既有條件下打造方城埡口運(yùn)河的可行性

王 冬 王宇航

(1.東港市大頂中學(xué)，遼寧 丹東 118304；2.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川 樂山 614000)

1 方城埡口運(yùn)河選線

方城埡口運(yùn)河，估計(jì)甫一開通，運(yùn)力立馬飽滿，故以500 t級設(shè)計(jì)就有點(diǎn)先天不足，航道應(yīng)直接按照3000 t級來規(guī)劃，船閘按照500 t級雙線設(shè)計(jì)(社旗端船閘可預(yù)留四線船閘位置)。為了保證建成后的運(yùn)河水源不因人為操作失誤導(dǎo)致跑漏，在航道兩端各設(shè)置一道橡膠壩(橡膠壩頂高最低3 m，汛期可注水到高度6.5 m以保存臨時(shí)水源)。設(shè)定航道底面絕對保持在海拔110 m，形成航道3 m死水位。因而免去了因船舶需升升降降而再次設(shè)置船閘和補(bǔ)水設(shè)施的麻煩，以及頻繁開啟閘門的操作，一次投資永久受益。

圖1 方城埡口運(yùn)河選線圖

按照既有河流選線加寬比較合理，同時(shí)避開村莊，避免拆遷民房，盡量使用河谷與空地。方城埡口運(yùn)河選線如下。

表1 方城埡口運(yùn)河開挖量估算及船閘預(yù)設(shè)計(jì)

本計(jì)劃總開挖量在0.9823億m3，按照45元/m3的挖土費(fèi)用計(jì)算需花費(fèi)44.2036億元。開渠地表征地面積(含原有河流面積)合609 hm2，以90萬元/hm2計(jì)，征地費(fèi)用5.5億元。

3 m高橡膠壩設(shè)置在A(社旗縣端)、K(燕山水庫端)兩測量點(diǎn)處，緊靠橡膠壩前方10 m設(shè)置一道船閘(船閘開閉不碰觸前拱形橡膠壩體)，在該船閘上游240 m(下游250 m)處各再設(shè)一道船閘，三道船閘一組。三道船閘頂端高程120 m。以A點(diǎn)處船閘為例介紹船舶上行過程。該點(diǎn)三道船閘依次命名A1、A2、A3。船舶過A1閘門進(jìn)入第一閘室，關(guān)閉A1、A3閘門，兩閘室同時(shí)注水到115.3 m，船舶過橡膠壩進(jìn)第二閘室，關(guān)A2閘門，一二閘室泄水降低水位，開A1、A3閘門，已進(jìn)入航道的船舶上行；下一班待上行的船舶準(zhǔn)備過A1閘門……船舶完成一次過閘任務(wù)，需要用水量(240 m×2+10 m)×23 m×2.3 m=26000 m3，每天按照過閘30班次計(jì)、雙線，A點(diǎn)處船閘每天用水156萬 m3。按照南陽地區(qū)氣候，每年夏秋季180 d可通航，半年過閘用水量2.80億m3。這些水引自鴨河口水庫，在A點(diǎn)附近建造Φ600 m×H15 m蓄水塔為船閘供水，從鴨河口水庫壩前埋設(shè)Φ7 m的高壓混凝土管道40 km引水到蓄水塔。同理，在K點(diǎn)(燕山庫口300 m處)處建設(shè)Φ400 m×H15 m蓄水塔，水源來自燕山水庫，利用夜間峰谷電力提水儲存于蓄水塔備用。

前述提到的運(yùn)河航道，A-K間大約有50.5 km，運(yùn)行前需要補(bǔ)水到113 m，補(bǔ)水量50.5 km×72.5 m×3 m=1098萬m3，這些水可以由賒店鎮(zhèn)上游的潘河回水提供；可以由燕山水庫西蓄水塔提供；更甚至可以由當(dāng)?shù)刈匀唤涤辏蓛蓚?cè)山體自然匯集雨水而成。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，方城地區(qū)年均降水量803.9 mm，如果按照如上敘述在圖中社旗點(diǎn)與燕山水庫間有一條運(yùn)河，根據(jù)地形條件，理論上估計(jì)這些降水都將匯集于運(yùn)河內(nèi)，但實(shí)際中確實(shí)這樣嗎？根本不可能！只有集中的、大的降雨才有可能匯集成流。據(jù)2020年方城地區(qū)統(tǒng)計(jì)，只在7月份有一次超過190 mm的降雨，并且估計(jì)有60%的自然沉降，假使另40%都能集中匯流進(jìn)運(yùn)河，將有水量1.925億m3。假若這些雨水都通過ABC處閘門被逼進(jìn)燕山水庫……東部的燕山水庫37.3km2，水面將增加5.16 m，而此時(shí)燕山水庫水位也就在111.16 m，大大低于大壩壩頂高程117.8 m，完全在風(fēng)險(xiǎn)可控之內(nèi)。而這些雨水如果僅用于社旗端過閘消耗，理想情況下，可以使用124 d。就是說一次大的降雨就夠4個(gè)多月的過閘水量?；蛘哒f從七月份某次大雨后，船舶過方城埡口運(yùn)河可以不再使用鴨河口水庫的來水。

2 燕北運(yùn)河

對于圖中的脫腳河水庫或社旗端河道水庫，都可以作為預(yù)案，待正式立項(xiàng)再做討論。即使在戈灣上游建設(shè)新的平原水庫，可能所有雨水也無法全部收集，如果順唐河而下，可能又增加了唐河的防汛負(fù)擔(dān)，不如再往東北就勢打通運(yùn)河溝通澧河(簡稱燕北運(yùn)河)。

圖2 燕北運(yùn)河500 t級航道走向

對于汛期，方城埡口運(yùn)河除因汛期能夠盡力收集的降水外，其余均通過燕北運(yùn)河送往澧河流域(遠(yuǎn)景必定是該運(yùn)河一直向北打通進(jìn)入黃河)。一旦遇到旱季年景，社旗縣方向可由鴨河口水庫為主，望花亭水庫為輔，共同完成船舶翻壩補(bǔ)水任務(wù)；而東部燕山水庫如果水源不足，可從板橋水庫打通隧道，引水補(bǔ)足。

方城埡口也稱風(fēng)口，當(dāng)?shù)夭贾昧舜罅康娘L(fēng)力發(fā)電機(jī)，劃分電力用于從燕山水庫提水至蓄水塔，用于船舶翻過橡膠壩。山水匯集過程中有可能將泥土草屑等帶入運(yùn)河內(nèi)，堵塞運(yùn)河，都能簡單解決，不再贅述。

不要擔(dān)心建成后的方城埡口運(yùn)河因水少耽誤運(yùn)營。引江補(bǔ)漢已經(jīng)到了丹江口下的潘家?guī)r，如果方城運(yùn)河社會(huì)效益可觀，長江水也不在乎再向東走個(gè)百十公里……甚至可以有一條線路從三峽左岸的第二船閘配套蓄水庫——駝峰水庫(最低點(diǎn)海拔230 m)引出直送社旗縣(下載點(diǎn)海拔110 m，距離350 km，流量60億m3)，利用燕北運(yùn)河直送黃河……或者新建西嶺峽水庫120 m高程大壩，阻攔江水以隧道送荊門，沿武當(dāng)山山腳淺埋地下涵管抵達(dá)襄陽，再轉(zhuǎn)東過漢江沿南陽盆地南坡鑿渠到達(dá)水臺子，建三級渡槽，提水到社旗……

整條運(yùn)河深度都在10 m開外，完全大于500 t級內(nèi)河船舶的8 m凈空要求，因此不會(huì)因運(yùn)河的開鑿打亂地方陸路原有格局，無非是增加了幾座橋。可以就勢在新開橋頭增加觀光臺，或者在運(yùn)河旁開辟新的觀光道，帶動(dòng)地方發(fā)展旅游，搞活經(jīng)濟(jì)。據(jù)說中國要為挪威修建船用隧道，不如先在這里打個(gè)樣，以增加說服力。選擇本規(guī)劃中D-E-F 3點(diǎn)間打通雙線隧道。每條隧道寬度35 m，高度12 m，長度在5 km。

希望共同完成方城埡口運(yùn)河這一歷史難題，助力中國碳達(dá)峰更上一層樓。