南水北調中線工程
一項良好的經濟工程
南水北調中線工程,是從長江最大支流漢江中上游的丹江口水庫調水,在丹江口水庫東岸河南省淅川縣九重鎮境內的工程渠首開挖乾渠,經長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口,沿華北平原中西部邊緣開挖渠道,在滎陽通過隧道穿過黃河,沿京廣鐵路西側北上,自流到北京市頤和園團城湖的輸水工程。
輸水乾渠地跨河南、河北、北京、天津4個省、直轄市。受水區域為沿線的南陽、平頂山、許昌、鄭州、焦作、新鄉、鶴壁、安陽、邯鄲、邢台、石家莊、保定、北京、天津等14座大、中城市。重點解決河南、河北、北京、天津4省市的水資源短缺問題,為沿線十幾座大中城市提供生產生活和工農業用水。供水範圍內總面積15.5萬平方千米,輸水乾渠總長1277公里,天津輸水支線長155公里。
丹江口大壩加高后,丹江口水庫正常蓄水位達到170米,在此條件下可保證規劃調水量。考慮2020年發展水平在漢江中下游適當做些補償工程,調水到北方地區的同時,保證調出區的工農業發展、航運及環境用水。
2014年12月12日下午14時32分,南水北調中線工程正式通水。
截至2020年6月3日,南水北調中線一期工程已經安全輸水2000天,累計向北輸水300億立方米,已使沿線6000萬人口受益。
南水北調中線工程可極大地緩解中國中北方地區的水資源短缺問題,為 河南、河北、北京、天津4個省(市)的生活、工業增加供水64億立方米,供給農業用水30億立方米。工程將極大的改善河南、河北、北京、天津4個省(市)受水區域的生態環境和投資環境,推動中國中、北部地區的經濟社會發展。
南水北調中線工程是一項宏偉的生態工程和民生工程。受水區年均缺水量在60億立方米以上,經濟社會的發展不得不靠大量超采地下水維持,從而造成地下水大範圍、大幅度下降,甚至部分地區的含水層已呈疏干狀態。實施南水北調中線工程后,初期年均調水量95億立方米,後期根據需要進一步擴大調水規模,可使受水地區的缺水問題得到有效解決,生態環境將有顯著改善。
南水北調中線工程——示意圖
南水北調中線工程按照社會主義市場經濟的一般要求,結合水資源調配的公共特性,構建其建設與管理體系,從而保證建設的順利進行,建成后的良性運營。按照“政府宏觀調控、市場機制運作、用水戶參與管理”的原則,中線工程將成立“中線工程水源公司”和“供水有限責任公司”。水源公司負責丹江口大壩加高以及丹江口水庫的運行管理,並賣水給供水公司;供水公司負責總乾渠工程的建設及以後的運行管理,並將水賣給分水口以下的用水戶協會。
南水北調中線工程
2005年,開始加高南水北調中線工程的丹江口水庫大壩,壩頂由原來的162米加高到176.6米,水位從157米提高到170米,丹江口水庫總庫容達到290.5億立方米。為此,丹江口水庫上游地區淹沒面積達到144平方公里,整個庫區移民34.5萬人,其中河南省16.4萬人、湖北省18.2萬人,安置區涉及湖北、河南兩省16個市60個縣區287個鄉鎮,2000多個村。
移民安置一直是影響中線工程決策的重大問題,但同時也是解決丹江口庫區環境容量嚴重不足、居民生活貧困的重大機遇。移民分期分批安置。從2009年8月完成試點移民搬遷開始,至2012年5月,河南省16萬多人的移民搬遷全部完成,加上湖北省已經完成的18.2萬移民搬遷安置,南水北調中線工程34萬多人的移民工作全部完成。2012年9月18日,在鄖縣柳陂鎮移民安置點,湖北省省長王國生宣布:“南水北調中線工程湖北省移民搬遷任務圓滿完成。”至此,中國南水北調中線工程移民搬遷全部結束。
中線工程建成后,沿線城市居民優質飲用水能夠得到保證,乾旱年份一些城市將不再出現“水荒”現象。對於數百萬長期飲用高氟水、苦鹹水和其他含有害物質的深層地下水的當地農民來說,中線工程將從根本上改善其飲水質量。
為確保江水進京安全,日前,南水北調中線工程北京段開始截斷河北水、排空管道內水,對長約80公里的管道暗涵、PCCP管道、永定河倒虹吸工程等進行全面系統的檢查與維護,體檢將持續至6月底。
中線工程對保護漢江中下游的水環境同樣也起到積極的作用。規劃在漢江流域興建的四大工程——漢江幹流上的興隆樞紐、從荊州到沙洋的引江濟漢工程。對航運受影響的漢江河段實施整治工程、對引水受影響的涵閘和泵站實施改造工程,不但將調水的影響減少到最低限度,而且“引江濟漢”工程使得興隆以下河段枯水期流量顯著加大,預計可以基本消除漢江發生曾嚴重威脅武漢等城市供水安全的春季“水華”現象。·
南水北調中線工程渠首
南水北調中線工程是一項宏偉的生態工程。中線工程受水區現狀年均缺水量在60億立方米以上,經濟社會的發展不得不靠大量超采地下水維持,從而造成地下水大範圍、大幅度下降,甚至部分地區的含水層已呈疏干狀態。實施南水北調中線工程后,初期年均調水量95億立方米,後期根據需要進一步擴大調水規模,可使受水地區的缺水問題得到有效解決,生態環境將有顯著改善。
南水北調中線工 程水量分配方案如下:
河南省:37.69億立方米;
河北省:34.7億立方米;
北京市:12.4億立方米;
天津市:10.2億立方米。
南水北調中線水源工程綜合水價為每立方米0.13元(含稅),幹線工程河南省南陽段、黃河南段、黃河北段、河北省、天津市、北京市各口門綜合水價分別為每立方米0.18元、0.34元、0.58元、0.97元、2.16元、2.33元。
截至2009年6月底,已累計下達南水北調東、中線一期工程投資589.7億元,累計完成投資314.3億元,其中東、中線一期工程分別累計完成投資57.8億元和256.4億元,分別佔東、中線在建設計單元工程總投資的71%和52%。
2014年7月底,國務院南水北調辦累計下達南水北調東、中線一期工程投資2525億元,工程建設項目累計完成投資2491億元,佔在建設計單元工程總投資的98%。
南水北調中線工程的前期研究工作始於50年代初,長江水利委員會與有關省市、部門進行了大量的勘測、規劃、設計和科研工作。
自1952年開始,長江水利委員會幾代技術人員堅持開展中線工程的勘探、測量、規劃與設計工作。
1987年提出了《南水北調中線工程規劃報告》。1991年對此報告進行了修訂。
1992年提出了《南水北調中線工程可行性研究報告》。
1994年元月水利部審查通過了長江水利委員會編製的《南水北調中線工程可行性研究報告》,並上報國家計委建議興建此工程。
1995年國家環保局審查並批准了《南水北調中線工程環境影響報告書》。
1995~1998年,水利部和國家計委分別組織專家對南水北調工程進行了論證和審查,同時對中線工程丹江口大壩加高和不加高的多個方案進行了補充研究。
21世紀伊始,根據中國經濟、社會、生態環境以及水資源的變化,長江委按照“先節水后調水,先治污后通水,先環保後用水”的原則,以科學、嚴謹、求實的態度,廣泛徵求各方面的意見,再一次對中線工程規劃進行了修訂。
南水北調中線工程輸水路線圖
南水北調中線一期主體工程由水源區工程、輸水工程和漢江中下游治理工程三大部分組成。
水源區工程為丹江口水利樞紐後期續建加高;輸水工程即引漢總乾渠和天津乾渠。中線一期工程平均每年可調水95億立方米,遠期將達到年均130億立方米。為減少中線工程從丹江口水庫調水后,漢江中下游水量大幅減少、對湖北中部地區的不利影響,修建湖北省引江濟漢等四項生態建設工程。
一是適時供水調度安全可靠。丹江口水庫具有巨大的調節能力,主汛期除保證防洪外,調節庫容達98億立方米,汛后達190億立方米。總乾渠兩側已建成大量的水庫,可以承擔“充蓄”調節和“補償”調節的任務,另有瀑河水庫作為“在線”調節水庫。通過總乾渠並採用已有成熟經驗的現代化控制技術和先進的調度管理手段,可確保供水調度安全可靠。
二是具有得天獨厚的地理條件。總乾渠位於平原的西部,居高臨下,控制範圍廣。與受水區已建成的水利工程連接簡單,供水調度靈活機動。
三是具有豐富的水源後備。中線工程從丹江口水庫引水,視遠景需要可以從長江三峽引水。
四是在給渠道沿線城市供給水源的同時,可以通過穿黃工程南岸分水閘在黃河中游給黃河中,下游流域補水。結合黃河調水調沙等工程聯合運作,在黃河中游以補充長江清水的方式稀釋泥沙,沖刷河床,補給水源解決黃河中、下游缺水及水沙關係不協調的問題。
2003年12月30日,南水北調中線工程開工,已經開工的中線北京至石家莊段應急供水工程開工建設7個單項工程,工程建設進展順利,其中北京永定河倒虹吸工程已經基本完工。
截至2009年6月底,已累計下達南水北調東、中線一期工程投資589.7億元。
2012年4月,南水北調中線工程已在做最後衝刺。南水北調中線工程建設步伐加快,天津幹線工程收尾於年底完工。
2012年6月,南水北調中線工程探求加強南水北調中線工程建設監理途徑。南水北調中線幹線工程全部實行了建設監理制。建設監理制度的推行,在保證質量、節約投資、控制工期、保障安全等方面發揮了重要作用,監理工作取得了明顯的社會效益和經濟效益。
2014年2月22日上午10點,南水北調中線穿越黃河工程兩條隧洞開始充水試驗。
截至2014年7月底,南水北調中線率先通水的京石段工程,先後四次向北京市應急供水,累計向北京輸水16.1億立方米。
2014年9月15日,南水北調中線穿黃工程上游線隧洞充水水位達到設計要求高程,標誌著穿黃隧洞工程充水試驗成功,這是南水北調中線幹線工程建設的重要里程碑。至此,南水北調中線幹線全線具備通水條件,為順利實現今年汛后通水目標奠定了堅實基礎。
2014年12月12日14時32分,長1432公里、歷時11年建設的南水北調中線正式通水。水源地丹江口水庫,水質常年保持在國家Ⅱ類水質以上,“雙封閉”渠道設計確保沿途水質安全。通水后,每年可向北方輸送95億立方米的水量,相當於1/6條黃河,基本緩解北方嚴重缺水局面。
截至2015年12月4日南水北調中線一期工程累計分水水量21.7億立方米。其中向北京輸水8.22億立方米,天津3.73億立方米,河北1.25億立方米,河南8.47億立方米。工程運行安全平穩,水質穩定達標,南水北調中線一期工程通水一年來,沿線水資源緊張態勢有所緩解,水質明顯改善,但缺水形勢依然嚴峻,節水絕不能鬆懈。
截至2018年4月19日,南水北調中線一期工程已向河北省供水20億立方米,在保障生活用水、修復改善生態環境、促進經濟社會發展等方面發揮了重大作用。
截至2018年6月17日,南水北調中線工程從陶岔渠首調水入渠水量達150億立方米,工程惠及北京、天津、石家莊、鄭州等沿線19座大中城市,5310多萬居民喝上了南水北調水。其中,北京1100萬人,天津900萬人,河北1510萬人,河南1800萬人。
截至2018年9月:中線一期工程已不間斷安全供水1371天,共調水169.29億立方米,累計向京津冀豫4省市供水超158億立方米,分別向北京供水38.75億m³、天津供水31.57億m³、河南供水58.97億m³、河北供水29.26億m³。直接受益人口超過1億人。丹江口水庫的水質一直保持或優於Ⅱ類。中線工程連續兩年利用汛期棄水向受水區實施生態補水,已累計補水11.6億m³,生態效益顯著。
3年來,北京、天津等6省市累計壓減地下水開採量逾8億立方米,地下水位得到不同程度回升。其中,2016年和2017年底北京平原區地下水位分別較同期回升0.52米、0.23米。天津海河水生態得到明顯改善,地下水位保持穩定或小幅回升。
2018年9月13日日,水利部相關負責人表示,南水北調東中線一期工程累計調水約200億立方米。
2018年10月,記者來到南水北調中線工程田莊分水口。總乾渠中清澈的長江水在這裡分出一股水流,經石津乾渠向石家莊、衡水、滄州等地供水。從省南水北調辦獲悉,自2014年12月12日正式通水到今年9月末,南水北調中線工程累計向河北省供水30億立方米,接近今年8月上旬全省60多座大中型水庫蓄水總量(30.77億立方米)。
截至2018年12月12日,南水北調東中線工程累計調水222億立方米,供水量持續快速增加,優化了我國水資源配置格局,有力支撐了受水區和水源區經濟社會發展,促進了生態文明建設。
2020年6月1日,南水北調中線幹線工程正式完成“體檢”,全面恢復通水,首都供水保障率進一步得到提高。
南水北調中線建設現場
規劃第一階段從漢江丹江口水庫引水,年均調水量95億立方米,南水北調中線一期工程計劃於2013年底建成,2014年10月通水;後期進一步擴大引漢規模,年均調水量達到130億立方米,工程預計在2030年完成;遠景從長江三峽調水。
工程首先將丹江口水庫的主壩——丹江口大壩加高,抬高丹江口水庫蓄水水位,利用新開的人工渠道(局部管道)輸水。輸水總乾渠自河南省南陽市淅川縣丹陽村渠首引水,在河南方城埡口穿江淮分水嶺,從鄭州西邊的滎陽孤柏嘴處過黃河,之後大體平行於京廣鐵路(位於京廣鐵路以西),北上至北京團城湖,天津乾渠從河北省徐水縣西黑山處分水至天津外環河。輸水工程乾渠全長1277公里,北京支線渠長10公里,天津支線渠長154公里。輸水工程與河流全部立交,北京段、天津段局部採用管涵。
中線工程丹江口水庫大壩加高后,將有效提高漢江中下游地區的防洪能力。丹江口大壩加高後主汛期防洪庫容將由77億立方米增加到110億立方米,可以解除江漢平原的一大心腹之患。
丹江口水庫作為“在線”調節水庫。一是通過總乾渠並採用已有成熟經驗的現代化控制技術和先進的調度管理手段,可確保供水調度安全可靠。
二是具有得天獨厚的地理條件。總乾渠位於平原的西部,居高臨下,控制範圍廣。與受水區已建成的水利工程連接簡單,供水調度靈活機動。
三是具有豐富的水源後備。中線工程從丹江口水庫引水,視遠景需要可以從長江三峽引水。
四是在給渠道沿線城市供給水源的同時,可以通過穿黃工程南岸分水閘在黃河中游給黃河中,下游流域補水。結合黃河調水調沙等工程聯合運作,在黃河中游以補充長江清水的方式稀釋泥沙,沖刷河床,補給水源解決黃河中、下游缺水及水沙關係不協調的問題。
2007年丹江治理一期工程,河南累計治理小流域348條,完成水土流失治理面積7681平方公里,新修基本農田兩萬多公頃,造林27萬公頃,完成總投資接近20億元,有效地控制了水土流失,保護了一江清水,也促進了當地經濟發展。丹江治理二期工程,預計2014年中線調水工程通水前,可以將水源區穩定在II類水質標準,確保一江清水送北京。
南水北調中線工程路線圖
為緩解調水對漢江中下游的不利影響,規劃建設興隆水利樞紐、引江濟漢、部分閘站改造、局部航道整治工程。其中興隆水利樞紐任務是枯水期雍高庫區水位,改善庫區沿岸灌溉和航運條件;引江濟漢工程從長江荊州段龍洲垸引水至漢江潛江段高石碑,全長67.1公里,任務是滿足漢江興隆以下生態環境用水、河道外灌溉、供水及航運需水要求,可基本解決中線一期工程調水對漢江下游“水華”的影響,解決東荊河的灌溉水源問題,並從一定程度上恢復漢江下遊河道水位和航運保證率,縮短從長江到漢江的通航里程637公里。
為確保南水北調中線調水水質安全,國務院南水北調辦、國家發展改革委、環境保護部、住房和城鄉建設部、水利部聯合印發考核辦法,明確河南、湖北和陝西三省人民政府是中線水源保護的責任主體,並對年度水質、水污染防治項目、水土保持項目等情況進行考核,考核結果納入各級政府領導幹部的綜合考核評價。
到2015年,南水北調中線水源區實現三大目標:一是水質目標,河南省淅川縣丹陽村渠首取水口水質達到II類,直接匯入水庫的主要支流水質不低於Ⅲ類。二是污染物總量控制目標,COD(化學需氧量)排放量減少8.3%,氨氮排放量減少10.6%。三是水土保持目標,水土流失治理程度達到50%,年均減少土壤侵蝕量0.1億-0.2億噸。按照規劃,到2015年,實現南水北調中線水源區各縣及重點鄉鎮污水、垃圾處理設施全覆蓋,重點企業全部完成污染治理和技改升級,水土流失治理面積超過2萬平方公里。
總乾渠在黃河流域規劃的河南桃花峪水庫庫區穿過黃河,穿黃工程規模大,問題複雜,投資多,是總乾渠上最關鍵的建築物。經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。由於隧道方案可避免與黃河河勢、黃河規劃的矛盾,盾構法施工技術國內外都有成功經驗可借鑒,因此結合兩岸渠線布置,推薦採用孤柏咀隧道方案。穿黃河隧道工程全長約7.2千米,設計輸水能力500立方米/秒,採用兩條內徑8.5米圓形斷面隧道。
總乾渠溝通長江、淮河、黃河、海河四大流域,需穿過黃河幹流及其他集流面積10平方千米以上河流219條,跨越鐵路44處,需建跨總乾渠的公路橋571座,此外還有節制閘、分水閘、退水建築物和隧洞、暗渠等,總乾渠上各類建築物共936座,其中最大的是穿黃河工程。天津乾渠穿越大小河流48條,有建築物119座。
總乾渠穿黃工程規模大,問題複雜,投資多,是總乾渠上最關鍵的建築物。經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。由於隧道方案可避免與黃河河勢、黃河規劃的矛盾,盾構法施工技術國內外都有成功經驗可借鑒,因此結合兩岸渠線布置,推薦採用孤柏咀隧道方案。穿黃河隧道工程全長約7.2千米,設計輸水能力500立方米/秒,採用兩條內徑8.5米圓形斷面隧道。
為了防範總乾渠輸水過程中污染的風險,中線工程劃定了總乾渠兩側水源保護區,還開展了總乾渠兩側內排段地下水現狀調查,防範地下水污染風險。輸水總乾渠兩側85%以上的地下水監測點位水質達到或優於地表水III類標準。
南水北調中線穿黃工程
南水北調中線穿黃工程
穿黃隧洞是南水北調工程中規模最大、單項工期最長、技術含量最高、施工難度最複雜的交叉建築物。穿黃工程於2005年9月27日開工建設,歷時9年。設計流量每秒265立方米,加大流量每秒320立方米。
南水北調中線工程調水豎井
南水北調中線工程輸水隧洞
U型渡槽
移民安置點--河南舒家溝卧龍崗社區
丹江口大壩加高
丹江口大壩加高工程是在丹江口水利樞紐初期工程的基礎上進行培厚、加高和改造。
丹江口大壩加高工程於2005年1月5日開始進行前期準備工作,9月26日舉行了大壩加高工程開工儀式。2013年8月29日加高工程順利通過蓄水驗收。丹江口水庫蓄水位從157米提高到170米,總庫容增加116億方,可保證多年均衡向北方調水,實現向京、津、豫、冀等北方地區提供可靠、穩定和清潔的水源的目的。
2020年6月3日,水利部最新發布,南水北調中線一期工程已經安全輸水2000天,累計向北輸水300億立方米,已使沿線6000萬人口受益。其中,北京中心城區供水安全係數由1提升至1.2,河北省淺層地下水水位由治理前的每年上升0.48米增加到0.74米。
從2014年12月12日淅川陶岔渠首開閘送水,到2021年5月10日,南水北調中線工程已連續輸水2341天,累計供水量達363億立方米,按杭州西湖約1400萬立方米的水容量計算,約等於北上輸送2600個西湖。
截至2021年7月19日8時,南水北調中線一期工程自陶岔渠首累計調水入渠水量達400億立方米,直接受益人口達到7900萬人,南水已成為京津冀豫沿線大中城市主力水源。