南水北調中線工程水源地——丹江口水庫(網路圖片/看中國配圖)
【看中國2014年12月20日訊】我多數撰文,指出中國南水北調工程勞民傷財,工程上馬沒有經過任何研究論證,無視自然科學技術規律,是屁股決定大腦;而工程設計投機取巧,施工多偷工減料。該工程耗費五千億人民幣天文巨資,但是注定要失敗。失敗不是說一桶水都調不到北京,渠道已修好,水灌進去,多少總會有水流到北京,問題是能夠實現多少輸水量。南水北調中線的設計指標為每年平均輸水量148億立方米,後來又減到95億。如果能夠基本達到這個輸水量指標,甚至只要能達到其一半,都可以算工程成功吧,否則連一半都達不到,就算失敗。我反覆匡算,明確指出,中線每年能夠實現的實際輸水量,不但連工程指標的一半都達不到,甚至連每年十億立方都達不到,這還是假設全年運轉,若每年只運轉六個月,枯水季節無水可調,那麼一年只能調水五億而已。花費五千億的工程,每年只調水五億,是巨大的浪費和慘痛的失敗。
最近鬧鬧騰騰的南水北調中線通水報導,完全證實我的論斷。南水北調中線完全失敗的結論,有報導為事實根據,可以板上釘釘了。
南水北調東線早已失敗
南水北調東線從長江下游逐級用電泵提高水位,然後主要依靠古老的京杭大運河航道往北方的山東和天津送水。其設計指標也是每年平均調水95億立方米,也就是95億噸。中線去年夏天竣工開始試水,延至去年12月10日算是通水了。該工程徹底失敗。旅德水利專家王維洛稱之為《一江污水向北流》。東線通水至今有一年半了,期間基本擱置不用。只在通水後不久宣布當年通水結束,得3400萬立方水。然後在2014年五月份啟用二十天,調入駱馬湖4550萬立方的水,然後在2014年山東東四湖枯水危機,被迫再次啟用,一個多月通了8079萬立方水。三次加起來1.60億立方水,不但遠遠達不到每年平均輸水量95億噸的設計指標,連我給出的每年五億的慘敗指標,都遠遠達不到。東線失敗的原因不但是工程本身性能遠遠無法達到設計輸水量,更有水源污染嚴重,調來的水毫無價值,再有開啟電泵抽水需要耗費天文數字的電力,沒有人願意付這個電費。於是花費巨資建成的工程只好擱置不用晒太陽。可惜華北霧霾,連晒太陽也困難,只能讓它霉爛不提了。這點他們心知肚明。因此,東線通水,沒見到敲鑼打鼓,鞭炮齊鳴,沒見到紅旗飄飄,橫幅飛揚,也沒有見到剪綵儀式,領導講話。上上下下負責的頭都多起來了,沒有人出來邀功請賞,因為實在無功可邀,無賞可請。這在稍微做出點了不得的事情就牛皮吹上天的兲朝,實在罕見。媒體也很知趣,冷冷清清,報導不多。
南水北調中線通水即失敗
南水北調遠預定於2014年汛後通水。「汛後通水」後來換成「即將通水」,從夏天嚷嚷到現在,九月底就宣布全工程驗收,已具備通水條件。然後再無下文。直到突然新華社報導,12月12日14點32分渠首閘門打開,算是正式通水了。其實正式通水前渠道早就灌滿水,叫做充水不叫通水。充水和通水一字之差,差在哪裡呢?充水是水灌進去後各級閘門關閉,水不能流動。通水是水在流動。所以差別在水的流動。我們來看看渠首閘門打開以後,水有沒有在流動,流動得有多快。從各方報導,我得出結論,水流非常緩慢,證實工程完全失敗了。
南水北調中線通水的視頻
感謝中央電視臺提供了一個大黃鴨,讓全國人民在不經意之間直接而客觀地見證了南水北調中線工程的徹底失敗。下面是視頻:
在渠首干渠中漂浮的大黃鴨。(視頻截圖/看中國配圖)
視頻中在3:20處,5:40處和7:25處分別見到在渠首干渠中漂浮的大黃鴨。從3:20處大黃鴨距離橋頭二十幾米,到7:25處大黃鴨飄到橋底下,時間間隔是245秒,漂移距離估計為25米。算出平均水流速度為每秒0.1米,也就是每秒十厘米。
我們估算一下,每秒0.1米的水速,水的流量是多少。渠道截面是梯形,渠底是25米寬,邊坡是1:2,也就是每高一米,寬度在每側增加2米,兩側共增加4米的寬度。渠道灌滿水有8米深,尚有一點深度沒有完全灌滿,算7米深。那麼渠道的水截面下底寬25米,上面寬39米。梯形截面是上底加下底平均後乘以高度,32X7=224平方米。乘以水流速度0.1米每秒。輸水量是每秒22.4立方米。離設計指標每秒350立方還差得遠呢!其他媒體報導水流量為每秒100立方。可是央視睜眼說瞎話,採用事先準備好的背書稿,說每秒水流量350立方米,水速超過每秒一米多。這是自欺欺人。全國人民看到大黃鴨,都清清楚楚知道真正的水流速度是多少。央視的背書稿,小學生都騙不過。
【更新】通水五天後,央視再公布一個視頻,透露五天總共放水2100萬立方。據此計算,放水量為平均每秒48立方,可見我的估算很準。以2100萬立方水算,水流僅僅流出77公里而已。可是央視把大黃鴨撈起來,汽車運到焦作再扔到渠道裡,冒稱水已經流到焦作。笑話!又,第一天報導放水量為每秒100立方。假如取信這個數字,第一天就放了864萬立方的水,2100萬剩下1236萬在後面四天放,平均只有每秒35立方。可見下游水流不暢,被迫把渠首閘的放水量削減到每秒35立方米。
大黃鴨身上裝載高清攝像頭。(視頻截圖/看中國配圖)
大黃鴨身上裝載高清攝像頭,原計畫一路順流飄到北京,報導沿途所見。大概他們也覺得大黃鴨漂流速度奇慢,太難看了覺得沒趣。根據現場記者張歐亞聲稱,大黃鴨後來被撈起來了。真是欲蓋彌彰。大黃鴨不慎泄露了國家機密了。搞笑的是,各地媒體紛紛報導大黃鴨是用來估算水速的。可是我看了各篇報導,沒有一篇給出一個確切數字,說根據大黃鴨的漂移,算出水速是多少。全國讀者也沒有人根據視頻中見到的大黃鴨估算一下水速,得出自己的結論。可見國民腦殘者居多。
為什麼渠首閘只開一條縫
我們再仔細看視頻,從1:40處開始,鏡頭轉向閘門處的水面。我們可以看到,開啟的閘門確實激起一些浪花,可是水並沒有澎湃洶湧地一瀉而下,而只是在原地打圈,激起的浪花在左右徘徊,原地轉起一些漩渦,而沒有明顯地往前漂移。這說明閘門只是在水深處開啟一條縫而已,沒有充分打開。充分打開的閘門會讓水一瀉而下,勢不可擋。而在水深處開一條縫放水,在水面上就只能看到一些漩渦。須知,渠首大壩裡面的水位在160米,外面渠道裡水只到147米不到,十三米的水落差,足可以讓水以每秒16米的速度衝出閘門。別說每秒350的設計流量,閘門完全打開,每秒2800立方的放水量都可以達到。我們看到過大壩泄洪閘開閘的那種萬馬奔騰的氣勢。
可是南水北調渠道是一千幾百公里長的一條細長的水道,下游水流不暢,上游凶猛放水的結果,不可能讓下流的水流得更快,只可能讓上游的水滿溢出渠道。因此,渠首開閘,不是想開多大就開多大的,只能開一點點,看下游的水流得是否通暢來決定。如果下游的水流得很暢通,水位下降,閘門可以再開大一點,否則,上游的水快溢滿了,閘門就得趕快關小一點,以免水溢出來。我們看到,儘管渠首的閘門只開一點點,可是水位已經非常滿,說明下游水流不通暢,水流量只有那麼一點點,閘門不可以再開大了。這不但印證了南水北調真實的水流量遠遠達不到設計指標,並且證明,工程的指揮者和控制者完全瞭解這個事實,才會操縱渠首閘門僅僅開啟一條小縫,而不是更大。我認為各地紛紛報導大黃鴨用來估算水速,可以沒有一家媒體給出一個具體的數字,說估算出的水速是多少,這也是根據上級明確指示,不予報導具體的水速,免得引起全國人民質疑。未必是記者們統統忘記算水速了。
為什麼水速和輸水量遠遠達不到設計指標
按照南水北調工程設計,每年平均輸水量要達到95億立方米。一年365天,一天24小時,一小時3600秒,平均流量要達到每秒300立方。工程設計指標是每秒設計流量350立方,加大流量每秒430立方。現在我們看,根據大黃鴨漂流速度,水速僅僅每秒10厘米,流量每秒二十幾立方而已。為什麼比設計指標差那麼多呢?
輸水工程,水速非常重要,這不但是因為水流量等於水的截面積乘以水速,因此正比於水速。並且因水速和輸水工程兩大危害直接相關,一是泥沙沉積,二是冬季結冰。水裡都有泥沙,水流得慢,泥沙便沉積下來,淤塞通道,讓水流得更慢,最終因淤滿污泥,毀了工程。
其次是水從相對溫暖的湖北丹江口,往寒冷的北方流,冬季會結冰。水結冰時通常表面先結冰,形成封閉空間,下面的水再在封閉空間裡結冰,水結冰體積會脹大10%,會脹壞渠道,涵洞,渡槽,破壞力非常大。南水北調的設計者們原先的設想是丹江口的水帶著餘溫,如果水量足夠大,水速足夠快,那麼水來不及完全冷卻結冰就流完南水北調渠道全程,到了北京水從地下管道走,地下的溫度相對暖和一點。那麼結冰的問題就不大。可是如果原設計的水速為每秒2米,實際只有每秒十幾厘米,水流慢十倍,就有足夠時間冷卻結冰,問題很大!
水在輸水通道靠天然水位落差自然流動的速度,有個估算公式,叫曼寧公式:
公式中的水力半徑,是水的截面除以水和渠道接觸的部分周長。粗略的計算可以大約用水深來替代。水力坡降是水落差除以輸水距離。南水北調干渠總長1277公里,落差從渠首147.38米落到團城湖48.38米,有98米落差,98米除以1277公里,水力坡降是7.67×10^-5。可是沿途有許多過水建築,比如涵洞,渡槽,倒虹吸之類,要佔用水頭,因此平直部分的渠道,只能得到4×10^-5的水力坡降。這4×10^-5也是工程的設計者們使用的水力坡降數字,實際文獻多採用1/26000=3.85×10^-5的數據。
渠首處渠道截面為梯形,渠底寬25米,邊坡1:2,達到設計水深8米後,水面寬57米。因此梯形截面積328米,接觸水的濕周長60.78米。算得水力半徑328/60.78=5.40米。關鍵是曼寧糙率,工程設計者採用光潔的混凝土表面的曼寧糙率0.013做計算。
我們把S=3.85×10^-5,Rh=5.40,n=0.013代入曼寧公式計算,算得水速為每秒1.47米,約每秒1.5米。乘以截面積328米,最高可以達到每秒480立方的水流量。略留餘地,這也就是設計流量每秒350立方,加大流量每秒430立方的設計根據。可見這個設計值完全取決於使用曼寧糙率係數0.013,即光潔混凝土表面,作為全工程設計的依據,是否合理?這正是貓膩所在。
實際測量的曼寧糙率,光滑的混凝土表面,確實是0.013.可是沉澱有泥沙的天然河道的糙率,卻是0.04或者更高。南水北調渠道實際上的曼寧糙率,達不到0.013這麼低。首先是施工者們不可能仔細把渠道每一處都打磨得光滑平整。事實上許多通水的渠道,連下面積累的施工垃圾都懶得清理乾淨。每一處堆積的垃圾雜物,每一個突出和不規則的表面,都增加水的摩擦阻力,增加曼寧糙率。其次,泥沙必然會沉積,沉積的淤泥增加摩擦阻力,增加曼寧係數,讓水流得更慢,泥沙沉澱更多,最終曼寧係數和天然河道一樣高。因此南水北調實際的水速和水流量肯定遠遠達不到設計指標的每秒1.5米和每秒350立方。這也已經被大黃鴨證實了。
泥沙沉澱已經毀了南水北調中線
我早有警告,泥沙沉澱將毀了南水北調中線工程。我說道,汛期之後丹江口的水渾濁,攜帶大量泥沙,不能馬上放水進入南水北調干渠,需要幾個月在水庫裡沉澱乾淨,清水再放入干渠。可是逆耳忠言沒有被聽進去,不聽馬可安言,吃苦就在眼前。汛期丹江口水位一漲起來,他們就馬上放水進入干渠了,放進去也罷,就通水吧,讓水流起來。可是他們又不讓水流。讓整個干渠灌滿渾濁的丹江口水之後,他們關閉各處閘門,名之曰進行充水試驗。讓整個干渠成為一潭死水,丹江口的渾濁汛期洪水,有幾個月時間在干渠裡充分沉澱,成為泥漿河底。這個錯誤的決策,不幸已經徹底毀了整個南水北調中線。因為泥漿沉積和水生植物滋長,實際的曼寧糙率已經大大地超過0.04了。這是因為上面大黃鴨估算出來的水速,每秒僅0.1米,甚至於大大低於我原先很悲觀的估計,認為水速只能達到每秒0.25米的估計。
水速和泥沙沉澱關係很大。從物理上講,一定速度的水流可以推動的物體的重量,和水流速度的六次方成正比。假如每秒3米的水流可以推動一克重的小石子,每秒1.5米的水流只能推動1/64克重的大沙粒,再減半,每秒0.75米的水流,只能推動0.25毫克的小沙粒。每秒0.25米的水流,只能推動3.4微克的塵埃。因此水流稍緩,水中的泥沙就大部分沉澱出來。相反水流稍急,就把河底的泥沙捲入水裡了。
丹江口水庫的來水,來自漢江上游的陝西黃土高原,水土保持差,水流湍急,泥沙極大。據常年統計,每年入庫水量是400億噸,攜帶的泥沙倒有1.15億噸。進入水庫的水流稍緩,98%的泥沙便沉澱在丹江口水庫,很快水庫將完全淤塞,失去蓄水作用。南水北調指揮者不等洪水汛期進入丹江口的濁水充分沉澱,就急忙下令放水進行充水試驗。共放了兩億噸泥漿水進入干渠,在裡面花幾個月沉澱泥沙。我粗算了一下,這些濁水含有五十八萬噸的泥沙,平均每米干渠沉澱了450公斤的泥沙。如此,一旦開閘放水,水流如何不慢?慢的水流會讓後續的水更多地沉澱泥沙,最終徹底毀掉輸水的工程功用。
緩慢的水流也意味著工程設計者原先的設計意圖,依賴丹江口水的餘溫,和較快的水流量和水流速度,讓水來不及降溫結冰,就流到北京的設想,完全落空了。在每秒0.1米的水流速度之下,渠水有足夠時間降溫到冰點,接觸空氣的水面會首先結冰。接近冰點的水粘滯係數特別大,和冰面接觸處,摩擦係數特別大,曼寧糙率特別高,會讓整個渠道的水基本停止流動,冰凍成一塊,徹底破壞工程。
因此我現在預言,隨著天氣變冷,冷空氣南下的天氣預告發出,南水北調的指揮者將不得不緊急下令,將干渠的水緊急排空,避免冰害。若不下令排水防冰,造成的危害,這個責任誰都擔不起。
南水北調失敗的可怕後果
北方諸省市嚴重缺水,都眼巴巴等著南水北調那每年95億噸水救急。這幾天看報導,如何使用這95億噸水的算盤珠子打得噼啪響。甚至有說可以回補地下水的,有說可以弄水上公園,搞城市綠化的等等。都在做南水北調夢。可是若是沒有每年95億噸水呢?若只有五億噸呢?
如果水沒有那麼多,各省市都要為水眼紅爭起來。原計畫河南分配38億噸,河北35億噸,天津10億噸,北京12億噸。如果沒有95億噸,河南是不是把水全部截下自己用,還是全部輸給北京,自己一滴水拿不到?河北和天津怎麼辦?這個水不夠分,怎麼樣分配是個大難題。南水北調保證每年95億噸,最終只有五億噸六億噸,喝不到水的各種罵娘聲音都會聽得到,怎麼辦?誰負責?
比沒有水更可怕的是錢的問題。工程施工加上後期維護運行,要花費五千億元人民幣。這錢不是中央政府一筆拿出來的。他們拿不出那麼多錢。中央財政只提供了不到四百億。其餘都是來自銀行貸款和建設基金。貸款是要還的,基金是用水各方籌集,也是要靠用水的效益來返還。也就是說,90%的工程費用,是欠了一大筆水債,最終用水者償還這筆巨債,誰用得多,誰還得多,折算到水價裡。問題是水沒有那麼多,怎樣折算到水價裡呢?實際調水量只有幾億噸,而不是95億噸。每年還本付息就要五百億元,折算到五億噸調來的水,一噸要一百元,誰用得起?誰願意用?乾脆都不要這水,工程閑置不用。可是債還是要還。水沒有用到,南水北調的水費卻要照付。肚子要氣飽!
由此牽涉到銀行壞帳問題。各銀行向南水北調工程提供大筆貸款,因為有國家擔保。這些貸款都是要從用水的效益來償還的。如果工程產生不了調水效益,水費收不上來,誰來還這筆貸款。銀行的貸款,都來自普通老百姓存戶。這些存戶的錢被借出去了,收不回來了,那麼誰來償還這些蒙在鼓裡的存戶們的損失呢?南水北調的失敗,會產生無數筆這樣的可怕的爛帳。這比沒有水用,更可怕得多。
南水北調已經通水。到底有多少水能流到北方四個省市,這水怎麼分,這債怎麼還。這個蓋子是摀不住的。因為每家每戶都得用水。這是時候當局把真實數字告訴老百姓的時候了。首先,大家都應該問問,大黃鴨到哪裡了,大黃鴨告訴我們的水流速度,水流量是多少!
請央視的大黃鴨出來說話!
(網路圖片/看中國配圖)
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