關(guān)中將現(xiàn)“高峽平湖”，這個(gè)工程創(chuàng)造多個(gè)世界第一

悅西安 · 發(fā)表于 2022-6-2 09:56:25

古人云：治秦必先治水，興秦必先興水。近年來，一批籌劃許久的重大水利工程紛紛上馬，讓大家逐漸意識(shí)到，陜西并非是水資源富足省份，仍存在著資源分布不均衡的現(xiàn)實(shí)狀況。

除了消息頻出的引漢濟(jì)渭外，在西安以北的涇河大峽谷深處，一座創(chuàng)造五個(gè)“世界第一”的東莊水利樞紐工程同樣火熱建設(shè)，待全部建成后，關(guān)中地區(qū)近150萬(wàn)人因此受益。

秦人治水，70余年的堅(jiān)守將實(shí)現(xiàn)

從地理位置看，東莊水利樞紐選址涇河下游峽谷末端咸陽(yáng)市禮泉縣叱干鎮(zhèn)、淳化縣車塢鎮(zhèn)河段處，距西安市約90公里，壩址控制涇河流域面積4.31萬(wàn)平方公里，占涇河流域總面積的95%。

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東莊水利樞紐方位示意制圖©悅西安

為何要在此處建水庫(kù)呢？事實(shí)上，作為渭河最大的支流，涇河占渭河流域面積的33.7%，也是其泥沙的主要來源，控制渭河來沙的七成、黃河來沙的六分之一。盡管有因兩河含沙量不同而產(chǎn)生“涇渭分明”一詞，但從古至今關(guān)于誰(shuí)清誰(shuí)濁之分一直存有爭(zhēng)論。

通過現(xiàn)代對(duì)涇渭水系的監(jiān)測(cè)，一年之中的絕大部分時(shí)間，涇渭分明處基本皆為涇清、渭濁。不過每年7-9月洪汛期，涇河泥沙量受中上游降雨而增大，多年平均輸沙量2.37億噸，這一數(shù)值相當(dāng)于黃河的4.4倍，是渭河的2.9倍。

涇河流域的高含沙洪水，加之上世紀(jì)60年代三門峽水庫(kù)運(yùn)用的影響，導(dǎo)致潼關(guān)高程抬升，渭河下游河床不斷淤積，已發(fā)展成地上“懸河”，成為洪災(zāi)頻發(fā)的根源，渭河近代發(fā)生的4次特大洪水，其中3次是以涇河來水為主。

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位于高陵的涇渭分明處

另一方面，關(guān)中地區(qū)尤其是渭北地區(qū)普遍缺水，人均水資源量?jī)H有131m3，遠(yuǎn)低于全國(guó)和全省平均水平，因此這片區(qū)域也被形象地稱作“渭北旱腰帶”。

回溯涇河治水，前有秦時(shí)興建鄭國(guó)渠，后有近代李儀祉設(shè)計(jì)修建關(guān)中“關(guān)中八惠渠”，秦人治水的目光從未離開過涇河。上世紀(jì)50年代初，黃委會(huì)和陜西省首次提出在涇河峽谷段建設(shè)大型水庫(kù)的規(guī)劃設(shè)想，認(rèn)為是立足當(dāng)?shù)厮�，近期緩解關(guān)中、特別是渭北地區(qū)缺水的現(xiàn)實(shí)選擇。

但工程立項(xiàng)之路艱辛且漫長(zhǎng)，一代代水利人曾圍繞開發(fā)目標(biāo)、泥沙淤積等進(jìn)行多次技術(shù)論證，先后經(jīng)6次啟動(dòng)，卻受資金籌措、目標(biāo)調(diào)整、泥沙淤積等緣由一次次無奈擱淺。

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鄭國(guó)渠景區(qū)

2010年，陜西省決定重啟東莊水利樞紐前期工作，其后的數(shù)年里工程推動(dòng)有了更多實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，相繼實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建議書、環(huán)評(píng)報(bào)告、初步設(shè)計(jì)等手續(xù)的國(guó)家層級(jí)部門獲批，并入選國(guó)家確定的172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一；2018年6月，準(zhǔn)備工程全面開工。

至此，作為黃河流域水沙調(diào)控體系骨干工程，也是全國(guó)目前唯一在建具有調(diào)水調(diào)沙功能的水利樞紐工程，東莊水利樞紐正式開啟“五個(gè)世界之最”的建設(shè)之路。

五項(xiàng)世界之最，筑起陜西又一奇跡工程

簡(jiǎn)要梳理東莊水利樞紐概況，工程總投資163.61億元，計(jì)劃建設(shè)工期95個(gè)月，主要新建高度230米的混凝土雙曲拱壩，形成32.76億m3總庫(kù)容，達(dá)到以防洪減淤為主，兼顧供水、發(fā)電和改善生態(tài)等綜合利用。投用后，它將成為陜西庫(kù)容最大、壩高最高的水利工程。

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東莊水利樞紐壩體效果圖

樞紐建筑物由混凝土雙曲拱壩、泄洪排沙設(shè)施、水墊塘、二道壩、引水發(fā)電系統(tǒng)及進(jìn)水塔等組成，采用“泄大攔小、適時(shí)排沙”方式來協(xié)調(diào)水沙關(guān)系。

其中，雙曲拱壩是工程的重中之重，主體230米壩高相當(dāng)于80層普通樓房的高度，弧線長(zhǎng)度約456米；設(shè)計(jì)總庫(kù)容超過32億m3，相當(dāng)于16個(gè)黑河金盆水庫(kù)，當(dāng)中有近三分之二庫(kù)容（20.53億m3）用來留存泥沙，同時(shí)配有110兆瓦電站裝機(jī)。

大壩建設(shè)過程中，還存在特殊性強(qiáng)、難度大的特點(diǎn)——單是岸坡開挖工作，估算堆渣量就達(dá)1663.93萬(wàn)m3，打個(gè)比方，若將所有移走的土石方集中堆砌，大體能堆起一座160米高的大山，可稱作是現(xiàn)代版“愚公移山”；而大壩主體混凝土澆筑工作，需要一刻不停持續(xù)三年時(shí)間，以確保壩體穩(wěn)固性。

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壩體岸坡開挖現(xiàn)場(chǎng)（2021年）

此外，對(duì)比研究國(guó)內(nèi)外200米以上30余座高拱壩資料，建設(shè)還通過科技創(chuàng)新手段，創(chuàng)造出五個(gè)方面的世界之最，為同類型工程提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

① 世界第一座以防洪減淤為主要任務(wù)的特高拱壩

設(shè)計(jì)攔沙庫(kù)容20.53億m3，占總庫(kù)容的62.7%，30年左右即達(dá)到?jīng)_淤平衡。

②含沙量和單位水沙荷載最大的特高拱壩

壩址區(qū)河段年均含沙量為140kg/m3，汛期平均207kg/m3；壩前淤積高度182米，占?jí)胃叩?5.6%。

③ 世界唯一一座懸托型河谷上修建的特高拱壩

水利樞紐近岸坡地下水位低于河水位高程約30-50米。

④ 庫(kù)區(qū)防滲規(guī)模世界最大孔深最深的水利工程

庫(kù)區(qū)防滲帷幕灌漿進(jìn)尺84萬(wàn)米，投資約11億元，壩基防滲帷幕最大孔深達(dá)到219米。

⑤ 世界上第一座二道壩采用堆石混凝土的水利工程

水利樞紐二道壩工程高41米，壩頂寬6米、長(zhǎng)75.1米，壩身布置2孔1.8×1.8米的檢修放空孔，采用堆石混凝土筑壩技術(shù)修建。

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工程整體施工示意

目前，樞紐準(zhǔn)備工程已全面完工，轉(zhuǎn)入主體建設(shè)階段，岸坡開挖、庫(kù)壩區(qū)防滲等多個(gè)標(biāo)段全面推進(jìn)；拱壩主體實(shí)現(xiàn)開挖130米左右，今年底前完成剩余百米開挖，預(yù)估明年春季啟動(dòng)大壩混凝土澆筑工作。

按既定工期，大壩將于2025年底前下閘蓄水并開啟首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，最終完工時(shí)間計(jì)劃在2026年12月。

高峽出平湖，關(guān)中地區(qū)百萬(wàn)人受益

這項(xiàng)浩大工程所產(chǎn)生的影響是深遠(yuǎn)長(zhǎng)久的。

官方測(cè)算數(shù)據(jù)顯示，待樞紐投用50年，可減少入渭泥沙30.51億噸，渭河下游河道累計(jì)淤積厚度由2.6米減少到0.76米；借助攔蓄洪水、調(diào)水調(diào)沙，使涇河下游防洪標(biāo)準(zhǔn)從10年一遇提高到20年一遇，渭河100年一遇的洪水削減為50年一遇，確保西安、咸陽(yáng)、渭南3市9縣區(qū)近150萬(wàn)人和80萬(wàn)畝耕地的防洪安全。

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樞紐建設(shè)進(jìn)行時(shí) 圖©陜西日?qǐng)?bào)

水庫(kù)不止防洪減淤，還承載著為關(guān)中“解渴”、為陜西全省發(fā)電的功能，并與渭河全線整治、引漢濟(jì)渭共同構(gòu)成關(guān)中“一線兩片”大水利體系骨架，成為破解渭北水資源短缺的生命工程。

供水方面，多年平均供水量4.35億m3，其中2.73億m3供給涇惠渠灌區(qū)，剩余1.62億m3則以城鎮(zhèn)生活和工業(yè)水量為主，供給銅川新區(qū)、富平縣城與工業(yè)園區(qū)、西咸新區(qū)（空港、秦漢、涇河）及三原縣城；發(fā)電方面，多年平均發(fā)電量2.85億度，可減少相應(yīng)的煤炭消耗與碳排放。

與此同時(shí)，庫(kù)區(qū)形成的長(zhǎng)達(dá)97公里、面積7.3萬(wàn)畝水面，確保涇河下游不斷流，涇渭濕地不萎縮、不退化，大幅改善涇渭流域生態(tài)環(huán)境。

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黃河最大支流渭河航拍©悅西安

這座集防洪減淤、供水、發(fā)電、生態(tài)改善于一身的大型水利工程，有效解決了長(zhǎng)期困擾關(guān)中的災(zāi)害和生態(tài)問題，亦在為渭北經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。不久后的渭北高原，也將呈現(xiàn)出“高峽出平湖”的壯美景色。