南水北調中線工程

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南水北調中線工程示意圖     近期從長(cháng)江支流漢江上的丹江口水庫引水,沿伏牛山和太行山山前平原開(kāi)渠輸水,終點北京。遠景考慮從長(cháng)江三峽水庫或以下長(cháng)江幹流引水增加北調水量。中線工程具有水質好(hǎo),覆蓋面(miàn)大,自流輸水等優點,是解決華北水資源危機的一項重大基礎設施。

    中線工程的前期研究工作始于50年代初,40多年來,長(cháng)江水利委員會與有關省市、部門進(jìn)行了大量的勘測、規劃、設計和科研工作。

    1994年元月水利部審查通過(guò)了長(cháng)江水利委員會編制的《南水北調中線工程可行性研究報告》,并上報國(guó)家計委建議興建此工程。

可調水量與供水範圍

    中線工程可調水量按丹江口水庫後(hòu)期規模完建,正常蓄水位170m條件下,考慮2020年發(fā)展水平在漢江中下遊适當做些補償工程,保證調出區工農業發(fā)展、航運及環境用水後(hòu),多年平均可調出水量141.4億m3,一般枯水年(保證率75%),可調出水量約110億m3

    供水範圍主要是唐白河平原和黃淮海平原的西中部,供水區總面(miàn)積約15.5萬km2。因引漢水量有限,不能(néng)滿足規劃供水區内的需水要求,隻能(néng)以供京、津、冀、豫、鄂五省市的城市生活和工業用水爲主,兼顧部分地區農業及其他用水。

中線縱斷示意圖

工程布置

    南水北調中線主體工程由水源區工程和輸水工程兩(liǎng)大部分組成(chéng)。水源區工程爲丹江口水利樞紐後(hòu)期續建和漢江中下遊補償工程;輸水工程即引漢總幹渠和天津幹渠。

    (一)水源區工程

    1.丹江口水利樞紐續建工程

    丹江口水庫控制漢江60%的流域面(miàn)積,多年平均天然徑流量408.5億m3,考慮上遊發(fā)展,預測2020年入庫水量爲385.4億m3

丹江口水利樞紐     丹江口水利樞紐在已建成(chéng)初期規模的基礎上,按原規劃續建完成(chéng),壩頂高程從現在的162m,加高至176.6m,設計蓄水位由157m提高到170m,總庫容達290.5億m3,比初期增加庫容116億m3,增加有效調節庫容88億m3,增加防洪庫容33億m3

    丹江口水庫後(hòu)期規模正常蓄水位170m時,將(jiāng)增加淹沒(méi)處理面(miàn)積370km2,據1992年調查,主要淹沒(méi)實物指标爲:

    人口:22.4萬人

    房屋:479.4萬m2

    耕地:23.5萬畝

    工礦企業:120個(合鄉鎮企業),淹沒(méi)固定資産原值1.2億元。

中線工程渠首——陶岔閘 陶岔閘後(hòu)已建8公裡(lǐ)渠道(dào)

    2.漢江中下遊補償工程

    爲免除近期調水對(duì)漢江中下遊的工農業及航運等用水可能(néng)産生的不利影響,需興建:幹流渠化工程興隆或碾盤山樞紐,東荊河引江補水工程,改建或擴建部分閘站和增建部分航道(dào)整治工程。

    (二)輸水工程

    1.總幹渠

    黃河以南總幹渠線路受已建渠首位置、江淮分水嶺的方城垭口和穿過(guò)黃河的範圍限制,走向(xiàng)明确。黃河以北曾比較利用現有河道(dào)輸水和新開(kāi)渠道(dào)兩(liǎng)類方案,從保證水質和全線自流兩(liǎng)方面(miàn)考慮選擇新開(kāi)渠道(dào)的高線方案。

    總幹渠自陶岔渠首引水,沿已建成(chéng)的8km渠道(dào)延伸,在伏牛山南麓山前崗垅與平原相間的地帶,向(xiàng)東北行進(jìn),經(jīng)南陽過(guò)白河後(hòu)跨江淮分水嶺方城垭口入淮河流域。

    經(jīng)寶豐、禹州、新鄭西,在鄭州西北孤柏咀處穿越黃河。然後(hòu)沿太行山東麓山前平原,京廣鐵路西側北上,至唐縣進(jìn)入低山丘陵區,過(guò)北拒馬河進(jìn)入北京市境,過(guò)永定河後(hòu)進(jìn)入北京市區,終點是玉淵潭。總幹渠全長(cháng)1241.2km。

    天津幹渠自河北省徐水縣西黑山村北總幹渠上分水向(xiàng)東至天津西河閘,全長(cháng)142km。

江淮分水嶺——方城垭口 滿城段地形

    總幹渠渠首設計水位147.2m,終點49.5m,全線自流,主要控制點水位、流量爲:

控制點或渠段 設計流量(m3/s) 設計水位(黃海标高)(m)
渠首~方城 630(加大800) 147.2~137.8
過(guò)黃河 500 119.5~106.0
進(jìn)河北 415 91.3
進(jìn)北京 70 61.1
進(jìn)玉淵潭 40 49.5
天津幹渠 70 64.9~2.7

    黃河以南渠道(dào)縱坡1/25000;黃河以北1/30000~1/15000。渠道(dào)全線按不同土質,分别采用混凝土,水泥土,噴漿抹面(miàn)等方式全斷面(miàn)襯砌,防滲減糙。

    渠道(dào)設計水深随設計流量由南向(xiàng)北遞減,由渠首9.5m到北京3.5m,底寬由56m~7m。

    總幹渠的工程地質條件和主要地質問題已基本清楚。對(duì)所經(jīng)膨脹土和黃土類渠段的渠坡穩定問題、飽和砂土段的震動液化問題和高地震裂度段的抗震問題、通過(guò)煤礦區的壓煤及采空區塌陷問題等在設計中采取相應工程措施解決。

    總幹渠溝通長(cháng)江、淮河、黃河、海河四大流域,需穿過(guò)黃河幹流及其他集流面(miàn)積lOkm2以上河流219條,跨越鐵路44處,需建跨總幹渠的公路橋571座,此外還(hái)有節制閘、分水閘、退水建築物和隧洞、暗渠等,總幹渠上各類建築物共936座,其中最大的是穿黃河工程。天津幹渠穿越大小河流48條,有建築物119座。

永定河與總幹渠交叉段 天津幹渠分水口渠段地形

    2.穿黃河工程

    總幹渠在黃河流域規劃的桃花峪水庫庫區穿過(guò)黃河,穿黃工程規模大,問題複雜,投資多,是總幹渠上最關鍵的建築物。經(jīng)多方案綜合研究比較認爲,渡槽和隧道(dào)倒虹兩(liǎng)種(zhǒng)型式技術上均可行。由于隧道(dào)方案可避免與黃河河勢、黃河規劃的矛盾,盾構法施工技術國(guó)内外都(dōu)有成(chéng)功經(jīng)驗可借鑒,因此結合兩(liǎng)岸渠線布置,推薦采用孤柏咀隧道(dào)方案。

    穿黃河隧道(dào)工程全長(cháng)約7.2km,設計輸水能(néng)力500m3/s,采用兩(liǎng)條内徑8.5m園形斷面(miàn)隧道(dào)。

南水北調中線穿黃隧首示意圖

    (三)主要工程量和投資

    土方開(kāi)挖 6.O億m3

    石方開(kāi)挖 O.6億m3

    土石方填築 2.3億m3

    混凝土 1583萬m3

    襯砌水泥土 718萬m3

    鋼筋鋼材 70萬t;

    永久占地 42.2萬畝(含庫區淹沒(méi)23.5萬畝)

    臨時占地 11萬畝

孤柏中小型黃河河段 盾構機具

    中線工程控制進(jìn)度的主要因素是丹江口庫區移民和總幹渠工程中的穿黃河工程。穿黃河工程采用盾構機開(kāi)挖,工期約需六年,并需考慮工程籌建期。

    按1993年底價格水平估算,工程靜态總投資約400億元。

工程效益

    中線工程可緩解京、津、華北地區水資源危機,爲京、津及河南、河北沿線城市生活、工業增加供水64億m3,增供農業30億m3。大大改善供水區生态環境和投資環境,推動我國(guó)中部地區的經(jīng)濟發(fā)展。

    丹江口水庫大壩加高提高漢江中下遊防洪标準,保障漢北平原及武漢市安全。

北京玉淵潭