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流速慢-泥沙多-易结冰?院士回应南水北调工程三

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流速慢-泥沙多-易结冰?院士回应南水北调工程三

专家回应南水北调中线输水三大质疑

摘要: 近日一篇题为《南水北调通水即失败》的文章却因在网上疯传,让不少人开始对这项经过50年研究论证和12年建设的工程表示担忧。为此,中国工程院院士、中国水科院水资源所名誉所长王浩,对网文中提及的“流速过慢”“泥沙沉积”“半道结冰”等三大质疑作出解答。 ...  经过南水北调中线工程一千多公里的输水,12月27日,丹江水正式抵达北京、天津两个城市,以缓解京津缺水难题。南水北调正式通水后,每年将给北京供水10.5亿立方米,相当于100个西湖的容量。其中5到6亿立方米的江水将通过自来水厂直接进入北京市民家中。而丹江水入津后,将逐步替代天津饮用了31年的滦河水,各大水厂将采用丹江水和滦河水的双水源切换方式,供居民使用。  △南水北调:京津今迎丹江水  然而,近日一篇题为《南水北调通水即失败》的文章却因在网上疯传,让不少人开始对这项经过50年研究论证和12年建设的工程表示担忧。为此,中国工程院院士、中国水科院水资源所名誉所长王浩,对网文中提及的“流速过慢”“泥沙沉积”“半道结冰”等三大质疑作出解答。  【质疑1】水速太慢,调水目标难实现?  网文称,根据本月12日南水北调中线工程通水当天电视新闻中“大黄鸭”的漂流速度,推算出“通水时的平均水流速度为每秒0.1米,输水量为每秒22.4立方米”。由此文章推断,南水北调真实水流量远远达不到设计指标,工程设计的“每年平均输水量”95亿立方米无法完成,并得出结论——“水流非常缓慢,证实工程完全失败了”。  【回应】“不科学、不准确”  王浩表示,南水北调中线工程输水基本上是自流输水,主要依靠重力。中线干渠渠首陶岔到输水终点北京团城湖之前落差约为100米。“根据我们的计算,输水正常流速应是每秒1米到1.5米。”  王浩认为,根据“大黄鸭”运动轨迹推算流速“不可靠”,因为不管水流流速多少,任何一个渠道断面的流速分布都是一个“子弹头”的抛物线状,水面和水底的流速会慢一点,而渠道中心流速最快,“不能仅根据水面轨迹来推算流速,而要精确的水利计算”,否则就是“以偏概全”。  此外,95亿立方米是“多年平均调水量”,并不是每年必须调水95亿立方米。在最丰水年,中线工程可调水120多亿立方米;而在枯水年份,须优先保证汉江中下游用水,调水量会根据来水有所下降。  【质疑2】泥沙沉积,会彻底毁掉工程?  “泥沙沉淀将毁了南水北调中线工程。”该网文称,丹江口水库的水来自汉江上游的陕西,“水流湍急,泥沙极大”,汛期之后丹江口的水因携带大量泥沙很浑浊,不能马上放水进入南水北调干渠,需要几个月在水库里沉淀干净,再放清水入干渠,但遗憾的是,南水北调工程指挥者马上放水入干渠,使得渠道淤满污泥,“这个错误的决策,不幸已经彻底毁了整个南水北调中线。”  【回应】“无稽之谈”  王浩表示,说南水北调中线工程有“泥沙问题”是“无稽之谈”。他解释说,长江本来含沙量就很低,每立方米约为1公斤。汉江又是长江最大支流,比长江的含沙量还低。特别是近年来,陕西安康、商洛、汉中等地大力推进水土保持,使得汉江含沙量再次减少。  而且,南水北调中线干渠全线也采用全封闭立交设计,不与沿线河流、沟渠等发生关系。总干渠两侧还划定了水源保护区并进行生态建设,在保证渠道水质的同时,也确保沿线河道泥沙不进入总干渠。  【质疑3】半道结冰,影响南水北送?  南水北调中线总干渠全长1000多公里,沿途气候差别很大。冬季往寒冷的北方送水,是否会“半路结冰”影响江水北送?该网文推断,在每秒0.1米的水流速度下,输水渠道将降温到冰点,接触空气的水面会首先结冰,使水无法流至北京。“整个渠道的水基本停止流动,冰冻成一块,胀坏渠道、涵洞、渡槽,彻底破坏工程。”  【回应】“已制定应急预案”  王浩表示,冰期输水是南水北调建设中要解决的重要水力学问题之一,国家针对结冰期、冰封期、化冰期三个阶段输水都做了详细论证和充分预案。“比如在结冰期,我们会适当加大水的流量,让水位高一点,冰盖在上面,而下面则有足够空间走水;对冰坝、冰塞等紧急情况也都做了应急预案,比如通过拦冰索等除冰设施,保障沿途水流通畅。”  北京市南水北调办也表示,中线工程冬季输水只会受到河南安阳以北明渠段水流表面结冰影响,输水能力会降低到正常情况的60%,但不会因结冰而影响南水北送。

正式通水一个月,中线累计调水9400万方。国务院南水北调办回应热点

本报记者 陈磊 唐婷

南水北调全面运行

再过几天,南水北调来水将进入北京,但近期网络上也流传着对南水北调中线输水的种种质疑,如调不了那么多水,泥沙沉积将毁掉工程,中线来水“半道结冰”影响南水北送……

1月14日,2015年南水北调工作会议在河南南阳召开。据介绍,南水北调中线自去年12月12日通水一个多月以来,全线水位平稳,工程运行正常,截至14日,已累计向河南、河北、北京、天津输水9400万立方米;南水北调东线从2013年11月正式通水以来,累计抽江水47.93亿立方米,调水到山东2.57亿立方米,圆满完成了调水任务。针对近期有关冰期调水、水质等社会热点问题,记者采访到相关负责人进行回应。

真是如此吗?记者采访了相关负责部门及多位专家进行求证。

渠道结冰会否影响调水?

疑问一:调水目标能实现吗?

冰期输水技术成熟,严格调度可在稳定冰盖下正常输水

回应:95亿立方米的调水目标是逐步实现的

对于中线渠道冬天结冰、导致无法调水的担忧,国务院南水北调办主任鄂竟平解释,“国内冰期输水的例子很多,技术上成熟可靠。”南水北调中线冰期输水调度基本方法是:科学预测水的结冰期,通过控制水位、流速,让水面上形成一个稳定的冰盖,然后在冰盖下输水,确保冬季输水安全运行。

南水北调中线一期工程年均调水量为95亿立方米。可是,中线通水后水量没有达到设计流量,因此有人质疑调水目标能否实现。

国务院南水北调办建管司司长李鹏程说,冰期运行有严格的调度控制,在输水期间,防止冰盖破坏;当气温回升时,确保冰盖就地消融,不产生流冰,避免产生冰塞、冰坝。另外,为防止浮冰阻塞水流通道,在渠道沿线倒虹吸、涵洞、渡槽等进口设置了拦冰索,把浮冰拦住。

对此,中国水利水电科学研究院水资源研究所总工程师蒋云钟并不奇怪:“目前仅是初期通水,中线沿线省市部分配套工程尚未完工,部分受水区尚不具备受水条件,因此目前没有按照设计流量输水,而是远小于设计流量。”

“实践最有说服力。”鄂竟平说,南水北调中线的最北段、率先通水的京石段工程,每年冬季都会结冰,从2008年起,京石段连续四次向北京市应急供水,累计调水16.1亿立方米,经受住冰期输水的检验。

“南水北调中线工程在最丰水年可调水120多亿立方米,最枯水年可调水62亿立方米,多年平均调水量为95亿立方米。”中国工程院院士、中国水利水电科学研究院水资源所名誉所长王浩在接受科技日报记者专访时表示,“95亿立方米的调水目标是逐步来实现的,通水初期调水量能达到设计的一半到60%,预计3至5年后才能达到设计的调水量。”

据介绍,目前南水北调中线全线水位平稳,京石段工程已进入冰期运行,北易水节制闸至北拒马河节制闸已形成稳定冰盖,厚度2—7厘米,长度约40公里,到北京的输水流量达13.4立方米/秒。

那么,调水过程中水资源是否存在损耗过大的问题?“水量损失主要是蒸发和渗漏。中线一期工程95亿立方米就是充分考虑了各种损失之后的调水量。”南水北调中线干线工程建设管理局相关工作人员说,根据工程前期开展的充水试验和通水试验资料分析,全线的输水损失率在16%以下,与设计中的损失率基本相符。而且这是工程运行初期的损失率,随着工程运行时间的加长,渠道两岸水体饱和,损失率会进一步减少。

水价怎么定?

有网友通过现今的流速得出结论:因流速过慢无法完成调水任务。“总干渠工程在相同的水深条件下,输水流量大,渠道流速就大,因此渠道的水流速度是由输水流量决定,不能反过来说由渠道水流速度决定输水流量。”南水北调中线干线工程建设管理局相关工作人员解释说,比如:渠首陶岔闸的入渠流量为60m3/s,在设计水位条件下,陶岔—刁河渠段流速为0.22m/s左右;随着入渠流量加大,流速相应增大,在设计流量350m3/s下,相应陶岔—刁河渠段流速约为1.1m/s,在此流速下,15天左右丹江口水可到达北京。

利节水、可承受、保运行,沿线省市根据实际制订居民水价方案

针对网友担心过高的糙率影响流速、流量,进而导致输水量难以保证,王浩表示,“工程设计施工中对流量、流速都有精确的计算,不劳网友操心”。他说,南水北调中线工程设计确定的混凝土糙率为0.017,近年来由于施工工艺的改进,在渠道建设中,采用滑膜方法、自动机械施工,工程质量高,实际糙率为0.0147—0.015,比事先预计的更好,渠道更光滑。

南水北调中线口门水价政策日前已经公布。鄂竟平说,南水北调供水水价的制定,一要考虑有利于节约用水,二要考虑百姓和用水户可承受,三要保证工程的正常运行、满足还本付息等基本要求。

“初期调水量少是基于两个因素。”王浩进一步解释说,“除了受水地区的水网、管线配套工程还没有完全建好,一时消化不了太大的水量之外;另一方面,北方的水碱性比较大,南水则相反,北方的自来水管道适应南水有个过程,为避免出现‘浑水’,需要一点点改变掺入南水的比例。”因此,南水进入受水地区初期将与当地水源以一定比例进行“混搭”,经过一定时间顺利运行之后,进行动态调整,逐步扩大南水的比例、用量,以至最后实现调水、分水目标。

鄂竟平表示,口门水价并非最终入户价格,居民用水水价还包括配套工程费用、水资源费、污水处理费等,沿线各省市将根据实际情况制订最终水价方案。下一步要推动建立科学合理的水费收缴保障机制,为工程良性运行提供基础支撑。

还有人担心,汉江平均水量300亿立方米/年,有1/3的水量要调到北方去,长此以往,南方也将无水可调。“中线工程对汉江中下游生活、生产和生态用水确实有一定的影响。”蒋云钟坦承,因此规划了兴建兴隆水利枢纽、引江济汉工程,改扩建沿岸部分引水闸站,整治局部航道等4项工程,以减少或消除因调水产生的不利影响,并全部纳入中线一期主体工程投资。

水质好不好?

疑问二:泥浆沉积将毁了工程?

中线保持Ⅱ类,东线达到Ⅲ类;水质安全保障体系建立

回应:泥沙不会进入总干渠

最新评估结果显示,南水北调中线水质稳定保持Ⅱ类标准,干线输水水质安全保障体系基本建立。

有人认为,南水北调中线工程的水源来自陕西黄土高原,泥沙含量大,水库将完全淤塞,有可能出现泥沙淤积影响输水的情况。对此,王浩认为纯属无稽之谈。“水产自陕南汉中平原的安康、汉中、商洛,经湖北十堰进入丹江口水库,然后从河南南阳输水总干渠出,不经过黄土高原,入库水流含沙量非常之低,即使有一点也沉在水库里,不会进入输水干渠。”

鄂竟平介绍,为确保中线源头水质,国家将水源区43个县全部纳入水污染防治和水土保持规划,沿线各地淘汰“两高一低”企业1000多家。“可以说,丹江口水库的这一库清水,是放心可靠的饮用水源。”

南水北调中线干线工程建设管理局相关工作人员说,陶岔渠首进水闸前流速0.2—0.4m/s,总干渠全线水流速在0.8—1.0m/s,不会产生悬移质沉积。全线采用全封闭立交设计,即以渡槽、倒虹吸等立交方式穿越沿线河道、水系,在保证总干渠水质的同时,也保证沿线河道泥沙不会进入总干渠。此外,总干渠沿线两侧还设计有防护网,将总干渠与周边隔离。因此,总干渠基本上不存在泥沙淤积问题。

国务院南水北调办总工程师沈凤生说,中线调水渠道是全线封闭的,外面的水根本进不了输水渠道。干渠两侧还划定了水源保护区,设置隔离带、架设防护网,防止人为污染。另外,调水沿线水质全天候监测。

疑问三:水路结冰无法北上?

在东线方面,国务院南水北调办环境保护司司长石春先说,到2012年底,规划确定的426个治污项目全部建成,针对不稳定达标断面实施的“十二五”规划,已完成近八成。目前输水干线排污口全部关闭,水质达到Ⅲ类标准。

回应:针对结冰期、冰封期、化冰期有应对方案

南水怎么用?

南水北调中线总干渠长1432公里,沿途地域气候差别很大,北方地区冬季气温均在0℃以下,眼下已是隆冬时节,一旦流水结冰,是否影响渠道输水进程?科技日报记者了解到,中线总干渠可能出现冰期输水的渠段范围为河南安阳以北的明渠段。

节水优先,逐步替代超采地下水,让南来之水效益最大化

对此,王浩指出,南水北调中线工程设计时,就充分考虑了黄河以北地区冰期输水问题,对此开展了深入研究,取得了世界领先的成果。“针对结冰期、冰封期、化冰期三个阶段的输水,已经有详细论证和一套特殊的水力学控制方法。”

南水北调实施全线统一调度,水量调度以国务院批准的规划为基本依据。

南水北调中线干线工程建设管理局相关工作人员介绍,在渠道冰期输水期间,对于具备形成冰盖气温条件的渠段,通过控制沿线节制闸,调整渠道水位和流速,使渠道形成稳定冰盖,冰盖下面可继续输水。对于不能形成冰盖的渠段,则通过设置拦冰索,使冰块拦截在建筑物(如:倒虹吸、隧洞、渡槽等)前。各节制闸处设置了防冰冻设施,沿线配备了一定数量的破冰设备。

在总供水量中,城市生活和工业用水占84%,农业用水占16%。其中,东线的工业和生活用水占62%,农业用水占36%,航运用水占2%;中线的工业和生活用水约占92.7%,农业用水占6.3%。

“冰期输水时输水流量会有所减少,根据研究成果,冰期输水流量是平常输水流量的60%以上。”这位相关工作人员也指出,经分析,在冰期输水流量减少的情况下,能够满足中线年调水规模。

据介绍,南水北调实施以后,再严控地下水,北方地区每年能减少超采地下水50亿立方米左右。鄂竟平说,关键要落实“先节水后调水,先治污后通水,先环保后用水”,节水优先是受水区的用水前提,去年出台的《南水北调工程供用水管理条例》要求受水区合理配置各种水资源,以调入水源逐步替代超采的地下水。下一步,将协调推动有关部门和地方落实地下水超采、实现最严格的节水制度,建立合理的水价机制,让南来之水效益最大化。

如果遇到长时间、大范围的极端寒流天气,可能遇到什么后果,该如何应对?“对总干渠运行的影响,主要在于可能进一步降低此期间的渠道输水能力及可能带来渠道衬砌板的冻胀破坏,为此可通过进一步抬高渠道运行水位来提高渠道输水能力并达到蓄水保温的效果。”蒋云钟说。

其实,京石段应急供水工程是中线一期工程早已先期完工的项目,从2008年开始就陆续向北京多次应急调水,也积累了多年冰期输水经验,工程运行一切正常。

此外,南水北调中线基本靠自流,没有调蓄工程,如何精确控制水位?中线总干渠分为63个渠段,沿线设有64座节制闸,节制闸的主要作用就是对渠道内的水位和流量进行控制,满足各渠段运行安全及输水要求。“各节制闸前后均设有可远程监控的水位计,可随时对沿线水位进行监控,及时发现并处置问题。”蒋云钟说。(科技日报北京12月24日电)

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