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文檔簡(jiǎn)介

南水北調(diào)西線工程的主要特點(diǎn)

摘要:南水北調(diào)西線工程地處青藏高原東南部,規(guī)劃從長(zhǎng)江上游調(diào)水170億m3,經(jīng)輸水隧洞穿越巴顏喀拉山分水嶺入黃河上游。闡述包括向干旱、半干旱的西北地區(qū)和缺水的黃河調(diào)水的必要性;從20世紀(jì)50年代到現(xiàn)在歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的研究;以及工程方案技術(shù)。

關(guān)鍵詞:跨流域調(diào)水規(guī)劃

主要特點(diǎn)

南水北調(diào)西線工程

1

從濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū)向干旱、半干旱地區(qū)調(diào)水,并向缺水的黃河補(bǔ)水的必要性

1.1

西北地區(qū)水資源地理環(huán)境的歷史演變概況

我國(guó)是世界上水資源相對(duì)緊缺的國(guó)家之一。雖然我國(guó)多年平均水資源總量為28

100億m3,排世界第4位,但中國(guó)人口眾多,人均水資源量只有2

300

m3,僅為世界人均水平的1/4,而且在時(shí)空分布上又極不平衡,南方水多,北方水少。西北地區(qū)氣候干旱愈來(lái)愈嚴(yán)重,在半干旱區(qū)降雨量200~400

mm、干旱區(qū)降雨量在200

mm以下,由于水文狀況的惡化,一些河流逐漸枯竭,湖泊水位下降,面積縮小,植被減少,綠洲衰退,荒漠侵蝕。因此,如何合理配置有限的水資源是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨的一個(gè)重要課題??缌饔蛘{(diào)水工程,是相對(duì)自然水資源系統(tǒng)而言,人為的調(diào)配水資源。

我國(guó)西北地區(qū)曾是雨量豐沛、森林茂密、水草豐盛、繁榮富庶的地區(qū)。有專家認(rèn)為,在距今100多萬(wàn)年時(shí),開(kāi)始由濕潤(rùn)向干旱環(huán)境變化,其主要原因,是青藏高原不斷隆起,阻擋了西南季風(fēng)北上,降雨量減少,氣候干燥。

距今5

000~2

000年間,甘肅河西走廊地區(qū),氣候溫暖濕潤(rùn),河流水量豐沛,物產(chǎn)豐富。漢唐時(shí)期興盛一時(shí)的絲綢之路,沿河的敦煌、酒泉、張掖、武威成為絲綢之路上的重要城市和經(jīng)濟(jì)文化交流的樞紐點(diǎn)。到了距今七八百年的宋元時(shí)期,絲綢之路已趨衰退。從16世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初,石羊河等河流下游干旱沙化日趨嚴(yán)重,河流的尾閭湖全面干涸,大片綠洲、村落相繼被廢棄。

歷史上的塔里木河流域,曾是一條繁榮的綠色走廊,其終端湖-羅布泊,也曾是浩淼的大湖。在湖西側(cè)有樓蘭國(guó)(公元330年后廢棄)的古綠洲。據(jù)推測(cè),200多萬(wàn)年前,羅布泊湖面面積有2萬(wàn)

km2,1942年只有3

006

km2,1962年僅剩660

km2,1972年這個(gè)浩瀚大湖在西北大地上消失。

古時(shí)青海湖面積相當(dāng)大,據(jù)推算在全新世以來(lái)的一萬(wàn)多年中,青海湖水面縮小2

150

km2,水量減少20多億m3。1957年湖面積減少到4

635

km2。公元6世紀(jì)建于湖西畔的伏俟城(早已廢棄),現(xiàn)在,該古城遺址距湖岸10

km。可見(jiàn),自然環(huán)境尤其是水環(huán)境的演變,對(duì)人類社會(huì)的影響是嚴(yán)重的。但是人類改造自然的能力也隨著時(shí)代的進(jìn)步,社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展而提高。當(dāng)代,人類已經(jīng)有能力興建大型調(diào)水工程,調(diào)整水資源的地區(qū)分布,解決干旱地區(qū)缺水問(wèn)題。

自古以來(lái),水與地理環(huán)境、人類活動(dòng)息息相關(guān)。在干旱地區(qū)有水就有綠洲,無(wú)水就會(huì)變成荒漠。水可以改變一個(gè)地區(qū)的面貌。國(guó)內(nèi)的引水、調(diào)水工程和國(guó)外調(diào)水工程所發(fā)揮的效益,就是有力的證明。因此,水在我國(guó)西北地區(qū)具有特殊的地位,是西北地區(qū)和黃河的關(guān)鍵資源。

1.2

黃河缺水嚴(yán)重,系資源性缺水

黃河是我國(guó)西北、華北的重要水源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,20世紀(jì)90年代年均耗水量307億m3,比50年代增多185億m3。入海水量,90年代年均120億m3,比50年代年均減少360億m3。黃河缺水嚴(yán)重,屬于資源性缺水;造成黃河下游頻繁斷流,當(dāng)?shù)厮Y源的供需矛盾加劇,生態(tài)環(huán)境惡化,水質(zhì)污染加重,對(duì)河口地區(qū)的濕地和生物多樣性構(gòu)成嚴(yán)重威脅,同時(shí)導(dǎo)致主河槽淤積增加,平灘過(guò)流能力減小,防洪負(fù)擔(dān)加重。

1999年對(duì)黃河干流實(shí)行水量統(tǒng)一調(diào)度以來(lái),斷流現(xiàn)象雖然有所緩解,但水資源短缺問(wèn)題并未得到解決。據(jù)預(yù)測(cè),在充分考慮節(jié)水的情況下,正常來(lái)水年份,黃河上中游地區(qū)2010年缺水40億m3,2030年缺水110億m3??菟攴萑彼唷?/p>

解決缺水的根本途徑,是實(shí)施從長(zhǎng)江上游調(diào)水,開(kāi)鑿隧洞穿過(guò)巴顏喀拉山分水嶺,輸水入黃河上游的南水北調(diào)西線工程。西線調(diào)水入黃河后,可利用黃河上游的水庫(kù)控制工程,為寧蒙河段沖沙減淤,改善生態(tài)環(huán)境。有一部分水量供給黃河中游水沙調(diào)控工程體系,必將對(duì)水庫(kù)塑造理想人工水沙過(guò)程產(chǎn)生積極作用,有利于黃河下游河道的減淤?zèng)_沙、遏制下游河道泥沙的淤高,并從根本上解決黃河下游的斷流問(wèn)題。

西線調(diào)水入黃河后,將對(duì)生態(tài)脆弱的西北受水地區(qū)增供水資源,促進(jìn)防沙治沙,為遏制土地沙漠化創(chuàng)造條件;可增加植被覆蓋率,恢復(fù)和建立新的生態(tài)系統(tǒng),大大提高這一地區(qū)的環(huán)境容量和環(huán)境承載力,有利于人與自然和諧相處;將促進(jìn)西北地區(qū)豐富礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā),把資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì);為加快城市化進(jìn)程提供保障,統(tǒng)籌實(shí)施水資源的有效合理配置;以水資源的可持續(xù)利用,支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

綜上所述,南水北調(diào)西線工程,是一項(xiàng)規(guī)模宏大地調(diào)配并合理配置水資源的工程,從濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū)向干旱、半干旱的西北地區(qū)和缺水的黃河調(diào)水,從某種意義上說(shuō),是一項(xiàng)龐大的生態(tài)環(huán)境工程。

2

南水北調(diào)西線工程規(guī)劃工作

早在1952年,具有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的黃河水利委員會(huì)主任王化云等一些專家,就組織了從通天河調(diào)水入黃河的線路查勘。這是我國(guó)第一次南水北調(diào)查勘。同年10月,毛澤東主席第一次視察黃河時(shí),就說(shuō):“南方水多,北方水少,如有可能,借點(diǎn)水來(lái)也是可以的"。

根據(jù)上級(jí)指示,黃河水利委員會(huì)在中國(guó)科學(xué)院配合下,從1958—1961年進(jìn)行了大規(guī)模的西線調(diào)水查勘,涉及的河流有怒江、瀾滄江、金沙江、雅礱江等,范圍約115萬(wàn)km2。20世紀(jì)70年代到80年代初,黃河水利委員會(huì)又組織了幾次西線調(diào)水查勘。1987年原國(guó)家計(jì)委決定,在“七五

"、“八五"期間開(kāi)展南水北調(diào)西線工程超前期規(guī)劃研究工作,研究從長(zhǎng)江上游通天河,支流雅礱江、大渡河調(diào)水入黃河上游的方案。調(diào)水工程范圍為30萬(wàn)km2。這項(xiàng)工作歷時(shí)10年,于1996年6月結(jié)束。

1996年7月開(kāi)始規(guī)劃階段的工作,2001年上半年水利部調(diào)水局組織專家評(píng)審了西線工程的6個(gè)規(guī)劃專題報(bào)告,2001年5月27—29日,水利部組織專家審查通過(guò)了黃河水利委員會(huì)提交的規(guī)劃報(bào)告。水利部張基堯同志在審查會(huì)上指出:規(guī)劃報(bào)告的審查通過(guò),在西線工程歷程中,具有里程碑的意義。水利部布署了第一期工程及時(shí)轉(zhuǎn)入項(xiàng)目建議書(shū)階段的工作。2001年8月,水利部張基堯副部長(zhǎng)、高安澤總工、黃河水利委員會(huì)李國(guó)英主任等領(lǐng)導(dǎo),考察了西線第一期工程現(xiàn)場(chǎng)。

從1952年8月至2002年8月,歷時(shí)整整50年,有5

000多人次在青藏高原查勘,付出了艱辛勞動(dòng),有些人受傷、致殘,有的獻(xiàn)出了生命,取得了地形、地質(zhì)、地震、水文、氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等大量基礎(chǔ)資料,完成了數(shù)百份工程和研究報(bào)告,有些填補(bǔ)了國(guó)家空白,從而使西線工程進(jìn)入了一個(gè)新的階段。轉(zhuǎn)貼于3南水北調(diào)西線工程的主要技術(shù)特點(diǎn)南水北調(diào)西線工程是一項(xiàng)特大型跨流域調(diào)水工程,地處青藏高原東南部,地理位置、氣候特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等都有特殊性,技術(shù)上也有其特點(diǎn)。3.1調(diào)水工程的技術(shù)特點(diǎn)3.1.1工程方案思路的轉(zhuǎn)換回顧50年的歷程,特別是近20年來(lái),隨著國(guó)家綜合實(shí)力的增強(qiáng),科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以及工作的實(shí)踐和認(rèn)識(shí),不斷地調(diào)整工作思路,從而不斷地增加或改變工作內(nèi)容。(1)從大范圍調(diào)水到切合實(shí)際的較小范圍調(diào)水。1958—1961年,黃河水利委員會(huì)組織人員在西部地區(qū)115萬(wàn)km2范圍進(jìn)行調(diào)水查勘。1978—1986年,提出從距離黃河較近、調(diào)水量適宜、相對(duì)工程規(guī)模較小的通天河、雅礱江、大渡河調(diào)水,三條河共調(diào)水200億m3。這是工作思路的第一次轉(zhuǎn)換,從研究115萬(wàn)km2縮小到30萬(wàn)km2的范圍。(2)從明渠為主轉(zhuǎn)變?yōu)樗矶礊橹鳎瑥闹匮芯砍樗绞睫D(zhuǎn)變?yōu)橹匮芯孔粤鞣绞?。原?guó)家計(jì)劃委員會(huì)、水利部和專家們肯定了縮小研究范圍的思路,1987年7月原國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)決定開(kāi)展南水北調(diào)西線工程10年超前期規(guī)劃研究工作,此任務(wù)于1996年6月完成。根據(jù)青藏高原地質(zhì)條件復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害頻繁的特點(diǎn)和開(kāi)鑿隧洞技術(shù)的迅速發(fā)展,將輸水線路最長(zhǎng)達(dá)6000km的明渠轉(zhuǎn)變?yōu)橐运矶礊橹?。這期間研究了采用抽水方式和自流方式等若干方案,鑒于青藏高原寒冷缺氧,人煙稀少,交通不便,調(diào)水工程區(qū)沒(méi)有電網(wǎng),需自建大型電站,經(jīng)分析比較,目前宜采用自流方式。這是工作思路的第二次轉(zhuǎn)換。(3)從高海拔轉(zhuǎn)為相對(duì)較低海拔。1996年7月至2001年6月,開(kāi)展了5年規(guī)劃階段的工作,這是10年超前期規(guī)劃研究的繼續(xù)。從1987年到2001年,研究的范圍為北到黃河源頭(海拔4500m左右),南到四川甘孜一帶(海拔3000m左右),提出了許多引水方案,并比選出12個(gè)代表性方案。結(jié)合青藏高原的實(shí)際,推薦位于海拔3500m左右的工程方案,形成從金沙江調(diào)水80億m3,雅礱江調(diào)水50億m3,雅礱江、大渡河間5條支流調(diào)水40億m3,共調(diào)水170億m3的總體布局方案。海拔3500m地區(qū),自然環(huán)境較好,有森林、農(nóng)田,適宜于人類活動(dòng),有利于工程的建設(shè)、運(yùn)行和管理。此總體布局方案具有“下移、自流、分期、集中、漸進(jìn)"的特點(diǎn)。本著“由小到大,由近及遠(yuǎn),由易到難"的思路,選定雅礱江、大渡河間5條支流調(diào)水40億m3方案為第一期工程,雅礱江調(diào)水為第二期工程,金沙江調(diào)水為第三期工程。第一期工程先行實(shí)施,二、三期工程輸水線路都從一期工程近旁集中通過(guò),可以利用一期工程的地質(zhì)資料和臨建設(shè)施,加快工程建設(shè)。這是工作思路的第三次轉(zhuǎn)換。2001年5月在規(guī)劃報(bào)告的審查會(huì)上,專家們贊同這個(gè)思路,贊同分三期開(kāi)發(fā),分期實(shí)施的方案。水利部汪恕誠(chéng)部長(zhǎng)說(shuō):規(guī)劃思路明確,工程布局方案突出“下移、集中"是正確的。根據(jù)水利部的安排,將第一期工程及時(shí)轉(zhuǎn)入項(xiàng)目建議書(shū)階段工作。從2001年7月到現(xiàn)在,黃河水利委員會(huì)設(shè)計(jì)院投入大量人力在一期工程現(xiàn)場(chǎng)工作。3.1.2深埋長(zhǎng)隧洞是關(guān)鍵技術(shù)一期工程由“五壩七洞一渠"組成,5座壩高65~123m,長(zhǎng)244km的隧洞自然分為7段和一段16km的明渠。輸水隧洞開(kāi)鑿支洞后,最長(zhǎng)施工洞段37km。洞線埋深一般300~600m,最大埋深1150m。從當(dāng)前施工技術(shù)看,37km長(zhǎng)的隧洞,屬于常規(guī)工程。地質(zhì)巖性主要有三疊系砂、板巖或砂板巖互層,抗壓強(qiáng)度一般為40~100MPa,屬于中等堅(jiān)硬巖類。輸水線路地震動(dòng)峰值加速度大部分為0.10g,部分為0.05g和0.15g。初步探查,全線穿越斷層22條,大體走向NW-SE。(1)筑壩技術(shù)。我國(guó)對(duì)各種壩型的建筑技術(shù)已趨成熟。20世紀(jì)80年代以來(lái),開(kāi)始重視和推廣土石壩類的混凝土面板堆石壩壩型。這種采用當(dāng)?shù)厥?,分層振?dòng)碾壓堆石的施工方法,使壩體密實(shí),面板較少出現(xiàn)裂縫,防滲效果也好,具有斷面小,安全性好,施工簡(jiǎn)便,造價(jià)低的特點(diǎn)。當(dāng)前,大型、多功能、高效施工機(jī)械的發(fā)展大大提高了施工質(zhì)量,加快了施工進(jìn)度,更降低了工程造價(jià)。1999年,在廣西與廣州交界處的南盤(pán)江建成混凝土面板堆石壩壩高179m,1999年建成的青海黑泉(海拔2000m)面板堆石壩壩高123.5m,最近才開(kāi)工建設(shè)的湖北清江水布埡混凝土面板堆石壩壩高233m。這說(shuō)明,西線工程雖有海拔3500m地區(qū)的氣候寒凍問(wèn)題,但當(dāng)今的筑壩技術(shù)方面,完全可以解決。(2)開(kāi)鑿長(zhǎng)隧洞技術(shù)。開(kāi)鑿長(zhǎng)隧洞技術(shù),20世紀(jì)80年代以來(lái)發(fā)展迅速。開(kāi)鑿短隧洞,一般采用鉆爆法。隨著開(kāi)鑿長(zhǎng)隧洞技術(shù)的發(fā)展,已采用適用于硬巖的開(kāi)敞式掘進(jìn)機(jī)施工法,以及適用于軟巖、土砂層隧洞施工的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工法。掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)是:高度機(jī)械化、專業(yè)化施工,掘進(jìn)、出渣、襯砌、灌漿等工序一次完成,進(jìn)度快、質(zhì)量好,近年來(lái)掘進(jìn)機(jī)廣泛采用電子、信息技術(shù),對(duì)全部作業(yè)進(jìn)行制導(dǎo)和監(jiān)控。英吉利海峽隧道,在掘進(jìn)過(guò)程中,安裝約200部?jī)x表,工程技術(shù)人員每天讀取的數(shù)據(jù)120個(gè),運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效果,指出機(jī)械和電器存在的問(wèn)題,從而明確機(jī)械維修保養(yǎng)的目標(biāo),使掘進(jìn)機(jī)的時(shí)間利用率提高到90%,整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間利用率達(dá)60%,從而,使掘進(jìn)過(guò)程始終處于最佳狀態(tài),其掘進(jìn)速度一般較鉆爆法高好幾倍,已廣泛用于管道鋪設(shè)、交通與水工隧洞的開(kāi)鑿。從隧洞施工段的長(zhǎng)度看,我國(guó)已建成甘肅引大入秦30A輸水隧洞長(zhǎng)11.6km,成洞洞徑5.5m;西康鐵路秦嶺隧道長(zhǎng)18.4km,成洞洞徑7.6m;國(guó)外已建成的英吉利海峽海底高速鐵路兩條平行隧道,即歐洲隧道,每條長(zhǎng)38km,成洞洞徑7.6m;正在施工的瑞士圣哥達(dá)高速鐵路兩條平行隧道每條長(zhǎng)57km,成洞洞徑9.6m。這些長(zhǎng)隧洞的特點(diǎn):1)皆采用掘進(jìn)機(jī)開(kāi)鑿。秦嶺隧道采用開(kāi)敞式掘進(jìn)機(jī),歐洲隧道和引大入秦30A隧洞采用盾構(gòu)式掘進(jìn)機(jī)。2)埋深大。歐洲隧道在海水面以下平均40m,最深達(dá)130m;圣哥達(dá)隧道上覆山體最厚近3000m。3)沒(méi)有條件開(kāi)鑿人工支洞。僅圣哥達(dá)隧道在山體上開(kāi)鑿了一個(gè)直徑12m、深800m的豎井。由此可知,無(wú)論是通過(guò)山體或水下的長(zhǎng)隧洞,也無(wú)論硬巖或軟巖,從宏觀地科學(xué)技術(shù)水平看,運(yùn)用掘進(jìn)機(jī)開(kāi)鑿,技術(shù)上皆可行。3.2受水區(qū)的技術(shù)特點(diǎn)3.2.1江水和黃水難以區(qū)分第一期工程調(diào)水40億m3,在黃河上游海拔3400m處注入黃河干流,由于沒(méi)有專用的輸水渠道,調(diào)入的江水與黃河水難以區(qū)分。如何將西線水配置到受水地點(diǎn),有兩種意見(jiàn):一是國(guó)務(wù)院給黃河上中游各省區(qū)分配有用水定額,超定額者用的是西線水,就要收取較高的水費(fèi);二是認(rèn)為調(diào)入黃河的西線水,融入了黃河水資源,亦可稱作黃河的增供水量。與黃河水一起統(tǒng)一配置,統(tǒng)一調(diào)度,按?。▍^(qū))、區(qū)域或河段統(tǒng)一水價(jià)。第一種意見(jiàn),實(shí)際操作困難,不僅在水價(jià)上出現(xiàn)了雙軌制,弊病很多,而且有關(guān)地方部門(mén)會(huì)表明,從黃河取水,用的當(dāng)然是黃河水,怎么能說(shuō)是長(zhǎng)江水呢!很難有一個(gè)量取的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。贊成第二種意見(jiàn),江水調(diào)入黃河后,與黃河水一起統(tǒng)一管理,統(tǒng)一配置。統(tǒng)籌的水價(jià),一般也能承受,這就需要相應(yīng)的體制、機(jī)制和政策支持。這是當(dāng)前就需要著手研究的一個(gè)重大課題。3.2.2供水對(duì)象把生態(tài)環(huán)境用水放在第一位西線調(diào)水入黃河后把生態(tài)環(huán)境用水放在第一位,并供給生活和生產(chǎn)用水。地處黃河上中游的青、甘、寧、內(nèi)蒙古、陜、晉6省區(qū),相當(dāng)一部分地區(qū)屬于干旱、半干旱地帶,生態(tài)環(huán)境脆弱,遏制生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化,并予以保護(hù)、改善,需要水利條件的支撐。計(jì)劃供水到條件較好待開(kāi)發(fā)的土地資源區(qū),建設(shè)適宜于人類生存的綠地,然后實(shí)行生態(tài)移民,把山區(qū)群眾遷移到得到供水以后水利條件較好的綠地,使原來(lái)的山坡地,退耕還林退草。這里有個(gè)問(wèn)題,生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益如何計(jì)算!生態(tài)環(huán)境效益是社會(huì)公益性的,屬于社會(huì)效益,但作為工程項(xiàng)目的供水效益,需要有經(jīng)濟(jì)效益,筆者也采用過(guò)幾種計(jì)算方法,尚需探討。生態(tài)環(huán)境用水工作需要進(jìn)一步研究。3.2.3黃河上游有大型水庫(kù)可以調(diào)蓄調(diào)水入黃河后,黃河上游有龍羊峽、劉家峽以及待建的大柳樹(shù)等水庫(kù)進(jìn)行調(diào)蓄,居高臨下,可以充分發(fā)揮調(diào)水的作用,既可解決西北地區(qū)干旱缺水問(wèn)題,又為黃河的治理開(kāi)發(fā)提供了水源。南水北調(diào)西線工程實(shí)施后,在黃河水資源統(tǒng)一調(diào)配下,可以從根本上解決黃河下游斷流問(wèn)題,為黃河長(zhǎng)治久安創(chuàng)造條件。4結(jié)語(yǔ)南水北調(diào)西線工程,地處青藏高原東南部,這是一個(gè)寒冷缺氧、人煙稀少的特殊地區(qū),從長(zhǎng)江上游調(diào)水入黃河上游,在地理環(huán)境和工程技術(shù)上都有其特點(diǎn)。南水北調(diào)西線工程,經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì),幾代治黃人,為這項(xiàng)功在當(dāng)代、惠及子孫的宏偉工程,艱苦奮斗,前赴后繼,取得了今天的成果。加快前期工作步伐,力爭(zhēng)一期工程2010年或再提前一些時(shí)間開(kāi)工,以適應(yīng)西部大開(kāi)發(fā)和黃河對(duì)水資源的需求。MainCharacteristicsofWesternLineofSouth-NorthWaterDiversionProjectAbstract:LocatedinthesoutheastofQingzangPlateau,t

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