中國地勢呈北高南低,南水北調是如何逆流而上的?佩服工程師智慧

打開中國地理版圖,我們會發現中國水源呈西高東低、南多北少

的水文分佈,並由此引發中國北方嚴重缺水的問題,隨著時代發展工程師們利用一項項超級工程改變著這一地勢特徵,最終改善人們的生存環境,其中最宏偉的工程便是南水北調。

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南水北調

南水北調總投資4000多億,早在上世紀50年代就已經提出構想,在歷經分析比較50多種方案後,南水北調終於得出可行的實施方案,從長江下游、中游、上游分東線,中線,西線三條線路調水,通過調水線路與長江,黃河,淮河和海河四大江河的聯繫構成以四縱三橫為主體的總體佈局,最終實現中國水資源南水調配,東西互濟的合理配置格局。

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南水北調總調水規模448億立方米,其中東線負責調水148億,共分三期實施,中線調水130億,分兩期實施,西線調水170億分三期實施,東線與中線一期工程已經建設完畢,並開始往北方輸水,不過在當初建設東線工程時,卻遇到一個重大難題,東線從江都水利樞紐提水,途經江蘇,山東,河北三省,最終向華北地區輸送生活生產用水,它面臨的最大難點是地勢問題,從南方江蘇到北方天津總落差高達200米,其中山東地勢高度比江都長江口高出約40米,如何跨越這40米的高度屏障,實現水往高處流。

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對此工程師們建設了全世界最大的泵站群,東線泵站群工程當東線水源從江蘇揚州附近的長江干流取水後,利用京杭的大運河以及與其平行的河道輸水連通洪澤湖,駱馬湖,南四湖,東平湖,這些湖泊將作為調蓄水庫使用,通過泵站逐級提水,最終進入東平湖,然後將水源兵分兩路,一路向北穿越黃河自流進入天津,另一路向東流經膠東地區輸水乾線,並接應黃濟清渠道最終向膠東地區供水,如今四大湖泊的一期工程共安裝了21座泵站,這些大型水泵要把從長江抽引的水,逐級提高到接近13層居民樓的高度,將水源輸送到地勢較高的中國北方地區,由於東線出水地形和揚水高度不同,泵站的設計也各有不同,但每一個泵站都由進水池,泵房,出水池這三大部分組成。

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南水北調東線工程開工前,國內電能轉化機械能的效率只有75%,剩餘的25%能量則變為熱量散失。對此相關人員經過三年研發,最終為東線工程設計了燈泡式貫流泵,它的電機為永磁電機。能量轉換效率可達到驚人的81%,比傳統水泵提高了6%,面對每年輸送上百億立方的水源,每提高1%的效能都意味著鉅額財富,燈泡式貫流泵是指將泵和電機集成為一體化的簡體結構,全部浸沒在水下,電機和傳統軸位於燈泡形狀的密封體外殼內,水泵葉片伸出燈泡體外,當貫流泵運行時水泵葉片會驅動水體使之獲得能量,這種水泵目前代表了全球水泵設計最先進水平。

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而在未來二期工程中,工程師們,在一期工程基礎上新建泵站13座,三期工程在二期工程上新建泵站17座,最終達到年輸水量148億立方米的目標,曾經南水北調的預期目標是補充水源,而如今已經變為北方供水主力,以北京市為例,北京百姓喝的10杯水中有7.5杯是來自調水,天津14個區的居民供水全部來自於南水北調,該工程的生態效益發揮超出預期,提高了40多座大中城市的供水保證率,直接受益人口1.2億人,而未來南水北調全部建設完成後,受益人數將達到4.5億,這是一個前所未有的超級水利工程。

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“君不見長江之水天上來,奔流到海不復回”,而中國建設者讓長江之水實現了倒流,但背後付出的努力與艱辛卻是常人難以理解的,除了東線梯級提水外,中線的穿黃工程也被譽為人類史上最宏大的大型水利工程,是整個南水北調中線的標誌性工程,穿黃工程的任務是要將中線水從黃河南岸輸送到北岸,之後向黃河以北地區供水。


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