我國地勢西高東低

　　水往低處流是天然特性

　　這決定了長江水不會通過自流從南向北

　　南水北調

　　跨越山川河流

　　經過城市鄉村

　　將中國南部豐沛的長江水

　　源源不斷輸送到缺水的北方

　　2018年11月15日

　　是南水北調東線一期工程通水

　　五週年

　　這五年來

　　長河拾級而上

　　水往高處流

　　滋潤北方沃野

　　南水北調如何創造這個奇蹟？

　　南水北調東、中、西三線位置圖

　　南水北調分爲東、中、西三條輸水線路

　　其中，東線一期工程自長江中下游取水

　　供水範圍是蘇北、皖東北、魯西南

　　魯北和山東半島

　　與南水北調的其他工程不同的是

　　東線由低向高的輸水路線

　　是工程建設的一大難點

　　Ⅰ一路向北

　　01

　　低水高流

　　南水北調東線示意圖

　　千里水路

　　如何往高處流？

　　從江蘇省揚州附近的長江干流引水

　　利用京杭大運河以及與其平行的河道輸水

　　連通高郵湖、洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖

　　作爲調蓄水庫

　　進入東平湖後，分水兩路

　　一路向北穿黃河後向北自流

　　另一路向東經新闢的膠東地區輸水乾線

　　接引黃濟青渠道，向膠東地區供水

　　東線輸水線路動圖

　　（其中東線一期工程長度1467公里）

　　發端於春秋戰國時期的京杭大運河

　　在中國古代一直是“漕運通道”和經濟命脈

　　很多河段年久失修乾涸退化嚴重

　　南水北調東線工程修繕其原有河段

　　開闢了全新的河段

　　恢復了斷流區域通航

　　使千年古運河重新煥發青春

　　新增加的運力相當於新建一條水上“京滬鐵路”

　　由於南水北調東線工程的修繕

　　大運河成爲中國僅次於長江的第二條“黃金水道”

　　京杭大運河航道

　　京杭大運河

　　高郵湖晨捕

　　洪澤湖夕照

　　南四湖

　　東線工程通過運河和水利樞紐巧妙的結合

　　不僅可以輸水和通航

　　還能起到排澇泄洪的作用

　　有泵站和船閘的水利樞紐示意圖

　　（中間的輸水，平時被節制閘阻攔，排澇時打開向下游泄水。一支水路顯示水經過泵站，另一隻水路顯示航船可以通過船閘雙向通航。泵站、船閘、節制閘的相對位置，隨着不同地形有所變化。）

　　02

　　長江穿黃河

　　東線工程中的“南水”在北上的前半段

　　可謂順風順水

　　和中線比起來

　　至少有京杭大運河可以借道

　　有江水北調工程打基礎

　　遇上湖泊還能起到調蓄作用

　　而到了山東過了東平湖

　　來了一道難題

　　長江水與黃河狹路相逢

　　故此，東線工程中的穿黃工程

　　被稱爲“咽喉”工程

　　是南水北調東線的關鍵控制性項目

　　東線穿黃工程示意圖

　　（在東阿縣位山村附近以埋涵的形式穿過位山引黃渠渠底，經出口閘與黃河以北輸水乾渠相接，工程全長7.87公里。）

　　東線穿黃工程處於黃河下游中段

　　爆破開挖直接影響着黃河大堤的穩定和防汛安全

　　從“咽喉要道”到“心腹之患”

　　就差倆字：湧水！

　　施工過程中一旦出現大量湧水

　　後果將不堪設想

　　將直接影響下游聊城、德州的安全

　　從1973年開始

　　東線穿黃工程經歷三大階段

　　打通勘探試驗洞

　　探洞維護除險加固

　　擴挖貫通成型

　　施工中的南水北調東線穿黃工程

　　（穿黃隧洞位於黃河河牀以下70米處，全長585.38米，隧洞直徑7.5米。之所以選擇在東阿縣位山穿黃，是因爲此處河牀窄、基岩面較高、圍巖成洞條件好。同時，在此施工不會改變黃河現狀，不影響黃河泄洪、排凌。圖爲2009年5月13日，工人在南水北調東線穿黃工程工地上進行埋管施工。新華社發）

　　到2010年正式貫通

　　工程前後耗時37年

　　數代中國水利人付出了自己的青春和汗水

　　夢想終於得以實現

　　03

　　“兵分兩路” 各潤一邊

　　長江水經東平湖後已達一期工程制高點

　　從這“兵分兩路”分別向黃河以北和膠東地區供水

　　① 向黃河北供水線路：

　　經穿黃隧洞自流進入小運河至臨清經七一河、六五河

　　進入大屯水庫

　　② 向膠東地區供水線路：

　　由東平湖渠首閘引水 經膠東輸水乾渠輸水

　　向濟南市及其以東的膠東地區供水

　　東線一期工程山東段路線圖

　　（山東境內以東平湖爲節點，分爲南北、東西2大輸水乾線,形成“T”字形輸水大動脈。）

　　梁濟運河和柳長河輸水航道工程

　　（該工程是南水北調東線工程的重要組成部分，是連接膠東、魯北輸水乾線並進而向天津和河北送水的紐帶。一期工程的實施可實現南四湖向東平湖調水100立方米每秒，滿足山東半島、魯北地區用水、向河北天津應急供水和沿運河經濟帶經濟發展對水運的要求，同時可打通“兩湖段”京杭運河水運通道，實現3級航道通航至東平湖的目標。圖爲柳長河河道）

　　小運河和七一 六五河輸水工程

　　（小運河輸水渠總長98.289km，其中利用小運河、趙王河、周公河等現狀河道58.156km，新開挖河道40.133km。七一 六五河設計輸水流量50立方米每秒，全長77km，清淤治理河道64.174km。圖爲小運河。）

　　濟平乾渠工程

　　（濟平乾渠工程是南水北調一期工程的重要部分 ，也是向膠東輸水的首段工程。全長90.055km。2010年10月通過國家驗收，是全國南水北調工程第一個建成併發揮效益，第一個通過國家驗收的單項工程。）

　　大屯水庫工程

　　（大屯水庫位於山東省德州市武城縣恩縣窪東側，距德州市德城區25km，距武城縣13km。大屯水庫設計最高蓄水位29.8米，相應庫容5209萬立方米，設計死水位21.00m，死庫容745萬立方米，水庫調節庫容4464萬立方米。向德州市德城區年供水量10919萬立方米，武城縣城區年供水量1583萬立方米。水庫圍壩壩軸線總長8913.99m。）

　　Ⅱ 拾級而上

　　長江是東線工程的主要水源

　　年均水量達到9000億立方米

　　即使在特枯年也有6000億立方米

　　江蘇揚州附近的長江水質平均爲Ⅱ類

　　爲東線提供了優質的水源條件

　　20世紀60年代初

　　爲解決“控扼江淮，治淮排澇”

　　開始建設“江水北調”工程

　　以前淮河水沒有出路

　　大雨之後就發生洪澇災害

　　爲淮河水找出路

　　成了千百年來歷朝歷代治淮的主要任務

　　01

　　13級泵站助力江水北上

　　1969年9月23日，江都水利樞紐工程建成

　　當時只有第一抽水機站，功率爲64立方米/秒

　　而現在，江都水利樞紐的功率是400立方米/秒

　　足以說明我國水利設施的進步和技術的飛躍

　　東線一期工程充分改造現有的江水北調工程

　　並在此基礎上擴大規模、向北延伸

　　揚州江都水利樞紐

　　（1961年12月開始動工興建，歷時16年完成，這個擁有4座電力抽水站、12座水閘的龐大水利工程，能以每秒400多立方米的提水速度向北方抽引長江水。這裏被確定爲南水北調東線工程的源頭。）

　　問：想要讓水從長江中下游提到東平湖，40米的淨高程，加上需要跨越多個水系，怎麼完成？

　　答：用泵站抽水而上！

　　問：1400多公里的輸水線路得多少泵站？

　　答：建世界上最大的泵站羣！

　　東線工程將整個提水段分拆成13個梯級

　　每個梯級有1-5座泵站

　　組成一個連續的提水系統

　　第一梯級站

　　寶應站工程

　　包括江都站、寶應站。圖爲寶應站，其位於江蘇省揚州市境內，是南水北調第一個開工、第一個完工、第一個發揮工程效益的項目。其主要作用是與江都站共同組成第一梯級站，以滿足抽江水北送500立方米每秒的要求，並可結合裏下河地區排澇。

　　第二梯級站

　　淮安水利樞紐

　　包括淮安站和金湖站。淮安水利樞紐位於淮安市楚州區，是東線工程輸水乾線的節點，又是淮河東流入海的控制點，主體工程立交地涵是實現京杭大運河與入海水道交匯、亞洲最大的“水上立交”工程。上部是渡槽承京杭運河航運之需，是南水北調東線的調水通道；下部涵洞自西向東，溝通淮河入海水道，可防百年一遇的特大洪水。

　　第三梯級站

　　淮陰三站

　　包括淮陰站和洪澤站。淮陰三站與現有淮陰一站並列佈置，和淮陰一、二站及洪澤站共同組成南水北調東線第三梯級，具有向北調水、提高灌溉保證率、改善水環境、提高航運保證率等功能。

　　第四梯級站

　　泗陽站

　　包括泗陽站和泗洪站。主要功能是與泗陽二站一起，通過中運河經劉老澗站、皁河站向駱馬湖輸水，並向沿線供水、灌溉、改善航運。設計洪水標準爲100年一遇，校覈洪水標準爲300年一遇，建築物抗震烈度按7度設計。

　　第五梯級站

　　劉老澗二站工程

　　包括劉老澗二站和睢寧一、二站。通過聯合調度運行，向駱馬湖供水，並向沿線供水、灌溉、改善航運條件。

　　第六梯級站

　　邳州站

　　包括皁河站和邳州站。主要任務是滿足駱馬湖的輸水量，其中皁河一、二站向駱馬湖供水175立方米每秒，邳州站供水275立方米每秒。

　　第七梯級站

　　臺兒莊泵站

　　包括江蘇的劉山站和山東的臺兒莊站。其中臺兒莊泵站是山東境內第一級泵站，主要任務是從駱馬湖和中運河抽水通過韓莊運河向北輸水，實現梯級調水目標，同時可結合解決臺兒莊區面積25.9平方千米的排澇問題。

　　第八梯級站

　　萬年閘站

　　包括江蘇的解臺站和山東的萬年閘站。其中解臺站位於不牢河線，主要功能是實現從駱馬湖向南四湖調水的目標，向山東省供城市生活、工業用水，改善徐州市的用水和不牢河的航運條件。萬年閘泵站位於山東省棗莊市，是南水北調東線一期銜接駱馬湖和南四湖韓莊運河段輸水乾線的要害把持性工程，工程統籌韓莊運河段防洪跟度汛，輔以改良水上航運條件。

　　第九梯級站

　　藺家壩站

　　包括藺家壩站和韓莊泵站。其中，藺家壩站位於徐州市銅山縣，是江蘇省送水出省的最後一級泵站。主要任務是通過不牢河線從駱馬湖向南四湖實現調水目標，改善湖西排澇條件。

　　第十梯級站

　　二級壩泵站

　　二級壩泵站位於南四湖中部，山東省微山縣歡城鎮。主要任務是從南四湖下級湖提水至上級湖，實現南水北調東線工程的梯級調水目標。

　　第十一梯級站

　　長溝泵站

　　長溝泵站位於濟寧市長溝鎮，一期工程設計輸水流量100立方米每秒，淨揚程3.89米，設計選用4臺液壓全調節式立式軸流泵，3用一備，單機流量33.5立方米每秒，泵站總裝機容量8960千瓦。

　　第十二梯級站

　　鄧樓泵站

　　鄧樓泵站位於梁山線，設計輸水流量100立方米每秒。主要任務是實現南水北調東線工程梯級調水目標。

　　第十三梯級站

　　八里灣泵站

　　八里灣泵站位於東平縣東平湖新湖滯洪區，是黃河以南輸水乾線最後一級泵站。設計調水流量100立方米每秒，安裝4臺立式軸流泵，3用一備，總裝機容11200千瓦。

　　在南水北調東線工程中

　　泵站的作用就相當於心臟

　　長江水藉助全程34座泵站的洪荒之力拾級而上

　　水泵總裝機有160臺

　　總裝機流量每秒4429.2立方米

　　這些泵站的特點是：揚程低(一般在3~8米之間)

　　流量大(泵站設計規模一般在100立方米每秒以上)

　　運行時間長(年運行時間約爲5000小時)

　　對機組可靠性、運行效率要求高

　　根據地形和揚水高度要求不同

　　泵站設計各有不同

　　東線一期工程金湖站內的臥式貫流泵

　　東線一期工程江都四站內的立式軸流泵

　　軸流泵和貫流泵

　　立着的稱爲“立式軸流泵”

　　臥着的稱爲“臥式軸流泵”，也稱“貫流泵”

　　除了“姿勢”不同

　　在作用上也有所不同

　　軸流泵的葉輪裝有2-7個葉片

　　在圓管形泵殼內旋轉

　　靠旋轉葉輪葉片的推力使液體沿泵軸方向流動

　　由於軸流泵葉片與軸流泵軸線之間有一定的螺旋角

　　在電動機帶動軸流泵泵軸旋轉後將對液體產生推力

　　也就是大家口中常說的升力，會將液體推出

　　然後沿着排出管排出

　　之後原來位置就會形成局部真空

　　在大氣壓的作用下

　　外面的液體沿進口管被吸入到葉輪中

　　軸流泵就會隨着葉輪的旋轉而不斷地吸入排出液體

　　立式軸流泵泵站示意圖

　　（軸流泵專門用來抽水，利用迴轉葉片與水的相互作用來傳遞能量。東線泵站設計揚程最低爲2.4米，最高爲9.2米。）

　　普通水泵的電動機

　　電能轉化爲機械能的效率只有75%

　　剩餘25%的能量變爲熱量散失了

　　燈泡貫流泵的電機爲永磁電機

　　能量轉換率可達到驚人的81%

　　它將泵和電機集成爲一體化的筒體結構

　　電動機和傳動周位於燈泡形狀的密封體內

　　水泵葉片伸出燈泡體外，電機定子熱套在密封殼體中

　　貫流泵運行時，水泵葉片驅動水體，使之獲得能量

　　當水體流過燈泡密封體時趁電機

　　一不注意就完成了冷卻

　　真正將能量利用到極致

　　燈泡貫流泵

　　（南水北調工程中使用的水泵有1/3是燈泡貫流泵）

　　Ⅲ 人水和諧

　　華北地區

　　降水量不均

　　地下水超採

　　東線工程供水區地處黃、淮、海諸河下游

　　跨北亞熱帶和南暖溫帶

　　多年平均降雨量從南向北爲1000～500mm

　　由南向北逐步遞減

　　受季風氣候影響，降水量年內、年際不均

　　豐枯懸殊，連續豐水年與枯水年交替出現

　　黃河以北供水區處於海河流域下游

　　可利用的地表水日益減少

　　由於長期超採深層地下水

　　引發了水質惡化、地面沉降等多種地質災害

　　僅僅依靠當地水資源難以解決缺水問題

　　地下水超採危害

　　（南水北調通水後,按照國家規定,受水區的供水順序需要是南水北調水—當地地表水—當地地下水。這樣一來,地下水資源得以作爲戰略儲備逐步涵養以應對不時之需,山東省地下水長期過量開採引發的地面沉降、塌陷和裂縫等地質災害以及海水入侵等生態災害得到加速解決。圖爲資料圖。）

　　濟南趵突泉

　　（濟南是泉城,但過去每年春天,保泉都是必須要面對的一道坎。爲保障濟南市保泉補源,2015年2月至2016年6月,利用南水北調工程引江、引黃保泉補源5800萬立方米。自從東線一期工程續建“五庫連通”工程，在2017年開始投入使用後，濟南的泉眼就再也不用“看天喫飯”了。）

　　那麼問題來了！

　　東鄰渤海的山東爲什麼要捨近求遠來“解渴”呢？

　　利用海水淡化是否可以就近補水呢？

　　答：不可以。

　　① 因爲目前淡化的成本較高

　　制水成本在每噸5-7元，還有修建管道和提水泵站的建設成本，加上運行成本，價格還將成倍增加；

　　② 因爲將產生巨量的剩餘濃鹽水、廢棄物，將爲生態環境帶來沉重負擔；

　　③ 因爲能耗大

　　目前最先進的技術生產一立方水也需耗電4.5-5千瓦時。如果南水北調東、中線一期工程年183億立方米的調水量全部用海水淡化的方式生產，耗電量將高達828億千瓦時，相當於三峽工程一年的發電量。

　　南水北調東線一期工程已順利通水5年

　　目前正處於運行維護期

　　自2013年11月15日正式通水以來

　　累計向山東調水30.6億立方米

　　惠及4000萬當地百姓

　　除了解決人的缺水需求

　　東線工程還發揮生態保護的作用

　　具有自流引江、抽排澇水、分泄洪水、

　　餘水發電、改善生態等綜合功能

　　濰坊遭遇連續嚴重乾旱

　　2015年濰坊遭遇連續嚴重乾旱,國家又要求引黃濟青改擴建工程必須開工建設,濰坊市面臨用水無着的嚴峻局面。南水北調雙王城水庫蓄水向濰坊城區及壽光市應急供水2271萬立方米,既保證了濰坊市用水需求,又爲引黃濟青改擴建搶工建設贏得了施工時間。

　　東平湖

　　2014、2015年，南水北調東線一期工程先後引江、引黃向南四湖補水9536萬立方米。去冬今春旱情持續,又引江向南四湖、東平湖補水、存水2億立方米,極大地改善了南四湖、東平湖的生產、生活、生態環境。

　　洪澤湖溼地公園

　　平穩通水第一個五週年後

　　東線一期工程由建設期轉變爲運行維護期

　　這項工程是否可以一勞永逸？

　　從現實情況看 這還遠遠不夠

　　我國水資源短缺、水生態損害、水環境污染日趨嚴峻

　　治水的前提是節水

　　通水的前提是治污

　　用水的前提是環保

　　對於南水北調建設者來說

　　往高處流的不僅是水

　　還有對調水事業的追求

　　這種至高境界

　　不是改變自然、征服自然

　　而是調整人的行爲、糾正人的錯誤行爲

　　達到人水和諧統一的至高境界

　　來源 | 信語南水北調