非洲大规模调水工程建设及现状分析

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：表2-6［7，9，10，20］列出了非洲已建和在建的调水工程。其中南非和埃及的调水工程最多，埃及的调水目的主要是灌溉农田，发展农业生产，以养活全国6300万人口。

非洲有“热带大陆”之称，其气候特点［8］是高温、少雨、干燥。降雨分布极不平衡，有的地区几乎终年无雨，有的地方年降水多达10000mm以上。全洲1/3的地区年平均降雨量不足200mm。东南部、几内亚湾沿岸及山地的向风坡降水较多。总体来说，非洲是世界上水资源最为紧缺的大洲，该洲的多数国家都缺水。因此，水资源的开发受到了该洲多数国家的高度重视。但是，非洲多数国家经济欠发达，旱涝灾害频繁，人民温饱尚未解决，很难从事大型水利工程的建设。

表2-6［7，9，10，20］列出了非洲已建和在建的调水工程。从表2-6中可以看出，非洲共有8个国家修建了23项调水工程。其中南非和埃及的调水工程最多，埃及的调水目的主要是灌溉农田，发展农业生产，以养活全国6300万人口。而南非调水的目的主要是发电、城市和工业供水。下面简要介绍非洲的主要调水工程。

表2-6　非洲已建和在建的调水工程［7，9，10，20］

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续表

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始于1962年的奥兰治河开发工程是南非最大的多目标工程，目的是将奥兰治河的水向南引至开普省东部灌溉农田，并调节向西流到亚历山大港的流量，具有灌溉、供水、发电等多种功能，建成后灌溉30.8万hm2的农田，提供生活用水45.8万m3/d，年发电为10亿kW·h。工程包括多座大坝、两条总长135km的引水隧洞、总长超过400km的生活用水管道和1360多km的干渠。工程大致分6个阶段建设，总工期约30年。第一阶段工程包括两座混凝土拱坝：亨德里克维尔沃德拱坝和勒鲁拱坝，奥兰治河-阿什河隧洞和勒鲁坝下游渠道输水系统等，已于20世纪70年代完成。

3.3.1　南非莱索托高原调水工程［21～25］

这是非洲也是当今世界在建的最宏伟的综合性水利工程之一。该工程地跨莱索托和南非两国，工程的95%建在莱索托境内，只有5%在南非境内。工程计划分期新建6座大坝、4条大型隧洞和3座大型泵站。调水的隧洞和渠道长度约500km。工程总投资（以1991年平均价格计算）超过50亿美元。预计工期长达30年。按计划到2020年工程全部完工时，莱索托可向南非输出水量70m3/s，并解决本国的供电问题。水力发电装机容量180MW。莱索托高原引水工程示意图见图2-3。

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图2-3　南非莱索托高原调水工程示意图

该工程分四期建设：Ⅰ期工程又分A和B两个施工阶段。Ⅰ期A阶段工程施工始于1992年，1997年底结束。A阶段完成了如下工程：完成了施工住房、道路、桥梁等一系列基础设施建筑物，高原调水工程主体蓄水坝——185m高的卡齐拱坝，穆埃拉水电站一期工程（装机72MW）及55m高的穆埃拉混凝土重力坝（形成尾水池）；打通了卡齐坝-穆埃拉水电站的引水隧洞和穆埃拉-阿什河的输水隧洞（共长82km）。按原计划A阶段工程应于1995年底完工，但由于隧洞衬砌延误了工期，所以直到1997年底才完工。1998年初已竣工的引水工程开始以平均18m3/s的流量向南非调水，同时穆埃拉水电站也已开始在莱索托发电。Ⅰ期A阶段工程施工耗资约16亿美元。Ⅰ期B阶段工程目前正在施工中，要修建马楚库引水工程，145m高的莫哈莱混凝土面板坝（库容为9.58亿m3）及从莫哈莱水库至卡齐水库的输水隧洞（自流式输水隧洞）和一座连接马楚库-卡齐水库输水隧洞的引水堆石堰。同时，将穆埃拉水电站的装机容量增加到110MW。B阶段工程进展顺利，估计将于2003年完工，工程投资约为7.8亿美元。

3.3.2　利比亚大人工河工程［26～27］

为解决北部沿海地区的严重缺水问题，1983年，利比亚决定实施“大人工河”计划，亦即把南部撒哈拉沙漠的4处地下水源的地下水抽上来，分别用管道远距离送到北部沿海地区，并联成全国统一的地下供水管网。“大人工河”工程总调水量为25亿m3/a，输水干线总长4500km，计划总投资300多亿美元（含配套设施投资），为目前世界上最长的管道输水工程。“大人工河”调水量的70%用于工农业，冬春季可以增加灌溉面积18.5万hm2，夏秋季增加灌溉面积10万hm2。调水量的25%为城市生活用水，5%为工业用水。“大人工河”工程分4期建设。

第一期工程从库夫拉到北部的艾季达比亚，输水距离1600km，采用两条直径4m的应力钢套筒混凝土管（简称PCCP管），年输水7亿m3。主体工程投资47亿美元，已于1991年建成并投入运行。

第二期工程从迈尔祖格到首都的黎波里，输水距离1700km，采用两条直径4m的PCCP管，年输水9亿m3。主体工程投资72亿美元，工程于1992年开工，现已基本建成。

第三期工程将第一、二期输水管线联接起来，管线长190km，目前正在施工之中。

第四期工程计划将南部另外两个地下水源分别再引到北部沿海地区。

“大人工河”的地下水源储藏在撒哈拉沙漠下的地层内。据介绍是地质构造形成的，无补给来源。抽水按25亿m3/a计，100年后地下水位下降50cm。“大人工河”的水源工程包括建设道路、电厂及供电系统、打井、抽水泵站、将水集中到输水总管等工程。一期工程在水源地打井108眼，一次抽水扬程500m，然后自流到北方，中间设置了5座调节水库，总库容5090万m3。二期工程在水源地打井586眼，在输水沿线设3个加压泵站，总扬程也是500m，设置4个加盖的调蓄池，总容量为55.6万m3。“大人工河”工程以地下水为调水水源，这是该工程的最大特色，在世界调水工程中是很少见的。

3.3.3　埃及西水东调工程［28～30］

埃及是世界上最早修建调水工程的国家之一。据传早在公元前3400年就沿尼罗河谷地引水灌溉土地。公元前2700～公元前2600年曾在瓦迪加拉瓦河上筑坝拦蓄洪水，引水灌溉，发展农业生产。到20世纪，埃及已修建了多项调水工程。“和平渠”是继阿斯旺高坝之后的又一大型水利工程，是把非洲的尼罗河水引向埃及国土的亚洲部分——西奈半岛的重要水利工程。该渠从尼罗河三角洲地区起建萨拉姆渠，引尼罗河（杜姆亚特河）水东调，在东调中加入排水（灌溉回归水），萨拉姆渠到苏伊士运河段长约87km，调水从苏伊士运河底下经隧洞立交穿过，继续东调175km直达西奈半岛北部重镇阿里什干河谷，连同运河以西渠段，西水东调工程主干线全长为262km。

埃及西水东调工程主要有三部分：①苏伊士运河以西渠道；②穿苏伊士运河输水隧洞；③西奈北部输水工程。规划开发耕地25.76万hm2，其中苏伊士运河西侧开发8.4万hm2，苏伊士运河以东西奈半岛开发17.36万hm2。总用水44.5亿m3，其中引尼罗河水21.1亿m3，利用三角洲灌溉回归水23.4亿m3，大体按1∶1混合进行灌溉，部分采用喷灌或滴灌。

西水东调工程西奈北部的土地开发基本上是在沙漠地区进行，建设条件艰苦，但工程设计标准高，施工质量好，为减少渗漏损失，输水工程采取混凝土全断面衬砌，引进成套渠道衬砌设备进行施工，从渠道削坡、混凝土浇筑、振捣等全部机械化作业。

西水东调工程按1994年价，总投资约17.24亿美元。工程于20世纪90年代初全面开工建设，至1995年苏伊士运河以西萨拉姆渠及土地开发等项目全部完工，1994年初开始建设穿苏伊士运河输水隧洞工程，工期3年，于1997年5月完工。

1998年10月26日，埃及总统穆巴拉克亲临西水东调穿越苏伊士运河工程，按动提闸放水的电钮，在埃及历史上开天辟地头一回，通过苏伊士运河底下的输水隧洞，将尼罗河水调至干旱缺水的西奈半岛，为工农业生产和人民生活提供了宝贵的水资源。

3.3.4　“新河谷运河工程”

这是埃及历史上最大的水利工程，也是一项跨世纪工程［28，30］，工程于1997年破土动工。按照设计，新河谷运河工程起于纳赛尔湖附近的土什卡，止于巴哈里亚绿洲。该工程包括18个提水站、三个备用提水站、一条50km长的干渠和两条各长数百公里的支渠，共耗资57.78亿埃镑（约合12.42亿美元）。第一阶段工程包括两个大型提水站、50km长的干渠和一小段支渠，全长800余km。整个工程工期约需20年，耗资约300亿美元。从1997年起到2017年，埃及每年要为该工程投入1000亿埃镑，埃及政府负责筹措200亿埃镑，其余部分依靠私人和国外投资。整个工程完工后，将使埃及西南部大约7530万hm2荒漠变成农田，其中可耕地面积约为143万hm2的新绿洲将出现在埃及西部沙漠之中，届时将在这块广阔的土地上兴建起25座城镇，安置300万移民，创造200万个就业机会，使昔日的荒凉大漠变成充满活力的工、农、商、旅游全面发展的新区。

新河谷工程第一阶段是开挖新河谷干渠，从纳赛尔湖开始到麦菲德图什基的北面，经过三个阶段将河水引到新河谷的绿洲。运河一期工程延伸50km，包括在渠口建立一个特大型提水站，设计年取水量约55亿m3，安装21台水泵，抽水334m3/s，每日可将2500万m3的水从海拔147m（这是纳赛尔湖的最低水平面）提高到海拔约201m的山丘上，此后水自流注入运河渠道。此干渠底部宽30m，上部宽58m，深6m，干渠用钢筋混凝土浇注，厚20cm，此外，用腈纶做防水层防止渗水。运河一期工程已于2003年1月竣工，1月12日埃及总统穆巴拉克按下电钮，埃及最大的提水泵站将尼罗河水注入运河，清澈的河水向西奔流而去。在第二阶段，运河向巴黎绿洲以南延伸350km，在阿维纳特以东及新河谷的巴黎绿洲以南地区浇灌8.7万hm2。干渠将到达新河谷内外各绿洲，灌溉21.7万hm2。然后（在第三阶段）干渠到达巴赫里亚绿洲，从而构成整个新河谷及新三角洲。

非洲大规模调水工程建设及现状分析

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