從西藏向西北調水可行嗎?多方激烈辯論紅旗河工程

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“紅旗河”西部調水方案及中國地形示意圖課題組供圖


一個極為宏大的西部調水工程構想——紅旗河，近日成為關注熱點。

按照構想，該工程從雅魯藏布江中遊開始，沿著青藏高原的邊沿連通中國大江大河上遊，輸水至寧夏、甘肅、內蒙古、新疆等缺水地區。

長約6100多公里，幾乎等於長江的長度；預計年調水量600億立方米，相當於黃河的年徑流量；預想可在我國北方形成20萬平方公里的綠洲，相當於一個陜西省大小；骨幹工程總造價估計4萬億，相當於2008年國家為應對金融危機推出的經濟刺激計劃金額。

這是天方夜譚，還是科學可行？

研究紅旗河方案的是一個代號為S4679的課題組。中國工程院院士、水文水資源學家王浩是課題組的專家組組長。

王浩表示，這條調水環線的起點選在雅魯藏布江海拔2558米的地方，採取山區打隧洞、平原開明渠、河道之間用水庫等方式，可實現全程自流。因沿青藏高原邊緣，紅旗河方案也避開了脆弱的生態區域。

S4679課題組成員、中國水利水電科學研究院水資源研究所副所長趙勇稱，紅旗河是一個全新的方案，不是南水北調西線工程，而是囊括了原來國務院批准的南水北調西線工程的全部預想。

長期關注紅旗河方案的南方科技大學環境科學與工程學院的李錦超表示，調水量如此之大，有些隧洞的部分洞體可能會被全部淹沒，“有壓引水可能會導致隧洞塌陷和誘發小型地震破壞岩體”。

中國科學院地理科學與資源研究所副研究員姜魯光認為，按設計的年輸水量，由於隧洞坡降小，在流速較慢的情況下，隧洞直徑就要加大，這無疑增加了地質災害風險和投資。比如，白龍江到劉家峽水庫一段，大約需要長約100公里、直徑約25~30米左右直徑的隧洞，“這大概是高速公路隧道斷面面積的5倍”。

王浩院士則稱，包括紅旗河因流經複雜地質帶而面臨的工程問題、淩汛期如何保證正常輸水等問題都能夠得到解決。

2018年2月27日，澎湃新聞（www.thepaper.cn）從水利部獲悉，該部從未對紅旗河方案做過任何規劃，S4679課題組也與水利部無關。

趙勇也坦言，紅旗河方案至今並沒有納入到任何一個部門的相關規劃中，“該方案還只停留在課題研究階段，課題組才研究了兩年而已”。

6118公里，宣稱全程自流

2018年1月，紅旗河課題組在在北京德勝登禹小院舉行了第二次研討會，課題組成員來自中國科學院、中國水利水電科學研究院、清華大學、北京大學、中國人民大學、天津大學、南開大學等十七家以上的單位。其中，還有來自水利、地震等領域的五位院士，這五位院士也是課題組專家組成員。

2月11日，人民網刊登了一篇題為《“紅旗河”西部調水工程為脫貧攻堅、一帶一路服務》的文章。作者是中國水利水電科學研究院、水資源研究所副所長趙勇。他是紅旗河方案研究的S4679課題組的核心成員之一。

趙勇在該文章裏著力強調了紅旗河方案的自流設計：“紅旗河”基於對地形特點的巧妙總結，不“強行翻越”、不“強行穿越”，繞山而行、順勢而為、全程自流，以空間換取和保證了工程的可行性。

2月14日上午，澎湃新聞採訪了S4679課題組專家組組長，中國工程院院士、水文水資源學家王浩。

王浩說，方案設想紅旗河工程的輸水點包括西南三河（雅魯藏布江、怒江、瀾滄江）和長江流域三江（雅礱江、金沙江、大渡河）。

紅旗河分為一條主線三條支線，主線自西南向西北延伸長約6118公里。選線各取水點的水位依次降低，得以通過山區打隧洞、河道修水庫、平原開明渠的方式實現自流。

根據王浩的描述，主線先從雅魯藏布江開始，再到怒江和瀾滄江；然後，流經長江流域的金沙江、雅礱江、大渡河、岷江、白龍江；再由白龍江經過黃河流域的渭河、洮河並進入黃河幹流已修建好的劉家峽水庫；再繞過烏峭嶺進入河西走廊，然後從玉門繞著整個昆侖山的北側沿著山前平原帶一直進入新疆南疆的車爾臣河；然後再到且末河、若羌河、再進入科里亞河，最後過和田河，達到喀什、葉爾羌河、阿克蘇河。

王浩說，骨幹工程的總造價4萬億左右，而總工期大約要十年。但王浩認為，工程產生的輸水水價並不會太貴。

“順應自然，順勢而為，所以工程費用也降下來了，最大的費用是為了不破壞生態，減少生態影響，所以在這個西南地區搞了很多隧洞。”王浩介紹，他估算按隧洞14米的直徑，一公里隧洞造價3億元，隧洞的總體投資需要3萬億，而剩下的明渠施工花費6000億元、各種水利樞紐建設4000億元。

王浩表示，沿途均採取繞行的方式經過沙魯里山、大雪山、邛崍山等山脈。紅旗河的整個取水點在青藏高原海拔2558米的地方，“取水點足夠低，兜住更多的水。而沿途送水點海拔也足夠高，以便給更廣大的地區自流送水”。

全程自流的意義何在？王浩說，這避免了高揚程揚水，“這是不可持續的，根據以往的（西部調水）方案，一揚就是600米、700米、800米，這樣的高揚程取水需要很大的電力，子孫後代的飲水成本極高”。

除了這條主線外，課題組還設計了三條支線。一條為紅延河，過黃河以後繞過白雲山，穿六盤山，到整個陜北；一條為漠北河，從甘肅向內蒙古方向挺進，最後可以經錫林郭勒盟到達北京密雲水庫；一條為春風河，從河西走廊過玉門關到達吐魯番哈密盆地。

王浩稱，為保證河流的水生態，最多只在各取水點取走21%的流量。而與之相比，南水北調中線工程已從漢江中下遊取走了27%的水，“水一少，加上比較重的農業面源污染，就容易出現水華現象”。

他表示，多年的研究表明，人類最多只能占用河流全年徑流量的30%，這被稱為“最小生態流量”。

此外，王浩說，紅旗河不在枯水期取水，“只攔住一點洪水，這樣對流域下遊來說減少了他們的洪澇災害”。

王浩告訴澎湃新聞，工程一旦實現，從整個的黃河上中遊到整個的河西走廊，到新疆的東疆和南疆，這條紅旗河會帶來長2000公里，寬100公裏里的“綠洲帶”，西部20萬平方公裏里的國土從荒漠變成“綠洲”。

課題組曾對外公開稱，通過全面推廣最先進的種植模式和最節水的灌溉技術，西北將成為發展綠色農業、設施農業、實現農業現代化的處女地，並可提供上億國民的發展空間，讓經濟地理重構。

“屆時，將有兩億畝農田，會吸引一億人來這裏定居，東西部高度發展不充分，不均衡的問題會有一定程度的緩解。”王浩說。

隧洞本身就是最抗震的方式？

毫無疑問，紅旗河方案與以往的西部調水方案一樣，是一個大膽的設想，存在諸多可預見的工程難題。

眾所周知，中國地形的第一階梯和第二階梯的過渡帶有橫斷山、龍門山等多條斷裂帶，屬於地震多發區，工程的難度以及是否會對地質帶來破壞也是各方爭論的焦點。

姜魯光認為，在斷裂帶上施工無疑增加了地質災害風險，盡管通過工程措施能夠部分克服，但無疑大大增加投資。

王浩對此表示，選址是“鬧中取靜”。周圍都是大斷裂帶，但選線地帶通常只是0.2g的地震動峰值加速度。（註：地震會引起震距離震中一定範圍內的地表發生振動，一般用地震動峰值加速度表征某一區域的地震烈度。地震會導致地表發生快速振動，用地震導致的動峰值加速度，與重力加速度相比，可以衡量地震的強度。）

他進一步解釋了0.2g意味著什麽，大約相當於7級的地震烈度。根據中國編訂的地震烈度表，7級地震烈度的表現是房屋輕微損壞，牌坊，煙囪損壞，地表出現裂縫及噴沙冒水。

對於隧洞施工因複雜地質而面臨的工程問題，王浩曾公開解答。

他說，這個方案是沿著第一階梯和第二階梯的交錯過渡帶走，水源區大部分是隧洞，而隧洞是最抗震的。超硬巖岩石方面，巖岩石壓力280兆帕到300兆帕以上時，就要用鑽爆法。小於這個時，用TBM（全斷面隧道掘進機）並行作業。“紅旗河”所有隧洞中最長的55公里，國產的TBM就可以解決這個問題。

長期關注紅旗河方案的南方科技大學環境科學與工程學院的李錦超認為，工程運行起來帶來的影響還需進一步論證研究。他表示，水量如此之大，有些隧洞的部分洞體可能會被全部淹沒，從而帶來壓流，“有壓引水可能會導致隧洞塌陷和誘發小型地震破壞巖體”。

姜魯光說，以雅魯藏布江自流到怒江為例，需要500公里的隧洞，但隧洞內的海拔只降180米，坡降很小，這導致隧道內的水流速會很慢。而瀾滄江至金沙江之間，只有10米的落差，但是要經過43公里瀾滄江天然河道，還要打50公裏里的隧洞，流速也會很慢，肯定不會達到5米/秒。

姜魯光認為，流速慢意味著需要打更粗大的隧洞，才能保證總體的設計流量。根據他測算，白龍江到劉家峽水庫一段，若實現自流引水且保持設計的600億年調水量，假定5米/秒的流速，大約需要長約100公里，直徑約25~30米左右直徑的隧洞。

“這大概是高速公路隧道斷面面積的5倍，山體破壞是一方面，工程的難度和投資將大大增加。”姜魯光說。

此外，這是一條從南向北的輸水管線，氣溫會隨之越來越低，如何保證在淩汛期正常輸水也是工程的上一大難題。采訪中，王浩著重強調冰期輸水的問題已得到解決。

王浩說，“我們會在冰封期會加大輸水流量，讓河流的冰蓋形成高一點。同時輸水渠道可以改成復式斷面，這樣保證一定的水深”。

此外，他還表示，還可以利用風能、太陽能使攔水鎖發熱。使突變段的水工建築物得以加熱加溫，讓它掛不上冰，這樣流冰就比較順利的沿著加熱的構築物過去，不至於形成冰塞冰壩。

“同時，混凝土抗凍的添加劑也在抓緊研究，國內已經有了最新的技術。”王浩說。

李錦超則表示，這只能解決明渠的問題，水庫上部在冬天結冰，卻沒有可供加熱的構築物。“一般渠道結冰是先從閘處開始的，王浩院士所說的技術是針對這個的”。

環保組織認為生態影響研究還不夠

流經瀾滄江、長江、黃河三大流域，跨越不同氣候帶和自然景觀帶，紅旗河帶來的生態影響亦不可忽視。

根據方案設想，紅旗河沿途將自南向北穿越11個國家級自然保護區，包括九寨溝國家級自然保護區、雙峰野駱駝國家級自然保護區等。工程一旦開建會對保護區帶來怎樣的影響，備受外界關注。

對此，王浩解釋，按照方案的設計，黃河以南的八個自然保護區將以地下隧洞的形式穿過，對地表植被和野生動物的遷徙是完全沒有干擾。而在黃河以北，取線繞開了三個國家級自然保護區的核心區和緩沖區，只涉及到試驗區的部分地帶。

王浩說，紅旗河方案對自然保護區沒有損害，“只有幫忙”。

“在紅旗河經過的位於羅布泊的雙峰野駱駝國家級自然保護區內，有很多動物因喝不到水而渴死，我們會在流經的地方為野駱駝等其他動物修建一些飲水池。”他說。

此外，紅旗河一旦運行起來，從甘肅的白銀一直往西北穿過河西走廊，將形成一條長約1000公里，可內河航運的一級航道。其寬度超過135米，深度3.7米到4米。這將影響所在區域的野生動物的自然生境。

對此，王浩向澎湃新聞解釋，“我們會在河渠下開挖很寬的地下緩坡通道（讓野生動物通過）”。

王浩進一步補充說，野生動物群體遷徙要過河時，一個黑洞洞的洞口它不敢過。所以要足夠寬。此外，按照方案的設想，通道裏將安裝噴灌、滴灌和草皮。此外，通道還會安裝LED燈，模擬月光和太陽光。

不過，中國生物多樣性保護與綠色發展基金會秘書長周晉峰認為，目前關於這個工程對自然環境的深遠影響的研究還不夠。

“原流域水量的減少對生態的影響是什麽？此外，對新流域環境和生態的影響？評估得也還不夠。對於施工過程，因為它流經了廣泛區域，還有一些生態敏感區，這個也是研究得不夠的。”周晉峰說。

對於紅旗河帶來的生態影響，南方科技大學環境科學與工程學院的李錦超還表示，紅旗河沿線分屬於四個完全不同的流域，氣候條件也不同，最可能發生的情況是生態先紊亂失衡、然後再趨於平衡。

此外，對於方案提及的將乾旱區變為綠洲或是水生生態系統的構想，北京大學保護生物學教授、山水自然保護中心主任呂植認為這將破壞生物多樣性。

她表示，荒野乾旱是生態系統本身的特點，這才叫多樣性。“這個地球豐富多樣，有的地方適合農業，有的適合牧業，有的不適合人而適合野生動物。對於很多人來說，這是美，是有趣。”

周晉峰向澎湃新聞透露，中國綠發會將成立課題組展開相關研究。

“我們也建議在相關研究和決策過程中，讓生態、生物多樣性保護和綠色發展領域專家更多的參與。”周晉峰說。

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