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南水北调
总体布局：
从五十年代提出“南水北调”的设想后,经过几十年研究,南水北调的总体布局确定为：分别从长江上、中、下游调水,以适应西北、华北各地的发展需要,即南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程.
南水北调工程分东、中、西三条调水线路.建成后与长江、淮河、黄河、海河相互联接,将构成我国水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的总体格局.
【南水北调中线工程】
中线工程：从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水,沿规划线路开挖渠道输水,沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后,经黄淮海平原西部边缘在郑州以西孤柏嘴处穿过黄河,继续沿京广铁路西侧北上,可基本自流到北京、天津.规划分两期实施.
近期从长江支流汉江上的丹江口水库引水,沿伏牛山和太行山山前平原开渠输水,终点北京.远景考虑从长江三峡水库或以下长江干流引水增加北调水量.中线工程具有水质好,覆盖面大,自流输水等优点,是解决华北水资源危机的一项重大基础设施.
中线工程的前期研究工作始于50年代初,40多年来,长江水利委员会与有关省市、部门进行了大量的勘测、规划、设计和科研工作.
1994年元月水利部审查通过了长江水利委员会编制的[url]《南水北调中线工程可行性研究报告》,并上报国家计委建议兴建此工程.
西线工程：在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库,开凿穿过长江与黄河的的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞,调长江水入黄河上游.西线工程的供水目标主要是解决涉及青、甘、宁、内蒙古、陕、晋等6省（自治区）黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题.结合兴建黄河干流上的骨干水利枢纽工程,还可以向邻近黄河流域的甘肃河西走廊地区供水,必要时也可向黄河下游补水.
【可调水量与供水范围】
中线工程可调水量按丹江口水库后期规模完建,正常蓄水位170m条件下,考虑2020年发展水平在汉江中下游适当做些补偿工程,保证调出区工农业发展、航运及环境用水后,多年平均可调出水量141.4亿m3,一般枯水年(保证率75%),可调出水量约110亿m3.
供水范围主要是唐白河平原和黄淮海平原的西中部,供水区总面积约15.5万km2.因引汉水量有限,不能满足规划供水区内的需水要求,只能以供京、津、冀、豫、鄂五省市的城市生活和工业用水为主,兼顾部分地区农业及其他用水.
【工程布置】
南水北调中线主体工程由水源区工程和输水工程两大部分组成.水源区工程为丹江口水利枢纽后期续建和汉江中下游补偿工程；输水工程即引汉总干渠和天津干渠.
(一)水源区工程
1．丹江口水利枢纽续建工程
丹江口水库控制汉江60%的流域面积,多年平均天然径流量408.5亿m3,考虑上游发展,预测2020年入库水量为385.4亿m3.
丹江口水利枢纽在已建成初期规模的基础上,按原规划续建完成,坝顶高程从现在的162m,加高至176.6m,设计蓄水位由157m提高到170m,总库容达290.5亿m3,比初期增加库容116亿m3,增加有效调节库容88亿m3,增加防洪库容33亿m3.
丹江口水库后期规模正常蓄水位170m时,将增加淹没处理面积370km2,据1992年调查,主要淹没实物指标为：
人口：22.4万人
房屋：479.4万m2
耕地：23.5万亩
工矿企业：120个(合乡镇企业),淹没固定资产原值1.2亿元.
2．汉江中下游补偿工程
为免除近期调水对汉江中下游的工农业及航运等用水可能产生的不利影响,需兴建：干流渠化工程兴隆或碾盘山枢纽,东荆河引江补水工程,改建或扩建部分闸站和增建部分航道整治工程.
(二)输水工程
1．总干渠
黄河以南总干渠线路受已建渠首位置、江淮分水岭的方城垭口和穿过黄河的范围限制,走向明确.黄河以北曾比较利用现有河道输水和新开渠道两类方案,从保证水质和全线自流两方面考虑选择新开渠道的高线方案.
总干渠自南阳市淅川县陶岔渠首引水,沿已建成的8km渠道延伸,在伏牛山南麓山前岗垅与平原相间的地带,向东北行进,经南阳过白河后跨江淮分水岭方城垭口入淮河流域.
经宝丰、禹州、新郑西,在郑州西北孤柏咀处穿越黄河.然后沿太行山东麓山前平原,京广铁路西侧北上,至唐县进入低山丘陵区,过北拒马河进入北京境,过永定河后进入北京区,终点是玉渊潭.总干渠全长1241.2km.
天津干渠自河北徐水县西黑山村北总干渠上分水向东至天津西河闸,全长142km.
总干渠渠首设计水位147.2m,终点49.5m,全线自流,主要控制点水位、流量为：
控制点或渠段 设计流量(m3/s) 设计水位(黄海标高)(m)
渠首～方城 630(加大800) 147.2～137.8
过黄河 500 119.5～106.0
进河北 415 91.3
进北京 70 61.1
进玉渊潭 40 49.5
天津干渠 70 64.9～2.7
黄河以南渠道纵坡1/25000；黄河以北1/30000～1/15000.渠道全线按不同土质,分别采用混凝土,水泥土,喷浆抹面等方式全断面衬砌,防渗减糙.
渠道设计水深随设计流量由南向北递减,由渠首9.5m到北京3.5m,底宽由56m～7m.
总干渠的工程地质条件和主要地质问题已基本清楚.对所经膨胀土和黄土类渠段的渠坡稳定问题、饱和砂土段的震动液化问题和高地震裂度段的抗震问题、通过煤矿区的压煤及采空区塌陷问题等在设计中采取相应工程措施解决.
总干渠沟通长江、淮河、黄河、海河四大流域,需穿过黄河干流及其他集流面积lOkm2以上河流219条,跨越铁路44处,需建跨总干渠的公路桥571座,此外还有节制闸、分水闸、退水建筑物和隧洞、暗渠等,总干渠上各类建筑物共936座,其中最大的是穿黄河工程.天津干渠穿越大小河流48条,有建筑物119座.
2．穿黄河工程
总干渠在黄河流域规划的桃花峪水库库区穿过黄河,穿黄工程规模大,问题复杂,投资多,是总干渠上最关键的建筑物.经多方案综合研究比较认为,渡槽和隧道倒虹两种型式技术上均可行.由于隧道方案可避免与黄河河势、黄河规划的矛盾,盾构法施工技术国内外都有成功经验可借鉴,因此结合两岸渠线布置,推荐采用孤柏咀隧道方案.
穿黄河隧道工程全长约7.2km,设计输水能力500m3/s,采用两条内径8.5m圆形断面隧道.
(三)主要工程量和投资
土方开挖 6.O亿m3；
石方开挖 O.6亿m3；
土石方填筑 2.3亿m3；
混凝土 1583万m3；
衬砌水泥土 718万m3；
钢筋钢材 70万t；
永久占地 42.2万亩(含库区淹没23.5万亩)
临时占地 11万亩
中线工程控制进度的主要因素是丹江口库区移民和总干渠工程中的穿黄河工程.穿黄河工程采用盾构机开挖,工期约需六年,并需考虑工程筹建期.
按1993年底价格水平估算,工程静态总投资约400亿元.
【工程效益】
中线工程可缓解京、津、华北地区水资源危机,为京、津及河南、河北沿线城市生活、工业增加供水64亿m3,增供农业30亿m3.大大改善供水区生态环境和投资环境,推动我国中部地区的经济发展.
丹江口水库大坝加高提高汉江中下游防洪标准,保障汉北平原及武汉市安全.
从长江下游引水,基本沿京杭运河逐级提水北送,向黄淮海平原东部供水,终点天津.
东线工程自50年代初就有设想,1972年华北大旱后,水电部组织进行研究.二十多年来由南水北调规划办公室牵头,淮河水利委员会、海河水利委员会、水利部天津勘测设计院与有关省市、部门协作做了大量勘测、设计、科研工作.1976年提出《南水北调近期工程规划报告》,上报国务院,并进行初审.1983年3月国务院批准了水电部上报的《南水北调东线第一期工程可行性研究报告》.1993年9月水利部会同有关省市共同审查并通过《南水北调东线工程修订规划报告》和《甫水北调东线第一期工程可行性研究修订报告》.
【工程规模与调水量】
长江下游水量丰富,多年平均入海水量约9600亿m3,即使在特枯年也有6000多亿m3,东线工程从长江下游抽水,水源充沛,调水量取决于引水工程规模.
规划中考虑了东线工程合理的最终规模,以2020年发展水平为目标的规划规模和在本世纪内把水调到华北的第一期工程规模.
【东线工程】
东线工程供水范围：涉及苏、皖、鲁、冀、津五省市.具体为：苏北除里下河腹部及其以东和北部高地外的淮河下游平原；安微省蚌埠以下淮河两岸、淮北市以东的新汴河两岸及天长县部分地区；山东省的南四湖周边、韩庄运河和梁济运河侧、胶东地区部分城市及鲁北非引黄灌区；河北黑龙港运东地区；天津市及近郊区.
【工程布置】
南水北调东线工程是在现有的江苏省江水北调工程、京杭运河航道工程和治淮工程的基础上,结合治淮计划兴建一些有关工程规划布置的.东线主体工程由输水工程、蓄水工程、供电工程三部分组成.
(一)输水工程
包括输水河道工程、泵站枢纽工程、穿黄河工程.
1．输水河道
引水口有淮河入长江水道口三江营和京杭运河入长江口六圩两处.输水河道工程从长江到天津输水主干线全长1150km,其中黄河以南651km,穿黄河段9km,黄河以北490km.分干线总长740km,其中黄河以南665km.输水河道90%利用现有河道.
2．泵站枢纽
东线的地形以黄河为脊背向南北倾斜,引水口比黄河处地面低40余米.从长江调水到黄河南岸需设13个梯级抽水泵站,总扬程65m,穿过黄河可自流到天津.
黄河以南除南四湖内上、下级湖之间设一个梯级,其余各河段上设三个梯级.黄河以南输水干线上设泵站30处；主干线上13处,分干线上17处,设计抽水能力累计共10200m3/s,装机容量101.77万kW,其中可利用现有泵站7处,设计抽水能力1100m3/s,装机容量11.05万kW.一期工程仍设13个梯级,泵站23处,装机容量45.37万kW.
黄河以北各蓄水洼淀进出口设5处抽水泵站,设计抽水能力共326m3/s,装机容量1.46万kW.
南水北调东线工程泵站的特点是扬程低(多在2～6m)、流量大(单机流量一般为15～40m3/s)、运行时间长(黄河以南泵站约5000小时/年),部分泵站兼有排涝任务,要求泵站运转灵活、效率高.
3．穿黄河工程
选定在山东东平县与东阿县之间黄河底下打隧洞方案.通过多年地质勘探和穿黄勘探试验洞开挖,查明了河底基岩构造和岩溶发育情况,并成功解决了河底隧洞堵漏开挖的施工难题.
穿黄工程从东平湖出湖闸至位临运河进口全长8.67km,其中穿黄河工程的倒虹隧洞段长634m,平洞段在黄河河底下70m深处,为两条洞径9.3m的隧洞.第一期工程先开挖一条.
(二)蓄水工程
东线工程沿线黄河以南有洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等湖泊,略加整修加固,总计调节库容达75.7亿m3,不需新增蓄水工程.黄河以北现有天津市北大港水库可继续使用,天津市团泊洼和河北的千顷洼需扩建,并新建河北大浪淀、浪洼,黄河以北五处平原水库总调节库容14.9亿m3.
(三)供电工程
黄河以南有泵站30处,新增装机容量88.77万kW,多年平均用电量38.2亿kW·h,最大年用电量57.5亿kW·h.第一期工程有泵站23处,新增装机34.32万kW,年平均用电量19亿kW·h.
(四)主要工程量和投资
总体规划 一期工程
土(石)方工程 (亿m3) 7.76 3.04
其中黄河以南 (亿m3) 5.33 1.76
混凝土 (万m3) 529 143
新增泵站装机 (万kW) 92.18 34.41
新建输电线路 (km) 1326 1282
永久和临时占地 (万亩) 33.91 30.2l
房屋拆迁 (万间) 7.6 7.6
按1993年价格估算,东线工程投资约200亿元.第一期工程约94亿元.
【工程效益】
东线工程可为苏、皖、鲁、冀、津五省市净增供水量143.3亿m3,其中生活、工业及航运用水66.56亿m3.农业76.76亿m3.
东线工程实施后可基本解决天津市、河北黑龙港运东地区、山东鲁北、鲁西南和胶东部分城市的水资源紧缺问题,并具备向北京供水的条件.促进环渤海地带和黄淮海平原东部经济发展,改善因缺水而恶化的环境.
为京杭运河济宁至徐州段的全年通航保证了水源.使鲁西和苏北两个商品粮基地得到巩固和发展.
南水北调工程是实现我国水资源优化配置的战略举措.受地理位置、调出区水资源量等条件限制,西、中、东三条调水线路各有其合理的供水范围,相互不能替代,可根据各地区经济发展需要；前期工作情况和国家财力状况等条件分步实施.