南水北调工程中最大渡槽群和泵站群的探讨

河南省庐山5月23日电:南水北调工程最大渡槽群和泵站群的探索

告别陶岔渠首,南水北调全媒体调查组北上,来到世界上最大的综合规模渡槽————沙河渡槽。从运河源头向北241公里后,一条清澈的水道沿着数百个巨大的水槽连接的空气通道继续沙河渡槽的新旅程。

南水北调中线工程和东线工程就像两条“龙”向北游。不同的是,东线工程拥有世界上最大的泵站群,而中线工程拥有世界上最大的渡槽群。

27条渡槽和13级泵站:世界上最大的渡槽组和泵站组

站在沙河渡槽旁,记者看到水流从明渠流过闸门,然后沿着四个巨大的U型槽继续向北流动。

“这是沙河渡槽中的梁式渡槽,跨度30米,重量1200吨。四个槽平行排列,净宽8米,净高7.4米。目前流量为每秒314立方米,流量为每秒1.5米,槽内水深6.4米。”南水北调中线工程建设管理局庐山管理处处长董智滨表示,沙河渡槽全长9.05公里,横跨沙河、湘江和大浪河,由梁式渡槽、箱型渡槽和落地式渡槽三种类型组成。

南水北调中线河南段总工程师李明新表示,沙河渡槽是世界上最大的综合渡槽工程。除沙河渡槽外,还有团河渡槽等26座大型渡槽,是世界上最大的渡槽群。

丹江口大坝加高后,南水北调中线工程可利用丹江口水库至北京团城湖近百米的水位差,新开通的明渠可利用重力输水至北京。渡槽成为中线总干渠的重要组成部分。

与中线工程渡槽组不同,记者两个多月前在南水北调东线一期工程第八级泵站台儿庄泵站、第七级泵站、万年闸泵站采访时,对东线泵站组印象深刻。

东线工程始于江苏省扬州市江都水利枢纽工程,利用京杭大运河及其平行河流输水,连接洪泽湖、罗马湖、南四湖和东平湖,作为调蓄水库。一步一步往东平湖抽水后,继续向北输水,通过黄河隧道穿越黄河,向德州大屯水库输水,向胶东地区输水。

由于东线经过的一些北部地区海拔高于输水源头,需要实现“水从南向北流向更高的地方”,然后可以继续向北下行,直到经过高点,所以有泵站。

东线一期工程从江都水利枢纽开始,共设13座梯级泵站,22座枢纽,34座泵站。水经过一个泵站,大坝一个一个吊起来,爬13级台阶到达黄河,然后继续向北输水。

“13级泵站逐步提水,扬程(水泵能提水的高度)为65米。它具有规模大、泵型多、扬程低、流量大、年利用小时数高的特点,是世界上大型泵站数量最多的现代化泵站群。其中,泵的水力模型和泵的制造水平已达到国际先进水平。”南水北调东线工程公司总工程师曹说。

确保河流向北流动:技术研究与优化调度

按照李明欣的说法,大型渡槽有两种恐惧:一是怕裂缝,要滴水;二是由于担心失稳,渡槽桩基和槽身抗震性能较好。面对渡槽巨大的荷载和尺寸,使渡槽稳定安全是科研的主要方向。南水北调中线工程投入运行6年多以来,已有27条大型渡槽运行正常。

南水北调东线一期工程中的13个不同梯级特性的泵站组成了世界上最大的泵站群。枣河站位于江苏省宿迁市,东临京杭大运河中段和罗马湖。改造后的皂河站设计流量为200立方米每秒,是亚洲最大的单体泵站工程。此外,南水北调大流量泵站高性能泵装置关键技术已通过水利部组织专家鉴定,设计方法和工程应用成果达到国际领先水平。

曹认为,东线工程泵站群有两个特点:一是泵站多,新泵型多,扬程低,流量大,年运行时间长,技术要求高;二是泵站结构及地质条件复杂,工程范围内存在膨胀土,部分工程位于地震断裂带,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研究,优化泵站联合调度,确保南水北调东线工程的顺利进行。

提供有力支持:加快建设“四横三纵”国家骨干水网

泵站和渡槽分别是南水北调东线和中线工程的重要组成部分,东线和中线工程是国家“四横三纵”骨干水网的重要组成部分。

根据《南水北调工程总体规划》,南水北调东线、中线、西线依托丰富的长江水源,连接长江、淮河、黄河、海河,形成以“四横三纵”为主体的全国水网骨干。

作为“四横三纵”中的“两纵”,东线和中线工程对加快全国水网主骨架和主动脉建设至关重要。东中线一期工程向我国北方缺水地区调水400多亿立方米,1.2亿人直接受益。

“十四五”规划纲要明确提出推进南水北调东线后续工程建设,深化南水北调西线比较论证。目前,南水北调正在推进东线、中线后续工程的规划建设,同时开展西线工程规划方案的比选、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。(完)

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