原标题:一文读懂:我国南水北调工程进展如何?
本文来自微信公众号:中国工程院院刊(ID:CAE-Engineering),作者:国务院南水北调工程建设委员会办公室,原文标题:《前沿研究丨南水北调工程》,题图来自:视觉中国
一、工程概况
南水北调工程是缓解我国北方水资源严重短缺、优化水资源配置、改善生态环境的重大战略性基础设施,是世界上距离最长、受益范围最大、受益人口最多、规模最大的调水工程。
南水北调工程规划东、中、西三条调水线路,分别从长江流域下游、中游、上游调水,通过三条调水线路,与长江、淮河、黄河、海河流域相互连接,构筑“四横三纵、南北调配、东西互济”的中国水资源配置格局(图1)。
东线工程主要为缓解苏、皖、鲁、冀、津等五省市水资源短缺的状况。从长江下游扬州江都抽引长江水,利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送(图2)。规划分三期实施。
中线工程主要向北京、天津、河北、河南四省市供水。从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水,沿线开挖渠道,可基本自流到北京、天津(图3)。规划分两期实施。
西线工程主要是解决青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等六省区的缺水问题。从长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库,开凿输水隧洞,调水入黄河上游。规划分三期实施。
三条调水线路互为补充,不可替代。规划调水总规模为4.48×1010 m3,其中,东线为1.48×1010 m3,中线为1.30×1010 m3,西线为1.70×1010 m3。
二、工程建设进展
20世纪50年代以来,经过半个世纪的论证,南水北调东线一期工程率先于2002年12月27日开工建设,标志着南水北调工程正式进入实施阶段。
2013年11月15日,东线一期工程建成通水。东线一期工程多年平均抽江水量约8.8×109 m3,全长约1467km,从长江至黄河南共设有13个梯级34座大型泵站。
2014年12月12日,中线一期工程建成通水。中线一期工程多年平均调水量为9.5×109 m3,全长约1432km。
目前,东、中线后续工程和西线工程正在进行前期工作。
三、主要技术难题和解决方法
南水北调工程是一项复杂的系统工程,是由多项目组成的庞大项目集群,在设计、建设、运行等方面,面临丹江口水库混凝土坝加高、穿黄隧洞盾构、超大口径预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)管道、大型渠道设计施工、大型预应力渡槽结构优化、膨胀土渠坡处理、煤矿采空区域地基处理、长距离调水水力调配与冰期输水、大型泵站泵装置特性与运行方式等诸多技术挑战。
在科技部等部门的大力支持下,南水北调系统和设计、施工等参建单位,以及相关科研院所、高等院校,开展大量的南水北调工程关键技术研究,攻克了上述技术难题,优化了设计,保证了工程建设的质量、安全和进度。
四、工程运行效益
南水北调东、中线一期工程为受水区开辟了新的水源,改变了供水格局,在提高城市供水保证率、改善受水区水质、生态文明建设和防灾减灾等方面产生了巨大的效益。
(一)提高城市供水保证率
中线一期工程通水以来,输水总量超过5.0×109 m3。目前,北京市城区供水中南水北调水占比超过70%,受益人口达1100多万人,另有超过2×108 m3的南水北调水储存到了密云水库等调蓄水库;天津市中心城区供水中南水北调水占比超过70%,820多万人喝上了南水北调水;河北省供水范围涵盖石家庄、保定等7个省辖市,受益人口达500万人;河南省南水北调供水范围涵盖郑州、许昌等11个省辖市,受益人口达1600余万人。
东线一期工程通水以来,规划供水目标已全部实现,累计调入山东省水量达1.1×109 m3,保障了济南、青岛、枣庄、潍坊等城市用水。
(二)改善受水区水质
中线一期工程通水后,受水区水质改善明显。北京市使用南水北调水后自来水硬度由原来的380 mg·L–1降至120~130mg·L–1;沧州市民用上优质的南水北调水后,逐渐告别了祖祖辈辈饮用苦咸水、高氟水的历史。
东线干线水质全部达到Ⅲ类,山东、江苏两省治污工作至少提前了10年,沿线淮安、徐州、济宁等城市的人居环境得到很大改善。
(三)生态效益逐步发挥
北京市利用南水北调水与现有的再生水联合调度,增强了水体的稀释自净能力。目前,已向怀柔应急水源地及潮白河、海淀山前等水源地试验“补”入2.50×108 m3南水北调水,累计压采地下水超过1.00×108 m3,地下水下降速率减缓,补水区生态环境得到明显改善;向河北省石家庄市、邢台市生态补水7.0×107 m3,涵养了地下水;向河南省许昌市、郑州市、鹤壁市分别生态补水6.15×106 m3、2.0×107 m3、7×06 m3,置换出水源用于生态水系建设,改善了生态环境。
东线工程在保障济南、青岛、枣庄、潍坊等城市用水的同时,还向南四湖、东平湖、小清河等湖泊、河流补充生态用水,城市河水、湖水环境显著改善。
(四)防灾减灾
受2016年“7·19”特大暴雨影响,河北省石家庄、邯郸市区饮用水水源地水库水体浊度急剧增高,南水北调中线紧急调增石家庄、邯郸市区供水量,保证了居民用水;工程2016年向衡水市紧急调水5×107 m3,减轻了衡水市的旱情。
东线一期工程正式通水以来,有效缓解了2014、2015年度淮北地区干旱和2015年度宝应湖内涝。
五、结语
南水北调工程是实现我国水资源优化配置的重大战略性基础设施,它对缓解我国北方地区水资源严重短缺局面、保障供水安全、促进经济社会可持续发展、改善生态环境均具有十分重大的意义。随着南水北调东、中线一期工程通水运行步入正轨和后续工程的建设,南水北调工程东、中、西三条调水线路总体规划,以及我国水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的总体格局将逐步实现。
改编原文:
Office of the South-to-North Water Diversion Project Construction Committee, State Council, PRC.The South-to-North Water Diversion Project[J].Engineering,2016,2(3):265-267.
本文来自微信公众号:中国工程院院刊(ID:CAE-Engineering),作者:Engineering
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