鈕新強(qiáng)
中國(guó)工程院院士,水工結(jié)構(gòu)專家,教授級(jí)高級(jí)工程師?,F(xiàn)任長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)、國(guó)家大壩安全工程技術(shù)研究中心主任、中國(guó)大壩工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng),享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼。
南水北調(diào)工程作為重塑中華水網(wǎng)的系統(tǒng)工程,其規(guī)模之巨大、構(gòu)成之復(fù)雜在國(guó)內(nèi)外均屬罕見(jiàn)。歷經(jīng)幾十年的規(guī)劃與建設(shè),南水北調(diào)工程在水利技術(shù)上的集聚、突破與創(chuàng)新令人印象深刻。在南水北調(diào)工程通水五周年之際,本刊記者就南水北調(diào)規(guī)劃及工程技術(shù)突破采訪了中國(guó)工程院院士鈕新強(qiáng)。
中國(guó)水利:南水北調(diào)工程縱橫大半個(gè)中國(guó),是重塑中華水網(wǎng)的世紀(jì)工程。請(qǐng)您以南水北調(diào)中線工程為例,談?wù)勥@項(xiàng)重大工程是如何規(guī)劃的,有什么特點(diǎn)。
鈕新強(qiáng):南水北調(diào)工程是解決我國(guó)水資源分布與社會(huì)生產(chǎn)力布局不相適應(yīng)矛盾、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)繁榮和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、維護(hù)健康生態(tài)環(huán)境的特大型基礎(chǔ)設(shè)施。1952年毛澤東主席說(shuō)“南方水多,北方水少,如有可能,借點(diǎn)水來(lái)也是可以的?!钡谝淮翁岢隽四纤闭{(diào)的宏偉設(shè)想;水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)1959年編制的《長(zhǎng)江流域利用規(guī)劃要點(diǎn)報(bào)告》提出從長(zhǎng)江上、中、下游分別調(diào)水的南水北調(diào)總體布局。
南水北調(diào)工程規(guī)劃貫徹黨中央“從長(zhǎng)計(jì)議、全面考慮、科學(xué)選比、周密計(jì)劃”的指示,落實(shí)“先節(jié)水后調(diào)水、先治污后通水、先環(huán)保后用水”的調(diào)水方針,遵循水資源的自然規(guī)律和價(jià)值規(guī)律,正確處理跨流域調(diào)水與節(jié)水、治污和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,以水資源合理配置為基本依據(jù),以生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)為根本目標(biāo),以提高用水效率為核心,統(tǒng)籌考慮調(diào)水區(qū)和受水區(qū)的生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水,進(jìn)行多方案的科學(xué)選比,合理確定南水北調(diào)工程的調(diào)水規(guī)模、總體布局和實(shí)施方案,構(gòu)建適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的工程建設(shè)管理體制和水價(jià)形成機(jī)制,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一,以水資源的可持續(xù)利用保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
南水北調(diào)中線工程是解決京、津、冀等華北地區(qū)水資源短缺,優(yōu)化水資源配置的一項(xiàng)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施工程。中線工程穿越江、淮、黃、海四大流域,工程規(guī)模巨大、線路長(zhǎng)、各類交叉建筑物眾多,涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、工程技術(shù)等方方面面,具有地質(zhì)和氣候條件復(fù)雜、技術(shù)難度大、社會(huì)經(jīng)濟(jì)關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)。因此,中線工程規(guī)劃是一項(xiàng)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程,須采取跨部門(mén)、跨地區(qū)、跨學(xué)科聯(lián)合協(xié)作編制,其內(nèi)容涉及計(jì)劃、財(cái)政、水利、農(nóng)業(yè)、國(guó)土、物價(jià)、建設(shè)、環(huán)保等專業(yè)和部門(mén);參與工作的技術(shù)人員多達(dá)幾千人,歷時(shí)幾十年,在分析比較了幾十種規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上,形成了今天的工程總體格局,可以說(shuō)是凝聚了幾代人的心血和智慧。
我認(rèn)為統(tǒng)籌水源區(qū)上下游、受水區(qū)全范圍內(nèi)的人與自然、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)、供水與用水等關(guān)系的“多要素系統(tǒng)規(guī)劃”是南水北調(diào)中線工程規(guī)劃的一個(gè)重要特點(diǎn)。中線工程提出的“中線北調(diào)水應(yīng)與當(dāng)?shù)厮?lián)合運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)豐枯互補(bǔ),以當(dāng)?shù)厮疄橹?,北調(diào)水補(bǔ)充,共同保障受水區(qū)供水安全”的水資源配置原則,是充分發(fā)揮中線工程效益,保障受水區(qū)供水安全的基礎(chǔ)。中線工程規(guī)劃設(shè)計(jì)也充分考慮了調(diào)水對(duì)水源區(qū)的影響,規(guī)劃實(shí)施了丹江口大壩加高以及漢江中下游四項(xiàng)治理工程,在盡可能增加北調(diào)水量的同時(shí),最大程度緩解了調(diào)水對(duì)漢江中下游經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境用水的影響?;凇岸嘁叵到y(tǒng)規(guī)劃”思路規(guī)劃設(shè)計(jì)的中線工程,統(tǒng)籌了自然與社會(huì)中的多個(gè)要素進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)國(guó)家范圍的水資源優(yōu)化配置,成為中華水網(wǎng)的關(guān)鍵一環(huán)。
中國(guó)水利:南水北調(diào)中線工程穿越了數(shù)個(gè)地形地貌大相徑庭的省份,工程建設(shè)過(guò)程中,諸多技術(shù)難題被一一克服,創(chuàng)造了數(shù)個(gè)世界之最,新材料、新工藝、新專利不斷涌現(xiàn)。請(qǐng)談?wù)劰こ探ㄔO(shè)中您印象深刻的難題,及攻克這些難題取得的創(chuàng)新成果。
鈕新強(qiáng):南水北調(diào)中線工程自丹江口水庫(kù)的陶岔渠首開(kāi)始,跨越長(zhǎng)江、黃河、海河、淮河四大流域,輸水線路全長(zhǎng)1432 km。工程在建設(shè)過(guò)程中遇到了眾多技術(shù)難題,“十一五”“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目也專門(mén)立項(xiàng)對(duì)這些技術(shù)難題開(kāi)展研究。經(jīng)過(guò)多年的研究,工程的重大技術(shù)難題得以成功解決,保證了南水北調(diào)中線工程安全運(yùn)行。
一是中線運(yùn)行調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)。南水北調(diào)中線水資源配置關(guān)系到我國(guó)水資源優(yōu)化配置的戰(zhàn)略格局,直接影響工程效益與各種水資源的合理利用。水資源配置技術(shù)是一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的關(guān)鍵技術(shù),涉及面廣、難度大、錯(cuò)綜復(fù)雜,對(duì)此,長(zhǎng)江勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院(以下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院”)早在工程規(guī)劃階段就開(kāi)展了持續(xù)、深入的研究,在水資源調(diào)配方面研制了丹江口水庫(kù)可調(diào)水量模型、受水區(qū)多水源調(diào)度模型以及中線水資源聯(lián)合調(diào)配模型,為中線工程規(guī)模確定和運(yùn)行期的水量分配計(jì)劃編制提供了技術(shù)保障。
中線運(yùn)行調(diào)度直接影響著中線工程的運(yùn)行安全和運(yùn)行效率,對(duì)工程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有決定性影響,是中線工程的中樞神經(jīng)。長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院早在中線可行性研究階段,就開(kāi)始了中線運(yùn)行調(diào)度的研究工作。針對(duì)中線總干渠對(duì)水位變幅要求高、水力響應(yīng)慢、調(diào)蓄能力小的特點(diǎn),提出了以主動(dòng)蓄量補(bǔ)償原理為基礎(chǔ),適用于不同渠道運(yùn)行方式的前饋控制策略;采用“二重迭代”方式,解決了渠道非恒定流方程組和節(jié)制閘過(guò)閘流量方程的非線性耦合問(wèn)題;針對(duì)冰期輸水和事故應(yīng)急調(diào)度的特殊運(yùn)行要求,分別研發(fā)了冰期輸水調(diào)度模型和應(yīng)急調(diào)度模型;在此基礎(chǔ)上,研發(fā)了中線水量調(diào)度系統(tǒng)。中線運(yùn)行控制研究的相關(guān)成果在中線京石段應(yīng)急供水、總干渠充水試驗(yàn)及總干渠初期通水中得到了廣泛的應(yīng)用,為中線總干渠運(yùn)行安全和年度調(diào)度計(jì)劃的順利實(shí)施提供了技術(shù)支撐。
二是丹江口大壩加高工程。為抬高丹江口水庫(kù)蓄水位,增加調(diào)蓄能力,實(shí)現(xiàn)多年平均向北方調(diào)水95.0億m3的目標(biāo),需要在原壩高98.0 m的混凝土重力壩上加高14.6 m,以增加庫(kù)容116.0億m3。在大壩運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)施如此大規(guī)模的加高工程,在世界上尚屬首例,面臨著系列關(guān)鍵技術(shù)難題:
第一,大壩加高在初期工程運(yùn)行條件下進(jìn)行,加高期間繼續(xù)擔(dān)負(fù)著防洪、發(fā)電和灌溉等任務(wù),初期壩體的檢測(cè)和處理、加高施工期的水位對(duì)加高工程穩(wěn)定應(yīng)力以及新老壩體結(jié)合面的影響等都是非常重要的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
第二,大壩加高工程采用后幫貼坡加高的方式,貼坡厚度約5~14 m,與年氣溫變化影響深度基本相當(dāng)。新老壩體結(jié)合面處在年氣溫變化影響深度范圍內(nèi),工作環(huán)境復(fù)雜,傳統(tǒng)的后幫整體式加高方式難以保證新老壩體之間的結(jié)合面緊密結(jié)合,大壩加高設(shè)計(jì)理論有待研究。
針對(duì)丹江口大壩加高工程貼坡混凝土厚度薄、受溫度影響大、結(jié)合面開(kāi)裂難以避免的問(wèn)題,突破傳統(tǒng)重力壩后幫整體加高混凝土結(jié)合面完全固結(jié)的設(shè)計(jì)原則,在重力壩加高設(shè)計(jì)理論研究、現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)及大量有限元仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上,提出了“后幫有限結(jié)合”加高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新理論和設(shè)計(jì)方法。該方法在新老壩體結(jié)合面設(shè)置限位傳力榫槽,允許結(jié)合面有限開(kāi)裂以釋放溫度荷載,采用動(dòng)態(tài)開(kāi)裂面鍵槽傳剪與有限結(jié)合面?zhèn)鲏簜骷粝嘟Y(jié)合的傳力方式,以系統(tǒng)工程措施實(shí)現(xiàn)結(jié)合面有限開(kāi)裂,保證新老壩體聯(lián)合承載。
三是大型膨脹土渠坡處理關(guān)鍵技術(shù)。膨脹土是一種遇水膨脹、失水收縮,脹縮效應(yīng)十分顯著的特殊黏性土,歷來(lái)被公認(rèn)為土木工程界的“癌癥”“世界性難題”。渠道工程的涉水特點(diǎn)使得膨脹土渠坡更為復(fù)雜,不僅面臨大范圍的膨脹變形問(wèn)題,更要面對(duì)難以預(yù)測(cè)的滑坡問(wèn)題,工程危害極大。
南水北調(diào)中線涉及膨脹土387 km,膨脹土渠段長(zhǎng)、挖深大(最大50 m),且渠坡在涉水環(huán)境下運(yùn)行,穩(wěn)定問(wèn)題突出,處理技術(shù)復(fù)雜,國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例。如何保障膨脹土渠道順利建設(shè)和運(yùn)行期的穩(wěn)定安全是關(guān)系到南水北調(diào)中線工程成敗的重大關(guān)鍵技術(shù)難題。
工程系統(tǒng)開(kāi)展了膨脹土渠道穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)研究,在膨脹土工程特性、破壞機(jī)理、處理技術(shù)、施工工藝等方面取得突破,攻克了工程膨脹土渠道復(fù)雜技術(shù)難題,建立了大型膨脹土渠道穩(wěn)定控制技術(shù)體系。①首次提出了膨脹土“三帶理論”及“膨脹等級(jí)1/3劃分方法”,建立了特大型輸水工程膨脹土勘察方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。②提出了膨脹土邊坡淺層蠕動(dòng)變形和深層結(jié)構(gòu)面控制型折線滑動(dòng)破壞模式分析理論和方法,解決了長(zhǎng)期以來(lái)傳統(tǒng)穩(wěn)定分析方法成果與實(shí)際情況不匹配的難題。③提出了“護(hù)—截—排—固”的膨脹土渠坡綜合處理關(guān)鍵技術(shù),攻克了大氣影響帶脹縮變形、淺表層蠕動(dòng)變形和較深層~深層結(jié)構(gòu)面控制型邊坡穩(wěn)定難題。
四是穿黃隧洞工程。穿黃工程是中線總干渠與黃河的交叉建筑物,是總干渠上建設(shè)規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜的工程之一,也是控制工期的關(guān)鍵性工程。穿黃工程采用2條盾構(gòu)隧洞穿越黃河,單洞長(zhǎng)4250 m,隧洞內(nèi)徑為7.0 m,為國(guó)內(nèi)首例采用盾構(gòu)法施工的軟土地層大型高壓輸水隧洞。穿黃工程技術(shù)難度大,超出我國(guó)現(xiàn)有工程經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范適用范圍,面臨著三大突出技術(shù)挑戰(zhàn):
第一,隧洞需要穿越游蕩性河段,該河段所處圍土為飽和砂土地層,地質(zhì)條件復(fù)雜,內(nèi)水壓達(dá)0.51 MPa,而同期軟土地層水下盾構(gòu)隧道多為交通隧道或內(nèi)水壓力較低的排水隧道,承受高內(nèi)水壓力的水工輸水隧洞沒(méi)有工程經(jīng)驗(yàn)參考。
第二,軟土地層超深豎井問(wèn)題。因隧洞埋深大,要求南、北兩端豎井超深布置,豎井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與防滲技術(shù)極具挑戰(zhàn)性。
第三,軟黃土高邊坡和地下洞室穩(wěn)定問(wèn)題。南岸進(jìn)口明渠開(kāi)挖邊坡最高達(dá)60 m,分布兩層軟塑狀黃土,邊坡穩(wěn)定問(wèn)題突出。采用鉆爆法施工的退水洞從飽和黃土通過(guò),塌落突泥問(wèn)題突出,處理難度大,施工安全風(fēng)險(xiǎn)極高。
針對(duì)上述問(wèn)題,工程在設(shè)計(jì)理論方法、成套技術(shù)等取得了重大技術(shù)突破:
第一,研發(fā)了“結(jié)構(gòu)聯(lián)合、功能獨(dú)立”的“盾構(gòu)隧洞預(yù)應(yīng)力復(fù)合襯砌”新型輸水隧洞結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)理論方法,并建立了相應(yīng)的設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)體系。解決穿越黃河多相復(fù)雜軟土地層高壓輸水隧洞結(jié)構(gòu)受力和高壓內(nèi)水外滲導(dǎo)致圍土失穩(wěn)破壞難題,較好地適應(yīng)河床游蕩作用引起的縱向動(dòng)態(tài)大變形。
第二,研發(fā)了豎井井壁設(shè)置弧形始發(fā)反力座的新型雙層襯護(hù)豎井結(jié)構(gòu)及雙層結(jié)構(gòu)聯(lián)合受力動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,提出了飽和砂土地層超深豎井工程結(jié)構(gòu)及防滲成套技術(shù),解決了飽和砂土地層結(jié)構(gòu)安全和防滲難題。
第三,研發(fā)了黃土抽水技術(shù),提出了通過(guò)降水提高黃土強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)軟黃土高邊坡施工期及運(yùn)行期穩(wěn)定的工程地質(zhì)分析方法和設(shè)計(jì)方法。揭示了受卸荷與動(dòng)水壓力控制的黃土過(guò)飽和機(jī)制及地下洞室突泥發(fā)展規(guī)律,提出了洞內(nèi)控制卸荷邊界效應(yīng)、洞周控制卸荷向外擴(kuò)展,阻斷黃土過(guò)飽和發(fā)展進(jìn)程的綜合處理技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)了飽和黃土大型洞室安全施工。
五是超大規(guī)模渡槽工程。中線工程總干渠沿線共有渡槽27座,最大流量420 m3/s,工程規(guī)模巨大。其中,湍河渡槽單跨40 m,單槽凈寬9 m,最大流量140 m3/s,單跨荷載4800 t,最小壁厚僅35 cm,造槽機(jī)1250 t級(jí),是目前世界上最大的U形渡槽。青蘭高速交叉渡槽荷載735 t/m2,單跨荷載達(dá)1.84萬(wàn)t/m2,是現(xiàn)有一般荷載條件的2倍,設(shè)計(jì)及施工技術(shù)難度大大超出已有工程。
為攻克超大型薄壁輸水渡槽的承載問(wèn)題,提出了“分區(qū)折線形”溫度荷載加載模式、“縱向分區(qū)、環(huán)向非同心”預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)新理念,形成了超大U形渡槽設(shè)計(jì)理論和方法,解決了超大U形渡槽結(jié)構(gòu)承載、防裂等技術(shù)難題。同時(shí),研發(fā)出40 m跨1600 t超大U形渡槽造槽機(jī)安裝運(yùn)行、澆筑施工等機(jī)械化施工成套技術(shù)和高效施工工法,攻克了超大U形渡槽機(jī)械化施工的系列技術(shù)難題,填補(bǔ)了大型現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力渡槽槽身機(jī)械化施工技術(shù)空白。
針對(duì)工程建設(shè)期新增青蘭高速交叉渡槽工程分配設(shè)計(jì)水頭小的難題,建立了預(yù)應(yīng)力承重構(gòu)件與鋼筋混凝土擋水構(gòu)件“既相互獨(dú)立又協(xié)同承載”的“分體式扶壁梯形”低耗水頭新型渡槽型式,槽身過(guò)水?dāng)嗝嫱斔汕?,避免了額外的水頭損失。
六是興隆水利樞紐工程。中線工程調(diào)水后,為解決漢江中下游綜合用水需求,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境、灌溉和航運(yùn)健康發(fā)展,建設(shè)了興隆水利樞紐。興隆水利樞紐壩址處河道總寬度約2800 m,河床呈復(fù)式斷面,建筑物地基及過(guò)流面均為粉細(xì)砂層。工程建設(shè)存在三大關(guān)鍵技術(shù)難題:
第一,超寬游蕩性河道建設(shè)攔河樞紐如何順應(yīng)河勢(shì),維持河勢(shì)穩(wěn)定,保障樞紐綜合效益長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)揮,避免航道淤積;
第二,針對(duì)粉細(xì)砂地基承載能力低、沉降量大、允許滲透比降值小、極易發(fā)生滲透變形、飽和砂土存在震動(dòng)液化等特性的大面積地基處理技術(shù);
第三,粉細(xì)砂抗沖流速小,抗沖刷能力低,工程過(guò)流面積大,需要安全可靠的消能防沖設(shè)計(jì)。
為此,工程根據(jù)實(shí)際地形地質(zhì)條件提出了“主槽建閘,灘地分流;航電同岸,穩(wěn)定航槽”的樞紐布置新型式,解決了在超寬蜿蜒型河道建設(shè)大型水利樞紐時(shí)如何穩(wěn)定河勢(shì)和保障安全通航的技術(shù)難題。同時(shí),研發(fā)了“格柵點(diǎn)陣攪拌樁”多功能復(fù)合地基新型式、“H形預(yù)制嵌套”柔性海漫輔以垂直防淘墻的多重冗余防沖結(jié)構(gòu),首次在深厚粉細(xì)砂河床上成功建設(shè)了大型綜合水利樞紐。
中國(guó)水利:這些技術(shù)創(chuàng)新成果經(jīng)過(guò)五年通水檢驗(yàn),目前運(yùn)轉(zhuǎn)情況如何,還有什么方面需要改進(jìn)?
鈕新強(qiáng):中線工程自2014年12月12日正式通水以來(lái),已安全平穩(wěn)運(yùn)行5年。2017年丹江口水庫(kù)最高水位達(dá)到167.0 m,加高工程各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)、大壩運(yùn)行狀態(tài)安全評(píng)價(jià)表明,丹江口大壩運(yùn)行正常,狀態(tài)良好。2018年和2019年總干渠渠首段最高水位和最大流量達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)工況,總干渠膨脹土渠段、超大型輸水渡槽及各類交叉建筑物運(yùn)行正常,特別是膨脹土渠坡經(jīng)受住了2016年特大暴雨的考驗(yàn)。中線運(yùn)行調(diào)度、丹江口大壩加高、膨脹土渠坡處理、穿黃隧洞工程、超大型輸水渡槽等關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新,為中線總干渠安全平穩(wěn)運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ),是中線工程發(fā)揮巨大社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的重要保障。
中線工程正式通水以來(lái),向北京、天津等20多座大中城市及100多座縣城調(diào)水超255億m3,直接受益人口超過(guò)5859萬(wàn),有效緩解了受水區(qū)水資源短缺的局面,滿足了城市生活、工業(yè)用水需求,并改善了受水區(qū)飲用水水質(zhì)。中線工程通水后,通過(guò)限制地下水開(kāi)采、直接補(bǔ)水、置換擠占的環(huán)境用水等措施,有效遏制了華北平原地下水水位快速下降的趨勢(shì),累計(jì)壓采地下水開(kāi)采量約49億m3左右,平原區(qū)地下水水位明顯回升,北京市平原區(qū)地下水水位回升達(dá)2.88 m。此外,中線工程相機(jī)向受水區(qū)沿線白河、澧河、滹沱河、瀑河等30條河流累計(jì)實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水22.94億m3,為沿線區(qū)域生態(tài)環(huán)境修復(fù)發(fā)揮了積極作用。實(shí)踐表明,中線工程顯著增加了華北地區(qū)的水資源承載能力,對(duì)華北的經(jīng)濟(jì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及社會(huì)環(huán)境都帶來(lái)較大的改善,具有重要的戰(zhàn)略意義。
中線工程結(jié)合水源區(qū)和受水區(qū)的地形特點(diǎn),采用明渠自流輸水方式,解決了一系列明渠輸水型調(diào)水工程的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,大型跨流域調(diào)水工程建設(shè)將逐步向地形地質(zhì)條件更復(fù)雜的高海拔、高埋深、高地震烈度、高寒地區(qū)轉(zhuǎn)移,將面臨高揚(yáng)程大流量泵、長(zhǎng)大深埋隧洞、高架輸水建筑物抗震抗斷、凍土施工等一系列技術(shù)挑戰(zhàn),應(yīng)盡早開(kāi)展相關(guān)方面的技術(shù)研發(fā)。
中國(guó)水利:您認(rèn)為南水北調(diào)中線工程關(guān)鍵技術(shù)的突破對(duì)推進(jìn)我國(guó)水利水電技術(shù)進(jìn)步有怎樣的意義?
鈕新強(qiáng):中線工程是我國(guó)跨流域大型調(diào)水工程的建筑物博物館,工程建設(shè)涉及大壩加高、膨脹土渠道、大型渡槽、大流量倒虹吸、軟土地層大型高壓輸水隧洞、大直徑PCCP壓力管道及砂土地基建閘等多項(xiàng)世界級(jí)難度技術(shù)挑戰(zhàn)。工程建設(shè)取得了大量技術(shù)突破和科研成果,創(chuàng)造了幾十項(xiàng)世界第一,獲得了近千項(xiàng)專利和國(guó)家級(jí)工法,并被多部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采納,對(duì)推動(dòng)我國(guó)水利水電技術(shù)進(jìn)步具有重要意義,是我國(guó)工程建設(shè)者集體智慧的結(jié)晶。
中線工程中技術(shù)難題的成功攻克為大型調(diào)水工程的建設(shè)積累了寶貴的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),顯著提高了我國(guó)在相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的技術(shù)水平和科研實(shí)力,并為水利水電行業(yè)培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的科研和建設(shè)人才。
南水北調(diào)中線工程的技術(shù)成果已成功應(yīng)用于引江濟(jì)淮工程、鄂北水資源配置工程、珠江三角洲水資源配置工程等國(guó)內(nèi)大型重點(diǎn)水利水電工程,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
中國(guó)水利:結(jié)合南水北調(diào)中線工程通水五年的實(shí)踐需求,您對(duì)中線后續(xù)工程有什么建議?
鈕新強(qiáng):中線工程通水五年,向北方調(diào)水超255億m3,是中線受水區(qū)供水安全的重要保障,為北方受水區(qū)地下水超采綜合治理和生態(tài)修復(fù)提供了水資源保障,是我國(guó)最重要的水利惠民工程和生態(tài)工程。但是中線工程通水后,也面臨著一些新形勢(shì)和新需求。一是,中線受水區(qū)人口經(jīng)濟(jì)與水資源承載能力嚴(yán)重失衡,隨著京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略和雄安新區(qū)的實(shí)施,經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水將進(jìn)一步增加,預(yù)測(cè)2035年受水區(qū)需北調(diào)水量將由95億m3增加到128億m3。二是,由于中線水質(zhì)優(yōu)良,受水區(qū)人民群眾對(duì)北調(diào)水的依賴日益增強(qiáng),對(duì)中線供水的穩(wěn)定性提出了新要求,而丹江口水庫(kù)來(lái)水豐枯不均導(dǎo)致中線工程供水年際變化較大,存在多水多調(diào)、少水少調(diào)的情況。據(jù)統(tǒng)計(jì),1956—1998年水文系列中,北調(diào)水量達(dá)到多年平均95億m3的年份僅占62%,年最大調(diào)水115億m3,年最小調(diào)水量?jī)H53億m3。三是,中線調(diào)水后如遇漢江連續(xù)枯水年,將給漢江中下游生態(tài)環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)較大壓力。四是,中線總干渠自通水以來(lái),工程運(yùn)行總體安全平穩(wěn),但中線總干渠存在因檢修、突發(fā)事故等中斷或減少供水的風(fēng)險(xiǎn),且部分水廠以中線北調(diào)水為唯一水源,而總干渠為單線輸水,一旦供水中斷,將會(huì)影響下游渠段受水區(qū)的正常供水。
為緩解漢江流域水資源供需矛盾,提高漢江流域水資源調(diào)配能力,增加北調(diào)水量,提高中線供水保障能力,在水利部組織指導(dǎo)下,長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院開(kāi)展了引江補(bǔ)漢工程規(guī)劃和中線在線調(diào)蓄工程方案編制工作。
引江補(bǔ)漢和在線調(diào)蓄等中線后續(xù)工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,我們將繼續(xù)貫徹習(xí)近平總書(shū)記的生態(tài)文明思想,堅(jiān)持“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時(shí)期治水思路,遵循水利部“水利工程補(bǔ)短板,水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的總基調(diào),統(tǒng)籌考慮水源區(qū)、受水區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等用水需求,為中線后續(xù)工程早日開(kāi)工做好技術(shù)支撐工作。2019年11月18日,李克強(qiáng)總理主持召開(kāi)南水北調(diào)后續(xù)工程工作會(huì)議,強(qiáng)調(diào)“要按照南水北調(diào)工程總體規(guī)劃,完善實(shí)施方案,抓緊前期工作,適時(shí)推進(jìn)東、中線后續(xù)工程建設(shè)。”因此,抓緊推進(jìn)引江補(bǔ)漢工程以及中線在線調(diào)蓄工程建設(shè),解決中線水源不足,提高中線供水保障能力,爭(zhēng)取早日開(kāi)工建設(shè),是當(dāng)前南水北調(diào)中線后續(xù)工作的當(dāng)務(wù)之急。