“江淮大運河”的創(chuàng)新密碼 探訪引江濟淮重大水利工程

2月的江淮大地，生機勃發(fā)。在引江濟淮二期工程蜀山復線船閘施工現(xiàn)場，塔吊林立、機器轟鳴，一派熱火朝天的景象。

不遠處，被人們稱為“江淮大運河”的引江濟淮工程雄姿展現(xiàn)，清澈的江水一路北上、奔騰入淮，讓長江、淮河實現(xiàn)世紀“牽手”。

近70年的醞釀、5年多的建設，2萬多名建設者的奮戰(zhàn)，2022年12月30日，承載著千年夢想的“世紀工程”——引江濟淮工程一期試通水通航。

這是國務院確定的全國172項節(jié)水供水重大水利工程之一，也是我國在建規(guī)模最大的跨流域引調(diào)水工程。建設過程中，它有哪些創(chuàng)新“密碼”？建成后又會給沿線生態(tài)環(huán)境帶來哪些改變？讓我們穿越歷史的“長廊”，用科學的“望遠鏡”，眺望這項工程的誕生過程及其背后的故事。

雙線引江、三湖調(diào)蓄、四路北上、八大樞紐

一條輸水線惠及兩省數(shù)千萬人

2月21日，安徽合肥。引江濟淮蜀山泵站內(nèi)的數(shù)字引江濟淮調(diào)度中心，大屏幕上顯示著實時輸水線路圖，通過“數(shù)字孿生系統(tǒng)”，蜀山樞紐至淠河干渠段情況一覽無余。

在將來，系統(tǒng)全部建成后，龐大的工程在線上將有個數(shù)字化“翻版”，工程高效管理調(diào)度有了“數(shù)字助手”。

“數(shù)字引江濟淮，相當于工程的‘智慧大腦’，它有‘四個一’，即匯聚工程全要素信息的‘數(shù)字孿生一張圖’，覆蓋工程沿線近1000公里的‘骨干通信一張網(wǎng)’，囊括供水、通航、生態(tài)等全領(lǐng)域的‘數(shù)據(jù)資源一中心’，涵蓋水資源綜合調(diào)度、智慧航道、遠程控制等‘指揮調(diào)度一平臺’。”安徽省引江濟淮集團有限公司建設管理部部長沈登樂介紹說。

從“圖紙”變?yōu)楝F(xiàn)實，更加“聰明”的引江濟淮，背后是幾代人的努力和堅持。

時間，回到20世紀50年代。

1958年10月，當時的水利電力部和中國科學院提出《南水北調(diào)引水初步意見》，曾初步研究分別從長江下、中、上游引水方案。其中，巢湖提水線從長江下游裕溪口引水入巢湖，越巢淮分水嶺入瓦埠湖至淮河，沿沙潁河上溯至河南周口。

因歷史原因，規(guī)劃曾一度沉寂。進入新時代，以前囿于財力、物力等因素，規(guī)劃圖紙上的水利工程，開啟了大規(guī)模建設的新跨越。

2015年3月，國務院正式批復引江濟淮工程項目建議書。2016年12月，國務院批準引江濟淮工程可行性研究報告。

厚積而薄發(fā)。2016年12月29日，經(jīng)過長期醞釀與謀劃，這座大型跨流域調(diào)水工程終于在巢湖之畔的派河口打下第一樁。2017年9月，水利部、交通運輸部聯(lián)合批復《引江濟淮工程（安徽段）初步設計報告》。

2022年12月30日，引江濟淮工程一期試通水通航！

僅從供水意義來看，就是令人振奮的——引江濟淮工程設計引江規(guī)模為300立方米/秒，供水范圍涉及安徽、河南兩省的15個市55個縣（區(qū)），受益人口將超過5000萬人。

“這條輸水線分為引江濟巢、江淮溝通、江水北送三大部分，清澈的江水將一路潤澤缺水的皖北與豫東地區(qū)。”安徽省引江濟淮集團有限公司黨委委員、副總經(jīng)理許曉彤說，工程按照“雙線引江、三湖調(diào)蓄、四路北上、八大樞紐”進行布局建設。

在引江濟巢部分，分別在樅陽樞紐和鳳凰頸樞紐兩個站點提取長江水，實現(xiàn)“雙線引江”，東線是西河—兆河—巢湖，西線則是菜子湖—廬江樞紐—巢湖。

在江淮溝通部分，派河口樞紐和蜀山樞紐依靠泵站的“力量”兩次實現(xiàn)“水往高處流”，使其翻越江淮分水嶺，注入瓦埠湖，然后一路向北，奔騰入淮。

江水北送則分為四條線路，分別是西淝河線、沙潁河線、渦河線和淮水北調(diào)線，“四路北上”潤澤皖北與豫東地區(qū)。

全線沿途經(jīng)過的八大樞紐，發(fā)揮著巨大作用：節(jié)制閘是“水流開關(guān)”，能擋水和放水；船閘是調(diào)節(jié)航道水位的“閘門”，能方便船只通過；還有的，是“力氣大”的泵站，能抽水、提水，讓水“坐電梯”升到指定高度。

“其意義不僅限于供水，在航運和生態(tài)方面的效益也十分突出。”許曉彤說，引江濟淮打通淮河水運入江第二通道，形成長江與淮河兩大流域之間便捷的水運通道，在安徽境內(nèi)形成“工”字形水運網(wǎng)，形成平行京杭運河的國家第二條南北水運大動脈，促進長江經(jīng)濟帶與中原經(jīng)濟區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展。“通航后，淮南到蕪湖之間的水運距離，將從繞道京杭運河的645公里減少到330公里。”

破解千年難題、建成世界級“水橋”

工程創(chuàng)造多個“世界之最”“亞洲之最”

溝通江淮，是千百年來的夢想。然而，受限于技術(shù)水平，這個夢想一直難以實現(xiàn)。

三國時期，曹操親率大軍南征時，曾試圖劈開將軍嶺，溝通江淮水系。

誰知，在開挖過程中出現(xiàn)一件詭異的怪事，“日挖一丈，夜長八尺，周而復始，河道難成”。

當時負責有關(guān)工程的肯定不會想到，阻礙工程的是江淮分水嶺地區(qū)獨特的地質(zhì)——膨脹土。

據(jù)了解，膨脹土是一種富含親水黏性礦物質(zhì)的土質(zhì)，遇水膨脹，失水收縮。下雨時，膨脹土吸水膨脹，松軟如泥，到天晴后，又迅速收縮，硬如巖石。

在這樣的土壤中開渠，如果膨脹土不適當處理，容易造成渠道垮塌，這也是這一工程一直難以付諸實施的重大阻礙。

“千年難題”怎么破？沈登樂介紹，當時，在合肥市蜀山區(qū)小廟鎮(zhèn)先行建設了1.5公里長的試驗段，專家團隊在這里探索膨脹土處理的有效解決辦法。

摸清了膨脹土的“脾氣”后，專家們最終決定實施“換土工程”，即把膨脹土換填成水泥改性土。

原來的膨脹土經(jīng)過翻曬、碎土后，加入4%的水泥進行拌制，把土的膨脹性降下來，再將完成混合的水泥改性土，均勻攤鋪到坡體表層，阻斷下層膨脹土與水、大氣的接觸，形成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的坡體。

通過試驗段長達兩年多時間的試驗，不僅為引江濟淮工程突破膨脹土難題提供重要的技術(shù)依據(jù)，還填補了我國在高含水量膨脹土領(lǐng)域研究的空白。

不僅僅是膨脹土，淤泥質(zhì)土也是工程建設的“攔路虎”。

在樅陽和廬江一帶，淤泥質(zhì)土過于松軟，如果用于建河道，則承受不了水的重量。

施工方在河道堤防底部打滿10—30多米深的樁，然后在樁上填筑大堤，才構(gòu)筑成牢固的河道。

工程難度很大，在白山船閘，光地基基礎(chǔ)處理就花了近1年半時間，打了30多萬根樁。

工程方打了個形象的比方：“在豆腐上插筷子，在筷子上頂個餅子。”

地質(zhì)難題只是技術(shù)上的障礙，疫情、洪澇則是不可抗力的“變量”。

2020年夏天，安徽洪澇災害期間，許多工程節(jié)點幾乎全線停工，建設者們都在搶險、巡堤、運物資，洪災過去后拼命搶工期。

寒來暑往，四季更替，浩大的工程幾乎沒有停下建設腳步。在技術(shù)助力和建設者的付出之下，創(chuàng)造了多個“世界之最”“亞洲之最”。

2022年9月，在合肥市肥西縣境內(nèi)，世界跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)渡槽——引江濟淮工程淠河總干渠鋼結(jié)構(gòu)渡槽首次通航，形成了“河上有河、船上行船”的奇觀。

什么是渡槽？就像立交橋一樣，只不過立交橋走的是車，而渡槽走的是水。

引江濟淮的渠道流經(jīng)合肥時，與淠史杭灌區(qū)的淠河總干渠相交，且兩條水系水位高差達30米。為保證合肥市的重要供水渠道不中斷，將原淠河總干渠裁彎取直建設一座可過水通航的渡槽天橋，引江濟淮渠道“下穿”淠河總干渠而過，一座世界“水橋”應運而生。

這座“水橋”厲害在哪？渡槽主跨跨度達到110米，總用鋼量高達2.04萬噸，成為世界最大跨徑鋼結(jié)構(gòu)通航渡槽。

建設這么龐大的鋼結(jié)構(gòu)渡槽談何容易？建設方創(chuàng)新提出了“上平下拱、上開下合、外桁內(nèi)波”的結(jié)構(gòu)體系，實現(xiàn)了超大變幅荷載下的結(jié)構(gòu)跨度突破。

除了“世界之最”，還有“亞洲之最”。引江濟淮把江水從南往北輸送，它面臨最大的難點是地勢問題，如何翻越江淮分水嶺，實現(xiàn)水往高處流，這要靠馬力十足的“抽水電梯”——蜀山泵站。

“蜀山樞紐設計流量每秒340立方米，相當于一個標準的游泳池6秒鐘就能被填滿。”中國電建集團蜀山泵站項目負責人彭偉說。

這么大的水量，對泵站的機組提出更高的要求，因此8臺機組，總裝機容量達到60000千瓦。“蜀山泵站樞紐的導葉式混流泵中葉輪直徑、揚程及單機流量，綜合來說位于全國第一。”彭偉介紹，蜀山泵站建設規(guī)模位居引江濟淮工程八大樞紐之首，也是亞洲裝機、流量最大的混流泵站。

為候鳥“讓路”、為魚類“修路”

打造靚麗生態(tài)文明風景線

初春時節(jié)，乘船沿江淮大運河一路北行，水綠相依、魚鳥齊歡的生態(tài)美景躍然眼前。

“既有一河清泉水，又是一條經(jīng)濟帶，還是一道風景線。”許曉彤說，引江濟淮工程對于改善沿線水環(huán)境、促進綠色發(fā)展具有重要意義。

引江濟淮年均可向巢湖生態(tài)補水5億立方米以上，促進江湖水量交換和湖區(qū)水體流動，提升湖區(qū)水環(huán)境容量，江水流入淮北，淮河干流將不再斷流，退還淮河流域被擠占的河道生態(tài)用水和被超采的地下水，能有效地改善巢湖及淮河水環(huán)境。

據(jù)介紹，自項目規(guī)劃以來，如何保障引江濟淮輸水水質(zhì)，一直都是重要考量。

巢湖，幾乎是引江通道繞不過去的節(jié)點。“湖泊不僅能夠起到調(diào)蓄作用，還可以減少開挖河道。”沈登樂說，若巢湖水質(zhì)不佳，可能就會把不達標的水北送。

為了保證引江濟淮一江清水北上，在規(guī)劃期間，有專家提出兩條引江通道都入巢湖，倒逼巢湖水環(huán)境治理，可巢湖治理穩(wěn)定達到引江濟淮引水標準，還需更長時間。

時間不等人。于是，又有專家提出兩條引江通道都不入湖，通過開挖新河道，繞過巢湖，避開巢湖水質(zhì)影響。但是這個方案要多挖40多公里的渠道，投資將會進一步加大。

最終，確定的是“小合分線”方案。所謂“合分”，就是“有合有分”，即在兩條引江通道都入湖的前提下，另外再沿巢湖南岸新開一段輸水渠道，可將菜子湖線引江水和經(jīng)巢湖南部湖區(qū)輸送的西兆河線引江水直接引到派河河口。

當巢湖水質(zhì)符合標準的時候，江水入湖后，進行水體交換，工程可從白石天河口引巢湖水；而當巢湖水質(zhì)不達標的時候，長江水則繞過巢湖，直接北上送到派河口，保證一江清水北上。

新建大型工程，對于周邊野生動物和魚類的影響也必須考慮在內(nèi)。工程對沿線動物的影響，是不可回避的生態(tài)問題。

為了讓引江濟淮的江水能自流，必須抬高菜子湖的水位一米多，淹沒灘涂豐茂的水草，而草籽、草根皆為水鳥的食物，食物源減少和生存空間減少，可能會破壞候鳥棲息環(huán)境。

“為了處理好候鳥問題，我們專門調(diào)整了設計方案，將航道西移約一公里，遠離團結(jié)大圩鳥類集中分布區(qū)，為候鳥‘讓路’。”許曉彤介紹。同時，在每年11月至第二年3月，降低水位，使候鳥越冬棲息濕地基本不減少，并且修復附近濕地，改善和擴大湖區(qū)濕地環(huán)境。

除了對鳥的保護，還有魚類。樞紐的規(guī)劃、設計、施工和運行，都有可能對魚類的棲息環(huán)境和活動造成影響。

工程安排專項資金為魚類“修路”，增設了專門的魚道，通過建設東淝閘、蚌埠閘和臨淮崗閘魚道，恢復淮河干流連通性、促進瓦埠湖與淮河干流間連通性，可極大促進淮河干流魚類資源交流。

據(jù)了解，目前，安徽省正規(guī)劃發(fā)展引江濟淮沿線文化旅游，建設一批水利景點、文旅發(fā)展示范區(qū)和主題景觀段，將江淮運河建成有國際影響力的風景畫廊、生態(tài)綠廊、經(jīng)濟走廊。（作者：王弘毅）