南水北調(diào)東線工程綜述

南水北調(diào)東線工程綜述

1水質(zhì)限制工程南移工程是解決中國北方水資源嚴(yán)重短缺的重要戰(zhàn)略舉措。其總體規(guī)劃確定了分別從長江上、中、下游調(diào)水的東、中、西三條調(diào)水線路,形成與長江、淮河、黃河和海河相互連通的“四橫三縱”總體格局。南水北調(diào)東線工程范圍在東經(jīng)115°~122°、北緯32°~40°之間,涉及津、冀、蘇、魯、皖五省市,總面積24.3萬km2,是我國人口集中、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。東線工程基本任務(wù)是從長江下游調(diào)水,主要供水目標(biāo)是解決調(diào)水線路沿線和山東半島的城市及工業(yè)用水,改善淮北部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,并在北方需要時(shí),提供農(nóng)業(yè)和部分生態(tài)環(huán)境用水。東線工程擬在2030年以前分三期實(shí)施:第一期工程首先調(diào)水到山東半島和魯北地區(qū),有效緩解該地區(qū)最為緊迫的城市缺水問題,并為向天津市應(yīng)急供水創(chuàng)造條件。規(guī)劃工程規(guī)模為抽江500m3/s,入東平湖100m3/s,過黃河50m3/s,送山東半島50m3/s。第一期工程施工總工期6年,2007年建成輸水。第二期工程增加向河北、天津供水,在第一期工程的基礎(chǔ)上擴(kuò)建輸水線路至河北省東南部和天津市,擴(kuò)大抽江規(guī)模至600m3/s,過黃河100m3/s,到天津50m3/s,送山東半島50m3/s。在東線治污取得成效,滿足出東平湖水質(zhì)達(dá)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)前提下,于2010年建成向河北、天津供水。第三期工程繼續(xù)擴(kuò)大調(diào)水規(guī)模,抽江規(guī)模擴(kuò)大至800m3/s,過黃河200m3/s,到天津100m3/s,送山東半島90m3/s。計(jì)劃于2030年以前建成。南水北調(diào)東線第一期工程利用江蘇省江水北調(diào)工程,擴(kuò)大規(guī)模,向北延伸,供水范圍是蘇北、皖東北、魯西南、魯北和山東半島。規(guī)劃工程規(guī)模為抽江500m3/s,入東平湖100m3/s,過黃河50m3/s,送山東半島50m3/s。工程建成后,多年平均抽江水量88.52億m3,調(diào)入下級(jí)湖30.00億m3,過黃河4.63億m3,送到膠東8.92億m3。江蘇段三陽河、潼河、寶應(yīng)站工程和山東段膠東輸水干線西段濟(jì)平干渠工程已于2002年年底開工。2安全基礎(chǔ)工程布置南水北調(diào)東線第一期工程從揚(yáng)州附近長江干流取水,終點(diǎn)是黃河以北德州市大屯水庫和膠東地區(qū)威海市米山水庫。該區(qū)域現(xiàn)有河道、湖泊眾多,其中大部分河道已能滿足東線第一期工程輸水的要求。東線第一期工程主要利用江蘇省現(xiàn)有江水北調(diào)工程及沿線現(xiàn)有河道工程輸水,調(diào)水與防洪、航運(yùn)相互結(jié)合,已有的江水北調(diào)工程和新建的調(diào)水工程同時(shí)并存,所以在工程布置時(shí)既考慮到調(diào)水工程的經(jīng)濟(jì)合理,又要注意與其它水利工程的關(guān)系。工程線路布置經(jīng)過多年的分析研究已經(jīng)比較成熟,根據(jù)第一期工程各區(qū)段需增加的工程規(guī)模和布置原則,河道工程布置如下:2.1東平湖南河工程2.1.1里下河地區(qū)洪水工程?hào)|線第一期工程規(guī)劃抽江500m3/s,入洪澤湖450m3/s?，F(xiàn)有的江蘇省江水北調(diào)工程主要利用里運(yùn)河輸水,現(xiàn)狀里運(yùn)河已全部渠化,大部分已達(dá)二級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)。里運(yùn)河現(xiàn)狀工程具有抽江400m3/s、入洪澤湖200m3/s的能力。由于該段里運(yùn)河灘地窄小,航運(yùn)繁忙,施工期將對(duì)航運(yùn)產(chǎn)生很大影響,擴(kuò)大里運(yùn)河很難實(shí)施。所以,本段里運(yùn)河線仍維持現(xiàn)狀輸水規(guī)模,增加的規(guī)模需考慮利用其他輸水線路。長江至大汕子段:設(shè)計(jì)輸水規(guī)模500m3/s。里運(yùn)河以東是里下河地區(qū),有三陽河潼河等灌排河道;西邊有高郵湖、邵伯湖,是淮河入江行洪通道?？衫眠@兩條線向北輸水,以滿足本段增加的100m3/s輸水流量。高郵湖、邵伯湖、三河的運(yùn)西輸水線,由于湖泊水位需分級(jí)控制,從長江至洪澤湖需設(shè)4級(jí)提水泵站,需增加高郵湖周邊用水。而利用三陽河向北輸水,穿過地勢(shì)低洼的里下河地區(qū),可以增加自流引水的河段長度,并可提高里下河地區(qū)排澇能力。三陽河是里下河地區(qū)尚未全部挖成的一條南北向引、排結(jié)合通航的人工河道,南自宜陵接新通揚(yáng)運(yùn)河,北至杜巷入潼河,全長66.5km。經(jīng)比較,長江至大汕子段采用增加三陽河、潼河輸水線路,增加引江規(guī)模100m3/s,由三江營引水,經(jīng)夾江、芒稻河、新通揚(yáng)運(yùn)河、三陽河、潼河自流到寶應(yīng)站下,再由寶應(yīng)站抽水入里運(yùn)河,與江都站抽水在里運(yùn)河大汕子處匯合。大汕子至洪澤湖段:設(shè)計(jì)輸水規(guī)模450m3/s。在設(shè)計(jì)調(diào)水水位下,需在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上增加入洪澤湖250m3/s的輸水規(guī)模。輸水線路主要有三個(gè)方案。方案一,金寶航道單線輸水方案。利用金寶航道按輸水250m3/s進(jìn)行擴(kuò)大,金湖站、洪澤站的規(guī)模擴(kuò)大至250m3/s,里運(yùn)河大汕子以北維持現(xiàn)狀,淮安、淮陰兩個(gè)梯級(jí)仍為200m3/s,取消淮安四站和淮陰三站等工程。方案二,利用里運(yùn)河與金寶航道雙線輸水方案。江都站和寶應(yīng)站抽引的江水在里運(yùn)河大汕子匯合后,沿里運(yùn)河向北,擴(kuò)挖里運(yùn)河輸水至淮安站下,通過淮安站抽水入蘇北灌溉總渠,然后經(jīng)淮陰站抽水300m3/s入洪澤湖(或經(jīng)二河直接北調(diào));一路向西經(jīng)金寶航道、淮河入江水道三河輸水,由洪澤站抽水150m3/s入洪澤湖。金湖、洪澤兩座泵站工程規(guī)模為150m3/s。方案三,利用新河、金寶航道雙線輸水方案。江都站和寶應(yīng)站抽引的江水在里運(yùn)河大汕子匯合后,沿里運(yùn)河向北,輸水至里運(yùn)河北運(yùn)西閘處再分兩路輸水,其中一路沿里運(yùn)河繼續(xù)向北維持輸水規(guī)模輸水至淮安站下,另一路通過北運(yùn)西閘經(jīng)新河至淮安站下,通過淮安站抽水入蘇北灌溉總渠,經(jīng)淮陰站抽水300m3/s入洪澤湖或經(jīng)二河直接北調(diào);一路向西經(jīng)金寶航道、淮河入江水道三河輸水,由洪澤站抽水150m3/s入洪澤湖。金湖、洪澤兩座泵站工程規(guī)模為150m3/s。方案三充分利用現(xiàn)有河道送水,工程開挖量小、挖壓土地少,工程投資最省;工程綜合效益明顯,避免江水入洪澤湖后經(jīng)二河閘下泄,浪費(fèi)抽水揚(yáng)程、增加調(diào)水成本的現(xiàn)象。缺點(diǎn)是工程管理的范圍擴(kuò)大,新河線灌排矛盾較多,工程管理難度增加。因此,從節(jié)省工程投資,減少土地征用,降低供水成本,發(fā)揮工程綜合效益的角度考慮,一期工程采用新河、金寶航道雙線輸水,即新河輸水線和金寶航道線分別按輸水100m3/s、150m3/s擴(kuò)大,新建淮安四站、淮陰三站各100m3/s,新建金湖一站、洪澤一站各150m3/s。2.1.2方案三:中運(yùn)河、徐洪河雙向洪水洪澤湖至駱馬湖有中運(yùn)河和徐洪河兩條輸水線路?，F(xiàn)狀江蘇江水北調(diào)工程同時(shí)利用中運(yùn)河和徐洪河兩條線路向北送水。南水北調(diào)東線第一期工程規(guī)劃出洪澤湖350m3/s,入駱馬湖275m3/s,需在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上增加150m3/s~125m3/s調(diào)水規(guī)模。輸水線路有中運(yùn)河、徐洪河雙線輸水或中運(yùn)河單線輸水兩個(gè)方案。利用中運(yùn)河單線輸水,便于集中管理,但由于中運(yùn)河淮陰閘~泗陽河段輸水能力為230m3/s,擴(kuò)挖受到灘地窄小、沿線影響大的限制,如滿足出洪澤湖350m3/s的要求,必須按120m3/s規(guī)模另開洪澤湖至中運(yùn)河泗陽站上的成子新河。由于現(xiàn)狀成子河較小,輸水能力僅15m3/s左右,基本上為平地開河,工程量大,挖壓占地多,工程投資大,而且南水北調(diào)東線第二期工程還需再次擴(kuò)挖;采用中運(yùn)河、徐洪河雙線輸水,不需要擴(kuò)挖河道,但需對(duì)徐洪河兩岸影響工程進(jìn)行處理,兩條河道總的輸水能力可滿足東線第一、二期工程輸水要求,僅需增建泵站。因此,第一期工程采用中運(yùn)河、徐洪河雙線方案,利用中運(yùn)河輸水230m3/s~175m3/s,擴(kuò)建泗陽、劉老澗、皂河三級(jí)泵站,由皂河站抽水入駱馬湖;徐洪河輸水120m3/s~100m3/s,新建泗洪、邳州站、擴(kuò)建睢寧二站。2.1.3司法實(shí)踐對(duì)韓莊運(yùn)河洪水影響的現(xiàn)狀駱馬湖至南四湖設(shè)計(jì)輸水規(guī)模250m3/s~200m3/s。輸水線路跨蘇、魯兩省,屬沂沭泗流域,現(xiàn)有中運(yùn)河、韓莊運(yùn)河和不牢河等主要河道。中運(yùn)河和韓莊運(yùn)河是沂沭泗流域的主要排洪通道,也是京杭運(yùn)河的一段,一直存在省際洪水排泄和水資源調(diào)度管理的矛盾。中運(yùn)河皂河~大王廟河段長46.2km,現(xiàn)狀基本達(dá)二級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)狀輸水能力為350~200m3/s。大王廟向北至蘇魯省界入韓莊運(yùn)河;大王廟向西與不牢河相接。不牢河位于江蘇境內(nèi),全長71.2km,是一條排澇、防洪、調(diào)水、航運(yùn)綜合利用的河道,現(xiàn)狀輸水能力200m3/s,為二級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)。1984年建設(shè)了劉山、解臺(tái)2級(jí)抽水站,抽水規(guī)模50m3/s。目前該河段是江水北調(diào)向徐州供水的干線河道。韓莊運(yùn)河位于山東境內(nèi),全長55.4km(包括大王廟至省界段中運(yùn)河長度),經(jīng)沂沭泗洪水“東調(diào)南下”一期工程和京杭運(yùn)河續(xù)建工程治理后,輸水能力達(dá)150m3/s~260m3/s,為三級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn),并已形成臺(tái)兒莊、萬年閘、韓莊三個(gè)梯級(jí)。綜上所述,駱馬湖至南四湖輸水河道即駱馬湖以北中運(yùn)河、韓莊運(yùn)河和不牢河的輸水能力都能滿足調(diào)水要求,不需疏浚擴(kuò)挖。線路的選擇主要是考慮減少省際之間的矛盾,平衡兩省利益,因此,大王廟以北選擇不牢河、韓莊運(yùn)河兩條輸水線路,其調(diào)水規(guī)模相同均按125m3/s規(guī)模設(shè)計(jì)。2.1.4湖外開挖洪水明渠、管道洪水兩種用電方案南四湖段規(guī)劃輸水規(guī)模200~100m3/s,主要利用湖內(nèi)航道輸水,在二級(jí)壩建規(guī)模125m3/s的泵站,由下級(jí)湖提水入上級(jí)湖。上級(jí)湖自梁濟(jì)運(yùn)河口~南陽沿湖內(nèi)航道進(jìn)行疏浚,疏浚長度34.00km。利用南四湖輸水的優(yōu)點(diǎn)是:工程簡(jiǎn)單,投資省,便于今后擴(kuò)建;可以利用湖泊調(diào)蓄,有利于提高供水保證率,減小工程規(guī)模;便于發(fā)揮環(huán)境和航運(yùn)等綜合效益。缺點(diǎn)是水質(zhì)有賴于南四湖周邊治污效果,水資源管理難度大。為避開南四湖污染和解決省際交接水管理問題,比較了在湖外開挖輸水明渠、管道輸水兩種輸水方案。無論采用管道還是明渠輸水,在技術(shù)上都是可行的,既可避開南四湖污水保證北調(diào)水質(zhì),又可避開南四湖地區(qū)錯(cuò)綜復(fù)雜的水資源管理矛盾,使邊界交水?dāng)嗝媲宄?便于計(jì)量控制。若采用明渠輸水,沿線村鎮(zhèn)密集,移民數(shù)量大,沿線立交及交通橋等建筑物多,實(shí)施難度較大。管道輸水能保證水量、水質(zhì),占地拆遷少,影響較小,但造價(jià)高昂,特別是增加了50m的揚(yáng)程,按年供水15億m3、每度電0.5元計(jì)算,每年僅電費(fèi)一項(xiàng)就要多付1.5億元。湖內(nèi)航道輸水方案存在水質(zhì)問題,也是東線工程急需解決的問題,可通過治污與截污導(dǎo)流等措施加以解決。2.1.5方案三:財(cái)政壓力型第一期工程輸水規(guī)模100m3/s。本段由北向南進(jìn)入南四湖的較大河流有兩條,梁濟(jì)運(yùn)河和穿過濟(jì)寧市東部的洸府河,因此南四湖~東平湖段輸水線路提出了兩個(gè)方案進(jìn)行比較:方案一是利用梁濟(jì)運(yùn)河、柳長河方案,方案二是利用洸府河和古運(yùn)河方案。方案一工程量較少、投資較省;可以利用湖內(nèi)現(xiàn)有航道,而洸府河輸水線路由于不能利用湖內(nèi)航道輸水需新開挖洸府河口至南陽34km的湖內(nèi)輸水渠;利用梁濟(jì)運(yùn)河、柳長河方案,提高梁濟(jì)運(yùn)河和柳長河的排澇能力,并為濟(jì)寧以北京杭大運(yùn)河的通航創(chuàng)造了有利條件。方案一的缺點(diǎn)是拆除郭樓閘;占用陳垓、國那里引黃的部分輸水渠道,影響面積40.01萬畝,需增加灌區(qū)影響處理工程。綜上所述,利用梁濟(jì)運(yùn)河、柳長河方案與洸府河方案相比具有較大的優(yōu)越性,因此,南四湖~東平湖段輸水線路推薦采用方案一,即利用梁濟(jì)運(yùn)河、柳長河方案。2.2位山線河底開挖隧道的布設(shè)方案南水北調(diào)東線工程過黃河的方式先后比較了平交和立交兩種方式。平交方案北調(diào)江水直接進(jìn)入黃河,再由黃河北岸引水北送,每年要處理一億多噸泥沙,沉沙問題成為魯北的沉重負(fù)擔(dān),難以解決,不宜采用。立交方式又有渡槽方案和在黃河底下埋管或開挖隧洞兩種方案。如采用在黃河上架設(shè)渡槽北送江水的立交方案,需在黃河南岸再增設(shè)一級(jí)揚(yáng)程20m的泵站,造價(jià)高,運(yùn)行費(fèi)用大,同時(shí)需縮窄黃河河道過流寬度,不利于黃河行洪,不宜采用。在黃河河床中埋管或在河床以下基巖中開挖隧洞的立交方式是可行的方案。位山線隧洞方案工程布置不改變黃河現(xiàn)狀,不影響黃河行洪、排凌,運(yùn)行管理方便,與黃河有關(guān)的總體規(guī)劃布局矛盾少,且該處黃河河床窄,基巖面較高,圍巖成洞條件好。1985年開挖了一條勘探試驗(yàn)洞,探洞的成功開挖,證明了位山線河底開挖隧洞方案是可行的,為穿黃河工程最終選定位山線隧洞方案提供了有力的依據(jù)。穿黃河工程由南岸輸水渠段、穿黃樞紐及北岸穿引黃渠埋涵段等部分組成。線路總長7.87km。其中南岸輸水渠段包括東平湖出湖閘、南干渠,全長2.71km;穿黃樞紐段包括子路堤埋管進(jìn)口檢修閘、灘地埋管、穿黃隧洞,全長4.44km;北岸穿引黃渠埋涵段包括隧洞出口連接段、穿引黃渠埋涵、出口閘及明渠連接段,全長720m。2.3河道斷面、排水方案魯北輸水渠道位山至臨清邱屯閘段設(shè)計(jì)輸水規(guī)模50m3/s,臨清至大屯水庫段輸水規(guī)模30m3/s。魯北輸水渠道位山~臨清段曾比較過利用位山三干渠、小運(yùn)河和新開位臨運(yùn)河等方案。本次比較擴(kuò)挖小運(yùn)河立交方案和新辟位臨運(yùn)河立交方案。擴(kuò)挖小運(yùn)河立交方案:擴(kuò)大原小運(yùn)河作為引江輸水渠,基本沿現(xiàn)有河道布置,自位山穿黃隧洞出口后,穿過位山三干、徒駭河、西新河、馬頰河,至臨清邱屯閘,全長約96.8km。新辟位臨運(yùn)河立交方案:位臨運(yùn)河是一條新開挖的河道,位于位山三干渠西側(cè),約有三分之二的干渠與位山三干渠平行,干線中心線距位山三干渠左堤腳約150m,形成三堤兩河之勢(shì)。輸水渠自位山穿黃河樞紐出口至臨清邱屯閘,線路全長94.35km。綜合比較后,位山~臨清段輸水線路采用擴(kuò)挖小運(yùn)河立交方案。臨清至大屯水庫段利用七一、六五河輸水。因此,魯北輸水線路布置自位山穿黃隧洞出口向西北至阿城鎮(zhèn)北夏家堂村,沿小運(yùn)河向北穿七級(jí)鎮(zhèn),于崔莊北穿位山三干進(jìn)入趙王河,至姚莊出趙王河,向西北新開挖河道,穿徒駭河進(jìn)入聊城市西周公河,于聊城市區(qū)北出周公河向北穿西新河、馬頰河至魏灣鎮(zhèn)進(jìn)入臨清小運(yùn)河至邱屯閘,經(jīng)邱屯閘沿六分干向北于師堤西北進(jìn)入七一河,至夏津縣城西進(jìn)入六五河,于草寺屯公路橋上進(jìn)入大屯水庫。全長173.49km。2.4線路三:黃河南段膠東輸水干線西段工程,從東平湖渠首引水閘引水,至小清河分洪道子槽引黃濟(jì)青上節(jié)制閘與引黃濟(jì)青輸水河連接。西段線路擬比較3條輸水線路:黃河南線、黃河北線、黃河河道輸水三個(gè)方案。方案一:黃河南線方案。該方案從東平湖渠首引水閘引水,基本沿濟(jì)平干渠與小清河布置,途經(jīng)泰安、濟(jì)南、濱州、淄博四市,至小清河分洪道子槽引黃濟(jì)青上節(jié)制閘與引黃濟(jì)青輸水河連接,輸水線路全長約240km,其中新辟輸水渠段131.825km,利用濟(jì)平干渠擴(kuò)挖段41.987km,利用小清河穿越濟(jì)南市區(qū)段30.65km,利用小清河及分洪道子槽疏通擴(kuò)挖段35.303km。方案二:黃河北線方案。該方案從南水北調(diào)東線穿黃隧洞后的魯北輸水干線引水,途經(jīng)魯北的聊城市東阿縣、德州市齊河縣、濟(jì)南市濟(jì)陽縣,于高家莊附近采用隧道穿黃河,于黃河南岸付家險(xiǎn)工段出黃河至濟(jì)南市歷城北辛店接黃河南線方案下段輸水渠,至小清河分洪道子槽引黃濟(jì)青上節(jié)制閘與引黃濟(jì)青輸水河連接,線路全長約244km。方案三:利用黃河河道輸水方案。該方案擬全部利用黃河河道輸水,自東平湖陳山口出湖閘~濱州市境內(nèi)的打漁張引黃閘,全長約266km,沿途各市利用已建引黃工程調(diào)引江水。方案一(黃河南線輸水方案)具有以下優(yōu)點(diǎn):①黃河南線途經(jīng)濟(jì)南市玉清湖水庫,濟(jì)南市區(qū)調(diào)蓄引用江水條件好;②濟(jì)南市規(guī)劃興建的小清河公園為黃河南線利用小清河穿越濟(jì)南市區(qū)創(chuàng)造了有利條件,清污分流工程的實(shí)施,可使向膠東地區(qū)供水水質(zhì)得到保證;③輸水線路較黃河北線短,線路較順直;④可解決沿途平陰、長清用水;⑤可先行開工建設(shè),把東平湖的水充分利用起來;⑥可為東平湖泄洪增加一條東排出路。方案二輸水線路需兩次