CN102561250A - 一种水资源输送与存储方法及虹吸系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水资源输送与存储方法及虹吸系统，在长江口建设堤坝，从浦东一侧留有连接由珠江口修堤坝使珠江延伸至浦东的调水接口，堤坝其上设有船闸，和洪峰控制闸，将海水与淡水分离同时保留连接珠江调水的接口；修建两条约1600多公里的海堤，修建一条或多条虹吸主管从雅鲁藏布江为吸水口；本方法和系统调水不用提升水位，不用电力就将江河出口的水全部调运至渤海储存，并且不用电力可将水调至艾丁湖；而南水北调系统要用电力提升水位，还只能将部分长江水调至华北；系统用人造长江输水不用电力就将长江水输送至渤海；渤海至艾丁湖及雅鲁藏布江至甘肃虹吸管道抽水系统调水不会像南水北调工程调水中蒸发的水占三分之一。

Description

一种水资源输送与存储方法及虹吸系统

技术领域

本发明涉及水资源输送与存储方法及虹吸系统。

背景技术

我国的水资源分布极不均匀，很多地方由于缺水，影响了生产和生活，生存环境恶化。

发明内容

本发明的目的在于，针对我国水资源分布情况，利用艾丁湖海拔低于负海拔154米，及长江珠江白白流入大海，雅鲁藏布江白白流出国境的现状提供一种解决我国缺水地区水资源输送与存储的方法及系统。

一.在长江口建设堤坝，从浦东一侧留有连接由珠江口修堤坝使珠江延伸至浦东的调水接口，堤坝其上设有船闸，和洪峰控制闸，(约65公里)，将海水与淡水分离同时保留连接珠江调水的接口。并且修建两条约1600多公里的海堤，两海堤间是人造的延伸的“长江”将目前白白流入大海的长江水(未来还有珠江水)输入天津附近的渤海，未来渤海水库被沙填满后可以在山东与江苏间的海湾建一黄海水库，将长江水(将来还有珠江水)引入，建一巨型水库替代本项目修建的渤海水库的功能，以应对百年或几百年后的变迁)。修建的“长江”延伸工程堤坝可以起到如下功能：一、可以起到护坡作用；二、可以起堤坝作用到防洪(海水入侵)作用；三、可以将长江之水引入天津渤海；四、可以造出成千上万亩淡水供应充足的海景地，“海上田园风光带”(以江苏省为例，江苏省约有1040公里的海岸线，共有堤外滩涂陆地631万亩，该省用地极为紧张。江苏省，堤外海滩陆地以及水下15米等深线以内浅海地区，总面积约24600平方公里大于两个江苏省面积，，如果再将35米水深以内的浅海渔场包括在内，又有超过两个江苏的陆地面积)，湿地保护区及风景区和有保障的浅水养殖区(小于35米浅海养殖区)，可以吸引造地投资者；五、可以作为沿海高速公路；六、可以作为沿海风光带；七、可以使工程所至沿海地区提供丰富而稳定的工、农业和生活用水。

(2)不用建海底隧道，而建105公里的双海堤和船闸，船闸处设过船闸隧道将长江水引入大连，火车、汽车在海堤上走，这样没用完的长江入海水和黄河入海水就将将渤海变成了世界上最大的人造淡水湖和水库(渤海面积7.7万平方公里，平均水深18米，库容13860亿立方米)一举多得。

这样北京、天津、山东、辽宁就成了水资源富余余地区，同时为我国新疆、西北、华北、东北缺水地区建立了一个巨型水库。

附图说明

图1是本系统中主虹吸管的设置分布示意图；

图2是本系统中子虹吸管的设置分布示意图。

主虹吸管构建和分支虹吸管系统构建

(1)先修建一或多条虹吸主管从雅鲁藏布江为吸水口，沿路修建至在甘肃与新疆交界处(大于等于1454公里)，虹吸管道在柴达木盆地设有出水管，最高海拔处在唐古拉山口海拔5072米，在雅鲁藏布江上游选择一海拔5200米地段作为该主虹吸管灌水虹吸管吸水口，沿雅鲁藏布江修建灌水管至主虹吸管吸水口，与该处主虹吸管上的灌水管端口连接，可以为该虹吸主管充水。

(2)修建另一或多条从渤海经天津附近渤海枢纽至新疆艾丁湖枢纽的虹吸主管，其中一或多条管直径与雅鲁藏布江管道相同用于输送雅鲁藏布江水，另一或多条管道输送长江水(管线路长度大于等于2426.7公里)，在甘肃与新疆交界处(双管线经过的海拔最高处，与雅鲁藏布江至甘肃调水管道连接连通)在输送长江水的管道与输送雅鲁藏布江水的管道间设控制阀门，雅鲁藏布江管道可作为渤海枢纽至艾丁湖长江管道的灌水管，可用此灌水管将所有主管线水灌满。在此处另设一阀门控制雅鲁藏布江水不走新疆只走渤海枢纽，亦可以控制其只走新疆；并且还在在双管中输送雅鲁藏布江水管道经黄河处设控制阀门此出水管阀门雅鲁藏布江管道之水可以不入黄河，只走上述管道，亦可以只走黄河不走上述管道，也可以两条线路都走，如图所示，本图只画了一条雅鲁藏布江主虹吸管和一条长江、珠江虹吸管以示意，主虹吸管运行程序：关闭阀门2、3；打开阀门1对雅鲁藏布江主虹吸管灌水，灌满水后，关闭阀门1；关闭4、5和各子系统所有阀门打开阀门2、3使整个雅鲁藏布江虹吸管灌满水；打开A1，B1，A2，B2，...使长江、珠江水水虹吸管充满水，然后关闭所有子系统阀门；打开阀门4、5使渤海水库水流进艾丁湖。

(3)对新疆、华北、东北各城市、工厂、矿山、旅游、农村和欲开发沙漠进行区域用水规划，根据规划建立连接上述虹吸抽水系统的虹吸抽水子系统及子子系统(国家发改委控制各省子系统管道口径，控制各省用水量)。东北、华北和除新疆、甘肃、宁夏和内蒙西部以外的西北地区的各虹吸输水抽水子系统尽量以天津附近的渤海水库作为水库吸水口并设吸水口阀门，如图所示。各子系统输出终端设饮水出水口阀门和抽水阀门，并设有饮用水存储水库。子系统运行程序：关闭所有子系统阀门；开启饮用水出水口阀门，再开启雅鲁藏布江水子系统控制阀门(E1，E2，...，Em，G1，G2，...Gk，A1，A2，...，An都是雅鲁藏布江水控制阀门)，用雅鲁藏布江水输入子系统灌水管待子系统饮用水库灌满满足饮用水需求后，便关掉子系统饮用水出水控制阀门，再关闭雅鲁藏布江水控制阀门，开启子系统长江、珠江水控制阀门(D1，D2，...Dm，F1，F2，...，Fk)，启动子系统抽水管水泵抽水，使子系统只能吸入长江水和珠江水，提供生产用水(以下称这三个阀门为转换阀门)。新疆以艾丁湖为在中心建立至新疆各区的虹吸抽水子系统，同样用雅鲁藏布江管道为灌水管，也设转换阀门，各终端设饮用水储存水库，当饮用水库灌满满足饮用水需求后开启转换阀门，使用户开始输送艾丁湖储存的长江水(将来还有珠江水)。甘肃、宁夏和内蒙西部地区可以直接从主虹吸管道上建立虹吸子系统，同样设转换阀门。

两主虹吸管道间的n个子系统接口一般安装在容易沉沙的地方，可以关闭C1，C2，..Cn开启A1，A2，...An和B1，B2，...，Bn对长江管道的泥沙进行冲洗和对长江珠江主虹吸管灌水，再关闭A1，A2，...，An打开C1，C2，...，Cn由子系统抽水排干净长江、珠江虹吸主虹吸管中泥沙，子系统接口可以拆换。

以宝鸡(平均海拔1351米)为例，如图，子系统与渤海接口对接后，子系统管线从渤海(海拔为0)至宝鸡，子系统吸水口在渤海设有吸水口阀门，在子系统吸水口有灌水管同雅鲁藏布江主虹吸管连接，并设有阀门，打开这阀门，子系统上所有饮用水出水口可以放出雅鲁藏布江水(雅鲁藏布江吸水口海拔3千多米故对宝鸡子系统灌水不成问题)，再关闭灌水管阀门，打开子系统吸水口阀门(这时子系统管线充满了水)，各抽水端口抽水机抽水，经过时间这抽的是渤海水库之水。有条件可以修建双子系统，一子系统输雅鲁藏布江水，另一输送渤海水库之水，坏了维修时，一个子系统维修另一个子系统工作，同时解决饮水和生产用水输送。

这样控制阀门可以将雅鲁藏布江不用电力还可以水力发电的情况下，将雅鲁藏布江水输送至任意一虹吸系统及子系统所至地区，也可以在雅鲁藏布江水放入黄河，解决黄河流域水荒，解决了黄河流域和铺设虹吸抽水系统及子系统的所有地区的缺水问题，输送长江水的主管道和分支管道可以用电力抽水供所覆盖地区用户使用。并且可以实现数字化用水管理，用水按数字付费，使科学用水和水资源配置及真正意义上的节约用水成为可能。

也可以通过阀门控制还可以将渤海水库的水输送至渤海枢纽至艾丁湖管线及子系统管线铺设地区，不过要用电力抽水，还可以不用电力将艾丁湖用长江(将来还有珠江水)水灌满(约200多亿立方米)。

如上述水量不足将珠江水，经海路调入长江接口调珠江水入渤海。还可以考虑为减少黄河(含沙量大)对渤海水库的淤积可以将黄河水引入文登以南排入黄河以造出更多土地，类似于美国密西西比河在墨西哥湾出海策略，同时考虑为几百年后建立黄河水库打下堤坝基础。

由于上述虹吸抽水系统(以下简称系统)走海路、荒漠或地下隧道不占用耕地可以避免拆迁问题，同时还造出大量海景地用于高端房地产开发或其他用地，荒漠化地区和矿山开发出的土地有几个省大小，造地价值足以抵消投资。

由于调水地点选在江河出海口，可以极大提高调水量，而且调水都是本来白白流入大海或国境的水。

由于渤海水库的建设使我国克服了水资源在时间上配置的错位，任何时候江河排出的水都将被存储利用，极大提高了水资源的利用率。

本系统与现行南水北调调水系统比较：1、本系统调水不用提升水位，不用电力就将江河出口的水全部调运至渤海储存，并且不用电力就将水调至艾丁湖；而南水北调系统要用电力提升水位，还只能将部分长江水调至华北；系统用人造长江输水不用电力就将长江水输送至渤海；2、渤海至艾丁湖及雅鲁藏布江至甘肃虹吸管道抽水系统调水不会像南水北调工程调水中蒸发的的水占三分之一，还不包括渗透掉的水；3、启动这样大的南水北调工程违反自然规律，占用耕地，需要大量拆迁移民，而本系统走海路，走荒漠不会有这些弊端，即使项目占用了农民用地，由于，项目同时造出大量旱涝保收的土地，也好安置这些农民。而新造土地和荒漠变更来的旱涝保收土地、养殖基地可以通过卖地收入迅速收回投资；4、本系统调的是白白流入大海的水，(甚至可以调珠江水)调水量大，而南水北调调的是长江中下游的水资源量受到限制；5、本系统供水受益覆盖面积远远大过南水北调；6、本系统可用管道阀门对水资源进行用电似的数字化管理，像收电费那样用水付费容易实施使人们节约用水，而南水北调实施不如系统容易；7、本系统能有渤海作为水库将长江(将来还有珠江)水全部库存，使调水可以完全不受时间限制，由于用管道输水不存在开凌问题。并且供水可以覆盖整个荒漠化地区和沙漠对其彻底治理，不再会有沙尘暴，二氧化碳被新产生的森林、耕地、草原吸收，使排放约束经济问题得到解决，而南水北调做不到这一点。

三.另一条虹吸抽水输水系统，吸水口设在万泉河或陵水，管道将水输送至南海诸岛特别是未露出水面的岛屿，在那里同时建设驻地、生产蔬菜的厂房及其生产设施，进驻南海建设兵团，在哪里发展养殖业、淡水蔬菜栽培业、石油开采配套业和旅业发挥我们人海战的优势跟南海诸国进行人海和谐生产比赛。对南海领土的守卫极具意义。

技术可行性：一个大气压为10.336米水柱，上述系统在3000至5000米海拔地面上，最低处-154米，最高点与最低点差额5300米，通过先发电减压，最高点与最低点差额不超过4000米，即材料抗压要求：4000÷10.336＝387个大气压＝0.1×387＝38.7MPA，雅鲁藏布江水不减压也就500个大气压＝0.1×500MPA＝50MPA，C50混凝土抗压强度为大于50MPA，C50混凝土价格每立方米400元左右，钢筋价格按6000元每吨计算，隧道、引水管建设和海地建设是我国强项。上述工程，现有技术经济条件不难实现，先同时修建两项工程：1、上海至天津双堤工程、烟台至大连公路铁路大堤完成渤海水库建设；2、雅鲁藏布江至各地管线，工程至哪水通到哪，那里的干旱地、荒漠变水浇地，海边造地也就到哪，特别是工程经过矿山、油田、煤田立即产生经济效益，工程是边修建边产生经济效益，边收回投资。整个工程完工，将产生巨大经济、社会和生态效益。

Claims (2)

1.一种水资源输送与存储方法，其特征在于：在长江口建设堤坝，从浦东一侧留有连接由珠江口修堤坝使珠江延伸至浦东的调水接口，堤坝其上设有船闸，和洪峰控制闸，将海水与淡水分离同时保留连接珠江调水的接口；

修建两条约1600多公里的海堤，两海堤间是人造的延伸的“长江”将目前白白流入大海的长江水输入天津附近的渤海，未来渤海水库被沙填满后可以在山东与江苏间的海湾建一黄海水库，将长江水引入，建一巨型水库替代本项目修建的渤海水库的功能，应对百年或几百年后的变迁；

先修建一条或多条虹吸主管从雅鲁藏布江为吸水口，沿路修建至甘肃与新疆交界处，虹吸管道在柴达木盆地设有出水管，最高海拔处在唐古拉山口海拔5072米，在这里设有排气阀门；在雅鲁藏布江上游选择一海拔5200米地段作为该主虹吸管灌水虹吸管吸水口，沿雅鲁藏布江修建灌水管至主虹吸管吸水口，与该处主虹吸管上的灌水管端口连接，可以为该虹吸主管充水；

另一条或多条从渤海经天津附近渤海枢纽至新疆艾丁湖枢纽的虹吸主管，其中一或多条管直径与雅鲁藏布江管道相同用于输送雅鲁藏布江水，另一或多条管道输送长江水(管线路长度大于等于2426.7公里)，在甘肃与新疆交界处(双管线经过的海拔最高处，与雅鲁藏布江至甘肃调水管道连接连通)在输送长江水的管道与输送雅鲁藏布江水的管道间设控制阀门和排气阀门，雅鲁藏布江管道可作为渤海枢纽至艾丁湖长江管道的灌水管，可用此灌水管将所有主管线水灌满。在此处另设一阀门控制雅鲁藏布江水不走新疆只走渤海枢纽，亦可以控制其只走新疆；并且还在在双管中输送雅鲁藏布江水管道经黄河处设控制阀门此出水管阀门雅鲁藏布江管道之水可以不入黄河，只走上述管道，亦可以只走黄河不走上述管道，也可以两条线路都走，图1画了一条雅鲁藏布江主虹吸管和一条长江、珠江虹吸管示意图，主虹吸管运行程序：关闭阀门2、3；打开阀门1对雅鲁藏布江主虹吸管灌水，灌满水后，关闭阀门1；关闭4、5和各子系统所有阀门打开阀门2，3使整个雅鲁藏布江虹吸管灌满水；打开A1，B1，A2，B2，...使长江、珠江水水虹吸管充满水，然后关闭所有子系统阀门；打开阀门4、5使渤海水库水流进艾丁湖；

对新疆、华北、东北各城市、工厂、矿山、旅游、农村和欲开发沙漠进行区域用水规划，根据规划建立连接上述虹吸抽水系统的虹吸抽水子系统及子子系统，东北、华北和除新疆、甘肃、宁夏和内蒙西部以外的西北地区的各虹吸输水抽水子系统尽量以天津附近的渤海水库作为水库吸水口并设吸水口阀门，各子系统输出终端设饮水出水口阀门和抽水阀门，并设有饮用水存储水库，子系统运行程序：关闭所有子系统阀门；开启饮用水出水口阀门，再开启雅鲁藏布江水子系统控制阀门(E1，E2，...，Em；G1、G2，...Gk；A1，A2，...，An都是雅鲁藏布江水控制阀门)，用雅鲁藏布江水输入子系统灌水管待子系统饮用水库灌满满足饮用水需求后，便关掉子系统饮用水控制阀门，再关闭雅鲁藏布江水控制阀门，开启子系统长江、珠江水控制阀门(D1，D2，...Dm，G1，G2，...，Gk)，启动子系统抽水管水泵抽水，使子系统只能吸入长江水和珠江水，提供生产用水(以下称这三个阀门为转换阀门)。新疆以艾丁湖为在中心建立至新疆各区的虹吸抽水子系统，同样用雅鲁藏布江管道为灌水管，也设转换阀门，各终端设饮用水储存水库，当饮用水库灌满满足饮用水需求后开启转换阀门，使用户开始输送艾丁湖储存的长江水(将来还有珠江水)。甘肃、宁夏和内蒙西部地区可以直接从主虹吸管道上建立虹吸子系统，同样设转换阀门；

两主虹吸管道间的n个子系统接口一般安装在容易沉沙的地方，可以关闭C1，C2，..Cn开启A1，A2，...An和B1，B2，...，Bn对长江管道的泥沙进行冲洗和对长江珠江主虹吸管灌水，再关闭A1，A2，...，An打开C1，C2，...，Cn由子系统抽水排干净长江、珠江虹吸主虹吸管中泥沙，子系统接口可以拆换。

2.一种水资源输送与存储虹吸系统，其特征在于：包括一条或多条虹吸主管从雅鲁藏布江为吸水口，虹吸管道在柴达木盆地设有出水管，最高海拔处在唐古拉山口海拔5072米，在雅鲁藏布江上游选择一海拔5200米地段为该主虹吸管灌水虹吸管吸水口，沿雅鲁藏布江修建灌水管至主虹吸管吸水口，与该处主虹吸管上的灌水管端口连接，可以为该虹吸主管充水；

另设一条或多条从渤海经天津附近渤海枢纽至新疆艾丁湖枢纽的虹吸主管，其中一条或多条管直径与雅鲁藏布江管道相同用于输送雅鲁藏布江水，另一或多条管道输送长江水，在甘肃与新疆交界处在输送长江水的管道与输送雅鲁藏布江水的管道间设控制阀门，主虹吸管运行程序：关闭阀门2、3；打开阀门1对雅鲁藏布江主虹吸管灌水，灌满水后，关闭阀门1；关闭4、5和各子系统所有阀门打开阀门2，3使整个雅鲁藏布江虹吸管灌满水；打开A1，B1，A2，B2，...使长江、珠江水水虹吸管充满水，然后关闭所有子系统阀门；打开阀门4，5使渤海水库水流进艾丁湖。

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