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文檔簡介
新世紀的宏偉工程——南水北調(diào)工程新世紀的宏偉工程1南水北調(diào)由來50年前,毛澤東在“長江”艦上聽取長江水利委員會主任林一山的匯報后提出:“南方水多,北方水少,能不能從南方借點水給北方?”這是南水北調(diào)最初的設想。此后的50年間,水利部、長江委、黃委及有關部門為此展開了大量工作,最終形成了東、中、西三條線路的調(diào)水方案。南水北調(diào)由來50年前,毛澤東在“長江”艦上聽取長江水利委員會2為什么要進行南水北調(diào)我國水土資源分布很不均衡,長江流域及其以南耕地面積不到全國40%,河流徑流量卻占全國的80%以上;而黃淮海三大流域和西北內(nèi)陸的面積占全國50%,耕地占45%,人口占36%,水資源總量只有全國的12%。因為水資源缺乏,不得不擠占生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水、超采地下水,導致地下水位下降、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。為什么要進行南水北調(diào)我國水土資源分布很不均衡,長江流域及其以3黃淮海流域水資源分布與經(jīng)濟社會發(fā)展不相適應
(2000年)耕地面積人口國民生產(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)濟社會發(fā)展不相適應
(2000年)耕4南水北調(diào)三條線路示意圖南水北調(diào)三條線路示意圖5南水北調(diào)總體布局總體布局:分別從長江上、中、下游調(diào)水,以適應西北、華北各地的發(fā)展需要,即南水北調(diào)西線工程、南水北調(diào)中線工程和南水北調(diào)東線工程。南水北調(diào)東線、中線、西線工程與長江、黃河、淮河和海河四大江河相連接,構建“四橫三縱”的水網(wǎng)體系,實現(xiàn)水資源“南北調(diào)配、東西互濟”的合理配置目標,對我國經(jīng)濟社會的可持續(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:分別從長江上、中、下游調(diào)水,以適應6南水北調(diào)中線工程1課件7南水北調(diào)三條線路簡介中國大陸地勢形成三個階梯。西線工程在最高一級的青藏高原上,地形上可以控制整個西北和華北,因長江上游水量有限,只能為黃河上中游的西北地區(qū)和華北部分地區(qū)補水。中線工程從第三階梯西側通過,從長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)。東線工程位于第三階梯東部,因地勢低需抽水北送。三條引水線路各有主要供水范圍,是相容互補的關系,不能替代。南水北調(diào)三條線路簡介中國大陸地勢形成三個階梯。西線工程在最高8南水北調(diào)
中線工程概況南水北調(diào)
中線工程概況9工程規(guī)劃近期從長江支流漢江上的丹江口水庫引水,沿伏牛山和太行山山前平原開渠輸水,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。遠景考慮從長江三峽水庫引水入丹江口水庫,進一步提高供水保證率。中線工程具有水質(zhì)好,覆蓋面大,自流輸水等優(yōu)點,是解決華北水資源危機的一項重大基礎設施。工程規(guī)劃近期從長江支流漢江上的丹江口水庫引水,沿伏牛山和太行10南水北調(diào)中線工程線路示意圖南水北調(diào)中線工程線路示意圖11調(diào)水方案前期工作對南水北調(diào)中線的建設有多種實施方案,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年水利部組織進行的南水北調(diào)工程論證和1998年國家計委組織進行的南水北調(diào)工程審查所做出的報告,通過多種方案綜合比較,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)水方案前期工作對南水北調(diào)中線的建設有多種實施方案,就水源工12供水范圍
國務院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴重的缺水狀況,以解決沿線城市用水為主。中線調(diào)水工程的主要供水目標是京津華北地區(qū),主要供水對象是北京、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km2。供水范圍國務院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴重的缺水13工程布置
南水北調(diào)中線主體工程由水源區(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,設計蓄水位由157m提高到170m,總庫容達290.5億m3,比初期增加庫容116億m3,增加有效調(diào)節(jié)庫容88億m3,增加防洪庫容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)模的基礎上16漢江中下游補償工程
為免除調(diào)水對漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運等用水可能產(chǎn)生的不利影響,需興建:干流渠化工程興隆或碾盤山樞紐,東荊河引江補水工程,改建或擴建部分閘站和增建部分航道整治工程。漢江中下游補償工程為免除調(diào)水對漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運等用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,經(jīng)南陽過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,京廣鐵路西側北上,至唐縣進入低山丘陵區(qū),過北拒馬河進入北京市境,過永定河后進入北京市區(qū),終點是玉淵潭??偢汕L1241.2km。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)問題已基本清楚。對所經(jīng)膨脹土和黃土類渠段的渠坡穩(wěn)定問題、飽和砂土段的震動液化問題和高地震裂度段的抗震問題、通過煤礦區(qū)的壓煤及采空區(qū)塌陷問題等在設計中采取相應工程措施解決。總干渠溝通長江、淮河、黃河、海河四大流域,需穿過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)問題已基本清楚。對所經(jīng)膨脹土和20總干渠渠首設計水位147.2m,終點49.5m,全線自流,主要控制點水位、流量為:控制點或渠段設計流量(m3/s)設計水位(黃海標高)(m)渠首~方城630(加大800)147.2~137.8過黃河500119.5~106.0進河北41591.3進北京7061.1進玉淵潭4049.5天津干渠7064.9~2.7總干渠(3)總干渠渠首設計水位147.2m,終點49.5m,全線自流,主21穿黃河工程
總干渠在黃河流域規(guī)劃的桃花峪水庫庫區(qū)穿過黃河,穿黃工程規(guī)模大,問題復雜,投資多,是總干渠上最關鍵的建筑物。經(jīng)多方案綜合研究比較認為,渡槽和隧道倒虹兩種型式技術上均可行。由于隧洞方案可避免與黃河河勢、黃河規(guī)劃的矛盾,盾構法施工技術國內(nèi)外都有成功經(jīng)驗可借鑒,因此結合兩岸渠線布置,推薦采用孤柏咀隧洞方案。
穿黃河隧道工程全長約7.2km,設計輸水能力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)劃的桃花峪水庫庫區(qū)穿過黃河,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
土方開挖6.0億m3;
石方開挖0.6億m3;土石方填筑2.3億m3;
混凝土1583萬m3;襯砌水泥土718萬m3;
鋼筋鋼材70萬t;永久占地42.2萬畝(含庫區(qū)淹沒23.5萬畝);臨時占地11萬畝;中線工程控制進度的主要因素是丹江口庫區(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機開挖,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挖6.0億m3;
24工程效益
中線工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機,為京、津及河南、河北沿線城市生活、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,推動我國中部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。
丹江口水庫大壩加高提高了漢江中下游防洪標準,保障漢北平原及武漢市安全。南水北調(diào)中線工程建成后多年平均經(jīng)濟效益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。
工程效益中線工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機,為京、津25防洪效益
丹江口水庫大壩加高后,防洪庫容比初期規(guī)模增加33.1億m3,調(diào)洪作用加大,漢江中下游防洪標準可由目前20年一遇提高至100年一遇,減少漢江中下游的洪災損失,大大減輕長江漢口段防洪壓力。遇100年一遇以下洪水,杜家臺分蓄洪區(qū)使用機率大為減少。如果出現(xiàn)200年一遇超標準洪水,通過水庫適當超蓄,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大壩加高后,防洪庫容比初期規(guī)模增加33.26供水效益
按照中線工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長,丹江口水庫大壩加高后,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,可基本滿足2030年城市需水要求,進一步改善京、津、華北用水條件,支撐經(jīng)濟和社會持續(xù)發(fā)展,促進生態(tài)環(huán)境改善。供水效益按照中線工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長,丹27發(fā)電效益
丹江口水電站水輪機組是按丹江口水庫最終規(guī)模選擇的,初期規(guī)模正常蓄水位157m運行時,機組達不到預想出力。丹江口大壩加高后,由于水頭增加,目前電站機組預想出力受阻的情況將得到改善,裝機容量可以全部發(fā)揮效益??商岣呷萘渴找婕s15萬kW;調(diào)水量達到95億m3時,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。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組是按丹江口水庫最終規(guī)模選擇的,28航運效益
大壩加高后升船機由150噸級提高至300噸級,水庫上游深水航道可由現(xiàn)狀95km延長到150km,達到Ⅳ級以上標準,水庫的調(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,待漢江梯級渠化和引江濟漢工程完成后,將極大改善中下游航道條件,促進漢江航運事業(yè)發(fā)展。航運效益大壩加高后升船機由150噸級提高至300噸級,水庫29大壩加高工程主要指標混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.6m)大壩總長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m3
砼126.5萬m3,鋼筋鋼材3.53萬t大壩加高工程主要指標混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.30左岸土石壩左聯(lián)混凝土壩左岸土石壩廠房壩段深孔壩段左聯(lián)砼壩右聯(lián)砼壩溢流壩段升船機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。壩坡已設鍵槽便于新老混凝土結合。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,新壩線位于老壩線下游,壩型為粘土心墻壩。右岸土石壩加高示意采用新壩線,新壩線位于老壩線下游,壩型為粘35
施工組織設計施工供水、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;大壩加高無水下施工,不需圍堰及導流設施;溢流壩段分批加高,不影響水庫正常運行和大壩安全渡汛;混凝土澆筑采用高架門機方案,貼坡混凝土澆筑安排在10月至次年4月。施工組織設計施工供水、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
漢江流域開發(fā)圖漢江流域開發(fā)圖38丹江口水利樞紐初期工程建設
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km2,占漢江流域總面積的60%,總徑流量的70%。開工時間:1958年9月總造價:8.2億元蓄水時間: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壩址位置:湖北省丹江口市,漢江干39按照50年代批準的方案,丹江口水利樞紐最初設計壩頂高程175m,正常蓄水位170m,相應庫容290.5億m3,防洪庫容80~110億m3。1962年水下工程完成后,時逢三年自然災害,加之施工質(zhì)量問題,改為分期建設。1966年經(jīng)國務院批準,壩頂高程162米,正常蓄水位155m,1975年根據(jù)興利要求將設計蓄水位提高到157m。
丹江口樞紐分期建設的由來按照50年代批準的方案,丹江口水利樞紐最初設計壩頂高程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2494m,其中河床及兩岸聯(lián)結段混凝土壩長1141m,分58個壩段,最大壩高97m;右岸土石壩長130m,左岸土石壩長1223m,最大壩高56m。樞紐鳥瞰擋水建筑物由混凝土壩和兩岸土石壩組成,全長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384m,由12個5×6
m的泄洪深孔和20個單孔寬8.5m的溢流表孔組成,最大泄洪能力48200m3/s。中下游防洪標準由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重威脅的被動局面。至2000年底共攔蓄入庫洪峰流量大于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,減少杜家臺工程分洪15次。至1998年止防洪累計減少淹沒耕地1283萬畝。泄洪建筑物和防洪效益布置在河床右部及中部,全長384m,由143防洪效益1974~2012年,水庫共發(fā)生入庫洪峰大于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次杜家臺滯洪區(qū)分洪,大大減輕了武漢及長江荊江段的防洪壓力,減免損失近465億元,創(chuàng)造了顯著的社會效益。防洪效益1974~2012年,水庫共發(fā)生入庫洪峰大于500044防洪效益最大入庫洪峰流量34300m3/s(1983年10月6日14時),最大出庫流量20900m3/s(1975年10月3日),累計棄水1919.0億m3,水庫最高運行水位160.07m(1983年10月7日),最低運行水位131.28m(1979年4月15日)。防洪效益最大入庫洪峰流量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,裝有單機容量15萬kW的機組6臺;左岸設有110kV和220kV開關站。年均發(fā)電量38.3億千瓦時,電量容量并重,是華中電網(wǎng)的骨干電站,并承擔調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用任務。
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,裝有單機容量46發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠累計發(fā)電量1515.60億千瓦時,創(chuàng)國民生產(chǎn)總值119.73億元,(按1990年不變價0.079元/千瓦時計算)發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠累計發(fā)電量151547引水建筑物和灌溉供水效益(1)位于水庫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4.4km引渠,閘底高程140m,孔口為6×6.7m的五孔閘,設計引水流量500m3/s,為引丹河南灌區(qū)210萬畝耕地供水。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,設計年抽水量8.54億m3,以滿足灌溉需求。閘底高程143m,設計引水流量100m3/s,灌溉引丹湖北灌區(qū)210萬畝耕地。兩引水渠首設計年均引水量15億m3,規(guī)劃灌溉面積360萬畝,實際灌溉面積約210萬畝。通過水庫調(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,設計年49供水效益截至2012年底,水庫共向湖北、河南兩省供給灌溉用水264.63億m3,累計灌溉面積近3568萬畝。供水效益截至2012年底,水庫共向湖北、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于右岸,由垂直升船機、中間航道、斜面升船機組成,能通行150噸級駁船。通航效益改善了大壩上下游航道條件,庫區(qū)形成了約95km的深水航道。漢江中下游640km航道由于水庫的調(diào)節(jié)作用,改善了航運條件,促進了航運事業(yè)的發(fā)展。通航建筑物和通航效益通航建筑物設于右岸,由垂直升船機、中間航51水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫廣闊水面為發(fā)展淡水漁業(yè)創(chuàng)造了有利條件,建庫后水產(chǎn)捕撈量由1969年的8.6萬kg增加至1998年1000萬kg,水庫漁業(yè)還安置了部分水庫移民就業(yè)。水庫網(wǎng)箱養(yǎng)魚水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫廣闊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(初期)衛(wèi)星影象圖丹江口水庫(初期)衛(wèi)星影象圖54水資源豐富可靠丹江口水庫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。丹江口水庫后期規(guī)模,校核洪水位時庫容339億m3,是國內(nèi)僅次于長江三峽的特大型水庫,具有多年調(diào)節(jié)性能,極有利于大流量、長距離調(diào)水。豐沛的入庫水量和巨大的調(diào)節(jié)庫容,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丹江口水庫以上388億m3丹庫以下194億m3入長江水量531.4億m3,沿線僅耗掉徑流量的8.7%,水資源豐富。漢江流域水資源特點地表水資源量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)越水庫介于長江與淮河流域之間,庫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,渠線沿黃淮海平原西側地勢較高處而行,可從丹江口水庫全程自流輸水到京、津,供水范圍可覆蓋整個華北平原。綜觀全國地形和水資源分布,丹江口水庫可謂兩者優(yōu)勢的最佳結合,是解決京、津、華北缺水的最理想水源地。地理位置優(yōu)越水庫介于長江與淮河流域之間,庫水位高踞華北平原之57中線縱斷示意圖中線縱斷示意圖58水質(zhì)優(yōu)良水庫各監(jiān)測斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點。按地面水環(huán)境質(zhì)量標準綜合評估,達到Ⅰ類水標準;單項評價僅高錳酸鹽指數(shù)稍高,但仍符合Ⅱ類水標準,完全可以滿足城市生活及工業(yè)用水的水質(zhì)要求,是全國水質(zhì)最好的大型水庫之一。漢江上游作為重點水源保護區(qū),庫周加強植樹造林,涵養(yǎng)水源;嚴格控制污染源和污水排放,必可長期保持水庫的優(yōu)良水質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)良水庫各監(jiān)測斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點59大壩加高勢在必行大壩加高勢在必行60漢江中下游防洪標準急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務是防洪,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)蓄和堤防及運用杜家臺分洪工程,可防御20年一遇洪水,超過20年一遇,新城以上民垸必須分洪。當遭遇1935年型(百年一遇)洪水時,為確保重點堤防安全,將有14個民垸分洪,分洪民垸有耕地89萬畝,固定資產(chǎn)39.3億元,需臨時轉(zhuǎn)移人口73萬人。漢江中下游防洪標準急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務是防61
漢江中下游防洪圖漢江中下游防洪圖62漢江中下游防洪標準急待提高(2)丹江口水庫后期規(guī)模的防洪庫容夏季增加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157.65億元進行14個民垸安全建設,超過大壩加高投資,且每次分洪全部運用還將造成19.5億元淹沒損失。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治久安,是提高漢江中下游防洪標準的根本措施和最優(yōu)方案。漢江中下游防洪標準急待提高(2)丹江口水庫后期規(guī)模的防洪庫容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)庫容,才能同時滿足向北方調(diào)水的需要,水庫規(guī)模則成為可調(diào)水量的重要控制條件。后期規(guī)模可調(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)水均衡性優(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,實施中線南水北調(diào),必須加大庫容至后期規(guī)模,使水庫具有較大調(diào)節(jié)能力。不加壩調(diào)水需建兩級水源泵站,降低水庫死水位9m,以增加調(diào)節(jié)庫容31億m3,加劇了防洪與興利的矛盾。歷次中線工程可行性研究報告、南水北調(diào)工程論證和審查結論意見,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,實施中線南水北調(diào),必須加大庫容至后期規(guī)模,65初期工程水庫調(diào)度運用矛盾難以克服為保證防洪,水庫調(diào)度要求夏汛及秋汛庫水位分別控制在149m及152.5m以下,即分別預留防洪庫容77.2億m3和55億m3。防洪與興利公共庫容多達54~31億m3,往往造成防洪與興利爭奪庫容的局面。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,使初后期工程銜接部位存在薄弱環(huán)節(jié),多年來等待后期加高一并處理,以策安全。初期工程水庫調(diào)度運用矛盾難以克服為保證防洪,水庫調(diào)度要求夏汛66加高施工條件(1)在初期工程的設計與施工中均考慮了大壩后期加高的要求,后期加高再無水下工程;下游壩坡面預留了新老混凝土壩體結合鍵槽,便于嵌固結合;泄洪表孔設置有后期施工的堵水門槽,方便施工。加高施工條件(1)在初期工程的設計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,預先設置了必要的工程措施(如混凝土壩下游面設置鍵槽,河床100m高程以下已按170方案進行處理,后期加高沒有水下工程等),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,預先設置了必要的工68施工期可滿足渡汛需要及不影響樞紐連續(xù)運用,初期工程部分施工企業(yè)尚在,天然建筑材料儲量豐富,運距在5km以內(nèi),開采運輸條件好,內(nèi)外交通方便,供水供電通訊條件更好,實施大壩加高的條件十分優(yōu)越。加高施工條件(2)施工期可滿足渡汛需要及不影響樞紐連續(xù)運用,初期工程部分施工69前期準備工作(1)近年來為大壩加高作了大量的前期工作。初步設計工作即將完成。壩區(qū)移民征地規(guī)劃得到了地方政府的支持。結合初期工程管理,部分施工場地進行了清理平整。左岸土石壩加固工程已全部完成。前期準備工作(1)近年來為大壩加高作了大量的前期工作。70前期準備工作(2)為解決大壩加高中新老混凝土結合技術問題,共進行了三次現(xiàn)場試驗,取得初步成果。加高施工時,將根據(jù)不同的施工方式及結合面的應力狀態(tài),在新老混凝土間適當加設錨筋并采取其他措施以保證新老混凝土的良好結合。前期準備工作(2)為解決大壩加高中新老混凝土結合技術問題,共71前期準備工作(3)利用庫水位特低的有利時間安裝了泄洪表孔后期施工堵水門槽軌道,同時進行了砂石骨料系統(tǒng)、供水供電系統(tǒng)等單項工程設計,完成了施工測量控制網(wǎng)的布設等,可以說大壩加高工程已具備開工條件。前期準備工作(3)利用庫水位特低的有利時間安裝了泄洪表孔后期72加高工程建設(1)丹江口水利樞紐大壩按原規(guī)劃續(xù)建加高,設計蓄水位由157m提高至170m,相應庫容達290.5億m3,增加防洪庫容33億m3。校核洪水位(萬年一遇加20%洪量)174.35m,總庫容達339億m3。按設計混凝土壩壩頂高程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m3,土石方填挖621萬m3,金結及鋼材5845t,工期5~6年。加高工程建設(1)丹江口水利樞紐大壩按原規(guī)劃續(xù)建加高,設計蓄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(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,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培厚加高并向岸坡延伸約200m。
加高工程建設(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(3)廠房壩段的引水鋼管及壩后式廠房原設計為初、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,隨大壩加高相應抬高,并由150噸提高至300噸級船舶。泄水建筑物的12個泄洪深孔,其啟閉條件均能適應加高后的運用要求,20個溢流表孔需將堰頂高程由現(xiàn)在的138m抬高至152m,挑流坎相應抬高;樞紐最大泄洪能力為47400立方米/秒,滿足加高后防洪和各種運用情況的要求。
加高工程建設(3)廠房壩段的引水鋼管及壩后式廠房原設計為初、76大壩初后期規(guī)模比較(1)項目單位初期規(guī)模后期規(guī)模設計蓄水位m157170設計死水位m139150設計蓄水位庫容m3174.5290.5調(diào)節(jié)特征年調(diào)節(jié)多年調(diào)節(jié)防洪指標20-100年一遇100-200年一遇年發(fā)電量億kWh38.332.9通航能力t150300水庫面積km27451050大壩初后期規(guī)模比較(1)項目單位初期規(guī)模后期規(guī)模設計蓄水位m77大壩初后期規(guī)模比較(2)項目單位初期規(guī)模后期規(guī)模遷移人口萬人38.27新增24.95淹沒耕地萬畝42.9新增23.49大壩總長m24943446混凝土萬m3325新增127.7土石方萬m31200新增639.3金屬結構t13473新增5845鋼筋t7125新增7315大壩初后期規(guī)模比較(2)項目單位初期規(guī)模后期規(guī)模遷移人口萬人78
新世紀的宏偉工程——南水北調(diào)工程新世紀的宏偉工程79南水北調(diào)由來50年前,毛澤東在“長江”艦上聽取長江水利委員會主任林一山的匯報后提出:“南方水多,北方水少,能不能從南方借點水給北方?”這是南水北調(diào)最初的設想。此后的50年間,水利部、長江委、黃委及有關部門為此展開了大量工作,最終形成了東、中、西三條線路的調(diào)水方案。南水北調(diào)由來50年前,毛澤東在“長江”艦上聽取長江水利委員會80為什么要進行南水北調(diào)我國水土資源分布很不均衡,長江流域及其以南耕地面積不到全國40%,河流徑流量卻占全國的80%以上;而黃淮海三大流域和西北內(nèi)陸的面積占全國50%,耕地占45%,人口占36%,水資源總量只有全國的12%。因為水資源缺乏,不得不擠占生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水、超采地下水,導致地下水位下降、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。為什么要進行南水北調(diào)我國水土資源分布很不均衡,長江流域及其以81黃淮海流域水資源分布與經(jīng)濟社會發(fā)展不相適應
(2000年)耕地面積人口國民生產(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)濟社會發(fā)展不相適應
(2000年)耕82南水北調(diào)三條線路示意圖南水北調(diào)三條線路示意圖83南水北調(diào)總體布局總體布局:分別從長江上、中、下游調(diào)水,以適應西北、華北各地的發(fā)展需要,即南水北調(diào)西線工程、南水北調(diào)中線工程和南水北調(diào)東線工程。南水北調(diào)東線、中線、西線工程與長江、黃河、淮河和海河四大江河相連接,構建“四橫三縱”的水網(wǎng)體系,實現(xiàn)水資源“南北調(diào)配、東西互濟”的合理配置目標,對我國經(jīng)濟社會的可持續(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:分別從長江上、中、下游調(diào)水,以適應84南水北調(diào)中線工程1課件85南水北調(diào)三條線路簡介中國大陸地勢形成三個階梯。西線工程在最高一級的青藏高原上,地形上可以控制整個西北和華北,因長江上游水量有限,只能為黃河上中游的西北地區(qū)和華北部分地區(qū)補水。中線工程從第三階梯西側通過,從長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)。東線工程位于第三階梯東部,因地勢低需抽水北送。三條引水線路各有主要供水范圍,是相容互補的關系,不能替代。南水北調(diào)三條線路簡介中國大陸地勢形成三個階梯。西線工程在最高86南水北調(diào)
中線工程概況南水北調(diào)
中線工程概況87工程規(guī)劃近期從長江支流漢江上的丹江口水庫引水,沿伏牛山和太行山山前平原開渠輸水,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。遠景考慮從長江三峽水庫引水入丹江口水庫,進一步提高供水保證率。中線工程具有水質(zhì)好,覆蓋面大,自流輸水等優(yōu)點,是解決華北水資源危機的一項重大基礎設施。工程規(guī)劃近期從長江支流漢江上的丹江口水庫引水,沿伏牛山和太行88南水北調(diào)中線工程線路示意圖南水北調(diào)中線工程線路示意圖89調(diào)水方案前期工作對南水北調(diào)中線的建設有多種實施方案,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年水利部組織進行的南水北調(diào)工程論證和1998年國家計委組織進行的南水北調(diào)工程審查所做出的報告,通過多種方案綜合比較,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)水方案前期工作對南水北調(diào)中線的建設有多種實施方案,就水源工90供水范圍
國務院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴重的缺水狀況,以解決沿線城市用水為主。中線調(diào)水工程的主要供水目標是京津華北地區(qū),主要供水對象是北京、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km2。供水范圍國務院明確南水北調(diào)是為了解決京津華北地區(qū)嚴重的缺水91工程布置
南水北調(diào)中線主體工程由水源區(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,設計蓄水位由157m提高到170m,總庫容達290.5億m3,比初期增加庫容116億m3,增加有效調(diào)節(jié)庫容88億m3,增加防洪庫容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)模的基礎上94漢江中下游補償工程
為免除調(diào)水對漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運等用水可能產(chǎn)生的不利影響,需興建:干流渠化工程興隆或碾盤山樞紐,東荊河引江補水工程,改建或擴建部分閘站和增建部分航道整治工程。漢江中下游補償工程為免除調(diào)水對漢江中下游的工農(nóng)業(yè)及航運等用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,經(jīng)南陽過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,京廣鐵路西側北上,至唐縣進入低山丘陵區(qū),過北拒馬河進入北京市境,過永定河后進入北京市區(qū),終點是玉淵潭??偢汕L1241.2km。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)問題已基本清楚。對所經(jīng)膨脹土和黃土類渠段的渠坡穩(wěn)定問題、飽和砂土段的震動液化問題和高地震裂度段的抗震問題、通過煤礦區(qū)的壓煤及采空區(qū)塌陷問題等在設計中采取相應工程措施解決??偢汕贤ㄩL江、淮河、黃河、海河四大流域,需穿過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)問題已基本清楚。對所經(jīng)膨脹土和98總干渠渠首設計水位147.2m,終點49.5m,全線自流,主要控制點水位、流量為:控制點或渠段設計流量(m3/s)設計水位(黃海標高)(m)渠首~方城630(加大800)147.2~137.8過黃河500119.5~106.0進河北41591.3進北京7061.1進玉淵潭4049.5天津干渠7064.9~2.7總干渠(3)總干渠渠首設計水位147.2m,終點49.5m,全線自流,主99穿黃河工程
總干渠在黃河流域規(guī)劃的桃花峪水庫庫區(qū)穿過黃河,穿黃工程規(guī)模大,問題復雜,投資多,是總干渠上最關鍵的建筑物。經(jīng)多方案綜合研究比較認為,渡槽和隧道倒虹兩種型式技術上均可行。由于隧洞方案可避免與黃河河勢、黃河規(guī)劃的矛盾,盾構法施工技術國內(nèi)外都有成功經(jīng)驗可借鑒,因此結合兩岸渠線布置,推薦采用孤柏咀隧洞方案。
穿黃河隧道工程全長約7.2km,設計輸水能力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)劃的桃花峪水庫庫區(qū)穿過黃河,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
土方開挖6.0億m3;
石方開挖0.6億m3;土石方填筑2.3億m3;
混凝土1583萬m3;襯砌水泥土718萬m3;
鋼筋鋼材70萬t;永久占地42.2萬畝(含庫區(qū)淹沒23.5萬畝);臨時占地11萬畝;中線工程控制進度的主要因素是丹江口庫區(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機開挖,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挖6.0億m3;
102工程效益
中線工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機,為京、津及河南、河北沿線城市生活、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,推動我國中部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。
丹江口水庫大壩加高提高了漢江中下游防洪標準,保障漢北平原及武漢市安全。南水北調(diào)中線工程建成后多年平均經(jīng)濟效益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。
工程效益中線工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機,為京、津103防洪效益
丹江口水庫大壩加高后,防洪庫容比初期規(guī)模增加33.1億m3,調(diào)洪作用加大,漢江中下游防洪標準可由目前20年一遇提高至100年一遇,減少漢江中下游的洪災損失,大大減輕長江漢口段防洪壓力。遇100年一遇以下洪水,杜家臺分蓄洪區(qū)使用機率大為減少。如果出現(xiàn)200年一遇超標準洪水,通過水庫適當超蓄,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大壩加高后,防洪庫容比初期規(guī)模增加33.104供水效益
按照中線工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長,丹江口水庫大壩加高后,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,可基本滿足2030年城市需水要求,進一步改善京、津、華北用水條件,支撐經(jīng)濟和社會持續(xù)發(fā)展,促進生態(tài)環(huán)境改善。供水效益按照中線工程規(guī)劃,根據(jù)北方城市水資源的需求增長,丹105發(fā)電效益
丹江口水電站水輪機組是按丹江口水庫最終規(guī)模選擇的,初期規(guī)模正常蓄水位157m運行時,機組達不到預想出力。丹江口大壩加高后,由于水頭增加,目前電站機組預想出力受阻的情況將得到改善,裝機容量可以全部發(fā)揮效益??商岣呷萘渴找婕s15萬kW;調(diào)水量達到95億m3時,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。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組是按丹江口水庫最終規(guī)模選擇的,106航運效益
大壩加高后升船機由150噸級提高至300噸級,水庫上游深水航道可由現(xiàn)狀95km延長到150km,達到Ⅳ級以上標準,水庫的調(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,待漢江梯級渠化和引江濟漢工程完成后,將極大改善中下游航道條件,促進漢江航運事業(yè)發(fā)展。航運效益大壩加高后升船機由150噸級提高至300噸級,水庫107大壩加高工程主要指標混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.6m)大壩總長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m3
砼126.5萬m3,鋼筋鋼材3.53萬t大壩加高工程主要指標混凝土壩頂高程:176.6m(加高14.108左岸土石壩左聯(lián)混凝土壩左岸土石壩廠房壩段深孔壩段左聯(lián)砼壩右聯(lián)砼壩溢流壩段升船機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。壩坡已設鍵槽便于新老混凝土結合。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,新壩線位于老壩線下游,壩型為粘土心墻壩。右岸土石壩加高示意采用新壩線,新壩線位于老壩線下游,壩型為粘113
施工組織設計施工供水、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;大壩加高無水下施工,不需圍堰及導流設施;溢流壩段分批加高,不影響水庫正常運行和大壩安全渡汛;混凝土澆筑采用高架門機方案,貼坡混凝土澆筑安排在10月至次年4月。施工組織設計施工供水、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
漢江流域開發(fā)圖漢江流域開發(fā)圖116丹江口水利樞紐初期工程建設
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km2,占漢江流域總面積的60%,總徑流量的70%。開工時間:1958年9月總造價:8.2億元蓄水時間: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壩址位置:湖北省丹江口市,漢江干117按照50年代批準的方案,丹江口水利樞紐最初設計壩頂高程175m,正常蓄水位170m,相應庫容290.5億m3,防洪庫容80~110億m3。1962年水下工程完成后,時逢三年自然災害,加之施工質(zhì)量問題,改為分期建設。1966年經(jīng)國務院批準,壩頂高程162米,正常蓄水位155m,1975年根據(jù)興利要求將設計蓄水位提高到157m。
丹江口樞紐分期建設的由來按照50年代批準的方案,丹江口水利樞紐最初設計壩頂高程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2494m,其中河床及兩岸聯(lián)結段混凝土壩長1141m,分58個壩段,最大壩高97m;右岸土石壩長130m,左岸土石壩長1223m,最大壩高56m。樞紐鳥瞰擋水建筑物由混凝土壩和兩岸土石壩組成,全長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384m,由12個5×6
m的泄洪深孔和20個單孔寬8.5m的溢流表孔組成,最大泄洪能力48200m3/s。中下游防洪標準由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重威脅的被動局面。至2000年底共攔蓄入庫洪峰流量大于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,減少杜家臺工程分洪15次。至1998年止防洪累計減少淹沒耕地1283萬畝。泄洪建筑物和防洪效益布置在河床右部及中部,全長384m,由1121防洪效益1974~2012年,水庫共發(fā)生入庫洪峰大于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次杜家臺滯洪區(qū)分洪,大大減輕了武漢及長江荊江段的防洪壓力,減免損失近465億元,創(chuàng)造了顯著的社會效益。防洪效益1974~2012年,水庫共發(fā)生入庫洪峰大于5000122防洪效益最大入庫洪峰流量34300m3/s(1983年10月6日14時),最大出庫流量20900m3/s(1975年10月3日),累計棄水1919.0億m3,水庫最高運行水位160.07m(1983年10月7日),最低運行水位131.28m(1979年4月15日)。防洪效益最大入庫洪峰流量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,裝有單機容量15萬kW的機組6臺;左岸設有110kV和220kV開關站。年均發(fā)電量38.3億千瓦時,電量容量并重,是華中電網(wǎng)的骨干電站,并承擔調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用任務。
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,裝有單機容量124發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠累計發(fā)電量1515.60億千瓦時,創(chuàng)國民生產(chǎn)總值119.73億元,(按1990年不變價0.079元/千瓦時計算)發(fā)電效益截至2012年底,丹江口水力發(fā)電廠累計發(fā)電量1515125引水建筑物和灌溉供水效益(1)位于水庫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4.4km引渠,閘底高程140m,孔口為6×6.7m的五孔閘,設計引水流量500m3/s,為引丹河南灌區(qū)210萬畝耕地供水。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,設計年抽水量8.54億m3,以滿足灌溉需求。閘底高程143m,設計引水流量100m3/s,灌溉引丹湖北灌區(qū)210萬畝耕地。兩引水渠首設計年均引水量15億m3,規(guī)劃灌溉面積360萬畝,實際灌溉面積約210萬畝。通過水庫調(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,設計年127供水效益截至2012年底,水庫共向湖北、河南兩省供給灌溉用水264.63億m3,累計灌溉面積近3568萬畝。供水效益截至2012年底,水庫共向湖北、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于右岸,由垂直升船機、中間航道、斜面升船機組成,能通行150噸級駁船。通航效益改善了大壩上下游航道條件,庫區(qū)形成了約95km的深水航道。漢江中下游640km航道由于水庫的調(diào)節(jié)作用,改善了航運條件,促進了航運事業(yè)的發(fā)展。通航建筑物和通航效益通航建筑物設于右岸,由垂直升船機、中間航129水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫廣闊水面為發(fā)展淡水漁業(yè)創(chuàng)造了有利條件,建庫后水產(chǎn)捕撈量由1969年的8.6萬kg增加至1998年1000萬kg,水庫漁業(yè)還安置了部分水庫移民就業(yè)。水庫網(wǎng)箱養(yǎng)魚水產(chǎn)養(yǎng)殖效益初期工程擋水形成的400~700km2的水庫廣闊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(初期)衛(wèi)星影象圖丹江口水庫(初期)衛(wèi)星影象圖132水資源豐富可靠丹江口水庫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。丹江口水庫后期規(guī)模,校核洪水位時庫容339億m3,是國內(nèi)僅次于長江三峽的特大型水庫,具有多年調(diào)節(jié)性能,極有利于大流量、長距離調(diào)水。豐沛的入庫水量和巨大的調(diào)節(jié)庫容,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丹江口水庫以上388億m3丹庫以下194億m3入長江水量531.4億m3,沿線僅耗掉徑流量的8.7%,水資源豐富。漢江流域水資源特點地表水資源量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)越水庫介于長江與淮河流域之間,庫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,渠線沿黃淮海平原西側地勢較高處而行,可從丹江口水庫全程自流輸水到京、津,供水范圍可覆蓋整個華北平原。綜觀全國地形和水資源分布,丹江口水庫可謂兩者優(yōu)勢的最佳結合,是解決京、津、華北缺水的最理想水源地。地理位置優(yōu)越水庫介于長江與淮河流域之間,庫水位高踞華北平原之135中線縱斷示意圖中線縱斷示意圖136水質(zhì)優(yōu)良水庫各監(jiān)測斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點。按地面水環(huán)境質(zhì)量標準綜合評估,達到Ⅰ類水標準;單項評價僅高錳酸鹽指數(shù)稍高,但仍符合Ⅱ類水標準,完全可以滿足城市生活及工業(yè)用水的水質(zhì)要求,是全國水質(zhì)最好的大型水庫之一。漢江上游作為重點水源保護區(qū),庫周加強植樹造林,涵養(yǎng)水源;嚴格控制污染源和污水排放,必可長期保持水庫的優(yōu)良水質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)良水庫各監(jiān)測斷面水質(zhì)良好,且有硬度低、溶解氧充足等優(yōu)點137大壩加高勢在必行大壩加高勢在必行138漢江中下游防洪標準急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務是防洪,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)蓄和堤防及運用杜家臺分洪工程,可防御20年一遇洪水,超過20年一遇,新城以上民垸必須分洪。當遭遇1935年型(百年一遇)洪水時,為確保重點堤防安全,將有14個民垸分洪,分洪民垸有耕地89萬畝,固定資產(chǎn)39.3億元,需臨時轉(zhuǎn)移人口73萬人。漢江中下游防洪標準急待提高(1)丹江口水利樞紐的首要任務是防139
漢江中下游防洪圖漢江中下游防洪圖140漢江中下游防洪標準急待提高(2)丹江口水庫后期規(guī)模的防洪庫容夏季增加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157.65億元進行14個民垸安全建設,超過大壩加高投資,且每次分洪全部運用還將造成19.5億元淹沒損失。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治久安,是提高漢江中下游防洪標準的根本措施和最優(yōu)方案。漢江中下游防洪標準急待提高(2)丹江口水庫后期規(guī)模的防洪庫容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)庫容,才能同時滿足向北方調(diào)水的需要,水庫規(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)水均衡性優(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,實施中線南水北調(diào),必須加大庫容至后期規(guī)模,使水庫具有較大調(diào)節(jié)能力。不加壩調(diào)水需建兩級水源泵站,降低水庫死水位9m,以增加調(diào)節(jié)庫容31億m3
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