涇陽人張中東幹了一輩子水利,沒有去過鄭國渠景點,他想起應該去看一下。他能記起小時候,涇陽屬於「拍一拍就有水」的地方,因為恰好在涇惠渠的灌區範圍,家鄉的玉米長勢格外好,總有藍田人推著自製平板車用豆腐換玉米。
張中東大學讀的水利專業,畢業後他的師傅曾參與過涇惠渠的修建,而他前後參與黑河水庫、引漢濟渭工程兩項飲水工程,半生都在為西安人的飲水源奔波。
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一條穿越秦嶺底部的隧洞正在艱難掘進。長320餘米的TBM硬巖掘進機抵在距離峰頂2012米之下的掌子面上作業,活像一條鋼鐵巨龍,工人們又叫它「穿山甲」。這隻巨獸直徑在8米多左右,與隧洞內徑的寬度相當。饒是這臺來自美國號稱「通吃硬巖」羅賓斯TBM,面對秦嶺底部石英含量高達96%的花崗巖,也有些吃不消。
■ TBM機更換刀頭
這些,都是為了被稱作陝西內部的「南水北調」——「引漢濟渭」工程。
打通隧洞的關鍵是TBM機,機器需先將堅硬的巖石按壓扭碎,然後巨輪旋轉將碎巖石刮下來,圓形掌子面上留下一圈圈巨樹年輪一樣的磨痕。面對掌子面上硬度超過鋼材的巖石,正常狀態下,TBM機每月的掘進長度只能在150米左右。
■ TBM刀盤在掌子面上留下同心圓
四川廣元人鄔宗清是這臺TBM機的馭龍人。儘管他只有小學文化,這臺機器卻是機、電、液、光、氣多個軟硬體集大成的高端設備,他為此需要比著英漢詞典,查閱專業技術書籍以及學習新的編程技術。
從一個小電工成長為徒弟們敬重的頂尖技工,鄔宗清多年來出現在不少大型基建隧洞工程中。工作之餘,他還是個嫻熟於修理各種家用電器,會利用廢舊零件自製收音機的生活能手。妻子和兒女都留在老家,一年難得回家幾次。如今女兒畢業後,也來到了中隧集團TBM四公司的嶺南項目部工作,父女倆有了難得的團圓時光。
2012米,是整個秦嶺輸水隧洞上的最大埋深,也是這條全長98.3公裡直線貫穿關中平原與漢中腹地線路上的最高點。以最高點為分界,洞穿秦嶺的工程分為嶺南和嶺北兩個部分,逐段貫通。鄔宗清掌舵的是嶺南項目的TBM機,在嶺北,另一臺TBM機在同一條線上的另一個掌子面相對作業,兩邊的隧洞最終要嚴絲合縫的吻合。
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「誤差不會超過1CM。」周凱28歲,河南焦作人,現在是中隧集團TBM四公司負責TBM安全施工的安全部長,一畢業就在這個項目上,7年時間從安全員做到安全部長。在幽暗的隧洞裡呆一會,感覺像在蒸桑拿,但周凱說當天TBM機並沒有作業,工人們需要靠人工清理「穿山甲」兩邊沉甸甸的石渣,所以洞裡的溫度已經相當「友好」了,儘管大家從頭到腳已經全部汗溼。
■ 從支洞進入主洞需要換乘工程專用「小火車」
鄔宗清和周凱只是這個巨量工程的上千名施工管理人員的其中兩個,在支洞口就近的四畝地鎮基地,簡易工棚前,男人們的妻子在門前摘菜、洗衣,她們大多來自河南、四川、福建等地,操不同的方言。女人們給這個四面環山的谷地增添了生活的氣息。男人在隧洞裡工作十二小時,休息一整天,女人則負責照看小家,有時候會幹些小工,儼然一個小小的社區。據說還有女人在隧洞裡開塔吊,可是那天我們沒有見到。
■ 工人們的生活區
據說當年明廣惠渠修建歷經18年,其中有一段長417米的隧洞最難,工匠們只能採取火燒水(醋)淬的原始辦法。儘管周凱他們在穿山鑿石上已經有太多優於前人的科技和安全措施可以利用,但從底部這樣長距離洞穿世界十大山脈之一的秦嶺尚屬首次。越靠近TBM機作業的嶺脊段,強大地應力擠壓下,發生巖爆的頻次和強度也更高,靠近掌子面的工人們大多戴鋼盔,穿著防彈服工作。
周凱遇到過情況最嚴重的情況是在2016年2月28日,正在掘進中的TBM機遭遇了突湧水事故,一條長流河從隧洞的巖石裂隙中噴湧出來,水位以每小時3釐米的速度迅速上漲,他們緊急調動了1000多人,劃著從村裡借來的皮筏艇,用抽水泵瘋狂抽水。
■ 2016年2月28日突湧水事故
現有技術使強化了人們徵服自然的能力,但自然又在不時向人們展示它真正的實力。所有人都在等兩臺TBM的勝利會師,那意味著他們花了將近十年時間,完成了從底部洞穿秦嶺的工程,算下來,和2200多年前鄭國渠的工期差不多。
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負責取水的「巨型水泵」就設在漢中洋縣境內的漢江幹流上,具體承擔這項任務的是黃金峽水利樞紐站。從壩沿上往下俯看時,幾臺挖掘機微縮成玩具大小,在工地上來來回回。建大壩攔截了一半的河道,只餘另一半供江水通過,趕上汛期洪峰來臨,黃金峽分公司的人就很緊張。今年29歲的劉德偉在這裡工作了三年,他在四川大學讀水力學與河流動力學專業,眼看著大壩一點點變高。
■ 黃金峽水利樞紐站
從黃金峽水利樞紐站開車大約半個小時車程,沿子午河到達大河壩鎮。地處秦嶺南麓,這是一個風景宜人的小鎮,一條窄窄的鎮街,因為常年駐紮引漢濟渭的工程建設人員,登時繁華起來。儘管在行政區劃上屬於漢中市佛坪縣,但手機定位常常在漢中和安康兩地切換。佛坪當地以秦嶺四寶文明,素有生物基因庫、天然氧吧之稱。
陝西省內71%的水資源分布在漢江、嘉陵江流域的陝南地區,這裡也是國家南水北調工程中線工程的主要水源地,每年平均向丹江口水庫輸入290多億立方水,佔丹江口年平均入庫水量的70%。引漢濟渭在上遊,陝西省內調水十多億立方,佔比相對較小,因此又有「小南水北調」之稱。
如果把黃金峽水利樞紐站比作「巨型水泵」,那麼三河口水利樞紐站相當於一個大水缸,位於子午河峽谷段,逼近椒溪河、蒲河、汶水河三河交匯處的位置。
■ 三河口水利樞紐站
黃金峽水利樞紐站負責抽取漢江水進輸水隧洞,輸送到關中地區,但在途中,還需要經過三河口水利站。當黃金峽泵站抽水流量小於關中需求時,由三河口水庫放水補充,所放水通過壩後連接洞經控制閘進入秦嶺輸水隧洞;當黃金峽泵站抽水流量大於關中需求時,多餘部分經控制閘通過三河口壩後連接洞由三河口泵站抽水入三河口水庫存蓄。
■ 從三河口俯瞰關中平原
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西安不缺水,是當下許多人的普遍感受。但生活在人均水資源僅佔全國平均水平七點五之一、全省的四點二分之一,卻集中了省內七成以上人口,九成以上經濟體量的關中,這塊平原上缺水記憶的消解也才不過二十年。
如今已是引漢濟渭公司總工程師的張中東對此印象深刻。
長達10多年的水荒就發生在90年代的西安,以1995年最為嚴重。當年西安持續150天大旱,工廠因缺水停產減產,一些高等院校也因水荒提前放假。由於多年過量開採地下水造成地基下沉,以至大雁塔傾斜、鐘樓底座出現裂縫,都發生在這一時期。
根本原因在於城市人口和規模急劇擴張,以往主要依賴地下水源供水的模式已經不足以支撐。張中東當時就在黑河引水工程上,黑河引水從建國初期開始論證,彼時整個城市的供水缺口還沒有那麼大。96年的缺水危機,直接促成了黑河飲水工程的動工實施,直到2002年,黑河水庫向南郊水廠正式供水,西安人才的水荒記憶才告一段落。
張中東心裡清楚,黑河水庫延緩了缺水的現狀,但並沒有改變整體缺水的現實,城市和人口都在生長。之所以還沒有切身感受,是因為居民生活用水指標是排在安全線第一位的。城市居民現在感覺不到缺水,是建立在不斷壓縮擠佔工業用水、生態用水和農業用水指標的基礎上的。
何況渭河流域的「缺水」帶有先天性,降水大多集中在汛期,枯水季從每年10月份持續到第二年5月,年平均徑流量僅有漢江的五分之一左右,且由於身處黃土高原,水土流失嚴重。在水利人眼裡,屬於難以通過工程技術改變的「資源型缺水」。
水資源總體不足,再優秀的水利人也難為無米之炊。
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陝西蒲城人李儀祉是近代有名的水利學家,據說他還兼有劇作家的身份,長於詩歌、戲劇。但他最為人稱道的還是興修水利的功績,以及曾參與創辦中國第一所高等水利專門學府——南京河海工程專門學校,如今江蘇的河海大學。
1928年-1930年,關中遭遇特大旱情,導致「饑民之多,達千數萬。農村間十室九空,都市中哀鴻塞途,掘草為食,剝樹充飢⋯⋯」其中以1929年災情最為嚴重,當年因災死亡人數250餘萬,到省外逃荒者40餘萬,全省人口從940餘萬銳減至650餘萬。
李儀祉在渭北旱塬長大,早年曾在德國但澤工業大學專攻水利,後擔任陝西水利局局長。1930年,也就是關中大旱第三年,在時任陝西省政府主席楊虎城的支持下,李儀祉終於有錢完成籌謀已久的引涇工程,前後花費5年時間,定名「涇惠渠」,灌溉農田面積70萬畝,惠澤鄉鄰。
涇惠渠與眾不同的地方在於首次採用混凝土澆築,為了鑿石開掘引水洞,專門從美國購入輕便氣壓機一具及打鑽機四架,開現代水利工程先河。涇惠渠後來幾經修繕一直沿用到現在,灌溉面積已達146.3萬畝。
其實在關中平原上,引涇灌溉已有先例,最早可以追溯到戰國時期的鄭國渠。鄭國渠從涇河瓠口引水,流經今涇陽、三原、高陵、臨潼、富平、渭南、蒲城,最後連同北洛河,全長約126公裡,灌溉農田115萬畝。鄭國渠之後,先後有漢白渠、唐鄭白渠、宋豐利渠、元王御史渠、明廣惠渠等,大多沿用相似路線。李儀祉主持興建的涇惠渠,就是在唐鄭白渠的基礎上修建的。
鄭國渠耗時十年之久,成就了關中歷史上「天府之國」的美譽,也是古代水利工程的一件典型作品,考古學家後來還找到了當年攔截涇河的大壩殘餘。從原理上說,關中平原整體「西高東低」,使得流量巨大的涇河水,可以順著地勢經渠內緩緩自流,進入北洛河,沿途攔截了北面的幾條支流匯入渠內充實水量,南面開挖支渠,在涇洛平原上形成農業灌溉網。
渭河自西向東貫穿關中平原,所以關中平原又叫渭河平原。無論是涇洛兩條大支流,還是如今西安人的飲水源黑河,以及滻河灞河等關中八水,這些枝枝蔓蔓的分流支流,最終都可以追溯到渭河幹流上,因此說渭河水哺育了關中平原並不為過。
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作為長江最大的支流,漢江水發源於漢中市寧強縣,經漢中、安康進入荊襄一代。秦嶺山脈素來被當做中國的南北分界線,儘管在行政區劃被劃入秦地,但身處秦巴谷地的漢中人往往最難回答別人,自己究竟是南方人還是北方人。畢竟,翻過南面的大巴山就能到達四川盆地。事實上,當地人的方言和飲食都更接近於四川人。在這一點上,隔壁的安康人感同身受。
秦巴山地也是陝西山洪災害最為嚴重的地區,和遍布渭河平原的水利工程多數是引水灌溉不同,這裡大大小小的水利工程大多兼具防洪的功能。黃金峽水利樞紐取水口處在漢中安康接壤處,在不影響漢中城市供水的情況下,對漢江下遊的安康也能起到攔洪減災的作用。
穿越秦嶺輸水隧洞的水進入關中後,將分成南北兩條路,輸送到關中主要用水地,包括西安、鹹陽、渭南、楊凌及周邊各區縣。由於每年調取15億立方水給渭河流域,減少了渭河用水,渭河流入黃河下遊的水量就更多了,這樣可以通過水權置換給黃河上遊的陝北爭取取水指標。相比於關中地區,陝北能源化工基地的用水需求更迫切,關中用水、陝北引水、陝南防水,整個工程背後關係三地的統籌協調發展。
■ 輸水隧洞已完工段
在此之前,所有穿越秦嶺的開山鑿石都是滿足人車輜重需求,古人為了翻越秦嶺抵達蜀開闢的子午道、褒斜道、陳倉道、儻駱道等。至今子午河沿岸還能看到當年的棧道遺蹟。如今技術的進步已經足以解決蜀道難的問題,但輸水隧洞的難度在於,水是向下流的,它需要在最低處施工,不同於行車通道,可以揀相對容易的路,不需要長距離的隧洞貫穿施工。
總工程師張中東告訴我們,在這之前,先後引紅濟石、引湑濟黑兩項小規模的跨流域調水工程作為先期試驗,最終在充分綜合施工難度、庫區移民最小影響、經濟成本以及魚類生態等多種因素下,確定了現在的方案,僅前期勘測調研時間就在十年左右。也許等秦嶺隧洞貫穿的那一天,關中人就離喝上漢江水不遠了,這個時間在兩三年之間。
「引來的漢江水能徹底解決關中平原上的缺水現狀嗎?」「說緩解比較合適吧,唯一能確定的是,永遠也不可能徹底解決。」也許是親身經歷了兩代飲水工程,張中東給出了這樣的謹慎的回答。
也許正如那些在鄭國渠,涇惠渠工程上開山鑿石的工匠一樣,無數平凡的人共同建造了偉大的工程,他們的名字註定淹沒在歷史的塵埃裡,在洶湧向前的時間面前,記住和忘卻本沒有什麼意義,但引漢濟渭留給時代的㾗跡,已經難以磨滅。
感謝引漢濟渭公司、陝西省水利博物館支持。
作者 | 圖圖、湯加 | 貞觀作者