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南水北调东线工程介绍综合效益描述及后续工程优化
时间:2024-09-02   发布:杭州迈煌科技   阅读:390

      我国南水北调工程是目前全球规模ZUI大的调水工程,通过东线、中线、西线三条调水线路与长江、黄河、淮河、海河四大江河建立联系,构成了“四横三纵”的总体布局,以利于实现水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。我们在2023年9月14日发布了一篇《南水北调工程背后有哪些“硬核”科技》的文章,对在北京举办第18届世界水资源大会专场会议我国水网及南水北调高质量发展论坛之“大型调水供水工程技术探索与发展”平行论坛情况做了简述。本文先行介绍南水北调东线工程以及它的综合效益和后续工程优化描述。

 

图1南水北调工程东线、中线、西线总体布局示意图.jpg

图1 南水北调工程东线、中线、西线总体布局示意图

一、工程介绍

(1)总体:南水北调东线工程分三期实施。

     一期工程:主要向江苏和山东两省供水。工程规模为:抽江规模500立方米每秒,多年平均抽江水量89亿立方米,扣除江苏省现有江水北调的能力后,新增抽江水量39亿立方米,其中向胶东地区年供水量9亿立方米,供黄河以北水量5亿立方米。一期工程工期为5年。重点加强水污染防治,用5~6年时间实现东平湖水质达到我国地表水环境质量Ⅲ类水标准的目标。

    二期工程:在一期工程的基础上扩建,一方面延长输水线路至河北东南部和天津市,扩建黄河以南部分工程,另一方面继续完成东线治污工程。二期工程扩大抽江规模至600立方米每秒,多年平均抽江水量达106亿立方米,其中新增抽江水量56亿立方米(向黄河以北年供水量达21亿立方米)。第二期工程工期为3年。

    三期工程:在二期工程的基础上,除进一步稳定全线水质达到我国地表水环境质量Ⅲ类水标准外,继续扩大抽水和输水规模,抽江规模扩大至800立方米每秒,多年平均抽江水量达148亿立方米,其中新增抽江水量93亿立方米(向胶东地区供水量达21亿立方米,过黄河水量为38亿立方米)。三期工程工期5年。

(2)供水目标:南水北调东线工程是解决津浦铁路沿线和胶东地区的城市缺水以及苏北地区的农业缺水,补充鲁西南、鲁北和河北东南部部分农业用水以及天津市的部分城市用水。①是补充山东、江苏、安徽等省输水沿线地区的城市生活、工业和环境用水,兼顾农业、航运和其他用水。②为济南、青岛、徐州等重要中心城市及调水沿线和山东半岛的大中城市用水和重要电厂、煤矿用水;③济宁—扬州段京杭运河航运用水;④江苏省现有江水北调工程供水区和安徽省洪泽湖用水区的农业用水。⑤北延应急供水工程在需要时,可向河北省、天津市应急调水。

(3)供水范围:黄淮海平原东部和胶东地区。①江苏省里下河地区以外的苏北地区和里运河东西两侧地区;②安徽省蚌埠市以东沿淮、淮北市以东沿新汐河地区;③山东省南四湖、东平湖地区,山东半岛以及黄河以北山东省徒骇马颊河平原。

(4)调水线路:南水北调东线一期工程从江苏省扬州市江都水利枢纽从长江下游干流提水,通过13梯级泵站逐级提水,利用京杭大运河及其平行的河道输水,经洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖调蓄后,分两路:一路向北穿黄河,经小运河接七一、六五河输水至大屯水库,同时具备向河北和天津应急供水条件;另一路向东通过济平干渠、济南市区段、济东明渠段工程输水至引黄上节制闸,再利用引黄济青工程、胶东地区引黄调水工程输水至威海米山水库。调水线路总长1467km,其中长江至东平湖1045.36km,黄河以北173.49km,胶东输水干线239.78km,穿黄河段7.87km。

 图2南水北调工程东线工程线路示意图.jpg

图2 南水北调工程东线工程线路示意图

(5)供水量分配:南水北调东线一期工程多年平均供水量187.55亿m³,其中抽江水量87.66亿m³,扣除损失水量后,受水区干线分水口门多年平均净供水量162.81亿m³。其中江苏省133.70亿m³、安徽省15.58亿m³、山东省13.53亿m³。(原江水北调工程和当地水源到2010年水平多年平均可供水量141.12亿m³,其中抽江水量49.65亿m³。扣除损失水量后,多年平均净供水量126.80亿m³,其中江苏省114.45亿m³,安徽省12.35亿m³。)

(6)增供水量分配:南水北调东线一期新增调水工程多年平均增供水量46.43亿m³,其中增抽江水38.01亿m³。扣除各项损失后,受水区干线分水口门多年平均净增供水量36.01亿m³,其中江苏省19.25亿m³,安徽省3.23亿m³,山东省13.53亿m³。(增供水量是由于兴建工程而增加的供水量,包括增加的抽江水量和因工程实施而增加的淮水利用量两部分。增供水量扣除各项损失为净增供水量。)

(7)工程调水规模:抽江500m3/s,入洪泽湖450m3/s、出洪泽湖350m3/s;入骆马湖275m3/s、出骆马湖250m3/s;入南四湖下级湖200m3/s;入南四湖上级湖125m3/s、出南四湖上级湖100m3/s;入东平湖100m3/s;过黄河50m3/s;送山东半岛50m3/s。东线一期工程多年平均抽江水量87.66亿m³,入洪泽湖水量69.84亿m³,出洪泽湖水量63.84亿m³;入骆马湖水量43.94亿m³,出骆马湖水量42.15亿m³;入南四湖下级湖水量29.70亿m³;入南四湖上级湖水量17.52亿m³,出南四湖上级湖水量13.83亿m³;入东平湖水量13.33亿m³;到山东半岛水量为8.83亿m³;调过黄河的水量为4.42亿m³。

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图3 截至到2024年3月18日南水北调东线工程向山东调水67.77亿立方米

(8)调水时间:南水北调东线一期工程水量调度年度为10月—翌年9月。其中,调水入洪泽湖、骆马湖、南四湖时间为10月—翌年9月,调水入东平湖时间为10月—翌年5月,调水到胶东时间为10月—翌年5月,调水过黄河时间为10月—翌年5月。其它时段如需调水出省,需经相关省水行政主管部门、有关流域管理机构同意后,报国务院水行政主管部门批准。

二、综合效益显著

      南水北调东线一期新增主体工程2002年12月开工建设,2013年3月完工,2013年8月15日通过全线通水验收,2013年11月15日正式通水。到2023年11月15日通水10年来,水利部、沿线地方政府及工程运管单位深入贯彻落实习近平总书记重要讲话指示批示精神,持续加强调度管理,确保工程健康运行和效益发挥。

(1)工程进一步优化了区域水资源配置格局。

      东线一期工程建成通水,进一步完善了江苏省的水网体系,构建了山东省“T”字型骨干水网,有效增加了区域水资源供给保障能力。工程保障了江苏省用水需求尤其是农业灌溉用水,有效应对2019年苏北地区60年一遇气象干旱,江苏粮食总产连续9年稳定在700亿斤以上,2022年SHOU次突破750亿斤。2016年以来,工程向胶东地区调水超25亿立方米,有效应对胶东地区2017、2018年连续干旱,保障了供水AN全。北延工程将供水范围扩展至河北、天津,为保障津冀地区春灌储备水源,确保我国粮食AN全,巩固华北地区地下水超采综合治理成效提供了有力的水资源支撑。

(2)工程有力推进了沿线河湖生态环境复苏。

      水利部及沿线地方政府坚决贯彻“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”原则,强力推进水污染治理和河湖生态修复。南水北调东线工程通水以来,调水水质稳定达到地表水Ш类标准。通过水源置换、生态补水等措施,有力保障了沿线河湖生态环境。昔日被称为“酱油湖”的南四湖如今跻身全国水质优良湖泊行列,“泉城”济南再现四季泉水喷涌景象。北延工程向大运河补水3.34亿立方米,助力京杭大运河在2022年实现百年来SHOU次全线水流贯通的基础上,2023年再次实现全线水流贯通。

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图4 南四湖上下级湖周围生态环境图

(3)工程充分发挥了防洪排涝效益。

      南水北调东线一期工程增强了相关河道的防洪排涝功能,打通了部分防洪通道,提升了沿线地区的防洪排涝能力。2021年黄河严重秋汛期间,八里湾泵站、济平干渠、穿黄出湖闸等累计泄洪3.07亿立方米,有效缓解了东平湖防洪压力;2013年以来,江苏省境内南水北调新建泵站累计抽排涝水4.45亿立方米,在洪涝灾害防御中发挥了重要保障作用。

(4)工程推进了南北经济循环进一步畅通。

      东线一期工程打通了水资源优化配置的堵点,解决了受水区水资源短缺的痛点,将南方地区的水资源优势转化为北方地区的经济优势。工程显著gai善了京杭大运河的航运条件,京杭大运河全年通航里程达877公里,成为国内仅次于长江的第二条“黄金水道”。江苏、山东境内新增通航里程80公里,连通了南四湖和东平湖,多条航道通航条件得到GAI善,航运效益显著。山东济宁段航道实现了内河航运通江达海,江苏运河货运量明显提升,金宝航道由2013年的年均200万吨增至ZUI大年份400万吨,徐洪河线由年均100万吨提升至250万吨。

(5)工程文化科普作用更加凸显。

      南水北调东线一期工程让水文化建设也得到加强,使大运河焕发新的生机与活力。2014年6月,京杭大运河成功入选SHI界文化遗产名录。东线一期工程与文化融合持续推进,沿线建成江都水利枢纽等一批水利风景区,韩庄运河台儿庄段等河段被评为美丽幸福示范河湖。同时,依托沿线枢纽工程建成南水北调东线江苏水情教育基地等多个国情水情教育基地,面向社会大众尤其是青少年开展国情水情教育,提升了广大人民群众的爱国情怀和爱水节水护水的意识。年均开展水情教育1000多批次,受众达5万多人次。

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图5 南水北调东线江苏水情教育基地

三、黄河以北线路优化构想

      《南水北调工程总体规划》批复近20年来,我国经济总量、产业结构、城镇化水平等显著提升,社会主要矛盾发生了转化,一系列重大战略相继实施,北方主要江河情势、地下水超采等水生态环境问题动态演变,都对南水北调工程提出了新要求。

       京津冀地区是南水北调东线后续工程的主要受水区,分析本地区的中长期供求趋势、空间分布及结构特征,可以发现:从长远供求趋势看,京津冀地区水资源缺口为3.9×109~6×109 m3,用水需求的增长点主要是中西部城市区,也是雄安新区等我国战略布局实施的重点保障区域;充分利用现有河渠,新增经白洋淀进京路线,将供水中心西移,使工程线路更侧重覆盖地下水浅层超采区,也更利于补给河湖生态用水;南水北调东线后续工程经白洋淀进京方案具有串联水系多、自流覆盖广、调蓄能力强、综合效益高等比较优势,更适应京津冀地区高质量发展的需求。

(1)南水北调东线工程后续工程经白洋淀进京方案

      将北京市纳入受水区后,现规划线路是从天津九宣闸建设输水管线进入北京市通州区;在没有东线后续工程进白洋淀方案的情况下,该方案是合理和可行的。如果东线后续工程进白洋淀方案被确定,则建议进一步考虑经白洋淀进京线路,即东线水进入白洋淀后,再利用白沟河已有河道或管道输送至北京市永定河流域;沿途串起雄安新区、北京大兴国际机场,供水覆盖北京市平原区。东线后续工程黄河以北线路将形成完整的“双线”格局(见图6)。

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图6 现规划线路以及经白洋淀进京线路

(2)南水北调东线工程后续工程经白洋淀进京方案优势

1. 串联白洋淀、永定河等重要河湖湿地,覆盖大清河、永定河大部河网水系,生态效益发挥更充分;

2. 自流覆盖范围更广,与南水北调中线等工程的联动作用更强,有利于构建多元互补的京津冀水资源保障网;

3. 对北京市而言,经白洋淀进京线路方案的工程综合效益以及供水可靠性、用水经济性具有明显优势;

4. 经白洋淀进京线路更深入华北平原腹地,有利于带动整个区域的环境治理;

5. 在一定程度上避开地下咸水区,有利于充分利用渗漏水量,提升工程综合效益。

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图7 华北平原各区域划分示意图

四、总结

      当前,水利部正按照《国家水网建设规划纲要》部署,全力推动南水北调东线二期工程前期工作,下一步将在确保东线一期工程AN全、供水AN全、水质AN全的同时,加快完善体制机制,不断扩大工程综合效益,进一步提升受水区供水AN全保障水平,切实把东线工程建设成为优化水资源配置、保障群众饮水AN全、复苏河湖生态环境、畅通南北经济循环的生命线。将健全绿色低碳发展机制,QUAN面推进南水北调和我国水网高质量发展,始终坚定不移走生态优先、绿色发展的道路,为美丽中国建设作出新的更大贡献。

来源:水利部网站、中国南水北调集团东线有限公司网站、中国工程院院刊《中国工程科学》2022年第5期


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