上一期我們介紹了“南水北調(diào)東線工程介紹綜合效益描述及后續(xù)工程優(yōu)化”,接下來我們再講講南水北調(diào)中線工程的相關(guān)事項。南水北調(diào)中線工程是一項宏大的水資源調(diào)配工程,源自(起點)漢江中上游的丹江口水庫(圖1),在丹江口水庫東岸河南省淅川縣境內(nèi)工程渠首開挖干渠,經(jīng)長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口,沿華北平原中西部邊緣開挖渠道,通過隧道穿過黃河,沿京廣鐵路西側(cè)北上,自流到北京市頤和園團城湖的輸水工程。其核心任務(wù)是緩解北京、天津、石家莊、鄭州等20多個大中城市的供水壓力,同時兼顧沿線的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)用水需求。干渠總長度驚人,達到1277公里,分兩期實施。
圖1 南水北調(diào)中線工程輸水線路示意圖
南水北調(diào)中線一期工程
一、目標(biāo):
該工程重點在于提升丹江口大壩高度,實現(xiàn)從丹江口水庫的自流引水。通過硬化的明渠,水將輸送到河南、河北、北京和天津四地,每年可調(diào)水量穩(wěn)定在95億m3,遠期將達到年均130×108 m3。為了減輕對漢江中下游地區(qū)的潛在影響,湖北地區(qū)還實施了引江濟漢等四項生態(tài)建設(shè)工程,旨在實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和環(huán)境保護的雙重目標(biāo)。
二、重點工程內(nèi)容
南水北調(diào)中線一期工程從漢江丹江口水庫(起點)調(diào)水到京、津及華北地區(qū),重點工程劃分為水源區(qū)工程和輸水工程兩大項。水源區(qū)工程主要包括:丹江口水利樞紐續(xù)建工程;移民工程和漢江中下游補償工程。輸水線路(圖2):起自丹江口水庫陶岔渠首,沿已建成的8km渠道延伸,在伏牛山南麓山前崗垅與平原相間的地帶,向東北行進,經(jīng)南陽過白河后跨江淮分水嶺方城埡口入淮河流域。經(jīng)寶豐、禹州、新鄭西,在鄭州西北孤柏嘴處穿越黃河。然后沿太行山東麓山前平原、京廣鐵路西側(cè)北上,至唐縣進入低山丘陵區(qū),過北拒馬河進入北京市境,過永定河后進入北京市區(qū),終點是玉淵潭??偢汕L1241.2km。天津干渠線路推薦“新開淀北線”方案,起點為西黑山,終點延伸至外環(huán)河,采用明渠與管道結(jié)合的輸水方式,即進入天津市境內(nèi)和穿越清南分洪區(qū)及其相鄰段采用管道,其余仍采用明渠,明渠線路長 93.14km,管道線路長 60.68km。輸水總干渠包括天津干渠,線路總長1420km。
圖2 中線工程水源地丹江口水庫航拍圖
三、輸水規(guī)模
南水北調(diào)中線一期工程陶岔渠首(圖3、圖4)規(guī)模為350m3/s,多年平均調(diào)水80×108~90×108m3;過黃河規(guī)模為250 m3/s,相應(yīng)水量為40×108~50×108m3,向北京、天津供水10×108m3。從清泉溝向南引水規(guī)模為100 m3/s,向湖北省供水11×108m3。輸水工程以明渠自流方式為主,按“宜渠則渠,宜管則管,宜涵則涵”的原則,采取局部渠段管涵輸水方式,優(yōu)化輸水工程的總體布置。輸水總干渠全線襯砌,與交叉河道全部立交,輸水干線以明渠自流為主,僅尾端局部采用管涵加壓輸水。
圖3 陶岔渠首樞紐工程丹江口水庫副壩
圖4 南水北調(diào)中線工程“水龍頭”—陶岔渠首樞紐工程航拍圖
中線工程可調(diào)水量按丹江口水庫后期規(guī)模完建,正常蓄水位170m條件下,考慮2020年發(fā)展水平在漢江中下游適當(dāng)做些補償工程,保證調(diào)出區(qū)工、農(nóng)業(yè)發(fā)展、航運及環(huán)境用水后,多年平均可調(diào)出水量 141.4×108m3,一般枯水年(保證率百分之75)可調(diào)出水量約110×108m3。
四、供水范圍
主要是唐白河平原和黃淮海平原的西中部,供水區(qū)總面積約15.5×104平方公里。因引漢水量有限,不能滿足規(guī)劃供水區(qū)內(nèi)的需水要求,只能以供京、津、冀、豫4個?。ㄊ校┑某鞘猩詈凸I(yè)用水為主,兼顧部分地區(qū)農(nóng)業(yè)及其他用水。在這一區(qū)域內(nèi),因經(jīng)濟社會發(fā)展,水資源的需求量仍將繼續(xù)增加,通過進一步加強節(jié)約用水、增加投入、綜合管理等措施,到2010年和2030年,缺水量分別為78×108 m3和128×108 m3。中線工程近、后期調(diào)水量按城市缺水量確定。
南水北調(diào)中線二期工程
2014年12月12日,南水北調(diào)中線一期工程正式通水。彈指一揮間,清澈如碧的漢江水已沿著南水北調(diào)中線工程調(diào)水干渠向北奔涌十年。工程累計輸水645億m3,相當(dāng)于4400多個西湖的水量,成為沿線26座大中城市200多個縣(市、區(qū))的重要水源,受益人口超1.08億。自中線一期工程正式通水以來,北上的一泓清水,極大緩解了京津冀受水區(qū)供用水矛盾,也在悄然間改變著當(dāng)?shù)赜盟窬帧1本┤嗣亢鹊?0杯水中,就有約7杯來自南水北調(diào)。原本規(guī)劃作為補充水源的中線工程,事實上已成為受水區(qū)主要城市的主力水源。供水格局的轉(zhuǎn)變以及一系列我國區(qū)域重大戰(zhàn)略的實施,對中線北調(diào)水量和供水保障程度提出了新的要求。
根據(jù)中線工程功能定位新變化,按照“增源挖潛擴能”布局思路,系統(tǒng)評估規(guī)劃實施情況,開展中線后續(xù)工程相關(guān)研究工作,提出了中線后續(xù)增加水源和擴大中線工程輸水能力的概念設(shè)計方案,完成的《南水北調(diào)中線工程規(guī)劃(2022年修編)》成果已納入《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃(2022年修編)》。
謀劃中線后續(xù)重點水源工程
“源頭一滴水,家國萬里情。初心如磐,使命如炬”。習(xí)近平總書記囑托,準(zhǔn)確把握南水北調(diào)后續(xù)工程建設(shè)面臨的新要求新期待新挑戰(zhàn),落實高層決策部署,按照水利部工作要求,盡職盡責(zé)、善作善成,全力完成好南水北調(diào)后續(xù)各項工作任務(wù),切實履行好水行政管理職責(zé),不斷強化流域治理管理“四個統(tǒng)一”,為確?!耙汇逅览m(xù)北上”作出新的更大貢獻!
積極落實李國英部長調(diào)研中線工程水源地水質(zhì)an全保障工作和嘉陵江流域保護治理工作時的講話要求,立足長遠和極限思維,組織開展從長江三峽、嘉陵江、大寧河等增加南水北調(diào)中線后續(xù)重點水源的研究工作,著力構(gòu)建區(qū)域水網(wǎng),提升中線供水保障能力。為保障一泓清水永續(xù)北上,為漢江建立一條“供水補給線”的引江補漢工程(圖5)應(yīng)運而生。
圖5 南水北調(diào)中線二期(后續(xù))工程引江補漢工程
南水北調(diào)中線二期繼續(xù)加大輸水-引江補漢工程(本網(wǎng)站有專門介紹該工程“炎炎夏日,說說引江補漢工程有哪些特別之處”)
“實施引江補漢工程,這也是總體規(guī)劃當(dāng)中明確的中線二期的后續(xù)水源?!贬槍χ芯€工程,后續(xù)將有兩項工作。
一、實施引江補漢工程,即通過從長江向漢江調(diào)水,既可以增加向北的調(diào)水水量,也可以進一步保障漢江中下游的生態(tài)用水。
為什么要實施引江補漢?南水北調(diào)中線原有多年平均調(diào)水量為95億,但由于南水由補充水源變?yōu)槌鞘兄魉?,供?yīng)量仍然不夠。如北京用水百分之70來自南水北調(diào),按照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達到百分之95的保證率。同時,南水北調(diào)中線二期工程規(guī)劃目標(biāo)是年調(diào)水量130億,“因為南水北調(diào)中線還有一定的能力,在95億的基礎(chǔ)上再多送20多億方水還是有可能的,就是利用加大流量來輸水?!?/p>
二、干線調(diào)蓄工程
“南水北調(diào)中線工程總長1400km多,現(xiàn)在還沒有調(diào)蓄水庫,這樣將來運行中的一些風(fēng)險或者將來工程的檢修都有可能帶來斷水的風(fēng)險。”因此,為提升保證率以及工程能夠及時檢修,水利部正規(guī)劃沿線的調(diào)蓄水庫,“調(diào)蓄水庫分兩類,一類是已經(jīng)建的,和干線工程連接起來,一旦出了問題,可以分段用現(xiàn)在的水庫往干線輸水。第二類是結(jié)合地方發(fā)展的需求和地質(zhì)情況,在渠邊謀劃一些新的水庫。平常水多的時候把水灌進去,需要時再放出來,以此提升干線工程的保證率?!?/p>
南水北調(diào)中線穿黃工程(圖6)
穿黃工程位于河南省鄭州市黃河上游約30km處,線路總長19.30km,主體工程由南、北岸渠道、南岸退水洞、進口建筑物、穿黃隧洞、出口建筑物、北岸防護堤、北岸新、老蟒河交叉工程,以及孤柏嘴控導(dǎo)工程等組成。其中zui引人矚目的也是難度zui大的穿黃隧洞,單洞長4250m,包括過河隧洞和邙山隧洞,其中過河隧洞段長3450m,邙山隧洞段長800m,隧洞采用雙層襯砌,外襯為預(yù)制鋼筋混凝土管片,內(nèi)徑7.9m,內(nèi)襯為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土,成洞內(nèi)徑為7.0m。隧洞為雙洞平行布置,中心線間距為28m,各采用1臺泥水平衡盾構(gòu)機自黃河北岸豎井始發(fā)向南岸掘進施工。穿黃隧洞zui大埋深35m,zui小埋深23m;斷面zui大水壓為4.5Mpa。過河隧洞坡度由北向南由2‰變?yōu)?‰,邙山隧洞由北向南設(shè)計坡度為49.107‰。
圖6 南水北調(diào)中線穿黃工程隧洞入口
南水北調(diào)中線工程論證-河上渡槽方案與河底隧洞方案
中線穿黃工程是南水北調(diào)的咽喉、工程建設(shè)的關(guān)鍵,圍繞著河上渡槽方案及河底隧洞方案,長期以來有兩種不同的意見。為做好方案的優(yōu)選比較,水利部部署長江水利委員會(以下簡稱長江委)重點研究隧洞穿黃方案,同時研究渡槽穿黃方案;部署黃河水利委員會(以下簡稱黃委會)重點研究渡槽穿黃方案,同時研究隧洞穿黃方案。兩個單位都要把不同方案做到同等設(shè)計深度,以便論證比選。
兩個方案各有利弊,隧洞方案:一是技術(shù)上相對成熟,二是戰(zhàn)略上比較an全,三是不影響黃河的行洪,缺點是維修工作比較困難。渡槽方案:要在黃河深厚的淤積層上每50m建一對支墩,就形同黃河上加了一把巨大的梳子,對黃河汛期行洪及泥沙運動會造成一定影響。
事后經(jīng)專家反復(fù)論證,推薦了穿黃隧洞的方案,不論是隧洞方案還是渡槽方案,在工程建設(shè)中都面臨諸多挑戰(zhàn)。穿黃隧洞工程在建設(shè)中遇到了安裝井漏水、盾構(gòu)機刀具磨損嚴(yán)重、外襯楔塊對接崩角以及內(nèi)層襯砌施工中諸多問題,這些問題依靠建設(shè)者的努力都一一被解決?,F(xiàn)在兩條巨大的臥龍潛伏在黃河之下,如南水北調(diào)中線的大動脈,吞吐著長江來水,潤澤著華北大地。
南水北調(diào)中線工程具有自身獨特的優(yōu)勢
一、適時供水調(diào)度an全可靠。丹江口水庫具有巨大的調(diào)節(jié)能力,主汛期除保證防洪外,調(diào)節(jié)庫容達98×108 m3,汛后達190×108 m3??偢汕蓚?cè)已建成大量的水庫,可以承擔(dān)“充蓄”調(diào)節(jié)和“補償”調(diào)節(jié)的任務(wù),另有瀑河水庫作為“在線”調(diào)節(jié)水庫。通過總干渠并采用已有成熟經(jīng)驗的現(xiàn)代化控制技術(shù)和先進的調(diào)度管理手段,可確保供水調(diào)度an全可靠。
二、具有得天獨厚的地理條件。總干渠位于平原的西部,居高臨下,控制范圍廣。與受水區(qū)已建成的水利工程連接簡單,供水調(diào)度靈活機動。
三、具有豐富的水源后備。中線工程從丹江口水庫引水,遠景視需要可以從長江三峽引水。
四、在給渠道沿線城市供給水源的同時,可以通過穿黃工程南岸分水閘在黃河中游給黃河中、下游流域補水。結(jié)合黃河調(diào)水調(diào)沙等工程聯(lián)合運作,在黃河中游以補充長江清水的方式稀釋泥沙,沖刷河床,補給水源解決黃河中、下游缺水及水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)的問題。
南水北調(diào)中線工程歷史追溯
這項工程的歷史可追溯至50年代初,經(jīng)過40多年的持續(xù)研究和規(guī)劃,長江水利委員會與相關(guān)省市、部門進行了深入的勘測、設(shè)計和科研工作。1994年,水利部批準(zhǔn)了《南水北調(diào)中線工程可行性研究報告》,并向我國計委建議推進這項重大建設(shè)項目。同時上報的還有《漢江丹江口水庫可調(diào)水量研究》、《供水調(diào)度與調(diào)蓄研究》、《總干渠工程建設(shè)方案研究》、《生態(tài)與環(huán)境影響研究》、《綜合經(jīng)濟分析》、《水源工程建設(shè)方案必選》等6個專題報告。水利部南水北調(diào)規(guī)劃設(shè)計管理局于2001年7~8月組織有關(guān)專家對這6個專題進行了評審。編制了《南水北調(diào)中線工程規(guī)劃(2001年修訂)》(送審稿)。
2002年12月23日,國務(wù)院正式批復(fù)了《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》,經(jīng)幾代人執(zhí)著追求的南水北調(diào)工程由此進入了基本建設(shè)程序,部分單項工程在具備條件的前提下陸續(xù)開工。
12月27日,南水北調(diào)工程開工典禮在人民大會堂和江蘇省、山東省施工現(xiàn)場三地同時舉行。這是一個令人難忘的日子,從那時起,標(biāo)志著南水北調(diào)工程正式進入實施階段。
2003年12月30日,南水北調(diào)中線工程也順利開工。干旱缺水的北方看到了希望,幾代中國人對南水北調(diào)的期盼,將從夢想變成現(xiàn)實。
南水北調(diào)中線工程作用意義
中線工程作為一項“南北雙贏”的偉大工程,它的重要作用必將隨著歷史的推進而不斷呈現(xiàn)出來。中線工程對保護漢江中下游的水環(huán)境同樣也起到積極的作用。對航運受影響的河段實施整治工程、對引水受影響的涵閘和泵站實施改造工程,不但將調(diào)水的影響減少到zui低限度,而且“引江濟漢”工程使得興隆以下河段枯水期流量顯著加大,預(yù)計可以基本去除漢江曾發(fā)生嚴(yán)重威脅武漢等城市供水a(chǎn)n全的春季“水華”現(xiàn)象。
中線工程的總干渠不僅是一條“清水長廊”,也是一條“綠色長廊”??偢汕唤?jīng)過崇山峻嶺,施工條件優(yōu)越,對環(huán)境的影響小。沿線河流均與總干渠立體交叉,可保證水質(zhì)。同時,在丹江口水庫水量充沛的時候,可以方便地將水放入當(dāng)?shù)睾恿髦校酝晟坪拥赖乃h(huán)境。此外,中線工程還將帶動綠化、生態(tài)農(nóng)業(yè)和綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展,完善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境等有著重大意義。