符龍斌
2014年12月12日14時32分.歷時10余年建設、全長超過1000 km、舉世矚目的世紀工程——南水北調(diào)中線工程正式通水了!
早在1952年,毛澤東主席就提出:“南方水多,北方水少,如有可能,借點水來也是可以的.”廣大科技工作者在做了大量野外勘查和測量,分析比較了50多種方案的基礎上,終于形成了南水北調(diào)東線、中線和西線調(diào)水的基本方案.通過三條調(diào)水線路與長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系,構成以“四橫三縱”為主體的總體布局,以利于實現(xiàn)中國水資源南北調(diào)配、東西互濟的合理配置格局,
日前,中線已經(jīng)通水了,我們以中線為例,來看看南水是如何進京的,
中線工程的最大特點就是輸水渠線源頭所處位置地勢較高.中線渠源頭水位147.38m,終點水位49.5m,起點和終點落差將近100m.由于水具有流動性,在重力作用下,可從高處向低處自流.從能量轉(zhuǎn)化的角度而言.物體的重力勢能與其質(zhì)量和所處高度有關,故一定質(zhì)量的水,在高處具有較大的重力勢能.中線工程正好借助于大自然的這一優(yōu)勢,以明渠為主,局部采用管道輸水,全程采用“自流”方式,即讓水自動北流來輸水.
為了實現(xiàn)南水自流向北.建設者們在施工過程中,具體采用了三種辦法:
1.遇到地勢高的地方,水不能自流時,就將高處削平.直至水能自流為止.
2.遇到地勢低的地方.則需要遇水架橋,渡槽就是這所謂的“橋”.渡槽,是指跨越山谷、道路、水道的橋梁式水槽,兩端與渠道相接,也就是為水流所架設的專用“橋”,故也叫過水橋,過水橋不僅能引水跨過低處.同時還可以保證渠道內(nèi)的水不受沿線河流水的污染,所以中線工程渠道主要采用渡槽等方式橫跨河流.位于河南魯山縣內(nèi)的沙河渡槽是當今世界上綜合規(guī)模最大的渡槽,被譽為“世界第一渡槽”.它橫跨沙河、大浪河、將相河三條大河,全長9.05km,如同一條巨龍橫空.是中原大地上的一道奇觀.沙河渡槽也是中線工程中規(guī)模最大、技術難度最復雜的控制性工程之一.單是將重達1200t的U形渡槽安全運輸、吊裝到沙河之上,就已經(jīng)是一項重大工程難題.最終這一難題被工程師們克服.創(chuàng)造了水利工程施工史上的又一奇跡.
3.當遇到渠道與道路或其他河渠高程(高程指的是某點沿鉛垂線方向到絕對基面的距離.稱絕對高程,簡稱高程)相近,需要平面交叉通過時,需要一種建筑物引導水流從道路或河渠地下穿過.此建筑物就是倒虹吸.
倒虹吸實際上就是一個連通器,如圖1.上游人口高程稍高于下游出口,借助上下游的水位差.使水流先下降再上升通過建筑物,因為像一個倒置的虹吸管,故稱為倒虹吸.
南水北調(diào)中線工程的開通,改善了我國北方地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,特別是水資源條件,能有效地改善北方地區(qū)的水源問題,緩解水資源短缺對北方城市發(fā)展的制約,提高人民的生活水平.endprint