南水北調工程是如何將水引入地勢較高的北方的?

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上海科技報科普問答主持人:主任記者吳苡婷


南水北調工程是我國的戰略性工程,非常浩大,目的在於解決中國北方缺水的困境。我們南方一到夏天經常出現洪澇災害,暴雨連綿,而北方到了夏天經常會有乾旱情況,南方和北方的農業都會受到威脅,如果能夠讓水源均衡調度,就可以獲得雙贏的局面。另外,北方700多萬人口飲水質量將獲得根本性的變化。


南水北調工程由東線、中線和西線工程組成。東線工程的起始地在揚州;中線工程起始地在亞洲第一大人工水庫——丹江口水庫,終點站是北京;西線工程是從長江源頭調水到黃河。南水北調工程建成後,其調水規模可以達到448億立方米,將讓中國超過4億人口受惠。2002年12月27日,國家宣佈南水北調工程正式啟動,今天南水北調工程的東線和中線都已經開工建設,西線還在規劃中,還沒有開工。



這三個線路的工程的地勢都有高低起伏,而且中國北方絕大多數的地方的海拔高度都略高於南方,那麼這個引水工程是如何進行的?


在南水北調工程中,是根據因地制宜來設計送水的方式的,地勢平緩的,還有地勢低的區域就採用自流引水的方式,地勢在攀升,往上走的時候,就開啟水泵了,梯級送水方式。就比如南水北調的江蘇段一期工程就有9個梯級泵站,東線一共有13個梯級泵站,它們串聯起一路上的洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖等調蓄湖泊,將南方的水送到比引水口高出65米的北方區域。


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南水北調工程總共設計有三條線路,分別是從上游調水的西線工程,從中游調水的中線工程,和從下游調水的東線工程(如下圖所示)。西線工程目前還處於規劃階段,沒有開工;東線工程計劃分三期完成,第一期工程已於2013年11月15日完工並實現正式通水;中線工程計劃分兩期完成,第一期工程於2014年12月12日完工並實現正式通水。下面主要介紹一下中線和東線的輸水方案。

中線工程:所經過的地區南高北低,主要通過自流方式輸水

中線工程的起點是丹江口水庫,這裡位於長江最大的支流-漢江-的中上游,輸水渠的起點(渠首)在河南省南陽市淅川縣丹陽村,終點是北京市頤和園的團城湖,輸水線路跨越了河南、河北、北京、天津4個省、直轄市,輸水乾渠總長超過1200公里。為了實現中線調水,丹江口水庫將其大壩加高,從而將水庫的正常蓄水位從157米提高至170米(均為海拔高度)。相比之下,北京地區的海拔高度在50米左右,這就在丹江口和北京之間形成了120米的高度落差。有了這個高度差,中線的送水便主要是通過開鑿明渠,靠水的重力自流來完成。

東線工程:所經過的地區北高南低,主要通過逐級電力提水並結合自流的方式輸水

東線工程的起點是江蘇省揚州市的江都水利樞紐,利用京杭大運河以及與其平行的河道輸水,待進入山東省東平湖後,分水兩路,一路向北穿黃河後自流到天津,另一路向東給山東的膠東地區供水,途徑江蘇、山東、河北三省。由於東線所經地區,特別是從揚州到東平湖地區北高南低,因此需要用泵站來逐級提水。事實上,東線工程創造了世界上規模最大的泵站群。


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主要是通過泵站來進行輸水。 東線的地形以黃河為脊背向南北傾斜,引水口比黃河處地面低40餘米。從長江調水到黃河南岸需設13個梯級抽水泵站,總揚程65m,穿過黃河可自流到天津。黃河以南除南四湖內上、下級湖之間設一個梯級,其餘各河段上設三個梯級。黃河以南輸水乾線上設泵站30處;主幹線上13處,分幹線上17處,設計抽水能力累計共10200m3/s,裝機容量101.77萬kW,其中可利用現有泵站7處,設計抽水能力1100m3/s,裝機容量11.05萬kW。一期工程仍設13個梯級,泵站23處,裝機容量45.37萬kW。黃河以北各蓄水窪澱進出口設5處抽水泵站,設計抽水能力共326m3/s,裝機容量1.46萬kW。 南水北調東線工程泵站的特點是揚程低(多在2~6m)、流量大(單機流量一般為15~40m3/s)、運行時間長(黃河以南泵站約5000小時/年),部分泵站兼有排澇任務,要求泵站運轉靈活、效率高。


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南水北調東線工程是通過泵站將水一級一級送到北方的。目前是送到江蘇北部,及山東,遠期送到天津。

而中線工程基本上靠自流,因為丹江口水庫的水位高於150米,目前有165米,而北京的地面高程約為50米左右。

另外東線工程的水不到北京。中線工程的水按規劃只有十分之一分給北京,河南及河北的分水量都達30%以上,天津也有十分之一左右。目前北京分得多的原因是,沿線的毛細渠道還在完善。另外就是各地願意抽地下水,因為便宜,而用南水更貴。


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談及中國的水利工程,我只能說“真的不怎麼樣!”。

個人認為,水利工程不單單是把有限的水源分配好、保護好而已。南水北調的確可以解決水資源分配不均衡問題。但是,單一拆東牆補西牆卻是不可取的!不能顧了西顧不了東!

我們應該開源節流,既要把有限的降雨儲存好,也要防止水源白白流入大海而從未使用!

首先,應做好儲備配套設施,沿流域方向每隔一段在節點處建可控水庫(河道兩旁建可循環水庫:水少則存,水多則溢。兩水庫溢出部分及主河道水流合流後能保證下游河道水流正常)。

其次,把現有的所有河道整改,每個河段配以輔助河道,並且全部改成半河道深混凝土河床,一高一低。好處1:一高一低雙河道利於防洪抗旱,水多則開輔助河道分洪並儲存水源以便乾旱用水。水少則開輔河道放水灌溉。好處2:水泥河床利於清淤。好處3:便於現代化農業灌溉及工業用水分配。

再次,對上、中、下游河段進行整流以及分流。以解決局部地區長期內澇及長期乾旱問題。

然後,就是農業工業用水的配套設施管道安裝。傳統農業的灌溉方式太過粗枝大葉,要麼幹半個月,要麼淹半個月,產量不穩定且水源利用都是一次性的。工業用水應管道分配,管道回收處理。

我國每年流入大海的淡水幾乎佔降雨量80%,卻對東北地區西北地區缺水問題不知所措。幾百年前,都江堰建成的水利工程很好嘛,為什麼用了那麼久卻不知借鑑呢?中國正在向“全球化國家”“智能化國家”“發達化國家”轉型的過程中,那麼全球化從哪裡來呢?從陸海空交通來!智能化從哪裡來?從科研從技術落實從教育來!發達化從哪裡來?從發達的農業,發達的工業,發達的商業來!


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南水北調只有東線工程要提水,東線工程是從長江下游的江都抽水站抽水,經過京杭大運河,到了黃河以北就不用提水了,那水會自流,為什麼要逐級提水呢?因為進過山東時,山東丘陵比南面的地勢要高,且要經過黃河,黃河地勢也高(黃河被成為是“地上河”),所以要把水提到高處。黃河北面是海河平原,和山東丘陵比哪個高啊(平原海拔在0~200米的陸地),丘陵是海拔在200~500米的陸地)。從江都抽水站到黃河那裡有16個抽水站呢。至於電力嘛,和東線工程的貢獻價值費用就小的多啊。

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調水為何不考慮直接從雅魯藏布江接通黃河上游,我們不完全截流雅魯藏布江,可是引流一部分還是可以的,完全不用顧及印度臉色,反過來倒是要印度看我們臉色才對,友好給水,不友好屁都不給!


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南水北調幹渠總長1722公里,如何將水引入地勢較高的北方,主要靠梯形泵站輸送。這樣就輕鬆解決輸送的問題了,多謝相邀,



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北京,河北省,河南省,都是平原。。向京杭大運河一樣。長江流域和黃河流域如果走這裡沒有什麼落差的。。挖一條明渠就行了。。西邊高大概需要建立泵站。。



姚遠專號


希望西線和中線工程發揮作用大一些,東線工程太耗電了。成本也太高了。

還有,北方人民有水了,希望你們能節約用水。這些水,是南方人民給你們省下來的。水來之不易,切用且珍惜


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