CN102127902A - 河道海岸筑堤引水方案 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到水利工程领域，尤其涉及到一种河道海岸筑堤引水方案。在引水沿途海岸水中筑提形成通道水库水平调水。在通道水库的库首河道筑有船、水闸，防止海水倒灌及控制江水资源过量入海造成浪费，便利货船客轮进出港口、码头，通道水库沿途港口堤底建设倒虹过水，堤面高架桥并行火车及公路汽车客货运输。通道水库尾设船、水闸以便提扬水头高程保障生活与工商业用水、浇灌耕地及防洪泄水。本发明是将各地具备天然河道海岸条件的地方，经过筑堤改造成为可以引调水的工程设计方案，使用本发明进行设计计划。施工简便易行，投资小，引水量大，生态环境影响小，节能减排效益大，对国内外社会、国家进行低碳、可持续科学发展有明显的促进作用。

Description

河道海岸筑堤引水方案
技术领域
本发明涉及到水利领域，尤其涉及到一种南水北调工程新思路及国内外水资源挽救复活，将数以亿万计迅速灭失的宝贵水资源深度开发利用。较好的解决了各种引调水方案投资巨大，施工艰难，社会、生态效果差的诸多技术问题。
背景技术
在我国淮河、黄河、海河、滦河、辽河流域的水资源人均只有462m3，是全国平均水平的五分之一，仅为世界平均水平的十六分之一，均属于国际自然资源组织认为的严重缺水地区，其中黄河开发率达67％，河海、滦河用水率开发几乎达成100％，远高于国际河流用水40％的标准。以至于有些年根本无水入海。华北大地人们不难发现偌大的平原几乎没有入境和过境的大河流，一些水库、河道已是水枯见底，地处海河上游的永定河是北京的母亲河，在建城以来漫长的3000年里，北京就是喝着永定河的水长大的，近年来由于北方降水量逐年减少和上游水库的拦截，流经卢沟桥的永定河段已经干涸多年。河北邯郸市是一个资源性缺水的城市，人均水资源只有157立方米，仅为全国人均水量的7％，属极为严重的资源性缺水地区，因为缺水，当地民间曾戏说“理发店”剃头不给洗头，餐馆吃饺子不让喝汤。地处渤海之滨的沧州市由于过量开采地下水，沧州市中心地面整体沉降已达1.68米，成为我国“成长”最快的地下水漏斗群之一，事实上邯郸、沧州市的情况只不过是整个华北地区的缩影，因过量开采地下水，我国华北地区已经形成世界上最大的“地下水漏斗”。“整个华北地区城市供水，农村浇灌耕地都是靠超采地下水获得的，现在地下水已降到很严重的程度了，按照现在的抽水速度，再过10年到15年，很多地方将水抽到基岩，那个时候，城市供水农村浇灌耕地的水源就没了！！”-转摘水利部部长汪恕诚2005年对记者讲话。据多方预测，黄、淮、海、滦流域到2010年缺水310亿-580亿m3，难以支持其社会经济的可持续发展，如今我国西北、华北、东北、江淮地区随着国民经济发展，国民人数的增加、生态环境的变迁，对水资源的用量不断增加，西北、华北、东北、江淮地区水资源短缺的问题已非常突出，受到国家领导以及社会各界的密切关注，纷纷提出解决的措施，方案和设想，向西北、华北、东北、江淮地区增补水源并形成一致看法，要从根本上解决北京，乃至淮河、黄河、海河、滦河、辽河流域的水资源短缺的问题，惟一的出路就是跨流域调水，南水北调是解决北方解决北方缺水的惟一途径。因而国务院2002年12月批复同意了《南水北调工程总体规划报告》(以下简称“报告”)。2002年12月27日国务院总理朱镕基庄严宣布南水北调东线、中线开工，南水北调是迄今为止人类所计划过的最庞大的建设工程，该工程如图1所示，历时50年，总投资将超过5,000亿元人民币，根据水利部的规划，该工程以长江丰富的水资源为依托，年调水448亿m3，资料证明长江年均入海9,793亿m3淡水资源(3,2000m3/S)。
然而上述“报告”实施中的缺陷也是显而易见。
一、工程难度庞大，史无前例。实施困难财政乏力。
“报告”中西线引水线长508公里，高原隧道长度490公里，最长的洞长73公里，史无前例，引水枢杻平均海拔高程3600米，年引水170亿m3，静态投资以2000年一季度价格预计需3040亿元人民币，单位m3/投资资金24.1元人民币。
中线全长1277公里的干渠将穿过中国的两大暴雨、两大地震区以及矿井沉陷区。
东线引水线长1156公里，主要问题是污染问题，其他血吸虫北移，土地盐城化问题不大，但“报告”从建设期历时50年，运营还有以上考验，且年引水只有448亿m3，总投资2000年一季度价格预算静态总投资5000亿元人民币以上，每平方米调水成本11.17元人民币以上，就知工程庞大艰巨，难度史无前例，实施中不乏财政支出艰难之虑。
二、无济国家粮食安全战略，生态环境平衡。
“报告”认为我国西北有了充足的水资源后，可增加耕地11.7亿亩，(联合国粮农组织认为，粮食生产国际标准平均需约1000m3水资源可保障产出粮食1吨。其中小麦壹吨产出需水250吨，玉米壹吨需水400吨，大米壹吨需水2000吨，平均1000m3产出壹吨粮食)。“报告”三期最终引水448亿m3，理论只可保障生产粮食4480万吨。仅供城市工矿商业、生活用水都不够宽余。
我国现在每年进口5000万吨大豆，大豆亩产是谷物粮食的三分之一，当前我国粮食平均亩产300公斤，替代大豆进口需耕地5亿亩，方可产1.5亿吨粮食，我国峰值人口16亿人左右，按我国2008年人均385公斤粮食需求计算，新增加的3亿人需要粮食1.155亿吨，亩均产300公斤粮食需要3.85亿亩耕地，3亿人需增加大豆1153万吨榨取食用油，折合粮食3459万吨，总计需要3亿吨粮食，需求新增土地10亿亩(国务院严格规划我国现时及2020年耕地红线18亿亩)。“报告”投资5000亿元人民币，引调水448亿m3水资源相对需替代进口6153万吨大豆及需增加3亿人口的粮食安全，总计需求3亿吨粮食来讲，4480万吨粮食增加产量确实有点微不足道，做不到“手中有粮，心中不慌”。
西北、华北、东北、江淮地处干旱、半干旱地区占450万平方公里，占全国总面积46.8％，该地区平均年降水量200mm-660mm，而年水蒸发量1100mm-1900mm，降雨少蒸发多。年降雨又集中5-8月汛期中，径流量洪峰出现形式又占到全年径流量的60％-85％，特遗憾的是洪水一旦经江河入海口进入汪洋，淡水变咸后宝贵的水资源性将变为弃之废物。而恶劣气侯更使各地土地荒漠化扩大加速，宁夏20世纪70年代，末出现强沙尘暴天气。但从1982年-1997年涉及宁夏的强沙尘暴天气达24次，其中1993年5月5日发生的一次特大沙尘暴死亡18人，有2万头牲畜死亡及失踪，8万株树木和1300多个电线杆被刮倒或折断。
北京市曾有1000多眼泉水，从1999年至2003年连续5年干旱，泉水基本枯竭，“报告”中、东线引水278亿m3对诺大西北、华北、江淮、东北地区的干渴旱景无疑杯水之薪。
基于“报告”及众多国内外引调水方案，引水量小，高原冻土施工难度大、资金投资量大，生态环境破坏严重等等不足，本发明人经多年研究发明了“河道海岸筑堤引水方案”。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一种“河道海岸筑堤引水方案”新思路解决困扰南水北调工程中面临投资压力大，施工艰难、运营困苦、引水量小、安全系数低，经济、社会生态效果差的诸多技术、经济问题的新方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种河道海岸筑堤引水方案，用于解决南水北调及类似引调水工程中面临投资巨大、施工艰难、引水量小，经济、社会、生态环保效果差的诸多技术问题。长江入海口筑堤修闸并沿引水方向在海岸水中筑建海堤延伸至北方滦河入海口，再修闸形成通道水库，每年可南水北调抢救复活水资源10,000亿m3。使江淮、华北、西北、东北地区旱地干塬粮增草丰、山川秀美。
所述的一期通道水库面积可达到约70,500平方公里，平均水深18.2米，可蓄储淡水资源12,831亿m3。
所述的通道水库中在沿途港口处均通过建设堤底倒虹过水。船舶客货运送畅通安全，过水航运两不误。
所述的通道水库内的淮河、黄河、海河、滦河入海口均设有船、水闸，以提扬水头浇灌耕地保障工、商业、城乡生活用水，防洪泄洪，旱涝无忧。
所述的通道水库过港倒虹直距离最短，其形成的港区呈扇或倒三角形，码头港口临海建造作业不改不变。
所述的通道水库海堤中间连续埋设防渗墙，淡、咸水隔离相互之间无污染之虑。
所述的通道水库沿海长堤可设计建设增加并行双线高速铁路，直达双向高速公路营运。
所述的通道水库中的淡水资源均是从即将灭失于浩瀚汪洋咸海之中抢救所得。极大充分的利用我国现有天然珍贵稀少水资源，节能减排，低碳可持续。
所述的通道水库所需全部土地均是筑堤围海创造所得，极大节省我国珍贵的国土资源。
所述的通道水库调引水零海拔，水平引水无工零排放。
所述的通道水库沿海堤外边可建多处深水港口码头，远洋船舶，内陆铁路火车，公路汽车联运一体，和谐联营经济效益高。
所述的通道水库建设大堤所用石材主料，均使用专业特种船只水运，成本低廉、质量可靠、建设简便、工期短暂、节能环保。
还包括二期方案，该二期方案从广西自治区钦州钦河入海口筑堤至一期长江入海口与其连接，在一期滦河入海口上延伸增筑海堤至辽宁营口市的辽河入海口，通道水库增加42,474平方公里，增加蓄水7,730亿m3，每年较一期方案增加8,000亿m3水资源南水北调。
一种利用“河道海岸筑堤引水方案”，用于解决困扰南水北调工程中面临投资巨大，施工艰难，经济效果差的诸多技术和经济问题，一期方案在上海长江水源入海口处筑堤修闸至河北秦皇岛市滦河入海口，形成通道水库70,500平方公里，水深平均18.2m，蓄水12,831亿m3，水平无工全年全天侯源源不断将南水10,000亿m3北调至淮河、黄河、海河、滦河流域，江淮、华北、西北、东北平原，其年年就可以粮丰物足、山川秀美、生态平衡。
二期方案从广西自治区钦州钦河入海口筑堤至一期长江入海口与其连接，在一期滦河入海口上延伸增筑海堤至辽宁营口市的辽河入海口，通道水库增加42,474平方公里，增加蓄水7,730亿m3，每年较一期增加8,000亿m3水资源南水北调。
古今中外在任何地区需要跨流域引调水资源方案设计中，只要不同在一处，就得在较高处开挖渠道或掘穿隧洞自高向低自然流水，如低处水源往高处走就得作工费能扬高水头不可，实际调水成本太高。本发明是将国内外具备利用水源江河入海口处的海岸连续筑堤至水源受益地区江河入海处，水平无工引调水资源达千万里之远目标的引水工程设计方案，使用本发明进行设计计划施工方案，施工简便易行、投资小、引水多、生态环境影响小，节能减排效益大，对国内外社会国家，可持续的科学发展有明显促进作用。
本发明一种河道海岸筑堤引水方案的有益效果是：
(一)化废为宝好
南水北调所依托的长江水源，目前未有任何方案成功实施调水至北方旱地干塬，年年从上海黄浦江长江口入海消失9,793亿m3珍贵生存生态水资源。“河道海岸筑堤引水方案”所设计的“通道水库”70,500平方公里，水深18.2m，平地库容可蓄长江淡水资源12831亿m3加上沿途水资源，每年化废为宝后最少可以往北方引调珍贵水资源10,000m3重新使用。
(二)引水量大
“报告”结论有水到西北合计可新增我国耕地11.7亿亩，草原、林地12.2亿亩。3,000亿m3水资源就可产出3亿吨粮食即够我国人口峰值增加3亿人食用并替代进口大豆6153万吨。满足我国21世纪粮食战略安全。剩余7000亿m3水资源，相当14条黄河经流量。世界上每年粮食贸易量2.7亿吨，承担全部生产责任耗水不过2700亿m3，掌握此批粮食，担当大国之责可以心到手到。另外生态环境近年欠账不少，每年再用4300m3水资源可放开手脚修复环境生态，再造山川秀美。
(三)资金投资小
新方案利用河道海岸筑堤水平引水，实施简便有效，技术成熟易行，单位m3引水投入资金，仅是“报告”单位m311.17亿人民币的10.38％即1.16元人民币。
一期南水北调每年10,000m3，一次性投资相对“报告”可给国家减少100,100亿元人民币。
(四)节能可持续
新方案废除“报告”引水掘洞修渠之劳，而是利用河道海岸筑堤无工水平引水。在浩瀚的咸水海洋中劈出淡水资源储存空间及引调通道。
引调水过程无排放不污染，绿色环保，而且节约大量农耕土地资源，节能低碳。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有“报告”的方案示意图；
图2是本发明一期方案示意；
图3是本发明二期方案示意。
10、闸20、通道水库30、堤
具体实施方式
本发明是这样实施的：
在图2和图3中，本发明河道海岸筑堤引水方案，废除南水北调从起点上高海拔挖掘长距离隧洞或筑高坝蓄水扬高水头修渠北调引水，而是在南方水源长江入海口水平海边沿岸连续筑堤(30)至北方南水受益区淮河、黄河、海河、滦河流域，利用水源特性平衡无工零海拔、零排放调水万里之外。
一种河道海岸筑堤引水方案，用于解决困扰南水引调工程面临投资巨大，施工艰难，安全系数低，经济、社会、生态效果差的诸多技术和经济问题，一期方案在上海市长江入海口筑堤(30)至河北秦皇岛市滦河入海口形成水平面上通道水库(20)70,500平方公里，水深平均18.2米，可蓄储水资源12,831亿m3，每年可往北方旱地干塬源源不断全天侯提供生命生态之源10,000m3。沿途使淮河、黄河、海河、滦河流域、江淮、华北、西北、东北旱地干塬粮增草丰，山川秀美。
二期方案从广西自治区钦州市钦河入海口筑堤合并一期后，再增筑海堤至辽宁省辽河入海口，一、二期合计每年可水平无工调引南水18,000亿m3至北方旱地干塬沙地。
新方案筑堤技术成熟已有千年历史，国内外垒河坝筑海堤屡试屡就，没有风险之忧，具有明显优点特征如下：
一、水资源利用率高
按国际上对河流上游及整条河流开发不能超过40％的标准，再由于河流径流60-70％均每年以洪水方式汛期下泄入海，相对“报告”三期引调长江448亿m3水资源未实施(占长江年入海径流量4.5％)。长江入海口多年平均年下泄太平洋咸海里9,793亿m3珍生命之源。——《中国地图出版社1995年1月出版“最新世界地图”新华书店北京发行》新方案龙口夺水，新方案每年抢救性复活调引淡水资源不低于10,000m3，事半功倍。
(二)土地零消耗
新方案利用河道海岸在海水中连续筑堤，放咸蓄淡，所建通道水库不使用一分一毫现有耕地资源，且在开山取石成万上亿m3后，工地经平整后增加千万亩良田也是预料之中的事情。
(三)引调水量大
新方案相对“报告”引调长江448亿m3水资源数量增加了22.32倍，即每年可行调长江(含沿途河流径流)10,000m3到北方旱地干塬。
(四)资金投资小
相对“报告”引水单位m3静态投资11.17元人民币，新方案仅是其单位m3资金投入的10.38％，投资成本单位m3在1.16元人民币以下。调水方案引调10,000亿m3水资源一次性可节约国家基本建设资金100,100亿元人民币。同时拥有新增1500公里长距离双线的高速铁路及双向三车道的高速公路各1条新主线。
(五)保粮食安全。
现时我国每年进口大豆5000万吨，大豆亩产仅是粮食的三分之一，峰值人口我国新增3亿人口达16亿人口，相对替代进口6,153万吨大豆及为了增加3亿人口的食粮安全，总计战略安排粮食非得新增3亿吨，“报告”引调水448亿m3，产出4480万粮食与必需的3亿吨粮食战略目标要求是有些心虚，新方案引水10,000亿m3理论新增10亿吨粮食，国家心中铁定可以不慌。
(六)环保益生态
新方案废除“报告”引水渠横跨数佰条河流，开挖数仟座山丘源坡，而仅利用河道海岸在沿途海水中筑堤后水源水平自流成功，节能、零排放、绿色环保、生态平衡可持续。
以上所述，仅是本发明河道海岸筑堤引水方案的一种较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种河道海岸筑堤引水方案，用于解决南水北调及类似引调水工程中面临投资巨大、施工艰难、引水量小，经济、社会、生态环保效果差的诸多技术问题，
其特征在于：于长江入海口筑堤修闸并沿引水方向在海岸水中筑建海堤延伸至北方滦河入海口，再修闸形成通道水库，每年可南水北调抢救复活水资源10,000亿m3。
2.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库面积为70,500平方公里，平均水深18.2米，可蓄储淡水资源12,831亿m3。
3.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库中在沿途港口处均通过建设堤底倒虹过水。
4.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库内的淮河、黄河、海河、滦河入海口均设有船、水闸，以提扬水头浇灌耕地保障工、商业、城乡生活用水，防洪泄洪，旱涝无忧。
5.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库过港倒虹直距离最短，其形成的港区呈扇或倒三角形，码头港口临海建造作业不改不变。
6.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库海堤中间连续埋设防渗墙，淡、咸水隔离相互之间无污染之虑。
7.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库沿海长堤可设计建设增加并行双线高速铁路，直达双向高速公路营运。
8.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库调引水零海拔，水平引水无工零排放。
9.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于所述的通道水库沿海堤外边可建多处深水港口码头，远洋船舶，内陆铁路火车，公路汽车联运一体。
10.根据权利要求1所述的河道海岸筑堤引水方案，其特征在于还包括二期方案，该二期方案从广西自治区钦州钦河入海口筑堤至一期长江入海口与其连接，在一期滦河入海口上延伸增筑海堤至辽宁营口市的辽河入海口，通道水库增加42,474平方公里，增加蓄水7,730亿m3，每年较一期方案增加8,000亿m3水资源南水北调。
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