“紅旗河”西部調(diào)水方案是一條沿青藏高原邊緣全程自流進(jìn)入新疆的調(diào)水環(huán)線,是著眼于大生態(tài)、大格局、大戰(zhàn)略的全新思路!和以往的“西藏之水救中國”、“藏水北調(diào)”這些方案不同,它們都是行不通的。“紅旗河”是個全新思路,是迥然不同、唯一可行的方案。
為了惠及更多地區(qū),基于宏觀、長遠(yuǎn)的考慮,“紅旗河”方案還根據(jù)我國西北的地理特點(diǎn)設(shè)計(jì)了三條重要支線,“紅延河”、“漠北河”和“春風(fēng)河”。紅延河通往延安、黃土高原方向,覆蓋黃河以南大部分地區(qū);漠北河沿狼山、陰山北坡通往內(nèi)蒙古、北京方向,陰山背后的大草原都是荒漠草原,這條支線很有意義;春風(fēng)河從玉門附近開始通向吐哈盆地。過去有句老話叫“春風(fēng)不度玉門關(guān)”,因?yàn)槲覈谴箨懠撅L(fēng)氣候,太平洋來的東南暖濕氣流隨著東亞季風(fēng)從福建、浙江沿海向西北方向挺進(jìn),沿途散失水分,到玉門關(guān)、河西走廊時,水分就散盡了,所以那兒以西干旱少雨。這條河過去以后,就可以說“春風(fēng)已度玉門關(guān)”了。
“紅旗河”西部調(diào)水工程,比三峽加南水北調(diào)再加兩條京杭大運(yùn)河都大。不是說它工程量大,而是工程的意義,對國家、對民族,太大了。我干了一輩子水利工作,很榮幸能夠參與這樣一個自有人類以來頭一號的大工程。
這個方案是“紅旗河”西部調(diào)水課題組的同志們,根據(jù)十八大以來“綠水青山就是金山銀山”、“民生為上、治水為要”的指示提出的,是和以往的方案迥然不同的、原創(chuàng)性的、現(xiàn)實(shí)可行的、意義難以估量的方案。
針對不可避免的地震、地質(zhì)災(zāi)害等問題,陳運(yùn)泰院士表示:“工程最重要的一條,就是要趨利避害,我們要充分利用它的好處,也要充分關(guān)注它可能的問題。但是,不能因?yàn)橛袕?qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動,不能因?yàn)槟鞘且粋地震的多發(fā)地,是山地災(zāi)害、滑坡、泥石流經(jīng)常發(fā)生的地方,我們就束手無策。我們做地球科學(xué)工作的,應(yīng)該貢獻(xiàn)自己的力量。從我們的角度來看,水是非常重要的,這是一個非常宏偉的構(gòu)圖,希望盡快、盡早的完成‘紅旗河’,為國家的發(fā)展提供一些空間。”
這個工程涉及多個領(lǐng)域的技術(shù),比如:
測繪、遙感、GIS等技術(shù)。
隧洞技術(shù)。
這個方案是沿著第一階梯和第二階梯的交錯過渡帶走的,水源區(qū)大部分是隧洞,而隧洞是最抗震的。超硬巖石方面,巖石壓力280兆帕到300兆帕以上時,就要用鉆爆法;小于這個時,用TBM并行作業(yè)。“紅旗河”所有隧洞中最長的55公里,國產(chǎn)的TBM就可以解決這個問題。
涌水、涌沙的探測技術(shù)我國現(xiàn)在完全具備,甚至已超過美國、瑞士、德國。遼寧大伙房輸水隧洞建設(shè)時,美國機(jī)器趴下了,但我們自己的機(jī)器在它邊上順利通過了,而且把美國這臺機(jī)器也救了出來——它已經(jīng)停工七八個月了,一天賠幾百萬。另外,巖爆、高地應(yīng)力、放射性氣體、通風(fēng),這些都積累了很多技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
明渠技術(shù)。
明渠方面,對明確的地震活動帶,可以考慮加一些阻尼器滑動措施。過關(guān)鍵過渡帶時,一是加大整體剛性,二是可以相對錯位、滑動,柔性連接。渠系的斷面怎么布置,怎么結(jié)合航運(yùn)又減少水面、保證冰期輸水,這些都需要進(jìn)一步研究。
水庫問題。
“紅旗河”設(shè)計(jì)壩高不超過280米,而現(xiàn)在我國已經(jīng)建成了305米高的錦屏一級混凝土拱壩、314米高的雙江口土心墻堆石壩。抗震方面水庫也沒有問題,汶川地震邊上的水庫就完全經(jīng)住了地震。
隧洞和明渠的輸水技術(shù)。
水動力學(xué),明渠的急流、緩流控制,隧洞里面有壓流和無壓流的銜接,復(fù)雜流態(tài)等都沒有問題,高壓分段降壓也在研究過程中。
冰期輸水。
結(jié)冰期、冰封期、化冰期,各有不同的調(diào)度輸水方式。攔冰索、鑿冰機(jī),也有不同的應(yīng)用方式。此外,怎么利用風(fēng)電、太陽能提高水溫,還在進(jìn)一步研究,F(xiàn)在能量還不夠,還是會結(jié)冰,因?yàn)樗臒崛萘刻罅,但結(jié)冰的程度降低了。
對西北地區(qū)生態(tài)的影響。
這是一個很重要的問題,每年六百億立方米的水,源源不斷地送到西北干旱區(qū),大約有22%形成局部小循環(huán),剩下的參與全球循環(huán)。然后這些局地循環(huán)又會增加局地降雨,長期的慢性積累,會產(chǎn)生怎樣的影響?我們也在模擬和預(yù)測。這也是應(yīng)對全球變化的一個人類自適應(yīng)性的調(diào)控。
以后應(yīng)該做一個中國大陸尺度的深入分析,西南、西北加細(xì)分層嵌套?紤]大氣微物理過程、局地積云強(qiáng)對流過程、地表?xiàng)l件過程、近地200米過程、1500米摩擦層過程、長波輻射、短波輻射、陸氣耦合,考慮下墊面蒸發(fā)反饋到大氣的間接影響,不僅是600億立方米的水,而且要考慮其帶動的人口和經(jīng)濟(jì)活動的總蒸騰發(fā)。
取水比例。
取水總量600億立方米每年,僅占各主要取水河流取水?dāng)嗝婵倧搅髁康?1%。國際上一般認(rèn)為:河流的流域內(nèi)用水最好控制在40%左右;跨流域調(diào)水,取水量最好控制在20%左右。“紅旗河”遵循了這個國際規(guī)則。另外,長江每年有一萬億的徑流量,即使全部取自長江,也僅占總量的6%,而水文量測的誤差也有5%。
下面,簡單說幾點(diǎn)“紅旗河”工程的重要意義。
生態(tài)意義
“紅旗河”實(shí)施后,水分循環(huán)通量不斷增加,濕度與降水量不斷提高,效益長年累積,不僅能夠有力保護(hù)三江源區(qū)生態(tài)環(huán)境,為“中華水塔”撐起保護(hù)傘,還能夠顯著改善我國北方干旱氣候條件,使之逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟愐司迎h(huán)境。
“紅旗河”拋開它所有功能都不說,就是奔著十八大、十九大的生態(tài)文明,將西北寸草不生的不毛之地的生態(tài)恢復(fù),形成東西長1500公里、南北寬100公里的生態(tài)綠帶,也是一個大的生態(tài)建設(shè)工程。雖然是工程,但是從哲學(xué)層面上講,屬于小建設(shè)大保護(hù),盡管這個小建設(shè)的規(guī)模已經(jīng)超過了三峽加南水北調(diào)之和,是地球上最大的人類土木工程,但從大格局上講,仍然屬于小建設(shè)大保護(hù)。
發(fā)展空間
這個問題可以以美國做一個基本參考。中美的基本國情是,國土面積一樣大,都是960萬平方公里,但是美國國土的60%-65%是平原,中國國土的12%是平原,人家65%的平原上生活3億多人口,咱們12%的平原上擠著10億以上的人口。所以,咱們的生存空間太小了。“紅旗河”實(shí)施后,中國將獲得大片水土資源相匹配的、光熱資源充足的土地。
“紅旗河”串聯(lián)起了四大水系,這樣?xùn)|西互補(bǔ),南北調(diào)配,豐枯整個補(bǔ)償,可以把整個東部地區(qū)全部兼顧。特別是黃淮海流域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū),在初期,可以多往東部調(diào)水,以后隨著區(qū)位優(yōu)勢的逐步形成、西北綠洲的逐步形成,再讓西北多用水,這時候東部的節(jié)水也更好了。所以真正是打破了中國千百年來的“胡煥庸線”。
農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)
西南地區(qū)是中國水資源和水能資源最豐富的地區(qū),是世界屋脊、中華水塔。而西北地區(qū)深居內(nèi)陸,北冰洋、印度洋、大西洋、太平洋來的水汽,“春風(fēng)不度玉門關(guān)”,全到不了西北內(nèi)陸干旱區(qū)。比如,整個昆侖山、喀喇昆侖山、阿爾金山北坡的山前平原,陽光日照非常充足,土地非常肥沃,就是沒水,水一過去就能帶來大幅度的國土升值。
我國有18億畝基本農(nóng)田,灌溉面積9.5億畝,實(shí)灌面積8.5億畝。而600億立方米的水可以灌溉1.5億畝農(nóng)田(每畝用水400方,配合當(dāng)?shù)亟涤?00毫米),而且新增的1.5億畝全是實(shí)灌面積。這個農(nóng)業(yè)絕不是粗放的、普通的農(nóng)業(yè),而是設(shè)施農(nóng)業(yè),可以產(chǎn)出干旱區(qū)的各種堅(jiān)果、干旱區(qū)的各種高附加值農(nóng)副產(chǎn)品,帶動民族發(fā)展。
航運(yùn)
水路運(yùn)輸是公路運(yùn)輸成本的二十分之一、鐵路運(yùn)輸?shù)牧种坏绞种,水路運(yùn)輸特別適合大宗貨物。
旱澇調(diào)節(jié)
黃河流域如果碰到了大的干旱缺水情況,可以隨時給黃河補(bǔ)水。黃河只有約500億的水量,補(bǔ)水作用是相當(dāng)可觀的。
“紅旗河”工程,總體上看沒有不可逾越的障礙,利遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弊,規(guī)模大一些比規(guī)模小一些好,早建比晚建好。
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