地质专家：南水北调供水在望，北京准备好了吗?

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南水北调工程输水示意图。西线:挖一些大隧道，将金沙江或长江支流雅砻江的水引入黄河上游，从而增加黄河上游的水量。中线分为两步:第一步是将丹江口水库的水引至华北平原；第二步，长江三峡巨型水库建成后，利用高峡平湖修建一条运河，让水流入汉江，并通过丹江口水库向华北平原供水。东线:将长江的水抽到江苏扬州附近的京杭运河，用闸门控制，逐步升级；在山东渡过黄河后，它向北流动，并沿道路向天津供水。

新年伊始，一则关于河北省水资源的新闻引起了关注北京水资源的国际地质科学联合会主席张的关注。

据1月14日出版的《21世纪经济报道》报道，南水北调中线工程将于2010年竣工，河北省需要分担76.1亿元的工程投资，此外，河北省还要承担中国300多亿元的中线工程的巨额配套费用。地方财政不堪重负，迫使河北水利专家突破常规思维，寻求一切经济上可行的支持方式——利用地下漏斗建设地下水库调节蓄水资源的大胆设想浮出水面。

华北平原地下水开采形成的地下漏斗比比皆是。利用这些天然地下水库调节和储存外调水与地面匹配相比可节约100多亿元，但两种方案存在差异，争论仍在继续。

“水资源短缺一直是包括北京在内的整个华北地区经济发展的制约因素。河北省利用天然地下水库调蓄水的设想值得重视和认真研究，但有必要将地下水体与地表水水体结合起来调蓄水资源，以更有效地缓解华北地区的水资源短缺问题。”从事水资源研究多年的张在接受《科学时报》记者采访时说。

用丰富来弥补不足，削峰填谷

2008年，南水北调中线工程将首次向北京供水，北京的水资源调控和蓄水问题再次引起广泛关注。如何利用好“南水北调”，最大限度地发挥调水效益，从根本上缓解北京水资源短缺，无疑是人们关注的焦点。

“调节和蓄水问题必须首先基于对北京水资源特点的科学分析。”张对说道。

据统计，北京6月、7月和8月的降水量占全年降水量的3/4以上，而11月至次年4月的半年降水量仅占全年降水量的3/40。降水不仅在几年内变化很大，而且在几年之间也有很大的变化，干旱连续几年时有发生。

然而，根据多年平均降雨量，北京约为600毫米，与欧洲城市如巴黎、莫斯科、维也纳和布达佩斯相似，略高于伦敦和柏林。

那为什么欧洲潮湿而华北干燥呢？“这是因为在欧洲的许多地方，降水随时间的分布在年内和年间都惊人地均匀。这对生活在亚洲大陆的人来说是不可想象的。”张告诉记者。

由于降水随时间分布不均，人口密度高，华北地区水资源供需矛盾十分尖锐，年总降水量与欧洲相似。

“要解决这一矛盾，首先要根据北京地区水资源的特点，将极不均匀的降水分布调整为随时间均匀分布的供水。如果我们能努力实现多年来水资源的长期调整，以弥补短缺，削峰填谷，我们就能大大缓解北京水资源的紧张。”张对说道。

这个看似简单的想法不容易实现。“虽然什么时候下雨，下多少雨，人们都不知道，但通过地表水和地下水的统一调度，可以实现水资源多年的长期调整。”张说:“但是，要解决这个问题，恐怕首先要了解地下水和地表水的关系。”

地下水还是地表水？

1月15日，全国病险水库除险加固电视会议透露，我国病险水库有37000多个。大量病险水库已成为防洪工作中的薄弱环节和最不稳定因素。

随着全球变暖、局部暴雨等极端天气现象的增多，病险水库的潜在危害也越来越大。人们逐渐意识到修建水库有积极的一面，但也会造成严重的环境和社会后果，如冲走农田和附近的居民区，诱发滑坡等。

同时，水库作为调节和储存地表水的主要手段，由于其容量有限，不能完全解决调节水资源丰枯的问题。

"利用地下水来调节能量储存在很大程度上弥补了地表水库的不足."张对说道。

地下水体的导水能力远小于地表水体。但是，由于地下含水层分布面积广，许多地段也有相当大的厚度，构成了巨大的地下蓄水量，蓄水量远远大于地表水体。利用这一特性，地下水含水层可以对极不均匀的降雨入渗进行补给，并将其调整为一个更加均匀的多年供水水源。

地表水体调节能力普遍较差，突出表现为汛期河水水位的突然升降。汛期过后，河流能够保持一定的基本流量，这不是地表水体本身的表现，而只是地下水含水层调节和储存的结果。基本流量是河流径流中最宝贵的部分。

“由此可见，要想及时调整水资源，安全有效地利用水资源，就必须利用地下水含水层的巨大蓄水能力，使地下水发挥水库的作用，弥补干旱期地表径流的不足。在这种情况下，减少的地下水量可以在随后的雨季补充。”张对说道。

然而，地下含水层也有其固有的缺陷，即其导水能力差。即使有一个大“肚子”，也只有一个小“喉咙”。它只能接受“微风细雨”的渗透补给，却无法在短时间内接受大量洪水的补给，因此不得不将大部分洪水拒之门外。仅仅依靠地下水含水层无法完成水资源调控和储存的任务。

联合起来统一调度

“单纯依靠地表水或地下水蓄水层是不可能成功地完成水资源调蓄任务的，因此，把二者结合起来，取长补短，充分发挥各自的优势，就有可能取得更好的效果。”张对说道。

永定河冲积扇曾是北京的主要供水水源。它巨大的蓄水能力帮助首都年复一年地度过了水资源短缺。多年来大量抽取地下水，大大降低了地下水位，形成了巨大的地下蓄水量。

“这应该是一个管理水资源的好地方。然而，20世纪70年代进行的可行性研究发现，永定河每年的泄洪期只有10天，即使在短期内每天补充100万立方米的水，与北京每年几十亿立方米的取水量相比，也只是九牛一毛。即使你想完成这个不起眼的任务，你也需要建立一个庞大的充电项目。”张对说道。

仅仅依靠人工措施来获得更大的补给效果是不够的。张根据北京的具体情况，提出了“虚拟充值”的方法。在保持现有抽水设施运行的情况下，每次回灌1亿立方米实际上相当于不回灌减少抽水1亿立方米。因此，减少抽水等于增加回灌，这是一种“虚拟”回灌。

如果在北京建两套供水设施，一套是地表水，另一套是地下水。每一套都可以单独满足城市供水的需要。在丰水年停止开采地下水意味着在没有任何补给设施的情况下，10亿立方米的水将在一年内被补给并储存在地下。在干旱的年份，我们可以使用更少的地表水，抽取地下水资源来度过水资源短缺的难关。

“到目前为止，地面水体和地下水体的联合调度大多停留在零星和无意识的基础上。如果能结合各地区的特点，科学统一地规划和实施全面综合的调度，就有可能更合理地利用现有的水资源和水利工程，进一步从废弃水中夺取相当数量的水加以利用。水资源，缓解北京水资源短缺。”张对说道。

2008年，举世闻名的南水北调工程将首次向北京供水。对此，张表示，像任何液体输送项目一样，南水北调工程也需要在工程结束时准备好储存设施，否则一旦工程发生事故，将会造成很大的问题。利用北京过度开采地下水形成的“地下水库”进行调蓄是最佳方案。

在1月18日召开的南水北调工程建设会议上，北京市水务局官员透露，南水北调进入北京后，北京市水资源配置和供水系统将进行战略性调整。在支持城市发展的同时，“北京更想要的是保护地下水，给生态一个耕种和生存的机会。”

毫无疑问，如果届时能形成一个科学的地表水和地下水联合调度管理体系，北京有望从根本上“解渴”，实现水资源的可持续发展。