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乌鞘岭输水隧道简介

已有 1091 次阅读 2021-1-3 17:55 |个人分类:气候生态|系统分类:科研笔记

乌鞘岭输水隧道简介

 

南水北调西线调水工程的前期规划最近已经通过了水利部组织的专家组评审,现在已经送到了国务院审批。也就是说南水北调西线调水工程可能在最近一两年之内就会开工建设。这个工程计划调水超过100亿立方,远期的调水量可能远远超过100亿立方。我们现在担心的问题是,如果调水通过现在的黄河干道,必然经过兰州,如果经过兰州,那么巨大的水量会对兰州的安全构成实质性威胁,尤其是夏季雨季,洪水调水往往会叠加,导致的形势更加严峻,但是实际上兰州不需要那么巨量的水,水只是过境兰州,因此可以把调水绕开兰州,但是要把调水绕开兰州很不容易。因为兰州是一个交通要道,也是一个地理咽喉,兰州的南面是岷山连绵起伏的甘南高原,水系汇集到了兰州,其西北面是祁连山的乌鞘岭,水也汇集到了兰州,所以兰州就是一个汇水区。为此我们设计了一条绕开兰州的调水线路,就是从若尔盖大草原的若尔盖县和玛曲县附近,开凿输水隧洞穿过岷山,水到达洮河,在洮河的九甸峡水库开凿水渠引水到定西市的祖厉河,沿着祖厉河引水到靖远县注入黄河,这是一条绕开兰州的引水路线。但是这个路线也有一个缺点,它很难把水引到极端缺水的甘肃西北地区,也就是兰州的西北地区。为此我写了一篇文章《黄河洪水引入民勤县的初步规划,计划从景泰县的五佛乡附近(东经104.3406,北纬37.1839,海拔1304米)打一条或者若干条长度300公里的直线隧洞,直接到达民勤县以西,阿拉善右旗以北的沙漠地区(东经102.3184,北纬39.8117,海拔1224米)。这样就能够把水引到极端缺水的甘肃西北地区。但是现在我们发现这条引水线路并不是最短距离,也不是最经济的线路。那么什么样的线路既能够达到绕开兰州,又能够穿越兰州向甘肃西北调水、路线短投资少呢?

最近看到刘禹东老师和何承生老师提出的乌鞘岭引水隧洞工程设想,使我豁然开朗。乌鞘岭引水隧洞工程可以达到绕开兰州穿越兰州的调水目的。这个设想的思路如下:引水点放在黄河干道上李家峡水库东经101.7873,北纬36.1465,海拔2175),利用现有水库聚水引水非常方便。李家峡水库位于西宁市正南方50公里处,之间是凤凰山,李家峡水库的上游是龙羊峡水库,下游是刘家峡水库,储水条件优越,海拔适中。从李家峡水库修筑引水隧洞向北偏西,穿越西宁河谷(湟水河谷),再穿过乌鞘岭,到达古浪县的古浪河(东经102.9297,北纬37.5348,海拔1956)出水。这个隧洞的起点在黄河大峡谷中,海拔是2175,它需要从黄河大峡谷中穿越西宁河谷(湟水河谷),这里存在一个我长久以来不敢涉及的问题,如果西宁河谷的海拔远低于黄河大峡谷的海拔怎么办?会不会导致西宁河谷成为一片汪洋,甚至冲毁西宁市和海东市?实际上通过仔细研究地形才发现这种担心是多余的,其实由于形成原因一样,地质年代一样,所以黄河大峡谷和湟水河谷的海拔非常接近。也就是说引水隧洞完全可以从西宁河谷下面穿越过去,不在湟水河谷的表面留下任何遗迹,也不会出现涌水现象。穿越湟水河谷的理想地点在西宁市的东郊和海东市的西郊这一段农田峡谷地带,这里的海拔在2140米——2170米之间,和李家峡水库的落差很小,地名叫西宁曹家堡国际机场(引水点在其西面),可以利用的长度只有12公里。为了增加落差可以从这里的地下30米处穿过,此时的海拔降到了2110米左右。从李家峡水库到西宁曹家堡国际机场隧洞长度是44公里,然后隧洞向古浪县城以北的古浪河开凿,长度是139公里,出水口海拔1956(也可以向高处移动),穿过乌鞘岭。所以这个隧洞起名叫乌鞘岭引水隧洞。乌鞘岭引水隧洞的总长度是183公里,落差是219米。

为什么把古浪县的古浪河作为引水隧洞的出水口?第一,这个地方出水是到引水点距离最短的,埋深最小的。第二,出水口以北30公里以外就是腾格里沙漠,水到了沙漠以后水渠的修建可以任意设计,基本不存在农户搬迁。出水口西北50公里处是武威市市区,海拔1610米。第三,从古浪河出口可以利用古浪河的天然河道。古浪河是石羊河的一级支流,全长137公里,流域面积1002平方公里,年平均径流量只有0.77亿立方米,最大年份径流量是1.526亿立方(1958年)。石羊河,古休屠泽水系支流。是甘肃省河西走廊内流水系的第三大河,古名谷水。发源于祁连山脉东段冷龙岭北侧的大雪山,河全长250公里,全水系自东而西,主要支流有大景河、古浪河、黄羊河、金塔河、西营河、东大河及西大河等,年径流量15.91亿立方米。所以,从古浪河出口可以补充石羊河的径流,一直流淌到民勤县。第四,从此处可以方便地修建水渠,把水引到包括武威、张掖、嘉峪关、酒泉、玉门关、敦煌、罗布泊、若羌、库尔勒、额济纳旗等地区,而且都是自流,当然,缺点是需要穿越武威市区,张掖市区,需要一定数量的搬迁。

引水隧洞修建成功以后会有100多亿立方的水进入古浪河,古浪河的年径流量只有0.77亿立方,所以古浪河是无法承担如此重任的。需要新建更多水利工程,可以绕着腾格里沙漠周边逐渐降低高程,从1700米逐渐降低到1300米,形成水渠网络,全程自流,基本上可以绿化全部腾格里沙漠(这非常好)。从这里向民勤方向修筑水渠可以绿化包括民勤县在内的所有民勤县以北的地区,包括大部分巴丹吉林沙漠。然后尾水可以进入额济纳旗的居延海(全程自流)。很显然可以绿化如此大的面积,需要的水量不仅仅是100多亿立方,所以乌鞘岭隧洞可以开凿两条以上。隧洞直径在10米——15米之间,年调水量可以在150亿到300亿之间。当然调水量决定于南水北调西线的最大调水量,它可能不会超过300亿立方。南水北调西线如果不仅调取长江上游通天河的水,而且调取怒江上游的水,那么可以达到300亿的目标。

有了这个隧洞,西宁市、海东市的缺水状况也可以得到改善,引大入秦工程的水量也可以增加。只要在隧洞上开一个出口就可以实现,不存在水压过大问题,不存在涌水问题。

所以说,乌鞘岭引水隧洞是南水北调西线工程中极其重要的一个支线工程,是最为关键的用水工程。它具有距离短,投资小,埋深小,覆盖面积大,落差合理,引水量多,绕开兰州,穿越乌鞘岭,救济西宁的特点,意义重大。是一个很好的设计,可以替代以前的设计。




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