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南水北调工程

景点分类:当代中国建筑奇迹,上传时间:2008-7-7 10:16:35

从五十年代提出南水北调的设想后,经过几十年研究,南水北调的总体布局确定为:分别从长江上、中、下游调水,以适应西北华北各地的发展需要,即南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程 南水北调工程分东、中、西三条调水线路。建成后与长江、淮河、黄河、海河相互联接,将构成我国水资源四横三纵、南北调配、东西互济的总体格局。
【南水北调中线工程】 中线工程:从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水,沿规划线路开挖渠道输水,沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后,经黄淮海平原西部边缘在郑州以西孤柏嘴处穿过黄河,继续沿京广铁路西侧北上,可基本自流到北京、天津。规划分两期实施。 近期从长江支流汉江上的丹江口水库引水,沿伏牛山太行山山前平原开渠输水,终点北京。远景考虑从长江三峡水库或以下长江干流引水增加北调水量。中线工程具有水质好,覆盖面大,自流输水等优点,是解决华北水资源危机的一项重大基础设施。 中线工程的前期研究工作始于50年代初期,40多年来,长江水利委员会与有关省市、部门进行了大量的勘测、规划、设计和科研工作。 1994年元月水利部审查通过了长江水利委员会编制的《南水北调中线工程可行性研究报告》,并上报国家计委建议兴建此工程。 西线工程:在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库,开凿穿过长江与黄河的的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞,调长江水入黄河上游。西线工程的供水目标主要是解决涉及青、甘、宁、内蒙古、陕、晋等6省(自治区)黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。结合兴建黄河干流上的骨干水利枢纽工程,还可以向邻近黄河流域的甘肃河西走廊地区供水,必要时也可向黄河下游补水。


【可调水量与供水范围】

 

中线工程可调水量按丹江口水库后期规模完建,正常蓄水位170m条件下,考虑2020年发展水平在汉江中下游适当做些补偿工程,保证调出区工农业发展、航运及环境用水后,多年平均可调出水量141.4亿m3,一般枯水年(保证率75%),可调出水量约110亿m3 供水范围主要是唐白河平原和黄淮海平原的西中部,供水区总面积约15.5km2。因引汉水量有限,不能满足规划供水区内的需水要求,只能以供、津、冀、豫、鄂五省市的城市生活和工业用水为主,兼顾部分地区农业及其他用水。

【工程布置】

南水北调中线主体工程由水源区工程和输水工程两大部分组成。水源区工程为丹江口水利枢纽后期续建和汉江中下游补偿工程;输水工程即引汉总干渠和天津干渠。()水源区工程1丹江口水利枢纽续建工程 丹江口水库控制汉江60%的流域面积,多年平均天然径流量408.5亿m3,考虑上游发展,预测2020年入库水量为385.4亿m3 丹江口水利枢纽在已建成初期规模的基础上,按原规划续建完成,坝顶高程从现在的162m,加高至176.6m,设计蓄水位由157m提高到170m,总库容达290.5亿m3,比初期增加库容116亿m3,增加有效调节库容88亿m3,增加防洪库容33亿m3 丹江口水库后期规模正常蓄水位170m时,将增加淹没处理面积370km2,据1992年调查,主要淹没实物指标为: 人口:22.4万人 房屋:479.4m2 耕地:23.5万亩 工矿企业:120(合乡镇企业),淹没固定资产原值1.2亿元。2.汉江中下游补偿工程 为免除近期调水对汉江中下游的工农业及航运等用水可能产生的不利影响,需兴建:干流渠化工程兴隆或碾盘山枢纽,东荆河引江补水工程,改建或扩建部分闸站和增建部分航道整治工程。()输水工程1.总干渠 黄河以南总干渠线路受已建渠首位置、江淮分水岭的方城垭口和穿过黄河的范围限制,走向明确。黄河以北曾比较利用现有河道输水和新开渠道两类方案,从保证水质和全线自流两方面考虑选择新开渠道的高线方案。 总干渠自南阳市淅川县陶岔渠首引水,沿已建成的8km渠道延伸,在伏牛山南麓山前岗垅与平原相间的地带,向东北行进,经南阳过白河后跨江淮分水岭方城垭口入淮河流域。 宝丰禹州新郑西,在郑州西北孤柏咀处穿越黄河。然后沿太行山东麓山前平原,京广铁路西侧北上,至唐县进入低山丘陵区,过北拒马河进入北京境,过永定河后进入北京区,终点是玉渊潭。总干渠全长1241.2km 天津干渠自河北徐水县西黑山村北总干渠上分水向东至天津西河闸,全长142km 总干渠渠首设计水位147.2m,终点49.5m,全线自流,主要控制点水位、流量为: 控制点或渠段 设计流量(m3/s) 设计水位(黄海标高)(m) 渠首~方城 630(加大800) 147.2137.8 过黄河 500 119.5106.0 进河北 415 91.3 进北京 70 61.1 进玉渊潭 40 49.5 天津干渠 70 64.92.7 黄河以南渠道纵坡1/25000黄河以北1/300001/15000。渠道全线按不同土质,分别采用混凝土,水泥土,喷浆抹面等方式全断面衬砌,防渗减糙。 渠道设计水深随设计流量由南向北递减,由渠首9.5m到北京3.5m,底宽由56m7m 总干渠的工程地质条件和主要地质问题已基本清楚。对所经膨胀土和黄土类渠段的渠坡稳定问题、饱和砂土段的震动液化问题和高地震裂度段的抗震问题、通过煤矿区的压煤及采空区塌陷问题等在设计中采取相应工程措施解决。 总干渠沟通长江、淮河、黄河、海河四大流域,需穿过黄河干流及其他集流面积lOkm2以上河流219条,跨越铁路44处,需建跨总干渠的公路桥571座,此外还有节制闸、分水闸、退水建筑物和隧洞、暗渠等,总干渠上各类建筑物共936座,其中最大的是穿黄河工程。天津干渠穿越大小河流48条,有建筑物119座。2.穿黄河工程 总干渠在黄河流域规划的桃花峪水库库区穿过黄河,穿黄工程规模大,问题复杂,投资多,是总干渠上最关键的建筑物。经多方案综合研究比较认为,渡槽和隧道倒虹两种型式技术上均可行。由于隧道方案可避免与黄河河势、黄河规划的矛盾,盾构法施工技术国内外都有成功经验可借鉴,因此结合两岸渠线布置,推荐采用孤柏咀隧道方案。 穿黄河隧道工程全长约7.2km,设计输水能力500m3/s,采用两条内径8.5m圆形断面隧道。()主要工程量和投资 土方开挖 6.O亿m3 石方开挖 O.6亿m3 土石方填筑 2.3亿m3 混凝土 1583m3 衬砌水泥土 718m3 钢筋钢材 70t 永久占地 42.2万亩(含库区淹没23.5万亩) 临时占地 11万亩 中线工程控制进度的主要因素是丹江口库区移民和总干渠工程中的穿黄河工程。穿黄河工程采用盾构机开挖,工期约需六年,并需考虑工程筹建期。 1993年底价格水平估算,工程静态总投资约400亿元。

【工程效益】

中线工程可缓解京、津、华北地区水资源危机,为京、津及河南、河北沿线城市生活、工业增加供水64亿m3,增供农业30亿m3。大大改善供水区生态环境和投资环境,推动我国中部地区的经济发展。 丹江口水库大坝加高提高汉江中下游防洪标准,保障汉北平原及武汉市安全。 从长江下游引水,基本沿京杭运河逐级提水北送,向黄淮海平原东部供水,终点天津。 东线工程自50年代初就有设想,1972年华北大旱后,水电部组织进行研究。二十多年来由南水北调规划办公室牵头,淮河水利委员会、海河水利委员会、水利部天津勘测设计院与有关省市、部门协作做了大量勘测、设计、科研工作。1976年提出《南水北调近期工程规划报告》,上报国务院,并进行初审。19833月国务院批准了水电部上报的《南水北调东线第一期工程可行性研究报告》。19939月水利部会同有关省市共同审查并通过《南水北调东线工程修订规划报告》和《甫水北调东线第一期工程可行性研究修订报告》。

【工程规模与调水量】

长江下游水量丰富,多年平均入海水量约9600亿m3,即使在特枯年也有6000多亿m3,东线工程从长江下游抽水,水源充沛,调水量取决于引水工程规模。 规划中考虑了东线工程合理的最终规模,以2020年发展水平为目标的规划规模和在本世纪内把水调到华北的第一期工程规模。

【东线工程】

东线工程供水范围:涉及苏、皖、鲁、冀、津五省市。具体为:苏北除里下河腹部及其以东和北部高地外的淮河下游平原;安微省蚌埠以下淮河两岸、淮北市以东的新汴河两岸及天长县部分地区;山东省的南四湖周边、韩庄运河和梁济运河侧、胶东地区部分城市及鲁北非引黄灌区;河北黑龙港运东地区;天津市及近郊区。

【中线工程】

 南水北调中线工程总体介绍  1959年《长江流域利用规划要点报告》中,提出南水北调总的布局是从长江上、中、下游分别调水。中线工程近期从汉江丹江口水库引水,远景从长江干流调水。  19589月,水电部在批准丹江口水利枢纽初步设计任务书时,明确了引汉灌溉唐白河流域和引汉济黄济淮的任务。1968年丹江口水库下闸蓄水,1973年建成清泉沟引丹灌区渠首(输水能力100m3s),1974年建成引汉总干渠陶岔渠首(近期设计引水流量500m3s,后期可达1000m3s),同时兴建了闸后8km长总干渠。
        1978
10月,水电部以急件发文《关于加强南水北调规划工作的通知》,要求抓紧进行南水北调的规划修改补充工作上报。各有关单位进一步开展了南水北调规划工作。  1980年,水利部组织有关省市、部委、科研部门及大专院校的领导、专家、教授对中线工程水源区及渠首到北京的线路进行了全面查勘。查勘前后,长江委提出《南水北调中线引汉工程规划要点报告》和补充报告。制订了中线工程规划科研计划,由水利部在1981年正式下达。之后,按照该计划长江委和地矿部分别开展了黄河南、北的工程地质勘察工作,中科院地理所进行了江、淮、黄、海丰枯遭遇分析。  1983年,国家计委将南水北调中线工程列为国家六五前期工作重点项目。长江委与各省市协作,1987年完成了《南水北调中线规划报告》,重点研究了丹江口水库初期规模引水方案。水利部组织审查,按计划分两阶段进行,第一阶段审查后,长江委按会议要求作补充研究,于1988年正式上报,并向部主管领导作了汇报,但第二阶段审查未进行。  199010月,水利部发文要求抓紧完成丹江口水利枢纽后期完建工程及调水方案的可行性研究和设计任务书工作  199111月长江委提出了《南水北调中线规划报告(19909月修订)》和《南水北调中线工程初步可行性研究报告》,明确了中线工程以城市生活及工业供水为主,兼顾农业及其他用水,不再要求通航,供水范围应包括天津市,并推荐加高丹江口水库大坝的调水方案。水利部对上述两个报告组织了审查,原则同意,也指出下阶段工作中需要补充研究的问题。1992年底,长江委提出中线工程可行性研究报告,由水利部和国际咨询公司分别组织对重大问题如可调水量、调蓄措施、总干渠、穿黄工程、投资估算等专题评审后,水利部于1994年初审查通过了可研报告,同意加高丹江口水利枢纽,年均调水147亿m3的调水方案。此方案也得到国家计委和北京、天津、河北、河南及湖北五省市赞同。稍后于1995年国家环保局也正式批准了《南水北调中线工程环境影响报告书》。1995年,国务院决定对东、中、西三条线由水利部组织论证、国家计委组织审查。论证审查工作持续到19983月,主要结论为:南水北调东、中、西三条线都是必要的,以中、东、西为实施顺序是妥当的,中线工程以加高丹江口水库大坝、总干渠设计引水流量630m3s、加大流量800m3s、调水145亿m3为最佳比选方案。  1994年水利部审查通过了《南水北调中线工程可行性研究报告》,在《审查意见》中指出:下阶段应抓紧进行必要的补充工作,编制总干渠总体设计和丹江口水库续建等单项工程初步设计分别报审。根据这一要求,长江委和总干渠沿线有关省市开展了初步设计工作。  勘测工作:目前已完成初设阶段全线的外业工作,渠线带状地形测图,大型河渠交叉建筑物地质勘察报告已组织专家审查验收,地质勘察、测量成果已提交设计使用。  水文工作:进行了大量的外业调查、观测、测量及内业分析计算工作,汉江水资源评价及丹江口加高库区回水水面线复核,陶岔渠首的施工设计洪水、总干渠交叉河流设计洪水,穿黄工程设计洪水及施工期洪水等分析计算均已完成,初设水文专题报告已通过专家审查验收。  科研工作:针对中线工程中的重点、难点技术问题,如丹江口高坝加高新老砼结合试验,穿黄隧洞结构试验等。根据设计要求开展了大量的设计科研和特殊科研。使新材料、新工艺、新技术、新方法得以在设计中应用。  规划设计工作:编制完成了《南水北调中线工程总干渠总体布置》。总体布置确定了总干渠渠道线路、总干渠分段流量规模及分水口门流量规模、建筑物工程总布置、总干渠沿线特征水位及水头分配、总干渠工程等级及设计标准等。同时还完成了渠道工程设计及大部分单项建筑物的初步设计,尚未组织审查验收和汇总。丹江口枢纽加高初步设计已在1994年前完成待审。穿黄工程也已完成不同方案的初步设计工作。

【工程布置】 南水北调东线工程是在现有的江苏省江水北调工程、京杭运河航道工程和治淮工程的基础上,结合治淮计划兴建一些有关工程规划布置的。东线主体工程由输水工程、蓄水工程、供电工程三部分组成。()输水工程 包括输水河道工程、泵站枢纽工程、穿黄河工程。1.输水河道 引水口有淮河入长江水道口三江营和京杭运河入长江口六圩两处。输水河道工程从长江到天津输水主干线全长1150km,其中黄河以南651km,穿黄河段9km,黄河以北490km。分干线总长740km,其中黄河以南665km。输水河道90%利用现有河道。 2.泵站枢纽 东线的地形以黄河为脊背向南北倾斜,引水口比黄河处地面低40余米。从长江调水到黄河南岸需设13个梯级抽水泵站,总扬程65m,穿过黄河可自流到天津。 黄河以南除南四湖内上、下级湖之间设一个梯级,其余各河段上设三个梯级。黄河以南输水干线上设泵站30处;主干线上13处,分干线上17处,设计抽水能力累计共10200m3/s,装机容量101.77kW,其中可利用现有泵站7处,设计抽水能力1100m3/s,装机容量11.05kW。一期工程仍设13个梯级,泵站23处,装机容量45.37kW 黄河以北各蓄水洼淀进出口设5处抽水泵站,设计抽水能力共326m3/s,装机容量1.46kW 南水北调东线工程泵站的特点是扬程低(多在26m)、流量大(单机流量一般为1540m3/s)、运行时间长(黄河以南泵站约5000小时/),部分泵站兼有排涝任务,要求泵站运转灵活、效率高。3.穿黄河工程 选定在山东东平县与东阿县之间黄河底下打隧洞方案。通过多年地质勘探和穿黄勘探试验洞开挖,查明了河底基岩构造和岩溶发育情况,并成功解决了河底隧洞堵漏开挖的施工难题。 穿黄工程从东平湖出湖闸至位临运河进口全长8.67km,其中穿黄河工程的倒虹隧洞段长634m,平洞段在黄河河底下70m深处,为两条洞径9.3m的隧洞。第一期工程先开挖一条。()蓄水工程 东线工程沿线黄河以南有洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等湖泊,略加整修加固,总计调节库容达75.7亿m3,不需新增蓄水工程。黄河以北现有天津市北大港水库可继续使用,天津市团泊洼和河北的千顷洼需扩建,并新建河北大浪淀、浪洼,黄河以北五处平原水库总调节库容14.9亿m3()供电工程 黄河以南有泵站30处,新增装机容量88.77kW,多年平均用电量38.2亿kW·h,最大年用电量57.5亿kW·h。第一期工程有泵站23处,新增装机34.32kW,年平均用电量19亿kW·h()主要工程量和投资 总体规划 一期工程 ()方工程 (亿m3) 7.76 3.04 其中黄河以南 (亿m3) 5.33 1.76 混凝土 (m3) 529 143 新增泵站装机 (kW) 92.18 34.41 新建输电线路 (km) 1326 1282 永久和临时占地 (万亩) 33.91 30.2l 房屋拆迁 (万间) 7.6 7.6 1993年价格估算,东线工程投资约200亿元。第一期工程约94亿元。
【工程效益】

东线工程可为五省市净增供水量143.3亿m3,其中生活、工业及航运用水66.56亿m3。农业76.76亿m3 东线工程实施后可基本解决天津市、河北黑龙港运东地区、山东鲁北、鲁西南和胶东部分城市的水资源紧缺问题,并具备向北京供水的条件。促进环渤海地带和黄淮海平原东部经济发展,改善因缺水而恶化的环境。为京杭运河济宁至徐州段的全年通航保证了水源。使鲁西和苏北两个商品粮基地得到巩固和发展。南水北调工程是实现我国水资源优化配置的战略举措。受地理位置、调出区水资源量等条件限制,西、中、东三条调水线路各有其合理的供水范围,相互不能替代,可根据各地区经济发展需要;前期工作情况和国家财力状况等条件分步实施。


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