Office of the South-to-North Water Diversion Project Construction Committee, State Council, PRC

南水北調(diào)工程

Office of the South-to-North Water Diversion Project Construction Committee, State Council, PRC

1.工程概況

南水北調(diào)工程是緩解我國(guó)北方水資源嚴(yán)重短缺、優(yōu)化水資源配置、改善生態(tài)環(huán)境的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，是世界上距離最長(zhǎng)、受益范圍最大、受益人口最多、規(guī)模最大的調(diào)水工程。

南水北調(diào)工程規(guī)劃東、中、西三條調(diào)水線路，分別從長(zhǎng)江流域下游、中游、上游調(diào)水，通過(guò)三條調(diào)水線路，與長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河流域相互連接，構(gòu)筑“四橫三縱、南北調(diào)配、東西互濟(jì)”的中國(guó)水資源配置格局(圖1)。

東線工程主要為緩解蘇、皖、魯、冀、津等五省市水資源短缺的狀況。從長(zhǎng)江下游揚(yáng)州江都抽引長(zhǎng)江水，利用京杭大運(yùn)河及與其平行的河道逐級(jí)提水北送(圖2)。規(guī)劃分三期實(shí)施。

中線工程主要向北京、天津、河北、河南四省市供水。從加壩擴(kuò)容后的丹江口水庫(kù)陶岔渠首閘引水，沿線開挖渠道，可基本自流到北京、天津(圖3)。規(guī)劃分兩期實(shí)施。

西線工程主要是解決青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西等六省區(qū)的缺水問(wèn)題。從長(zhǎng)江上游通天河、支流雅礱江和大渡河上游筑壩建庫(kù)，開鑿輸水隧洞，調(diào)水入黃河上游。規(guī)劃分三期實(shí)施。

圖1.南水北調(diào)工程調(diào)水線路示意圖。

三條調(diào)水線路互為補(bǔ)充，不可替代。規(guī)劃調(diào)水總規(guī)模為4.48×10m，其中，東線為1.48×10m，中線為1.30×1010m3，西線為1.70×1010m3。

2.工程建設(shè)進(jìn)展

20世紀(jì)50年代以來(lái)，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的論證，南水北調(diào)東線一期工程率先于2002年12月27日開工建設(shè)，標(biāo)志著南水北調(diào)工程正式進(jìn)入實(shí)施階段。

2013年11月15日，東線一期工程建成通水。東線一期工程多年平均抽江水量約8.8×109m3，全長(zhǎng)約1467 km，從長(zhǎng)江至黃河南共設(shè)有13個(gè)梯級(jí)34座大型泵站。

2014年12月12日，中線一期工程建成通水。中線一期工程多年平均調(diào)水量為9.5×109m3，全長(zhǎng)約1432 km。

目前，東、中線后續(xù)工程和西線工程正在進(jìn)行前期工作。

3.主要技術(shù)難題和解決方法

南水北調(diào)工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是由多項(xiàng)目組成的龐大項(xiàng)目集群，在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行等方面，面臨丹江口水庫(kù)混凝土壩加高、穿黃隧洞盾構(gòu)、超大口徑預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP)管道、大型渠道設(shè)計(jì)施工、大型預(yù)應(yīng)力渡槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化、膨脹土渠坡處理、煤礦采空區(qū)域地基處理、長(zhǎng)距離調(diào)水水力調(diào)配與冰期輸水、大型泵站泵裝置特性與運(yùn)行方式等諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。

在科技部等部門的大力支持下，南水北調(diào)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)、施工等參建單位，以及相關(guān)科研院所、高等院校，開展大量的南水北調(diào)工程關(guān)鍵技術(shù)研究，攻克了上述技術(shù)難題，優(yōu)化了設(shè)計(jì)，保證了工程建設(shè)的質(zhì)量、安全和進(jìn)度。

圖2.南水北調(diào)東線工程江都泵站。

圖3.南水北調(diào)中線工程漕河渡槽。

4.工程運(yùn)行效益

南水北調(diào)東、中線一期工程為受水區(qū)開辟了新的水源，改變了供水格局，在提高城市供水保證率、改善受水區(qū)水質(zhì)、生態(tài)文明建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)等方面產(chǎn)生了巨大的效益。

4.1.提高城市供水保證率

中線一期工程通水以來(lái)，輸水總量超過(guò)5.0×109m3。目前，北京市城區(qū)供水中南水北調(diào)水占比超過(guò)70 %，受益人口達(dá)1100多萬(wàn)人，另有超過(guò)2×108m3的南水北調(diào)水儲(chǔ)存到了密云水庫(kù)等調(diào)蓄水庫(kù)；天津市中心城區(qū)供水中南水北調(diào)水占比超過(guò)70%，820多萬(wàn)人喝上了南水北調(diào)水；河北省供水范圍涵蓋石家莊、保定等7個(gè)省轄市，受益人口達(dá)500萬(wàn)人；河南省南水北調(diào)供水范圍涵蓋鄭州、許昌等11個(gè)省轄市，受益人口達(dá)1600余萬(wàn)人。

東線一期工程通水以來(lái)，規(guī)劃供水目標(biāo)已全部實(shí)現(xiàn)，累計(jì)調(diào)入山東省水量達(dá)1.1×109m3，保障了濟(jì)南、青島、棗莊、濰坊等城市用水。

4.2.改善受水區(qū)水質(zhì)

中線一期工程通水后，受水區(qū)水質(zhì)改善明顯。北京市使用南水北調(diào)水后自來(lái)水硬度由原來(lái)的380 mg·L–1降至120～130 mg·L–1；滄州市民用上優(yōu)質(zhì)的南水北調(diào)水后，逐漸告別了祖祖輩輩飲用苦咸水、高氟水的歷史。

東線干線水質(zhì)全部達(dá)到Ⅲ類，山東、江蘇兩省治污工作至少提前了10年，沿線淮安、徐州、濟(jì)寧等城市的人居環(huán)境得到很大改善。

4.3.生態(tài)效益逐步發(fā)揮

北京市利用南水北調(diào)水與現(xiàn)有的再生水聯(lián)合調(diào)度，增強(qiáng)了水體的稀釋自凈能力。目前，已向懷柔應(yīng)急水源地及潮白河、海淀山前等水源地試驗(yàn)“補(bǔ)”入2.50×108m3南水北調(diào)水，累計(jì)壓采地下水超過(guò)1.00×108m3，地下水下降速率減緩，補(bǔ)水區(qū)生態(tài)環(huán)境得到明顯改善；向河北省石家莊市、邢臺(tái)市生態(tài)補(bǔ)水7.0×107m3，涵養(yǎng)了地下水；向河南省許昌市、鄭州市、鶴壁市分別生態(tài)補(bǔ)水6.15×106m3、2.0×107m3、7×106m3，置換出水源用于生態(tài)水系建設(shè)，改善了生態(tài)環(huán)境。

東線工程在保障濟(jì)南、青島、棗莊、濰坊等城市用水的同時(shí)，還向南四湖、東平湖、小清河等湖泊、河流補(bǔ)充生態(tài)用水，城市河水、湖水環(huán)境顯著改善。

4.4.防災(zāi)減災(zāi)

受2016年“7·19”特大暴雨影響，河北省石家莊、邯鄲市區(qū)飲用水水源地水庫(kù)水體濁度急劇增高，南水北調(diào)中線緊急調(diào)增石家莊、邯鄲市區(qū)供水量，保證了居民用水；工程2016年向衡水市緊急調(diào)水5×10m，減輕了衡水市的旱情。

東線一期工程正式通水以來(lái)，有效緩解了2014、2015年度淮北地區(qū)干旱和2015年度寶應(yīng)湖內(nèi)澇。

5.結(jié)語(yǔ)

南水北調(diào)工程是實(shí)現(xiàn)我國(guó)水資源優(yōu)化配置的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，它對(duì)緩解我國(guó)北方地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺局面、保障供水安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境均具有十分重大的意義。隨著南水北調(diào)東、中線一期工程通水運(yùn)行步入正軌和后續(xù)工程的建設(shè)，南水北調(diào)工程?hào)|、中、西三條調(diào)水線路總體規(guī)劃，以及我國(guó)水資源“四橫三縱、南北調(diào)配、東西互濟(jì)”的總體格局將逐步實(shí)現(xiàn)。

2095-8099/? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company.

2 This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

英文原文: Engineering 2016,2(3):265—267

Office of the South-to-North Water Diversion Project Construction Committee,State Council,PRC.The South-to-North Water Diversion Project. Engineering, http://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.03.022