南水北调工程对宜居城市建设的支撑作用研究:以北京市为例
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1.1.2 南水北调工程布局

1.1.2.1 国家南水北调工程

经过20世纪50年代以来的勘测、规划和研究,在分析比较50多种规划方案的基础上,分别在长江下游、中游、上游规划了三个调水区,形成了南水北调工程东线、中线、西线三条调水线路。通过三条调水线路,与长江、淮河、黄河、海河相互连接,构成我国中部地区水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的总体格局。

(1)东线工程:利用江苏省已有的江水北调工程,逐步扩大调水规模并延长输水线路。东线工程从长江下游扬州江都抽引长江水,利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送,并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水:一路向北,在位山附近经隧洞穿过黄河,输水到天津;另一路向东,通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海。一期工程调水主干线全长1466.50km,其中长江至东平湖1045.36km、黄河以北173.49km、胶东输水干线239.78km、穿黄河段7.87km。规划分三期实施。

(2)中线工程:从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水,沿线开挖渠道,经唐白河流域西部过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口,沿黄淮海平原西部边缘,在郑州以西李村附近穿过黄河,沿京广铁路西侧北上,可基本自流到北京、天津。输水干线全长1431.945km(其中,总干渠1276.414km,天津输水干线155.531km)。规划分两期实施。

(3)西线工程:在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库,开凿穿过长江与黄河分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞,调长江水入黄河上游。西线工程的供水目标,主要是解决涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等6省(自治区)黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。结合兴建黄河干流上的大柳树水利枢纽等工程,还可以向临近黄河流域的甘肃河西走廊地区供水,必要时也可相机向黄河下游补水。规划分三期实施。

三条调水线路互为补充,不可替代。本着“三先三后”、适度从紧、需要与可能相结合的原则,南水北调工程规划最终调水规模448亿m3,其中东线148亿m3、中线130亿m3、西线170亿m3,建设时间约需40~50年。整个工程将根据实际情况分期实施。

其中,中线一期工程任务是向华北平原包括北京、天津在内的19个大中城市及100多个县与县级市提供生活、工业用水,兼顾生态和农业用水。中线一期工程为一等工程,由水源及输水干线工程、汉江中下游治理工程、丹江口库区及上游水污染防治和水土保持等部分组成。水源及输水干线工程包括丹江口水库大坝加高、丹江口水库库区移民安置、陶岔渠首枢纽重建、穿黄河隧洞、穿漳河枢纽、输水明渠及其与河流的交叉建筑物、惠南庄泵站、PCCP管和暗涵等,其中,丹江口大坝按正常蓄水位170m一次加高,工程完成后任务调整为防洪、供水为主,结合发电、航运等综合利用;总干渠(至北京)长1276.414km,天津干渠155.531km。汉江中下游治理工程包括建设引江济汉、兴隆水利枢纽、部分闸站改造、局部航道整治4项工程。多年平均年调水量为95亿m3。各省市分配水量为:河南省37.7亿m3(含刁河灌区现状用水量6亿m3),河北省34.7亿m3,北京市12.4亿m3,天津市10.2亿m3

1.1.2.2 北京市南水北调工程

北京市现状供水格局是伴随着城市发展的需要而逐步形成的。南水北调中线工程的实施不仅为北京提供了新的水资源条件,同时也为配合城市发展调整供水格局提供了机遇。今后供水格局调整和供水系统优化的主要思路是,依据2005年国务院批复的《北京城市总体规划》,重点解决好如何为东、西部次区域发展提供可靠水资源支撑条件和安全供水的问题,创造良好的基础设施条件,为推进城市化进程,构筑城乡化小康社会奠定基础,最大可能地为城市发展提供支撑和保障。

就南水北调中线工程本身而言,为了最大限度地发挥工程效益,降低工程投资成本,南水北调中线工程供水系统必须力求与当地供水系统有机结合。

基于上述理由,北京未来的城市供水系统格局是:按照水源系统、输水系统和制配水系统的层次,以两大动脉、六大水厂、两个枢纽、一条环路和三大应急水源地构成城市供水系统网络,简称“26213”式供水系统。

(1)两大动脉。两大动脉即南水北调中线总干渠和密云水库至第九厂输水干线。

南水北调中线总干渠末端是团城湖调节池。在总干渠上可向房山新城、长辛店地区供水。过永定河后,沿西四环北上,可为中心城及大兴新城、亦庄经济开发区、通州新城供水。

密云水库至第九水厂输水干线,在水源上已经与密云水库、怀柔水库、怀柔应急水源地、平谷应急水源地连通,在用户上已经与第九水厂、第八水厂连通;还具备与第十水厂连通条件。

(2)六大水厂。自来水厂是重要的供水设施,与城市生产生活密切相关,主要任务是经济合理和安全可靠地为城市提供充足的水量、安全水质和合格压力。

六大水厂是指第九水厂、田村水厂、第八水厂、第三水厂、规划的第十水厂、丰台(郭公庄)水厂(以下简称“郭公庄水厂”)。上述六座水厂是自来水系统的骨干水厂,建设改造完成之后,基本可以覆盖中心城的核心区和十大边缘集团地区,使中心城区各自来水厂从东(第十水厂)、南(郭公庄水厂)、西(田村水厂)、北(第九水厂)向核心区供水,缩小供水半径,降低自来水厂出厂压力,节省水厂能源消耗和运行费用。六大水厂新建、改建后,可减少地下水厂的运行,涵养地下水,地下水可以作为储备水源,同时为地表水、地下水通过自来水厂进行联合调度提供了便利条件。

第九水厂:现状规模150万m3/d,负责中心城核心区北部、西苑集团、北苑集团、酒仙桥集团、清河集团以及海淀山后、天通苑、回龙观、首都机场等地区供水。以密云水库和南水北调为水源,是双水源水厂,在密云水库与南水北调联合调度中将发挥重要作用。

田村水厂:远期规模51万m3/d,负责中心城核心区西部地区、石景山集团的供水任务。

第三水厂:规模40万m3/d,其中15万m3/d以南水北调为水源,25万m3/d以地下水为水源,负责中心城核心区西部和中部地区供水任务。

第八水厂:规模48万m3/d,其中38万m3/d以南水北调为水源,10万m3/d以顺义向阳闸地下水为水源,负责中心城核心区东部和中部地区供水任务。

第十水厂:近中期规模50万m3/d,远期规模100万m3/d,负责朝阳CDB中央商务区、东坝、定福庄及垡头集团的供水,同时还有向亦庄经济开发区、通州新城供水任务。以密云水库和南水北调为水源,是双水源水厂,与第九水厂共同在密云水库与南水北调联合调度中将发挥重要作用。

郭公庄水厂:近期规模50万m3/d,中期规模75万m3/d,远期规模100万m3/d,负责中心城核心区南部、西南郊丰台科技园、南苑集团的供水任务。也可向大兴新城黄村供水。

(3)两个枢纽。团城湖调节池在南水北调供水系统中是一个重要的水利枢纽,起着承上启下的作用。南水北调来水汇入团城湖调节池,就意味着南水北调供水系统与现有城市供水系统能够实现最大限度的有机结合。

团城湖调节池,不仅可接纳密云水库和南水北调来水,还可向八方供水。第九水厂、田村水厂、燕化引水工程、东水西调工程、玉渊潭、城市河湖水系、清河、高水湖养水湖均可从此处取水。

团城湖调节池地处西郊地下水库地区,周边有北坞村、西冉村、巨山村、西黄村等7座砂石坑和南旱河,为今后回灌地下水、恢复历史高水湖养水湖提供了条件。

大宁调压池也是系统枢纽。大宁调压池主要作用是调节供水水位、供水流量并承担进城段和南干渠段输水工程的分水任务。

(4)一条环路。南水北调中线工程进城段全长约19km,自南向北,末端进入团城湖调节池,规划南干渠路是沿南五环自西向东,末端进入亦庄调节池。上述工程实施后已形成半环中心城态势。利用三大水厂、南干渠基本沿五环路布置的有利条件,将南水北调供第十水厂的输水管线沿东五环自南向北铺设,全长23km,至第十水厂。将密云水库供第十水厂的输水管线优化为与第九水厂共用一条,只需铺设沿北五环自西向东、向北的管线,至第十水厂全长约25km,比原第十水厂的输水管线75.2km缩短50.2km,从而形成沿五环路的环路供水系统。由于第九水厂和第十水厂都是双水源,方案是可行的。为实现第九水厂双水源,需要实现团城湖与第九水厂的连通工程,全长约13km。从而形成以五环路为环带的供水环路系统。

(5)三大应急水源地。三大应急水源地是指怀柔地下水应急水源地、平谷地下水应急水源地和张坊应急供水工程,目前均已建成。在遇枯水年和突发事件时,可通过供水系统紧急向城市供水2.7亿m3

总之,未来的供水系统,将是一个多水源的、灵活调度、安全可靠、水资源高效利用的供水系统。通过这个系统,南水北调的水东可至通州新城,北可至首都机场和回龙观地区,西可及门头沟新城,中心城和其南部地区全部覆盖。具体有中心城和5个新城。5个新城包括房山新城、门头沟新城、黄村新城、亦庄和通州重点新城。