南水北调东线工程.doc

南水北调一.南水北调的背景：南水北调工程于2002年12月27日上午正式开工建设，开工典礼在北京人民大会堂和江苏省、山东省施工现场同时举行，这标志着南水北调工程进入了实施阶段。南水北调三条调水线路互为补充，不可替代。到2050年三条线路调水总规模为448亿立方米，其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米。整个工程将根据实际情况分期实施。二.南水北调工程的路线示意图如下：三. 南水北调工程的目的：1.主要目的是缓解北方地区水资源紧缺问题，特别是华北地区水资源严重不足。缓解我国水资源最紧缺的黄淮海平原地区用水紧张状况。2.工程近期目标是以解决城市缺水为主，兼顾生态和农业用水。四.南水北调东线工程：。1.东线方案中自北向南沟通的水系分别是：海河、黄河、淮河、长江。2.路线： 长江下游江苏扬州附近江都抽引长江水，基本利用京杭大运河及与其平行的河道为输水主干线和分干线逐级提水北送，并连通作为调蓄水库的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖，出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近通过隧洞穿过黄河后可以自流，需新招位临运河进入京杭运河的卫运河、南运河终点到天津。输水主干线全长1156公里；另一路向东，通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海，全长701公里。规划分三期实施。3.东线工程供水范围：涉及苏、皖、鲁、冀、津五省市。由于东线工程输水河道所处位置地势较低，受高程限制，主要供水目标为黄淮海平原东部和山东半岛，解决苏北、山东东部和河北东南部农业以及津浦铁路沿线和山东半岛的城市缺水，并可作为天津市的补充水源？主要受益地区是苏北和山东的鲁西南及胶东地区。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；河北省黑龙港运东地区；天津市及近郊区。优点：东线工程从长江下游引水，水源丰沛，可利用现有泵站和河道，工程较简单，投资较小，易于分期建设。4.工程布置：东线主体工程由输水工程、蓄水工程、供电工程三部分组成。（1）.输水工程：包括输水河道工程、泵站枢纽工程、穿黄河工程。. 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。输水河道90%利用现有河道和湖泊。京杭运河为输水主干线，部分输水河段增设分干线。分干线总长740km，其中黄河以南665km。. 泵站枢纽：由于黄河地势最高，东线的地形以黄河为脊背向南北倾斜，东线工程全线最高处东平湖的蓄水位高于长江水位约40m；从长江调水到黄河南岸需设13个梯级75座抽水泵站，总扬程65m，穿过黄河以北可自流到天津。南水北调东线工程泵站的特点是扬程低(多在26m)、流量大(单机流量一般为1540m3/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。. 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。该穿黄河工程是修建黄河底下隧道，其优缺点：不占空间，对航运没有影响，不易被破坏，不受大气中的自然因素影响，施工成本高。另一种穿黄河工程是跨黄河高空输水渠道，其优缺点是：占用空间，可能妨碍船舶航行，易被破坏，受大气中的自然因素影响，施工成本较低。(2)蓄水工程：长距离输水需要蓄水工程，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省的千顷洼需扩建，并新建河北省大浪淀、浪洼，黄河以北五处平原水库总调节库容14.9亿m3。(3)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kWh，最大年用电量57.5亿kWh。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kWh。5.投资：按1993年价格估算，东线工程投资约200亿元。6.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、河北省黑龙港运东地区、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。东线工程除调水北送任务外，兼有航运、防洪、除涝等综合效益。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。7.东线的难点是：沿线水质污染较重，尤其是南四湖和东平湖周边地区污染特别严重，处理难度较大，；难以解决北京缺水；黄河以南需用电力泵站扬水，运行费用较高；因与江苏省江水北调工程共用输水河道、泵站和湖泊，遇淮河流域干旱或江苏用水高峰期，向北供水的水量和过程难以保证；运行管理复杂。8.东线方案可能引起的环境问题是：土壤盐碱化东线经过盐碱化严重的黄淮海低平原地区，调水使地下水上升而易出现盐碱化问题。9.东线工程的生态环境（1）.调水对长江口地区的影响 ：由于长江径流量大， 调引水量小，调水对引水口以下长江水位、海水上溯、河道淤积、河口拦门沙的位置和长江航运等影响甚微。经物理和数学模型研究结果表明，当长江下游（大通站）平均流量小于5500m3s时；长江口拦门沙位置将上移3km。若东线工程抽江规模达1000m3/s时，为防止在枯水期加重长江口地区的海水上溯，规划提出当长江大通站出现小于9000m3s时，采取“避让措施，减少抽江流量或暂停调引江水。三峡工程建成后，枯季流量平均增加约2000m3s，可进一步减轻枯水期调水对长江口海水上溯的影响。 （2）.关于北方灌区土壤次生盐碱化的问题： 目前，黄淮海平原已经形成比较完善的排水系统，并积累了丰富的防治土壤盐碱化的经验。南水北调东线工程调水仍属补水性质，在一般情况下，不会导致北方灌区土壤次生盐碱化。 （3）.关于血吸虫病区北移 ：根据现场对北纬3315以北地区自然环境中钉螺的生存和繁殖实验以及江苏省江水北调工程的实践证明，因气候原因，大规模调水不会将南方的血吸虫病区扩散到北纬38以北地区。五. 南水北调中线工程：中线第一期工程建设任务：加高丹江口水库大坝，从水库自流引水，沿京广线西侧，经河南、河北到北京、天津，输水干线全长1432公里(其中天津输水干线154公里)，年均调水规模95亿立方米，主要受益地区是北京、天津和河北、河南的严重缺水城市。主体工程工期8年，将于2010年前完成。1. 中线工程方案中经过的省区由南向北依次是：鄂、豫、冀、京。 2.路线：中线工程近期从加坝扩容后的汉江丹江口水库引水，沿线开挖渠道，沿伏牛山和太行山山前即黄淮海平原西部边缘，平原开渠输水，在郑州以西李村附近穿过黄河，沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。输水干线全长1427公里（其中天津输水干线154公里）。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。规划分两期实施。中线工程以加高丹江口水库大坝、总干渠设计引水流量630m3s、加大流量800m3s、调水145亿m3为最佳比选方案。 3.优点：近期从长江支流汉江上的丹江口水库引水，该工程的优点主要在于水源水质好，规划输水干线与现有河道全部立交，水质易于保护；输水渠线所处位置地势较高，能自流输水；能覆盖大的供水面，可解决京、津、冀、豫4省（直辖市）京广铁路沿线的城市供水问题，还有利于改善生态环境。工程投资较大； 4.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。 5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。 （1）.水源区工程： 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。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。 (2)输水工程： 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市境，过永定河后进入北京市区，终点是玉渊潭。总干渠全长1241.2km。 天津干渠自河北省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， 黄河以南渠道纵坡1/25000；黄河以北1/300001/15000。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56m7m。 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。 穿黄河工程中线穿黄工程位置示意图 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园形断面隧道。 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。穿越黄河线路即李村线位于郑州市以西约30公里的孤柏湾处，起点为黄河南岸王村化肥厂南，终点为黄河北岸温县南张羌乡马庄东，渠段全长19304.5米。起、终点设计水位差10米，北调之水将自流穿过黄河。穿越黄河选定双线平行布置的隧洞方式，是穿黄工程最重要的建筑物，每条隧洞长3.45公里，隧洞内径7米，邙山斜洞段长800米。隧洞工程将采用盾构掘进、管片衬砌与壁后注浆、隧洞环向预应力混凝土二次衬砌的整套先进技术进行施工。工程概算投资为31.37亿元。主体工程施工工期为51个月。 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。中线工程主要向唐白河流域、淮河中上游和海河流域西部平原的湖北、河南、河北、北京及天津五省市供水，重点解决北京、天津、石家庄等沿线20多座大中城市的缺水，并兼顾沿线生态环境和农业用水。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。总干渠从陶岔渠首至北京团城湖长1277公里，天津干渠从河北省徐水县分水至天津外环河长154公里。规划中线工程调水规模130亿立方米。考虑到受水区经济、社会与环境的协调发展对水资源的需求，中线工程分两期建设。第一期工程：年调水量95亿立方米。主体工程项目主要包括加高丹江口水库大坝并进行移民、建设输水总干渠工程和调蓄水库、兴建汉江中下游4项治理工程等。第一期主体工程工期为8年。第二期工程：在第一期工程的基础上扩大输水能力，多年平均年调水规模达到130亿立方米。中线工程将由两个主要部分组成，水源区工程和输水系统。水源区工程为丹江口大坝续建和汉江中、下游补偿工程。后者包括从汉江输水主干渠和天津干渠。如果丹江口水库扩建完成，正常蓄水位170米时，总库容到290.5亿立方米。比初期增加库容116亿立方米，增加有效调节库容88亿立方米，增加防洪库容33亿立方米。水库年平均可调水量将为120140亿立方米，枯水年（95%保证率）为62亿立方米。为避免对汉江中下游的工业、农业及航运用水可能的不利影响，需兴建汉江兴隆枢纽、引江济汉工程，改扩建沿岸部分引水闸站，整治局部航道等四项工程，以保证调出区工农业发展、航运及环境用水。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黄的范围限制，走向明确。总干渠开始于陶岔渠首，沿已建8公里渠道延伸，沿伏牛山南麓向东北，经南阳过白河跨方城垭口分水岭，经宝丰、禹州、新郑西部，于河南省省会郑州市西北部李村穿过黄河，在太行山东麓与京广线之间沿华北平原延伸， 过唐县进入丘陵区，穿过北拒马河进入首都北京，穿永定河进入北京市区，终点团城湖，总长1273.72公里。总干渠渠首设计水位147.38米，终点48.57米，能沿全线自流。天津主渠总长154km，从河北省徐水县西黑山北部分水口到天津西河闸。总干渠在河南省郑州附近过黄河，穿黄工程规模大，问题复杂，投资多，是总干渠关键的建筑物，经多方案综合研究比较认为，渡槽和隧洞倒虹两种型式技术上均可行。由于隧洞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，推荐采用李村隧洞方案。一期穿黄隧洞加大设计输水能力320m3/s，采用两条直径7.0米隧道。中线工程的环保问题1995年已完成南水北调中线工程环境影响评价报告书，并经原国家环保局审查同意。由于加高丹江口大坝，改变了丹江口水库及汉江中下游水文情势，削减了洪峰流量，对中下游的防洪有利，但也给生态环境带来一些不利影响，主要评价结论如下：1、移民环境问题由于丹江口水库淹没耕地20万亩和移民22万人（1990年调查），数量较大，如全部就地安置移民，将会加大库区环境压力，除就地安置一部分移民外，还可采取综合措施和外迁移民到新增灌区安置等措施予以妥善解决。2、对汉江中下游水文情势的影响调水130140亿m3占丹江口坝址断面径流量的13，占汉江流域径流量的22，可能会引起汉江中下游水文情势变化，采取综合补偿措施后，可以基本消除不利影响。3、对中下游航运的影响调水130140亿m3，河道水位将下降0.6至1.0米，对航运和沿江的引水有一定影响，采取建设梯级枢纽后可以消除。4、对下游河道造床运动的影响调水130140亿m3（引水规模500m3s），对汉江中下游出现8001000m3s的天数减少约20天，出现10003000m3s的天数减少约100天，对汉江下游河道冲淤和环境容量有一定影响，采取引江济汉（引水500m3s）补水，可以避免或减轻其不利影响（图12）。5、第一期调水对环境影响不大中线第一期工程的调水规模为8090亿m3。丹江口大坝加高后，丹江口水库由年调节改善为不完全多年调节，增加调节库容116亿m3。通过合理调度丹江口水库下泄流量，调水对汉江中下游水位的影响不大，对枯水期的水位还有所改善，可保持现有水电站发电效益。六.南水北调西线工程1.从长江上游引水入黄河，是解决我国西北地区和华北部分地区干旱缺水的战略性工程。2.可调水量与供水范围：六十年代曾考虑从通天河、雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江等五条河调水方案，工程规模过大，可作为远景轮廓设想。近十年，集中研究从通天河, 雅砻江, 大渡河三条河的引水方案，据初步研究结果，从这三条河最大的引水量约170亿，其中包括通天河80亿，雅砻江、大渡河干流50亿，雅砻江、大渡河支流40亿，供水范围范围初步考虑为为青海, 甘肃, 陕西,山西、宁夏、 内蒙 六省市。3工程布置 黄河与长江之间有巴颜喀拉山阻隔，黄河河床高于长江相应河床80450m。调水工程需筑高坝壅水或用泵站提水，并开挖长隧洞穿过巴颜喀拉山。引水方式考虑自流和提水两种。无论采取哪种引水方式，都要修建高200m左右的高坝和开挖100km以上的长隧洞。引水线路初步研究如下： 1雅砻江引水线 从雅砻江长须附近修建枢纽，自流引水到黄河支流恰给弄。枢纽坝高175m，线路全为隧洞，全长131km。 2通天河引水线 此方案系与雅砻江引水联合开发，即在雅砻江引水先期开发条件下的二期工程。在通天河同加附近建枢纽自流引水到雅砻江，再由雅砻江引水到黄河支流恰给弄。枢纽坝高302m，线路全为隧洞，全长289km，其中同加到雅砻江158km，雅砻江到黄河131km。 3大渡河引水线 在大渡河上游足木足河斜尔尕附近修建枢纽抽水到黄河支流贾曲。枢纽坝高296m，线路全长30km，其中隧洞长28.5km。泵站抽水扬程458m，年用电量71亿kWh。工程效益 西线工程三条河调水约200亿m3，可为青、甘、宁、蒙、陕、晋六省区发展灌溉面积3000万亩，提供城镇生活和工业用水90亿m3。促进西北内陆地区经济发展和改善西北黄土高原的生态环境。技术可行性西线工程地处青藏高原东南部，海拔30005000m，属高寒缺氧地区，自然环境较为恶劣，交通不便，在此高寒地区建造200m左右的高坝和开凿埋深数百米，长达100km以上的长隧洞，同时这里又是我国地质构造最复杂的地区之一处于褶皱强烈、活动断裂较为发育的强地震带，地质条件较为复杂，地震烈度大都在67度，局部89度，工程技术复杂，难点相对较多，工程投资大。施工环境困难。还须加深前期工作，积极开展科学研究和技术攻关解决这些难点。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海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等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，必要时也可相机向黄河下游补水。规划总调水规模170亿立方米，分三期实施，其中第一期调水40亿立方米，第二期调水50亿立方米，第三期调水80亿立方米。西线工程：西线位于最高一级青藏高原，地形上能控制整个西北和华北，但由于长江上游的水量有限，仅能为黄河上中游的西北地区补水。黄河与长江之间有巴颜喀拉山相隔，黄河河床高于长江相应河床80450米。调水工程需筑高坝壅水或水泵提水，并开挖长隧洞穿过巴颜喀拉山。引水方式考虑自流和提水两种。无论采取那种引水方式，都要修建高200米左右的高坝和开挖100公里以上的长隧洞。该工程引水的水源点多，调水区的水质好，但因地处长江上游，水量相对有限。南水北调工程是缓解中国北方水资源严重短缺、优化配置水资源的重大战略性基础设施，关系到经济社会可持续发展和子孙后代的长远利益。经过50年的勘测、规划和研究，在分析比较50多种规划方案的基础上，分别在长江下游、中游、上游规划了三个调水区，形成了南水北调工程东线、中线、西线三条调水线路。通过三条调水线路，与长江、淮河、黄河、海河相互联接，构成我国水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的总体格局，形成中国的大水网。这样的总体布局，有利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局，对协调北方地区东部、中部和西部可持续发展对水资源的需求，具有重大的战略意义。南水北调工程是一个科学的工程，是一个可持续发展工程，是一个具有综合效益的工程，其具有显著的社会效益、经济效益和生态效益。 社会效益：首先是解决北方地区的水资源短缺问题，促进这一地区经济、社会的发展和城市化进程，还可以解决700万人长期饮用高氟水和苦咸水的问题。南水北调实现以后，将构筑成“南北调配，东西互济”的大水网格局，可以促进北方地区经济的发展，增强了当地的水资源承载能力。经济效益：除了间接促进我国的经济发展和社会进步外，由于对南水北调工程投入了大量资金，据总体规划阶段初步估算，仅此项每年可以拉动中国经济0.12个百分点。调水工程通水后，我国北方增加了水资源的供给，每年将增加工农业产值500亿元。另外，由于调水工程的实施，每年可安排15万人就业。生态效益：东、中线一期调水工程实施以后，受水区的地下水超采局面可以得到遏制，同时还可以增加生态和农业供水60亿立方米左右，使北方地区生态环境恶化的趋势得到遏制，并逐步恢复和改善生态环境。