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引汉济渭:人类首次砸穿秦岭,长江与黄河相连,15亿方水输入关中

 云语禅心 2023-04-15 发布于河南

秦岭是我国南北分界线之一,是华夏的龙脉。“引汉济渭”水利工程中,人类第一次砸穿其底部,使长江、黄河两大流域相连通。

汉江是长江的第一大支流,也是引汉济渭工程的主要水源地。它怀揣一股清流,从秦巴山地穿行而过,在平原上汩汩流淌,冲破叠嶂群峰,抵达渭河平原,最终黄河的最大支流渭水融为一体。

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(秦岭,我国的南北分界线)

引汉济渭这一解渴关中的工程,给陕西省注入了全面高质量发展的能量,而这还只是个开端。

陕西严重的水资源问题

我国的水资源分布差异明显,整体呈南多北少,冬枯夏汛的不平衡特点。流域的年径流量仅占长江流域的6%。

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(黄河断流)

黄河流域常年缺水,制约了经济社会的发展,陕西的水资源问题十分突出,急需解决。南水北调西线工程为陕西带来了一线希望。

但自1952年勘察西线线路以来,受特殊气候和脆弱生态因素等影响,“南水北调”工程何时立项还无法确定,陕西何时能通上水更是难以预测。就算是西线通了水,还是解决不了渭河棘手的供水问题。

不少六七十岁的西安前辈一定记得,在80年代初,西安是我国最缺水的城市。90年代时,关中地区的黄河流域居然断流了,断流长度达到上百公里。

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由于降水量少和气候干旱,黄河的各个支流都缺水了。而黄河流经的关中和陕北地区,总面积占全省的一半以上,人口占全省近八成,而水资源的供给却连30%都不到。

1995年夏,古都西安遭遇了一百五十多天的大旱,当时西安市的可用水量还达不到平时的一半,只能靠大量抽取地下水。

而过量的开采,令西安产生了地面沉降(最深达2.6米)、钟楼下沉并且底座裂缝扩大、大雁塔倾斜等一系列问题。缺水的阴影一直萦绕在关中人民心头,生活深受影响,经济更是一蹶不振。

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(大雁塔曾因超采地下水而倾斜)

西安还好几次与布局制造业的良机擦肩而过,缺水已经严重危及到了城市的建设和发展。当时我国的水利部长钱正英甚至呼吁全国“抢救西安”。

引汉济渭工程的施工过程

无奈的是,在黄河闹“水荒”的同时,长江却是连年洪涝。而秦岭就像是一堵巨大的高墙,将汉江和渭水分隔两地。“引汉济渭”工程正当其时,可以缓解关中缺水难题,让陕西甩掉干旱缺水的帽子。

经过多年调研,2011年12月8日,“引汉济渭”水利工程正式开工。

该工程由三座水利枢纽、三座水库,和两条隧洞组成。

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与修建公路铁路不同,水利工程需要遵循水往低处流的自然规律,不能翻山越岭。

引汉济渭工程的大概流程是,将长江支流汉江上的黄金峡水库的水,通过水泵抬高100多米。黄三隧洞自流进入三河口水库,然后再通过98公里长的秦岭隧洞,自流到黄池沟水库,最后送到关中平原。

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工程的源头在黄金峡。由于黄金峡低于三河口100多米,我国投资10多亿元,修建了一座大型泵站,泵站可以一秒钟抽70立方米的水,通过竖井将汉水送到高119米的隧洞里,再通过16.5公里的隧洞,自流进入三河口水库。

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三河口由椒溪河、蒲河、汶河汇聚而成。经大坝拦截后,三河口形成一个偌大的水库,蓄水量相当于3.5个黑河水库的水量。

从三河口水库向西,也有一个隧洞,整体形成一个T形架构,三条隧洞协同合作。当从汉江而来的抽水量太大时,多余部分经控制闸、泵站抽水,进入三河口水库存蓄;当抽水量太小时,由三河口水库放水补充。

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再往北,是一条长达81.6公里的秦岭输水隧洞,这也是整个工程最为关键的部分。秦岭是我国南北分界的屏障,也是该工程最大的阻碍。只有从秦岭最深处打通隧道,钻山而过,汉江水才能顺利流出。

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世界上专攻硬岩的TBM隧道硬岩掘进机

从底部凿穿秦岭,是人类史上的首次尝试。秦岭底部石英含量高达96%,都是坚硬无比的花岗岩,就像是钢板一块,凿穿的工程难度极大。需要用到一台专攻硬岩的TBM隧道硬岩掘进机,在地下连续作业。

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(TBM隧道硬岩掘进机)

这个掘进机,就是人们俗称的盾构机,它长320米、直径8米,像一条钢铁巨龙,工人们亲切地叫它穿山甲。

它依靠刀具的转动来打通岩石。刀具在工作一段时间以后就会磨损,必须更换。与引汉济渭工程类似的辽西引水工程,在施工的同时同样采用了TBM硬岩掘进机。

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在掘进过程中,一星期更换刀具数目不到3把。而秦岭输水隧洞一个星期的刀具更换数量,竟然高达123把。正常状态下,这只巨兽每月的掘进长度只有约150米。

艰苦的地下隧洞施工环境

两千余米的地下,隧道内的地质条件极其复杂,施工环境难以想象的艰苦。隧洞中的最高温度可达40摄氏度,湿度常年保持在90%,工人们非常容易中暑。

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(工人们在引汉济渭隧洞中工作)

施工中,强噪、岩爆、涌水、塌方、有害气体等灾害叠加发生。打通这一隧道的工程,被我国众多地质专家评价其施工难度是“世界上亘古未有的”。

在具体地质条件的影响下,我们选择采取钻爆法(传统的钻孔引爆)和TBM法相结合的方式施工。在秦岭深处,工程建设者们迎难而上,在一米一米的掘进中,甚至创造了几项世界纪录。

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分别是使用“钻爆法”,无轨运输施工通风7.2公里、使用“TBM法”,独头掘进施工通风16.5公里,以及隧道相向贯通27.3公里。

2022年2月22日,引汉济渭工程-秦岭输水隧洞已全线贯通。由于我们的各项安全保障严格到位,工人们从未发生过一起重伤及以上事故。

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引汉济渭并不是径直地把长江的汉江支流,引入黄河的渭河支流,而是在整个关中供水网络的辅助下,精准地供应给不同地区的用户。

引汉济渭,功在当代利在千秋

引汉济渭工程的终点在黄池沟,通过水利枢纽,引汉济渭工程将进行分期配水。2022年、2025年、2030年的工程调水量,将分别达到5亿立方米、10亿立方米、15亿立方米。

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预计2030年将实现调水15亿立方米,约等于100个西湖的水量。引汉江水入关中,补充了黄河的水资源,给我国的长江、黄河两大生命之河,增添了新的联结纽带。

此举大大缓解了关中的用水紧张问题,解决西安、咸阳、渭南、杨凌4个重点城市、11个县、5个工业区的生活及工业用水问题,总计惠及2348万人,使500万亩耕地实现有水可灌,还能带来7000亿元的国内生产总值、使地下水恢复采补平衡。

未来,其将辐射陕北榆林和延安,突破长期制约发展的水资源瓶颈,促进陕西全省的循环经济发展。

在秦岭附近生活着许多珍稀野生动物,包括朱鹮、大熊猫、金丝猴等。在引汉济渭水利工程方案设计线路之时,科学严谨的设计师们对于它们的活动区域,进行了大量周全而细致的调查。

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(铁一院技术团队研究秦岭隧洞设计方案)

最后决定绕开动物活动频繁的地区,路线尽量选择人类活动多的地区,使水利工程与生态环境达到了平衡,最大限度地保护了野生动物。

治水兴秦,引汉济渭水利建设的影响重大,水利建设的意义是功在当代,利在千秋的。引汉江水北上,解关中之渴,润泽三秦大地。

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如今,西安人民已经喝上了期盼已久的汉江水,多年的愿望已成真,经济腾飞指日可待,半条腿已经迈入了大城市门槛。

在我国的治水史上,引汉济渭工程又写下了浓墨重彩的一笔。它的建设功在当代,利在千秋。向“引汉济渭”超级工程的建设者们致敬。

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