南水北调惠及全国各地,是一项规模宏大、影响深远的跨流域调水战略性工程,缓解了北方地区的水资源短缺问题,促进了社会发展。这项工程分为东线、中线和西线三条调水线路。
东线起点在江苏扬州的江都水利枢纽,终点在天津。全长约1467公里。东线通过泵站逐级提水,跨越江苏、安徽、山东、河北等省,最终抵达天津。
中线起点为湖北丹江口水库,终点为北京团城湖,全长约1432公里。中线利用丹江口水库的水源,大部分线路能够实现自流,仅需少量提升设施。该线路穿越长江与淮河的分水岭,通过隧道穿越黄河,为河南、河北、北京、天津等地区提供用水。
西线相较于东线和中线,西线工程更为复杂,目前仍处于规划和研究阶段,未实际开工建设。西线设想从长江上游的支流调水至黄河上游,旨在解决青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古等西北地区的水资源短缺问题,提高这些地区的灌溉能力和生态用水保障。
中国地势总体上是西高东低,东线工程中,需要水往高处流。为了克服这一自然地形障碍,工程师想了很多办法。
由于东线沿途地势南低北高,无法依赖自然地势自流引水,因此采用了大量的泵站来提升水位。东线工程从长江下游的扬州附近取水,通过建设52个大型水泵站群,逐级提水北送,跨越平原、翻越高差,最终到达华北地区。这是世界上最大的水泵站群之一,通过电力驱动,实现了“水往高处流”。
其实在从东线起点到终点的沿路上,能发现很最多的就是水泵站。水泵站是一种利用水泵提升和输送水的设施,其核心功能是将水从低处提升至高处或远距离输送。
水泵站的核心是水泵,通常由电动机或柴油机作为动力源。电机或柴油机带动水泵叶轮旋转,将机械能转化为水的动能和压力能。叶轮旋转时,叶片切割水流,产生离心力,使水获得动能并沿着泵壳导向,从泵的低压区(吸水侧)移动到高压区(出水侧),进而被提升至所需高度或压力。
水通过泵壳内部的流道被连续排出,通过管道输送到目的地。在这个过程中,泵站的辅助设备如阀门、控制系统等调节水的流向、压力和流量。
南水北调东线上的水泵站群,共设立13个梯级泵站,其中包括22处水利枢纽和34座泵站。这些泵站分布在不同位置,形成梯级,逐级提升水位,以克服地形高差。
第一梯级泵站由5个泵站组成,分别位于扬州的江都一、二、三、四站和宝应站,能够满足每秒500立方米的泵水目标,并且还能兼顾里下河地区的排涝工作。
东线工程的实施分为多个阶段,第一期工程增建了21座泵站,第二期工程在此基础上又增加了13座,第三期工程进一步增建了17座泵站,每个阶段都在不断提升泵站群的调水能力。
按照规划,南水北调东线工程年均调水规模为148亿立方米。就是通过这一系列精心布局和科学设计的泵站群,南水北调东线工程克服了自然地理的限制,实现了水资源的远距离、大规模调遣,有效缓解了北方地区的水资源短缺状况。