【摘要】近10年我國(guó)長(zhǎng)距離綜合性大型調(diào)水工程發(fā)展迅速。通過(guò)工程手段優(yōu)化了局部地區(qū)水資源配置，緩解了我國(guó)區(qū)域水資源時(shí)空分布不均缺水問(wèn)題，部分置換了地下水超采并有條件地解決了城市和工業(yè)發(fā)展長(zhǎng)期擠占生態(tài)或農(nóng)業(yè)用水的問(wèn)題。工程總體布局是通過(guò)建設(shè)條件調(diào)查和方案比選在水資源供需平衡分析與合理配置的基礎(chǔ)上確定的，在輸水規(guī)模和調(diào)水線路選擇上綜合考慮了調(diào)入調(diào)出區(qū)水資源現(xiàn)狀與發(fā)展要求；而且，工程設(shè)計(jì)與審查更加注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)、土地占用和移民等問(wèn)題?？傊覈?guó)大型調(diào)水工程建設(shè)在處理復(fù)雜技術(shù)難題和實(shí)施效果方面均已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

【關(guān)鍵詞】調(diào)水工程；水資源配置；關(guān)鍵技術(shù)

引言

我國(guó)是總體缺水和水資源分布很不平衡的國(guó)家。近20年水質(zhì)性與工程性缺水問(wèn)題日益嚴(yán)重，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展被迫以大量超采地下水、或以污染環(huán)境為代價(jià)。水資源的配置與開發(fā)利用已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要因素。目前宏觀政策是以節(jié)能減排，保持水源環(huán)境的可持續(xù)性為發(fā)展建設(shè)基本前提，解決水資源或水質(zhì)性短缺問(wèn)題主要是采取跨流域調(diào)水等工程措施為基本手段。

一、工程總體布局和規(guī)模論證

工程立項(xiàng)首先要明確的就是工程建設(shè)的必要性任務(wù)。近期立項(xiàng)工程均系統(tǒng)地分析了調(diào)入?yún)^(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀、用水結(jié)構(gòu)和節(jié)水水平；分析調(diào)入?yún)^(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求；分析水資源短缺對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約作用以及生態(tài)環(huán)境狀況與水資源的關(guān)系；并在流域規(guī)劃成果和用水發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，考慮現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，確定調(diào)水的可能性、必要性和迫切性。

（1）水資源的供需分析、配置與預(yù)測(cè)

設(shè)計(jì)單位在接受項(xiàng)目任務(wù)時(shí)要以大水利建設(shè)的角度考慮問(wèn)題，要對(duì)工程目標(biāo)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源利用和環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行深入調(diào)查研究；經(jīng)外業(yè)勘查建設(shè)條件，對(duì)調(diào)入?yún)^(qū)在節(jié)水、治污并合理利用當(dāng)?shù)厮Y源基礎(chǔ)上，分析需調(diào)水量，而對(duì)調(diào)出區(qū)應(yīng)考慮生態(tài)與環(huán)境用水基礎(chǔ)上，分析可調(diào)水量。在項(xiàng)目審查過(guò)程中，要求設(shè)計(jì)單位出具供水工程供水量來(lái)源組成，調(diào)入?yún)^(qū)不同行業(yè)及部門用水指標(biāo)及數(shù)量；需水量預(yù)測(cè)應(yīng)遵循從緊的原則，制定可行的節(jié)水方案，并對(duì)預(yù)測(cè)進(jìn)行合理性分析；特別強(qiáng)調(diào)的是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展指標(biāo)的預(yù)測(cè)依據(jù)，應(yīng)在地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展指標(biāo)及遠(yuǎn)景規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行。對(duì)調(diào)出區(qū)應(yīng)重點(diǎn)調(diào)查取水點(diǎn)斷面下游地區(qū)現(xiàn)狀供水工程及供水量、區(qū)域生態(tài)用水情況；其需水量預(yù)測(cè)應(yīng)充分考慮調(diào)出區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和維護(hù)生態(tài)環(huán)境對(duì)水資源的需求。

（2）工程總體布局與規(guī)模

從大的方面看，工程總體布局應(yīng)結(jié)合水資源配置方案擬定，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與征占地等方面進(jìn)行多方案比選。從技術(shù)層面上看，輸水線路布局應(yīng)根據(jù)各區(qū)段的地形地質(zhì)條件、建筑物形式及水源點(diǎn)分布情況開展工作。對(duì)明渠輸水，要確定總干渠分區(qū)段水頭分配，提出控制點(diǎn)水位和全線總體控制性指標(biāo)；對(duì)有壓隧洞和管道輸水方式，應(yīng)確定全線壓力線及壓力控制點(diǎn)、結(jié)合部位的銜接方式、以及掌握現(xiàn)有水源點(diǎn)和可選擇的建設(shè)調(diào)蓄水庫(kù)位置等。

二、輸水工程關(guān)鍵技術(shù)

（1）多目標(biāo)系統(tǒng)調(diào)度

跨流域調(diào)水工程的水資源調(diào)度研究是一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜和多目標(biāo)的決策問(wèn)題，如南水北調(diào)東線第一期、黔中供水、大伙房輸水工程等，涉及調(diào)出區(qū)及調(diào)入?yún)^(qū)多座水庫(kù)及連接兩區(qū)域的輸水工程。系統(tǒng)內(nèi)各調(diào)蓄或輸水工程的任務(wù)不同，城市生活供水、直供與非直供工業(yè)供水、環(huán)境用水等興利目標(biāo)眾多。如黔中水利樞紐各供水目標(biāo)的保證率有較大差異，系統(tǒng)具有隨機(jī)性大、線路長(zhǎng)、目標(biāo)眾多的調(diào)度特點(diǎn)。綜合調(diào)水系統(tǒng)中調(diào)入?yún)^(qū)的徑流量、調(diào)出區(qū)的可調(diào)出水量、供水區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水量等均存在較大的隨機(jī)性；其中農(nóng)業(yè)用水本身又受氣象、水文、作物、土壤等多種因素的復(fù)合影響，目標(biāo)函數(shù)眾多。

（2）長(zhǎng)隧洞施工技術(shù)

深埋長(zhǎng)大隧洞工程選擇施工方法的原則是，優(yōu)先采用先進(jìn)的TBM施工；對(duì)于大規(guī)模斷層破碎帶洞段、可能產(chǎn)生突發(fā)性涌水的巖溶性地層洞段和可掘進(jìn)性差的高石英含量石英砂巖洞段，則應(yīng)采用常規(guī)的、經(jīng)驗(yàn)成熟的鉆爆法施工。采用TBM施工可充分發(fā)揮其掘進(jìn)速度快、施工質(zhì)量穩(wěn)定、安全作業(yè)條件好、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小的優(yōu)勢(shì)；而對(duì)于各種不利地質(zhì)條件洞段，采用經(jīng)驗(yàn)成熟的鉆爆法施工，又可以充分發(fā)揮其機(jī)動(dòng)性和靈活性，確保施工的順利進(jìn)行。

三、有壓輸水安全保障措施

（1）有關(guān)安全問(wèn)題

輸水管線的安全供水包括兩方面內(nèi)容，即在出現(xiàn)事故時(shí)輸水管線仍能保證輸送設(shè)計(jì)流量，保證輸水管線在實(shí)際運(yùn)行中不受到破壞。實(shí)際運(yùn)行中可能造成輸水管線破壞的主要原因有以下方面：突然停電造成停泵水錘引起的最大水錘升壓和最大降壓；管道初次充水及突然停泵再次啟動(dòng)；各站主干管及配水支管上的關(guān)閥水錘；在各種流量下末端閥門關(guān)閉產(chǎn)生水錘及斷流彌合水錘升壓與降壓等。

（2）空氣閥設(shè)置與位置選擇

在輸水管道的適當(dāng)位置設(shè)置空氣閥是保證輸水管線安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一種有效方法。針對(duì)管線開始充水時(shí)管中空氣需要排出；正常運(yùn)行時(shí)水中會(huì)有溶解的空氣隨著溫度的上升或壓力下降從管道中析出；由于管線的放空、瞬變流等情況管線出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，空氣從外部進(jìn)入管中上述三種情況可分別選用空氣釋放閥、空氣/真空閥、及復(fù)合式空氣閥來(lái)解決管線中的進(jìn)、排氣問(wèn)題。

（3）輸水管道調(diào)控（流）閥設(shè)置依據(jù)與作用

調(diào)控閥除可用來(lái)調(diào)控管道的水量外，更主要的作用是用來(lái)削減水庫(kù)高水位時(shí)的多余水頭。調(diào)控閥采用活塞式，該閥不僅具有閘閥、蝶閥啟閉功能，還可通過(guò)活塞的軸向移動(dòng)，調(diào)節(jié)閥門的不同開度，調(diào)控管道的流量和壓力，使之滿足設(shè)計(jì)或運(yùn)行的要求。

四、總結(jié)語(yǔ)

大型調(diào)水工程都進(jìn)行了詳細(xì)的水資源供需平衡與配置分析工作，在輸水規(guī)模和調(diào)水線路選擇上綜合考慮了調(diào)入調(diào)出區(qū)水資源現(xiàn)狀與發(fā)展要求；通過(guò)建設(shè)條件調(diào)查和方案比較確定的工程總體布局基本上是合理的。從目前工程建設(shè)反饋信息看：尚應(yīng)注重水資源與生態(tài)環(huán)境保護(hù)關(guān)系，還可以做到少占用土地，也有的工程提出了調(diào)出區(qū)水源保護(hù)補(bǔ)償要求。從區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展看，調(diào)水工程實(shí)施后有必要進(jìn)一步落實(shí)局部地區(qū)水資源配置和真實(shí)性需求；建議通過(guò)法律程序解決調(diào)水置換地下水超采問(wèn)題，對(duì)城市和工業(yè)發(fā)展長(zhǎng)期擠占生態(tài)用水的替代問(wèn)題也應(yīng)落到實(shí)處。

參考文獻(xiàn)：

[1]龐博，徐宗學(xué).河湖水系連通戰(zhàn)略研究：關(guān)鍵技術(shù)[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境. 2015（S1）