東莊水庫破解“世界級(jí)難題”

◎文/梁生樹（本刊記者）

東莊水庫破解“世界級(jí)難題”

◎文/梁生樹（本刊記者）

開發(fā)目標(biāo)、巖溶滲漏、泥沙淤積“三大難題”，是困擾東莊水庫立項(xiàng)的技術(shù)難點(diǎn)和爭(zhēng)議焦點(diǎn)。陜西水利人艱苦攻關(guān)6年，用科學(xué)翔實(shí)的數(shù)據(jù)為爭(zhēng)論畫上句號(hào)，并取得世界級(jí)技術(shù)創(chuàng)造。

8月15日，在“東莊水庫前期工作機(jī)構(gòu)”一間逼仄的辦公室里，一塊“審批要件”進(jìn)度版十分醒目。記者看到，15項(xiàng)前置審批要件已打上“對(duì)勾”——為了這15個(gè)“對(duì)勾”，前期工作者辛勤努力了兩年多。

計(jì)劃財(cái)務(wù)處處長(zhǎng)仵俊昌指著進(jìn)度板介紹，60年來爭(zhēng)議最大的開發(fā)目標(biāo)、巖溶滲漏、泥沙淤積“三大難題”得到全面求證和破解，這是工程獲批的基礎(chǔ)。

防災(zāi)兼顧民生，開發(fā)目標(biāo)達(dá)成共識(shí)

東莊水庫歷經(jīng)60年“六起六落”中，開發(fā)目標(biāo)始終是各方爭(zhēng)議焦點(diǎn)，也涌現(xiàn)出了各個(gè)時(shí)期、不同需求的多種版本。最為典型的有，上世紀(jì)五十年代的“防洪灌溉”版、六十年代的“減沙攔泥”版、九十年代的“防洪、減淤、灌溉、城鎮(zhèn)供水以及發(fā)電等綜合利用”版。

“開發(fā)目標(biāo)是管總體的綱，這個(gè)綱一經(jīng)確定，投入多少錢、建成多高的壩、在哪里建，所有的工作都要圍繞它展開，所以爭(zhēng)議最大?！笔∷ㄔO(shè)管理局局長(zhǎng)雷春榮告訴記者，回頭看，之前各個(gè)“版本”都能反映當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r和需求，也有相當(dāng)?shù)亩桃曀季S和經(jīng)濟(jì)制約因素。

“如果按早期的開發(fā)目標(biāo)建設(shè)東莊水庫，相當(dāng)于將一塊可以制作大衣的好布料，因掏不起手工費(fèi)而裁縫成‘小背心’?！辈稍L中，不少人慶幸地說，現(xiàn)在建設(shè)東莊水庫正當(dāng)其時(shí)、材盡其用。

2010年，新一輪東莊水庫建設(shè)前期工作啟動(dòng)時(shí)，提出了“以防洪減淤為主，兼顧供水、發(fā)電和改善生態(tài)環(huán)境”的開發(fā)目標(biāo)，得到省內(nèi)外業(yè)界、專家和國家層面的高度認(rèn)可。

記者了解到，這個(gè)開發(fā)目標(biāo)之所以能得到方方面面的高度認(rèn)可，主要是把東莊水利樞紐作為渭河防洪減淤體系的重要組成部分和黃河水沙調(diào)控體系的重要支流水庫來定位，特別是與國務(wù)院近年批復(fù)的渭河、黃河流域綜合規(guī)劃、關(guān)天經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃確定的東莊水庫開發(fā)任務(wù)相一致。

工程技術(shù)人員在艱苦的工作環(huán)境中，做了大量的前期準(zhǔn)備工作。 梁生樹/攝

而一組令人觸目驚心的統(tǒng)計(jì)數(shù)字也支持著這個(gè)開發(fā)目標(biāo)。

1960年至2010年渭河下游共發(fā)生近30次洪澇災(zāi)害，不到兩年就有一次洪災(zāi)，累計(jì)造成100多人死亡、1000多億元經(jīng)濟(jì)損失，特別是以涇河來水為主的“03·8”洪水造成渭河下游56萬群眾受災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失29億元。涇河是渭河的最大支流，也是渭河泥沙、洪水的主要來源。近代以來渭河下游發(fā)生的4次特大洪澇災(zāi)害，有3次的罪魁禍?zhǔn)锥际菦芎樱?/p>

明確的目標(biāo)定位，將讓曾給關(guān)中大地帶來災(zāi)難的涇河，一改狂放不羈的本性，成為帶動(dòng)陜西社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然、生態(tài)發(fā)展的黃金之水。

東莊水庫建成后，不僅能徹底解除渭河下游小水大災(zāi)隱患，還可與渭河全線整治、引漢濟(jì)渭工程形成“一線兩片”現(xiàn)代化水利體系骨架；不僅能降低潼關(guān)高程對(duì)渭南一帶威脅，還將對(duì)減輕黃河泥沙淤積發(fā)揮至關(guān)重要的作用；不僅能為西咸新區(qū)、銅川、富平及涇惠灌區(qū)供水，還可為新增2000億元工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值提供充足水資源支撐；不僅能優(yōu)化我省電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，還能降污減排。可謂一舉四得。

巖溶滲漏可控，壩址具“世界級(jí)”優(yōu)點(diǎn)

“東莊壩址前2.7公里碳酸鹽巖庫段的巖溶滲漏、成庫條件是歷次爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，也是制約工程屢次未能上馬的難點(diǎn)?！奔夹g(shù)負(fù)責(zé)人張正社告訴記者，專家爭(zhēng)執(zhí)的原因是擔(dān)心水庫建在“篩子”上，蓄的水會(huì)漏光。

為了打消這些疑慮，地勘工作者用1000多個(gè)日夜的努力和求證，取得了扎實(shí)科學(xué)的數(shù)據(jù)。

為了搶時(shí)間、趕進(jìn)度，在進(jìn)場(chǎng)道路完全不通的狀況下，2010年寒冬，首批地勘技術(shù)人員踏著積雪，在荊棘叢生的懸崖峭壁攀行數(shù)小時(shí)才接近壩址。

衣褲掛破洞、雙手扎出血沒人叫冷喊痛，大型勘探設(shè)備無法整體運(yùn)進(jìn)，大家拆成零件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后再組裝。有人開玩笑說，這是陜西水利人進(jìn)行的“新長(zhǎng)征”，東莊前期工作人員卻說，只要讓建東莊水庫，這個(gè)困難不算什么。為了這一天，陜西水利人積蓄了60年的力量。

冬季溫度太低、不適合地勘工作，但地勘人員打破冬季停工的常規(guī)，采用注熱水加溫的土辦法爭(zhēng)分奪秒。經(jīng)過2010年、2012年冬季地勘大會(huì)戰(zhàn)，采用水巖作用、示蹤試驗(yàn)、水化學(xué)滲流場(chǎng)等現(xiàn)代科技手段，巖溶滲漏技術(shù)難關(guān)終被攻克。

中國國際工程咨詢公司評(píng)估認(rèn)為：該河段內(nèi)巖溶發(fā)育不強(qiáng)烈，主要巖溶形態(tài)為溶隙及溶孔，未發(fā)現(xiàn)巖溶管道，滲漏形式以溶隙型為主；河床壩基高程以下有厚約幾十米至百余米溶蝕輕微、透水性微弱、河水與地下水聯(lián)系不暢的巖體，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重水庫滲漏問題。在做好庫壩區(qū)防滲工程后，少量滲漏不影響水庫功能效益發(fā)揮，不影響大壩及其他建筑物的安全，碳酸鹽巖庫段建壩具備成庫條件。

而這些結(jié)論是經(jīng)過鉆孔14056米、平硐4185米、豎井708米、壓水試驗(yàn)560段，對(duì)周圍400平方公里水文地質(zhì)調(diào)查復(fù)核，并聯(lián)合多家科研院校開展了水化學(xué)及同位素分析、示蹤試驗(yàn)、區(qū)域巖溶發(fā)育背景條件研究、分層及長(zhǎng)期的地下水位觀測(cè)、水庫滲漏模擬計(jì)算、地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)等專項(xiàng)研究得出的。

2014年大年初二深夜，省建管局的傳真機(jī)收到了全國工程勘察大師陳德基發(fā)來的有關(guān)東莊巖溶滲漏問題的具體指導(dǎo)意見。起初，這位三峽工程的地質(zhì)總負(fù)責(zé)人也擔(dān)心東莊巖溶滲漏問題毀了自己“一世英名”，但兩年多的接觸中，東莊前期工作人員科學(xué)的工作態(tài)度和扎實(shí)的工作作風(fēng)深深感動(dòng)了大師，他從被動(dòng)咨詢，變成主動(dòng)關(guān)注。有一次，老人甚至為了東莊的問題，推遲了與家人出游的計(jì)劃。

近年來，國內(nèi)不少專家也紛紛對(duì)東莊水庫壩基灰?guī)r滲漏問題發(fā)表看法，認(rèn)為在確保大壩安全前提下，東莊水庫即使漏點(diǎn)水會(huì)有利于下游生態(tài)、供水等需要，更何況水庫運(yùn)行后將有大量泥沙淤積會(huì)起到防滲作用，沒必要擔(dān)心水庫滲漏問題。

隨著勘測(cè)不斷深入，庫底防滲處理更加優(yōu)化，從最初的全包到半包，防滲處理的費(fèi)用從15億元減少到7億元。

“我們特別感謝這些為東莊水庫盡心盡力，對(duì)學(xué)術(shù)一絲不茍的學(xué)者們。這些年，對(duì)東莊水庫論證的深度、廣度是空前的，參加論證的專家學(xué)者數(shù)量之多是空前的，是他們加快了東莊盡早惠及三秦百姓的步伐。”雷春榮說。

泥沙淤積好于預(yù)期，水壩將“延年益壽”

“一石水、數(shù)斗沙”，涇河含沙量是黃河的4倍，為世界之最。

這就導(dǎo)致另一個(gè)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)出現(xiàn)：泥沙淤積。有人放言，東莊水庫用不了多久就會(huì)變成沙庫，這直接影響決策層的建庫決心。

近5年來，借鑒黃河小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙的成功經(jīng)驗(yàn)，省水利廳組織黃河設(shè)計(jì)公司、中國水科院、清華大學(xué)等機(jī)構(gòu)利用數(shù)模分析等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，深入開展了渭河下游沖淤特性及東莊水庫調(diào)度運(yùn)行方式研究。

成果表明，東莊水庫運(yùn)行期可攔截泥沙20億立方米左右，減少泥沙淤積厚度1.28米；通過調(diào)水調(diào)沙沖刷降低河床高程，極大提高渭河下游行洪能力，確保渭河綜合治理后防洪能力50年不降低。

與小浪底水庫相比，東莊水庫的調(diào)水調(diào)沙形式上更為多樣有效，不僅有“人造洪峰”類型，還可根據(jù)涇河洪水含沙量高的特點(diǎn)，利用異重流排沙、蓄水?dāng)r沙與泄洪沖沙，還可以在空間上與渭河來水對(duì)接沖刷下游河道。

更重要的是通過調(diào)水調(diào)沙，年度調(diào)節(jié)洪水，多年調(diào)節(jié)泥沙，能夠長(zhǎng)期保持調(diào)水調(diào)沙庫容和興利庫容，對(duì)多沙水庫調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用有所創(chuàng)新。

經(jīng)過多年的論證，專家對(duì)治理涇河與解決渭河和黃河下游泥沙淤積的關(guān)系認(rèn)識(shí)更加清醒：涇河泥沙淤積如得到有效遏制，不僅能確保渭河安瀾，還可減輕黃河下游的泥沙淤積壓力。

還有一個(gè)欣喜的變化正朝著有利于東莊水庫建設(shè)的方向發(fā)展：近年來，我省加大退耕還林力度，加快“美麗陜西”建設(shè)，使植被覆蓋率顯著提高。

根據(jù)衛(wèi)星圖片顯示，10多年間，陜西綠色版圖向北推進(jìn)400多公里，森林覆蓋率年均增長(zhǎng)1%左右。全省生態(tài)狀況實(shí)現(xiàn)了由“整體惡化、局部好轉(zhuǎn)”向“總體好轉(zhuǎn)、局部良性循環(huán)”的歷史性轉(zhuǎn)變。

“陜西由黃變綠，意味著涇河水的泥沙含量會(huì)只減不增，同時(shí)意味著東莊水庫的整體功能都會(huì)好于預(yù)期?！崩状簶s說。