南水北调中线工程明渠输水要解决三难

北京市市政工程设计研究总院课题组

　　水体质量要保证

　　人类是推动社会发展的动力，但同时人类活动也是产生污染的根本原因。南水北调中线工程所经过的河北和河南两省是我国的人口密集地区，其中河南省是国内人曰最多的省份之一。据粗略统计，中线工程1200多公里沿线有700多个村庄。如果采用明渠输水，污染显然是不可避免的。
　　该地区是我国发展中地区，也是乡镇企业正在快速发展的地区。随着农业的发展，大量剩余劳动力必然转向乡镇企业，乡镇企业的发展将持续相当长的历史时期。这些乡镇企业大多生产工艺相对落后，劳动力相对密集，生产力发展水平较低，这就决定了其生产过程及民众生活必然产生大量的污染物包括污水和垃圾。污水的排人难以控制，固体废弃物的丢弃更难防范。
　　临近居民点的河段，沿河岸丢弃和倾倒垃圾已成为通病。北京的昆玉河等景观河道，地处首都，管理上不可谓不严，但往河中丢弃废物的现象仍时有发生，难管难治已成为管理上的头痛问题。
　　中线工程沿线地区的环境保护意识恐难如北京，对沿线约1200km的渠道进行环境保护监督其难度不言而喻。在这种条件下，新建一条人工河意味着将以一定的环境代价为当代人创造经济和社会价值。
　　数十年的实践证明，以城市供水为目标的明渠输水方式在水质、水量保证、安全可靠运行方面都存在明显难以解决的缺陷，并为此付出了沉重的环境和经济代价。严重的水质污染是最突出的问题。
　　敞开式输水渠道是沿途污水的排放体，甚至成为垃圾的倾倒场所；跨渠道的各类交通设施均构成潜在的污染点源，使引水水质逐年恶化。

　　非计划取水需控制

　　明渠输水方式为擅自取水提供了方便：在水位较高的渠段，可直接从渠道挖曰或埋管自流取水；而在水位较低的渠段、放置潜水泵取水也很方便。这种擅自取水的随意性不分地点、不分季节，给管理带来了很大的难度，使水量难以保证。尤其是在干旱、缺水季节或年份，这种争水现象将更为严重。实践证明，任何防范措施都显得无济于事。
巧　长距离引水的成本水价本来就相对较高，非计划取水逃避水费的缴纳，势必加大调水成本，加重计划受水用户的负担。
　　引滦工程为避开与农业争水的矛眉，尽管采用间断性输水，水量丢失现象仍然很严重。广东省东深引水工程沿线各镇的农灌及工业、生活用水均取自引水渠道，未经正式供水协议批准擅自取水或随意扩大取水规模的情况屡禁不止。
　　明渠输水方案的渠道断面宽度从7m到54m不等，对于1200km长的渠道来讲，蒸发损失量相当大。
　　明渠输水受温差、冰冻及地基不均匀沉降等因素的影响，渗漏界面大，渗漏量也远大于管道。据统计，引黄济津工程沿线蒸发、渗漏和丢失的水量约占调水总量的40％。
　　大量的蒸发和渗漏损失必然降低供水保证率，影响下游受水区用户的生产和生活。还有一种可能是，为保证受水区用水量要求，不得不加大工程规模．增加工程的投资和运行费用。

国内长距离输水工程一览表 工程名称 建设时间 规模 水源 用户 输水距离 输水形式 深圳市东深供水工程 1965年 17.63亿m³/年 东江 深圳、香港 83km 明渠改暗渠 深圳市东部引水工程 1999年 11m³/s 东江 深圳 77km 封闭暗涵、隧油、管道 福州市第二水源供水工程 1998年 80万m³/日 敖江 福州 输水隧洞D=2.8-3.0m 贵阳市西郊水厂工程 1996年 40万m³/日 红枫湖 贵阳 16km 输水隧洞 昆明市引水工程 1998年 60万m³/日 掌鸠河云龙水库 贵阳 181km 输水隧洞 成都市自来水六厂五期工程 1999年 40万m³/日 徐堰河和柏条河 成都 20km DN2000管道 西安市黔江河引水工程 1993年 80万m³/日 黑河 西安 72km 暗渠 太原市城市给水工程 1997年 总干线：12亿m³/年南干线：6.4亿m³/年 万家寨水库 太原 总干线：43.5km南干线：103km联接段：138.6km 总干线：隧洞
南干线：隧洞
联接段：81.2km
天然河道，57.4km
双管双洞 引滦入津工程 1983年 10亿m³/年 滦河 天津 234km其中明渠64km 明渠改暗渠联 呼和浩特引黄供水程 1997年 40万m³/日 黄河 呼和浩特 31.9km 暗渠和管道 秦皇岛市引青济秦供水工程 1998年 2.35m³/s 桃林口水库 秦皇岛 28.97km DN1600管道 南阳市第四水厂工程 2001年 25万m³/日 鸭河口水库 南阳 30km 两根DN1400预应力管 营口市鲅鱼圈水源供水工程 1998年 12万m³/日 碧流河上游的上屯水库 营口 管理道和压力隧河 长春市引松入长工程 1989年 3.08亿m³/年 松花江 长春 100km 两根DN2000预应力度 哈尔滨市磨盘山水库供水工程 2001年 90万m³/日 磨盘山水库 哈尔滨 182km 两根DN2200PCCP管 大连市引碧供水工程 120万m³/日 碧流河 大连 预应力混凝土管

　　冬季冰冻问题应解决

　　南水北调中线工程沿线大部分地区存在冬季冰冻问题。冬季2－3个月冰冻期，必然形成冰盖下输水，这一直是明渠冬季供水的难题。
　　同时，由于中线工程跨越四省市的广阔地域，冬季各地区温差形成冰面冻融时间存在差异，必将导致输水过程中冰凌拥堵，水量无法保证，严重时甚至断水。对于城市供水系统而言这种状况是不能接受的。
　　原长春市从新立城水库取水至净水厂的输水工程，利用河道输水，除水质恶化、水量丢失严重外，还因水质污染和冰凌堵塞多次中断供水，为了改善源水水质、保证安全供水，现已铺设专用管道，替代了河道输水。
　　鉴于明渠输水的弊端，八十年代以后建设的以城市供水为目的的长距离引水工程均已采用管道输水（包括暗渠输水）。例如大连的碧流河引水工程、长春市的“引松入长”工程、陕西西安的黑河引水工程、深圳市东部供水工程等。
　　即使有采用明渠输水或在建工程提出明渠输水方案的，最终都殊途同归，逐渐取得了用管道（或暗渠）输水替代明渠输水的共识。
　　近十年来，我国采用大口径管道输水业已积累了一定的制造和使用经验，并制定了相应的规范，又有国外的成功经验可以借鉴，在南水北调中线工程中采用大口径管道输水具有现实可行性。