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文檔簡(jiǎn)介
新世紀(jì)的宏偉工程——南水北調(diào)工程新世紀(jì)的宏偉工程1南水北調(diào)由來(lái)50年前,毛澤東在“長(zhǎng)江”艦上聽(tīng)取長(zhǎng)江水利委員會(huì)主任林一山的匯報(bào)后提出:“南方水多,北方水少,能不能從南方借點(diǎn)水給北方?”這是南水北調(diào)最初的設(shè)想。此后的50年間,水利部、長(zhǎng)江委、黃委及有關(guān)部門(mén)為此展開(kāi)了大量工作,最終形成了東、中、西三條線(xiàn)路的調(diào)水方案。南水北調(diào)由來(lái)50年前,毛澤東在“長(zhǎng)江”艦上聽(tīng)取長(zhǎng)江水利委員會(huì)2為什么要進(jìn)行南水北調(diào)我國(guó)水土資源分布很不均衡,長(zhǎng)江流域及其以南耕地面積不到全國(guó)40%,河流徑流量卻占全國(guó)的80%以上;而黃淮海三大流域和西北內(nèi)陸的面積占全國(guó)50%,耕地占45%,人口占36%,水資源總量只有全國(guó)的12%。因?yàn)樗Y源缺乏,不得不擠占生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水、超采地下水,導(dǎo)致地下水位下降、形成漏斗,地面下沉、部分已低于海平面,造成生態(tài)環(huán)境惡化。缺水已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素,影響到京津華北地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。為什么要進(jìn)行南水北調(diào)我國(guó)水土資源分布很不均衡,長(zhǎng)江流域及其以3黃淮海流域水資源分布與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不相適應(yīng)
(2000年)耕地面積人口國(guó)民生產(chǎn)總值水資源量7.2%糧食產(chǎn)量36.1%34.6%35%3.13萬(wàn)億元1.7億噸4.38億人2023億m37.0億畝36.8%人均水資源量462m321.3%黃淮海流域水資源分布與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不相適應(yīng)
(2000年)耕4南水北調(diào)三條線(xiàn)路示意圖南水北調(diào)三條線(xiàn)路示意圖5南水北調(diào)總體布局總體布局:分別從長(zhǎng)江上、中、下游調(diào)水,以適應(yīng)西北、華北各地的發(fā)展需要,即南水北調(diào)西線(xiàn)工程、南水北調(diào)中線(xiàn)工程和南水北調(diào)東線(xiàn)工程。南水北調(diào)東線(xiàn)、中線(xiàn)、西線(xiàn)工程與長(zhǎng)江、黃河、淮河和海河四大江河相連接,構(gòu)建“四橫三縱”的水網(wǎng)體系,實(shí)現(xiàn)水資源“南北調(diào)配、東西互濟(jì)”的合理配置目標(biāo),對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。南水北調(diào)總體布局總體布局:分別從長(zhǎng)江上、中、下游調(diào)水,以適應(yīng)6南水北調(diào)中線(xiàn)工程1課件7南水北調(diào)三條線(xiàn)路簡(jiǎn)介中國(guó)大陸地勢(shì)形成三個(gè)階梯。西線(xiàn)工程在最高一級(jí)的青藏高原上,地形上可以控制整個(gè)西北和華北,因長(zhǎng)江上游水量有限,只能為黃河上中游的西北地區(qū)和華北部分地區(qū)補(bǔ)水。中線(xiàn)工程從第三階梯西側(cè)通過(guò),從長(zhǎng)江中游及其支流漢江引水,可自流供水給黃淮海平原大部分地區(qū)。東線(xiàn)工程位于第三階梯東部,因地勢(shì)低需抽水北送。三條引水線(xiàn)路各有主要供水范圍,是相容互補(bǔ)的關(guān)系,不能替代。南水北調(diào)三條線(xiàn)路簡(jiǎn)介中國(guó)大陸地勢(shì)形成三個(gè)階梯。西線(xiàn)工程在最高8南水北調(diào)
中線(xiàn)工程概況南水北調(diào)
中線(xiàn)工程概況9工程規(guī)劃近期從長(zhǎng)江支流漢江上的丹江口水庫(kù)引水,沿伏牛山和太行山山前平原開(kāi)渠輸水,自流向北輸水到河南、河北、北京、天津四省市;從清泉溝向南引水,自流向湖北省供水。遠(yuǎn)景考慮從長(zhǎng)江三峽水庫(kù)引水入丹江口水庫(kù),進(jìn)一步提高供水保證率。中線(xiàn)工程具有水質(zhì)好,覆蓋面大,自流輸水等優(yōu)點(diǎn),是解決華北水資源危機(jī)的一項(xiàng)重大基礎(chǔ)設(shè)施。工程規(guī)劃近期從長(zhǎng)江支流漢江上的丹江口水庫(kù)引水,沿伏牛山和太行10南水北調(diào)中線(xiàn)工程線(xiàn)路示意圖南水北調(diào)中線(xiàn)工程線(xiàn)路示意圖11調(diào)水方案前期工作對(duì)南水北調(diào)中線(xiàn)的建設(shè)有多種實(shí)施方案,就水源工程而言主要有兩種:一是加高丹江口大壩、移民、調(diào)水145億m3方案;二是大壩暫不加高、不移民、調(diào)水75或106億m3方案。1996年水利部組織進(jìn)行的南水北調(diào)工程論證和1998年國(guó)家計(jì)委組織進(jìn)行的南水北調(diào)工程審查所做出的報(bào)告,通過(guò)多種方案綜合比較,均推薦加壩調(diào)水方案,此方案也得到水源區(qū)和供水區(qū)的一致贊同。調(diào)水方案前期工作對(duì)南水北調(diào)中線(xiàn)的建設(shè)有多種實(shí)施方案,就水源工12供水范圍
國(guó)務(wù)院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴(yán)重的缺水狀況,以解決沿線(xiàn)城市用水為主。中線(xiàn)調(diào)水工程的主要供水目標(biāo)是京津華北地區(qū),主要供水對(duì)象是北京、天津以及鄭州、石家莊等城市生活和工業(yè)用水,兼顧部分地區(qū)農(nóng)業(yè)及其他用水。供水范圍主要是唐白河平原和黃淮海平原的西中部,總面積約15.5萬(wàn)km2。供水范圍國(guó)務(wù)院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴(yán)重的缺水13工程布置
南水北調(diào)中線(xiàn)主體工程由水源區(qū)工程和輸水工程兩大部分組成。水源區(qū)工程為丹江口水利樞紐后期續(xù)建和漢江中下游補(bǔ)償工程;輸水工程即引漢總干渠和天津干渠。工程布置南水北調(diào)中線(xiàn)主體工程由水源區(qū)工程和輸水工程兩大部分14水源區(qū)工程水源區(qū)工程15丹江口水利樞紐續(xù)建工程丹江口水利樞紐在已建成初期規(guī)模的基礎(chǔ)上,按原規(guī)劃續(xù)建完成,壩頂高程從初期的162m,加高至176.6m,設(shè)計(jì)蓄水位由157m提高到170m,總庫(kù)容達(dá)290.5億m3,比初期增加庫(kù)容116億m3,增加有效調(diào)節(jié)庫(kù)容88億m3,增加防洪庫(kù)容33億m3。丹江口水利樞紐續(xù)建工程丹江口水利樞紐在已建成初期規(guī)模的基礎(chǔ)上16漢江中下游補(bǔ)償工程
為免除調(diào)水對(duì)漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運(yùn)等用水可能產(chǎn)生的不利影響,需興建:干流渠化工程興隆或碾盤(pán)山樞紐,東荊河引江補(bǔ)水工程,改建或擴(kuò)建部分閘站和增建部分航道整治工程。漢江中下游補(bǔ)償工程為免除調(diào)水對(duì)漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運(yùn)等用17輸水工程
輸水工程18總干渠(1)總干渠自陶岔渠首引水,沿已建成的8km渠道延伸,在伏牛山南麓山前崗垅與平原相間的地帶,向東北行進(jìn),經(jīng)南陽(yáng)過(guò)白河后跨江淮分水嶺方城埡口入淮河流域。經(jīng)寶豐、禹州、新鄭西,在鄭州西北孤柏咀處穿越黃河。然后沿太行山東麓山前平原,京廣鐵路西側(cè)北上,至唐縣進(jìn)入低山丘陵區(qū),過(guò)北拒馬河進(jìn)入北京市境,過(guò)永定河后進(jìn)入北京市區(qū),終點(diǎn)是玉淵潭??偢汕L(zhǎng)1241.2km。天津干渠自河北省徐水縣西黑山村北總干渠上分水向東至天津西河閘,全長(zhǎng)142km。
總干渠(1)總干渠自陶岔渠首引水,沿已建成的8km渠道延伸19總干渠的工程地質(zhì)條件和主要地質(zhì)問(wèn)題已基本清楚。對(duì)所經(jīng)膨脹土和黃土類(lèi)渠段的渠坡穩(wěn)定問(wèn)題、飽和砂土段的震動(dòng)液化問(wèn)題和高地震裂度段的抗震問(wèn)題、通過(guò)煤礦區(qū)的壓煤及采空區(qū)塌陷問(wèn)題等在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)工程措施解決。總干渠溝通長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域,需穿過(guò)黃河干流及其他集流面積10km2以上河流219條,跨越鐵路44處,需建跨總干渠的公路橋571座,此外還有節(jié)制閘、分水閘、退水建筑物和隧洞、暗渠等,總干渠上各類(lèi)建筑物共936座,其中最大的是穿黃河工程。天津干渠穿越大小河流48條,有建筑物119座。
總干渠(2)總干渠的工程地質(zhì)條件和主要地質(zhì)問(wèn)題已基本清楚。對(duì)所經(jīng)膨脹土和20總干渠渠首設(shè)計(jì)水位147.2m,終點(diǎn)49.5m,全線(xiàn)自流,主要控制點(diǎn)水位、流量為:控制點(diǎn)或渠段設(shè)計(jì)流量(m3/s)設(shè)計(jì)水位(黃海標(biāo)高)(m)渠首~方城630(加大800)147.2~137.8過(guò)黃河500119.5~106.0進(jìn)河北41591.3進(jìn)北京7061.1進(jìn)玉淵潭4049.5天津干渠7064.9~2.7總干渠(3)總干渠渠首設(shè)計(jì)水位147.2m,終點(diǎn)49.5m,全線(xiàn)自流,主21穿黃河工程
總干渠在黃河流域規(guī)劃的桃花峪水庫(kù)庫(kù)區(qū)穿過(guò)黃河,穿黃工程規(guī)模大,問(wèn)題復(fù)雜,投資多,是總干渠上最關(guān)鍵的建筑物。經(jīng)多方案綜合研究比較認(rèn)為,渡槽和隧道倒虹兩種型式技術(shù)上均可行。由于隧洞方案可避免與黃河河勢(shì)、黃河規(guī)劃的矛盾,盾構(gòu)法施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外都有成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒,因此結(jié)合兩岸渠線(xiàn)布置,推薦采用孤柏咀隧洞方案。
穿黃河隧道工程全長(zhǎng)約7.2km,設(shè)計(jì)輸水能力500m3/s,采用兩條內(nèi)徑8.5m圓形斷面隧道。
穿黃河工程總干渠在黃河流域規(guī)劃的桃花峪水庫(kù)庫(kù)區(qū)穿過(guò)黃河,穿22穿黃河工程示意圖穿黃河工程示意圖23
主要工程量和投資
土方開(kāi)挖6.0億m3;
石方開(kāi)挖0.6億m3;土石方填筑2.3億m3;
混凝土1583萬(wàn)m3;襯砌水泥土718萬(wàn)m3;
鋼筋鋼材70萬(wàn)t;永久占地42.2萬(wàn)畝(含庫(kù)區(qū)淹沒(méi)23.5萬(wàn)畝);臨時(shí)占地11萬(wàn)畝;中線(xiàn)工程控制進(jìn)度的主要因素是丹江口庫(kù)區(qū)移民和總干渠工程中的穿黃河工程。穿黃河工程采用盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖,工期約需六年,并需考慮工程籌建期。主要工程量和投資土方開(kāi)挖6.0億m3;
24工程效益
中線(xiàn)工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機(jī),為京、津及河南、河北沿線(xiàn)城市生活、工業(yè)增加供水64億m3,增供農(nóng)業(yè)30億m3。大大改善供水區(qū)生態(tài)環(huán)境和投資環(huán)境,推動(dòng)我國(guó)中部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
丹江口水庫(kù)大壩加高提高了漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn),保障漢北平原及武漢市安全。南水北調(diào)中線(xiàn)工程建成后多年平均經(jīng)濟(jì)效益309.17億元,其中:工業(yè)及城鎮(zhèn)生活供水效益多年平均277.76億元;灌溉及其他供水效益多年平均26.55億元;防洪效益多年平均4.86億元。
工程效益中線(xiàn)工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機(jī),為京、津25防洪效益
丹江口水庫(kù)大壩加高后,防洪庫(kù)容比初期規(guī)模增加33.1億m3,調(diào)洪作用加大,漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)可由目前20年一遇提高至100年一遇,減少漢江中下游的洪災(zāi)損失,大大減輕長(zhǎng)江漢口段防洪壓力。遇100年一遇以下洪水,杜家臺(tái)分蓄洪區(qū)使用機(jī)率大為減少。如果出現(xiàn)200年一遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水,通過(guò)水庫(kù)適當(dāng)超蓄,中游民垸配合分洪,可使下游河段流量控制在允許范圍之內(nèi),從而為確保兩岸干堤安全創(chuàng)造了條件。防洪效益丹江口水庫(kù)大壩加高后,防洪庫(kù)容比初期規(guī)模增加33.26供水效益
按照中線(xiàn)工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長(zhǎng),丹江口水庫(kù)大壩加高后,近期可以向京、津、冀、豫、鄂五省市年均供水量95億m3,有效緩解供水區(qū)的水資源緊缺局面,后期可調(diào)水130~140億m3左右,可基本滿(mǎn)足2030年城市需水要求,進(jìn)一步改善京、津、華北用水條件,支撐經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善。供水效益按照中線(xiàn)工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長(zhǎng),丹27發(fā)電效益
丹江口水電站水輪機(jī)組是按丹江口水庫(kù)最終規(guī)模選擇的,初期規(guī)模正常蓄水位157m運(yùn)行時(shí),機(jī)組達(dá)不到預(yù)想出力。丹江口大壩加高后,由于水頭增加,目前電站機(jī)組預(yù)想出力受阻的情況將得到改善,裝機(jī)容量可以全部發(fā)揮效益。可提高容量收益約15萬(wàn)kW;調(diào)水量達(dá)到95億m3時(shí),年發(fā)電量減少5.4億kWh,增加容量效益與產(chǎn)生的電量損失大體相當(dāng)。如果不加高大壩調(diào)水,則將減少電量11.25億kWh。發(fā)電效益丹江口水電站水輪機(jī)組是按丹江口水庫(kù)最終規(guī)模選擇的,28航運(yùn)效益
大壩加高后升船機(jī)由150噸級(jí)提高至300噸級(jí),水庫(kù)上游深水航道可由現(xiàn)狀95km延長(zhǎng)到150km,達(dá)到Ⅳ級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn),水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用加大,下泄流量更加均勻,可以保證下泄最小通航流量,待漢江梯級(jí)渠化和引江濟(jì)漢工程完成后,將極大改善中下游航道條件,促進(jìn)漢江航運(yùn)事業(yè)發(fā)展。航運(yùn)效益大壩加高后升船機(jī)由150噸級(jí)提高至300噸級(jí),水庫(kù)29大壩加高工程主要指標(biāo)混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.6m)大壩總長(zhǎng)3446m(初期2494m)正常蓄水位170m(初期157m)總工期9年工程靜態(tài)總投資24.5億元(2003年估算)主要工程量:土石方填筑613萬(wàn)m3
砼126.5萬(wàn)m3,鋼筋鋼材3.53萬(wàn)t大壩加高工程主要指標(biāo)混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.30左岸土石壩左聯(lián)混凝土壩左岸土石壩廠(chǎng)房壩段深孔壩段左聯(lián)砼壩右聯(lián)砼壩溢流壩段升船機(jī)右岸土石壩樞紐布置左岸土石壩左聯(lián)混凝土壩左岸土石壩廠(chǎng)房壩段深孔壩段左聯(lián)砼壩右聯(lián)31大壩加高措施河床混凝土壩段現(xiàn)狀:100m高程以下部分已按后期規(guī)模建成,符合后期運(yùn)用要求。后期續(xù)建:100m高程以上部分的下游壩坡加厚和壩頂加高。壩坡已設(shè)鍵槽便于新老混凝土結(jié)合。柱狀和貼坡澆筑混凝土。大壩加高措施河床混凝土壩段32貼坡加高深孔壩段剖面加高示意貼坡加高深孔壩段剖面加高示意33表孔壩段加高示意表孔壩段加高示意34右岸土石壩加高示意采用新壩線(xiàn),新壩線(xiàn)位于老壩線(xiàn)下游,壩型為粘土心墻壩。右岸土石壩加高示意采用新壩線(xiàn),新壩線(xiàn)位于老壩線(xiàn)下游,壩型為粘35
施工組織設(shè)計(jì)施工供水、供電、交通條件良好;加高程序:先貼坡后加高,先兩岸擋水壩段再河床溢流壩段;大壩加高無(wú)水下施工,不需圍堰及導(dǎo)流設(shè)施;溢流壩段分批加高,不影響水庫(kù)正常運(yùn)行和大壩安全渡汛;混凝土澆筑采用高架門(mén)機(jī)方案,貼坡混凝土澆筑安排在10月至次年4月。施工組織設(shè)計(jì)施工供水、供電、交通條件良好;36丹江口水利樞紐初期工程丹江口水利樞紐37
漢江流域開(kāi)發(fā)圖漢江流域開(kāi)發(fā)圖38丹江口水利樞紐初期工程建設(shè)
壩址位置:湖北省丹江口市,漢江干流與其支流丹江匯合口下游800米處??刂品秶嚎刂屏饔蛎娣e9.52萬(wàn)km2,占漢江流域總面積的60%,總徑流量的70%。開(kāi)工時(shí)間:1958年9月總造價(jià):8.2億元蓄水時(shí)間:1967年11月初期規(guī)模建成:1973年12月丹江口水利樞紐初期工程建設(shè)壩址位置:湖北省丹江口市,漢江干39按照50年代批準(zhǔn)的方案,丹江口水利樞紐最初設(shè)計(jì)壩頂高程175m,正常蓄水位170m,相應(yīng)庫(kù)容290.5億m3,防洪庫(kù)容80~110億m3。1962年水下工程完成后,時(shí)逢三年自然災(zāi)害,加之施工質(zhì)量問(wèn)題,改為分期建設(shè)。1966年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),壩頂高程162米,正常蓄水位155m,1975年根據(jù)興利要求將設(shè)計(jì)蓄水位提高到157m。
丹江口樞紐分期建設(shè)的由來(lái)按照50年代批準(zhǔn)的方案,丹江口水利樞紐最初設(shè)計(jì)壩頂高程17540初期工程水工建筑物及其效益樞紐由五部分組成:擋水建筑物泄洪建筑物發(fā)電建筑物引水建筑物通航建筑物樞紐具有五大效益:防洪發(fā)電灌溉航運(yùn)水產(chǎn)養(yǎng)殖
初期工程水工建筑物及其效益樞紐由五部分組成:樞紐具有五大效益41擋水建筑物由混凝土壩和兩岸土石壩組成,全長(zhǎng)2494m,其中河床及兩岸聯(lián)結(jié)段混凝土壩長(zhǎng)1141m,分58個(gè)壩段,最大壩高97m;右岸土石壩長(zhǎng)130m,左岸土石壩長(zhǎng)1223m,最大壩高56m。樞紐鳥(niǎo)瞰擋水建筑物由混凝土壩和兩岸土石壩組成,全長(zhǎng)2494m,其中河42泄洪建筑物和防洪效益布置在河床右部及中部,全長(zhǎng)384m,由12個(gè)5×6
m的泄洪深孔和20個(gè)單孔寬8.5m的溢流表孔組成,最大泄洪能力48200m3/s。中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)由5年一遇提高至20年一遇,初步緩解了江漢平原及武漢市受洪水嚴(yán)重威脅的被動(dòng)局面。至2000年底共攔蓄入庫(kù)洪峰流量大于10000
m3/s的洪水72次,有41次削峰率在50%以上,其余洪峰也受到不同程度削減。避免了9次民垸分洪,減少杜家臺(tái)工程分洪15次。至1998年止防洪累計(jì)減少淹沒(méi)耕地1283萬(wàn)畝。泄洪建筑物和防洪效益布置在河床右部及中部,全長(zhǎng)384m,由143防洪效益1974~2012年,水庫(kù)共發(fā)生入庫(kù)洪峰大于5000m3/s以上的洪水147次,其中68次被全部攔蓄,削峰率大于50%的有119次;發(fā)生入庫(kù)洪峰大于10000m3/s以上的洪水76次,其中18次被全部攔蓄,削峰率大于50%的有60次;避免了12次下游民垸分洪和33次杜家臺(tái)滯洪區(qū)分洪,大大減輕了武漢及長(zhǎng)江荊江段的防洪壓力,減免損失近465億元,創(chuàng)造了顯著的社會(huì)效益。防洪效益1974~2012年,水庫(kù)共發(fā)生入庫(kù)洪峰大于500044防洪效益最大入庫(kù)洪峰流量34300m3/s(1983年10月6日14時(shí)),最大出庫(kù)流量20900m3/s(1975年10月3日),累計(jì)棄水1919.0億m3,水庫(kù)最高運(yùn)行水位160.07m(1983年10月7日),最低運(yùn)行水位131.28m(1979年4月15日)。防洪效益最大入庫(kù)洪峰流量34300m3/s(1983年10月45發(fā)電建筑物和發(fā)電效益河床左部布置有壩后式發(fā)電廠(chǎng),裝有單機(jī)容量15萬(wàn)kW的機(jī)組6臺(tái);左岸設(shè)有110kV和220kV開(kāi)關(guān)站。年均發(fā)電量38.3億千瓦時(shí),電量容量并重,是華中電網(wǎng)的骨干電站,并承擔(dān)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用任務(wù)。
發(fā)電建筑物和發(fā)電效益河床左部布置有壩后式發(fā)電廠(chǎng),裝有單機(jī)容量46發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠(chǎng)累計(jì)發(fā)電量1515.60億千瓦時(shí),創(chuàng)國(guó)民生產(chǎn)總值119.73億元,(按1990年不變價(jià)0.079元/千瓦時(shí)計(jì)算)發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠(chǎng)累計(jì)發(fā)電量151547引水建筑物和灌溉供水效益(1)位于水庫(kù)東南緣的陶岔和清泉溝。陶岔渠首即為南水北調(diào)引水口,1974年建成。包括長(zhǎng)4.4km引渠,閘底高程140m,孔口為6×6.7m的五孔閘,設(shè)計(jì)引水流量500m3/s,為引丹河南灌區(qū)210萬(wàn)畝耕地供水。南水北調(diào)引水口陶岔渠首引水建筑物和灌溉供水效益(1)位于水庫(kù)東南緣的陶岔和清泉溝。48引水建筑物和灌溉供水效益(2)清泉溝系按后期規(guī)模建設(shè),設(shè)計(jì)年抽水量8.54億m3,以滿(mǎn)足灌溉需求。閘底高程143m,設(shè)計(jì)引水流量100m3/s,灌溉引丹湖北灌區(qū)210萬(wàn)畝耕地。兩引水渠首設(shè)計(jì)年均引水量15億m3,規(guī)劃灌溉面積360萬(wàn)畝,實(shí)際灌溉面積約210萬(wàn)畝。通過(guò)水庫(kù)調(diào)蓄,一般在漢江枯水期仍保持400~500m3/s的下泄量,保證了中下游用水。引水建筑物和灌溉供水效益(2)清泉溝系按后期規(guī)模建設(shè),設(shè)計(jì)年49供水效益截至2012年底,水庫(kù)共向湖北、河南兩省供給灌溉用水264.63億m3,累計(jì)灌溉面積近3568萬(wàn)畝。供水效益截至2012年底,水庫(kù)共向湖北、河南兩省供給灌溉用水50通航建筑物和通航效益通航建筑物設(shè)于右岸,由垂直升船機(jī)、中間航道、斜面升船機(jī)組成,能通行150噸級(jí)駁船。通航效益改善了大壩上下游航道條件,庫(kù)區(qū)形成了約95km的深水航道。漢江中下游640km航道由于水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用,改善了航運(yùn)條件,促進(jìn)了航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。通航建筑物和通航效益通航建筑物設(shè)于右岸,由垂直升船機(jī)、中間航51水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫(kù)廣闊水面為發(fā)展淡水漁業(yè)創(chuàng)造了有利條件,建庫(kù)后水產(chǎn)捕撈量由1969年的8.6萬(wàn)kg增加至1998年1000萬(wàn)kg,水庫(kù)漁業(yè)還安置了部分水庫(kù)移民就業(yè)。水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫(kù)廣闊52不可替代的水源工程不可替代的水源工程53丹江口水庫(kù)(初期)衛(wèi)星影象圖丹江口水庫(kù)(初期)衛(wèi)星影象圖54水資源豐富可靠丹江口水庫(kù)以上多年平均徑流量387.7億m3,約占漢江流域的70%,水資源豐富可靠。丹江口水庫(kù)后期規(guī)模,校核洪水位時(shí)庫(kù)容339億m3,是國(guó)內(nèi)僅次于長(zhǎng)江三峽的特大型水庫(kù),具有多年調(diào)節(jié)性能,極有利于大流量、長(zhǎng)距離調(diào)水。豐沛的入庫(kù)水量和巨大的調(diào)節(jié)庫(kù)容,為南水北調(diào)工程提供了可靠的水源保障。水資源豐富可靠丹江口水庫(kù)以上多年平均徑流量387.7億m3,55地表水資源量566億m3漢江總水資源量582億m3地下水資源量188億m3丹江口水庫(kù)以上388億m3丹庫(kù)以下194億m3入長(zhǎng)江水量531.4億m3,沿線(xiàn)僅耗掉徑流量的8.7%,水資源豐富。漢江流域水資源特點(diǎn)地表水資源量566億m3漢江總水資源量地下水資源量188億m56地理位置優(yōu)越水庫(kù)介于長(zhǎng)江與淮河流域之間,庫(kù)水位高踞華北平原之上,后期工程死水位和北京、天津有約100~150m的高差,渠線(xiàn)沿黃淮海平原西側(cè)地勢(shì)較高處而行,可從丹江口水庫(kù)全程自流輸水到京、津,供水范圍可覆蓋整個(gè)華北平原。綜觀(guān)全國(guó)地形和水資源分布,丹江口水庫(kù)可謂兩者優(yōu)勢(shì)的最佳結(jié)合,是解決京、津、華北缺水的最理想水源地。地理位置優(yōu)越水庫(kù)介于長(zhǎng)江與淮河流域之間,庫(kù)水位高踞華北平原之57中線(xiàn)縱斷示意圖中線(xiàn)縱斷示意圖58水質(zhì)優(yōu)良水庫(kù)各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點(diǎn)。按地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)估,達(dá)到Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn);單項(xiàng)評(píng)價(jià)僅高錳酸鹽指數(shù)稍高,但仍符合Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn),完全可以滿(mǎn)足城市生活及工業(yè)用水的水質(zhì)要求,是全國(guó)水質(zhì)最好的大型水庫(kù)之一。漢江上游作為重點(diǎn)水源保護(hù)區(qū),庫(kù)周加強(qiáng)植樹(shù)造林,涵養(yǎng)水源;嚴(yán)格控制污染源和污水排放,必可長(zhǎng)期保持水庫(kù)的優(yōu)良水質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)良水庫(kù)各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點(diǎn)59大壩加高勢(shì)在必行大壩加高勢(shì)在必行60漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務(wù)是防洪,屬防洪控制性工程,目前漢江中下游僅依靠丹江口水利樞紐初期工程調(diào)蓄和堤防及運(yùn)用杜家臺(tái)分洪工程,可防御20年一遇洪水,超過(guò)20年一遇,新城以上民垸必須分洪。當(dāng)遭遇1935年型(百年一遇)洪水時(shí),為確保重點(diǎn)堤防安全,將有14個(gè)民垸分洪,分洪民垸有耕地89萬(wàn)畝,固定資產(chǎn)39.3億元,需臨時(shí)轉(zhuǎn)移人口73萬(wàn)人。漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務(wù)是防61
漢江中下游防洪圖漢江中下游防洪圖62漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(2)丹江口水庫(kù)后期規(guī)模的防洪庫(kù)容夏季增加33.1億m3,秋季增加25億m3。如再現(xiàn)1935年型洪水,中游民垸基本不需分洪即可確保兩岸干堤安全。如果不加高大壩,需投資157.65億元進(jìn)行14個(gè)民垸安全建設(shè),超過(guò)大壩加高投資,且每次分洪全部運(yùn)用還將造成19.5億元淹沒(méi)損失。按照“發(fā)電服從調(diào)水、調(diào)水服從生態(tài)、生態(tài)服從安全”的原則,加高大壩正是為了中下游的長(zhǎng)治久安,是提高漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的根本措施和最優(yōu)方案。漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(2)丹江口水庫(kù)后期規(guī)模的防洪庫(kù)容63南水北調(diào)需要(1)
漢江流域徑流量年際變化大,年徑流量的2/3以上又集中在汛期,因此丹江口水利樞紐必須要有較大的調(diào)節(jié)庫(kù)容,才能同時(shí)滿(mǎn)足向北方調(diào)水的需要,水庫(kù)規(guī)模則成為可調(diào)水量的重要控制條件。后期規(guī)??烧{(diào)水量增加10%,特枯年(P=95%)調(diào)水量增加50%,加壩調(diào)水方案年際調(diào)水均衡性?xún)?yōu)于不加高方案,供水保證率高。南水北調(diào)需要(1)漢江流域徑流量年際變化大,年徑流量的2/64在保證防洪條件下,實(shí)施中線(xiàn)南水北調(diào),必須加大庫(kù)容至后期規(guī)模,使水庫(kù)具有較大調(diào)節(jié)能力。不加壩調(diào)水需建兩級(jí)水源泵站,降低水庫(kù)死水位9m,以增加調(diào)節(jié)庫(kù)容31億m3,加劇了防洪與興利的矛盾。歷次中線(xiàn)工程可行性研究報(bào)告、南水北調(diào)工程論證和審查結(jié)論意見(jiàn),均首推加高丹江口水利樞紐大壩至后期規(guī)模的調(diào)水方案。南水北調(diào)需要(2)
在保證防洪條件下,實(shí)施中線(xiàn)南水北調(diào),必須加大庫(kù)容至后期規(guī)模,65初期工程水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用矛盾難以克服為保證防洪,水庫(kù)調(diào)度要求夏汛及秋汛庫(kù)水位分別控制在149m及152.5m以下,即分別預(yù)留防洪庫(kù)容77.2億m3和55億m3。防洪與興利公共庫(kù)容多達(dá)54~31億m3,往往造成防洪與興利爭(zhēng)奪庫(kù)容的局面。解決好上述矛盾,充分利用漢水水資源,其出路就在于完建丹江口水利樞紐至后期規(guī)模。丹江口大壩的分期建設(shè),使初后期工程銜接部位存在薄弱環(huán)節(jié),多年來(lái)等待后期加高一并處理,以策安全。初期工程水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用矛盾難以克服為保證防洪,水庫(kù)調(diào)度要求夏汛66加高施工條件(1)在初期工程的設(shè)計(jì)與施工中均考慮了大壩后期加高的要求,后期加高再無(wú)水下工程;下游壩坡面預(yù)留了新老混凝土壩體結(jié)合鍵槽,便于嵌固結(jié)合;泄洪表孔設(shè)置有后期施工的堵水門(mén)槽,方便施工。加高施工條件(1)在初期工程的設(shè)計(jì)與施工中均考慮了大壩后期加67初期工程充分考慮到后期大壩加高完建的要求,預(yù)先設(shè)置了必要的工程措施(如混凝土壩下游面設(shè)置鍵槽,河床100m高程以下已按170方案進(jìn)行處理,后期加高沒(méi)有水下工程等),為大壩后期加高工程創(chuàng)造了有利條件。初期工程充分考慮到后期大壩加高完建的要求,預(yù)先設(shè)置了必要的工68施工期可滿(mǎn)足渡汛需要及不影響樞紐連續(xù)運(yùn)用,初期工程部分施工企業(yè)尚在,天然建筑材料儲(chǔ)量豐富,運(yùn)距在5km以?xún)?nèi),開(kāi)采運(yùn)輸條件好,內(nèi)外交通方便,供水供電通訊條件更好,實(shí)施大壩加高的條件十分優(yōu)越。加高施工條件(2)施工期可滿(mǎn)足渡汛需要及不影響樞紐連續(xù)運(yùn)用,初期工程部分施工69前期準(zhǔn)備工作(1)近年來(lái)為大壩加高作了大量的前期工作。初步設(shè)計(jì)工作即將完成。壩區(qū)移民征地規(guī)劃得到了地方政府的支持。結(jié)合初期工程管理,部分施工場(chǎng)地進(jìn)行了清理平整。左岸土石壩加固工程已全部完成。前期準(zhǔn)備工作(1)近年來(lái)為大壩加高作了大量的前期工作。70前期準(zhǔn)備工作(2)為解決大壩加高中新老混凝土結(jié)合技術(shù)問(wèn)題,共進(jìn)行了三次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),取得初步成果。加高施工時(shí),將根據(jù)不同的施工方式及結(jié)合面的應(yīng)力狀態(tài),在新老混凝土間適當(dāng)加設(shè)錨筋并采取其他措施以保證新老混凝土的良好結(jié)合。前期準(zhǔn)備工作(2)為解決大壩加高中新老混凝土結(jié)合技術(shù)問(wèn)題,共71前期準(zhǔn)備工作(3)利用庫(kù)水位特低的有利時(shí)間安裝了泄洪表孔后期施工堵水門(mén)槽軌道,同時(shí)進(jìn)行了砂石骨料系統(tǒng)、供水供電系統(tǒng)等單項(xiàng)工程設(shè)計(jì),完成了施工測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)等,可以說(shuō)大壩加高工程已具備開(kāi)工條件。前期準(zhǔn)備工作(3)利用庫(kù)水位特低的有利時(shí)間安裝了泄洪表孔后期72加高工程建設(shè)(1)丹江口水利樞紐大壩按原規(guī)劃續(xù)建加高,設(shè)計(jì)蓄水位由157m提高至170m,相應(yīng)庫(kù)容達(dá)290.5億m3,增加防洪庫(kù)容33億m3。校核洪水位(萬(wàn)年一遇加20%洪量)174.35m,總庫(kù)容達(dá)339億m3。按設(shè)計(jì)混凝土壩壩頂高程176.6m,需加高14.6m;土壩壩頂高程177.6m,需加高15.6m。加高工程的工程量:混凝土120萬(wàn)m3,土石方填挖621萬(wàn)m3,金結(jié)及鋼材5845t,工期5~6年。加高工程建設(shè)(1)丹江口水利樞紐大壩按原規(guī)劃續(xù)建加高,設(shè)計(jì)蓄73丹江口水利樞紐后期加高總體布置圖丹江口水利樞紐后期加高總體布置圖74加高工程建設(shè)(2)大壩加高采用下游面貼坡加厚加高的方式,即“穿衣戴帽”。樞紐布置河床及左岸布置與初期工程相同。右岸土石壩需改走新線(xiàn),在原土石壩下游張家溝南坡向右岸紅土嶺方向延伸約882m。壩型為粘土心墻壩,最大壩高62m。左岸土石壩仍沿原線(xiàn)培厚加高并向岸坡延伸約200m。
加高工程建設(shè)(2)大壩加高采用下游面貼坡加厚加高的方式,即“75加高工程建設(shè)(3)廠(chǎng)房壩段的引水鋼管及壩后式廠(chǎng)房原設(shè)計(jì)為初、后期共用,不受大壩加高的影響。通航建筑物仍布置在右岸原址,隨大壩加高相應(yīng)抬高,并由150噸提高至300噸級(jí)船舶。泄水建筑物的12個(gè)泄洪深孔,其啟閉條件均能適應(yīng)加高后的運(yùn)用要求,20個(gè)溢流表孔需將堰頂高程由現(xiàn)在的138m抬高至152m,挑流坎相應(yīng)抬高;樞紐最大泄洪能力為47400立方米/秒,滿(mǎn)足加高后防洪和各種運(yùn)用情況的要求。
加高工程建設(shè)(3)廠(chǎng)房壩段的引水鋼管及壩后式廠(chǎng)房原設(shè)計(jì)為初、76大壩初后期規(guī)模比較(1)項(xiàng)目單位初期規(guī)模后期規(guī)模設(shè)計(jì)蓄水位m157170設(shè)計(jì)死水位m139150設(shè)計(jì)蓄水位庫(kù)容m3174.5290.5調(diào)節(jié)特征年調(diào)節(jié)多年調(diào)節(jié)防洪指標(biāo)20-100年一遇100-200年一遇年發(fā)電量?jī)|kWh38.332.9通航能力t150300水庫(kù)面積km27451050大壩初后期規(guī)模比較(1)項(xiàng)目單位初期規(guī)模后期規(guī)模設(shè)計(jì)蓄水位m77大壩初后期規(guī)模比較(2)項(xiàng)目單位初期規(guī)模后期規(guī)模遷移人口萬(wàn)人38.27新增24.95淹沒(méi)耕地萬(wàn)畝42.9新增23.49大壩總長(zhǎng)m24943446混凝土萬(wàn)m3325新增127.7土石方萬(wàn)m31200新增639.3金屬結(jié)構(gòu)t13473新增5845鋼筋t7125新增7315大壩初后期規(guī)模比較(2)項(xiàng)目單位初期規(guī)模后期規(guī)模遷移人口萬(wàn)人78
新世紀(jì)的宏偉工程——南水北調(diào)工程新世紀(jì)的宏偉工程79南水北調(diào)由來(lái)50年前,毛澤東在“長(zhǎng)江”艦上聽(tīng)取長(zhǎng)江水利委員會(huì)主任林一山的匯報(bào)后提出:“南方水多,北方水少,能不能從南方借點(diǎn)水給北方?”這是南水北調(diào)最初的設(shè)想。此后的50年間,水利部、長(zhǎng)江委、黃委及有關(guān)部門(mén)為此展開(kāi)了大量工作,最終形成了東、中、西三條線(xiàn)路的調(diào)水方案。南水北調(diào)由來(lái)50年前,毛澤東在“長(zhǎng)江”艦上聽(tīng)取長(zhǎng)江水利委員會(huì)80為什么要進(jìn)行南水北調(diào)我國(guó)水土資源分布很不均衡,長(zhǎng)江流域及其以南耕地面積不到全國(guó)40%,河流徑流量卻占全國(guó)的80%以上;而黃淮海三大流域和西北內(nèi)陸的面積占全國(guó)50%,耕地占45%,人口占36%,水資源總量只有全國(guó)的12%。因?yàn)樗Y源缺乏,不得不擠占生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水、超采地下水,導(dǎo)致地下水位下降、形成漏斗,地面下沉、部分已低于海平面,造成生態(tài)環(huán)境惡化。缺水已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素,影響到京津華北地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。為什么要進(jìn)行南水北調(diào)我國(guó)水土資源分布很不均衡,長(zhǎng)江流域及其以81黃淮海流域水資源分布與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不相適應(yīng)
(2000年)耕地面積人口國(guó)民生產(chǎn)總值水資源量7.2%糧食產(chǎn)量36.1%34.6%35%3.13萬(wàn)億元1.7億噸4.38億人2023億m37.0億畝36.8%人均水資源量462m321.3%黃淮海流域水資源分布與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不相適應(yīng)
(2000年)耕82南水北調(diào)三條線(xiàn)路示意圖南水北調(diào)三條線(xiàn)路示意圖83南水北調(diào)總體布局總體布局:分別從長(zhǎng)江上、中、下游調(diào)水,以適應(yīng)西北、華北各地的發(fā)展需要,即南水北調(diào)西線(xiàn)工程、南水北調(diào)中線(xiàn)工程和南水北調(diào)東線(xiàn)工程。南水北調(diào)東線(xiàn)、中線(xiàn)、西線(xiàn)工程與長(zhǎng)江、黃河、淮河和海河四大江河相連接,構(gòu)建“四橫三縱”的水網(wǎng)體系,實(shí)現(xiàn)水資源“南北調(diào)配、東西互濟(jì)”的合理配置目標(biāo),對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。南水北調(diào)總體布局總體布局:分別從長(zhǎng)江上、中、下游調(diào)水,以適應(yīng)84南水北調(diào)中線(xiàn)工程1課件85南水北調(diào)三條線(xiàn)路簡(jiǎn)介中國(guó)大陸地勢(shì)形成三個(gè)階梯。西線(xiàn)工程在最高一級(jí)的青藏高原上,地形上可以控制整個(gè)西北和華北,因長(zhǎng)江上游水量有限,只能為黃河上中游的西北地區(qū)和華北部分地區(qū)補(bǔ)水。中線(xiàn)工程從第三階梯西側(cè)通過(guò),從長(zhǎng)江中游及其支流漢江引水,可自流供水給黃淮海平原大部分地區(qū)。東線(xiàn)工程位于第三階梯東部,因地勢(shì)低需抽水北送。三條引水線(xiàn)路各有主要供水范圍,是相容互補(bǔ)的關(guān)系,不能替代。南水北調(diào)三條線(xiàn)路簡(jiǎn)介中國(guó)大陸地勢(shì)形成三個(gè)階梯。西線(xiàn)工程在最高86南水北調(diào)
中線(xiàn)工程概況南水北調(diào)
中線(xiàn)工程概況87工程規(guī)劃近期從長(zhǎng)江支流漢江上的丹江口水庫(kù)引水,沿伏牛山和太行山山前平原開(kāi)渠輸水,自流向北輸水到河南、河北、北京、天津四省市;從清泉溝向南引水,自流向湖北省供水。遠(yuǎn)景考慮從長(zhǎng)江三峽水庫(kù)引水入丹江口水庫(kù),進(jìn)一步提高供水保證率。中線(xiàn)工程具有水質(zhì)好,覆蓋面大,自流輸水等優(yōu)點(diǎn),是解決華北水資源危機(jī)的一項(xiàng)重大基礎(chǔ)設(shè)施。工程規(guī)劃近期從長(zhǎng)江支流漢江上的丹江口水庫(kù)引水,沿伏牛山和太行88南水北調(diào)中線(xiàn)工程線(xiàn)路示意圖南水北調(diào)中線(xiàn)工程線(xiàn)路示意圖89調(diào)水方案前期工作對(duì)南水北調(diào)中線(xiàn)的建設(shè)有多種實(shí)施方案,就水源工程而言主要有兩種:一是加高丹江口大壩、移民、調(diào)水145億m3方案;二是大壩暫不加高、不移民、調(diào)水75或106億m3方案。1996年水利部組織進(jìn)行的南水北調(diào)工程論證和1998年國(guó)家計(jì)委組織進(jìn)行的南水北調(diào)工程審查所做出的報(bào)告,通過(guò)多種方案綜合比較,均推薦加壩調(diào)水方案,此方案也得到水源區(qū)和供水區(qū)的一致贊同。調(diào)水方案前期工作對(duì)南水北調(diào)中線(xiàn)的建設(shè)有多種實(shí)施方案,就水源工90供水范圍
國(guó)務(wù)院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴(yán)重的缺水狀況,以解決沿線(xiàn)城市用水為主。中線(xiàn)調(diào)水工程的主要供水目標(biāo)是京津華北地區(qū),主要供水對(duì)象是北京、天津以及鄭州、石家莊等城市生活和工業(yè)用水,兼顧部分地區(qū)農(nóng)業(yè)及其他用水。供水范圍主要是唐白河平原和黃淮海平原的西中部,總面積約15.5萬(wàn)km2。供水范圍國(guó)務(wù)院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴(yán)重的缺水91工程布置
南水北調(diào)中線(xiàn)主體工程由水源區(qū)工程和輸水工程兩大部分組成。水源區(qū)工程為丹江口水利樞紐后期續(xù)建和漢江中下游補(bǔ)償工程;輸水工程即引漢總干渠和天津干渠。工程布置南水北調(diào)中線(xiàn)主體工程由水源區(qū)工程和輸水工程兩大部分92水源區(qū)工程水源區(qū)工程93丹江口水利樞紐續(xù)建工程丹江口水利樞紐在已建成初期規(guī)模的基礎(chǔ)上,按原規(guī)劃續(xù)建完成,壩頂高程從初期的162m,加高至176.6m,設(shè)計(jì)蓄水位由157m提高到170m,總庫(kù)容達(dá)290.5億m3,比初期增加庫(kù)容116億m3,增加有效調(diào)節(jié)庫(kù)容88億m3,增加防洪庫(kù)容33億m3。丹江口水利樞紐續(xù)建工程丹江口水利樞紐在已建成初期規(guī)模的基礎(chǔ)上94漢江中下游補(bǔ)償工程
為免除調(diào)水對(duì)漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運(yùn)等用水可能產(chǎn)生的不利影響,需興建:干流渠化工程興隆或碾盤(pán)山樞紐,東荊河引江補(bǔ)水工程,改建或擴(kuò)建部分閘站和增建部分航道整治工程。漢江中下游補(bǔ)償工程為免除調(diào)水對(duì)漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運(yùn)等用95輸水工程
輸水工程96總干渠(1)總干渠自陶岔渠首引水,沿已建成的8km渠道延伸,在伏牛山南麓山前崗垅與平原相間的地帶,向東北行進(jìn),經(jīng)南陽(yáng)過(guò)白河后跨江淮分水嶺方城埡口入淮河流域。經(jīng)寶豐、禹州、新鄭西,在鄭州西北孤柏咀處穿越黃河。然后沿太行山東麓山前平原,京廣鐵路西側(cè)北上,至唐縣進(jìn)入低山丘陵區(qū),過(guò)北拒馬河進(jìn)入北京市境,過(guò)永定河后進(jìn)入北京市區(qū),終點(diǎn)是玉淵潭??偢汕L(zhǎng)1241.2km。天津干渠自河北省徐水縣西黑山村北總干渠上分水向東至天津西河閘,全長(zhǎng)142km。
總干渠(1)總干渠自陶岔渠首引水,沿已建成的8km渠道延伸97總干渠的工程地質(zhì)條件和主要地質(zhì)問(wèn)題已基本清楚。對(duì)所經(jīng)膨脹土和黃土類(lèi)渠段的渠坡穩(wěn)定問(wèn)題、飽和砂土段的震動(dòng)液化問(wèn)題和高地震裂度段的抗震問(wèn)題、通過(guò)煤礦區(qū)的壓煤及采空區(qū)塌陷問(wèn)題等在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)工程措施解決。總干渠溝通長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域,需穿過(guò)黃河干流及其他集流面積10km2以上河流219條,跨越鐵路44處,需建跨總干渠的公路橋571座,此外還有節(jié)制閘、分水閘、退水建筑物和隧洞、暗渠等,總干渠上各類(lèi)建筑物共936座,其中最大的是穿黃河工程。天津干渠穿越大小河流48條,有建筑物119座。
總干渠(2)總干渠的工程地質(zhì)條件和主要地質(zhì)問(wèn)題已基本清楚。對(duì)所經(jīng)膨脹土和98總干渠渠首設(shè)計(jì)水位147.2m,終點(diǎn)49.5m,全線(xiàn)自流,主要控制點(diǎn)水位、流量為:控制點(diǎn)或渠段設(shè)計(jì)流量(m3/s)設(shè)計(jì)水位(黃海標(biāo)高)(m)渠首~方城630(加大800)147.2~137.8過(guò)黃河500119.5~106.0進(jìn)河北41591.3進(jìn)北京7061.1進(jìn)玉淵潭4049.5天津干渠7064.9~2.7總干渠(3)總干渠渠首設(shè)計(jì)水位147.2m,終點(diǎn)49.5m,全線(xiàn)自流,主99穿黃河工程
總干渠在黃河流域規(guī)劃的桃花峪水庫(kù)庫(kù)區(qū)穿過(guò)黃河,穿黃工程規(guī)模大,問(wèn)題復(fù)雜,投資多,是總干渠上最關(guān)鍵的建筑物。經(jīng)多方案綜合研究比較認(rèn)為,渡槽和隧道倒虹兩種型式技術(shù)上均可行。由于隧洞方案可避免與黃河河勢(shì)、黃河規(guī)劃的矛盾,盾構(gòu)法施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外都有成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒,因此結(jié)合兩岸渠線(xiàn)布置,推薦采用孤柏咀隧洞方案。
穿黃河隧道工程全長(zhǎng)約7.2km,設(shè)計(jì)輸水能力500m3/s,采用兩條內(nèi)徑8.5m圓形斷面隧道。
穿黃河工程總干渠在黃河流域規(guī)劃的桃花峪水庫(kù)庫(kù)區(qū)穿過(guò)黃河,穿100穿黃河工程示意圖穿黃河工程示意圖101
主要工程量和投資
土方開(kāi)挖6.0億m3;
石方開(kāi)挖0.6億m3;土石方填筑2.3億m3;
混凝土1583萬(wàn)m3;襯砌水泥土718萬(wàn)m3;
鋼筋鋼材70萬(wàn)t;永久占地42.2萬(wàn)畝(含庫(kù)區(qū)淹沒(méi)23.5萬(wàn)畝);臨時(shí)占地11萬(wàn)畝;中線(xiàn)工程控制進(jìn)度的主要因素是丹江口庫(kù)區(qū)移民和總干渠工程中的穿黃河工程。穿黃河工程采用盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖,工期約需六年,并需考慮工程籌建期。主要工程量和投資土方開(kāi)挖6.0億m3;
102工程效益
中線(xiàn)工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機(jī),為京、津及河南、河北沿線(xiàn)城市生活、工業(yè)增加供水64億m3,增供農(nóng)業(yè)30億m3。大大改善供水區(qū)生態(tài)環(huán)境和投資環(huán)境,推動(dòng)我國(guó)中部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
丹江口水庫(kù)大壩加高提高了漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn),保障漢北平原及武漢市安全。南水北調(diào)中線(xiàn)工程建成后多年平均經(jīng)濟(jì)效益309.17億元,其中:工業(yè)及城鎮(zhèn)生活供水效益多年平均277.76億元;灌溉及其他供水效益多年平均26.55億元;防洪效益多年平均4.86億元。
工程效益中線(xiàn)工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機(jī),為京、津103防洪效益
丹江口水庫(kù)大壩加高后,防洪庫(kù)容比初期規(guī)模增加33.1億m3,調(diào)洪作用加大,漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)可由目前20年一遇提高至100年一遇,減少漢江中下游的洪災(zāi)損失,大大減輕長(zhǎng)江漢口段防洪壓力。遇100年一遇以下洪水,杜家臺(tái)分蓄洪區(qū)使用機(jī)率大為減少。如果出現(xiàn)200年一遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水,通過(guò)水庫(kù)適當(dāng)超蓄,中游民垸配合分洪,可使下游河段流量控制在允許范圍之內(nèi),從而為確保兩岸干堤安全創(chuàng)造了條件。防洪效益丹江口水庫(kù)大壩加高后,防洪庫(kù)容比初期規(guī)模增加33.104供水效益
按照中線(xiàn)工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長(zhǎng),丹江口水庫(kù)大壩加高后,近期可以向京、津、冀、豫、鄂五省市年均供水量95億m3,有效緩解供水區(qū)的水資源緊缺局面,后期可調(diào)水130~140億m3左右,可基本滿(mǎn)足2030年城市需水要求,進(jìn)一步改善京、津、華北用水條件,支撐經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善。供水效益按照中線(xiàn)工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長(zhǎng),丹105發(fā)電效益
丹江口水電站水輪機(jī)組是按丹江口水庫(kù)最終規(guī)模選擇的,初期規(guī)模正常蓄水位157m運(yùn)行時(shí),機(jī)組達(dá)不到預(yù)想出力。丹江口大壩加高后,由于水頭增加,目前電站機(jī)組預(yù)想出力受阻的情況將得到改善,裝機(jī)容量可以全部發(fā)揮效益??商岣呷萘渴找婕s15萬(wàn)kW;調(diào)水量達(dá)到95億m3時(shí),年發(fā)電量減少5.4億kWh,增加容量效益與產(chǎn)生的電量損失大體相當(dāng)。如果不加高大壩調(diào)水,則將減少電量11.25億kWh。發(fā)電效益丹江口水電站水輪機(jī)組是按丹江口水庫(kù)最終規(guī)模選擇的,106航運(yùn)效益
大壩加高后升船機(jī)由150噸級(jí)提高至300噸級(jí),水庫(kù)上游深水航道可由現(xiàn)狀95km延長(zhǎng)到150km,達(dá)到Ⅳ級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn),水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用加大,下泄流量更加均勻,可以保證下泄最小通航流量,待漢江梯級(jí)渠化和引江濟(jì)漢工程完成后,將極大改善中下游航道條件,促進(jìn)漢江航運(yùn)事業(yè)發(fā)展。航運(yùn)效益大壩加高后升船機(jī)由150噸級(jí)提高至300噸級(jí),水庫(kù)107大壩加高工程主要指標(biāo)混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.6m)大壩總長(zhǎng)3446m(初期2494m)正常蓄水位170m(初期157m)總工期9年工程靜態(tài)總投資24.5億元(2003年估算)主要工程量:土石方填筑613萬(wàn)m3
砼126.5萬(wàn)m3,鋼筋鋼材3.53萬(wàn)t大壩加高工程主要指標(biāo)混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.108左岸土石壩左聯(lián)混凝土壩左岸土石壩廠(chǎng)房壩段深孔壩段左聯(lián)砼壩右聯(lián)砼壩溢流壩段升船機(jī)右岸土石壩樞紐布置左岸土石壩左聯(lián)混凝土壩左岸土石壩廠(chǎng)房壩段深孔壩段左聯(lián)砼壩右聯(lián)109大壩加高措施河床混凝土壩段現(xiàn)狀:100m高程以下部分已按后期規(guī)模建成,符合后期運(yùn)用要求。后期續(xù)建:100m高程以上部分的下游壩坡加厚和壩頂加高。壩坡已設(shè)鍵槽便于新老混凝土結(jié)合。柱狀和貼坡澆筑混凝土。大壩加高措施河床混凝土壩段110貼坡加高深孔壩段剖面加高示意貼坡加高深孔壩段剖面加高示意111表孔壩段加高示意表孔壩段加高示意112右岸土石壩加高示意采用新壩線(xiàn),新壩線(xiàn)位于老壩線(xiàn)下游,壩型為粘土心墻壩。右岸土石壩加高示意采用新壩線(xiàn),新壩線(xiàn)位于老壩線(xiàn)下游,壩型為粘113
施工組織設(shè)計(jì)施工供水、供電、交通條件良好;加高程序:先貼坡后加高,先兩岸擋水壩段再河床溢流壩段;大壩加高無(wú)水下施工,不需圍堰及導(dǎo)流設(shè)施;溢流壩段分批加高,不影響水庫(kù)正常運(yùn)行和大壩安全渡汛;混凝土澆筑采用高架門(mén)機(jī)方案,貼坡混凝土澆筑安排在10月至次年4月。施工組織設(shè)計(jì)施工供水、供電、交通條件良好;114丹江口水利樞紐初期工程丹江口水利樞紐115
漢江流域開(kāi)發(fā)圖漢江流域開(kāi)發(fā)圖116丹江口水利樞紐初期工程建設(shè)
壩址位置:湖北省丹江口市,漢江干流與其支流丹江匯合口下游800米處。控制范圍:控制流域面積9.52萬(wàn)km2,占漢江流域總面積的60%,總徑流量的70%。開(kāi)工時(shí)間:1958年9月總造價(jià):8.2億元蓄水時(shí)間:1967年11月初期規(guī)模建成:1973年12月丹江口水利樞紐初期工程建設(shè)壩址位置:湖北省丹江口市,漢江干117按照50年代批準(zhǔn)的方案,丹江口水利樞紐最初設(shè)計(jì)壩頂高程175m,正常蓄水位170m,相應(yīng)庫(kù)容290.5億m3,防洪庫(kù)容80~110億m3。1962年水下工程完成后,時(shí)逢三年自然災(zāi)害,加之施工質(zhì)量問(wèn)題,改為分期建設(shè)。1966年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),壩頂高程162米,正常蓄水位155m,1975年根據(jù)興利要求將設(shè)計(jì)蓄水位提高到157m。
丹江口樞紐分期建設(shè)的由來(lái)按照50年代批準(zhǔn)的方案,丹江口水利樞紐最初設(shè)計(jì)壩頂高程175118初期工程水工建筑物及其效益樞紐由五部分組成:擋水建筑物泄洪建筑物發(fā)電建筑物引水建筑物通航建筑物樞紐具有五大效益:防洪發(fā)電灌溉航運(yùn)水產(chǎn)養(yǎng)殖
初期工程水工建筑物及其效益樞紐由五部分組成:樞紐具有五大效益119擋水建筑物由混凝土壩和兩岸土石壩組成,全長(zhǎng)2494m,其中河床及兩岸聯(lián)結(jié)段混凝土壩長(zhǎng)1141m,分58個(gè)壩段,最大壩高97m;右岸土石壩長(zhǎng)130m,左岸土石壩長(zhǎng)1223m,最大壩高56m。樞紐鳥(niǎo)瞰擋水建筑物由混凝土壩和兩岸土石壩組成,全長(zhǎng)2494m,其中河120泄洪建筑物和防洪效益布置在河床右部及中部,全長(zhǎng)384m,由12個(gè)5×6
m的泄洪深孔和20個(gè)單孔寬8.5m的溢流表孔組成,最大泄洪能力48200m3/s。中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)由5年一遇提高至20年一遇,初步緩解了江漢平原及武漢市受洪水嚴(yán)重威脅的被動(dòng)局面。至2000年底共攔蓄入庫(kù)洪峰流量大于10000
m3/s的洪水72次,有41次削峰率在50%以上,其余洪峰也受到不同程度削減。避免了9次民垸分洪,減少杜家臺(tái)工程分洪15次。至1998年止防洪累計(jì)減少淹沒(méi)耕地1283萬(wàn)畝。泄洪建筑物和防洪效益布置在河床右部及中部,全長(zhǎng)384m,由1121防洪效益1974~2012年,水庫(kù)共發(fā)生入庫(kù)洪峰大于5000m3/s以上的洪水147次,其中68次被全部攔蓄,削峰率大于50%的有119次;發(fā)生入庫(kù)洪峰大于10000m3/s以上的洪水76次,其中18次被全部攔蓄,削峰率大于50%的有60次;避免了12次下游民垸分洪和33次杜家臺(tái)滯洪區(qū)分洪,大大減輕了武漢及長(zhǎng)江荊江段的防洪壓力,減免損失近465億元,創(chuàng)造了顯著的社會(huì)效益。防洪效益1974~2012年,水庫(kù)共發(fā)生入庫(kù)洪峰大于5000122防洪效益最大入庫(kù)洪峰流量34300m3/s(1983年10月6日14時(shí)),最大出庫(kù)流量20900m3/s(1975年10月3日),累計(jì)棄水1919.0億m3,水庫(kù)最高運(yùn)行水位160.07m(1983年10月7日),最低運(yùn)行水位131.28m(1979年4月15日)。防洪效益最大入庫(kù)洪峰流量34300m3/s(1983年10月123發(fā)電建筑物和發(fā)電效益河床左部布置有壩后式發(fā)電廠(chǎng),裝有單機(jī)容量15萬(wàn)kW的機(jī)組6臺(tái);左岸設(shè)有110kV和220kV開(kāi)關(guān)站。年均發(fā)電量38.3億千瓦時(shí),電量容量并重,是華中電網(wǎng)的骨干電站,并承擔(dān)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用任務(wù)。
發(fā)電建筑物和發(fā)電效益河床左部布置有壩后式發(fā)電廠(chǎng),裝有單機(jī)容量124發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠(chǎng)累計(jì)發(fā)電量1515.60億千瓦時(shí),創(chuàng)國(guó)民生產(chǎn)總值119.73億元,(按1990年不變價(jià)0.079元/千瓦時(shí)計(jì)算)發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠(chǎng)累計(jì)發(fā)電量1515125引水建筑物和灌溉供水效益(1)位于水庫(kù)東南緣的陶岔和清泉溝。陶岔渠首即為南水北調(diào)引水口,1974年建成。包括長(zhǎng)4.4km引渠,閘底高程140m,孔口為6×6.7m的五孔閘,設(shè)計(jì)引水流量500m3/s,為引丹河南灌區(qū)210萬(wàn)畝耕地供水。南水北調(diào)引水口陶岔渠首引水建筑物和灌溉供水效益(1)位于水庫(kù)東南緣的陶岔和清泉溝。126引水建筑物和灌溉供水效益(2)清泉溝系按后期規(guī)模建設(shè),設(shè)計(jì)年抽水量8.54億m3,以滿(mǎn)足灌溉需求。閘底高程143m,設(shè)計(jì)引水流量100m3/s,灌溉引丹湖北灌區(qū)210萬(wàn)畝耕地。兩引水渠首設(shè)計(jì)年均引水量15億m3,規(guī)劃灌溉面積360萬(wàn)畝,實(shí)際灌溉面積約210萬(wàn)畝。通過(guò)水庫(kù)調(diào)蓄,一般在漢江枯水期仍保持400~500m3/s的下泄量,保證了中下游用水。引水建筑物和灌溉供水效益(2)清泉溝系按后期規(guī)模建設(shè),設(shè)計(jì)年127供水效益截至2012年底,水庫(kù)共向湖北、河南兩省供給灌溉用水264.63億m3,累計(jì)灌溉面積近3568萬(wàn)畝。供水效益截至2012年底,水庫(kù)共向湖北、河南兩省供給灌溉用水128通航建筑物和通航效益通航建筑物設(shè)于右岸,由垂直升船機(jī)、中間航道、斜面升船機(jī)組成,能通行150噸級(jí)駁船。通航效益改善了大壩上下游航道條件,庫(kù)區(qū)形成了約95km的深水航道。漢江中下游640km航道由于水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用,改善了航運(yùn)條件,促進(jìn)了航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。通航建筑物和通航效益通航建筑物設(shè)于右岸,由垂直升船機(jī)、中間航129水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫(kù)廣闊水面為發(fā)展淡水漁業(yè)創(chuàng)造了有利條件,建庫(kù)后水產(chǎn)捕撈量由1969年的8.6萬(wàn)kg增加至1998年1000萬(wàn)kg,水庫(kù)漁業(yè)還安置了部分水庫(kù)移民就業(yè)。水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫(kù)廣闊130不可替代的水源工程不可替代的水源工程131丹江口水庫(kù)(初期)衛(wèi)星影象圖丹江口水庫(kù)(初期)衛(wèi)星影象圖132水資源豐富可靠丹江口水庫(kù)以上多年平均徑流量387.7億m3,約占漢江流域的70%,水資源豐富可靠。丹江口水庫(kù)后期規(guī)模,校核洪水位時(shí)庫(kù)容339億m3,是國(guó)內(nèi)僅次于長(zhǎng)江三峽的特大型水庫(kù),具有多年調(diào)節(jié)性能,極有利于大流量、長(zhǎng)距離調(diào)水。豐沛的入庫(kù)水量和巨大的調(diào)節(jié)庫(kù)容,為南水北調(diào)工程提供了可靠的水源保障。水資源豐富可靠丹江口水庫(kù)以上多年平均徑流量387.7億m3,133地表水資源量566億m3漢江總水資源量582億m3地下水資源量188億m3丹江口水庫(kù)以上388億m3丹庫(kù)以下194億m3入長(zhǎng)江水量531.4億m3,沿線(xiàn)僅耗掉徑流量的8.7%,水資源豐富。漢江流域水資源特點(diǎn)地表水資源量566億m3漢江總水資源量地下水資源量188億m134地理位置優(yōu)越水庫(kù)介于長(zhǎng)江與淮河流域之間,庫(kù)水位高踞華北平原之上,后期工程死水位和北京、天津有約100~150m的高差,渠線(xiàn)沿黃淮海平原西側(cè)地勢(shì)較高處而行,可從丹江口水庫(kù)全程自流輸水到京、津,供水范圍可覆蓋整個(gè)華北平原。綜觀(guān)全國(guó)地形和水資源分布,丹江口水庫(kù)可謂兩者優(yōu)勢(shì)的最佳結(jié)合,是解決京、津、華北缺水的最理想水源地。地理位置優(yōu)越水庫(kù)介于長(zhǎng)江與淮河流域之間,庫(kù)水位高踞華北平原之135中線(xiàn)縱斷示意圖中線(xiàn)縱斷示意圖136水質(zhì)優(yōu)良水庫(kù)各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點(diǎn)。按地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)估,達(dá)到Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn);單項(xiàng)評(píng)價(jià)僅高錳酸鹽指數(shù)稍高,但仍符合Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn),完全可以滿(mǎn)足城市生活及工業(yè)用水的水質(zhì)要求,是全國(guó)水質(zhì)最好的大型水庫(kù)之一。漢江上游作為重點(diǎn)水源保護(hù)區(qū),庫(kù)周加強(qiáng)植樹(shù)造林,涵養(yǎng)水源;嚴(yán)格控制污染源和污水排放,必可長(zhǎng)期保持水庫(kù)的優(yōu)良水質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)良水庫(kù)各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點(diǎn)137大壩加高勢(shì)在必行大壩加高勢(shì)在必行138漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務(wù)是防洪,屬防洪控制性工程,目前漢江中下游僅依靠丹江口水利樞紐初期工程調(diào)蓄和堤防及運(yùn)用杜家臺(tái)分洪工程,可防御20年一遇洪水,超過(guò)20年一遇,新城以上民垸必須分洪。當(dāng)遭遇1935年型(百年一遇)洪水時(shí),為確保重點(diǎn)堤防安全,將有14個(gè)民垸分洪,分洪民垸有耕地89萬(wàn)畝,固定資產(chǎn)39.3億元,需臨時(shí)轉(zhuǎn)移人口73萬(wàn)人。漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務(wù)是防139
漢江中下游防洪圖漢江中下游防洪圖140漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(2)丹江口水庫(kù)后期規(guī)模的防洪庫(kù)容夏季增加33.1億m3,秋季增加25億m3。如再現(xiàn)1935年型洪水,中游民垸基本不需分洪即可確保兩岸干堤安全。如果不加高大壩,需投資157.65億元進(jìn)行14個(gè)民垸安全建設(shè),超過(guò)大壩加高投資,且每次分洪全部運(yùn)用還將造成19.5億元淹沒(méi)損失。按照“發(fā)電服從調(diào)水、調(diào)水服從生態(tài)、生態(tài)服從安全”的原則,加高大壩正是為了中下游的長(zhǎng)治久安,是提高漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的根本措施和最優(yōu)方案。漢江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)急待提高(2)丹江口水庫(kù)后期規(guī)模的防洪庫(kù)容141南水北調(diào)需要(1)
漢江流域徑流量年際變化大,年徑流量的2/3以上又集中在汛期,因此丹江口水利樞紐必須要有較大的調(diào)節(jié)庫(kù)容,才能同時(shí)滿(mǎn)足向北方調(diào)水的需要,水庫(kù)規(guī)模則成為可調(diào)水量的重要控制條件。后期規(guī)??烧{(diào)水量增加10%,特枯年(P=95%)調(diào)水量增加50%,加壩調(diào)水方案年際調(diào)水均衡性?xún)?yōu)于不加高方案,供水保證率高。南水北調(diào)需要(1)漢江流域徑流量年際變化大,年徑流量的2/142在保證防洪條件下,實(shí)施中線(xiàn)南水北調(diào),必須加大庫(kù)容至后期規(guī)模,使水庫(kù)具有較大調(diào)節(jié)能力。不加壩調(diào)水需建兩級(jí)水源泵站,降低水庫(kù)死水位9m,以增加調(diào)節(jié)庫(kù)容31億m3
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