调人与自然和谐相处。水利工程的优化目标将由惯常的“技术经济最优”转变为生态效益、经济效益、社会效益统筹兼顾；水利工程的运行方式要与保护生态系统、改善水质以及高效利用雨洪资源相适应。并且修建调水工程的主要目的正在转变，不再是漕运和农业灌溉，而是向城市提供生活用水、工业用水和维持生态平衡的用水。在调水工程建设过程中，如何将这些原则性的思想转化为具体的、可操作的设计程序是值得思考的问题。

1 输水方式应适应现代水利发展思要求

在调水工程的建设过程中，输水方式的选择具路的有举足轻重的意义，不仅需要考虑工程建设投资和运行费用的大小，而且必须考虑与节水、防污、生态环境的有机统一。

输水方式可划分两大类：开敞式输水和封闭式输水。开敞式输水，又称明流输水的特点是具有自由水面且水面与大气直接接触的输水方式，如人工明渠和天然河流输水。与此相反，封闭式输水的特点是水体与大气不直接接触，如管涵、隧洞、倒虹吸管输水等。进一步划分又可分为：有坝输水和无坝输水；自流输水和泵站加压输水。通过修建水坝提高水源地水位的输水方式，称为有坝输水，而无需修建水坝的输水方式就称为无坝输水，都江堰引水工程就是无坝输水工程的典范。自流输水的特征是完全依靠水流自身的重力而无电消耗，它完全依靠水源与目的地之间的高层差达到输水目的，正在修建的南水北调中线工程就是典型的自流输水工程。

在一般情况下，采用开敞式输水方式，需要修建高坝、水库、泵站、人工明渠或利用天然河渠，优点主要是：

1)在同等输水规模下，一次性投资比封闭式输水低，特别是在能够利用天然河流的条件下；

2)可创造优美的景观。沿输水线，出现一条“人工河流”，两岸绿化，垂柳依依，平添一道亮丽的风景。

缺点是：

1)占地多，需要大量移民；

2)蒸发和渗漏损失大。

3)水质易于被污染，特别是在利用天然河流输水的条件下；

4)对生态环境的影响大。水面的大量蒸发，必然对附近地区生态环境带来影响，且利弊很难确定；

5)对北方寒冷地区，冰期输水调度困难。

采用封闭式输水方式的主要优点是：

1)无蒸发损失。相对于开敞式输水方式，意味着节水，可以减小调水规模，相应降低水坝高度和水库规模；

2)占地少，移民量少，对生态环境的影响小。输水管涵可埋于地下，工程完成后，可恢复原有的植被，土地可照常利用，对生态环境的影响无几；

3)水质可保持不变。如果水源地水质能够满足引水要求，则用水区无需进行水质处理。

缺点主要是需要消耗电能，运行费用高。

根据统计资料，目前国内外输水系统中40%的输水量因蒸发和渗漏损失掉了。也有一些工程，如广东省东深供水工程利用开敞式明渠、石马河及沙湾河等天然河道作为输水载体，由于水污染严重，不得不投入巨资重新改造，采用完全的人工渠道输水[7]。

从短期效益来看，采用封闭式输水方式的投资可能比利用天然河渠高，也比完全的人工开敞式明渠高，但是，考虑前者可以大大缩小调水规模，只要科学规划，精心设计，可以使它们的投资大致相当。此外，采用封闭式输水方式可以把节水、防污以及生态环境保护有机统一。

以南水北调中线北京段输水工程为例，它的供水目标主要是城市生活用水和工业用水，兼顾必需的环境用水。输水工程南起与河北省相接的房山县南尚乐乡北拒马河中支南，向北直至颐和园团城湖，全长约80 km，设计流量50 m3/s，加大流量60 m3/s。以前的规划是采用人工开敞式明渠自流输水，经过北京市水利规划设计院与中国水利水电科学研究院的联合研究[8]，现在已经正式采用一级泵站加压结合全线管涵输水方式。在投资方面，包括运行费用，原开敞式明渠自流输水方案与现在的封闭式输水方案相差小于4%。经过进一步的优化，后者的投资可能少于前者。

从理论上而言，如果能够对生态环境影响进行准确的定量，则对于一项具体工程可以运用系统工程方法选择最优的输水方式。遗憾的是，调水工程输水方式对生态环境的影响无法用经济来衡量，因为生态环境的恶化危及人类自身的生存的代价是无法用金钱衡量的。鉴于此，在选择输水方式时，除了因地制宜及投资方面的考虑外，建议：

1）在无法确定工程对生态环境影响有利还是有弊的情况下，应尽可能采用对生态环境影响最小的输水方式；

2）在输水方式的选择上应与节水、防污和生态保护有机结合起来，不仅考虑现在，而且要有发展的眼光，在投资差别不大的条件下，尽可能采用封闭式输水方式。

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