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水利工程论文-南水北调西线工程必要性以及方案.doc水利工程论文-南水北调西线工程必要性以及方案.doc -- 2 元

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水利工程论文南水北调西线工程必要性以及方案摘要南水北调西线工程,简称西线调水,是从长江上游调水至黄河。即在长江上游通天河、长江支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库,坝址海拔高程2900-4000米,采用引水隧洞穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山调水入黄河,年均调水量190亿~200亿立方米。主要目标是解决西北地区缺水问题,同时促进黄河的治理开发。供水范围,主要是青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等六省、自治区的缺水地区,并在黄河下游断流趋于频繁和严重的情况下,向下游供水。供水以城市生活和工业用水为主,兼顾农林牧业用水。关键词南水北调西线工程(一)西线调水的必要性黄河多年平均年径流量580亿立方米,河道内生态环境低限需水量210亿立方米,相应黄河可供国民经济耗用河川径流为370亿立方米,并按此水量分配到有关省、自治区(参见表22,黄河可供水量分配方案)。随着沿黄地区工农业生产的不断发展,耗用黄河水量大量增加。据1988-1992年用水统计,黄河供水地区年均引用黄河河川径流量395亿立方米,耗用水量307亿立方米,黄河河川径流耗水率已达53%,与国内外大江大河相比,水资源利用程度属较高水平。黄河作为我国北方地区最大的供水水源,以其占全国河川径流2%的有限水资源,承担着全国耕地面积的15%、全国人口的12%及50多座大中城市的供水任务,同时还有向外流域部分地区的调水任务。黄河供水范围和供水人口,已经超过了黄河水资源的承受能力,必然导致供需失衡。下游河段频繁断流是黄河水资源供需失衡的集中表现。黄河水少沙多,下游河床不断淤积,悬河的危险程度加剧,黄河汛期的大洪水,仍然是中华民族的心腹之患,而非汛期缺水会造成大面积的干旱灾害。汛期防洪与非汛期干旱形势都很严峻。这说明,对于防洪与抗旱,既要求雨绸缎,防患于未然,保证安全渡汛,又要设法补充黄河水资源的不足。由于黄河水资源供不应求,已产生一系列社会、经济与环境问题,且日趋严重。据预测黄河流域和相关地区,正常年份2030年缺水150亿立方米左右,枯水年份缺水则更为严重。黄河上中游的青、甘、宁、蒙、陕、晋六省、自治区,地域辽阔,矿产资源丰富,只要有水,发展工业和农林牧渔业的潜力很大。水资源具有不可替代的特性,因此解决缺水问题必须开源节流。在黄河流域大力发展节水具有一定的潜力,然而也是有限度的,根本出路在于借助外来水源。长江多年平均径流量9600亿立方米,为黄河的16倍。调引长江的部分水入黄河,以丰补歉,是解决黄河缺水的根本途径,也是西部开发,解决西北干旱缺水的重要举措,从改善资源配置来说,西线调水势在必行,而且是一项十分艰巨而又必需的战略任务。(二)前期工作简要回顾早在1952年,黄河水利委员会(以下简称黄委会)就组织查勘了从通天河引水入黄河的路线。19581961年,黄委会组织了1000多人次到西部地区进行查勘,范围东至四川盆地西部边缘,西达黄河长江源头,南抵云南石鼓,北抵祁连山,约115万平方千米,归纳提出过四条可供进一步比较研究的自流引水线路①由金沙江玉树附近引水至积石山附近的贾曲入黄河,简称玉积线。①由金沙江恶巴附近引水至甘肃境内的洮河,简称恶洮线。①由金沙江翁水河口引水到甘肃定西大营梁,简称翁定线。④由金沙江石鼓引水入渭河,简称石渭线。与此同时,还组织了中国西部南水北调引水地区综合考察队,有工程地质、矿产地质、地貌、动物、水生动物、工业、农牧业、交通运输等专业700多人参加,对整个调水区的自然条件、自然资源、经济状况进行调查,还为引水渠道作了渗漏试验。通过这3年多的研究,外业工作完成了大量的地形测量、地质测绘、线路和大型建筑物地址查勘,并取得大量的自然环境和社会经济资料。到1962年各项外业工作基本结束,内业资料整理工作延续了若干年。从现在北方缺水的情况看,当时对西部水资源的南丰北缺的宏观估计是正确的,开展南水北调的研究工作是有远见卓识的,当时提出的西部调水总体布局框架,从宏观上控制了调水的范围和供水的区域,为以后分期开发规划奠定了基础,当时大范围的调水研究初步了解了工程技术上的难度和存在的问题,为以后进行工程方案的研究提供了有益的经验。1978年以后,黄委会又组织多次西线调水查勘,并对1958-1961年的西部调水方案和研究工作进行了认真的分析,认为①通过以往大量的工作,对西部调水已有一个宏观全面的认识,提出的总体布局框架有较好的控制作用。②调水量和工程规模应有一个适当的限度。③西北地区缺水是一个不断增长的过程,与之相适应,调水工程也应由小到大,分期开发,逐步扩展。因此,在原西部调水的大范围、大工程规模、大调水量的总体布局框架下,缩小研究范围,从距黄河较近,调水量适宜、相对工程难度较小的通天河、雅砻江、大渡河调水,初步规划,从通天河调水100亿立方米、雅砻江调水50亿立方米,大渡河调水50亿立方米,三条河年最大调水量200亿立方米。有关部门和专家们肯定了这个思路。1987年7月国家计委决定将西线调水超前期规划研究列入七五、八五计划,经过10年时间,黄委会于1996年完成了超前期规划研究工作,1996年下半年开始进行规划阶段的工作,可望于2000年完成南水北调西线工程规划报告,并提出先期工程开发方案。(三)调水区概况调水地区位于青藏高原东南部,在青海省玉树、果洛和四川省甘孜、阿坝四个藏族自治州境内。巴颜喀拉山是调水的长江水系河段与黄河相应河段的分水岭,引水坝址、输水线路和动力电站布置在巴颜喀拉山两侧。巴颜喀拉山以北的黄河地势,从海拔高度3400米上升到海拔高度4600米,巴颜喀拉山以南的地势,雅砻江地势高,其右侧通天河地势低,其左侧大渡河地势更低,海拔为2900-4200米,山南长江水系河床高程低于山北相应黄河河床高程80~450米。这个地区年内气候无四季之分,称作冬半年(11月至次年4月)和夏半年(5月至10月),冬季长而寒冷,夏季短而凉爽,多年平均气温-4.9~3.3℃。一般平均气温随高度增加而减少的比值为每百米0.7℃,在其它条件相同时,纬度偏北1度,年均气温降低1.2℃。太阳辐射强,日照时间2500~2700小时,太阳能资源丰富。在海拔3000~4500米的地区,地面气压大都在600~700百帕之间,相当于海平面气压的60%左右,空气中的含氧量相当于海平面的72%~60%,大约海拔上升1000米,含氧量减少10%。降水量由北向南、由西向东逐渐增加。南部年降水量为600毫米,往北至巴颜喀拉山南麓为500毫米,东部大渡河河源为700毫米,往西至通天河一带为500毫米。年蒸发量在1000毫米以上。人烟稀少,平均每平方千米2人,最少的为每平方千米0.4人。交通不便,目前对外交通主要依靠川青、川藏、青藏公路。州县之间有公路相通,部分县乡之间有支线公路。总之,调水地区,气候寒冷,含氧量不足,人烟稀少,交通不便,经济文化处于落后状态,水资源利用程度很低,水资源开发的潜力很大。岩体岩性,主要为三迭系浅变质砂岩、板岩,较坚硬,所以地质上既有修建调水工程的有利条件,也有不利条件。(四)调水工程初步方案青藏高原基础资料比较缺乏,为了摸清调水区地形、地质等各方面情况,勘察队员历尽千辛万苦,在高寒缺氧,气候多变的情况下,克服难以想像的困难,为西线工程做出巨大奉献和牺牲,经过10年超前期规划研究工作,完成了雅砻江、通天河、大渡河调水区大量的勘测工作。包括各种比例尺的航空摄影图、地形图、工程地质图、地质遥感图、区域地质调查、区域地质构造调查、地震基本烈度复核等各项工作。与此同时,还完成各类规划研究报告上百份。这些基础工作相当一部分填补了这个地区的空白,不仅为西线调水工程提供了资料,而且对长江、黄河上游的治理开发,乃至西部大开发准备了相关基础资料。1.基本认识和思路巴颜喀拉山是黄河、长江的分水岭。分水岭以北,为黄河河源区,低山丘陵,河谷宽阔,谷坡平缓。分水岭以南,自西向东有通天河、雅砻江和大渡河及其支流,降水量较黄河水系大,地形切割较深,以峡谷河道为主,通天河、雅砻江和大渡河上游河段的河床高程较相应黄河河床高程低80~450米,欲调长江水入黄河,需要建坝壅高水位,开凿隧洞穿过巴颜喀拉山。10多年来,对调水工程作了多种方案的考察研究和比选,认识不断深化,思路得到拓展。(1)可调水量与海拔高度相关按多年平均水量,通天河124亿立方米,雅砻江604亿立方米,大渡河470亿立方米,三条河总水量1198亿立方米,从水资源的总量看,调水量还可大大增加,但若考虑到海拔高度,情况就大不相同了。根据地形特点,引水坝址越向下游移动,海拔高度越低,距离黄河越远,可调水量越大,则工程规模越大反之,引水坝址越往上游移动,距离黄河越近,虽然工程规模较小,但可调水量越小。因此,只有把引水坝址设于适当的海拔高度,以使工程规模适当,可调水量适宜,同时调水对下游的影响也保持在一定限度内。经研究通天河、雅砻江的引水河段海拔高度在3500米、3600米以上,大渡河海拔高度在2900米以上,在此高度范围内,三条河共有径流量243亿立方米。因此,三条河的可调水量在200亿立方米以内比较适宜。(2)输水线路从以明渠为主转变为以隧洞为主过去,研究输水线路时,根据当时的技术条件,多采用绕山开渠的办法,这样不仅使输水线路增长,而且还存在一些特殊的技术问题,从现在川藏、青藏公路的运行情况看,每当夏季雨水集中时,有些地段经常塌方,线路多处中断,而一条宽几十米的水渠,不要说修建的难度,就是维护正常通水,其难度亦很大,由于塌方,还可能造成渠道破坏。因此,在青藏高原多数地段不宜采用明渠,原因为①调水区地质构造、断裂发育,展布方向多与河谷走向一致,顺河谷修建大明渠,整体稳定性差,易造成整体垮塌。
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