“南水北调”工程中线通水即失败

雨夜

作者： 马可安

一、该死的流量

    南水北调远预定于2014年汛后通水。“汛后通水”后来换成“即将通水”，从夏天嚷嚷到现在，九月底就宣布全工程验收，已具备通水条件。然后再无下文。直到突然新华社报道，12月12日14点32分渠首闸门打开，算是正式通水了。其实正式通水前渠道早就灌满水，叫做充水不叫通水。充水和通水一字之差，差在哪里呢？充水是水灌进去后各级闸门关闭，水不能流动。通水是水在流动。所以差别在水的流动。我们来看看渠首闸门打开以后，水有没有在流动，流动得有多快。从各方报道，我得出结论，水流非常缓慢，证实工程完全失败了。

    视频中在3：20处，5：40处和7：25处分别见到在渠首干渠中漂浮的大黄鸭。从3：20处大黄鸭距离桥头二十几米，到7：25处大黄鸭飘到桥底下，时间间隔是245秒，漂移距离估计为25米。算出平均水流速度为每秒0.1米，也就是每秒十厘米。

    我们估算一下，每秒0.1米的水速，水的流量是多少。渠道截面是梯形，渠底是25米宽，边坡是1：2，也就是每高一米，宽度在每侧增加2米，两侧共增加4米的宽度。渠道灌满水有8米深，尚有一点深度没有完全灌满，算7米深。那么渠道的水截面下底宽25米，上面宽39米。梯形截面是上底加下底平均后乘以高度，32X7=224平方米。乘以水流速度0.1米每秒。输水量是每秒22.4立方米。离设计指标每秒350立方还差得远呢！其他媒体报道水流量为每秒100立方。可是央视睁眼说瞎话，采用事先准备好的背书稿，说每秒水流量350立方米，水速超过每秒一米多。这是自欺欺人。全国人民看到大黄鸭，都清清楚楚知道真正的水流速度是多少。央视的背书稿，小学生都骗不过。

    通水五天后，央视再公布一个视频，透露五天总共放水2100万立方。据此计算，放水量为平均每秒48立方，可见我的估算很准。以2100万立方水算，水流仅仅流出77公里而已。可是央视把大黄鸭捞起来，汽车运到焦作再扔到渠道里，冒称水已经流到焦作。笑话！又，第一天报道放水量为每秒100立方。假如取信这个数字，第一天就放了864万立方的水，2100万剩下1236万在后面四天放，平均只有每秒35立方。可见下游水流不畅，被迫把渠首闸的放水量削减到每秒35立方米。

二、该死的设计：沉沙和冰冻没有被考虑

    我们再仔细看视频，从1：40处开始，镜头转向闸门处的水面。我们可以看到，开启的闸门确实激起一些浪花，可是水并没有澎湃汹涌地一泻而下，而只是在原地打圈，激起的浪花在左右徘徊，原地转起一些漩涡，而没有明显地往前漂移。这说明闸门只是在水深处开启一条缝而已，没有充分打开。充分打开的闸门会让水一泻而下，势不可挡。而在水深处开一条缝放水，在水面上就只能看到一些漩涡。须知，渠首大坝里面的水位在160米，外面渠道里水只到147米不到，十三米的水落差，足可以让水以每秒16米的速度冲出闸门。别说每秒350的设计流量，闸门完全打开，每秒2800立方的放水量都可以达到。我们看到过大坝泄洪闸开闸的那种万马奔腾的气势。

    可是南水北调渠道是一千几百公里长的一条细长的水道，下游水流不畅，上游凶猛放水的结果，不可能让下流的水流得更快，只可能让上游的水满溢出渠道。因此，渠首开闸，不是想开多大就开多大的，只能开一点点，看下游的水流得是否通畅来决定。如果下游的水流得很畅通，水位下降，闸门可以再开大一点，否则，上游的水快溢满了，闸门就得赶快关小一点，以免水溢出来。我们看到，尽管渠首的闸门只开一点点，可是水位已经非常满，说明下游水流不通畅，水流量只有那么一点点，闸门不可以再开大了。这不但印证了南水北调真实的水流量远远达不到设计指标，并且证明，工程的指挥者和控制者完全了解这个事实，才会操纵渠首闸门仅仅开启一条小缝，而不是更大。我认为各地纷纷报道大黄鸭用来估算水速，可以没有一家媒体给出一个具体的数字，说估算出的水速是多少，这也是根据上级明确指示，不予报道具体的水速，免得引起全国人民质疑。未必是记者们统统忘记算水速了。

    为什么水速和输水量远远达不到设计指标

    按照南水北调工程设计，每年平均输水量要达到95亿立方米。一年365天，一天24小时，一小时3600秒，平均流量要达到每秒300立方。工程设计指标是每秒设计流量350立方，加大流量每秒430立方。现在我们看，根据大黄鸭漂流速度，水速仅仅每秒10厘米，流量每秒二十几立方而已。为什么比设计指标差那么多呢？

    输水工程，水速非常重要，这不但是因为水流量等于水的截面积乘以水速，因此正比于水速。并且因水速和输水工程两大危害直接相关，一是泥沙沉积，二是冬季结冰。水里都有泥沙，水流得慢，泥沙便沉积下来，淤塞通道，让水流得更慢，最终因淤满污泥，毁了工程。

    其次是水从相对温暖的湖北丹江口，往寒冷的北方流，冬季会结冰。水结冰时通常表面先结冰，形成封闭空间，下面的水再在封闭空间里结冰，水结冰体积会胀大10%，会胀坏渠道，涵洞，渡槽，破坏力非常大。南水北调的设计者们原先的设想是丹江口的水带着余温，如果水量足够大，水速足够快，那么水来不及完全冷却结冰就流完南水北调渠道全程，到了北京水从地下管道走，地下的温度相对暖和一点。那么结冰的问题就不大。可是如果原设计的水速为每秒2米，实际只有每秒十几厘米，水流慢十倍，就有足够时间冷却结冰，问题很大！

三、比较业余的计算竟然揭穿把戏

    水在输水通道靠天然水位落差自然流动的速度，有个估算公式，叫曼宁公式：



    公式中的水力半径，是水的截面除以水和渠道接触的部分周长。粗略的计算可以大约用水深来替代。水力坡降是水落差除以输水距离。南水北调干渠总长1277公里，落差从渠首147.38米落到团城湖48.38米，有98米落差，98米除以1277公里，水力坡降是7.67×10^-5。可是沿途有许多过水建筑，比如涵洞，渡槽，倒虹吸之类，要占用水头，因此平直部分的渠道，只能得到4×10^-5的水力坡降。这4×10^-5也是工程的设计者们使用的水力坡降数字，实际文献多采用1/26000=3.85×10^-5的数据。

    渠首处渠道截面为梯形，渠底宽25米，边坡1：2，达到设计水深8米后，水面宽57米。因此梯形截面积328米，接触水的湿周长60.78米。算得水力半径328/60.78=5.40米。关键是曼宁糙率，工程设计者采用光洁的混凝土表面的曼宁糙率0.013做计算。

    我们把S=3.85×10^-5，Rh=5.40，n=0.013代入曼宁公式计算，算得水速为每秒1.47米，约每秒1.5米。乘以截面积328米，最高可以达到每秒480立方的水流量。略留余地，这也就是设计流量每秒350立方，加大流量每秒430立方的设计根据。可见这个设计值完全取决于使用曼宁糙率系数0.013，即光洁混凝土表面，作为全工程设计的依据，是否合理？这正是猫腻所在。

    实际测量的曼宁糙率，光滑的混凝土表面，确实是0.013.可是沉淀有泥沙的天然河道的糙率，却是0.04或者更高。南水北调渠道实际上的曼宁糙率，达不到0.013这么低。首先是施工者们不可能仔细把渠道每一处都打磨得光滑平整。事实上许多通水的渠道，连下面积累的施工垃圾都懒得清理干净。每一处堆积的垃圾杂物，每一个突出和不规则的表面，都增加水的摩擦阻力，增加曼宁糙率。其次，泥沙必然会沉积，沉积的淤泥增加摩擦阻力，增加曼宁系数，让水流得更慢，泥沙沉淀更多，最终曼宁系数和天然河道一样高。因此南水北调实际的水速和水流量肯定远远达不到设计指标的每秒1.5米和每秒350立方。这也已经被大黄鸭证实了。

    泥沙沉淀已经毁了南水北调中线

    我早有警告，泥沙沉淀将毁了南水北调中线工程。我说道，汛期之后丹江口的水浑浊，携带大量泥沙，不能马上放水进入南水北调干渠，需要几个月在水库里沉淀干净，清水再放入干渠。可是逆耳忠言没有被听进去，不听马可安言，吃苦就在眼前。汛期丹江口水位一涨起来，他们就马上放水进入干渠了，放进去也罢，就通水吧，让水流起来。可是他们又不让水流。让整个干渠灌满浑浊的丹江口水之后，他们关闭各处闸门，名之曰进行充水试验。让整个干渠成为一潭死水，丹江口的浑浊汛期洪水，有几个月时间在干渠里充分沉淀，成为泥浆河底。这个错误的决策，不幸已经彻底毁了整个南水北调中线。因为泥浆沉积和水生植物滋长，实际的曼宁糙率已经大大地超过0.04了。这是因为上面大黄鸭估算出来的水速，每秒仅0.1米，甚至于大大低于我原先很悲观的估计，认为水速只能达到每秒0.25米的估计。

    水速和泥沙沉淀关系很大。从物理上讲，一定速度的水流可以推动的物体的重量，和水流速度的六次方成正比。假如每秒3米的水流可以推动一克重的小石子，每秒1.5米的水流只能推动1/64克重的大沙粒，再减半，每秒0.75米的水流，只能推动0.25毫克的小沙粒。每秒0.25米的水流，只能推动3.4微克的尘埃。因此水流稍缓，水中的泥沙就大部分沉淀出来。相反水流稍急，就把河底的泥沙卷入水里了。

    丹江口水库的来水，来自汉江上游的陕西黄土高原，水土保持差，水流湍急，泥沙极大。据常年统计，每年入库水量是400亿吨，携带的泥沙倒有1.15亿吨。进入水库的水流稍缓，98%的泥沙便沉淀在丹江口水库，很快水库将完全淤塞，失去蓄水作用。南水北调指挥者不等洪水汛期进入丹江口的浊水充分沉淀，就急忙下令放水进行充水试验。共放了两亿吨泥浆水进入干渠，在里面花几个月沉淀泥沙。我粗算了一下，这些浊水含有五十八万吨的泥沙，平均每米干渠沉淀了450公斤的泥沙。如此，一旦开闸放水，水流如何不慢？慢的水流会让后续的水更多地沉淀泥沙，最终彻底毁掉输水的工程功用。

    缓慢的水流也意味着工程设计者原先的设计意图，依赖丹江口水的余温，和较快的水流量和水流速度，让水来不及降温结冰，就流到北京的设想，完全落空了。在每秒0.1米的水流速度之下，渠水有足够时间降温到冰点，接触空气的水面会首先结冰。接近冰点的水粘滞系数特别大，和冰面接触处，摩擦系数特别大，曼宁糙率特别高，会让整个渠道的水基本停止流动，冰冻成一块，彻底破坏工程。

    因此我现在预言，随着天气变冷，冷空气南下的天气预告发出，南水北调的指挥者将不得不紧急下令，将干渠的水紧急排空，避免冰害。若不下令排水防冰，造成的危害，这个责任谁都担不起。

四、没事，就五千亿

    北方诸省市严重缺水，都眼巴巴等着南水北调那每年95亿吨水救急。这几天看报道，如何使用这95亿吨水的算盘珠子打得噼啪响。甚至有说可以回补地下水的，有说可以弄水上公园，搞城市绿化的等等。都在做南水北调梦。可是若是没有每年95亿吨水呢？若只有五亿吨呢？

    如果水没有那么多，各省市都要为水眼红争起来。原计划河南分配38亿吨，河北35亿吨，天津10亿吨，北京12亿吨。如果没有95亿吨，河南是不是把水全部截下自己用，还是全部输给北京，自己一滴水拿不到？河北和天津怎么办？这个水不够分，怎么样分配是个大难题。南水北调保证每年95亿吨，最终只有五亿吨六亿吨，喝不到水的各种骂娘声音都会听得到，怎么办？谁负责？

    比没有水更可怕的是钱的问题。工程施工加上后期维护运行，要花费五千亿元人民币。这钱不是中央政府一笔拿出来的。他们拿不出那么多钱。中央财政只提供了不到四百亿。其余都是来自银行贷款和建设基金。贷款是要还的，基金是用水各方筹集，也是要靠用水的效益来返还。也就是说，90%的工程费用，是欠了一大笔水债，最终用水者偿还这笔巨债，谁用得多，谁还得多，折算到水价里。问题是水没有那么多，怎样折算到水价里呢？实际调水量只有几亿吨，而不是95亿吨。每年还本付息就要五百亿元，折算到五亿吨调来的水，一吨要一百元，谁用得起？谁愿意用？干脆都不要这水，工程闲置不用。可是债还是要还。水没有用到，南水北调的水费却要照付。肚子要气饱！

    由此牵涉到银行坏帐问题。各银行向南水北调工程提供大笔贷款，因为有国家担保。这些贷款都是要从用水的效益来偿还的。如果工程产生不了调水效益，水费收不上来，谁来还这笔贷款。银行的贷款，都来自普通老百姓存户。这些存户的钱被借出去了，收不回来了，那么谁来偿还这些蒙在鼓里的存户们的损失呢？南水北调的失败，会产生无数笔这样的可怕的烂帐。这比没有水用，更可怕得多。

    南水北调已经通水。到底有多少水能流到北方四个省市，这水怎么分，这债怎么还。这个盖子是捂不住的。因为每家每户都得用水。这是时候当局把真实数字告诉老百姓的时候了。首先，大家都应该问问，大黄鸭到哪里了，大黄鸭告诉我们的水流速度，水流量是多少！

    请央视大黄鸭出来说话！