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五十年代初，伟人提出的“南方水多，北方水少，如果有可能，借点水来也是可以的”的伟大设想，在2014年，随着南水北调东中线通水得以落实。南水北调东中线一期工程已经建成运行7年时间，累计向北方供水518亿立方米，约4200个西湖水量，极大缓解了干旱少雨北方的缺水窘境。  南水北调中东线示意图 南水北调东线在长江下游扬州附近提水北上，除了水质稍差外，水量保障还是没有问题的，中线从长江支流汉江丹江口水库自流向北方送水，水质和自流输水的优异条件都是东线无法比拟的。  南水北调源头——丹江口水库 为了调水需要，丹江口大坝由原来162米升加高至176.6米，正常蓄水位由157米提高到170米，库容相应从174.5亿立方米增加到290.5亿立方米，南水北调渠首陶岔分水口进行改建，分水口底板高程140米，丹江口水库水位高于150米即可调水，设计年调水量95亿m³，考虑“引江补汉”年补水36. 7亿m³,“引汉济渭”年调水15亿m³等工程影响后，规划远期年北送水量增加到120~130亿m³。  引汉济位工程分水15亿/年 丹江口水库上游的汉江干支流，是南水北调中线工程的水源地。集水面积约9.5万平方公里，多年平均入库水资源量为374亿立方米，集流深度394mm。从纸面数据看，北调水量95亿m³，就是加上引汉济渭、鄂北供水工程最终引水量22.7亿m³，并未超过国际公认生态红线1/3调水量124亿m³。遗憾的是上游年际降水量差异巨大，部分年份水量不足，源头水量无法保障按设计流量送水。  历年来水水量统计表 2021年8月下旬以后，华西秋雨分外猛烈强劲。丹江口水库以上，汉江上游降水量520毫米，较常年偏多1.5倍，为1960年以来历史同期第1位，使汉江发生了超过20年一遇的秋季大洪水。丹江口水库先后发生了7次超过10000m³/秒的洪水，洪峰超过20000m³/秒有3次洪水。丹江口水库秋汛累计来水量约340亿m³，较常年同期偏多约4倍，为1969年建库以来历史同期第1位。截至到10月底，丹江口水库2021年累计来水601.80亿m³，仅次于1983年773亿m³的年来水量.  丹江口水库在10月10日下午14时蓄水到170米 丹江口水库在10月10日下午14时蓄水到170米的蓄水位，这是自2014年12月12日下午14点32分陶岔渠首正式提闸向北方送水七年来的第一次。  丹江口第一次达到设计蓄水位 中线通水前的2014年11月1日，丹江口水库水位达到了当时的记录160.72米，陶岔口门开闸试通水。此后，水库上游地区连续3年降水较少。 2015年汛前，气象部门预测丹江口水库上游可能来水偏多，但7月份后，汉江流域降雨与预测有很大偏差，上游实际来水急转直下，7、8月份主汛期偏少4成、8成，9、10月份秋汛期偏少7成、9成，7～10月综合偏少了近7成，来水保证率92%，属特枯年份。2015年6月14日8时，丹江口水库水位达到当年高水位154.38米，南水北调中线工程陶岔渠首枢纽日均供水流量仅仅为69m³/秒。  2015年6月丹江口水位情况 类似的干旱年份新世纪来常见，2010年10月到2011年3月上旬，出现了历史上罕见的秋冬春三季连旱。2011年5月28日8时，南水北调中线丹江口水库水位降至135.23米的历史低水位极值， 比140米的死水位还低4.77米。 此后的2016年来水仍然不乐观，2016年8月26日8时丹江口水库水位达到当年高水位，也只有155.90米。 2017年来水稍好，当年的10月29日2时丹江口水库水位蓄至年度高值167米。 2017年10月29日2时，丹江口水库水位蓄至167米。 2018年6月13日上午8时，丹江口水库水位为161.19米。 2019年10月4日7时，丹江口水库水位达到164.33米。 2020年7月23日凌晨2时，丹江口水库水位达到161.54米。 对应于低蓄水位，2020年前调水规模都没有达到设计值的95亿。  2014年-2020年历年中线调水水量 引江补汉工程通水后增加的36.7亿m3的水量，冲抵引汉济渭、鄂北供水工程22.7m3亿的用水量后，整个丹江口坝下汉江相当于净增生态水量14亿m3，对保持目前南水北调一期设计北调水量95亿m3，缓解生态影响有帮助。南水北调中线如果想要达到远期年北送水量120~130亿m3的规划目标，还需新辟水源。 现在汉江源头——陕西省汉中市宁强县大安镇烈金坝附近汉王山(后来也叫嶓冢山)涌出的一股清流。国内两座嶓冢山，除了上面陕西的嶓冢山，还有一座是西北方向甘肃天水嶓冢山，天水的嶓冢山目前是嘉陵江上游西汉水的源头。现在的汉江旧称汉水，嘉陵江靠近汉江的上游名字叫西汉水；西汉水和汉水流向几乎一致，汉水古称天汉长河，与天水至汉口地名相合；现在的汉中却尴尬地处在了汉江河源位置附近；难道这些都是偶然吗？ 汉江、嘉陵江上游位置关系图 1953年12月，宝成铁路地质勘察人员发现，从宝成铁路必经的三国古战场阳平关关城向东，经宁强代家坝向东到东汉水发源地大安镇一带，两山夹持河谷地形的地下，埋藏有大量鹅卵石、卵石层和沙砾层等水流沉积层。随后根据打孔勘探实物，和对阳平关、代家坝到大安镇之间不到20公里，夹在南北高耸的大山之间，现在是嘉陵江和汉江分水岭低矮丘陵、土岗的地形地貌观察，地质工作者得出结论：这一带是一处古河床，在并不遥远的地质年代，现今挽手南下巴山，流入四川的西汉水和白龙江原来极有可能就是从这里向东，汇入现在的汉江。现在这一位置，丘陵之间不断有开采古河道积砂的矿场，就更加佐证了地质工作者的推断。  代家坝镇埋藏在丘陵土层之下的带状古河床砂层  大安镇埋藏于丘陵土层下的带状古河道积砂 本世纪初，兰渝铁路岷县至广元区段勘探时，在宁强县广坪镇至燕子砭之间大体东西向山谷中地下也发现了时间更为古远，有大量鹅卵石、卵石层和沙砾层等构成的水流沉积层，证明顺此山谷，在历史上也曾经存在过贯通白龙江到西汉水之间的古河床。 历史上最早提出汉水有东西汉水之说的，是班固《汉书·地理志》，随后东晋常醵的《华阳国志·汉中志》也说汉水有两个源头。到了北魏时期，郦道元《水经注》更为详尽地指出，是陕西宁强县阳平关和代家坝之间的潜溪河，让西汉水与东汉水相互沟通。 在青藏板块居高临下与扬子板块和华北板块冲撞过程中，沿云南-川西-宁夏一线形成了地震断裂（塌陷）区，正好经过宁（强）-略（阳）-勉（县）三角区。这里大地支离破碎，上千万年来，曾经发生过很多次河流袭夺现象。  宁（强）-略（阳）-勉（县）三角区 宁强县阳平关镇与四川省广元市之间的朝天岭(《水经》中的'冈山’)阻挡南北水流，使流经甘肃陇南的白龙江、宁强阳平关镇以北西汉水等所有河流，几乎全部汇入东流而去的古汉水河道，潜溪河是连通东西汉水的河道。古汉水上游南北向的河道拐入广坪、阳平关、代家坝和大安之间地质断层（平武—青川断裂带，属著名龙门山断裂带东段主边界断裂带）形成的山谷后，冲开平武—青川断裂带在地表的破碎地层，向东南绕行，流向东北。该断层山谷是受地震强烈影响的区域，此地东北向的主河道经常发生河岸南北两侧山体大塌方，影响水流通行的现象发生。 青川和勉县县城之间连线的平武青川断裂带 断层山谷中的东北向古汉水河道堰塞难越，西南向古汉嘉分水岭朝天岭，是地质陷落区，沿板块缝隙形成地下伏流，渗入地势更低的四川盆地。随着流水侵蚀等多重因素的影响，向西南四川盆地下渗的入川伏流越来越大，露出地表，形成径流量很大的潜水。一旦出现堰塞湖水位提升，伏流会因水压增强流量骤增，更加速对溶洞的切割侵蚀。一旦堰塞湖水没能彻底扫除，堵塞在东北向河道内的地震堰塞体；堰塞湖水持续上升，侵蚀溶洞的入川伏流水压加大，地下水流通道会随着更加强劲的侵蚀作用，越变越宽畅，加之地表可能出现的漫流共同作用下，造成地下溶洞暗河多梯次崩塌，伏流变明河。漫长的地质岁月中，白龙江率先冲破朝天岭束缚，南流进入四川盆地，成了现在嘉陵江的支流。 位置最东的西汉水，还在不停地重复着一次次的轮回：大堰塞湖超大蓄水（史传的天池大泽）——溃坝决堤（下游汉中出现惊天泄（沔）水）。历史就等着一次决定性的大堰塞。 白龙江、犀牛江、青泥河和西汉水沿青川——勉县断裂东北流向古汉水 据《汉书·高后纪》记载：春正月乙卯，地震，羌道、武都道山崩，地震至八月乃止。这便是发生在公元前186年2月，震中在西汉水流经与陕西略阳接壤的甘肃成县，历史上著名的武都大地震。武都大地震之所以称之为大，并非伤亡人数和受灾面积大，而是天摇地动，山崩地裂，山川移位，江河改道，更多的是因为其改变了江河山峦的走势。 与西汉武都大地震同属于龙门山断裂带东段主边界断裂的平武—青川断裂处，5.12汶川大地震后景象 武都大地震造成今陕西宁强汉王山一带山体发生巨大滑坡。山体滑坡阻断古汉水，并在古汉水上游形成规模极为巨大的堰塞湖。西汉水也不能再经代家坝分水村故河道东流归沔水（汉水上源名称），随着水体增加和潜水溶洞下泄不及，在此后长达近30年时期里，不管是汛期水位高涨漫堤还是伏流溶洞塌方扩展，最终在公元前161年，堰塞湖水南向越过原汉嘉分水岭冈山，夺古潜水河道下泄，进入地势更低四川盆地。西汉水循白龙江等南袭河道的路径，演变成了嘉陵江上游。 新形成的河道按如今的山川形势，逐渐下切并扩展，上游堰塞湖、“天池大泽”和龙门山以北“大泽”的相继消失，到了距今1300年左右（公元8世纪唐代中期），凿穿的朝天岭伏流彻底变成了明江水道，嘉陵江“袭夺”古汉水上游的历史过程完成。 巨亭是陕西省宁强县嘉陵江畔一个小镇，它是西汉水嘉陵夺汉的结合点，巨亭或许是“聚停”之谐音。现在嘉陵江涨水时，能倒灌巨亭附近巩家河、邓家河很深很远；天池大泽存在时，巨亭水深面阔，泊船条件特好，其码头应该位于静水区南侧的高冈上。在西汉水代家坝东分水岭堰塞后，从巨亭到代家坝一带就是全河段最深水区，在烟波浩渺之地，夜晚和能见度不好时，需要灯塔指引方向，或许，当时真有安装着灯火的巨大亭子。 嘉陵袭汉前古汉水上游水系图 在“天池大泽”存续期间，巨亭发挥了非常重大的集散中转作用，它使陈仓水道与金牛入川在此有效衔接。北来之船必靠于此，水运改陆路越过朝天岭入巴蜀或减舱向东过险滩（现代家坝、大安间古汉水堰塞体）。若顺水沿现今嘉陵江方向再南下，下游或是伏流暗河吸入口，或是瀑布急流，注定为畏途。东向航行要过堰塞体必然是坡陡水险，需要减舱多雇船工而停靠；东来逆流而上航行者，至巨亭船工多余必弃用，也会因航行条件好而加舱停靠。 在天池大泽存续的辉煌岁月，战争藉此水道运兵马送粮秣，对进攻方真是天赐其便。楚汉争霸时“明修栈道，暗渡陈仓”，汉军奇兵定三秦，这个“渡”字形象描述了韩信便是利用古汉水的河道溯江而上，到达今陕西宝鸡（陈仓），进而得以居高临下，顺势入主关中平原，取得争霸天下的第一步。 楚汉争霸韩信“明修栈道，暗渡陈仓”北上 进军路线 嘉陵袭汉后，天池大泽消失，陈仓水道变“故道”，雄才大略的诸葛军师六出祁山也不能免除车马劳顿之苦，后勤补给困难直接造成了北伐的失利。不由不让人怀念古人走水道的闲适，真是“山在水不在，再无舟楫不自在。” 三国时期蜀军北伐路线 根据上述已知资料，天水嶓冢山是古汉水源头，宁强境内的嶓冢山是“嘉陵江袭汉”后现在汉江发源地，嶓冢山的名字亦是后人附会而来。 南水北调中线后期水源工程是关系京、津、冀地区远期水安全的重大课题，也是《国家水网规划纲要》“确保黄河流域和华北平原的用水安全和恢复西北地区的气候和生态”两个主旨目标之一。从嘉陵江向汉江调水作为中线工程后期水源，变相的恢复“嘉陵袭汉”前古汉江历史源头流域，增加丹江口水库上游汇流面积5.8万平方公里，按丹江口水库上游的集流深度394毫米推算，年汇集水量可以达到约200亿m³。 “嘉陵袭汉”影响汉水汇流面积5.8万平方公里 另外嘉陵江流域水资源与汉江相比，相对丰沛，水资源量的年际变化也较小，实测年径流量最大与最小比值为2.9，径流量变差系数0.23。其中调水汇流区下游广元昭化断面变差系数为0.3，考虑95%保证率后，增加汇流面积地表水资源量计算为106亿m3。按嘉陵江干流综合规划，广元下游的亭子口断面生态水量要求为44.3亿m3，在满足生态要求和流域内用水需求后的允许调水量有60亿m3。 引嘉入汉可以如此考虑： 收水端汉江侧，干流平川段西端在陕西勉县新铺镇G108京昆公路跨玉带河大桥附近，此桥以上为汉江源头峡谷段，河床高程向上游迅速增加，不宜作为引水出流段；此桥下游往东，河床随线路增加高程降低速度缓慢，隧道继续向东延伸的工程意义不大。可以选新铺镇G108京昆公路玉带河大桥下游河道左岸作为引嘉入汉跨越分水岭输水隧洞终点，此处河道河床高程为578米。 引嘉入汉隧洞终点 送水端嘉陵江侧，根据西汉水的河道位置，距离隧道出口最近的地点在支流曾家河河口处，此处距离隧道出口点约34公里，两点连线偏离出青川——勉县地质断裂带形成的山谷，以此点做引嘉入汉跨越分水岭输水隧洞起点，输水隧洞在错开断裂带的汉王山山腹内开挖，地质条件优越。 引嘉入汉输水隧洞长度为34公里，水力坡度按1/3400考虑，该水力坡度大约是中线主干渠的4倍。引嘉入汉年调水量60亿m3，考虑90%的输水保证系数双洞送水，参照《圆形无压隧洞水力计算简化公式》的算法，采用最不利的无压送水工况计算，输水隧洞的半径为6.46米，实际施工可取6.5米，即采用两根直径13米圆形隧洞可以满足输水需要。 圆形无压隧洞水力计算简化公式 引嘉入汉跨越分水岭输水隧洞，出口顶面高程按590米，隧道进口顶面高程就为600米。嘉陵江侧水库调节水位也按600米计。结合嘉陵江上游河谷地形图，如果调节库容达到年调水量60亿m3，水库正常蓄水水位要达到650米。 在四川青川县北河乡小石关子山嘴处嘉陵江支流白龙江宝珠寺水库中新建大坝，坝上蓄水位由原来的590米再提升60米。在新宝珠寺坝上取水，沿北东60°方向古汉水山谷，分别在调节水位600米下开凿水平承压隧洞，过嘉陵江右岸支流广坪河、安乐河连通到嘉陵江上游西汉水。连通白龙江、广坪河水面的隧洞长约3公里，最大埋深150米；连通广坪河、安乐河水面的隧洞长约2公里，最大埋深120米；连通安乐河、西汉水水面的隧洞长约2.8公里，最大埋深286米。 引嘉入汉工程平面图 引水线路上的广坪河、安乐河和西汉水也都在陕西四川界陕西侧，增建拦河大坝蓄水，蓄水水位均为650米。这样就在嘉陵江上游，形成了类似密云水库那样，主流和支流连通的水库群。达到650米设计水位时，水库群的水面面积为210平方公里，稍大于密云水库的180平方公里。嘉陵江水库群和密云水库，一个处于保水源供应的南水北调中线上端延伸线上，另一个也是为了保供水，位于南水北调中线下端延伸线上，她们就似南水北调这根银线的两端栓起的熠熠生辉的明珠。 引嘉入汉跨越分水岭输水隧洞 引嘉入汉的工程难点，无疑是跨越嘉陵江和汉江分水岭的输水隧洞。该隧洞沿线多处从嘉陵江及汉江支流下部穿过，均有较好的施工支洞布置条件，可利用支洞将引水隧洞分割成若干段落，以方便同时分段施工。隧洞最大施工分段长度可控制在9km以内，最大支洞长度不超过2km，施工条件较引汉济渭秦岭隧洞优越得多。 亚洲水塔-藏水入疆-引嘉入汉-丹江口水库-南水北调中线 未来还可以如《中华百年复兴标志性工程：红旗河+墨脱水电站》文中所叙述的那样，建设《国家水网规划纲要》规划的，以雅鲁藏布江大拐弯处为源头的“藏水入疆”西部调水工程。西部调水工程会连接嘉陵江支流白龙江。“引嘉入汉”工程还是南水北调中线工程与未来的西部调水工程携手的纽带。通过它们，曾经流淌在世界之巅，触摸过天际，洁净的足可洗涤心灵的雪域圣水，可以从雅鲁藏布江流进白龙江，再流进丹江口水库，最后由南水北调中线送至北方，去滋养京津冀豫广大干涸土地。有了“亚洲水塔”提供持续、稳固可靠的水源保证，在恢复西北地区的气候和生态的同时，还可以从根本上确保黄河流域和华北平原的用水安全，助力中华民族复兴。 |
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