南水北調是目前世界上最大的調水工程，調水流量大、調運路程長、工程涉及面廣。“我國水資源時空分佈不均，北方水資源量佔全國總量19%，耕地卻佔64%。”南水北調泵站建設領域專家、揚州大學水利科學與工程學院水利工程學科帶頭人陸偉剛說，早在20世紀50年代，我國就提出了“南水北調”的偉大設想。但直到1978年，南水北調工程才正式寫入政府工作報告。

有效解決我國水資源時空分佈不均問題

2002年，京杭大運河被納入了南水北調東線工程。工程規劃是從江蘇揚州附近的長江乾流引水，利用京杭大運河以及與其平行的河道輸水，連通洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖，並作為調蓄水庫，經泵站逐級提水進入東平湖後，一路向北穿黃河後自流到天津；另一路向東經新闢的膠東地區輸水幹線接引黃濟青渠道，向膠東地區供水。

時任揚州市江都區水務局局長的趙松林，曾經是參與南水北調東線工程的建設者。他說：“當時南水北調東線一期工程規劃建設的時候，為了保證水量，在對原輸水通道京杭大運河整治提升的同時，又規劃建設了輸水支線，新開了河道，新建了提升泵站。”

趙松林介紹，為了保證水質，東線工程建設中對沿線區域進行綜合環境整治，關閉了船廠、碼頭和化工企業，確保沿線輸水斷面全部達標，讓受水地區人民喝上放心水。

科技日報記者了解到，南水北調工程規劃最終年調水規模為年調水量448億立方米。當前實施的東、中線一期工程，建成後年調水量達182.7億立方米，可有效解決我國水資源時空分佈不均問題。

創造了世界上規模最大的泵站群

“南水北調東線工程最顯著特徵之一，就是黃河以南地勢南低北高，需要逐級提水，整個輸水幹線長1156公里，提水總揚程為65米，全線分為13個梯級抽水，計劃新建大型泵站51座，其中一期工程計劃新建泵站21座。”陸偉剛說，工程從揚州江都水利樞紐引水，沿京杭大運河逐級提水往北輸送，可以說工程質量要求高，技術難度大，但創造了世界上規模最大的泵站群。

陸偉剛告訴記者，大型泵裝置主要由進水流道、水泵和出水流道組成。如果把水泵比作“心房”，那麼進、出水流道則是與“心房”緊密相連的“血管”。

“設計出先進的泵站及相關裝置事關南水北調東線工程的’心臟’。”陸偉剛說，安全、穩定、高效是南水北調東線工程大流量泵站的建設目標。大流量泵站建設發展過程中長期存在泵裝置過流通道的水力設計與泵房水工設計、結構設計各個環節不協調，進、出水流道優化水力設計方法滯後，泵站水力系統設計不當等問題，是阻礙我國大流量泵站建設發展提升的“瓶頸”。

為了攻克這些技術難題，近20年來，陸偉剛團隊先後完成了100餘項泵站流道優化數值模擬研究，加工了100餘個泵裝置流道模型並完成了相應試驗。

“外麵團隊以泵站安全穩定和高效運行為總體目標，最大限度地實現了泵站運行的穩定性、可靠性和高效性。”陸偉剛說，集成研發的南水北調工程大流量泵站高性能泵裝置關鍵技術，經水利部組織的專家組鑑定，其設計方法和工程應用成果達到了國際領先水平。

南水北調工程於2002年12月27日正式開工，自2013年11月通水以來，累計調水350億方，較大地改善了生態和環境特別是水資源條件，增加水資源承載能力，提高資源的配置效率，促進經濟結構的戰略性調整。

眼下，東線二期工程的可行性論證工作正在加緊進行，將統籌推進長江經濟帶與大運河文化帶建設，重點加強東線工程的運行管理、完善工程體系、優化水資源配置格局，更好地推動沿線生產生活方式綠色轉型。