從1952年到2014年,南水北調(diào)的雄心奇夢,經(jīng)過62年風雨,終于成真。7月3日10時58分,河南淅川縣陶岔渠首樞紐的閘門緩緩提起,丹江口水庫的水首次注入中線總干渠。7月7日,據(jù)南水北調(diào)官網(wǎng)倒計時,116天后,一路向北,奔騰了1276公里的江水將進入北京,在拒馬河與河北段相接,采用地下管暗涵輸水,過房山,穿永定河,經(jīng)豐臺,沿西四環(huán)北上,終點,是有著風清月明的頤和園團城湖調(diào)節(jié)池。
1276公里江水進京路中,北京僅80公里,卻是難度最大,技術含量最高的一段。這80公里中,有中線全線唯一的地下暗渠,有世界最長的城市快速路下復雜地層中的輸水隧洞,有首次采用的內(nèi)徑4米超大口徑PCCP輸水技術,還有“步步驚心”的輸水隧洞與五棵松地鐵站近距離“穿越”之旅。
南水北調(diào)中線干線北京段十大單元工程,每一項工程都充滿了設計者的智慧和才能,治水人的艱辛與汗水,是一條輔著技術創(chuàng)新、技術專利、技術標準之路。在這里,傾聽千里而來的每一滴水,都有一種澎湃的氣勢,都有一種深沉的情懷。正如進京惠南莊泵站園區(qū)內(nèi)刻有南水北調(diào)干線示意圖的石碑上寫的一樣:“北調(diào)之水來之不易,我們當飲水思源。水漫漫其修遠兮,我們要上下保全。今有長渠北上,蛟龍載水,守之衛(wèi)之,視若軀首”。
江水進京第一站:北拒馬河總閘
北拒馬河總閘,是滾滾長江水進入北京的第一站,因坐落于房山區(qū)大石窩鎮(zhèn)北拒馬河畔而得名。在這里,北京與河北僅有一網(wǎng)之隔,而這道僅有幾米寬的網(wǎng),就架在南水北調(diào)中線干渠河道的進京處。站在北京界內(nèi)的總閘兩旁,可以一眼望見南水北調(diào)中線干渠河道,卻看不到邊際。歷經(jīng)1276公里跋涉而來的長江水,經(jīng)過此閘后,轉(zhuǎn)入地下暗渠,至此流入北京。它是江水進京的門戶,也是江水進京第一道水質(zhì)防線,水可以流入時,閘門開戶“放行”,水如遇問題,則閘門關閉。
這里也是長江水由“明”轉(zhuǎn)“暗”的分界點。河道伸向北京界內(nèi)后在北拒馬河總閘處嘎然而止,一座兩層樓高的建筑承載了總閘主體設施?!氨本┚荞R河暗渠節(jié)制閘”十個大字赫然寫在樓頂,水進入樓內(nèi)總閘要經(jīng)過“攔污柵”。總閘由兩道閘門組成,可同時使用,也可互相備用。總閘東側建有一座寫著“退水閘”的建筑,一旦江水出現(xiàn)問題,水就會被引流到此,排到其他地方處理。為防止江水結冰,在進入“攔污柵”前的河道底部安裝了電阻絲,通過發(fā)熱可解決水結冰問題。拒馬河下穿的暗道經(jīng)受了2012年北京“7.21”洪水考驗,沒有出現(xiàn)任何問題,暗涵沒有位移和裂縫,只有暗渠上的護欄略有損壞。
惠南莊泵站:運行效率世界第一
惠南莊泵站是整個中線工程唯一的一座加壓泵站,可稱為南水北調(diào)北京段的“心臟”。江水經(jīng)過總閘后通過暗涵流到惠南莊泵站,在加壓泵的壓力下,流入暗渠。180多畝的泵站園區(qū),承載著推動長江水流入北京的使命。泵站園區(qū)呈棋盤狀,綠樹成蔭,辦公樓內(nèi)裝有大塊透明玻璃,望見外面藍藍的天。
進入泵站樓深入地下廠房,8臺世界上最先進的單級雙吸臥式離心泵仿佛8只藍色的大青蛙,整齊地盤臥于此,等待發(fā)力。每只“青蛙”足有一人多高,泵機上螺絲扣的大小和一只碗相仿?,F(xiàn)在從河北向北京供水的流量是每秒20立方米,并不需要泵的加壓就可以流入管道。南水北調(diào)中線工程正式向北京供水時,水的流量將達到每秒60立方米,這個時候,泵就要像心臟加壓輸血一樣,為水注入動力。預計每年光節(jié)約用電就達3800萬度,是世界上運行效率最高的泵站。
惠南莊泵站位置在惠南莊村和南河村的中間,沒有拆當?shù)匾蛔孔?,施工時開挖的地面都已全部復原,農(nóng)田也全部復耕。
北京段的亮點:PCCP管“輸水巨龍”
江水奔涌進京,經(jīng)由惠南莊泵站,第一段流淌的旅程就是從惠南莊到大寧調(diào)壓池的兩排內(nèi)徑4米的超大口徑PCCP管道,全長56.4公里,占北京段總干渠全長的70%,是我國目前采用PCCP管徑最大,單節(jié)管道最重的水利工程。PCCP管道穿過北京房山區(qū),要穿越地質(zhì)情況復雜多變的崇青和西甘池隧洞,也就是“洞穿管工程”。管道與洞壁只有30厘米距離,在如此狹小的空間內(nèi)安裝管道,難度可想而知。
PCCP管道是北京段的亮點之一。中國以前從來沒有過內(nèi)徑4米的PCCP管道,只有美國人在利比亞做過,也是引水用。PCCP管道主要用在房山地區(qū),兩排,56.4公里共22000根管子,5米長一根,一根78噸重。如果用傳統(tǒng)運輸?shù)耐习遘?,這樣大的管徑,立交橋過不去。為此,北京市水利規(guī)劃設計研究院副院長、南水北調(diào)中線工程北京段總設計師石維新介紹說,發(fā)明了一種大型專用馱管運輸車,車身鉆入管子中間,“馱”起PCCP管道,讓管子貼著地皮走,剛好從立交橋下鉆過去了。
PCCP管設計上還首次采用了“陰極保護措施”這種秘密武器來防腐蝕。管道沿線埋藏了很多鋅棒和鎂棒,鋅和鎂的分子比鐵要活,如果地下有電流,它們就會犧牲自己。56.4公里的PCCP管道由六條鋅帶和鎂帶始終相隨,好比守護PCCP管道的“六大金剛”。
大寧調(diào)壓池:分水“小明珠”
在這里,江水進京后第一次展露“真容”——調(diào)壓池是第一處可以見到江水的地方,這也是第一處通過調(diào)流、分流分配水量的閘站。圓木桶形狀的大寧調(diào)壓池,在力學上是很精巧的圓形結構,宛如一顆小明珠。而所有的玄機,都隱藏在碧波之下。
別看大寧調(diào)壓池個兒小,卻具備了四合一功能:調(diào)壓、調(diào)流、調(diào)節(jié)、分水。在圓形調(diào)壓池南側,水面下是通過PCCP管道自惠南莊而來的江水。調(diào)壓池北側是永定河倒虹吸控制閘。西側兩個分水孔的水直奔團城湖,東側兩個分水孔的水奔向南干渠,最后一個孔則通往毗鄰的大寧調(diào)蓄水庫。這就是大寧調(diào)壓池著名的5孔分水設計,千里江水到此五孔分流。5孔的意義還在于,這是繼惠南莊泵站之后,江水進京的第二道安全防線。一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)有問題,可及時開啟和大寧調(diào)蓄水庫連通的退水閘,其他4孔關閉,保證上下游水質(zhì)安全,有問題的水則會流入大寧調(diào)蓄水庫。
大寧調(diào)蓄水庫煙波浩渺,而看不見的永定河倒虹吸工程就藏在大寧水庫的底下。在水利工程上,兩條河道交匯,也就是水要“過河”必須立交,如果平交,發(fā)生洪水時容易污染。所以最終選擇是讓南水北調(diào)的水穿永定河,采用了倒虹吸。上面是永定河,走洪水;下面是南水北調(diào)的水,流北京人用的水。實際上,永定河倒虹吸工程是南水北調(diào)中線工程中開工最早的項目。倒虹吸不是什么新鮮事物,在中國有2000多年的歷史,早在南宋,就曾在引用褒水的山河堰上使用過。正是這種老祖宗留下的智慧,北上的江水與永定河相安無事地“擦肩而過?!?/p>
西四環(huán)暗涵:地上地下兩重天
從大寧調(diào)壓池分流北上的江水,行至湍急的西四環(huán),地上地下兩重天。長12.64公里的西四環(huán)地下暗涵,仿佛是西四環(huán)主路在地底的“投影”。這是我國最長的城市地下輸水暗涵。因為PCCP管太龐大運不進城區(qū),建設者們幽默地說,進了北京城區(qū),“地心旅行”得換“交通工具”了。
這趟西四環(huán)地下旅程走的可不容易,23座立交橋、4條河流、2條鐵路和1座地鐵站,暗涵距橋梁樁基最近處只有1米。這樣長的輸水管道里會有空氣,會產(chǎn)生“水錘”,沖撞管壁產(chǎn)生破壞,只有排氣孔能調(diào)節(jié)水壓、保護管道。在西四環(huán)沿線,主路綠化帶里、橋梁底下,一共“藏”了13個排氣孔,岳各莊調(diào)壓塔就是所有排氣孔的“老大”。作為西四環(huán)暗涵的起點,岳各莊調(diào)壓塔被設計得頗有藝術意味。它是毗鄰岳各莊橋的一座院子,調(diào)壓塔建筑造型奇怪,一側墻壁上伸出了方涵造型,另一側墻壁伸出了圓涵造型。正是從岳各莊開始,輸水管道采用淺埋暗挖技術,管道由“方”轉(zhuǎn)“圓”變暗涵。
最驚險的穿越:五棵松地鐵車站
北京段總干渠工程穿越京港澳高速、西五環(huán)、西四環(huán)等干線公路20處,穿越京廣線等鐵路及城區(qū)地鐵共12處。其中,“西四環(huán)暗涵穿越五棵松地鐵車站”是北京段工程成功的關鍵。
2006年,西四環(huán)輸水暗涵與五棵松地鐵站的“親密穿越”只有3.67米。3.67米是什么?是輸水暗涵頂部和五棵松地鐵站結構底板的距離。就是說,當你來到五棵松地鐵站臺,腳下3米多處,湍急的江水奔流而過。3.67米是什么?是一個驚人的數(shù)字,因其艱辛和驚險而載入了南水北調(diào)建設的史冊。為了保證這次“穿越”的成功,整個施工難度用幾個數(shù)字就可以體現(xiàn),因為五棵松的橋基特別窄,兩根輸水暗涵管線間距只有1米,開工時必須保證這1米的土不能動,最大沉降值不到5毫米。為了保證不沉降,建設者們在五棵松地鐵站兩邊挖出了兩個注漿工作室,也就是兩個刨出來的地下房間,筑漿機器、長管等設備都運進去,小半年的時間里,管理人員、技術人員和工人就當了“土行孫”,有些人過年都是在地底下吃的餃子。
從施工開始到現(xiàn)在,五棵松段定期監(jiān)測從來沒停過,施工時是3天一次,現(xiàn)在是6天一次。收集來的數(shù)據(jù)是輸水涵道的“體檢報告”,在密集的監(jiān)測和分析下,最驚險最讓人懸心的五棵松段特別有保障。
江水新家:清風明月伴明園
885米團城湖明渠,是北京段工程中唯一的明渠工程,北京市區(qū)唯一可見的江水水面。明渠的確不寬,39.9米,是按工程功能設計,也是為了節(jié)約投資,不必為了大而大。南來之水到了頤和園團城湖,就和北京的水系進行了有效的連通,打通了現(xiàn)有的水利工程,800多米明渠的意義就在于此。
雖然都叫團城湖,毗鄰團城湖明渠的團城湖調(diào)節(jié)池,從誕生的第一天起,就是為了替代老團城湖的全部功能。老團城湖是北京人的水缸。但江水浩浩蕩蕩進京,老團城湖的調(diào)節(jié)量明顯不能滿足用水轉(zhuǎn)換的需求,而新建的團城湖調(diào)節(jié)池二期建設完工后,總蓄水量可調(diào)達156萬方,是原來的3倍,可滿足江水進京水廠供水量加大后的正常供量。同時,它還有應急切換的功能。一旦南水北調(diào)的水出現(xiàn)問題,就可以切換成密云水庫水源。
走近團城湖調(diào)節(jié)池,一個古典風范的園子初現(xiàn)。這是為了與頤和園的景觀保持一致。團城湖調(diào)節(jié)池的設計講究了個“福壽雙全”的理念。調(diào)節(jié)池是蝙蝠形狀,和頤和園昆明湖的壽桃形遙相呼應——從此“福壽雙全”。其實,蝙蝠形狀也算巧合,最開始是根據(jù)征地拆遷后的占地位置設計,設計圖出來后,設計師才發(fā)現(xiàn),像一只蝙蝠,稍加修飾后變成今天的樣子。歷史和現(xiàn)實在此又一次融合。
團城湖調(diào)水池也是最后的大分水樞紐,三個分水口,各有用途。第一個是環(huán)線分水口,水奔向北五環(huán)東干渠;第二個是燕化田村分水口,給水廠供水;第三個是高水湖養(yǎng)水湖分水口,連通金河,用作生態(tài)補水。只有當南水北調(diào)的水來得多,水廠的水富裕的情況下,才會啟用第三個分水口,將水補到金河,進行河湖生態(tài)用水調(diào)節(jié),繼而把海淀一些行將湮滅的水系連通起來,打通北京的河湖水系。這是團城湖調(diào)節(jié)池的“心愿”,重現(xiàn)消失百年的玉泉水系景觀。
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南水北調(diào)北京段十大工程
■1、北拒馬河暗渠
江水進京的關口、總干渠之首、江水進京第一站,經(jīng)過北拒馬河總閘后轉(zhuǎn)入地下暗渠,至此流入北京。也是江水進京的第一道水質(zhì)防線。
■2、惠南莊泵站
南水北調(diào)中線工程上助力江水進入暗渠的唯一一座加壓泵站,“泵”形如心臟,意義更是如此,為南水北調(diào)北京段的“心臟”,作為全變頻泵站,是世界上運行效率最高的水利泵站。
■3、PCCP管道
兩排內(nèi)徑4米的超大口徑PCCP管道,從惠南莊泵站綿延到大寧調(diào)壓池,全長56.4公里,占北京段總干渠全長的70%,是我國目前采用PCCP管徑最大,單節(jié)管道最重的水利工程。
■4、崇青和西甘池隧洞
PCCP管道穿過北京房山山區(qū),要穿越地質(zhì)情況復雜多變的崇青和西甘池隧洞,也就是“洞穿管工程”。管道與洞壁只有30厘米距離,在如此狹小的空間內(nèi)安裝管道,難度可想而知。
■5、大寧調(diào)壓池
北京段總干渠上的調(diào)壓樞紐,北京段第一處可見江水的地方,功能豐富,具備調(diào)壓、調(diào)流、調(diào)節(jié)、分水四合一功能。江水到此后,分流向團城湖方向和南干渠。
■6、永定河倒虹吸
永定河倒虹吸是南水北調(diào)北京段工程的重要建筑物,位于豐臺區(qū)長辛店東,是南水北調(diào)中線工程總干渠最后一座大型跨河建筑物。全長2519米。工程以4孔鋼筋混凝土箱涵型式穿過永定河,其中2孔下游接盧溝橋暗涵向團城湖供水,2孔向南干渠分水。
■7、盧溝橋暗涵
盧溝橋暗涵進口位于北京市豐臺區(qū)曉月苑小區(qū)南側,與永定河倒虹吸北側的兩孔箱涵對接,自西南向東北方向穿越京西鐵路編組站后,至京石高速路南側綠化帶內(nèi),與其并行向東,終點與西四環(huán)暗涵相接,暗涵全長5271米。
■8、西四環(huán)暗涵
我國目前最長的城市地下輸水暗涵,工程在交通主干線西四環(huán)主路下穿行,沿線穿越23座立交橋、4條河流、2條鐵路和1座地鐵站,暗涵距橋梁樁基最近處只有1米。
■9、團城湖明渠
885米,中線工程的終點,北京段唯一的一段明渠工程,可實現(xiàn)正反向輸水功能。
■10、鐵路地鐵交叉工程
北京段總干渠工程穿越京港澳高速、西五環(huán)、西四環(huán)等干線公路20處,穿越京廣線等鐵路及城區(qū)地鐵共12處。其中,“西四環(huán)暗涵穿越五棵松地鐵車站”是北京段成敗的關鍵。
南水北調(diào)大事記
■1952年10月,毛澤東同志在第一次視察黃河的過程中,明確提出了南水北調(diào)的宏偉構想。
■1958年8月29日,中共中央發(fā)布《關于水利工作的指示》,指出“全國范圍的較長遠的水利規(guī)劃,首先是以南水主要是長江水系北調(diào)為主要目的,即將江、淮、河、漢、海各流域聯(lián)為統(tǒng)一的水利系統(tǒng)的規(guī)劃……應加速制定”。這是“南水北調(diào)”一詞第一次見諸中央正式文獻。
■1979年12月,國家水利部專門成立了南水北調(diào)規(guī)劃辦公室。
■1992年10月,中共中央總書記江澤民在黨的第十四次全國代表大會上的報告中,把南水北調(diào)列入中國跨世紀的骨干工程之一。
■1995年6月,李鵬總理主持召開國務院第71次總理辦公會議研究《南水北調(diào)問題會議紀要》的精神,經(jīng)國務院領導批準,成立南水北調(diào)工程審查委員會。
■2000年10月,黨的十五屆五中全會通過的《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃的建議》中指出:“加緊南水北調(diào)工程的前期工作,盡早開工建設。”
■2002年10月10日,中共中央政治局常委會審議并通過《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》。12月23日,國務院正式批復同意《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》。
■2002年12月27日,經(jīng)過半個世紀的充分論證,南水北調(diào)工程開工典禮在北京人民大會堂和江蘇省、山東省施工現(xiàn)場同時舉行,這標志著南水北調(diào)工程進入實施階段。江澤民為工程開工發(fā)來賀信。朱镕基在人民大會堂主會場宣布工程正式開工,溫家寶發(fā)表講話。會議由曾培炎主持。一年后,南水北調(diào)中線工程正式開工,并迅速進入全面建設階段。
■2003年7月31日,國務院決定成立國務院南水北調(diào)工程建設委員會。總理溫家寶任建委會主任,副總理曾培炎、回良玉任副主任。2003年8月14日,國務院南水北調(diào)工程建設委員會第一次全體會議召開。
■2003年12月30日,中線京石段應急供水工程的永定河倒虹吸、滹沱河倒虹吸工程開工建設,標志著南水北調(diào)中線工程開工建設。
■2004年7月,北京市南水北調(diào)辦公室成立。
■2005年9月27日和28日,丹江口水庫大壩加高和中線穿黃工程開工。
■2008年9月28日,中線京石段應急供水工程建成,通過臨時通水驗收,從河北黃壁莊、崗南等水庫向北京應急供水。
■2009年2月26日,中線興隆水利樞紐工程開工建設,標志著南水北調(diào)東、中線七省市全部開工。
■2009年12月22日,南水北調(diào)中線穿黃工程“穿越號”盾構機到達黃河南岸工作豎井,穿黃上游線過河段隧洞順利貫通。
■2011年4月25日,中線干線黃河南段連線建設全面開工動員大會,在湍河渡槽施工現(xiàn)場舉行。至此,中線干線主體工程全部開工。
■2012年9月18日,丹江口庫區(qū)湖北省移民搬遷任務完成。此前河南省庫區(qū)第二批移民集中搬遷已基本結束。兩省丹江口庫區(qū)共移民34.5萬。
■2013年11月15日,東線一期工程順利通水,2013年12月25日,中線主體工程完工。
(本文圖片與素材由北京市南水北調(diào)辦公室提供)
(責任編輯:黃荔)