既有條件下打造方城埡口運河的可行性

王 冬 王宇航

(1.東港市大頂中學，遼寧 丹東 118304；2.成都理工大學工程技術學院，四川 樂山 614000)

1 方城埡口運河選線

方城埡口運河，估計甫一開通，運力立馬飽滿，故以500 t級設計就有點先天不足，航道應直接按照3000 t級來規劃，船閘按照500 t級雙線設計(社旗端船閘可預留四線船閘位置)。為了保證建成后的運河水源不因人為操作失誤導致跑漏，在航道兩端各設置一道橡膠壩(橡膠壩頂高最低3 m，汛期可注水到高度6.5 m以保存臨時水源)。設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置船閘和補水設施的麻煩，以及頻繁開啟閘門的操作，一次投資永久受益。

圖1 方城埡口運河選線圖

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

表1 方城埡口運河開挖量估算及船閘預設計

本計劃總開挖量在0.9823億m3，按照45元/m3的挖土費用計算需花費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，征地費用5.5億元。

3 m高橡膠壩設置在A(社旗縣端)、K(燕山水庫端)兩測量點處，緊靠橡膠壩前方10 m設置一道船閘(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)處各再設一道船閘，三道船閘一組。三道船閘頂端高程120 m。以A點處船閘為例介紹船舶上行過程。該點三道船閘依次命名A1、A2、A3。船舶過A1閘門進入第一閘室，關閉A1、A3閘門，兩閘室同時注水到115.3 m，船舶過橡膠壩進第二閘室，關A2閘門，一二閘室泄水降低水位，開A1、A3閘門，已進入航道的船舶上行；下一班待上行的船舶準備過A1閘門……船舶完成一次過閘任務，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、雙線，A點處船閘每天用水156萬 m3。按照南陽地區氣候，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Φ7 m的高壓混凝土管道40 km引水到蓄水塔。同理，在K點(燕山庫口300 m處)處建設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。

前述提到的運河航道，A-K間大約有50.5 km，運行前需要補水到113 m，補水量50.5 km×72.5 m×3 m=1098萬m3，這些水可以由賒店鎮上游的潘河回水提供；可以由燕山水庫西蓄水塔提供；更甚至可以由當地自然降雨，由兩側山體自然匯集雨水而成。

據統計，方城地區年均降水量803.9 mm，如果按照如上敘述在圖中社旗點與燕山水庫間有一條運河，根據地形條件，理論上估計這些降水都將匯集于運河內，但實際中確實這樣嗎？根本不可能！只有集中的、大的降雨才有可能匯集成流。據2020年方城地區統計，只在7月份有一次超過190 mm的降雨，并且估計有60%的自然沉降，假使另40%都能集中匯流進運河，將有水量1.925億m3。假若這些雨水都通過ABC處閘門被逼進燕山水庫……東部的燕山水庫37.3km2，水面將增加5.16 m，而此時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，完全在風險可控之內。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，船舶過方城埡口運河可以不再使用鴨河口水庫的來水。

2 燕北運河

對于圖中的脫腳河水庫或社旗端河道水庫，都可以作為預案，待正式立項再做討論。即使在戈灣上游建設新的平原水庫，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擔，不如再往東北就勢打通運河溝通澧河(簡稱燕北運河)。

圖2 燕北運河500 t級航道走向

對于汛期，方城埡口運河除因汛期能夠盡力收集的降水外，其余均通過燕北運河送往澧河流域(遠景必定是該運河一直向北打通進入黃河)。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水任務；而東部燕山水庫如果水源不足，可從板橋水庫打通隧道，引水補足。

方城埡口也稱風口，當地布置了大量的風力發電機，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河內，堵塞運河，都能簡單解決，不再贅述。

不要擔心建成后的方城埡口運河因水少耽誤運營。引江補漢已經到了丹江口下的潘家巖，如果方城運河社會效益可觀，長江水也不在乎再向東走個百十公里……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(最低點海拔230 m)引出直送社旗縣(下載點海拔110 m，距離350 km，流量60億m3)，利用燕北運河直送黃河……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，沿武當山山腳淺埋地下涵管抵達襄陽，再轉東過漢江沿南陽盆地南坡鑿渠到達水臺子，建三級渡槽，提水到社旗……

整條運河深度都在10 m開外，完全大于500 t級內河船舶的8 m凈空要求，因此不會因運河的開鑿打亂地方陸路原有格局，無非是增加了幾座橋?？梢跃蛣菰谛麻_橋頭增加觀光臺，或者在運河旁開辟新的觀光道，帶動地方發展旅游，搞活經濟。據說中國要為挪威修建船用隧道，不如先在這里打個樣，以增加說服力。選擇本規劃中D-E-F 3點間打通雙線隧道。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河這一歷史難題，助力中國碳達峰更上一層樓。