如上图,黑山峡海拔底板高程1380米,注意是底板高程,考虑蓄水量和水面高度。黑山峡大坝仍需加高到1400米以上。
经过10米等高线测量,最大开挖不超90米,开挖超40米以上的长度不超80公里,高填方不超30米。从黑山峡至玉门。采用水泥渠道,落差80米可以获得1000公里的全程明渠运河。
请注意,这是较大工程量,相比1420米渠首最高底板高程,总长1250公里的设计。差异在底宽要求更大,水流速度更低。
以目前有限地形数据看来,运河实现全程明渠,调水至新疆黑山峡是有可能的。
而这个事情能否做成在于利益分配。
利益分配的要在水量,发电之外做文章。
如果运河全年货运总量达到2亿吨。里程达到2000亿吨公里。运费节省每年按0.05元吨每公里,年收益超100亿。
在此情况下,黄河下游南水北调中线扩容用水免费,黄河中游内蒙宁夏用水免费。
甘肃,阿拉善用水吨水1元,分配水250亿吨。年收益250亿元
过玉门关,黑河,石羊河总水量250亿吨,用于过玉门关,吨水收入1.5元。年收益375亿元。
不考虑黄河上游发电收益,航运和水费每年收入725亿。
以800亿为保底收入。30年收入1.8万亿。
黑山峡至玉门关运河设计调水260亿方,总长1000公里,相当南水北调中线两倍。投资约5000亿,黑山峡投资1000千亿,南水北调西线投资约6000亿。
此外丹江口,亭子口水库调配到华北平原投资5000亿。
总投资约1.8万亿。
由此估测,30年实现收支平衡是有可能的。
南水北调西线官方规划170亿立方米,黑山峡多年平均330亿立方米。
这是完全可以确定的事情,黑山峡以后有水500亿立方米。扩大西线,二次降雨预计可能有600亿至800亿。
云运河中间段的设计考量,主要由三个工程优化目标
1,水力势能最大化利用,即STS,太阳能服务人类生产生活的效率
2,水量最大化利用,蒸发量,丰枯年份,极端天气,最大最小流量的平衡能力。
3,水利熵增原理,盐碱化、淤积,泥沙等变量在数千数万年的参数变化。
云运河中间段全程明渠走向图
如果考虑了上面的三个目标最优化,利用任何工程优化方法。都是云运河设计方案最优。
云运河的设计存在多方案可供参考。但黑山峡都必须加高大坝。
最优是一次建成跟乌金峡大坝齐高为1436米,库区分批分次蓄水。用15到30年蓄水至1436米。
调水渠首底板高程1380~1420米,渠道长度不超1200~900米。全程明渠。流速1一米左右,底宽根据调水量,年调水至少200亿方过玉门关。
1420底板高程方案如下。
最大开挖不超60米,超30米开挖的长度低。得到如上图总长1250米的明渠运河。
云运河中间段全程明渠海拔高程测量,总长测量
运河的落差100米,全程采用水流低速开挖。总长在1250公里以内。
有准确数据可能长度还能降低。
云运河中间段全程明渠高程剖面图
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