惊蛰工程-藏水入疆的唯一解决方案，中国的下一个超级工程
V1.0版 甫士132 2023年6月16日
前言：新疆是中国陆地面积最大的省份，但由于严重缺水，农业及经济发展受限，为解决新疆水资源问题，社会上早有热议，比如红旗河方案、从贝加尔湖调水方案等。先说观点，目前能看到的所有这些调水方案要么没有可行性、要么投资收益不成比例，都不切实际。
本人通过认真研究，郑重提出最具可行性的藏水入疆方案，也是唯一可行方案，这将是一个划时代的伟大工程，也是中国最亟待进行的下一个超级工程，起名“惊蛰”工程。开山见山，先说惊蛰工程的总体思路，后面再详细一一展开论述。
1 惊蛰工程综述
在青藏高原上开凿一条长1250公里、直径40米、平均埋深2000米的特大特长地下引水隧道，每年从雅鲁藏布江引500亿方淡水到新疆塔里木盆地，从此塔克拉玛干沙漠将成为绿洲和中国最大的粮仓。在雅鲁藏布江西藏林芝市派镇加拉村下游约20公里处筑260米高坝，抬高水位至2900米高程，引水隧道取40米直径，直线向西北，出口在新疆且末县库拉木勒克乡政府附近汇入车尔臣河河道，高程约1700米，隧道全长约1250公里，落差1200米，全程自流。
具体施工思路是在地面选7个施工点，开凿超深竖井（最深可能需3000米）至合适深度后向两头掘进，分成13个（6×2+1）施工断面，组建13个工程队同时施工，每个工程队承担96.2公里，钻爆法为主，工期计划20年，每个断面每天平均需要掘进15米（96.2公里/20年/365天=13.2米/天，留余量取15米）。
此方案一定会有很多砖家跳出来说异想天开、不切实际等等，后面将从重要指标参数、地理地质情况、工程可行性、施工组织、投资预算、重要性和必要性、工程技术难点、相关环境、其它调水方案弊端等各个方面对惊蛰工程进行详细论述。
2 惊蛰工程重要参数
2.1 水源
雅江拥有距新疆距离最近、水量充足、未利用、含沙量极小的淡水资源，派镇段年径流量630亿方，帕隆藏布和易贡藏布年径流量370亿方，至巴昔卡出境处年径流量1600亿方，雅江进入印度后，至孟加拉出海口流量可达6000亿方，从雅江引水500亿方不成问题且有余量。雅江派镇段以下几乎没有高耗水的工农业，水资源全部外流未利用。目前仅在山南市加查段建有一个中型水电站，传说中的雅鲁藏布江大峡谷水电站并未开始建设，不影响取水。需要说的是，西藏工农业不发达不可能消耗巨量电力，如果建设大峡谷水电站，电力只能外送，长途输电投资、损耗巨大，本人对建设此水电站持反对意见，在可预见的将来东部电力问题只能通过核电解决。
其它的调水方案均不可行，从贝加尔湖、巴尔喀什湖调水方案涉及国际政治，且有巨大高差，不可行，与其讨论从贝加尔湖调水，还不如讨论讨论中俄合并还有点谱；印度河虽然水量大距离近，但却是国际河流，且在国内段（森格藏布）的水量太小（年径流量不到7亿方），无济于事；青海湖是咸水湖且流量不足以维持，并对当地生态有毁灭性影响；红旗河方案投资巨大、输水路径太长，且我们已在怒江、金沙江、雅龚江投巨资建设了一系列梯级水电站，将水调走相当于消弱了这些水电站的发电能力；至于网上提及引渤海海水入疆、通天湖、空中运输水汽的天河等方案，当作奇谭就好，据说天河方案还是某院士力推的？呵呵。
雅江出境后流经印度和孟加拉国，引水会不会有国际关系问题？取水量不到出海口流量的20%，没有影响，反而有利于印度和孟加拉国的防洪，即使两国有反对意见也无须理会，这是我们的内政。
黄河年径流量650亿方，从雅江调水500亿方相当于给新疆引入近一条黄河的水量，并且是含沙量极低的优质淡水，足以将33万平方公里的塔克拉玛干沙漠变成绿洲，其意义如何形容、如何夸大都不为过。
2.2 引水隧道入口出口
先列几个数据，雅江林芝海拔高程2970米，派镇高程2910米，加拉村高程2775米，加拉村下游约20公里处高程2650米，在此建坝高260米，将水位提升至2900米（不淹灭派镇为准），在北岸开凿引水隧道入口。帕隆藏布和易贡藏布合流后虽然水量很大，但由于高程较低约1600米，因此不适合调水。
引水隧道出口选在新疆且末县库拉木勒克乡政府附近汇入车尔臣河河道，高程1700米，落差1200米。库拉乡相对位于塔里木盆地南部中央，高程相对较高，向东可利用车尔臣河道接入塔里木河，向西可接入克里雅河和玉龙喀什河，基本可实现整个塔里木盆地自流灌溉。如水量有富余，甚至可以引到吐鲁番盆地。
隧道坡度1200米/1250000米=0.00096，近千分之一的坡度。与之对比的是南水北调中线工程，跨越51条铁路，穿越1237条公路，穿黄河、越高山、修渠筑堤，全长1432千米，中线总干渠长1277千米，全程落差不到100米，坡度仅为0.00007。
出口还有一种备选方案，即设在库拉乡往南约35公里车尔臣河拐弯处，高程2300米，优点是减少隧道长度35公里，缺点是落差只有600米，能否满足流速要求需要进行验证。
2.3 隧道洞径
按年径流量500亿方计算。
500亿方/365天/24小时/60分/60秒≈1585方/秒，取整1600方，即需要每秒1600立方米的流量。
引水隧道高差1200米，水在水管中流速常在1--3米/秒，取1.5米/秒（网上查到一个数据，直径2米的污水管，坡度千分之1，流速为1.63米/秒）。注：流速与洞径直接相关，流速提高则洞径可减少，此数据需要由专业测算。
1600方/1.5米/秒=1067平方米，取0.9的管道充盈率，1067/0.9=1185，取整1200，即隧道需要1200平方米的截面积。半径=Sqrt（1200/3.14）=19.5,取整20，即引水隧道需要20米半径即40米直径或两条28米直径隧道。（如流速能到3米/秒，则只需要一条28米直径隧道）
南水北调中线穿黄工程是两条内径7米隧洞，总截面77平米，加大流量每秒320立方米，计算得知其最大流速是4米/秒。加拿大尼亚加拉输水工程隧道直径12.5米，流量500立米/秒（没查到流速和落差），流速也是4米/秒。参照此数据，惊蛰工程只需要23米直径。
3 地理地质分析
惊蛰工程是在青藏高原上开凿超长隧道，下穿唐古拉山脉和昆仑山脉等多条山脉，平均海拔约2300米，平均埋深约2000米，最大埋深约3000米。引用西藏墨竹工卡县甲玛3000米科学深钻的结果（钻孔在墨竹工卡县冈底斯山脉东段郭喀拉日居山主峰果沙如则东北部，属高山深切割区，海拔5200m，终孔孔深3003.33 m），在1100m以深（海拔4100米以下）主要以二长花岗斑岩为主，夹杂花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩，钻遇岩石级别较高。用简单的话来说就是：海拔2200米左右的地层是硬度较高的岩石。虽然甲玛深钻仅是一个点，不能代表全路线的地质情况，但惊蛰工程埋深大，远低于一般意义上的地下水层（0到负100米），也远低于软土和松土层，完全可以参考甲玛深钻的结果，合理推测惊蛰工程的地质情况基本上是硬度较高的岩石。当然实际动工前，需要对路线进行全面的地质探查，以避开潜在的油气田、煤田、地热等影响隧道施工的因素。
结论：隧道工程影响最大的是地下水、软土、松散地层和地面建筑，惊蛰工程地质情况是以花岗岩为主，并且完全不用考虑地面建筑，因此地质情况不会影响惊蛰工程的实施。唯一可能的影响是2000米地下应力较高，有没有可能压垮隧道？而花岗岩硬度高，自持性较好。这个应力影响难以判断，可能需要进行实验，以确定是否隧道需要进行支护？需要多大强度的支护？（如是否需要中间立柱支撑）如40米洞径不能自持，鉴于引水入疆的重大意义，两条28米洞径的隧道也是可以接受的。
惊蛰工程需要穿越数条山脉和地震断裂带，地震因素可能会对工程造成一些影响，但地震不是天天有的，间隔时间从几十年到几万年都有。藏水入疆的意义极其重大，每年500亿方淡水，只要几年十几年就足以将塔克拉玛干沙漠变成中国最大的平原和粮仓，就算因为地震造成堵塞，花再大的代价去疏通都是值得和必须的。
地质方面对工程建设的最大影响可能一是高应力产生的岩爆危害，对此需要进行综合论证和治理，如活动的移动式支护、加强支护、快速衬砌、运用预制件衬砌等等。二是地层高温，地层每下降一百米温度大约提高3度，按此规律，施工面温度有可能达到50-100度，这超出了人体长期耐受限制，需要专门研究如何应对高温，如研发遥控作业装备、高效通风装备和降温装备等。
4 工程施工构想
4.1 地面选适当位置（具体多少个施工点待论证）开凿超深竖井后向两头掘进，分成13个（6×2+1）施工断面，钻爆法为主，工期计划20年（20年不够就30年、40年），每个断面每天平均需要掘进15米。
4.2 每个地面施工点地面需要建电站，根据具体情况选择风光水火组合电站，用于供电保障，同时进行供水、生活及其它施工保障。
4.3 施工方法考虑以钻爆法为主。因为TBM机器较大，难以下到竖井，同时岩石硬度高，TBM刀具磨损大成本高，因此以钻爆法为主要施工手段。需要研制更高效率的凿眼、放药、排渣装备，如多臂自动凿岩台车。如果能解决TBM设备进场问题和成本问题，也可考虑在个别断面使用TBM。
4.4 按1250公里长、40米直径计算，工程土方总量约15亿立方米（出渣量），与此对比，三峡工程土石方开挖量4.52亿立方米，填筑量达到了1.82亿立方米。按1立方米岩石需要炸药1公斤计算，需用150万吨炸药（毛毛雨）。
4.5 超深竖井预计10米直径（也可以是近似方形），设多架升降梯用于出渣和人员物资运输。考虑深度大，传统钢缆卷扬式电梯可能不满足使用要求，可以在井壁铺设多组电气化导轨，分段接力运输。（已经完工的秦岭终南山公路隧道通风竖井661米垂直深度，11.5米直径）
4.6 每个断面每天出渣量有1.8万方，约5.2万吨，一个竖井一天出渣量10.4万吨。出渣量巨大，需要设计高效的出渣运输系统，考虑隧道内铺设电气化轨道用于出渣和人员物资运输，由于洞径很大，可铺双线电气化轨道。
4.7 超长隧道施工的通风是巨大困难，惊蛰工程无法采用通风洞斜井等方式通风，对策一是施工要求全部采用电动设备（电力压缩机、风炮、电动台车、电动铲车等，甚至可用有线供电方式），禁用内燃机，减少施工面氧气消耗。二是地面建液化空气站，将液化空气或液氧罐运输到施工面。
4.8 大深度隧道施工可能会有地层高温问题，对策一是前期勘察路线时，尽量绕开高温区域。二是运用现代先进的摄影、通讯、信息处理和虚拟现实处理技术，研发高度自动化无人化或遥控远控式的施工设备，减少掌子面施工人员，缩短人员在掌子面的停留时间，如遥控的凿岩机、遥控破碎机、遥控清渣铲车等。三是装备单人使用的降温装备。四是运输液化空气到施工面降温。五是研发其它高效的通风降温装备。
4.9 在藏北高原进行20年的施工，对人员素质要求较高，可通过提高待遇和定期轮换解决，有必要的话，可考虑恢复组建工程兵部队（武警水电部队）。简单估算直接参加施工的人员也不算很多，13个断面，每个工程队考虑5000人，总计不超过7万人。
4.10 惊蛰工程一次投入，输水全程自流，基本上不需要持续性的维护和运行费用（在出入口多少还是要一点点维护费，忽略不计）。工程完工后，超深竖井还可另作他用，如科学实验、旅游景点、重力储能电站、水电站和军事用途等，不会浪费投资。
5 惊蛰工程可行性讨论
瑞士圣哥达基线隧道全长达57公里，距离地面（埋深）超过2800米。日本青函铁路隧道全长53.85公里。位于英吉利海峡英法边境的海峡隧道是世界上最长的海底铁路隧道，隧道全长：50.5公里。国内的全长2741米的拱北隧道是港珠澳大桥主体工程与珠海连接的唯一通道，隧道下穿国内最大的陆路出入境口岸——珠海拱北口岸，其中255米暗挖地段的开挖断面达336.8平方米，相当于一个篮球场大小，高21米。锦屏二级水电站工程的引水隧洞自景峰桥至大水沟厂址，共四条，开挖洞径12m，衬砌后洞径11m，隧洞洞线平均长度为16.60km，隧洞一般埋深为1500－2000m，最大埋深达2525m。同时锦屏电站的主厂房开挖尺寸为335.2×25.2×75.1m，截面积达1800平方米。
鲁布革水电站工程开挖直径8.8m的引水隧洞，单工作面平均月进尺达231米，最高月进尺达373.7米（钻爆法）；渝昆高铁云南彝良隧道平导工程平均月掘进300米（钻爆法）；中老铁路隧道日掘进纪录是80.4米（TBM法）；浙江缙云抽水蓄能电站排水廊道日掘进纪录35米（TBM法）；乐西高速大凉山1号隧道日掘进48米（TBM法）。
目前在建的川藏铁路总长1550公里，其中桥隧总长1255公里，仅拉林段400公里就需要16次跨越雅江，修建21座10公里以上的隧道，惊蛰工程总长1250公里与川藏铁路的桥隧部分相当，而且仅有隧道，不需要架桥。
以上工程案例说明人类已经有进行超长距离、大埋深的隧道工程技术和经验，惊蛰工程无非就是长了一点点（1250公里）、深了一点点（还在地壳，没到地幔），一个字“干”就完了，这才是基建狂魔的用武之地和试金石，至于那个一年过不了几台车的桥只不过是无用的炫技而已。值得一提的是，网上热议的红旗河方案，总长6188公里，其中桥隧总长就达2337多公里，而惊蛰工程才1250公里。
6 效益综合分析
惊蛰工程具有无以伦比的优越性和非凡的性价比，以下只是简要分析，详细论证待专业人士进行。
6.1 没有移民！没有移民！没有移民！重要的事情说三遍。三峡工程移民130多万，全国安置跨省移民，南水北调中线丹江口水库扩容工程移民17万。惊蛰工程仅在加拉村有一点点完全可以忽略不计的搬迁，不会产生巨额的移民费用。
6.2 没有生态危害。全线地下施工，除地面的综合保障服务设施外，对环境、生态、动植物等不产生任何危害。同时施工也不受地面影响，可以昼夜连续进行。
6.3 地下隧道输水，途中没有蒸发损失，也没有中间环节截留水源，保证500亿方水足量到达新疆。这也是红旗河方案不可行的原因之一，6000多公里长的河道，就算不考虑蒸发损失，流经七八个缺水的省，能流到新疆不知还剩多少。就如黄河，如果没有黄河水利委居中统筹协调，放任沿河各省随意取用的话，水流不到出海口。
6.4 北方地面水路必须要考虑冬季结冰问题，惊蛰工程是地下隧道保温，可能还有地层加热作用，冬季不结冰是巨大优点。
6.5 网上热议的红旗河方案，总长6188公里，其中桥隧总长就达2337多公里，投资四万亿。虽然惊蛰工程的投资还需要专业测算，但是考虑到惊蛰工程不移民、不架桥、不用频繁转移施工面、不用昂贵的TBM、生活保障相对固定不用经常转移、施工不受地面交通生产生活影响等，简单估算应该远低于红旗河方案。
6.6 藏水入疆虽然没有直接解决华北地区和黄土高原缺水问题，但将塔克拉玛干沙漠绿化后，减少沙漠扬尘，改善西北地区水汽循环，增加地下水和西北地区河流水量，从而间接影响和改善黄土高原和华北地区的气候（有个说法黄土高原的土是从新疆吹来的）。
6.7 三峡工程投资1352亿（1992年），川藏铁路投资3800亿。2022年新疆若羌有土地交易案例100亩45万（有水源），塔克拉玛干沙漠33万平方公里近5亿亩，解决水源问题可绿化就算一半也有2.5亿亩，2.5亿×45万=112.5万亿，这就是说惊蛰工程哪怕投资一万亿都是大赚特赚的。当然这只是定性概算，实际情况要复杂得多。
6.8 需要提一下的是，黄河上游刘家峡水库的高程也是1700米左右，从加拉村到刘家峡的直线距离1000公里左右，似乎也存在给黄河补水的可能性。但给黄河补水只是锦上添花，而绿化塔克拉玛干则是开天辟地，所以藏水入疆比藏水济黄更为重要、意义更重大。
7 结束语
大自然用了几千万几亿年把塔克拉玛干变成沙漠，现在我们只要用几十年的时间就可以把塔克拉玛干沙漠变成森林、草原和良田，这才是改天换地的宏伟蓝图。随着我们综合国力的发展和重大工程技术的进步，我们现在已经完全具备了实施藏水入疆工程的经济和技术基础，惊蛰工程可以绿化33万平方公里的塔克拉玛干沙漠，这不是改造新疆，而是相当于我们多了33万平方公里的国土，意义极其重大，这是改造中国、提升国运的超级工程，必将与都江堰、京杭大运河、三峡等工程一样青史留名。
说明：本文提出了惊蛰工程的总体方案，从概念和宏观的角度对工程可行性进行了简要论证，这不是可行性研究报告，而是对工程可行性研究进行可行性研究，其中涉及的一些具体参数和内容仍需进行专业测算和论证，如隧道洞径、日进尺标准、总投资预算等等。后续根据资料收集情况，本文还需进行修改完善，还有很多内容可以补充，暂时先抛出个1.0版本，欢迎专业和热心人士讨论，希望国家组织专业人员进行详细勘察论证，早日实施。南水北调中线工程从50年代提出到2014年12月建成通水，时间跨度60多年，我们现在的工程技术能力远非70多年前可比，如果我们早下决心，抛弃无用和可笑的争论，塔克拉玛干沙漠变成绿洲的那一天就会早日到来。
