4. 平陆运河的节水技术有多厉害
平陆运河作为世纪水运工程,要劈开分水岭连通西江与北部湾,全线地势起伏大,马道枢纽上下游水位落差高达29.6米,接近十层楼房的高度 。高水头船闸通航,每一次船舶升降都要消耗巨量水体。而西江既要保障沿岸城乡生活用水、农业灌溉,还要承担珠江下游压咸补淡的任务,水资源约束十分突出,不能为了通航大量消耗上游来水 。面对通航用水与流域水资源保护的矛盾,平陆运河拿出一套世界级节水技术方案,以省水船闸为核心,配套快速输水、智慧调度、流域水资源统筹,破解高水头运河耗水难题,实现通航发展与水资源保护两全。
平陆运河节水的核心密码,就是三级叠合式省水船闸,马道、企石两大枢纽打造出目前世界规模最大、水头最高的内河省水船闸,创造三项世界之最 。传统普通高水头船闸,船舶过闸升降水位时,闸室内的水会直接向下游排空,每一轮通航都要重新从上游引水,水资源损耗巨大。而平陆运河在船闸两侧修建高、中、低三级叠合省水池,如同建设巨型“水银行” 。当船舶下行,闸室水位需要降低,闸内水体不直接排往下游,而是分层依次存入高、中、低省水池;当后续船舶上行需要抬高闸室水位,再把存储在省水池的水重新回灌进闸室,实现水资源循环复用 。
区别于传统平铺式省水池,平陆运河采用竖向叠合创新结构,高位水池底板同时作为低位水池顶板,在实现蓄水功能的同时大幅节约土地空间,属于国内首创的工程设计 。这套循环储水回灌系统,让马道、企石枢纽节水率超过60%,同等通航条件下,实际耗水量仅相当于普通船闸的四成左右 。针对水头相对较小的青年枢纽,则采用双线船闸互灌互泄模式,一线船闸泄水直接供给另一线船闸使用,节水率达到50% 。三大枢纽合计,每年可以节约水资源超10亿立方米,约等于70个西湖的蓄水量,可供千万级人口家庭一年生活使用,节水规模十分可观 。
节水不等于牺牲通航效率。省水池增多,输水流程更加复杂,很容易拖慢船舶通行速度。为化解“节水”和“省时”的矛盾,工程团队攻关研发超高速启闭输水阀门,阀门开启速度每分钟8米,关闭可达每分钟16米,是常规船闸阀门启闭速度的2‑4倍 。搭配四区段八支廊道分散输水系统,布设上百组输水支孔,水流分配均匀消能充分,单次闸室灌水泄水控制在16分钟以内,既实现大量水体循环利用,又保障5000吨级船舶高效通行,做到节水、通航两不误 。整套输水系统经过上千次模型试验反复验算,水流控制精度达到秒级,兼顾安全、稳定与高效 。
除船闸核心节水装置之外,运河构建起一套全流域水资源智慧调度体系。沿线配套蓄水设施,雨季拦蓄多余雨水,存蓄地表径流;到枯水季节,将储备水量用于生态补水、沿线农业灌溉,把汛期富余水资源留存下来,实现丰枯调剂 。依托遍布航道、枢纽、河道的水位、流量监测设备,大数据平台实时采集水文数据,动态调节船闸输水、生态下泄流量,精准平衡通航用水、河道生态基流、沿岸农业生产用水,避免运河运行挤占流域生产生态用水。工程建设坚持不抢水、不耗水的原则,运河运行并不会大量消耗西江来水,而是对水资源进行优化再分配,不少沿岸群众感慨,运河不是把水拿走,而是帮区域多存下一份水资源 。
这套先进节水技术的现实意义十分重大。广西属于亚热带季风气候,降雨时空分布不均,秋冬季节江河普遍进入枯水期。如果没有省水船闸,运河大规模通航将大量消耗西江水量,会挤压西江干流航运、农业灌溉、珠江压咸补淡的水资源配额,引发流域用水矛盾。凭借高水平节水技术,大幅减少从西津库区取水量,保障西江上下游用水格局基本稳定,让运河通航与流域民生、生态和谐共存,为我国跨分水岭大型运河建设树立绿色样本。
当然,先进硬件只是基础,后续运营阶段,还需要持续优化智慧调度机制,根据季节来水、航运流量动态调整运行策略,把节水技术的效能充分释放。
总而言之,平陆运河的节水技术,不只是修建几个蓄水池那么简单,它是结构创新、输水工艺、智慧调度共同组成的系统性工程。以世界领先的省水船闸为核心,在近30米巨大水头条件下,做到六成以上水体循环利用,既实现江海通航梦想,又守住流域水资源安全底线。这项绿色技术突破,充分证明重大水利航运工程完全可以做到开发与保护并行,为国内同类大型工程提供可借鉴的宝贵经验。