“红旗河”：造福民族的千秋伟业

中国工程院院士 王浩
“红旗河”西部调水方案是一条沿青藏高原边缘全程自流进入新疆的调水环线，是着眼于大生态、大格局、大战略的全新思路！和以往的“西藏之水救中国”、“藏水北调”这些方案不同，它们都是行不通的。“红旗河”是个全新思路，是迥然不同、唯一可行的方案。
为了惠及更多地区，基于宏观、长远的考虑，“红旗河”方案还根据我国西北的地理特点设计了三条重要支线，“红延河”、“漠北河”和“春风河”。红延河通往延安、黄土高原方向，覆盖黄河以南大部分地区；漠北河沿狼山、阴山北坡通往内蒙古、北京方向，阴山背后的大草原都是荒漠草原，这条支线很有意义；春风河从玉门附近开始通向吐哈盆地。过去有句老话叫“春风不度玉门关”，因为我国是大陆季风气候，太平洋来的东南暖湿气流随着东亚季风从福建、浙江沿海向西北方向挺进，沿途散失水分，到玉门关、河西走廊时，水分就散尽了，所以那儿以西干旱少雨。这条河过去以后，就可以说“春风已度玉门关”了。
“红旗河”西部调水工程，比三峡加南水北调再加两条京杭大运河都大。不是说它工程量大，而是工程的意义，对国家、对民族，太大了。我干了一辈子水利工作，很荣幸能够参与这样一个自有人类以来头一号的大工程。
这个方案是“红旗河”西部调水课题组的同志们，根据十八大以来“绿水青山就是金山银山”、“民生为上、治水为要”的指示提出的，是和以往的方案迥然不同的、原创性的、现实可行的、意义难以估量的方案。
针对不可避免的地震、地质灾害等问题，陈运泰院士表示：“工程最重要的一条，就是要趋利避害，我们要充分利用它的好处，也要充分关注它可能的问题。但是，不能因为有强烈的构造运动，不能因为那是一个地震的多发地，是山地灾害、滑坡、泥石流经常发生的地方，我们就束手无策。我们做地球科学工作的，应该贡献自己的力量。从我们的角度来看，水是非常重要的，这是一个非常宏伟的构图，希望尽快、尽早的完成‘红旗河’，为国家的发展提供一些空间。”
这个工程涉及多个领域的技术，比如：
（1）测绘、遥感、GIS等技术。
（2）隧洞技术。
这个方案是沿着第一阶梯和第二阶梯的交错过渡带走的，水源区大部分是隧洞，而隧洞是最抗震的。超硬岩石方面，岩石压力280兆帕到300兆帕以上时，就要用钻爆法；小于这个时，用TBM并行作业。“红旗河”所有隧洞中最长的55公里，国产的TBM就可以解决这个问题。
涌水、涌沙的探测技术我国现在完全具备，甚至已超过美国、瑞士、德国。辽宁大伙房输水隧洞建设时，美国机器趴下了，但我们自己的机器在它边上顺利通过了，而且把美国这台机器也救了出来——它已经停工七八个月了，一天赔几百万。另外，岩爆、高地应力、放射性气体、通风，这些都积累了很多技术经验。
（3）明渠技术。
明渠方面，对明确的地震活动带，可以考虑加一些阻尼器滑动措施。过关键过渡带时，一是加大整体刚性，二是可以相对错位、滑动，柔性连接。渠系的断面怎么布置，怎么结合航运又减少水面、保证冰期输水，这些都需要进一步研究。
（4）水库问题。
“红旗河”设计坝高不超过280米，而现在我国已经建成了305米高的锦屏一级混凝土拱坝、314米高的双江口土心墙堆石坝。抗震方面水库也没有问题，汶川地震边上的水库就完全经住了地震。
（5）隧洞和明渠的输水技术。
水动力学，明渠的急流、缓流控制，隧洞里面有压流和无压流的衔接，复杂流态等都没有问题，高压分段降压也在研究过程中。
（6）冰期输水。
结冰期、冰封期、化冰期，各有不同的调度输水方式。拦冰索、凿冰机，也有不同的应用方式。此外，怎么利用风电、太阳能提高水温，还在进一步研究。现在能量还不够，还是会结冰，因为水的热容量太大了，但结冰的程度降低了。
（7）对西北地区生态的影响。
这是一个很重要的问题，每年六百亿立方米的水，源源不断地送到西北干旱区，大约有22%形成局部小循环，剩下的参与全球循环。然后这些局地循环又会增加局地降雨，长期的慢性积累，会产生怎样的影响？我们也在模拟和预测。这也是应对全球变化的一个人类自适应性的调控。
以后应该做一个中国大陆尺度的深入分析，西南、西北加细分层嵌套。考虑大气微物理过程、局地积云强对流过程、地表条件过程、近地200米过程、1500米摩擦层过程、长波辐射、短波辐射、陆气耦合，考虑下垫面蒸发反馈到大气的间接影响，不仅是600亿立方米的水，而且要考虑其带动的人口和经济活动的总蒸腾发。
（8）取水比例。
取水总量600亿立方米每年，仅占各主要取水河流取水断面总径流量的21%。国际上一般认为：河流的流域内用水最好控制在40%左右；跨流域调水，取水量最好控制在20%左右。“红旗河”遵循了这个国际规则。另外，长江每年有一万亿的径流量，即使全部取自长江，也仅占总量的6%，而水文量测的误差也有5%。
下面，简单说几点“红旗河”工程的重要意义。
（1）生态意义
“红旗河”实施后，水分循环通量不断增加，湿度与降水量不断提高，效益长年累积，不仅能够有力保护三江源区生态环境，为“中华水塔”撑起保护伞，还能够显著改善我国北方干旱气候条件，使之逐步转变为人类宜居环境。
“红旗河”抛开它所有功能都不说，就是奔着十八大、十九大的生态文明，将西北寸草不生的不毛之地的生态恢复，形成东西长1500公里、南北宽100公里的生态绿带，也是一个大的生态建设工程。虽然是工程，但是从哲学层面上讲，属于小建设大保护，尽管这个小建设的规模已经超过了三峡加南水北调之和，是地球上最大的人类土木工程，但从大格局上讲，仍然属于小建设大保护。
（2）发展空间
这个问题可以以美国做一个基本参考。中美的基本国情是，国土面积一样大，都是960万平方公里，但是美国国土的60%-65%是平原，中国国土的12%是平原，人家65%的平原上生活3亿多人口，咱们12%的平原上挤着10亿以上的人口。所以，咱们的生存空间太小了。“红旗河”实施后，中国将获得大片水土资源相匹配的、光热资源充足的土地。
“红旗河”串联起了四大水系，这样东西互补，南北调配，丰枯整个补偿，可以把整个东部地区全部兼顾。特别是黄淮海流域经济发达的地区，在初期，可以多往东部调水，以后随着区位优势的逐步形成、西北绿洲的逐步形成，再让西北多用水，这时候东部的节水也更好了。所以真正是打破了中国千百年来的“胡焕庸线”。
（3）农业经济
西南地区是中国水资源和水能资源最丰富的地区，是世界屋脊、中华水塔。而西北地区深居内陆，北冰洋、印度洋、大西洋、太平洋来的水汽，“春风不度玉门关”，全到不了西北内陆干旱区。比如，整个昆仑山、喀喇昆仑山、阿尔金山北坡的山前平原，阳光日照非常充足，土地非常肥沃，就是没水，水一过去就能带来大幅度的国土升值。
我国有18亿亩基本农田，灌溉面积9.5亿亩，实灌面积8.5亿亩。而600亿立方米的水可以灌溉1.5亿亩农田（每亩用水400方，配合当地降雨100毫米），而且新增的1.5亿亩全是实灌面积。这个农业绝不是粗放的、普通的农业，而是设施农业，可以产出干旱区的各种坚果、干旱区的各种高附加值农副产品，带动民族发展。
（4）航运
水路运输是公路运输成本的二十分之一、铁路运输的六分之一到十分之一，水路运输特别适合大宗货物。
（5）旱涝调节
黄河流域如果碰到了大的干旱缺水情况，可以随时给黄河补水。黄河只有约500亿的水量，补水作用是相当可观的。
“红旗河”工程，总体上看没有不可逾越的障碍，利远远大于弊，规模大一些比规模小一些好，早建比晚建好。