引汉济渭工程规划设计工作简介

陕西省水利电力勘测设计研究院陕西省引汉济渭工程规划设计工作简介工程总体情况1三河口水利枢纽5秦岭输水隧洞（越岭段）6受水区输配水工程7提纲出案的成果3勘测设计工作进程2引汉济渭关键技术问题4三维设计情况介绍81、工程总体情况陕西省行政区划图引汉济渭工程是科学利用汉江流域水资源统筹解决渭河流域缺水问题的重大基础设施。工程建成后可以实现区域和流域水资源的优化配置。有效缓解关中地区的水资源供需矛盾，改善渭河流域的生态环境。对于保障当地经济社会发展，促进关中天水经济区建设，深入推进西部大开发具有十分重要的意义。1、工程总体情况引汉济渭工程是从陕南汉江上游引水，穿越秦岭输水到渭河流域，向陕西关中地区的主要城市和工业园区供水，工程直接受水对象为西安、咸阳、渭南、杨凌4个重点城市，周至、户县、长安等11个县级城市，以及泾阳工业密集区等6个工业区，共计21个受水单元，间接受水对象为宝鸡市和眉县。工程现状水平年为2010年，近期设计水平年为2025年，多年平均调水10亿m3，远期设计水平年为2030年，多年平均调水15亿m3。本工程外调水与受水区水资源联合调度后的历时供水保证率不低于95%。2025年水平年多年平均调水10.00亿m3，扣除沿途损失后出隧洞水量9.30亿m3，入关中各城市配水系统净水量9.01亿m3。向西安、咸阳、渭南及杨凌4个重点城市供水6.37亿m3，向兴平等10个县级城市供水2.64亿m3。2030年水平年多年平均调水15.01亿m3，扣除沿途损失后出隧洞水量为13.95亿m3，入关中各城市配水系统净水量13.50亿m3。向西安、咸阳、渭南及杨凌4个重点城市供水7.22亿m3，兴平等11个县级城市配水4.69亿m3，沿渭6个工业园区配水1.59亿m3。1、工程总体情况引汉济渭水源工程由黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽和秦岭输水隧洞三部分组成。工程总体布局为：在汉江干流和支流子午河分别修建黄金峡水利枢纽和三河口水利枢纽蓄水，并利用黄金峡水利枢纽坝后泵站抽干流水通过秦岭输水隧洞黄三段输水至控制闸，大部分水量通过控制闸直接进入秦岭输水隧洞越岭段送至关中地区，少量水（黄金峡泵站抽水流量大于关中用水流量部分）经控制闸由三河口泵站抽水入三河口水库存蓄，当黄金峡泵站抽水流量不能满足关中地区用水需要时，由三河口水库放水补充，经坝后电站发电后进入秦岭输水隧洞越岭段送至关中地区。•黄金峡水利枢纽：坝址位于汉江黄金峡锅滩下游2km处，为引汉济渭工程两个水源地之一。工程由拦河坝、泄洪建筑物、泵站电站及升船机等组成。拦河坝为混凝土重力坝，最大坝高63m，总库容2.21亿m3正常蓄水位450m，死水位440m，河床式泵站装机容量129.5MW，坝后式电站装机容量135MW。1、工程总体情况•三河口水利枢纽：坝址位于汉江支流三河口村下游2km处。其主要任务是调蓄黄金峡水库调入水量及子午河来水。枢纽由拦河坝、泄洪放空建筑物等组成。拦河坝初选坝型为碾压混凝土拱坝，最大坝高145m，总库容7.1亿m3，调节库容6.5亿m3，正常蓄水位643m，死水位558m。1、工程总体情况•秦岭输水隧洞：为引汉济渭工程的输水隧洞，横穿秦岭，地跨陕南、关中两区，连接长江、黄河两大流域。秦岭输水隧洞进水口与黄金峡水利枢纽泵站出水管道相接，出口位于渭河一级支流黑河金盆水库右侧支沟黄池沟，主要任务是将黄金峡泵站所抽的水和三河口水利枢纽调节后的汉江水自流送入渭河流域的黄池沟。该输水洞为明流洞，洞长98.3km，马蹄形断面为6.74*6.74m，比降1/2500，设计流量70m3/s。1、工程总体情况1、工程总体情况水库淹没影响及工程永久占地69164亩，临时征地5516亩。建设征地及水库淹没影响人口9589人；拆迁房屋65.31万m2；水库淹没集镇４处、等级公路98公里及各专项设施。规划水平年需搬迁安置人口10221人、生产安置人口9276人。按2011年第二季度价格水平，水利部可研阶段上报工程静态总投资168.74亿元，总投资188.06万元，其中工程部分投资125.83亿元、淹没处理及工程占地投资38.13亿元、水土保持工程投资2.33亿元、环境保护工程投资2.44亿元、建设期贷款利息19.32亿元。黄金峡水利枢纽移民淹没示意图建设征地实物成果表工程项目单位数量一、人口人4676二、.永久占地亩15805.59三、房屋平方米258938.11四、专业项目1.等级公路km16.542.通讯传输线路km133.823.高压线路（10KV以上）km24.421、工程总体情况三河口水利枢纽移民淹没示意图建设征地实物成果表工程项目单位数量一、人口3910农村人口人3109集镇人口人801二、占地22860①耕地亩6833.74②林地亩13425.78③住宅用地亩506.28④交通运输用地亩912.38⑤工矿仓储用地亩43.3⑥其他土地亩1138.52三、房屋m²345666四、专业项目1.等级公路km81.52.通讯传输线路km392.863.高压线路km72.461、工程总体情况关中输配水工程在引汉济渭调水至黄池沟后分别设渭河南干线、过渭干线，过渭后再分为渭北东干线、渭北西干线。渭河南干线向西安、渭南、户县、长安、临潼、华县6个单元供水，设计流量41.13m3/s，总长174km。过渭干线设计流量为28.87m3/s，总长32.6km，沿途并向周至、武功2个单元供水。渭北东干线向咸阳、兴平、泾阳、三原、高陵、阎良、泾阳工业园、高陵泾河工业园8个单元供水，设计流量为15.43m3/s，总长100.8km。渭北西干线向杨凌、绛帐工业区、常兴工业区、蔡家坡工业区、阳平工业区5个单元供水，设计流量为8.72m3/s，线路长度82.3km。工程规划阶段估算输水工程静态总投资约为167亿元，不含支线、水厂。黑河金盆水库咸阳市西安市兴平市武功县杨凌区周至县户县长安区泾阳县三原县岐山县扶风县阳平蔡家坡常兴绛帐高陵县临潼区华县渭南市阎良区泾河工业区泾阳产业密集区工程总体布局方案一引石过渭黄池沟黑河西安供水线路秦岭隧洞出口南干线渭北东干线渭北西干线1、工程总体情况2、勘测设计过程引汉济渭工程勘测设计过程2007201120071994年提出引汉济渭工程规划思路，当时陕西提出了8条引水线路，其中引红济石、引乾济石、引汉济渭认为工程最为可行。2007年正式开展引汉济渭工程项目建议书。20112011年7月，国家发展改革委以发改农经【2011】1559号文批复该工程项目建议书。20122012年9月，中咨公司评估通过了引汉济渭工程可行性研究报告。20123、初步设计的出案成果综合说明总报告分报告总报告&专业报告总报告反映全局性、整体性、系统性、协调性内容，内容复杂、庞大的出专业专题报告。陕西省引汉济渭工程初步设计综合说明重点反映设计成果及结论性的内容。分报告按勘测设计合同分黄金峡、三河口、输水隧洞黄三段、输水隧洞越岭段按编规编写分报告。3、初步设计的出案成果总报告水情测报专题报告联合调度专题报告工程征地与移民安置报告管理调度自动化报告专业、专题报告水资源配置专题报告文件汇编输水隧洞水面线计算专题水力过渡专题专项研究报告工程地质勘察报告3、初步设计的出案成果导流洞水工模型整体水工模型三河口深孔闸门震动试验坝肩三维非线性稳定分析信息化系统碾压混凝土拱坝温控分析混凝土配合比试验可逆式水泵水轮机组专题报告三河口初设及附图三河口地质报告三河口主报告4、关键技术问题秦岭隧洞全长98.3km，采用明流输水方式，设计流量70m3/s，成洞直径6.74m。隧洞具有独头掘进距离长、大埋深的特点，与国内外已建、在建和拟建的长大隧道比较，在技术难度上均有超越之处，可称为世界级工程。第一，长距离独头掘进。最长独头掘进距离达到13.6km，施工通风成为工程的制约性问题，单工作面掘进效率成为制约工期的突出因素。第二，工程地质问题。隧洞穿过区域地质环境复杂，构造发育，岩性种类较多，施工过程中可能出现岩爆、突然涌水、围岩失稳、围岩大变形、热害等问题，在大埋深的背景下，局部洞段问题可能更加严重而复杂。第三，TBM的适用性和耐久性问题。从现有技术条件看，秦岭隧洞岭脊段必须采用TBM法施工。在适用性上，需要既能满足超硬岩（花岗岩、闪长岩）的掘进，又能适应在软岩中掘进，特别是适应千枚岩的大变形。其次，对局部围岩失稳、涌水等可能出现的情况，应有可靠的处理措施；在耐久性上，按照两台TMB由岭南、岭北相向推进，单台设备必须持续完成20km的掘进，而目前国内尚没有单台TBM一次持续完成20km以上掘进的实例。第四，施工运输和排水保障。除进口工作面外，秦岭隧洞95%的洞段要采用斜井工作面施工，斜井平均高差256m，最大高差526m，加上岭脊段长距离独头掘进，施工运输和排水难度大、成本高，对工程进度和安全性的影响大，其重要性和复杂程度超过其它隧道工程。（一）秦岭超长隧洞建设问题4、关键技术问题黄金峡水源泵站设计扬程116m，最大流量70m3/s，装机总功率约12.95万kw。从单机流量、扬程、装机规模等方面衡量，该泵站在国内甚至亚洲范围内位居前列，从当前工作进展情况看，黄金峡水源泵站的需要研究的技术问题有以下几方面：第一，综合利用水利枢纽的协调布置问题。黄金峡水利枢纽属于在大江大河取水的抽水泵站，工程本身也是综合利用工程，还有发电和航运的目标，同时为保护环境还有设置鱼道的要求。因此，综合协调消能泄洪、泵站、电站、航运、鱼道合理布置，是本工程的巨大难题。第二，水泵选型问题。目前抽水方案下，单机抽水流量11.67m3/s时，需要装机7台，单机容量达到18.5Mw，已超过国内常规离心水泵的上限，不仅泵的制造难度较大，配套机电设备造价高，泵站的启动等问题也较为复杂。第三，鱼道设计问题。目前黄金峡鱼道是我国设计落差最大的鱼道，要想满足工程环保的要求，还没有现成的工程可供借鉴。（二）黄金峡水利枢纽的设计问题4、关键技术问题三河口枢纽大坝为国内第二的碾压混凝土高拱坝，大坝坝高145m，大坝碾压混凝土量100万m³，碾压方量在国内碾压混凝土拱坝中排名第一。三河口泵站根据三河口枢纽抽水不发电，发电不抽水的工作特点，选择小容量的抽蓄机组目前国内还未有先例。从当前工作进展情况看，三河口水利枢纽的需要研究的技术问题有以下几方面：第一，高碾压混凝土拱坝分缝和温度控制问题。三河口碾压混凝土拱坝位于v字形河谷，泄洪量大，坝身布置建筑物多，解决好碾压快速施工、控制坝体裂缝、满足大坝温度控制要求都需要进行重点研究。第二，水泵选型问题。目前抽水方案下，三河口水库泵站我国国内无满足小流量、大水头变幅的可逆机组型号，适合三河口抽水发电的水泵水轮机需进行专门研制。第三，复杂地基条件的坝肩稳定问题。从初步设计揭示的地质条件看，三河口大坝基础地质条件非常复杂，具有构造复杂、裂隙发育的特点。需要研究的坝肩不利组合多，不易确定不利组合面的特点，坝肩稳定问题相对复杂。（三）三河口水利枢纽的设计问题4、关键技术问题引汉济渭工程建成后，将成为关中地区的骨干水源。供水范围涉及西起宝鸡，东至华阴的整个关中核心区域，面积1.35万km2。它将和受水区内众多的地表、地下水源联合运用，来满足5个大中城市、12个中小城市的工业用水和6个工业园区城乡居民的生活用水。根据规划，以引汉济渭工程为龙头，将建成覆盖关中核心区的关中供水工程系统。为了充分发挥引汉济渭工程的综合效益，保障关中城市群的供水安全，必须实现引汉济渭和关中当地水源的统一调度和联合调节。引汉济渭工程涉及陕南和关中两个大的气候区，在关中供水区涉及4个水资源三级区，除引汉济渭黄金峡、三河口水库外，关中受水区内有地表水源9处，地下水水源地19处，多数地表水源又同时供给城市和农业用水，部分地表水源中还承接有区外调水工程（如石头河水库、石砭峪水库），使得水资源的调度和联合调节问题非常复杂。在引汉济渭调水规模的论证过程中，按照长系列、多水源的联合运用问题进行了一些研究，但限于问题的复杂性，其计算模型和调度原则、方法还有待完善。解决引汉济渭与关中当地水