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南水北調工程輸水示意圖。西線(xiàn)：開(kāi)鑿一些巨大的隧洞，引長(cháng)江上游金沙江或支流雅礱江的水入黃河上游，增加黃河上游的水量。中線(xiàn)分兩步：第一步把丹江口水庫的水引到華北平原；第二步在長(cháng)江三峽的巨型水庫建成以后，利用高峽平湖，筑渠輸水自流進(jìn)入漢江，通過(guò)丹江口水庫，向華北平原供水。東線(xiàn)：在江蘇揚州附近把長(cháng)江水抽進(jìn)京杭運河，用閘控制，逐級提升；在山東境內過(guò)黃河以后，向北自流，沿路供水，直達天津。
新年伊始，來(lái)自河北省一則有關(guān)水的新聞引起了一直關(guān)心北京水資源問(wèn)題的國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì )主席張宏仁的注意。
據1月14日出版的《21世紀經(jīng)濟報道》的消息，2010年南水北調中線(xiàn)工程將全線(xiàn)貫通，河北省需要分攤工程投資76.1億元，此外還要負擔中線(xiàn)工程在境內高達300多億元的巨額配套費用。地方財政不堪重負，迫使河北水利界的專(zhuān)家突破常規思維，尋求所有經(jīng)濟可行的配套途徑——個(gè)利用地下漏斗建地下水庫調蓄水資源的大膽設想浮出水面。
華北平原因地下水開(kāi)采形成的地下漏斗比比皆是，利用這些天然的地下水庫調蓄外調水，可比地表配套節約資金100多億元，但兩種調蓄方案存在分歧，爭論仍在繼續。
“水資源緊缺，一直是包括北京在內的整個(gè)華北地區經(jīng)濟發(fā)展的制約因素。河北省利用天然地下水庫調蓄調水的思路值得重視和認真研究，但必須把地下水體和地表水體聯(lián)合起來(lái)調蓄，才能更有效地緩解華北地區水資源緊張狀況�！遍L(cháng)年從事水資源研究的張宏仁在接受《科學(xué)時(shí)報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
以豐補欠，削峰填谷
2008年，南水北調中線(xiàn)將首次實(shí)現對北京供水，北京水資源調蓄的問(wèn)題再次引起各方廣泛關(guān)注。如何用好“南水”，實(shí)現調水效益的最大化，從根本上緩解北京水資源緊缺，無(wú)疑是其中的焦點(diǎn)。
“調蓄的問(wèn)題，首先要建立在對北京水資源特點(diǎn)的科學(xué)分析基礎上�！睆埡耆收f(shuō)。
統計數據顯示，北京六七八3個(gè)月的降水量占年總降水量的3/4以上，而從11月到次年4月的半年時(shí)間，降水量?jì)H為全年降水量的3／40。不僅年內，而且年際降水量變化也很大，連續數年干旱的情況時(shí)有出現。
但從多年平均降水量看，北京在600毫米左右，這和巴黎、莫斯科、維也納、布達佩斯等歐洲城市差不多，比倫敦、柏林還要略多一些。
那為什么歐洲比較濕潤，而華北比較干旱呢？“這是由于歐洲許多地方，降水量隨時(shí)間的分布，無(wú)論是年內還是年際都出奇地均勻。這是一直生活在亞洲大陸的人所難以想象的�！睆埡耆矢嬖V記者。
由于降水量隨時(shí)間分布極不均勻，且人口密度大，使得年總降水量和歐洲差不多的華北地區，水資源供需矛盾極為尖銳。
“解決這一矛盾，應當首先針對北京地區水資源的特點(diǎn)，把分布極不均勻的降水量，調節成為隨時(shí)間分布比較均勻的可供水量。如果能設法實(shí)現水資源的多年長(cháng)周期調節，以豐補欠，削峰填谷，就能大大緩解北京水資源的緊張程度�！睆埡耆收f(shuō)。
這個(gè)看似簡(jiǎn)單的設想，想要實(shí)現卻并不容易�！半m然什么時(shí)候下雨、下多少雨，人說(shuō)了不算，但通過(guò)地表水體和地下水體聯(lián)合起來(lái)統一調度，是能夠實(shí)現水資源的多年長(cháng)周期調節的�！睆埡耆收f(shuō)，“不過(guò)，解決這一課題恐怕首先要弄清楚地下水和地表水的關(guān)系�！�
地下水還是地表水？
1月15日，全國病險水庫除險加固工作電視電話(huà)會(huì )議透露，目前全國有各類(lèi)病險水庫3.7萬(wàn)多座。數量龐大的病險水庫，已成為防汛工作中的薄弱環(huán)節和最不穩定因素。
在全球氣候變暖、局部暴雨等極端天氣現象增加的情況下，病險水庫的潛在危害越來(lái)越大。人們已經(jīng)逐漸認識到，建造水庫有積極的一面，但同時(shí)也會(huì )造成嚴重的環(huán)境和社會(huì )后果，如沖毀農田和附近居民區、誘發(fā)滑坡災害等。
同時(shí)，水庫作為地表水體調蓄的主要手段，由于庫容量有限，并不能完全解決水資源的豐枯調節問(wèn)題。
“用地下水體調蓄能在很大程度上彌補地表水庫的不足�！睆埡耆收f(shuō)。
地下水體的導水能力比地表水體要小得多。但是，由于地下水含水層分布面積廣，許多地段還具有相當大的厚度，構成了巨大的地下庫容，儲存水的能力比地表水體要大得多。利用這一特點(diǎn)，地下水含水層可以把極不均勻的降雨入滲補給，調節成多年、比較均勻的給水水源。
地表水體的調節能力一般比較差，突出表現在汛期河水位的暴漲暴落。汛期過(guò)后，河流能保持一定的基流，并不是地表水體本身調節能力的表現，而恰好是地下水含水層調蓄作用的結果。而基流正是江河徑流中最寶貴的部分。
“由此可見(jiàn)，要想在時(shí)間上對水資源進(jìn)行調節，安全有效地利用水資源，必須借助于地下水含水層的巨大調蓄能力，讓地下水起到水庫的作用，來(lái)補償干旱期地表徑流的不足。在這種情況下，減少的地下水量可以在隨后的雨季得到補充�！睆埡耆收f(shuō)。
然而，地下含水層也有其固有的缺陷，即傳導水的能力很差�？v然有很大的“肚子”，卻只有細小的“喉嚨”。它只能接受“和風(fēng)細雨”式的入滲補給，而無(wú)能力在短期內接受大量洪水的補給，只好將大部分洪水拒之門(mén)外。單純依靠地下水含水層，還是不能完成水資源調蓄的任務(wù)。
聯(lián)合起來(lái)統一調度
“既然單純依靠地表水體，或者單純依靠地下水含水層，都不可能圓滿(mǎn)地完成水資源調蓄任務(wù)，那么把兩者聯(lián)合起來(lái)，取長(cháng)補短、發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢，有可能取得比較好的效果�！睆埡耆收f(shuō)。
永定河沖積扇曾經(jīng)是北京市的主要供水水源地。它的巨大含水層庫容曾經(jīng)幫助首都渡過(guò)了一個(gè)又一個(gè)缺水年。多年大量抽取地下水，使地下水位大幅度下降，形成較大的地下庫容。
“這本應是調蓄水資源的絕好場(chǎng)所。但上世紀70年代進(jìn)行的可行性論證發(fā)現，永定河每年行洪期只有十來(lái)天，短期內即使每天回灌100萬(wàn)立方米，相對于北京市年取水量幾十億立方米，也是杯水車(chē)薪。即使要完成這一不起眼的任務(wù)，還需要建設龐大的回灌工程�！睆埡耆收f(shuō)。
要取得較大的回灌效果，光靠人工措施是不夠的。針對北京地區的具體情況，張宏仁提出了“虛擬回灌”的辦法。在保持現有抽水設施運行的情況下，每回灌1億立方米，與不進(jìn)行回灌但減少抽水1億立方米在物理上是等價(jià)的。因此，減少抽水等于增加回灌，是一種“虛擬”的回灌。
如果在北京市建設兩套供水設施，一套用地表水供水，另一套用地下水供水。每一套都能單獨滿(mǎn)足全市供水的需要。在豐水年停采地下水，就等于不用任何回灌設施，一年就回灌了上十億立方米的水存儲在地下。到枯水年就可以少用地表水，而抽取地下水庫存以渡過(guò)水荒。
“到目前為止，地表水體和地下水體的聯(lián)合調度，大多停留在零星的、不自覺(jué)的基礎上。如果能結合每一個(gè)地區的特點(diǎn)，科學(xué)、統一規劃，實(shí)行全面的綜合調度，就有可能更合理地利用現有的水資源和水利工程，并進(jìn)一步向棄水奪取可觀(guān)的水量，使之轉化成可供利用的水資源，緩解北京水資源緊張的狀況�！睆埡耆收f(shuō)。
2008年，世人矚目的南水北調將首次實(shí)現對北京供水。對此，張宏仁表示，與任何液體輸送工程一樣，南水北調也需要在末端準備調蓄設施，否則工程一旦發(fā)生事故，就會(huì )產(chǎn)生大問(wèn)題。利用北京市超采地下水形成的“地下水庫”進(jìn)行調蓄是最佳方案。
在1月18日召開(kāi)的南水北調工程建設工作會(huì )議上，北京市水務(wù)部門(mén)官員曾透露，“南水”入京后，將對北京市的水資源配置和供水系統進(jìn)行戰略性調整，在支撐城市發(fā)展的同時(shí)，“北京市更想做的是涵養地下水，給生態(tài)一個(gè)修養生息的機會(huì )”。
毫無(wú)疑問(wèn)，如果屆時(shí)能形成地表水體和地下水體聯(lián)合調度的科學(xué)管理系統，北京市有望從根本上“解渴”，實(shí)現水資源可持續發(fā)展。(李曉明）
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