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南水北调中线工程

来源:本站 | 作者: 本站编辑 | 发布日期: 2021-04-22


南水北调中线干线工程,是国家南水北调工程的重要组成部分,是缓解我国黄淮海平原水资源严重短缺、优化配置水资源的重大战略性基础设施,是关系到受水区河南、河北、天津、北京等省市经济社会可持续发展和子孙后代福祉的百年大计。

南水北调中线工程也是目前世界上规模最大、线路最长的跨流域引调水工程。中线工程跨越江、淮、黄、海四大流域,工程规模巨大,线路长、各类交叉建筑物众多,涉及社会、经济、环境、工程技术等方方面面,具有工程技术难度大、社会经济关系复杂的特点。

南水北调中线一期工程从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水,沿线开挖渠道,经唐白河流域西部过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,在郑州以西李村附近穿过黄河,沿京广铁路西侧北上,可基本自流到北京、天津。输水干线全长1432km(其中天津输水干线156km)。规划分两期实施,先期实施中线一期工程,多年平均年调水量95亿m3,向华北平原北京、天津在内的19个大中城市及100多个县(县级市)提供生活、工业用水,兼顾农业用水。

中线工程的前期研究工作始于50年代初,50多年来,长江水利委员会与有关省市、部门进行了大量的勘测、规划、设计与科研工作。工程于2005年开工建设,2014年12月12日正式通水,历经60余年。

2001年9月水利部审查通过了长江水利委员会编制的《南水北调中线工程规划报告》,该报告提出了供水目标、调水规模以及工程方案。2002年12月国务院审议并批复了《南水北调工程总体规划》。

长江设计院担任南水北调中线工程技术总负责,并承担了水源工程——丹江口大坝加高、输水总干渠渠首工程——陶岔渠首枢纽、世界规模最大的U型输水渡槽——湍河渡槽、国内规模最大的穿越大江大河输水工程——穿黄工程、南阳膨胀土段渠道工程等重要工程的勘察、设计、科研及施工阶段技术服务工作。


丹江口大坝加高工程  

汉江丹江口水库,水源充沛,水质优良,是南水北调中线工程水源地的最佳选择。为让水源凭借地理自然落差全程自流,提出了在丹江口大坝正常运行情况下、蓄水位从原157m提升到170m的加高方案。 

丹江口大坝加高工程是国内规模最大的大坝加高工程。大坝在运行条件下实施加高施工,新老混凝土结合、大坝抗震安全、高水头大坝帷幕耐久性及补强灌浆是主要技术难题。长江设计院通过大量科技攻关,多项关键技术研究,提出以直接浇筑为主,在竖直接合面采用人工补凿键槽、溢流坝段堰面采用宽槽回填为辅的总体方案,使新老混凝土密实结合,整体联合受力;研究和分析大坝加高材料、施工工艺及温控、结合面构造、大坝加高前后坝体应力变化;通过布设检查孔对坝体进行超常规体检,从而研究局部帷幕补强加固、可灌性、灌浆方法,材料配方、灌浆压力控制及施工工艺等。这些突破性的原创成果,确保了工程的顺利建设。


穿黄工程  

穿黄工程作为国内规模最大的穿越大江大河输水工程,隧洞需穿越属于地震区带、地质条件复杂、河势多变的游荡性河段,这是穿黄工程面临的最大技术挑战。   

穿黄隧洞双线布置,单条隧洞内径7m、长4250m。开创性地提出了盾构隧洞新型预应力双层衬砌结构型式,并在施工前进行了1:1的仿真模型试验,解决了水底隧洞高压输水,竖井与隧洞间不均匀沉降和抗震,以及长距离施工等技术问题。   

通过对大型超深竖井结构特性的研究,解决了竖井防水与地基加固、整体稳定与结构安全等问题;提出提前降水、超前灌浆加强支护的施工方案,确保了大型的黄土退水洞贯通;提出陡边坡、大平台的边坡形态,并设置完善排水降压系统,确保了进口高大的黄土高边坡安全运用。


膨胀土段渠道工程  

膨胀土问题被世界公认为土木界的“癌症”,一直对工程建设及建筑物安全构成严重威胁。南水北调中线工程沿线分布387km膨胀岩土,边坡稳定和渠道地基稳定问题成为中线工程的关键问题之一。   

对此,长江委三代勘测设计科研人员进行了孜孜不倦的研究。通过对膨胀土地段开展了大量的勘探、取样和试验,对膨胀土的物理性能、力学性能、物质组成、微观结构、胀缩特性等取得了较全面的认识;对我国膨胀土地区的渠道工程进行了系统的调研,对三十多条渠道开挖及运行期滑坡的发生发展规律作了分析总结。   

通过承担国家“十一五”、“十二五”科技支撑计划项目如“南水北调中线工程膨胀土破坏机理及处理技术研究”、“南水北调中线工程膨胀土及高填方渠道施工期关键技术及示范工程”等诸多创新型研究,对膨胀岩土边坡变形破坏规律及其发展进程、各种边坡处理技术、膨胀土改性技术进行了原位试验研究,取得了一大批重要数据和重大发现;开展对膨胀土渠道开挖施工期边坡稳定性预测技术、强膨胀土渠道破坏机理及处理技术、深挖方膨胀土渠道破坏机理及处理技术、膨胀土地下水处理技术、膨胀土水泥改性技术、膨胀土渠道监测技术等的技术研究,研究成果直接应用于工程设计与施工,对设计方案和施工工艺作了大量优化和完善,为工程顺利建设及工程运行安全提供了有力的技术支撑。   

总干渠供水调度研究  

南水北调中线工程运行调度直接影响到工程安全和效益的发挥,对输水工程建设目标的实现具有决定性影响,是输水工程的中枢神经。中线总干渠工程庞大,控制节点多,可能出现的状况复杂,输水要求高,而渠道调蓄能力有限,如此大规模调水工程的输水运行调度问题国内尚无先例。   

经过10多年的持续研究,长江设计院会同其他项目参与单位已经完成了水源区可供水量模型、受水区需调水量模型、供水计划生成模型、非冰期总干渠水力模拟模型、冰期输水数值仿真模型、正常调度模拟模型、冰期输水调度控制模型、事故应急调度模型、调度指令生成模型等9个模型的编制及验证工作,并采用数据库技术、计算机网络技术、地理信息系统技术,将各计算模型进行了集成,为各模型计算软件调用提供简洁、友好、交互式强的用户操作平台,可管理和维护各模型参数及运行结果,实现水量分配、闸门控制、输水调度等业务功能的一体化操作。   

制定全线的设计标准  

南水北调中线一期工程输水总干渠全长约1432km,沿线各类交叉建筑物1800座,不仅数量大,且种类繁多,有多家设计单位共同承担设计。为统一设计原则、设计标准、设计内容、技术方法和工作深度,衔接各系统之间的专业接口,受项目法人委托,长江设计院编制完成了34个《技术规定》,主要包括勘探测量、水文、土建工程、供电、机电、消防、安全监测、施工、工程占地、概算编制、经济评价、水土保持、环境影响评价等专业以及渠道土建工程和各种不同型式的建筑物设计,《技术规定》明确了工程勘察设计的标准和原则、采用规范、设计深度要求、结构设计计算方法、工程布置及选型原则,对于指导沿线各有关单位开展设计,衔接各系统之间的专业接口方面起到重要作用。

风险评估项目研究

南水北调中线一期工程是一项跨流域、大流量、长距离的特大型调水工程。总干渠建成以后,随着沿线各地社会经济发展,实际情况与原初步设计发生了改变,有些变化可能对总干渠的安全运行及输水功能带来不利的影响,导致总干渠的运行面临一些风险。开展中线一期工程风险评估项目研究,目的是全面系统地分析中线一期工程总干渠可能存在的工程风险、洪水风险、调度运行风险及突发公共安全事件等风险,对风险因子进行识别和梳理,分析各种影响工程安全运行的事件发生的可能性以及事件可能造成的人员伤亡、经济损失、社会和环境影响,提出消除、防范、规避、减免风险的工程与非工程措施建议,为工程运行管理提供技术支撑。长江设计院承担了风险评估项目研究工作,2017年5月25日,中间成果通过评审。

后期运营维护

2017年5月,由长江设计院牵头开展的“南水北调工程应急抢险和快速修复关键技术与装备研究”课题纳入2017年国家重点研发计划项目资助,为保障南水北调中线一期工程的安全运行将提供更加可靠的技术支撑。   

工程大事记  

2005年4月21日 南水北调中线一期穿黄工程初步设计批复。   

2005年4月29日 南水北调中线丹江口水利枢纽大坝加高工程初步设计批复   

2005年9月26日 南水北调中线水源地——丹江口水利枢纽加高工程开工建设。   

2005年9月27日 南水北调中线穿黄工程开工建设。   

2007年3月7日 南水北调中线一期丹江口大坝加高工程第一仓加高混凝土开始浇筑。   

2007年7月8日 南水北调中线一期穿黄工程隧洞盾构机掘进始发成功。   

2007年7月9日 南水北调中线一期丹江口大坝加高工程首个坝段——13号坝段率先达到176.6m的设计高程。   

2008年3月15日 中线穿黄工程上游线隧洞盾构机开始掘进。   

2008年5月20日 南水北调中线京石段应急供水工程通过国务院南水北调办组织的临时通水验收。至此,中线先期开工建设的京石段应急供水工程具备临时通水条件。   

2008年9月26日 南水北调中线总干渠膨胀土试验段工程(南阳段)开工建设。   

2009年2月26日 南水北调中线兴隆水利枢纽工程开工建设,标志着南水北调东、中线七省市全部开工。   

2009年6月20日 南水北调中线丹江口大坝加高工程实现坝顶全线贯通,两台500吨级坝顶门机具备启闭闸门条件,标志着丹江口大坝加高工程实现重大阶段性目标。   

2009年12月22日 南水北调中线穿黄工程盾构机顺利到达黄河南岸工作竖井,标志着穿黄上游线过河段隧洞顺利贯通,中线穿黄工程建设取得重大阶段性胜利。   

2010年3月26日 南水北调中线一期汉江中下游引江济汉工程开工建设。        

2010年3月31日 丹江口大坝需要加高的54个坝段全部加高到顶,标志着南水北调中线源头工程——丹江口大坝加高工程取得重大阶段性胜利。      

 2010年6月10日 湖北省南水北调中线工程丹江口库区大规模搬迁首批移民入住武汉市黄陂区。       

2010年6月17日 河南省丹江口库区第一批大规模移民搬迁启动。       

2010年6月22日 南水北调中线穿黄工程黄河南岸邙山隧洞段成功贯通,标志着中线穿黄工程上游隧洞全线贯通。       

2011年4月25日 南水北调中线干线黄河南段连线建设全面开工动员大会在河南省南阳市湍河渡槽施工现场举行。这不仅标志着黄河以南段工程成功连线建设,也标志着整个中线干线主体工程全部开工。   

2011年8月1日 “十二五”国家科技支撑计划项目“南水北调中线工程膨胀土和高填方渠道建设关键技术研究与示范”项目在北京通过科技部组织的可行性论证,正式立项。       

2011年11月9日 世界上最大的U型渡槽──中线湍河渡槽,主体工程首榀渡槽混凝土浇筑成功。至此,湍河渡槽工程进入主体施工阶段。   

2011年11月17日 继穿黄工程下游线隧洞内衬边顶拱浇筑顺利完成之后,上游线隧洞第一仓混凝土成功浇筑。这标志着南水北调中线穿黄工程两条隧洞内衬边顶拱施工即第二次衬砌全面展开。       

2012年11月27日 南水北调中线京石段工程自动化调度系统正式启用。       

2013年7月16日到21日,国务院南水北调办组织开展南水北调丹江口水库大坝加高工程建设征地补偿和移民安置蓄水前移民搬迁安置终验技术性初步验收。        

2013年8月1日,南水北调中线一期陶岔渠首枢纽工程通过蓄水验收,国务院南水北调办副主任、验收委员会主任张野主持验收会议。     

2013年8月5日到10日,国务院南水北调办组织开展南水北调丹江口水库大坝加高工程建设征地补偿和移民安置蓄水前库底清理终验技术性初步验收。        

2013年8月29日,南水北调中线一期丹江口大坝加高工程通过蓄水验收。国务院南水北调办副主任、验收委员会主任张野主持验收会议。    

2013年9月28日,南水北调中线湍河渡槽第54榀槽身浇筑完成。至此,这一世界上规模最大的U型输水渡槽主体工程正式完工。     

2013年10月29日,南水北调中线兴隆水利枢纽首台机组在试运行72小时后获得成功,标志着兴隆水利枢纽进入全面调试运行阶段。        

2013年12月25日,南水北调中线南阳宁西铁路暗涵内衬完成混凝土浇筑。至此,南水北调中线干线主体工程胜利完工,中线干线工程全线贯通,为2014年南水北调中线汛后通水奠定了基础。        

2014年5月5日至8日,国务院南水北调办组织南水北调中线叶县段、澧河渡槽、鲁山南1段、鲁山南2段、沙河渡槽段、鲁山北段、北汝河渠道倒虹吸等7个设计单元工程通水验收。国务院南水北调办副主任张野主持会议并讲话。        

2014年9月15日,南水北调中线穿黄工程上游线隧洞充水水位顺利达到设计要求高程,标志着穿黄隧洞充水试验取得圆满成功。        

2014年9月26日,引江济汉工程正式通水。国务院南水北调办主任鄂竟平下达通水令,宣布工程正式通水。鄂竟平主任、湖北省省委书记李鸿忠、省长王国生共同启动节制闸通水按钮。王国生主持通水活动,湖北省委常委、秘书长傅德辉、省人大副主任王玲、副省长梁惠玲、省政协副主席郑心穗出席。    

2014年12月12日,南水北调中线一期工程正式通水。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平作出重要指示,强调南水北调工程是实现我国水资源优化配置、促进经济社会可持续发展、保障和改善民生的重大战略性基础设施。经过几十万建设大军的艰苦奋斗,南水北调工程实现了中线一期工程正式通水,标志着东、中线一期工程建设目标全面实现。这是我国改革开放和社会主义现代化建设的一件大事,成果来之不易。习近平对工程建设取得的成就表示祝贺,向全体建设者和为工程建设作出贡献的广大干部群众表示慰问。习近平指出,南水北调工程功在当代,利在千秋。希望继续坚持先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水的原则,加强运行管理,深化水质保护,强抓节约用水,保障移民发展,做好后续工程筹划,使之不断造福民族、造福人民。          

2014年12月30日,《人民日报》公布2014国内十大新闻,“南水北调中线一期工程正式通水”入选。        

2015年1月20日,南水北调中线工程通水荣膺为国内十大环保新闻。        

2016年5月25至27日,国务院南水北调办政策及技术研究中心、中线建管局、东线总公司在北京共同组织召开“调水工程建设与运行管理交流会”。国务院南水北调办主任鄂竟平、副主任张野,国务院南水北调建委会专家委员会主任陈厚群、副主任宁远,中国工程院院士王浩、长江委长江勘测规划设计研究院院长钮新强出席会议。国内主要调水工程单位、有关高校和科研设计单位及南水北调系统单位负责同志和代表共约110人参加会议。       

2016年8月25日,自中线一期工程正式通水以来,已经平稳运行623天,输水总量达50亿立方米,水质稳定达标。       

2016年12月12日,南水北调东、中线一期工程全面通水两周年,工程安全平稳运行,输水水质全线达标,在保障受水区居民生活用水、修复和改善生态环境、促进库区和沿线治污环保、应急抗旱排涝等方面,取得了社会、经济、环境等综合效益。       

2017年6月,南水北调中线工程累计输水80.1亿立方米。       

2018年1月, 南水北调中线渠道工程关键技术获水力发电科学技术一等奖。       

2018年5月,南水北调中线首次生态补水白洋淀。      

2018年12月,南水北调中线工程开工和正式通水两项重要工程节点载入《改革开放四十周年大事记》     

2019年2月16日,南水北调中线工程累计输水200亿立方米。      

2019年12月12日,南水北调中线工程平稳输水5周年,累计输水260亿立方米。      

2020年12月12日,南水北调中线工程安全高效输水6周年,累计输水348亿立方米,成为中国最大的生态工程。       

获奖情况: 

2015年,南水北调中线干线工程施工控制网测量获国家优秀工程勘察金奖。                           

2016年,南水北调中线工程获菲迪克工程项目优秀奖。                           

2017年,汉江中下游水资源调控工程获菲迪克工程项目优秀奖。                           

2019年,《长距离调水工程关键测量技术及数据管理平台》成果荣获中国大坝工程学会技术发明一等奖                                          

《南水北调中线穿黄工程勘察关键技术》成果荣获科技进步一等奖。                                           

《南水北调中线一期工程岩土工程综合检测治理》获全国勘察工程行业一等奖                                

《南水北调中线工程丹江口水利枢纽大坝加高工程地质勘察》获全国勘察工程行业二等奖                

《南水北调中线一期工程总干渠渠道工程(陶岔至鲁山段)设计》获全国优秀水利水电工程勘测设计金奖                                           

《南水北调中线穿黄工程勘察关键技术》获中国大坝工程学会科技技术奖一等奖                        

2020年,《南水北调中线穿黄隧洞工程设计关键技术研究与实践》获2020年度水力发电科学技术奖特等奖

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