素及季風氣候影響，降水集中在夏秋季節(jié)，東部靠近沿海，南方雨季長、北方雨季短， 西部深居內(nèi)陸降水稀少，進而形成“東多西少、南多北少”的水資源分布格局。 構(gòu)建國家水網(wǎng)可以緩解區(qū)域水資源分布不均，解決地區(qū)的用水困難和水資源短缺問題，是調(diào)整水資源分布格局的關(guān)鍵依托。

②水資源與經(jīng)濟發(fā)展不匹配，需要提高水資源承載能力。 我國不同地區(qū)可利用的水資源量差異懸殊，供需矛盾突出，部分地區(qū)水資源承載能力不足， 無法滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，嚴重制約了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。 構(gòu)建國家水網(wǎng)可以合理調(diào)配水資源，進而調(diào)整區(qū)域產(chǎn)業(yè)格局，改善人水關(guān)系，是提高水資源承載能力的主要保障。

③干旱與洪澇災(zāi)害并存，需要增強旱澇災(zāi)害抵御能力。 我國極端氣候災(zāi)害頻發(fā)， 水利設(shè)施建設(shè)不完善，造成干旱和洪澇災(zāi)害并存，對人類的生存構(gòu)成嚴重威脅。 構(gòu)建國家水網(wǎng)可以改善河湖的調(diào)蓄作用和防洪能力，提升干旱地區(qū)的抗旱能力，是增強旱澇災(zāi)害防御能力的重要途徑。

④水體環(huán)境普遍受損，需要改善水生態(tài)條件。 我國水污染問題突出，大量廢水未經(jīng)處理或處理深度不夠就被排放到江河湖海中，造成水質(zhì)污染，水體生態(tài)功能喪失。 構(gòu)建國家水網(wǎng)可以增加區(qū)域生態(tài)用水，遏制水體惡化趨勢，是改善生態(tài)的重大舉措。

2.三個難點問題

①國家水網(wǎng)前期建設(shè)及后期管理耗資巨大。 我國水利基礎(chǔ)設(shè)施存在短板， 不同區(qū)域和城鄉(xiāng)的水網(wǎng)布局差距明顯，未來將全國水系連通形成一張水網(wǎng)，需耗費大量人力物力修建配套水利工程。國家水網(wǎng)建成后運行管理、工程維護等后續(xù)舉措仍需巨額投入。

②國家水網(wǎng)構(gòu)建的未來影響尚難預測。 國家水網(wǎng)建成后，全國水系及水資源條件將發(fā)生極大改變，水資源空間分布、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及地區(qū)發(fā)展模式將相應(yīng)發(fā)生顯著變化，在水問題改善、經(jīng)濟效益增長的同時，也有可能產(chǎn)生不可預見的負面影響。 因此構(gòu)建國家水網(wǎng)需慎重考量 “利弊”關(guān)系，預測對未來區(qū)域發(fā)展、生態(tài)條件改變的各種影響。

③國家水網(wǎng)建設(shè)理論基礎(chǔ)仍未健全。國家水網(wǎng)建設(shè)研究基礎(chǔ)薄弱，對如何開展國家水網(wǎng)建設(shè)認識不足， 尚缺乏系統(tǒng)的理論體系和思路方法指導。

四、構(gòu)建國家水網(wǎng)理論體系及主要內(nèi)容

1.國家水網(wǎng)理論體系框架

基于南水北調(diào)工程經(jīng)驗啟示和對國家水網(wǎng)重大需求與難點問題的認識，總結(jié)形成國家水網(wǎng)理論體系框架（如圖1 所示）。該理論體系是以“新時代中國特色水利”為指引，以人與自然和諧共生、高質(zhì)量發(fā)展要求、“十六字”治水思路、重大水利工程論證原則為指導思想，以綜合衡量經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益為價值體現(xiàn)，回答“為什么要建”“能不能建”“如何建”三個關(guān)鍵問題，包含支撐國家水網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵理論和關(guān)鍵技術(shù)。

2.國家水網(wǎng)建設(shè)的三個關(guān)鍵問題

①明確三大功能目標，回答“為什么要建”。針對我國水資源時空分布不均衡、水資源分布與經(jīng)濟社會發(fā)展格局不匹配的現(xiàn)實，為了提升我國全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化的水安全保障能力，提出加快建設(shè)國家水網(wǎng)的戰(zhàn)略布局要具有三大功能目標，即著力提高水資源統(tǒng)籌調(diào)配能力、改善水生態(tài)環(huán)境狀況、增強水旱災(zāi)害防御能力。

②建立三個判別準則，回答“能不能建”。 國家水網(wǎng)建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，在建設(shè)之前要對建成后可能帶來的影響做出科學評估，在建設(shè)完成后仍需要定期評估，高效預警。 根據(jù)對國家水網(wǎng)建設(shè)的理解，提出“保證安全、綜合有效、影響可控”三個判別準則，這三個準則都滿足了才認為水網(wǎng)建設(shè)是可行的。 應(yīng)從這三個方面入手構(gòu)建評估指標體系，全面評估國家水網(wǎng)的功效和影響，以便作出綜合分析、及時響應(yīng)，確保水網(wǎng)安全、綜合效益最大、各種影響可控，以此支撐國家水網(wǎng)的管理決策。

③立足“兩個網(wǎng)”建設(shè)，回答“如何建”。 一是虛擬水網(wǎng)，構(gòu)建人與自然和諧共生的水利現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)平臺，為水網(wǎng)運行管理提供支撐系統(tǒng)平臺；二是物理水網(wǎng)，按照“確有需要、生態(tài)安全、可以持續(xù)”重大水利工程論證原則， 在尊重水系自然演變的基礎(chǔ)上，構(gòu)建支撐高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的國家水系網(wǎng)絡(luò)。

3.建設(shè)國家水網(wǎng)的關(guān)鍵理論與關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵理論。 國家水網(wǎng)建設(shè)需要解決很多目標問題， 必須要有一系列理論作指導和支撐， 包括： ①指導性理論，比如，人水和諧理論、水資源可持續(xù)利用理論、河流健康理論等，指導國家水網(wǎng)綱領(lǐng)性文件決策， 保證人水關(guān)系協(xié)調(diào)、 水資源與經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展、河流系統(tǒng)健康，支撐高質(zhì)量發(fā)展；②基礎(chǔ)性理論，比如，水循環(huán)理論、水網(wǎng)演變理論、水資源優(yōu)化配置理論等，支撐國家水網(wǎng)基礎(chǔ)性施工建設(shè)， 厘清國家水網(wǎng)對水循環(huán)作用機理， 探究在氣候變化和人類活動下國家水網(wǎng)的演變趨勢，制定跨流域、跨區(qū)域水資源優(yōu)化配置方案，以求綜合效益達到最大；③應(yīng)用性理論，比如，功效評估理論、決策管理理論等， 應(yīng)用于國家水網(wǎng)后續(xù)運行實踐，評估運行效果，實現(xiàn)最優(yōu)管理，保障國家水網(wǎng)的高效運作。

關(guān)鍵技術(shù)。 國家水網(wǎng)建設(shè)投資大、影響面廣、問題復雜，必須采取一系列技術(shù)手段，比如，根據(jù)區(qū)域水資源、水生態(tài)、水災(zāi)害、水工程特征，采用問題識別技術(shù)，識別區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵的水問題， 從而有針對性地建設(shè)國家水網(wǎng)；針對區(qū)域存在的水問題，利用功能分析技術(shù)，確定建設(shè)水網(wǎng)的主要功能，保證地區(qū)發(fā)展；根據(jù)區(qū)域具體情況，使用適應(yīng)性分析技術(shù)，從必要性、可能性和合理性三個方面具體分析考慮是否建設(shè)人工水網(wǎng)； 采用方案設(shè)計技術(shù)，因地制宜規(guī)劃設(shè)計各種水網(wǎng)建設(shè)方案， 并綜合分析各方案的優(yōu)缺點，最終確定可行的建設(shè)方案來指導實踐；應(yīng)用運行管理技術(shù)，制定完備方案、采取先進技術(shù)對國家水網(wǎng)進行管理，以求達到預定目標；利用效果評估技術(shù)，選擇多種指標，客觀評估國家水網(wǎng)運行效果，及時發(fā)現(xiàn)缺陷和不足，從而采取相關(guān)措施解決完善。

圖1 國家水網(wǎng)理論體系框架

五、 結(jié) 語

國家水網(wǎng)是解決我國水資源分配不均、水資源承載能力不足、水生態(tài)環(huán)境受損、水災(zāi)害損害嚴重問題的重要手段，是建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化國家的重要支柱。 受南水北調(diào)工程六條經(jīng)驗的啟發(fā)，綜合考慮國家水網(wǎng)建設(shè)六點要求，本文提出了構(gòu)建國家水網(wǎng)理論體系框架，該理論體系是以新時代中國特色水利為指引，詮釋三大功能目標，回答“為什么要建”的問題；三個判別準則，回答“能不能建”的問題；以及建設(shè)虛擬水網(wǎng)、物理水網(wǎng)“兩個網(wǎng)”，回答“如何建”的問題；同時初步總結(jié)了支撐國家水網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵理論和關(guān)鍵技術(shù)。 在國家謀劃建設(shè)大水網(wǎng)和現(xiàn)代化之際，本文提出構(gòu)建國家水網(wǎng)的理論體系，未來國家水網(wǎng)建設(shè)思路，為深入研究與建設(shè)國家水網(wǎng)提供參考。