如果要問國家這些年間創(chuàng)造的什么工程最讓大家印象深刻,大家會給出怎樣的答案呢?
相信備選項里一定有三峽工程、南水北調(diào)工程等等,值得一提的是它們都屬于水利工程,而南水北調(diào)工程的跨度更遠(yuǎn)。
南水北調(diào)路線圖
那么,南水北調(diào)工程是什么時候提出的?前后實(shí)施經(jīng)歷了多長時間?利用到了什么樣的關(guān)鍵技術(shù)?帶來了什么效益呢?
實(shí)際上,每當(dāng)人們提起南水北調(diào)工程的時候,心里總會有些疑惑,為什么南水北調(diào)工程不采取地下管道呢?不如一起來聽聽專家的解釋分析,也許大家會恍然大悟。
作為國家的重要工程之一,“南水北調(diào)”最初在人們的心中就像是“愚公移山”一樣充滿幻想的色彩,可是在數(shù)十年的論證和方案比對之下,這項看似永遠(yuǎn)無法完成的工程還是順利完成了。
南水北調(diào)中線部分工程景觀
許多人可能認(rèn)為南水北調(diào)的提出時間比較晚,實(shí)際上1952年毛主席在視察黃河的時候就已經(jīng)提出這個設(shè)想了。
從這之后,國家的24個科研設(shè)計單位都參與到了工程的設(shè)計規(guī)劃中。
可以說,南水北調(diào)工程的建設(shè)方案和施工規(guī)劃等等,都是經(jīng)過無數(shù)專家反復(fù)推敲和討論之后得出的,從設(shè)想提出到正式開工,前后經(jīng)歷了50年之久。
需要注意的是,南水北調(diào)的距離確實(shí)很長,所以為了能夠?qū)⒗щy的工程拆解,專家將整個工程分成了東線、中線和西線三個部分,截至目前東線一期工程和中線工程已經(jīng)順利完成,西線仍舊在斟酌規(guī)劃階段。
由此可見,南水北調(diào)的工程跨度確實(shí)非常大。既然這樣,為什么不采取地下管道的方法進(jìn)行輸水呢?
要知道,在建設(shè)過程中,建設(shè)水利樞紐工程不僅費(fèi)錢,還要占用大量的土地,可如果使用地下管道的話,就不會占用地面的用地了,這樣既節(jié)省用地又達(dá)到了輸水目的,難道不好嗎?
只能說,我們普通人想問題還是太簡單。大家只關(guān)注到了地下管道減少了用地能帶來的效益,卻忽視了地下管道的施工困難以及南水北調(diào)工程中環(huán)境的差異影響。
那么,就讓我們一起來看看專家是怎么解釋的。
城市中有很多地下管道
專家表示:首先,不采取地下管道是因為工程的跨度很大,而在這個跨度當(dāng)中并不全是“一馬平川”的。
換句話說,采用明渠還可以利用水利樞紐將水從低處調(diào)往高處,可是采用管道的話要克服地形障礙就很難了。
即使可以修建水塔確保由低到高抽水順利,可是如果真的遇見地勢高度差極大的情況,整個施工就會顯得非常困難。
再說了,大家都明白,如果真的要鋪設(shè)地下管道的話,那肯定先要“開挖”。
因此看似沒有占用土地,實(shí)際上在鋪設(shè)管道的過程中,不僅要破壞地面的植被,依舊會存在占用土地的情況。
地下管道施工現(xiàn)場
此外,除了地勢會影響地下管道的鋪設(shè)之外,氣溫也是一個關(guān)鍵的外部因素。
雖然現(xiàn)在大家常說南方和北方的冬季一樣寒冷,不同之處在于南方是“魔法攻擊”,北方是“物理攻擊”。其實(shí)要論最不同的一點(diǎn),還是在于最低氣溫的數(shù)值上。
北方的冬天,溫度達(dá)到零下時常態(tài),甚至最冷的時候能達(dá)到零下十幾度。這樣的話,地下管道當(dāng)中的水就會被“凍住”。其實(shí)水管被凍住這種情況,許多的北方人都經(jīng)歷過,這在過去十分常見。
過去十分常見的水管被堵住
因此,考慮到天氣對管道和其中水的形態(tài)的影響,全部鋪設(shè)地下管道并不現(xiàn)實(shí)。畢竟冬天管道中的水凍住事小,可是如果將水管凍裂了,后期的維修那就是“地獄級”難度了。
其次就是整個南水北調(diào)建設(shè)的過程中,雖然最終的目標(biāo)是造福北方的缺水地區(qū),但是沿途中也能照顧到很多人。
如果只是鋪設(shè)地下管道,那么途中能受益的人群和地區(qū)就少了很多,這對于本就定位是“利民工程”的南水北調(diào)來說是不太合理的。
南水北調(diào)是一項“利民工程”
當(dāng)然,最重要的還是維修方便。雖然明渠存在著蒸發(fā)和污染等情況,但是這種困難都是可以克服的。
可是如果全部都鋪設(shè)地下管道,一旦其中的哪一個小環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,那么維修的費(fèi)用和耽誤的時間可比明渠要多得多,這樣的話,一對比明顯還是選擇明渠更好。
值得一提的是,大家也別覺得南水北調(diào)工程就是簡單的調(diào)水,必要的時候挖幾條渠道就好了。
實(shí)際上,整個工程當(dāng)中包含了電站、河道、大壩、水庫、暗涵、渡槽、隧洞、倒虹吸等多個水利工程,因此它的綜合性是極強(qiáng)的。
南水北調(diào)中線西黑山樞紐
而今天咱們討論的鋪設(shè)地下管道雖然在整個規(guī)劃中占比很少,但是在北京段當(dāng)中也有出現(xiàn)。 北京的地界寸土寸金大家都明白,因此在北京段的規(guī)劃選擇當(dāng)中,有一部分使用到了地下管道。
這之中的惠南莊泵站就是最典型的代表,它作為中線工程中唯一的大型加壓泵站,其上游連接著暗渠,下游連接著PCCP管線。
惠南莊泵站
南水北調(diào)工程作為首次且唯一使用DN4.0mPCCP的工程,應(yīng)用的工程數(shù)量達(dá)到106.222km,按5m一節(jié),相當(dāng)于安裝21244節(jié)管道。
這時大家可能會說,北京也會出現(xiàn)零下的情況,怎樣能確保PCCP管線中不出現(xiàn)“凍水管”的情況呢?
這就要從使用到的PCCP管道來說了,它可不是普通的“水管”。
這種管道的內(nèi)部不僅有混凝土芯,還有著鋼板焊接而成的鋼筒,并且外部還有纏繞的預(yù)應(yīng)力鋼絲以及水泥砂漿,整體性能還是非常強(qiáng)悍的。
PCCP管線看樣子就不簡單
PCCP最初是由法國在1939年研制的,在發(fā)展的過程當(dāng)中被西方不少國家使用,據(jù)估算僅美國的使用長度就高達(dá)28000千米。
因此以其他國家的使用案例來看,這類管道確實(shí)值得信賴。
不過PCCP工程難就難在如何進(jìn)行運(yùn)輸和安裝,因此PCCP管線的設(shè)置還是存在費(fèi)時費(fèi)力的情況,想要在南水北調(diào)工程全線使用并不現(xiàn)實(shí)。
PCCP管線也有局限性
像在北京段部分中使用,是考慮到明渠對于北京的影響,對比之下部分使用PCCP管線的效益更高一些。
綜上所述大家應(yīng)該明白了,在這樣的重大工程當(dāng)中到底使用什么樣的施工方案,并不是只考慮某一個因素就能做出決定的,更多時候是“盡力兼顧”。
當(dāng)然,無法兼顧的時候就只能選擇舍棄一部分了,比如說土地使用面積之類的。
南水北調(diào)工程注入了太多人的心血
值得一提的是,在這種情況下北京段采用地下管道的方式,還創(chuàng)新了一項技術(shù),為我國超大口徑PCCP結(jié)構(gòu)安全與質(zhì)量控制研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗,有利于在未來不斷發(fā)展創(chuàng)新。
畢竟早在2005年時,《中國節(jié)水技術(shù)政策大綱》當(dāng)中就規(guī)定PCCP為DN1200mm以上輸水管線的優(yōu)選管材。
南水北調(diào)的初衷就是為了解決北方的用水問題,而它也確實(shí)做到了。
有相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示,截止2021年的4月,南水北調(diào)的東線和中線工程調(diào)水量達(dá)到了418.55億立方米,這個數(shù)值是非常驚人的,它證明該工程真的解決了北方某些地區(qū)水資源短缺的問題。
南水北調(diào)工程受益人口達(dá)1.4億人
當(dāng)然,除了解決生活用水困難的問題。南水北調(diào)工程還帶來了生態(tài)補(bǔ)水效益,對當(dāng)?shù)氐暮拥篮偷叵滤M(jìn)行了不同程度的補(bǔ)給,以河北為例,僅2019年與2020年相比,深層水位回升數(shù)值就達(dá)到了1.32米左右。
此外,咱們上文中提到作為一項復(fù)雜的工程,南水北調(diào)工程當(dāng)中包含電站、大壩、水庫等設(shè)施,這就意味著它還會帶來航運(yùn)效益、發(fā)電效益等等。
最重要的是,它還改善了水質(zhì)和周圍的環(huán)境,使得部分地區(qū)的生態(tài)奇跡般地起死回生了。
南水北調(diào)有神力
資料顯示:南四湖截至目前已建成人工濕地23.9萬畝,修復(fù)自然濕地22.6萬畝,構(gòu)建了環(huán)湖沿河生態(tài)屏障。湖濱自然岸線長度較2010年增加了53.42%,水質(zhì)達(dá)標(biāo)率從3%提高到100%。