为什么南水北调不采用地下管道,而是蒸发量巨大的露天河道呢?
截止2021年12月12日,南水北调已经全面通水七周年,该工程已经累计向北方调水500亿立方米,1.4亿人从中受益。足以看出,南水北调工程是一项有利千秋,利国利民的大工程。
南水北调总共分东线,中线,西线,河道输送方式采用的是露天河道输送,很多人觉得这种输送方式不如地下管道输送,相比之下地下管道输送水源不易蒸发,那么为什么南水北调最后没有采用地下管道设计呢?
地下管道输送真的更省水吗?真的好处更多吗?既然我们都能看到的问题,当初研究南水北调的专家人员会看不出来吗?自然是管道输送有其它劣势,露天输送有更多优势。
首先南水北调肯定要考虑地势影响。南水北调三线工程总长度4350公里,南北跨度很大,如果采用地下管道输送,还需要建造很多水塔,讲很多地势低的管道里的水抽到高出。如果是一些平原还好,如果经过一些山脉,这些水塔的建造都需要消耗大量成本,抽水设施还会消耗很多电能。而且如果管道路线上遇到一些坚硬的岩石层,这些岩石的开凿也会加大工程难度。
第二点就是气温影响。我们都知道南北温度有一定差异,一般南方气温高,北方气温低。春秋季还好,一旦到了秋冬季,南北温差大,如果采用管道输送,水源来到北方后气温变低,一旦低于零度,管道内的水就有可能结冰,结冰严重便会堵塞管道,严重时管道甚至可能爆裂,而且管道内的结冰位置不容易很快排查出来。
如果是露天河道就完全没有这样的顾虑了。首先河道宽阔,虽说冬季北方河道仍然会结冰,但只是在河道表面,下方的水依然处于流动状态。而且即使某处河道结冰严重,相比地下管道,也更容易排查。
造价成本问题。地下管道和露天河道,一眼便可看出露天河道成本低,工程简单,省时省力。南水北调过程中,很多水渠可以稍加改造便可将水渠融入到南水北调大工程中。如果采用地下管道,首先要挖坑,还要埋管,我们必须考虑管子的坚固性,耐腐蚀性,抗压性等,好的管子成本自然不便宜。另外还要建造水塔,这些管道和水塔的成本绝对不是一个小数!
维修问题。南水北调这么大一项工程,后期难免需要各种维修和维护。如果是地下管道,管道时间长了容易破裂老化,维护十分困难,出了问题排查位置也不是易事,就好比自来水和天然气这些地下管道,维修和排查简直麻烦,必要时必须一段一段挖开确认问题所在。露天河道就不同了,后期维护很简单,而且哪块出现问题维护和排查也要简单得多。
淤泥处理问题。南水北调过程中难免会产生一些淤泥和泥沙,这些淤泥如何处理呢?如果是在地下管道里,淤泥多了还会堵塞管道,我反正没想到怎么可以方便地处理管道里的淤泥。相比之下,露天河道里的淤泥就太好清理了。
改善气候。我们都知道北方的干旱与北方的气候有一定关系,北方气温低,湿度也不高,很难形成降水。地下水则是越来越少,北方干旱似乎成了恶性循环。但南水北调工程便可有效缓解北方的气候,促进雨水的形成,使北方居民不再缺水。如果是地下管道输送水源,管道内的水与大自然隔绝,自然也无法像露天河道那样改善气候。
安全系数。目前,南水北调东线和中线工程,大多途径平原和丘陵地区,沿途地质条件并不稳定,靠近很多地震带。如果这些地方出现较强的地壳运动,肯定会对铺设的输送管道产生影响。
如果是明渠河道,虽然河道也会受地壳运动影响,但影响相对来说更小,而且地面也不容易出现塌陷。相比较地下管道,露天河道的安全系数更高。
蒸发量问题。露天河道的确蒸发量大于地下管道,但如果我们宏观从整个大自然来看,水蒸发形成水蒸气,水蒸气上升液化成水,达到一定条件便可形成降水。所以蒸发的水仍可通过降水方式补充到各地,这是一个完整循环,蒸发的水汽并不会流失掉。
总结:南水北调是一项浩大的惠民工程,这一点毋庸置疑。北方的人们不再缺水,有效解决了数亿北方人的用水问题。同时南方的水源来到北方,也有效缓解南方的洪水问题。至于南水北调使用地下管道还是露天河道的设计,通过分析自然是露天河道优势更大!
以上就是日常科普君的回答,如有不同观点,还请及时批评指正,谢谢!
为什么南水北调不采用地下管道,而是蒸发量巨大的露天河道呢?
北京10杯水中,有7杯半是南水北调来的;而天津几乎的供水都是南水。南水北调中线工程正发挥着作用。可科学家为什么不埋地下管道,非要露天河道呢?
人们有这样一个疑问:采用露天的河道进行南水北调,弊端很多,可为什么还要这样呢?
露天的河道,水分的蒸发量超大,特别是在夏天,你看,1432公里远的中线工程,一路上得蒸发多少水分啊?这样是不是让南水北调的效果大打折扣呢?
还有,因为采用露天河道,这么长的路程,一定会受到很多的污染,包括来自大气的污染,以及其他诸多的污染源。
采用地下水管就没有这些烦恼。水分的蒸发量小,而且也不怕受到污染,这多好啊!
殊不知,采用地下水管,它也有不少缺点,有些缺点还是很不现实。1.成本高。我们以起点在丹江口水库的中线为例,1432公里,如果全部都铺设地下水管,那么,这1000多公里的水管得多少费用呢?而这些水管的质量得有保障,水管的大小,还要经过科学的论证,太大了,又太浪费,太小了,又达不到南水北调的要求和效果。
关键是成本高了,但质量能不能够保证,风吹雨打,能耐多少年?
2.施工难。中线工程要穿越很多高山、河流,那可不是一路平坦。首先是如何运输,如何把这些水管运到荒山野岭呢?这得费多少人工啊?有些地方可不是机械或者是货车能够进去。还有施工的难度也是特别大,因为有的落差,这个高度差很大。这一路上得建多少个水泵站才能把水调上去呢?
水管之间的接头,也是一个问题,虽然我们一点也不怀疑我们的技术,但大自然也需要值得我们去敬畏。
3.维修麻烦。冬天的时候,北方天气寒冷,如果水管出现冻结破裂的情况怎么办?那么,首先必须找出在什么地方冻结,1000多公里的水管,甚至还有不少是铺在地下,当然现在我们的技术是没问题。但如果出现冰冻的水管在高山上或悬崖峭壁,这个维修真的特别麻烦。荒山野岭,甚至是出现在隧道里的水管,这些都给维修带来了一定的难度。
还有水管破旧、老化,需要更换,这才是以后最烦琐的事情,水管冻结也许出现的概率不大,不频繁,但日久年长,水管老化,这是自然而然的事情。那么,不得已时,我们还得再次把水管从地下挖出来啊!
4.调剂不科学。南水为什么要北调呢?因为南方水资源充沛,北方缺水。这样通过南水北调,就可以使水资源的分配更加合理。但南方也并非一年四季水资源都很充沛的。雨季来临的时候,南方的水资源就特别充足。如果采用地下水管,也就是说,这个水管流量就这么大,尽管南方的水资源充沛,甚至有可能出现涝灾,但也无法把南水调剂到北方去啊。这就是地下水管的弊端。
5.南水北调,不仅仅是调水。如果单纯为了调水,那也失去了这个伟大工程的意义。至于还有什么?等下我们讲到露天河道的优点,我们再详细介绍。
这个项目,在1952年就开始提出来。后来科学家经过勘探、研究,提出了50多种方案,以后才筛选确定下来。包括对路线的选择,以及采取什么方式将水从南方送到北方,都做了精心的研究和论证。
目前,中线工程已经通水了。现在我们来说说采用露天河道,它到底有哪些优点呢?南水北调采用露天河道,它有一个特别重要的作用,就是改变沿途缺水地方的生态环境。蒸发掉的这些水分,并非浪费了,这些水分最终还是落到了自然中,也是有利于沿途植物的生长以及自然界的生态调整。
利用河道,我们都知道它的作用有降低成本,维护方便等作用,同时,更重要的是,它能使沿途中不少原来已经干涸了的河道,开始有了流水,焕发出新的生命力量;同时也回补北方那些缺水的地下水。所以北方的生态环境得到了极大的改善。据了解,中线工程已经向30多条河流补水。
像东线,利用洪泽湖等湖泊,还能起到储水调剂的作用;以京杭大运河作为输水主要通渠,它也焕发出新的活力了,也被赋予了新的生命。南水北调后,白洋淀的水面面积也增加了50多平方公里,白马湖地区的生态环境也有了极大的好转。
这些都是露天河道所能带来的,而地下水管却并没有这样的功效。
露天河道能够最大限度的把南方的水科学有效的调到北方去。因为它很多都是采取现成的沟渠、河道。水流量不受限制,当然也能够控制。因此在南方雨季的时候,有时候为了避免涝灾,可以最大限度的把水资源源源不断的调剂到北方去。
还有一个是地形问题,南低北高,北方地势相对平坦,南方多是丘陵。刚才我们讲到了,采用地下水水管,它的成本很高,但是采用明渠,就可以节省很多费用。这里还有说明你一个,南水北调这个工程,它调取的方式主要是以明渠为主,即露天河道。但并不是露天河道是仅有的一种方式,也并不是说整个工程都利用现成的河道、湖泊、大运河等。有很多输水河道还需要人工、机械去开挖。
输水的方式还包括渡槽、暗涵、管涵、隧洞、倒吸虹。也就是说,在这个工程中,也在一些特殊地方,因地制宜,采取了地下水管,甚至还包括隧道,输水隧道还穿过黄河,在北京,输水隧道还穿过地铁站,与地铁结构相距3.67米,这是什么概念啊!
写在最后:
俗话说,远水救不了近渴。南水北调这个工程,把老祖宗的这句话给打脸了。
准确地说,不管是中线,西线,还是东线,虽然主要是以露天河道为主,但还是融合了其他的输水方式。
事实再次证明,如果单纯采用地下水管,那是不科学的。
南水北调,不仅调来了饮用水,还调来了良好的生态环境,当然,也把南方人的祖国一家亲的亲情也调来了。
为什么南水北调不采用地下管道,而是蒸发量巨大的露天河道呢?
理论上讲,如果南水北调采用地下管道,确实会减少蒸发,但为了减少蒸发这一个优点而带来更多缺点得不偿失,我们甚至都不用查上个世纪50年代南水北调修建时的规划资料,仅从地理地质学上就能分析出地下管道的至少4个缺点。
南水北调河道
首先最简单的抗震,南水北调工程从长江流域一直到京津、山东半岛,跨度之大世界绝无仅有,这么长距离的工程,中途势必要经过多条断裂带、地震带,如果采用地下管道方式,一旦发生地震将造成不可逆的坍塌,以东线为例,中途就经过著名的郯庐地震带。再一个,南水北调中线、东线都位于人口密集的平原区,该区域地面生产劳作非常密集,那问题来了:挖深了涉及地面水塔加压,工程量、成本将倍数增长,而挖潜了地面密集活动情况下很容易塌方。
南水北调穿河建设
其次是成本原因,南水北调所有线路并非全都新修建,而是大量利用了既有河道,最典型的是东线京杭大运河利用,不但节省了巨大成本,也重新使京杭大运河发挥价值,且将沿线湖泊串联起来,可综合调度、优化沿线湖泊的水资源,促进沿湖生态。而如果采用地下管道,那既有河道只会荒废,且想调度水资源到沿线周边湖泊时,需要高功率泵站不停工作。再一个,露天河道串联起沿线湖泊,在北方雨季湖泊涨水时,可以减少长江泵站枢纽的工作量,从而节约成本。
引汉济渭
再一个是故障维护,不可否认我国已经修建的水利工程,很多都是采用地下管道的方式(输水隧洞),比如引汉济渭工程、滇中引水工程等,都采用了大量地下隧洞,但这些隧洞皆是依托自然山体,更准确地讲叫做“山体隧洞”,大型盾构机开凿后空间很大,后期维护完全可供人力设备进入。但南水北调东线、中线皆位于我国平原区,平原区开凿隧洞没有山体地形依托,只能是走地下暗道,暗道后期一旦出现问题,不但排查工程量大,维护更复杂,不可能每次维护都挖开地面,那将严重影响地面生产作业。
引汉济渭隧洞建设
最后纠正一点,很多人认为南水北调采用地下管道还涉及北方冬季结冰问题,其实这个问题不成立,北方冬季结冰是指地面河流、湖泊,而地下温度高反而不会结冰,否则北方城市冬季地下水、自来水供应将全部瘫痪。
欢迎点击关注,留言一起探讨。
为什么南水北调不采用地下管道,而是蒸发量巨大的露天河道呢?
蒸发的水变成水蒸汽,水蒸汽形成的雨又落下到地面,实质就是自然循环系统。虽然蒸发的水不能随着灌渠流向目的地,但并不影响蒸发的水滋润大地。
为什么南水北调不采用地下管道,而是蒸发量巨大的露天河道呢?
南水北调工程是新中国建国之后一项伟大的水利工程,仅仅是从这项工程的提出再到实施,就已经花了数十年的时间。然而,南水北调工程共分为东线工程、中线工程和西线工程,其中东线工程和中线工程都已经完工了,只有西线工程还没有开工建设。
新来的朋友记得点一下关注,也可以从我的主页里面查看往期更多精彩的内容。
不过在已经完工的东线工程以及中线工程中,用来向北方输送水资源的都是属于露天河道,而且还是属于上宽下窄。我们都知道,这些露天河道就是对着天上敞开的,会存在着比较大的蒸发量,而这些工程的河道长达上千公里,那么蒸发量就会损失不少,为什么却没有使用地下管道呢?
采用地下管道的缺点按照上面的说法,采用露天河道的确会造成蒸发量的损失,采用地下管道,也的确可以弥补这样的缺点。然而,采用地下管道本身也存在着自身的缺点。
首先,就是建设的成本会非常昂贵。因为利用地下管道的话,那肯定就必须要对管道预先制作,然后再运输到施工地组装。这样对于运输的要求就要高了很多,因为在运输的过程中,这些预先制作的管道不能被碰坏,所以运输的难度就增加了,自然也就会导致运输的成本提高。
南水北调工程的输水量也是比较大的,到底是用一条管道还是多条管道呢?这些管道到底要制作成多大呢?这些工程问题都需要预先考虑好,甚至还需要做出一些模拟,前期论证的工作肯定也不会少。
其次,施工的工作量也会增加。因为这些管道大多数都要埋在地下的,那就必须要先在地下挖开一个坑道,然后再在这个坑道中将地下管道接起来。但这一项工程的输水线路长达上千公里,在通过某些地方的时候,也必然会出现地形障碍,例如遇到一些高山阻隔,又负责一道河流阻挡,对于施工也造成了各种各样的难度。
当将管道接好之后,有些比较特殊的地方,我们还得回土将管道埋好。这样无疑就增加了工作量,就会使建设的成本增加,管道之间的接头也是一个技术问题,再加上有时候会遇到一些障碍,真的不方便直接把线路往这里铺设,那就只好绕道,要到的构件也必须要预先制作好,又或者在某一段就要预先规划好,这样会相当麻烦。
再次,维护的成本也会增加。由于管道是埋在地下的,要是某一段出现了问题就不容易被发现。因为我们很难了解到是在哪一个段位出现问题的,也需要一定的诊断技术支持。
然而,这些管道基本上都是南北走向的,这也意味着在北方到了冬天,有一些部位更容易会结冰,准确地找出出现问题的段位,并且有效地解决问题,就是非常关键的问题。再加上管道用久了也有可能会老化,到时候真的需要对它们进行更换,工作量也会非常大。
最后,采用地下管道,仍然存在水资源利用不合理的状况。南水北调工程本身就是为了调整我国水资源分布不合理的状况,由于我国南方的数据源比较多,而北方的水资源就比较短缺,这才使得我国的领导人希望从南方将水资源调一部分到北方,以解决北方水资源短缺的问题。
如果采用地下管道运输水资源,的确可以在一定的程度上减少蒸发量,提高水资源的利用效率。那如果下大雨的时候,从天上降落的水资源就无法进入地下管道,最后也是浪费了,所以从这方面来说,采用地下管道的方式也不见得一定是非常好的。
采用露天河道也有优点采用露天河道,除了存在蒸发量比较大的情况外,其实还有很多优点的。首先我们就从建设的成本上来看,一般只要确定好了河道,然后开挖就行了,最后再在这条河道上利用建筑材料硬化,防止水资源渗透到地下,基本上就可以减少这些水资源在输送过程中的损耗。
将河道硬化的材料也是比较普通的,因为它们基本上都是一些普通的建筑材料,从运输上来看,在运输的过程中根本就不用担心磕碰坏的情况出现。就算这些情况出现了,也不会影响到河道的修建,因为这些材料仍然可以使用,所以运输的成本降低了,建造河道的成本也就降了下来。
利用河道运输,想要改变河道的方向也是比较容易。因为在修建河道的途中,要是遇到了一些障碍无法移开,那就只能绕到修建了,这其实也不是什么困难,只是多了一段挖掘的距离,又或者直接改一个弯就行了,修改的时候还是比较方便。
虽然露天河道存在着蒸发量比较大的问题,但这些蒸发量也不见得就这样浪费了。因为南水北调工程并不是简简单单地将这些水资源输送到北方就行了,它的目的本身就是为了利用南方的水资源来改善北方的生态环境,当然改善沿途的生态环境也是可行的。
我们都知道水资源对于生态环境的影响是非常大的,露天河道的水分变成了水蒸气,参与到当地的水循环当中来,对生态环境的改善也会起到一定的积极作用。同时这些水蒸气也有可能会变成雨水降落下来,那么仍然会有一部分死回到露天河道中,尤其是在洪涝的时候,这条河道还可以将这些水资源快速输送到下游。
除了要人工开挖新的河道之外,南水北调工程还会利用天然的河道作为辅助,有时候也会利用一些天然的湖泊,这样就可以减少河道挖掘的工作量。例如东线工程,就使用了洪泽湖,起到了储水调剂的作用,同时也可以改善当地的生态环境,就可以起到非常好的效果。
还有另外一个就是地形的问题,当然在中线工程和西线工程中不存在这个问题的,只不过在东线工程中,北方的地势要比南方高,这样水就不能直接流到北方地区,还必须要修建扬水泵站,先将水势抬高,这样才会慢慢地流到北方去。这样的结果就可以使在沿途减少很多扬水泵站的建设,从而节约成本。
综上所述,露天河道的确存在着蒸发量比较大的问题,但就算是采用了地下管道来将南方的水资源输送到北方,也不见得这样的好处会大很多。因为在其他的方面,地下管道还是存在着许多的问题,例如建设成本的增加以及维护成本增大等等。
露天河道也存在着比较多的优点,因为南斯北调工程的目的本身也是为了调节我国南方与北方水资源分布不合理的状况,可以将南方的水资源输送到北方,以改善北方水资源短缺所造成的一系列问题。所以从南方调过去的水资源可以是让人喝的,也可以是用来改善生态环境的,总之用途比较多。露天河道的蒸发量,其实并没有浪费掉,也同样会改善这沿途的生态环境。你是怎么看的呢?
为什么南水北调不采用地下管道,而是蒸发量巨大的露天河道呢?
管道成本太高了,南水北调工程量大。加之南方水源充沛,源源不断的流水不惧怕少量蒸发
内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。
版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请与我们联系,我们将及时删除。