借鉴南水北调工程经验构建国家水网理论体系

左其亭 ，郭佳航 ，李倩文 ，李佳伟

（1.郑州大学水利科学与工程学院，450001，郑州；2.河南省水循环模拟与水环境保护国际联合实验室，450001，郑州）

一、引 言

我国水资源时空分布不均，长期呈现“夏汛冬枯、北缺南丰”的时空分布特征。 为缓解这一状况，自中华人民共和国成立以来，我国陆续修建了一大批水利工程。 南水北调工程作为我国跨流域跨区域配置水资源的骨干工程，更是发挥了重大作用，为我国今后其他大型调水工程的建设积累了宝贵经验。2021 年全国水利工作会议提出“十四五”时期将以建设水灾害防控、水资源调配、水生态保护功能一体化的国家水网为核心，解决水资源时空分布不均问题。 2021 年5月14 日习近平总书记在考察南水北调工程时提出， 要加快构建国家水网，为全面建设社会主义现代化国家提供有力的水安全保障。 构建国家水网已经从国家战略提出走向国家战略实施。 如何构建国家水网？ 南水北调工程对构建国家水网有何借鉴意义？ 科学回答上述问题，需要对南水北调工程经验进行充分的归纳总结，提出国家水网理论体系，为未来国家水网具体实施提供正确思想路线。

目前，世界上许多国家都注重国家水网及地区水网的规划和建设。 我国已经规划实施的南水北调工程，使我国初步形成了“四横三纵”的国家水网框架。 但是，目前我国水利基础设施存在短板，水网建设仍处于初级阶段， 距离预期目标还有较大的差距。 在推进人与自然和谐共生的水利现代化要求下，如何科学构建国家水网尚需要清晰的理论指导，因此亟待围绕国家水网的基本设想和基础框架，对国家水网理论体系进行系统的分析和深入的探讨。

二、南水北调工程的重要意义及成功经验

1.工程概况

为缓解中国北方水资源严重短缺、优化全国水资源配置，历经50 多年规划论证，分别在长江下游、中游、上游规划了三个调水区，形成了南水北调工程东线、中线、西线三条线路。已经实施并通水的南水北调东线一期、中线一期工程，向江苏、山东、河南、河北、北京、天津调水。 至 2021 年 5 月，已累计调水400 多亿m3，直接受益人口达1.2亿，在支撑经济社会发展和生态环境保护方面发挥了重要作用。

2.重要意义

①畅通南北经济循环，推动区域高质量发展。 南水北调工程将京津冀协同发展、黄河流域生态保护和高质量发展、长江经济带发展、长三角一体化发展等重大国家战略在南北方向上连接起来，促进了南北经济大循环。 实施南水北调工程，增加了华北地区水资源供给，通过改善水资源条件提高了潜在生产力，为北方经济发展提供了保障，推动了城市产业结构的战略性调整。

②优化河湖水系布局，促进国家水网建设。 南水北调工程解决了北方缺水问题，提高了区域水资源调配能力。 南水北调东、中、西三线工程都实施后，将使长江、淮河、黄河、海河四大水系相互连接， 构成我国水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的水网格局， 基本可覆盖黄淮海流域、胶东地区和西北内陆河部分地区。

③改善北方生态环境，助力生态文明建设。 南水北调工程显著改善了黄淮海地区的生态环境状况，有效解决了北方一些地区的水质问题，有利于回补地下水，保护当地湿地和生物多样性。 中线调水工程为保证调水水质， 输水总干渠两侧建设了生态带，构建生态廊道，成为生态文明建设的重要支柱。

3.成功经验

习近平总书记在推进南水北调后续工程高质量发展座谈会上总结的实施重大跨流域调水工程六方面成功经验，都是南水北调工程的宝贵经验：

①坚持全国一盘棋。 现代水利建设应从国家层面统筹安排，谋划水利布局，规划水利项目，建设水利设施，优化水资源配置， 推动全国联动发展——这是重大跨流域调水工程成功的基础。

②集中力量办大事。 水利建设过程中存在资金筹措、生态保护、移民安置等难点问题， 相关部门应最大限度地凝聚思想、形成共识、高效联动，集中力量解决重大问题——这是保证重大跨流域调水工程成功的关键。

③尊重客观规律。 水资源项目论证和水利工程建设过程中，应尊重客观规律，避免急功近利，充分认识和把握我国水利发展规律，提倡人水和谐发展——这关系到重大跨流域调水工程的最终成败。

④规划统筹引领。 水利发展必须以规划纲领为引领，统筹全国水资源情势和地区需求，引领国家水利战略顶层设计和水利事业改革发展——这是确保重大跨流域调水工程目标实现的战略引领。

⑤重视节水治污。 区域用水要遵循水资源刚性约束， 控制用水总量，大力推进农业、工业、城镇等领域节水。 同时需重视污染治理，改善水体环境，防治水质性缺水问题——这是重大跨流域调水工程规划能够顺利实施、取得成效的前提。

⑥精确精准调水。实施调水工程，应明确调水区、受水户、调水总量等问题， 制定水量分配方案， 实现精准调度——这是重大跨流域调水工程能否长期发挥效益、永续利用的法宝。

三、构建国家水网的重大需求及难点问题

1.四个重大需求

①水资源时空分布不均，需要调整水资源分布格局。 我国受海陆因素及季风气候影响，降水集中在夏秋季节，东部靠近沿海，南方雨季长、北方雨季短， 西部深居内陆降水稀少，进而形成“东多西少、南多北少”的水资源分布格局。 构建国家水网可以缓解区域水资源分布不均，解决地区的用水困难和水资源短缺问题，是调整水资源分布格局的关键依托。

②水资源与经济发展不匹配，需要提高水资源承载能力。 我国不同地区可利用的水资源量差异悬殊，供需矛盾突出，部分地区水资源承载能力不足， 无法满足经济发展的需要，严重制约了区域可持续发展。 构建国家水网可以合理调配水资源，进而调整区域产业格局，改善人水关系，是提高水资源承载能力的主要保障。

③干旱与洪涝灾害并存，需要增强旱涝灾害抵御能力。 我国极端气候灾害频发， 水利设施建设不完善，造成干旱和洪涝灾害并存，对人类的生存构成严重威胁。 构建国家水网可以改善河湖的调蓄作用和防洪能力，提升干旱地区的抗旱能力，是增强旱涝灾害防御能力的重要途径。

④水体环境普遍受损，需要改善水生态条件。 我国水污染问题突出，大量废水未经处理或处理深度不够就被排放到江河湖海中，造成水质污染，水体生态功能丧失。 构建国家水网可以增加区域生态用水，遏制水体恶化趋势，是改善生态的重大举措。

2.三个难点问题

①国家水网前期建设及后期管理耗资巨大。 我国水利基础设施存在短板， 不同区域和城乡的水网布局差距明显，未来将全国水系连通形成一张水网，需耗费大量人力物力修建配套水利工程。国家水网建成后运行管理、工程维护等后续举措仍需巨额投入。

②国家水网构建的未来影响尚难预测。 国家水网建成后，全国水系及水资源条件将发生极大改变，水资源空间分布、生态环境质量及地区发展模式将相应发生显著变化，在水问题改善、经济效益增长的同时，也有可能产生不可预见的负面影响。 因此构建国家水网需慎重考量 “利弊”关系，预测对未来区域发展、生态条件改变的各种影响。

③国家水网建设理论基础仍未健全。国家水网建设研究基础薄弱，对如何开展国家水网建设认识不足， 尚缺乏系统的理论体系和思路方法指导。

四、构建国家水网理论体系及主要内容

1.国家水网理论体系框架

基于南水北调工程经验启示和对国家水网重大需求与难点问题的认识，总结形成国家水网理论体系框架（如图1 所示）。该理论体系是以“新时代中国特色水利”为指引，以人与自然和谐共生、高质量发展要求、“十六字”治水思路、重大水利工程论证原则为指导思想，以综合衡量经济效益、社会效益、生态效益为价值体现，回答“为什么要建”“能不能建”“如何建”三个关键问题，包含支撑国家水网建设的关键理论和关键技术。

2.国家水网建设的三个关键问题

①明确三大功能目标，回答“为什么要建”。针对我国水资源时空分布不均衡、水资源分布与经济社会发展格局不匹配的现实，为了提升我国全面建设社会主义现代化的水安全保障能力，提出加快建设国家水网的战略布局要具有三大功能目标，即着力提高水资源统筹调配能力、改善水生态环境状况、增强水旱灾害防御能力。

②建立三个判别准则，回答“能不能建”。 国家水网建设是一个系统工程，在建设之前要对建成后可能带来的影响做出科学评估，在建设完成后仍需要定期评估，高效预警。 根据对国家水网建设的理解，提出“保证安全、综合有效、影响可控”三个判别准则，这三个准则都满足了才认为水网建设是可行的。 应从这三个方面入手构建评估指标体系，全面评估国家水网的功效和影响，以便作出综合分析、及时响应，确保水网安全、综合效益最大、各种影响可控，以此支撑国家水网的管理决策。

③立足“两个网”建设，回答“如何建”。 一是虚拟水网，构建人与自然和谐共生的水利现代化网络平台，为水网运行管理提供支撑系统平台；二是物理水网，按照“确有需要、生态安全、可以持续”重大水利工程论证原则， 在尊重水系自然演变的基础上，构建支撑高质量发展和生态文明建设的国家水系网络。

3.建设国家水网的关键理论与关键技术

关键理论。 国家水网建设需要解决很多目标问题， 必须要有一系列理论作指导和支撑， 包括： ①指导性理论，比如，人水和谐理论、水资源可持续利用理论、河流健康理论等，指导国家水网纲领性文件决策， 保证人水关系协调、 水资源与经济社会可持续发展、河流系统健康，支撑高质量发展；②基础性理论，比如，水循环理论、水网演变理论、水资源优化配置理论等，支撑国家水网基础性施工建设， 厘清国家水网对水循环作用机理， 探究在气候变化和人类活动下国家水网的演变趋势，制定跨流域、跨区域水资源优化配置方案，以求综合效益达到最大；③应用性理论，比如，功效评估理论、决策管理理论等， 应用于国家水网后续运行实践，评估运行效果，实现最优管理，保障国家水网的高效运作。

关键技术。 国家水网建设投资大、影响面广、问题复杂，必须采取一系列技术手段，比如，根据区域水资源、水生态、水灾害、水工程特征，采用问题识别技术，识别区域内关键的水问题， 从而有针对性地建设国家水网；针对区域存在的水问题，利用功能分析技术，确定建设水网的主要功能，保证地区发展；根据区域具体情况，使用适应性分析技术，从必要性、可能性和合理性三个方面具体分析考虑是否建设人工水网； 采用方案设计技术，因地制宜规划设计各种水网建设方案， 并综合分析各方案的优缺点，最终确定可行的建设方案来指导实践；应用运行管理技术，制定完备方案、采取先进技术对国家水网进行管理，以求达到预定目标；利用效果评估技术，选择多种指标，客观评估国家水网运行效果，及时发现缺陷和不足，从而采取相关措施解决完善。

图1 国家水网理论体系框架

五、 结 语

国家水网是解决我国水资源分配不均、水资源承载能力不足、水生态环境受损、水灾害损害严重问题的重要手段，是建设人与自然和谐共生的现代化国家的重要支柱。 受南水北调工程六条经验的启发，综合考虑国家水网建设六点要求，本文提出了构建国家水网理论体系框架，该理论体系是以新时代中国特色水利为指引，诠释三大功能目标，回答“为什么要建”的问题；三个判别准则，回答“能不能建”的问题；以及建设虚拟水网、物理水网“两个网”，回答“如何建”的问题；同时初步总结了支撑国家水网建设的关键理论和关键技术。 在国家谋划建设大水网和现代化之际，本文提出构建国家水网的理论体系，未来国家水网建设思路，为深入研究与建设国家水网提供参考。