南水北调工程是缓解我国北方水资源严重短缺局面的重大战略性基础设施。经过20世纪50年代以来的勘测、规划和研究,在分析比较50多种规划方案的基础上,分别在长江下游、中游、上游规划了三个调水区,形成了南水北调工程东线、中线、西线三条调水线路。通过三条调水线路,与长江、淮河、黄河、海河相互连接,构成我国中部地区水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的总体格局。自南水北调中线一期工程2014年12月正式通水以来,南水北调东中线已经全面通水五周年,累计调水222亿立方米,供水量持续快速增加,优化了我国水资源配置格局,有力支撑了受水区和水源区经济社会发展,全力促进了生态文明建设。
纵观世界调水工程,无论是建设规模、调水距离、受益人口,还是移民搬迁强度、施工技术复杂程度均明显不及我国南水北调工程。该工程在国内乃至世界均创造了大型跨流域调水工程一系列新纪录,必将在大型水利工程建设以及跨区城水资源调配方面产生深远的影响,主要体现在以下几个方面。
(1)世界上供水规模最大的工程之一。南水北调工程规划最终年调水规模为年调水量448亿立方米。其中,东线148亿立方米,中线130亿立方米,西线170亿立方米。目前东、中线一期工程已正式通水运行,年调水量可达182.7亿立方米。
(2)世界距离最长的调水工程。南水北调工程规划的东、中、西线干线总长度达4350千米。其中,东、中线一期工程干线总长为2899千米,沿线六省市一级配套支渠约2700千米,总长度达5599千米。
(3)世界上受益人口最多的调水工程。南水北调工程主要解决我国北方地区,尤其是黄淮海流域的水资源短缺问题,规划区人口4.38亿(2002年)。仅东、中线一期工程直接供水的县级以上城市就有253个,直接受益人口达1.1亿。为这些地区经济结构调整包括产业结构、地区结构调整创造机会和空间。同时,为黄河下游地区补充水量,为提高西北地区水资源承载能力创造条件。丹江口水库大坝加高后,可增加防洪库容33亿立方米,与非工程措施和中下游防洪工程相配合,可使汉江中下游地区的防洪标准由目前的20年一遇提高到100年一遇,消除70多万人的洪水威胁。
(4)世界上受益范围最大的调水工程。南水北调工程主要解决我国北方地区,尤其是黄淮海流域的水资源短缺问题。供水区域控制面积达145万平方千米,约占中国陆地面积的15%。东、中线一期工程建设过程中,每年增加约18万个就业机会。通水后,随着水资源条件的改善,经济社会发展后劲得到发挥,创造更多的劳动就业机会,产生农业供水效益、防洪效益、航运效益、排涝效益和生态环境效益。
(5)世界上规模最大的泵站群——东线泵站群工程。南水北调东线一期工程输水干线长1467千米,全线共设立13个梯级泵站,共22处枢纽、34座泵站,总扬程65米,总装机台数160台,总装机容量36.62万千瓦,总装机流量4447.6立方米/秒,具有规模大、泵型多、扬程低、流量大、年利用小时数高等特点。工程建成后将成为亚洲乃至世界大型泵站数量最集中的现代化泵站群,其中水泵水力模型以及水泵制造水平均达到国际先进水平。
(6)世界首次大管径输水隧洞近距离穿越地铁下部——中线北京段西四环暗涵工程。南水北调中线北京段西四环暗涵工程,具有两条内径4米的有压输水隧洞,穿越北京市五棵松地铁站,这是世界上第一次大管径浅埋暗挖有压输水隧洞从正在运营的地下车站下部穿越,创下暗涵结构顶部与地铁结构距离仅3.67米、地铁结构最大沉降值不到3毫米的纪录。(www.xing528.com)
(7)世界规模最大的U形输水渡槽工程——中线湍河渡槽工程。南水北调中线湍河渡槽为三向预应力U形渡槽,渡槽内径9米,单跨跨度40米,最大流量420立方米/秒,采用造槽机现场浇注施工,其渡槽内径、单跨跨度、最大流量属世界首例。
(8)国内最深的调水竖井——中线穿黄工程竖井。南水北调中线穿黄工程位于郑州市以西约30千米,其任务是将中线调来的长江水从黄河南岸输送到黄河北岸。工程北岸竖井为大型圆筒结构,建于黄河河滩地中细砂强透水地层中,内径16.4米,井深50.5米。设计流量为265立方米/秒,加大流量为320立方米/秒。井壁为双层结构,外层为地下连续墙形式,厚1.5米,深76.6米;内层为0.8米厚钢筋混凝土现浇衬砌,采用逆作法施工。基坑工程规模之大、开挖之深、地质条件之复杂、工作难度之高,均居国内之最。
(9)国内直径最大的穿越大江大河输水隧洞——中线穿黄工程隧洞。为适应黄河游荡性河流与淤土地基条件的特点,南水北调中线穿黄工程开创性地设计了具有内外两层衬砌的两条长4250米隧洞,内径7米,两层衬砌之间采用透水垫层隔开,内外衬砌分别承受内外水的压力。这种结构形式在国内外均属先例,也是国内首例用盾构方式穿越黄河的工程。中线穿黄双线隧洞的全线贯通开创了我国水利水电工程水底隧洞长距离软土施工新纪录。
(10)国内规模最大的大坝加高工程——丹江口大坝加高工程。丹江口大坝加高工程是在原有坝体上进行混凝土培厚加高,包括混凝土大坝加高和心墙土石坝加高。大坝加高工程完建后,坝顶高程由目前的162米增加到176.6米,正常蓄水位由157米抬高至170米,可相应增加库容116亿立方米。混凝土大坝加高中,提出了满足设计要求的新老混凝土接合的具体结构措施。在不影响大坝正常运行情况下,完成混凝土大坝裂缝检查、修补和大坝加高,其建设难度在大坝加高史上可谓世界之最。
南水北调工程的建设在社会、经济、环境等方面产生了巨大的综合效益。一是较大地改善北方地区的生态和环境特别是水资源条件,增加水资源承载能力,提高资源的配置效率,促进经济结构的战略性调整。这对于扩大内需,保持全国经济的快速增长,实现全国范围内的结构升级和经济社会环境的可持续发展,具有重要的战略意义。二是通过改善水资源条件来促进潜在生产力形成现实的经济增长,通过建立南水北调工程新型的运行机制,促进受水地区加大节水、治污的力度,逐步改善黄淮海地区的生态环境状况,使我国北方地区逐步成为水资源配置合理、水环境良好的节水防污型社会,实现可持续发展。三是能有效解决北方一些地区地下水因自然原因造成的水质问题,如高氟水、苦咸水和其他含有害物质的水源问题,改善当地饮水的质量。四是有利于缓解水资源短缺对北方地区城市化发展的制约,促进当地城市化进程。自南水北调中线一期工程2014年12月12日正式通水以来,截至2018年底,南水北调东中线已全面通水四周年,累计调水222亿立方米,供水量持续快速增加,优化了我国水资源配置格局,有力支撑了受水区和水源区经济社会发展,全力促进了生态文明建设。
目前,南水北调中东线工程已全面建成运行,但仍存在一些重大后续问题需要加以解决。一是中线工程水源地经济社会的可持续发展问题,即如何使汉江流域上游地区人民能够将绿水青山转化为金山银山。二是中线调水后汉江中下游的水资源可持续利用问题,即如何使汉江在水文水资源情势发生重大变化后仍能够维系良好的水环境、水生态。
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