论文部分内容阅读
“知力”：为什么要南水北调？
南水北调办：中国水资源短缺，且时空分布不均，南方水多，北方水少。黄淮海流域总人口4.4亿，约占全国人口的35%，国内生产总值约占全国的35%，而水资源量仅占全国总量的7.2%。
据统计，近30年来，中国北方地区水资源总量在减少。黄河、淮河、海河、松辽的水资源量减少13%，其中海河流域水资源量已减少25%。因此，原本供需矛盾就十分尖锐的黄淮海地区水资源形势更加严峻。黄淮海地区每年超采的地下水在60～70亿立方米，造成地面下沉、海水入侵、生态恶化。
由于资源性缺水，即使在充分发挥节水、治污、挖潜的基础上，黄淮海流域仅靠当地水资源已难以支撑其经济社会的可持续发展。为缓解黄淮海流域日益严重的水资源短缺状况，改善生态环境，促进黄淮海流域的经济发展和社会进步，国家决定在加大节水、治污力度和污水资源化的同时，实施南水北调工程。
“知力”：南水北调的供水对象是谁？
南水北调办：南水北调工程近期的主要供水对象为城市。原因有三点：一是城市人口相对集中，耗水量和缺水量大;二是城市经济、社会发展较快，受水资源制约严重;三是城市中企业、居民具有较高的水价支付能力，有利于偿还贷款。
南水北调工程在解决城市缺水的基础上，最大限度地兼顾农业用水：一是在靠近水源区、供水成本较低的受水区，如东线江苏北部地区、河南南阳刁河灌区等，增加供水量，提高供水保证率;二是将被城市挤占的部分水量返还于农业;三是将新增的废污水处理达标后用于农业和生态。
此外，当丹江口水库来水较丰时，可以利用中线工程加大输水量，通过输水渠道与沿线河道交叉处设置的分水口门、退水闸等设施，放水入沿线河流、湖泊、湿地等，增加沿线部分地区的生态用水、环境用水，回补地下水，改善生态环境。
“知力”：南水北调是从哪里往哪里调水？其起点和终点分别在哪里？分别经过哪些地区？
南水北调办：国务院批复的《南水北调工程总体规划》对工程布局有明确方案。南水北调工程，分别在长江下游、中游、上游规划了三个调水区，形成东线、中线、西线三条调水线路。通过三条调水线路，与长江、淮河、黄河、海河相互连接，构成“四横三纵”为主体的中国大水网。
南水北调东线工程是利用江苏省已有的江水北调工程，逐步扩大调水规模并延长输水线路。东线工程从长江下游扬州江都抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河，输水到天津;另一路向东，通过胶东输水干线经济南输水到烟台、威海。东线工程调水规模为148亿立方米，规划分三期建设。
南水北调中线工程充分利用自然地理条件，从加高大坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水入渠道，经长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口，沿黄淮海平原西部边缘，在郑州以西穿过黄河，沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。中线工程调水规模为130亿立方米，规划分两期建设。
南水北调西线工程通过在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游。西线工程的供水目标，主要是解决涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西6省（自治区）黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。结合兴建黄河干流上的大柳树水利枢纽等工程，还可以向临近黄河流域的河西走廊地区供水，必要时也可向黄河下游补水。西线工程调水规模为170亿立方米，规划分三期建设。
“知力”：南水北调除了地面水网，是否还有地下水道？
南水北调办：南水北调东、中线工程主要是地面水网，只有穿越江河的隧洞、导虹吸等位于地下，如穿黄隧洞工程。此外，中线北京段为地下PCCP管道，天津段为地下箱涵。规划实施的西线工程线路主要为隧洞。
“知力”：南水北调工程中遇到了哪些技术难题？都是如何解决的？
南水北调工程可以说是一个水利工程大全。东、中线一期工程包含单位工程2700余个，这些工程不仅有常规的水库、渠道、水闸，还有大量的大流量泵站，超长、超大洞径过水隧洞，超大渡槽、暗涵等。工程包含了诸多世界之最，需要攻克一道道世界级的技术难关，许多建筑物规模及难度国内外均无先例。
在中线工程中，丹江口大坝加高中新老混凝土结合技术、中线隧洞穿黄河工程技术、中线膨胀土地区渠道边坡处理技术、中线渡槽群设计和施工技术等，基本上都是世界上尚未攻克或没有遇到过的。
比如，穿黄工程是南水北调中线的关键工程，如何从黄河底下复杂的地层中开凿几千米的隧洞，克服以往盾构施工尚未遇到的淤泥、顽石、枯树等复杂地质环境，并承载内外水压。为解决关键技术难题，确保工程安全顺利建成，通过“十一五”国家科技支撑计划项目课题——“复杂地质条件下穿黄隧洞工程关键技术研究”，开展了穿黄隧洞工作条件与建筑物型式、衬砌结构受力与变形特性、大型盾构工作竖井结构特性、抗震技术等八项技术攻关，开展了穿黄隧洞1：1仿真实验，较真实地模拟隧洞水土环境和受力条件，验证设计方案，提出优化措施，为整体提升技术理论水平提供实验依据。
穿黄隧洞工程在施工中也解决了众多的技术挑战。盾构机在掘进的过程中，靠刀盘上的100多把刀具来对付各种各样复杂的地层。盾构机穿越地层有沙层、土层及沙土混合地层，地层中的沙粒、卵石、钙质结核等对盾构机刀具磨损非常严重，因此需要定期对刀具检查并进行维修。下游线隧洞掘进到1360米时，发现刀具及刀盘严重磨损，已不能继续掘进施工。于是采用三轴搅拌桩对刀盘修复区域进行加固，通过焊接增加了30多把刀，还在滚刀上增加合金柱，强化了耐磨性能，以适应穿黄复杂地层的掘进。穿黄隧洞工程关键技术研究，来源于工程，服务于工程，应用于工程，为节省投资、提升技术水准、确保工程安全顺利实施提供了技术保障，也为同类地质条件下大型输水工程建设提供了借鉴。
南水北调办：中国水资源短缺，且时空分布不均，南方水多，北方水少。黄淮海流域总人口4.4亿，约占全国人口的35%，国内生产总值约占全国的35%，而水资源量仅占全国总量的7.2%。
据统计，近30年来，中国北方地区水资源总量在减少。黄河、淮河、海河、松辽的水资源量减少13%，其中海河流域水资源量已减少25%。因此，原本供需矛盾就十分尖锐的黄淮海地区水资源形势更加严峻。黄淮海地区每年超采的地下水在60～70亿立方米，造成地面下沉、海水入侵、生态恶化。
由于资源性缺水，即使在充分发挥节水、治污、挖潜的基础上，黄淮海流域仅靠当地水资源已难以支撑其经济社会的可持续发展。为缓解黄淮海流域日益严重的水资源短缺状况，改善生态环境，促进黄淮海流域的经济发展和社会进步，国家决定在加大节水、治污力度和污水资源化的同时，实施南水北调工程。
“知力”：南水北调的供水对象是谁？
南水北调办：南水北调工程近期的主要供水对象为城市。原因有三点：一是城市人口相对集中，耗水量和缺水量大;二是城市经济、社会发展较快，受水资源制约严重;三是城市中企业、居民具有较高的水价支付能力，有利于偿还贷款。
南水北调工程在解决城市缺水的基础上，最大限度地兼顾农业用水：一是在靠近水源区、供水成本较低的受水区，如东线江苏北部地区、河南南阳刁河灌区等，增加供水量，提高供水保证率;二是将被城市挤占的部分水量返还于农业;三是将新增的废污水处理达标后用于农业和生态。
此外，当丹江口水库来水较丰时，可以利用中线工程加大输水量，通过输水渠道与沿线河道交叉处设置的分水口门、退水闸等设施，放水入沿线河流、湖泊、湿地等，增加沿线部分地区的生态用水、环境用水，回补地下水，改善生态环境。
“知力”：南水北调是从哪里往哪里调水？其起点和终点分别在哪里？分别经过哪些地区？
南水北调办：国务院批复的《南水北调工程总体规划》对工程布局有明确方案。南水北调工程，分别在长江下游、中游、上游规划了三个调水区，形成东线、中线、西线三条调水线路。通过三条调水线路，与长江、淮河、黄河、海河相互连接，构成“四横三纵”为主体的中国大水网。
南水北调东线工程是利用江苏省已有的江水北调工程，逐步扩大调水规模并延长输水线路。东线工程从长江下游扬州江都抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河，输水到天津;另一路向东，通过胶东输水干线经济南输水到烟台、威海。东线工程调水规模为148亿立方米，规划分三期建设。
南水北调中线工程充分利用自然地理条件，从加高大坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水入渠道，经长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口，沿黄淮海平原西部边缘，在郑州以西穿过黄河，沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。中线工程调水规模为130亿立方米，规划分两期建设。
南水北调西线工程通过在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游。西线工程的供水目标，主要是解决涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西6省（自治区）黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。结合兴建黄河干流上的大柳树水利枢纽等工程，还可以向临近黄河流域的河西走廊地区供水，必要时也可向黄河下游补水。西线工程调水规模为170亿立方米，规划分三期建设。
“知力”：南水北调除了地面水网，是否还有地下水道？
南水北调办：南水北调东、中线工程主要是地面水网，只有穿越江河的隧洞、导虹吸等位于地下，如穿黄隧洞工程。此外，中线北京段为地下PCCP管道，天津段为地下箱涵。规划实施的西线工程线路主要为隧洞。
“知力”：南水北调工程中遇到了哪些技术难题？都是如何解决的？
南水北调工程可以说是一个水利工程大全。东、中线一期工程包含单位工程2700余个，这些工程不仅有常规的水库、渠道、水闸，还有大量的大流量泵站，超长、超大洞径过水隧洞，超大渡槽、暗涵等。工程包含了诸多世界之最，需要攻克一道道世界级的技术难关，许多建筑物规模及难度国内外均无先例。
在中线工程中，丹江口大坝加高中新老混凝土结合技术、中线隧洞穿黄河工程技术、中线膨胀土地区渠道边坡处理技术、中线渡槽群设计和施工技术等，基本上都是世界上尚未攻克或没有遇到过的。
比如，穿黄工程是南水北调中线的关键工程，如何从黄河底下复杂的地层中开凿几千米的隧洞，克服以往盾构施工尚未遇到的淤泥、顽石、枯树等复杂地质环境，并承载内外水压。为解决关键技术难题，确保工程安全顺利建成，通过“十一五”国家科技支撑计划项目课题——“复杂地质条件下穿黄隧洞工程关键技术研究”，开展了穿黄隧洞工作条件与建筑物型式、衬砌结构受力与变形特性、大型盾构工作竖井结构特性、抗震技术等八项技术攻关，开展了穿黄隧洞1：1仿真实验，较真实地模拟隧洞水土环境和受力条件，验证设计方案，提出优化措施，为整体提升技术理论水平提供实验依据。
穿黄隧洞工程在施工中也解决了众多的技术挑战。盾构机在掘进的过程中，靠刀盘上的100多把刀具来对付各种各样复杂的地层。盾构机穿越地层有沙层、土层及沙土混合地层，地层中的沙粒、卵石、钙质结核等对盾构机刀具磨损非常严重，因此需要定期对刀具检查并进行维修。下游线隧洞掘进到1360米时，发现刀具及刀盘严重磨损，已不能继续掘进施工。于是采用三轴搅拌桩对刀盘修复区域进行加固，通过焊接增加了30多把刀，还在滚刀上增加合金柱，强化了耐磨性能，以适应穿黄复杂地层的掘进。穿黄隧洞工程关键技术研究，来源于工程，服务于工程，应用于工程，为节省投资、提升技术水准、确保工程安全顺利实施提供了技术保障，也为同类地质条件下大型输水工程建设提供了借鉴。