京杭大运河必须解决船队如何翻山越岭、如何解决航运水源、如何实现水量的合理分配与调节、如何实现运河与黄河、淮河的三河交汇并安全穿越(包括如何穿越长江)等世界性的难题。
京杭大运河北起北京(涿郡),南到杭州(余杭),经北京、天津两市及河北、山东、江苏、浙江四省,贯通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系,全长约1794公里,开凿到现在已有2500多年的历史。它是在隋唐运河基础上,经过元、明、清三代持续不断改进、完善,最后形成了今天可称为世界奇观的京杭大运河。京杭大运河按其历史上穿越的地形和水域特征,可分为闸河段、湖区段、天然河段、河运交汇段。它必须解决船队如何翻山越岭、如何解决航运水源、如何实现水量的合理分配与调节、如何实现运河与黄河、淮河的三河交汇并安全穿越(包括如何穿越长江)等世界性的难题。
京杭运河的流向
要了解两河汇流的情况,必须先清楚河流的流向。京杭运河的流向、水源和排蓄条件在各段均不相同,非常复杂,流向总体概括为四个节点、五种流向:
节点1:天津(海河)以北的通惠河、北运河向南流;
节点1与节点2:东平湖 之间的南运河、鲁北运河向北流;
节点2与节点3:长江(清江)之间的鲁南运河、中运河、里运河向南流;
节点3与节点4:长江以南的丹阳之间河段向北流;丹阳以南河段(江南运河)向南流。
运河与黄河交汇处
京杭运河兴于元明清时期,彼时黄河自南宋以来南徙经兰考、民权、商丘,砀山、徐州、宿迁、淮安、涟水县,由江苏省滨海入黄海,(即现黄河故道),以此延续近700年直到1855年北袭夺大清河入海。当时京杭运河与黄河交汇处为江苏省淮安市。京杭运河在清口(今江苏省淮阴市西)与黄河、淮河相交,是三条河流治理的重点。由于黄河的逐步淤积抬高,造成淮河水排泄困难,黄河水位高时还要倒灌运河和洪泽湖,造成清口过船困难,也使里运河经常受淮水经洪泽湖排泄泛溢的危害。为此,在高邮以下的里运河东堤上修建多座归海坝,在邵伯以下修多条归江水道和相应的归江坝,排泄淮水归海归江,里运河成为淮河的行水排洪河道。道光年间,船只过清口更加困难。因为黄高运低,为缩小黄运之间的水头差,而采取弯道,故有“三湾顶一坝 ”之说,今淮阴西南的一段运河,与黄河之间就变成“之”字形弯道。同时在淮安与马头镇之间不断开凿引河,以人力、畜力牵挽,漕船才能出闸过黄。
不幸的是1855年黄河改道,由江苏云梯关入海变为山东利津入海,截断了京杭运河山东段。为了打通山东段运河,就在黄河穿运处筑坝设闸,“借黄济运”。不久黄河又在郑州决口,泛滥于淮北大平原,山东黄河断流,无水可借,大运河漕运再次受到打击。目前,大运河在山东的东平湖至位山间与黄河交汇。黄河以北的鲁北运河,也称位山、临清运河,原河段已淤塞。1958年另选新线,长104公里,但未开挖。1960~1968年,根据引黄输水要求,开挖了周店至尚店76公里渠道,两头河段尚未开挖。黄河以南的鲁南运河,国那里至梁山段称东平湖湖西航道,长20公里,1968年虽经疏浚整治,但河道严重淤积,水深不足,尚不能通航。
据悉,新的京杭运河穿黄河工程,选定在山东东平县与东阿县之间黄河底下打隧洞方案。通过多年地质勘探和穿黄勘探试验洞开挖,查明了河底基岩构造和岩溶发育情况,并成功解决了河底隧洞堵漏开挖的施工难题。穿黄工程从东平湖出湖闸至位临运河进口全长8.67km,其中穿黄河工程的倒虹隧洞段长634m,平洞段在黄河河底下70m深处,为两条洞径9.3m的隧洞。
运河与淮河交汇处
黄河改道山东入海后,运河继续与淮河入海水道交汇。现在这两条交叉方向流动的河流,上演了一幕“水上立交”的有趣景象,这就是淮河入海水道淮安水上立交枢纽。该工程位于淮安市淮安区城南,是实现入海水道与京杭运河各自独流的水上立交工程,工程总投资35268万元,2000年10月由国家水利部批准兴建,2003年建成通水,其规模为亚洲最大。工程采用上槽下洞结构,其立交地涵顺水流方向长108.604米,垂直水流方向长122.4米。用于入海水道泄洪的下部涵洞按近期设计泄洪2270立方米每秒、强迫泄洪2890立方米每秒设计,上部京杭运河航槽宽80.0米。整个工程还包括古盐河、清安河穿堤涵洞、渠北闸加固、淮扬公路旱闸以及东西长达3.7公里的河道堤防工程。站在淮河入海水道水上立交桥头,极目远望,河道纵横,绿地如茵,入海水道大堤像两条巨臂,护卫着水上立交;上部航槽承接京杭运河南北航运,船队浩荡,往来如梭;下部15孔巨大涵洞已没入水中,自西向东沟通了淮河入海水道;进出口段采用新颖的水泥砌块护坡,整齐美观,更增添了淮安枢纽工程的风采。桥头堡建筑钢索缆桥,犹如彩练当空,将现代工程与淮安古运河文化融为一体,成为淮安水利风景区的重要景观。
运河与长江交汇处
大运河在江北的入江口在扬州附近的六圩,在江南的入江口在镇江附近的谏壁。不过,两河交汇并非严格意义上的“十”字形,从北岸汇入长江的运河水,沿江向东走一段后,拐弯进入谏壁运河河道,这才继续向南奔向苏州、浙江等地。
所以从谏壁的位置向北望,或从六圩的位置向南望,东西向的长江与南北向的大运河形成了巨大的“T”字形。
运河呈一定夹角过长江,实际上是人类才智和大自然的选择,运河水从江北汇入长江后,借助江水向东流动的力量,顺势进入江南的大运河,为航船“助力”。长江与大运河水位不同,所以需要船闸来调节水位,保证船只顺利通行。
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