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南水北调最大渡槽群与泵站群探秘

  发布日期:2021年5月27日

 

 

  告别陶岔渠首,新华社南水北调全媒调研小分队北上来到了综合规模世界第一的渡槽——沙河渡槽。一渠清水从渠首北上241公里后,沿着由数百片巨槽连成的空中通道,继续沙河渡槽新征程。
  南水北调的中线工程和东线工程,宛如两条游向北方的“巨龙”。所不同的是,东线工程拥有世界最大的泵站群,中线工程则拥有世界最大的渡槽群。
  27座渡槽与13级泵站:世界最大渡槽群和泵站群
  站在沙河渡槽边,记者看到,水流自明渠通过闸门后,顺着4个巨大的U形槽继续向北奔流。
  “这是沙河渡槽中的梁式渡槽,单槽的槽身跨径为30米、重1200吨,4槽平行布置,单槽净宽8米、净高7.4米。目前的流量为每秒314立方米、流速为每秒1.5米,槽中水深6.4米。”南水北调中线建管局鲁山管理处处长董志斌说,沙河渡槽长9.05公里,跨越沙河、将相河和大郎河,由梁式渡槽、箱基式渡槽和落地式渡槽三种形式的渡槽组成。
  南水北调中线建管局河南分局总工程师李明新说,沙河渡槽是世界上综合规模最大的渡槽工程。南水北调中线总干渠除了沙河渡槽之外,还有湍河渡槽等26座大型渡槽,是世界最大规模的渡槽群。
  丹江口大坝加高后,南水北调中线工程利用水源地丹江口水库到北京团城湖近百米的水位差,可以用新开明渠输水自流抵京,渡槽成为中线干渠的重要组成部分。
  与中线工程中的渡槽群不同,记者两个多月前在南水北调东线一期工程的第七级泵站台儿庄泵站、第八级泵站万年闸泵站等地采访时,对东线泵站群印象深刻。
  东线工程从江苏省扬州市江都水利枢纽开始,利用京杭大运河以及与其平行的河道输水,连通洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖,并作为调蓄水库,经泵站逐级提水进入东平湖后,继续向北输水,一路经穿黄隧洞过黄河,输水到德州大屯水库,另一路输水向胶东地区。
  由于东线经过的一些北方地区海拔高于输水源头,南水北上要实现“水往高处流”,直到越过高点后方可顺流继续向北,因此有了泵站群的产生。
  东线一期工程输水干线从江都水利枢纽开始,设立13个梯级泵站,共22处枢纽、34座泵站,水通过一个一个泵站,闸坝一级一级提升,爬升13个台阶到达黄河,之后继续向北输水。
  “13级泵站逐级提水,抽水扬程(水泵能够扬水的高度)达65米,具有规模大、泵型多、扬程低、流量大、年利用小时数高等特点,是世界大型泵站数量最集中的现代化泵站群。其中,水泵水力模型及水泵制造水平都达到了国际先进水平。”南水北调东线总公司总工程师曹雪玲说。
  确保江水北上:技术攻关与优化调度
  沙河渡槽是最长、输水断面总面积最大的渡槽,也是世界首座采用架槽机施工且在已架设渡槽壁上铺设轨道实现“槽上运槽”的渡槽。
  “创造世界之最的背后,是不断进行的技术攻关。”董志斌说,比如单槽重达1200吨梁式渡槽架设时,首先由提槽机将预制槽体从存槽区吊运到运槽车上,然后由运槽车运至架槽机处,最后通过架槽机进行渡槽的架设,开创了大型渡槽预制吊装架设的先例。
  据李明新介绍,大型渡槽有两怕:一怕裂缝,要滴水不漏;二怕失稳,渡槽桩基和槽身的抗震性能要好。面对巨大的渡槽荷载及槽身尺寸,让渡槽稳如泰山、安全运行,正是科研攻关的主攻方向。南水北调中线工程通水6年多来,27座大型渡槽的运行没有出现异常。
  南水北调东线一期工程13个梯级不同特点的泵站,组成了世界上最大的泵站群。位于江苏宿迁的第6梯级皂河站,东临京杭大运河中运河段和骆马湖,更新改造的皂河一站设计流量为200立方米每秒,是亚洲单机流量最大的泵站工程。此外,集成研发的南水北调工程大流量泵站高性能泵装置关键技术,经水利部组织的专家鉴定,设计方法和工程应用成果达到了国际领先水平。
  据曹雪玲介绍,东线工程的泵站群有两个特点:一是泵站工程数量多、新泵型多,而且是低扬程、大流量,年运行时间长,技术要求高;二是泵站结构和地质情况复杂,工程范围内存在膨胀土等,部分工程处于地震断裂带,设计要求高,施工难度大。
  根据东线泵站工程的特点,通过科学研究和技术攻关,优化泵站联合调度,确保了东线工程的南水北调顺利进行。
  提供坚强支撑:加快构建“四横三纵”国家骨干水网
  泵站群和渡槽群分别是南水北调东、中线工程的重要组成部分,东、中线工程则是“四横三纵”国家骨干水网的重要组成部分。
  根据《南水北调工程总体规划》,以长江丰富水源为依托,南水北调东线、中线和西线工程,通过与长江、淮河、黄河、海河4大江河的联系,构成以“四横三纵”为主体的国家水网骨干。
  东、中线工程作为“四横三纵”中的“两纵”,在加快构建国家水网主骨架和大动脉过程中至关重要。东、中线一期工程已累计将400多亿立方米的长江水调到了北方缺水地区,1.2亿人直接受益。
  “十四五”规划纲要明确提出,推动南水北调东中线后续工程建设,深化南水北调西线工程方案比选论证。目前,南水北调工程正在推进东、中线后续工程规划建设,同时开展西线工程规划方案比选论证等前期工作。

  随着南水北调后续工程高质量发展的推进,可以期待,渡槽群和泵站群将会进一步壮大,南水北调工程将进一步优化我国的水资源配置格局,促进经济社会发展和生态环境保护。

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