陕西太牛了,又一超级工程,拿下五项世界第一
最近,陕西传来一个大消息,可能很多人还没太留意,那就是在泾河上建的一座名叫东庄水利枢纽的超级工程,正式关上了闸门,开始蓄水了。
这听起来好像就是建了个水坝,但实际上,这件事的意义非常重大,它不光是咱们国家在黄河上游干的一件大事,更是一口气创下了五项世界纪录。
很多人可能会好奇,不就是个水坝吗?
怎么就成了“超级工程”,还扯上了“世界之最”?
它到底要解决什么天大的难题,值得我们国家从上世纪五十年代就开始琢磨,反反复复折腾了七十多年才最终建成?
要说清楚这件事,咱们得先从一条河说起,就是黄河最大的支流——渭河。
渭河是咱陕西关中平原的母亲河,八百里秦川的富饶,离不开它的滋养。
可这位“母亲”也有自己的烦心事,那就是她的一个“孩子”——泾河,太能“惹祸”了。
我们常说“泾渭分明”,就是说泾河水浑,渭河水清。
这浑,可不是一般的浑,泾河流经黄土高原,把大量的黄土泥沙带进了河里,它贡献了渭河差不多七成的泥沙,占了整个黄河来沙量的六分之一。
这就好比一个干净的大水池(渭河),旁边有个管子(泾河)天天往里灌泥浆。
年复一年,渭河下游的河床就被这些泥沙越垫越高,最后河底居然比两岸的地面还要高,形成了一条悬在大家头顶上的“地上悬河”。
这“地上悬河”有多危险呢?
就好像在你家房顶上修了一条水渠,平时看着没事,可一旦下大雨,洪水一来,水涨船高,稍微有点闪失,堤坝一决口,那洪水就不是顺着河道走,而是居高临下地直接灌下来,对下游的城市和村庄来说,简直就是灭顶之灾。
历史上,渭河下游地区“小水大灾”的现象特别频繁,老百姓可以说是常年提心吊胆。
为了解决这个问题,过去想了很多办法,比如不停地挖沙清淤,不断地加高加固堤坝,但这些都像是给病人吃止痛药,只能暂时缓解,病根儿却除不掉。
因为只要泾河的泥沙还在源源不断地来,这个问题就永远解决不了。
于是,一个治本的思路就提了出来:我们能不能在泾河的“咽喉”要道上,建一个超级大坝,像一个巨大的过滤器一样,把大部分泥沙都拦在山里,只放出相对清澈的水?
这样一来,不就把问题的根源给掐断了吗?
这个宏伟的构想,就是东庄水利枢纽工程的由来。
想法虽好,但做起来可不是一般的难。
要在两座大山之间,建一座高达230米,差不多有80层楼那么高的拱形大坝,本身就是个巨大的挑战。
更何况,它要对付的不是普通的清水,而是夹带着巨量泥沙的“泥龙”。
这使得工程师们必须面对和攻克一系列世界级的难题,也正因为如此,东庄工程才创造了那五项了不起的“世界之最”。
第一个“最”,是世界上最高的以防洪减淤为主要任务的特高拱坝。
世界上绝大多数高坝,主要功能是蓄水发电或者灌溉。
但东庄大坝的第一任务,是“拦沙子”。
它的总库容有32.76亿立方米,其中超过六成的库容,也就是20多亿立方米,是专门预留出来存放泥沙的。
这就好比建了一个超级巨大的“泥沙仓库”。
一座大坝不仅要顶住水的巨大压力,还要承受亿万吨泥沙常年累月堆积起来的侧向推力,这种复杂的受力情况,全世界的工程师之前都没遇到过。
第二个“最”,是它要承受的含沙量和单位水沙荷载是世界之最。
泾河的水在汛期有多浑呢?
平均一立方米的水里,就含有207公斤的沙子,这水比正常的清水要重百分之三四十,几乎就是流动的泥浆。
这种“加了料”的水冲刷、挤压大坝的力量,跟清水完全是两码事。
工程师们没法照搬以前的公式来计算,必须把“泥沙压力”这个全新的变量考虑进去,重新建立一套力学模型。
这等于是在一个未知的科学领域里探索,每一步都必须极其谨慎。
第三个“最”,是在一种叫“悬托型河谷”上修建的第一座特高拱坝。
这个词听着专业,其实可以这么理解:一般情况下,河两岸山体里的地下水水位,要么比河水高,要么跟河水平齐。
但东庄这个地方的地质很特别,两岸山体里的地下水位,比河里的水还要低三五十米。
这就好比你把一个很重的水杯,放在一块中间有点空心的木板上。
水库蓄水后,巨大的水压可能会导致水从大坝的根部和两侧的山体里“溜走”,渗漏出去,时间长了甚至可能掏空山体,造成灾难。
在这种地质条件下建超高大坝,怎么防止水库变成一个“漏水盆”,是前所未有的挑战。
第四个“最”,为了解决上面那个“漏水”的风险,工程的防渗规模和深度也成了世界之最。
工程师们想出的办法,就是给大坝和两岸的山体“打吊针”,在地下深处建造一道巨大的、看不见的水泥墙,专业上叫“防渗帷幕”。
他们往岩石的缝隙里钻孔,然后用高压把水泥浆灌进去,把所有缝隙都堵死。
整个工程钻孔的总长度达到了惊人的84万米,最深的孔打到了地下219米深。
这么大规模、这么深的地下“防水工程”,在世界水利史上是绝无仅有的。
第五个“最”,是它的一项辅助工程——二道坝,是世界上第一个采用堆石混凝土技术来建造的一级水工建筑物。
在主坝的下游,还建了一座40多米高的二道坝,用来缓冲下泄水流的能量。
这座坝用了一种很巧妙的技术,就像做“千层糕”一样,先铺一层大石头,再浇一层特制的混凝土,一层一层往上堆。
这种方法能就地取材用山里开挖的石头,既省钱又结实,施工速度还快。
把这种新技术用在这么重要的水利建筑物上,也是一次开创性的尝试。
这座超级工程的建成,背后是一段长达七十多年的漫长历程,经历了“六起五落”的坎坷。
最早在1950年,新中国刚成立不久,水利专家们就提出了这个设想。
之后几十年里,因为三门峡水库的淤积问题、国家不同时期的发展重点、巨大的投资和技术难题等各种原因,这个项目几度被提起,又几度被搁置。
那些最早参与勘测的老专家,可能一辈子都没能看到大坝建起来。
直到进入21世纪,特别是2010年以后,随着国家对黄河流域生态保护和高质量发展的高度重视,以及我们国家综合国力和技术水平的飞速提升,陕西省下定决心,无论如何也要把这个“世纪梦想”变成现实。
从2018年正式开工到如今开始蓄水,几代人的心血终于结出了硕果。
现在,这座大坝已经开始发挥作用了,它带来的好处是全方位的。
首先,关中平原头顶上那条悬河的威胁将被大大减轻,渭河的防洪能力将得到质的飞跃。
据计算,它运行50年,能让渭河下游少淤积6.57亿吨泥沙,进入黄河的泥沙也能减少约25亿吨。
其次,它成了一个巨大的“水缸”,每年可以为西咸新区、铜川、富平等多个城市和工业区提供4.35亿立方米的优质用水,还能为下游的泾惠渠灌区补水,让农田灌溉更有保障。
同时,它还是一个“绿色充电宝”,每年能发2.85亿度电,这些清洁能源能减少大量煤炭消耗和二氧化碳排放。
更长远来看,大坝上游会形成一个长近百公里、面积达7万多亩的巨大人工湖,这将极大地改善渭北旱塬地区干燥的气候,增加空气湿度,让这里变得更加宜居。
这片新生的水域也将成为鱼类和鸟类的新家园,对整个区域的生态环境都是一个巨大的提升。
