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钮新强:超乎想象的南水北调

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作者:  来源:  时间:2020-12-05

南水北调是一项举世瞩目的宏伟工程,但是大家可能会问,这样一个工程跟我们百姓有什么联系?这么说,我们如果站在北京的五棵松地铁站,在你的脚底下不到4米的地方,有两个巨大的输水管道正在流淌着来自一千二百多公里之外的长江最大的支流、汉江丹江口水库的水,我们打开水龙头就能喝到长江水,我们叫“南水”。这个时候你就会感觉到,原来这样伟大的工程跟我们的生活是如此密切、如此息息相关。
水是生命之源,但是由于气候和地理的因素,水在全球的分布很不均匀。我们国家水资源的总量是二点八万亿立方米,在全球排第六,但是拿十四亿人一除,我们人均只有两千立方米,而全球的人均水资源量是八千多立方米。然而,二点八万亿立方米在我们国家的分布也是非常不均匀的,南方占到了80%,北方大概只占到了20%。整个华北地区大概人均只有三百多立方米,北京的人均水资源量只有一百六十立方米,天津更少只有一百方。

加高的量和规模史无前例
南水北调经过几十年、几代人的不懈努力,到本世纪初形成了一个整体的方案,形成了从南到北,东、中、西三条线路,极大地缓解了北方黄淮海地区缺水的一个局面。
我参与主持设计南水北调中线工程,我们碰到的第一个难题就是水从哪儿引,最后选择了汉江的丹江口水库,作为南水北调中线一期工程的水源地。这个水源地有得天独厚的一个优势,不仅水质非常好,还可以实现自流。但随之而来的就是一个挑战,现有水库的库容,不足以保证可靠地调九十五亿立方米到北方,必须要加高丹江口水库的大坝,把它的库容增大。现有坝的坝顶高程海拔是162米,它正常的水位是157米,我们想要满足九十五亿立方米的要求,必须把坝加到海拔176.6米,要加高14.6米,相应地,水库给大坝的水压力增加了40%。这样一项工程,我们有个特定的条件,就是加高坝的时候,必须保证它在正常的工作状态。因为丹江口水库它要承担每年的防洪任务,还要发电和供水。不能因为加高了,就把整个水库都放空。而且加高的量和规模非常巨大,史无前例,我们通俗地讲就叫“穿衣戴帽”。形成新坝和老坝的坝块之间的结合面,是我们成败的关键。传统的设计理论,必须结合得非常紧密,没有缝,才能联合受力来维持坝的整体稳定。如果没有达到这样的作用,水荷载一上来,坝就可能要出现裂缝。如果发生溃坝,可想而知,下游所遭受的灾难是无法估量的。我们在研究过程中发现,不管采取什么措施,这个缝在某一个时段、某个区域,始终会张开。这就颠覆了原来重力坝设计的一些理论。
经过十多年的研究,后来发现这个缝面,虽然有部分张开,但坝体还是能整体受力。结合度要达到多少呢?丹江口大坝研究的结果,我们得出要大于30%。我们提出来一个叫后帮有限结合加高理论。我们在这个结合面上,采取了很多结构的措施,建完后,监测仪器反映它始终在50%以上的结合度,这个大坝是安全的。

最薄的地方只有35厘米
接下来,我们开始从陶岔渠首引水了,中线的最大的特点,就是我们可以实现全线自流。但是这1432公里,要穿越686条河流、2387座建筑,还要穿越无数的铁路、公路。怎样穿越大江大河?我们有两种方案。通俗地讲就叫“上天”或者“入地”。“上天”是通过架槽的方式在原有河道的上面走,“入地”通过管道的方式从河的底下穿过去。
从陶岔渠首进来以后,碰到第一条大的河叫湍河。经过综合比较,我们选择了“上天”的渡槽的方式,在原河面穿越过去。一槽飞架南北,非常雄伟。两个槽墩之间的距离是40米,能过6600吨水量,相当于同时要通过三十列列车的强度,这个在全世界没有过。渡槽的壁薄到什么程度呢?最薄的地方只有35厘米,比一张A4的纸稍微大点,所以这样一个渡槽的结构也是一项大胆的创新。通过湍河渡槽,我可以自豪地说,我们在造渡槽方面,处在世界领先地位。
南水北调一路往北走到天津、北京,这个工程花了11个年头。在2014年的12月12日14点32分,陶岔渠首正式开闸开始输水,寓意着干线总长1432公里,经过十五天的流淌,到了出水的终点——北京的团城湖。
南水北调中线工程的总规模非常浩大,我们挖了8.8亿方土石方量,相当于挖了63个西湖。我们浇了三千多万方的混凝土,相当于浇了两个三峡大坝。整个用钢量达到了178万吨,相当于四十三个鸟巢的用钢量。工程投入运行以后6年来,到2020年的10月31日,向华北地区总共输水340亿立方米,直接受益的人口是6700万,大家都愿意喝这个水,跟我们原来喝的完全不一样。我们原来规划的时候,这些城市首先是用当地的水,当地水不够了,我们南边水给你补充。北京市曾经表示南水北调的水有多少要多少,这个也可以看出这个不仅是简单的供水工程,更是一个惠民的工程。430亿立方水,把原来城市供水挤占了河道的水、生态水还回去。印象最深刻的是白洋淀,原来白洋淀很多地方是干枯的,见底的,有水的地方也是污染的。现在的白洋淀碧波荡漾,烟水浩淼,甚至可以说鸟语花香。由于南水北调,使北方原来超采的地下水得到了遏制,而且现在逐年都在回升,所以南水北调是一个最重大的生态工程。作为一个建设者,我确实是有强烈的幸福感和自豪感,我也希望这种优质的长江水,能够通过南水北调源源不断地流向我们华北的大地,滋润这块土地,让更多人受益,让我们的世世代代生生不息。
李雪源据央视综合频道《开讲啦》节目整理

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