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南水北調擴容到400億的設計

2024-01-12新聞
丹江口水庫總面積達1022平方公裏,三峽水庫總面積1084平方公裏,小浪底庫區總面積278平方公裏,三門峽水電站水面面積達到410平方公裏。三個水庫可利用庫容為800億立方米。四個電站庫區面積達約2800平方公裏,除了防洪、水利,其直接經濟價值極低。

充分利用水庫庫容?為華北平原調配水資源1000億噸?
最近三年,黃河入海流量超300億噸,丹江口每年洪水排走400億。華北平原卻嚴重缺水。
如果我們能將丹江口,三門峽和小浪底三個水庫動態存水。並在非汛期根據下遊用水量排放水資源,每年倒騰一次庫容(非完全放空)。具體做法如下:
挑戰引江補漢工程,南水北調年可調水量超過380億立方米!我們將綜合利用抽水儲能、跨時間調水和庫容等最新技術成果,以滿足防洪需求和漢江下遊用水需求。

投資少於350億,約相當於引江補漢工程的一半,獲得超過200億立方米的可調水量。能效是引江補漢工程的10倍。

即使在枯水年份,例如2013年全年來水只有243億立方米,我們仍然可以將這些水全部作為調水量,而2022年可調水量將超過400億立方米。

具體做法如下:在汛期將洪水儲存起來,加大調水量,將洪水調配到淮河、黃河,從而置換淮河、黃河上遊中遊的庫容,例如昭平水庫、小浪底和三門峽水庫等。在汛期,漢江丹江口水庫可以提供100億立方米的防洪庫容,置換淮河、黃河庫容超過200億立方米。

要建設這樣的工程,所需投資將少於引江補漢工程的600億。以引江補漢隧洞為例,需要建設直徑為10米的隧洞80公裏(投資240億),同時建設兩座高為80米的庫區內大壩(投資100億,主要利用隧洞挖出來的渣土建造)。

接下來,我們用圖示來詳細說明。

先看看隧洞,隧洞的長度是20公裏,如果采用引江補漢工程直徑十米隧洞,(上遊水庫+庫內大壩1能確保水位,4個隧洞長80公裏,造價240億,調水在200億立方米以內)或采用14~16米直徑隧洞2個共40公裏。下面一看看隧洞的設計

隧洞入口位於巨家河水庫壩底

隧洞出口位於楊鋪鎮

隧洞長度及位置

庫內大壩1的參數

庫內大壩2的參數

投資600億的引江補漢工程和中線水源工程采用聯合排程方式,不僅可以滿足漢江中下遊的用水需求,還能確保下遊斷面的最小用水量達標率達到98.9%至99.2%,同時提升中線受水區的可供水量達到17.7億至25.8億立方米。這項工程的實施能有效協調中線水源工程的中線受水區、清泉溝渠首以及漢江中下遊等多方用水需求。

如果將丹江口水庫一分為二,將實作高水位165米以上的防洪蓄水位,並按照最高調水水位往北供水。同時,還能時刻保持至少100億立方的防洪庫容。在2022年汛期,累計排洪棄水只有200億立方米。

落實本文內的工程設計後,有可能在汛期不需要泄洪,而是將洪水儲存在非汛期調配到北方。

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這兩座大壩把原來的丹江口水庫一分為二,原丹江水庫可以保持165米高位執行,確保調水水頭足夠.而漢江水庫可以作為蓄洪庫容。其庫容有140億立方米。非汛期,利用抽水儲能將漢江水庫抽到丹江水庫,並在龜山水庫形成發電回收抽水能量。其抽發電效率在50%。
如何回收隧洞建設成本?#我是科技創作人#

丹江口水庫400億噸水可以完全調配到黃河流域。按噸水0.1元,8年可以回收成本。成本回收後免調水水費。如果隧洞建設成本翻番為500億,仍可15年內回收成本。
丹江口水庫有足夠多水源後,可以進行第二步,如下:
2):南水北調中線擴容,年調水量至少400億噸。投資1000億。


南水北調中線擴容,水頭充足的情況下,最大可調水量在600億立方米每年,丹江口水庫到南陽按既有南水北調路線,南陽到魯山使用隧洞調水。龜山水庫到黃河采用自流明渠,拓寬已有灌溉渠道即可,免去大量征地費用。
2):黃河黑山峽到居延海,弱水在進入羅布泊.弱水豐年有100億立方米.投資800億
黃河下遊、華北平原不再缺水,可以在黃河上遊黑山峽截留大部份水資源,並存在青土湖和居延海。當下遊缺水,枯水年份可以大量放水。儲存水量超過3000億立方米。

調水去青土湖路線
居延海和青土湖恢復後.每年都將會有超上百億噸水流入羅布泊.相當塔裏木河的三分之一.
3)通天河改道到柴達木盆地,盆地內生態恢復後,流入新疆。透過抽水蓄能方式抽取金沙江130~500億噸水,流入塔克拉瑪幹沙漠。每年從弱水和金沙江調入600億噸水到新疆沙漠。足夠開發所有沙漠。


通天河到柴達木盆地隧洞走向就是走最小埋深的路線。
埋深和隧洞的直徑大小是對建設成本影響最大的因素,引江補漢工程最大埋深1182米,超過600米的洞段占45% 。在調水設計時選擇埋深低於150米,有望降低一半的成本。引江補漢工程總投資600百億,隧道總長193公裏,隧洞直徑10米,最大調水量68億立方米。每公裏造價3億。噸水收費1元。
再造一個四川盆地,真正的新天府,新的設計埋深低於150米,200公裏,直徑15米,調水量130億。投資少於500億。噸水收費0.25元,收費25年,回收成本後免費


調水隧洞的直徑通常在10~20米直徑,10米按引江補漢水流條件可調水量最大68億立方米以上,20米直徑可以超過280億立方米以上。
在整線埋深不超過120米的調水隧洞,是可以實作20米調水隧洞直徑。
實作調水隧洞低成本的另外一個措施是改進挖掘技術。實作零渣土運輸。
通水後,利用水流沖走隧洞內的渣土。實作低成本調水隧洞挖掘的技術創新。用兩米直徑的挖掘機,挖直徑10~20米的隧洞,還能實作零渣土運輸。

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