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南方南 | 百公里巨龙潜地送甘泉,为广深莞“解渴”

人民日报中央厨房-南方南工作室
贺林平 粤水轩
2019年05月07日 17:31

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  北方有“南水北调”,大家都知道;而如火如荼的粤港澳大湾区,也有一个“西水东送”。

  “我宣布:珠江三角洲水资源配置工程全面开工建设!”5月6日,在广州南沙狮子洋畔,广东省省长马兴瑞发出动员令,一时掌声四起,机器轰鸣。珠江三角洲水资源配置工程,也就是粤港澳大湾区的“西水东送”。这是广东贯彻落实习近平总书记视察广东重要讲话精神和《粤港澳大湾区发展规划纲要》的重大举措,也是《粤港澳大湾区发展规划纲要》出台后,大湾区首宗开工建设的大型基础设施项目。

  有人说,南水北调是因为北方缺水,广东潮湿多雨,常年水量丰沛,难道还要靠饮水解决缺水问题?这话只说对了一半——广东水资源是不少,但分布不均衡,珠江口西岸的西江,流量大,用得少;东岸的东江,是广州东部、深圳、河源、惠州、东莞及香港特别行政区等地近4000万人的生产生活主要水源,水资源开发利用率已逼近国际警戒线。能不能成功地把西水送到东岸,为广深莞“解渴”,关系到粤港澳大湾区的繁荣稳定和可持续发展。

  于是,备受瞩目的珠江三角洲水资源配置工程应运而生。这项投资约354亿元,继港珠澳大桥之后的又一超级工程,将以深层隧洞输水的方式,穿越珠三角核心城市群,把西江水送至珠三角东部地区,就像一条潜入地下的巨龙,为未来粤港澳大湾区建设,源源不断输送甘泉,滋润这片神奇土地。

  东江水资源开发利用率38.3逼近国际警戒线

   为何要投巨资建设这一超级工程?对粤港澳大湾区建设有何意义?这还得从东江说起!

  作为珠江流域三大水系之一,多情的东江水,以占广东全省18%的水资源总量,支撑着28%人口的用水和48%的GDP。在东江水的滋润下,广州、深圳、东莞、惠州以及香港特别行政区等地,发展成我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,成为粤港澳大湾区的经济重心。

  然而东江自身却不堪重负了。由于东江水资源的开发利用强度大,导致东江各种问题日益突出。枯水期流量锐减、咸潮上溯、生态恶化,严重影响流域供水安全和生态安全。目前,东江水资源开发利用率达38.3%,逼近国际公认的40%警戒线。

  2004年及2005年的冬春之交,东江干流惠州段,流量骤减,这期间,东江惠州博罗断面最小日均流量为117立方米/秒,是多年平均流量的七分之一左右。

  “当时水位很低,市民可卷起裤脚,到江中捞鱼和捡东西。”惠州市水务局毛新春介绍说。

  由于水位低,惠州市自来水厂无法抽水,严重影响城市供水和市民生活。后来不得不在自来水厂取水口下游,垒砌沙包,临时筑堤,抬高水位,应急抽水。

  同样的时间,类似的情况,也出现在东江下游的东莞市。

  “由于东江水位低,咸潮大举入侵,越过我们的自来水厂,咸度(原水氯化物含量)最高达1855毫克/升,超标(国标250毫克/升)7倍以上,我们不得不暂停取水,其中最下游的水厂停机达41小时。”东莞市东江水务有限公司总经理助理、生产经营部经理翟炽强介绍说。

  由于咸潮影响,自来水厂无法正常生产,导致东莞大面积低压供水甚至停水,严重影响工商业和市民生活。

  “咸潮影响期间,我们都要购买和使用桶装水,对我们的生活影响很大。”东莞市市民李女士回忆说。

  由于流量减少,咸潮不断上溯,东江流域的其他地区,供水和生态也受到不同程度影响。

  保障东江流域的供水和生态安全,已刻不容缓!

  为确保东江水安全,2008年,广东省政府印发《广东省东江流域水资源分配方案》(简称《东江分水方案》),明确在确保对港供水安全以及河道内生态基本需水、全面节水和充分利用非常规水源的前提下,以广东省境内东江流域内水量为分配对象,按照防洪、供水、发电的顺序优化水库群调度,安排正常来水年和特枯来水年情况下各有关地级以上市取水量分配指标,即在采取各种措施之后,各市能使用的极限水量。

  《东江分水方案》实施10多年来,通过规范用水、节约用水、限制用水和水量调度等各种措施并举,有效抑制流域内用水量增长过快的势头,水安全得到保障,水生态也在向好,但流域内水资源开发利用率还在高位徘徊,开发强度还比较高,逼近江河自身最大承载能力,难于承载和满足更大的发展需要。

  随着《粤港澳大湾区发展规划纲要》出台和实施,粤港澳大湾区将迎来新一轮大建设和大发展,呈现出新一轮腾飞的态势,单靠东江独木难支,已难于满足新时期区域经济社会发展需求。

  根据广东省水利电力勘测设计研究院编制的《珠江三角洲水资源配置工程可行性研究报告》显示,依据供需平衡分析,2030年、2040年,粤港澳大湾区东部地区缺水量分别为13.22亿立方米、17.08亿立方米。

  解决粤港澳大湾区东部地区未来缺水问题,已迫在眉睫。

  西水东送助力实现水资源空间均衡

   专家指出,东江流域水资源开发利用率高,开发强度大,水资源紧缺,与广东特殊的省情水情密切相关。

  汛期雨水集中、枯水期雨水稀少,水资源时空分布不均,与生产力布局不匹配,是广东最大的省情和水情之一,也是广东经济社会发展的制约因素之一。

  在时间分布方面:广东80%的降雨量集中在汛期4~10月,大部分雨水以洪水的形式流入大海,成为难以利用的水资源;11月至下一年3月是枯水期,降雨量很少,用水紧张。

  在空间分布方面:珠三角东部聚集深圳、东莞、惠州、广州东部以及香港等发达经济地区,是粤港澳大湾区的经济重心,GDP占比大。而支撑这一区域经济社会发展的水资源,主要来源于东江,其水资源开发利用率逼近国际公认警戒线,用水紧张。而在珠三角西部,GDP占比小,拥有流量排全国第二的西江,其水资源开发利用程度只有1.2%左右,水资源丰沛。

  如何破解水资源分布与生产力布局不匹配,实现水资源空间均衡,更好地为粤港澳大湾区建设提供安全可靠的水资源保障,是亟须研究解决的重大问题。

  “西江水量是东江的近10倍,且开发利用程度相对较低,因此通过从西江调水,是解决粤港澳大湾区东部资源性缺水的最佳途径。”广东省水利厅副厅长黄志坚说。

  广东水利部门主动作为,积极当好党委政府的参谋助手。在深入调研的基础上,提出建设珠三角水资源配置工程的重大建议,将西江水引至珠三角东部地区,解决水资源空间分布不均衡问题,为粤港澳大湾区未来经济社会发展提供水资源保障,得到国家和广东省委、省政府的大力支持。

  在党中央、国务院和国家有关部委的大力支持下,2013年珠江三角洲水资源配置工程被列入《珠江流域综合规划(2012-2030年)》,2015年纳入国务院要求加快推进的全国172项节水供水重大水利工程建设计划。2019年又被写入《粤港澳大湾区发展规划纲要》并被明确要求加快建设。

  广东省委书记李希多次作出指示,强调该工程是广东省委、省政府从保护东江生态、保障珠三角及对港供水安全、确保珠三角地区可持续发展的战略角度出发实施的一项重大工程,必须加快推进。广东省省长马兴瑞高度关注、亲自推动,多次拜访国家有关部委,争取支持;并多次主持召开专题会议,协调解决项目建设的有关重大问题。

  工程得到国家有关部委的大力支持和悉心指导。2014年12月,水利部和广东省批复工程建设总体方案。2016年9月和2018年8月,国家发改委分别批复项目建议书和可行性研究报告。2019年2月,水利部批复了工程初步设计报告。在财政部支持下,国内首只水资源专项债券——珠江三角洲水资源配置工程专项债券成功发行。

  万事俱备,只欠东风。

  5月6日,期盼已久的珠江三角洲水资源配置工程,终于全面开工建设。

   世界上输水压力最大、盾构隧洞最长调水工程下穿狮子洋

 

  珠江三角洲水资源配置工程是广东历史上投资规模最大、输水线路最长、受水区域最广的水利工程,也是世界上输水压力最大、盾构隧洞最长的调水工程。

  据介绍,该工程输水线路西起西江干流佛山顺德江段鲤鱼洲,经广州南沙区新建的高新沙水库,向东至东莞市松木山水库、深圳市罗田水库、公明水库。输水线路总长度113.2公里,其中干线工程长90.3公里,深圳分干线工程11.9公里、东莞分干线工程3.6公里、南沙支线工程7.4公里。输水线路新建鲤鱼洲、高新沙、罗田等3级泵站加压。工程设计多年平均供水量为17.08亿立方米,其中广州南沙5.31亿立方米、东莞3.3亿立方米、深圳8.47亿立方米。工程受水区人口近3000万,总投资约354亿元,总工期60个月。

  负责该工程设计工作的广东省水利电力勘测设计研究院副总工程师严振瑞介绍,为了做好工程设计方案,他们加大调研力度,在全球范围内寻找最优解决方案,同时突破常规,大胆创新,提出深层隧洞输水的解决方案,并深入开展专题研究,进行关键技术咨询和攻关。

  工程采用全封闭深层地下输水方式,输水隧洞位于地下40~60米处,穿越珠三角核心城市群以及珠江出海口狮子洋,施工难度大,需要攻克多项技术难题。

  严振瑞说,珠江三角洲水资源配置工程具有“四大特点”和“八大难点”。

  “四大特点”:

  该工程是提升粤港澳大湾区水安全保障的战略性工程、世界上输水压力最高和盾构隧洞最长的调水工程、珠三角核心区长距离深隧输水工程、珠江三角洲生态配水工程。

  “八大难点”:

  一是工程线路穿越珠江三角洲核心城市群,以及众多江河湖海和铁路公路,选址难度大,需要穿越村居61处,铁路/地铁12处(5运营、7在建/规划),高速公路/城市快速路23处,河宽100米以上河流16处。

  二是地质条件异常复杂,环境敏感,三角洲河网密布、软基深厚、地层起伏多变,工程地质和水文地质条件复杂;地面建筑密集,地下基础设施纵横交错,对变形控制要求高,施工难度大,风险高。

  三是内外水压力高,隧洞衬砌设计难度大。深埋高压输水盾构隧洞衬砌结构设计,目前国内外均缺乏成熟的理论依据和成功案例。

  四是宽扬程变幅水泵机组选型困难。受水源条件等因素制约,工程输水流量变化幅度从20立方米/秒~80立方米/秒,加上管道长期运行的阻力变化因素,水泵系统需要适应16米~48米的扬程变化范围,选型困难。

  五是输水钢管直径达到4.8米,制造、运输、安装、防腐工艺复杂,技术难度高。

  六是衬砌结构异常复杂,目前国内外均缺乏成熟的施工工艺和工程案例,技术难度大。

  七是珠三角核心区经济发达,人口密集,土地资源稀缺,工程征地移民安置的难度大;工程开挖弃渣量巨大,弃渣场征地困难,渣土处置难度大。

  八是长距离深埋输水隧洞检修期排水、通风、交通困难,运行维护难度大。

  水利专家介绍,珠江三角洲水资源配置工程从地下穿越珠江出海口狮子洋的跨海盾构施工,是整个工程的“咽喉工程”,需要连续穿越2.4公里的狮子洋和1.5公里的沙湾水道,均在水底下施工,施工难度极大,风险极高。

  负责这一“咽喉工程”施工的是由中铁隧道局和粤水电组成的联合体,实行强强联合,充分发挥各自的优势,开展联合攻关。

  中铁隧道局珠江三角洲水资源配置工程项目部副总经理张磊介绍,穿越狮子洋和沙湾水道这一区域,地质条件异常复杂,需要经过12条水下断裂破碎带等不良地层,由此可能带来各种风险,特别是高水压渗水可能引发的隐患,其施工难度在国内乃至世界盾构施工中实属罕见。

  珠江三角洲水资源配置工程最大难点之一,是输水管道需要承受巨大的外水压力和内水压力,这与地铁等其他隧道工程完全不同。

  为了解决内外水压力大的问题,经过专家论证,将盾构隧洞结构设计为盾构管片和内衬结构两部分,形成分离式受力方式,即盾构管片用于抵抗外压、内衬结构用于抵抗内压。为抵抗超高的内水压力,盾构隧洞主要采用钢管作为内衬结构,钢管与管片间填充自密实混凝土,既能提高钢管抗外压稳定性能,也能分担一部分内水压力。除外衬管片、内衬钢管这一隧洞主要结构型式外,设计者们还根据不同线路断面情况设计出了外衬管片、内衬无粘结预应力混凝土的新型结构型式。

  融入生态设计理念节约土地近9成

   “为了最大程度减少工程对沿线土地及生态环境的影响,我们将绿色生态理念融入工程设计的全过程,采用深层输水方案,这比传统明渠输水方式,节约近90%的土地。”严振瑞介绍说。

  工程输水线路穿越珠三角核心城市群,征地拆迁难度极大。按照广东省委、省政府的建设要求,建设者们秉持“把方便留给他人、把资源留给后代、把困难留给自己”的工作原则,工程全线采用深埋盾构管道方式,在纵深平均40~60米的地下空间建造输水管道,最大程度保护粤港澳大湾区生态环境,这在我国乃至世界水利史上均属罕见。

  据测算,采用深层输水方式,珠三角水资源配置工程沿线永久征地(包括水库、泵站、工作井及检修道路等)面积约2600亩;而若采用传统的明渠输水方式,永久征地(包括泵站、明渠、水库,以及工程两侧的保护范围)面积将超22000亩。相比之下,采用深层输水方式比明渠输水方式节约88%的土地资源,相当于近30个天安门广场的面积。

  严振瑞介绍,采用深层输水方式,可以将浅层地下空间资源留给市政、电力、电讯、煤气等管网以及地铁,使这些设施的施工安装不受影响,同时最大程度减少地面征地及建筑物等拆迁量,真正做到把方便留给他人。

  然而,在地下深层建设输水管道,给工程设计和施工带来严峻挑战和不少困难,需要攻克许多技术难题,增加设计施工难度。比如输水管道需要承受巨大的外水压力与内水压力,这在国内乃至世界均无先例可循,无经验可借鉴,需要试验、探索、研究和创新。

  “面对建设深层输水管道带来的困难,我们开展了30多项专题研究,与国内包括清华大学、同济大学、武汉大学、华南理工大学等一流高校和科研机构联合攻关。”严振瑞说。

  珠三角水资源配置工程的建设,将产生约1400万立方米渣土,如全部运至弃渣场需征地5000多亩,将产生新的环境问题。为此,建设单位和设计部门正联合相关院士团队开展技术攻关,研究渣土资源化利用,减少工程弃渣量,节约土地资源,力求做到生态环保。

  为解决工程建后管理问题,使工程长期发挥效益。由广东粤海控股集团有限公司属下广东粤海水务股份有限公司与广州、深圳、东莞三市政府,按照现代企业制度共同组建的项目公司——广东粤海珠三角供水有限公司已组建完成,负责珠江三角洲水资源配置工程的融资、建设、运营及维护。

  “考虑到以后运行管理,我们在设计之初,就把物联网、大数据、云计算等先进的信息化技术,融入设计工作,以实现长距离大型输水工程‘统一调度、无人值班、智能巡查、智慧供水’,全力打造新时代生态智慧水利工程。”严振瑞说。

  生态智慧水利工程,将助力提升供水保证率,使供水更安全、更可靠。

  广东粤海珠三角供水有限公司总经理杜灿阳透露,珠江三角洲水资源配置工程建成后,可与东深供水工程联网运行、统一调度,为香港乃至粤港澳大湾区供水提供“双重保障”。

   粤港澳大湾区东部将改变单一水源供水格局供水保证率大大提高

   “建设粤港澳大湾区,是习近平总书记亲自谋划、亲自部署、亲自推动的国家战略,是新时代推动形成全面开放新格局的重要举措,也是推动‘一国两制’事业发展的新实践。珠江三角洲水资源配置工程的建设,将在生产生活、生态恢复、环境保护、水资源配置等方面对粤港澳大湾区未来发展产生深远影响,是广东贯彻落实习近平总书记系列重要讲话精神和《粤港澳大湾区发展规划纲要》的重大举措,是粤港澳大湾区实现高质量发展的重要保障,也是践行‘节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力’新时代水利工作方针的生动实践。”广东省水利厅厅长许永锞说。

  珠江三角洲水资源配置工程建成后,将有效提高粤港澳大湾区供水保证率和应急保障能力。

  严振瑞说,该工程不仅可解决广州、深圳、东莞生活生产缺水问题,还将改变大湾区东部单一供水水源现状,实现东江、西江双水源、双保障,供水保证率大大提高。同时为香港、广州番禺、佛山顺德等地提供应急备用水源,水资源的应急保障能力将显著增强,为粤港澳大湾区发展提供战略支撑,助力打造国际一流湾区和世界级城市群。

  同时,珠江三角洲水资源配置工程也将大大改善粤港澳大湾区东部地区生态环境。

  杜灿阳介绍,该工程将为广州南沙、东莞、深圳三大受水区每年分别引入5.31亿立方米、3.3亿立方米、8.47亿立方米的西江水。通过西江、东江水源互补、丰枯调剂,退还东江流域及沿线城市被挤占的生态用水,可以进一步增加东江的生态流量,缓解或降低东江水资源开发利用强度。同时,也为广州、深圳、东莞等市在满足生产生活用水的基础上,增加水量,改善生态环境。

  巨龙潜地送甘泉,甘泉悠悠润湾区。

  珠江三角洲水资源配置工程的开工建设,将为粤港澳大湾区提供安全、可靠的水资源战略支撑,为粤港澳大湾区新一轮腾飞和打造国际一流湾区蓄能发力。(人民日报中央厨房 南方南工作室 贺林平 粤水轩)

本文由 融合号 编辑发布
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