这篇文章的想法起源于前几天的一个新闻,说引汉济渭工程横跨秦岭底部的近一百公里的输水隧洞贯通了。题目有点儿标题党了,叫输水隧道或许更贴切一些。

秦岭是中国大陆气候的分界线,横亘在四川盆地和关中平原之间,隔绝两地往来,自古就是天险。

而在秦岭北侧,也就是位于陕西省靠近关中平原的那一侧,秦岭北麓,它的名字就叫终南山,听过这个名字的人很多,但知道具体位置的人却比较少。也许是古时秦汉的人们从长安往南走,一直走到了头,它挡住了南边的去路,于是就把他叫做终南山吧。

所以,这条隧道穿越了终南山下,也不算太偏题。

在小说和故事里,有很多人在终南山隐居。这里应该确实是个适合居住的地方,有权贵已经用脚投票证明了。前几年的新闻,在秦岭北麓有很多违建别墅,甚至震动了一号领导人,连续发好几个指示都没有能拆掉。

关中平原四面环山,每个方向都有狭窄的出口通道,易守难攻,自古都是各个王朝建都的地方。

然而他有一个致命的问题,那就是缺水。唐朝中后期就是因为长安饮水的问题,基本上把行政中心开始转到了洛阳。 自此之后,西安再也没有在历史当中作为王朝的首都。甚至当年朱元璋都曾经派人去考察过,打算迁都,可惜还是因为水源和交通的问题,最后放弃了。

有人说是因为汉唐之后,中国的气候发生了变化,开始慢慢的变得干燥,导致西安降水减少才使得文明的中心逐渐的东移。其实这个理由根本站不住脚。北京同样很干燥,但是还是可以作为国都,主要还是因为平原交通方便,加上运河联通。古代人对水的需求并不像现在这么剧烈,往地下挖口井是可以用的。最根本的原因应该是隋唐之后的大运河到不了长安,粮食等物资不好运输,才逐渐东移的。到了宋朝更是直接把国都设在更东边的汴梁城,处于交通要道,能支持更大规模的城市和人口。

秦岭自古就是天险,不然李白也不会发出蜀道之难难于上青天的感叹。陡峭的山壁上没有任何道路,古代人硬生生的就是往里边凿一个一个洞,然后插进去木头,这些木头一个接一个的连起来,做成类似于阶梯的东西,进而形成道路。这种道路被称为栈道。当年楚汉争霸,就留下了耳熟能详的“明修栈道,暗度陈仓“的典故。从这些历史的光影当中,依稀可以窥见穿越蜀道的艰难。

而在科技现代化武装的今天,我们终于可以在一定程度上来攻克这些大自然的天险。前几年刚修通的西成高铁就是个例子,刚开通的时候,我还专程去乘坐体验过一次,全线基本上没有什么风景,几乎都是隧道。

饮水工程比单纯的修路更难,不同于道路可以因势利导,选择最容易的方向。从汉江引水需要考虑到高度落差,形成自流,所以才要凿穿秦岭底部,工程量巨大。

解决关中平原缺水问题的引汉济渭工程,十几年前就开工了。然而,却是花了十几年时间,才掘通了98.3公里的引水隧道,平均一年不到10公里。当然,能凿穿秦岭底部,也是一个壮举了。

今天要讨论的不是这个工程的细节,主要是相关的一些技术的引申和思考。

隧道是我们如今为数不多的可以用来对付险峻地形的武器。所以有必要仔细深入的研究讨论一下他。

早期的人们是靠手工去开凿,加上一定程度的爆破。每天掘进一点点,直到贯通。现在仍然有一些国家和地方在使用这种方式。

直到后来,人们发明的盾构机,极大的加速了隧道的掘进。我们看中国这些年基建开始发力,到处修路架桥,其实盾构机功不可没。

盾构机的原理这里就不解释,有兴趣可以自行搜索。我们这里简单考虑一下它的改进。

盾构机在掘进的过程中,工作环境是很艰难的,里边高温,高湿,甚至岩壁也有各种各样的地质情况,有的硬,有的软,甚至有的还会冒水,这些都是一些极端的状况。甚至有时候决还会岩爆,石子就像子弹一样,会危害到工人的生命。

如果我们可以改进盾构机,一方面我们可以把它自动化起来。让它可以用很少的人,甚至不需要人就能够自动化的掘进,或者说我们只需要在远处无线进行操控就可以了,不需要任何人在隧道里作业。

另一方面是改进他的掘进速度,当然这是一个巨大的工程难题,比如发明新材料构成的刀具等,并没有那么容易的解决。我们姑且就假设一下吧。

如果有自动化的,快速掘进的盾构机来替我们工作,我们可以做到什么呢?

我们可以沿着新疆塔克拉玛干大沙漠南麓的昆仑山脉开始掘进,一直朝着大渡河或者说怒江或者雅鲁藏布江等方向,挖一条一两千公里的隧道。当然这个隧道并不一定是完完全全的单一隧道,在中途某些山谷里,我们可以挖一些深坑,作为一些中途的站点,分成若干个段,若干个节点,每一段有几百公里。可以适度的让这个隧道有一定的倾斜,让他从海拔几千米,一直降到最后南疆盆地的一千米左右的海拔,这我们就有了一个可以自行流通的,长距离的输水管道,从中国降水丰富的西南引水到基本上降水稀少的南疆沙漠。

这些水可以把南疆沙漠改造为良田,如果合理的安排流量,位置等,甚至可以新增一两亿亩耕地,也就是意味着额外提供几亿人的粮食,背后的经济和社会效益是巨大的。

为了减少蒸发,新.疆人发明了一种叫做坎儿井的引水装置,有兴趣可以自行搜索,其实这种长距离的饮水隧道,如果中途一部分一部分来看的话,确实是像一个巨大拉长版的坎儿井。

每个几百公里有一些露天开放的深谷,这些深谷是作为隧道掘进过程中的一些中间节点,避免太长而无法对准隧道掘进的位置,同样也能提供一些通风透气,避免隧道缺氧。但是几百公里可能距离有点儿远,也可以做成几十公里。如果可行的话,可以利用河流的落差,逐梯次的在这些深谷做一些水电站,这样就可以给整个隧道提供照明和一些风机的电力来源。

如果隧道的宽度和高度足够的话。那么除了输送水以外,也可以通行一些小型的集装箱船只来进行物流运输。可以做成自动化的电动船只,也可以有人来驾驶。这样就可以为整个青藏高原提供便捷的物流通道,一举多得。

当然除了引水以外,如果我们能够实现这个长距离自动化的掘进超长隧道的话,在全国各地有山的地方都可以开凿运河,也同样可以修建常规的高速公路,那些天然的地形地貌再也无法阻隔我们人类交流沟通的步伐,具有划时代的意义。

目前看来,我们需要克服的技术难度并不是太多,只要不断的改进优化投入。在不久的将来,可能是几十年一百年,甚至更短,这种全自动盾构机就有可能实现。连通山川阻隔,变沙漠为良田,重构地理格局,改变国家和民族的命运。

这并不是一个多么高大上的技术,然而如果突破的话,就会成为一个标志性的节点,人类文明进化史当中一个重要的转折。

好吧,写的有点发散, 因为确实如此,源自于这几天走路散步的时候,偶尔用手机记录下的一些想法,最后简单的整理了一下。