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五大水利工程解北方之渴

已有 3738 次阅读 2018-1-8 18:34 |个人分类:气候生态|系统分类:科研笔记| 水利工程, 调水, 三北, 干旱

五大水利工程解北方之渴

水利工程的难点在于水是液体,有缝隙就渗漏;有重力差异才能流动,只能下降,不会上升,所以水哪怕是七拐八拐,只要顺着等高线逐渐下降就能够流动;水遇见高崖可以跳下去,遇到高山却绕不过去,哪怕是仅仅高出半米也不行。所以,中国几十年来可以修建几十万公里的公路铁路,却只修了几千公里的引水工程。也因此,各种引水方案才争议得很热闹。但是,不管怎样,经过不断争议使得人们不断思考,使得方案在不断地完善。现在,终于可以把我优化过的这些方案做出一个总结了。

总起来说,向中国三北地区调水我总结出五大工程:第一个工程,目前已经实施完工的南水北调东线工程和中线工程。第二个工程滇水入甘工程,我以为有了这个工程,过去我们构想的南水北调西线工程可以作废;第三个工程渤海水入蒙工程;第四个工程藏水入疆工程,第五个工程是克什米尔雪山引水进入塔里木工程,简称“巴中隧道调水工程”。其它的工程也许还有更加合理的,但是由于意义不再重大,或者水量不够大,所以这里不再叙述。

南水北调东线工程和中线工程虽然已经建设成功,社会效益显著,但是存在这样一个问题:丹江口水库水量不足的问题,这个问题的来源在于汉水上游新建了一个“引汉济渭工程”,估计每年从汉水抽走15亿立方水,这样一来丹江口水位下降,达不到向华北地区调水的水量要求,而且由于季节性缺水(冬季),所以必须从长江借水到丹江口水库。同时为了解决长江在实施“南水北调”和“滇水入甘工程”工程以后,长江水量不足的问题,必须同时实施从长江向丹江口水库补水和从怒江、澜沧江向长江补水工程,所以应该实施朱效斌“三江贯通”调水方案。我设计的具体方案是这样:从三峡水库的湖北省兴山县高阳镇(北纬31°13’40”,东经110°45’24”)的香溪河上丹江口市的浪河镇(北纬32°25’38”,东经111°14’53”)修筑一条长度为120公里的引水隧洞,联通长江和汉水。而要联通怒江澜沧江和长江,必须选择在云南省境内,有两个方案,第一个方案从怒江澜沧江向金沙江上的石鼓镇(北纬26°52’28”,东经99°57’36”,海拔1850米)引水,由于澜沧江同纬度河道的海拔偏低300多米,所以引水点必须向高纬度寻找,最后找到一个叫“大营盘”(北纬27°09’46”,东经99°09’15”,海拔1625米)的村子比较合适,而且需要在大营盘修建一座高度在25米的大水库,从大营盘到石鼓镇的隧道长度85公里。而要从怒江引水到石鼓镇,经过澜沧江必须三江海拔保持一致,由于怒江河道比澜沧江同纬度的海拔低很多,所以依然需要往大营盘以北的地方寻找,大营盘以北大约180公里处才是合适的海拔要求,在这里,我们认为可以和滇水入甘工程中从怒江到澜沧江的隧道共用一个隧道。就是在贡山县北(北纬28°32′53.86″,东经98°22′20.84″海拔1851米)到(北纬28°08′38.72″,东经98°53′11.56″海拔1901米),隧道长度67公里,在怒江上修建水坝一座,坝高250米左右。通过这个怒江和澜沧江连接工程,再通过长江和丹江口水库连接工程,最后把长江水系做成一个没有枯水和水灾的地区,这样可以减少每年带给长江流域人民的水灾损失,同时又能够解决华北地区每年都出现的干旱问题。第二个方案,怒江—澜沧江—长江联通也可以选择在海拔1000米左右的地域进行。一般情况下,一个剧烈侵蚀的河流,不管其上游中游侵蚀地多么强烈,到了下游一般都是侵蚀微弱区域,因此也是下切缓慢的地区,所以虽然怒江、澜沧江、金沙江在上游的河道同纬度海拔差异很大,但是在怒江下游就基本能够找到落差不大的情况。顺着这个思路,我们发现小湾水库(北纬24°42′21″,东经100°05′29″海拔1040米)作为中转水库恰好能够借用,从这里向金沙江的永仁县的江边乡(北纬25°57′56″,东经101°52′07″海拔930米),直通隧道,隧道长度200公里。而从怒江的怒江同海拔开凿隧道到小湾水库长度为90公里,怒江上需要修建200米高水库一座。这两个贯通隧道距离都很长,但是水量大。

第二个工程滇水入甘工程。从怒江引水经过澜沧江,金沙江上游,雅砻江,到岷江然后经过嘉陵江,渭河到甘肃。经过在谷歌地球上勘察,基本路线是可行的,但是经过的隧道多,山区多,工程异常艰难。如果再使用渡槽技术、倒虹吸技术和桥梁工程,能够缩短线路。水到了甘肃以后保持1950米水头,把水分为几路,分别引入定西市、会宁县、榆中县、静宁县、西吉县、海原县、靖远县等,顺着祖厉河流到黄河,再从黄河的中卫市引水进入腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠、乌兰布和沙漠,用于治理沙漠。我估计,这些水只能够这一带使用,如果还有多余,可以沿着武威——金昌——张掖一线,引水到黑河西岸,沿着1350米高程进入新疆的准格尔盆地。

第三个工程渤海水入蒙工程。我在博文《一个万里运河胜过十几个万里长城》、《我的东水西调规划》两次提到过海水调到内蒙古的计划,不过后来我觉得从日本海调水工程量太大,而我另外找到了一个更好的调水路线,就是从渤海的盘锦(北纬40°54′11″,东经121°48′44″海拔0米)引水,沿着辽河行走,把水引到科尔沁沙地,然后沿着西拉木伦河到内蒙古高原,到达苏泊卓尔(北纬42゜18′,东经101゜15′,海拔903米),这里海拔1280米,沿着1280米等高线,逐渐降低坡度向西一直可以到达巴彦淖尔(北纬41゜23′,东经104゜47′,海拔870米),在这个地方将来会形成一个巨大的湖泊。该工程全长2470公里,从苏泊卓尔向西全程自流,地势平坦,非常干旱,分出一支到达二连浩特附近,在这里也可以形成一个大湖泊。这个工程不需要修建大水库,不需要经过起伏不定的大山,相对比较容易,适合于公司化运作,可以首先向四平市、双辽市、通辽市、二连浩特市、赤峰市、锡林格勒市、乌兰察布市等供应自来水。最大的困难是从海面抽水到1280米的高原需要大量电力,我们认为可以利用当地丰富的风能和太阳能发电,然后发电自用调水,风力换电力,电力换海水,以水促进工农业发展,滚动发展,逐渐增加调水量。至于海水淡化我以为问题可以解决。沿着辽河调水把水引到科尔沁沙地,顺便可以治理科尔沁沙地,同时从辽河科尔沁引水可以节省大量资金,减少许多征地和搬迁。这条线路比海水西调的其它线路更有优势。

第四个工程藏水入疆工程。这个方案也和我原来拟定的多卡水库和藏青深埋引水隧洞有所不同。由于多卡水库的落差太大,因此使用替代工程。在派镇(北纬29°30′52″,东经94°50′47″海拔2916米)修建一个高度50米的水库,然后从灵芝南的格则(北纬29°30′52″,东经94°50′47″海拔2950米)打隧道到达帕隆藏布江中段熊集村(北纬30°29′43″,东经94°20′43″海拔2800米),隧道长度106公里,在这儿修建一个用于抬高水头的水库,坝高150米,然后从2920点高程向格尔木打隧道。水到达格尔木以后可以自流到阿尔金山山脚下,然后从这里修建人工水渠,向西可以到达和田,向东可以到达嘉峪关酒泉,向北可以开凿隧道进入乌鲁木齐。这些工程建成以后全部自流。甚至由于从2800米到塔里木盆地有1000多米的落差,可以选择恰当的地方发电。由于塔里木盆地南面高,北面低,水可以自流到北边,所以水渠只需要沿着南边修筑即可,节省大量资金。

第五个工程是“巴中隧道调水工程”,从克什米尔雪山引水进入塔里木。在巴基斯坦卡日麻班德上15公里处(北纬36°20′29″,东经74°52′00″海拔2390米)有一个堰塞湖可以作为引水点,出水口在叶尔羌河上游(北纬37°15′15″,东经76°06′08″海拔2288米),这条隧道全长130公里。这个工程虽然比较简单,但是意义重大,由于巴基斯坦境内雪山融水特别多,在每年的夏季这里都会形成巨大的洪水,冲毁道路,冲毁村庄,给巴基斯坦人民造成了一年一度的巨大灾难,所以从这里引水对于巴基斯坦人民和我国人民都是有很大的好处的。这个工程基本上只在夏季和秋季使用,其它时间不使用,每年也可以向中国的喀什地区输送十亿立方水。

以上五大工程各管一方,互相补充,基本能够解决我国北方缺水问题。

当然,以上工程有许多超长隧洞,还有超高水库。引水对于超长隧道和超高水坝有巨大的依赖性,没有超长隧洞和超高水库,那么就必须绕很大弯路,甚至有时候水不会通行,或者需要大量的电力来提升水头。而有了这些超长隧洞和超高水库,就不需要使用电力提升水头,可以做到全程自流。在本次设计的所有工程中,只有海水西调需要提升水头,其它都是全程自流,这种方案虽然实施有很大困难,但是前景很好,一旦修建成功,就象都江宴工程一样,是千年伟业。但是目前依然有超长隧洞和超高水库两大难题没有完全攻克。我们幸运的是,目前这两个超级工程的技术难题已经或者正在突破。引汉济渭工程的隧洞长度是98.3公里,最大埋深是2012米,目前已经接近完工,中铁18局工程进展迅速,盾构机每个月进度868米,钻爆法每个月进度286米,解决了岩爆、漏水和超硬岩石开凿问题。相信不久的将来会全面推广。




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