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跨越大西洋的输水管道方案

已有 2787 次阅读 2014-6-27 07:36 |个人分类:思维练习|系统分类:科普集锦| 干旱与洪涝的平衡

 

 

 

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      横跨大西洋的管道--让思想飞翔

    听说李白斗酒诗百篇,那日我略微小酌一回,想试试,果然十分有效,奇思妙想如涌泉,不过兴奋过头喝多了。但是酒醒后,多半忘了,只恍惚记得些许片断,待我慢慢道来。

横跨大西洋的输水管道

地球各地方气象条件差异性有很大不同,比如巴西有年降雨量极为充沛的亚马逊河,非洲毛里塔尼亚有干旱的大片沙漠,我们可以给他们双方和谐一下,具体方案如下:

一、目的:将亚马逊河的淡水输送到非洲

二、方法:布置一条足够长、足够粗的排水管道,起点在亚马逊河入海口,终点在非洲毛里塔尼亚,横跨整个大西洋。

三、方案简介:

需求分析

 1、非洲粮食需求总量及粮食缺口数量分析

 毫无疑问,淡水对非洲各国人民生存、社会稳定的影响从本质上看大于石油的影响。至少石油不能吃也不能喝,还不能种庄稼。按照世界粮食组织的标准,一个人要活着,每天需要摄入不低于***卡路里的食品,非洲有人口***亿人,以玉米计算,每年需要消耗***亿吨粮食。各国平均粮食自给率为**%,将有每年***亿吨粮食缺口,平均每天进口粮食***亿吨。

 如果按以色列的先进农业节水技术(比如滴灌)计算,每生产一吨玉米,需要供给***吨淡水。换句话说,只要每年能提供***亿吨淡水,就能收获***亿吨粮食。

每年非洲因粮食供给不足有**儿童处在营养不良状态,甚至饿死。又因粮食不足引发冲突与战争,造成无数损失。

 2、亚马逊河年可输送水量

 按巴西亚马逊河连续5年平均年降雨量,或10年一遇防洪标准的**%计算,除去亚马逊河流域用水量(农业、工业、城市居民、水面自然蒸发、地下渗漏、地表植物用水量等),年可供淡水***亿吨。平均日可供出口淡水***万吨。

3、管道走向及输送动力(关键技术环节)

 出于节省能源、保护环境的考虑,采用利用浪涌、洋流和单向瓣膜的新技术。

 还记得有一枚鱼雷在海上借用洋流游遍大洋的故事嘛,在大洋中有流向相对稳定的暗流,利用它作为管道输送淡水的动力。

 首先根据洋流设计管道输送线路,该方案管道设计线路要远大于两地间航运的距离,别担心,距离不是问题。

 还需要对输水管道做两项创新设计:第一,单向利用浪涌及洋流的蠕动设计。(现在都可以利用海浪来发电)在某方向海流的挤压、晃动、波动的动力作用下,管道就像动物的肠子,始终向一个方向蠕动。或者可以想象一下,管道如同串联在一起的水母。为此也许需要在管道外壁设置环形腹鳍样的装置,以利于管道的蠕动;第二,为提高输送效率,在管道内设置犹如人类心脏的瓣膜,应该可以有很多片瓣膜,使每节管道就像心脏一样,有舒张与压缩的周期性动作,每次舒张都从入口方向吸入水体,而每次压缩都将水体推向出口方向,由于有半膜,阻止了水体倒流,保持水流单向输送。与心脏不同的是,心脏是主动工作,而该管道是被动工作。特点是输送效率低,就是说水流慢是慢了点,但不必着急,总有一天水流会达到出口的。反正这也不是抢险救灾,不是着急的事。对于大体量,长时间输送介质的项目,节能是人们更加关注的问题。比如利用海水的潮汐发电。

 在出口处,管道在水下一定深度,需要动力提升。使用低速大流量的螺旋泵,电能非洲并不缺,火电、太阳能、核电都行。

   4、管道尺寸及对海上航运的影响

 涉及管道在海水中的竖向位置,可以在海面下***米深度。在这个深度,既可以避免水面船只对管道的影响,又增加了抵抗海上恶劣气象的能力。

 管道尺寸很大,没关系,由于淡水密度为1,海水密度略大于淡水。这太好了,管道外皮的密度肯定大于淡水,如此管道系统可以在海水中达到接近零浮力的状态。最后要使管道在海水某一深度漂浮,当然需要用锚技术固定管道。

 5、对环境的影响

管道对海洋生物的影响;对亚马逊河流域动物、植物的影响;对非洲内湖水生动物、植物的影响;对当地气候的长期影响等,不敢班门弄斧,还请有兴趣的人士来补充,也可以请忠祥来介绍基本情况。

 6、系统的可维护性,蠕动机理、瓣膜设计、管道材料、结构可靠性、抗海水腐蚀、防渗漏、防鱼刺、耐疲劳、抗冲击、抗老化、可修补、防生物附着、连接等技术与管理问题,请中石油、大连舰艇学院、哈工大的年轻学生主持设计。

7、经济分析。

    只要每年能提供***亿吨淡水,就能收获***亿吨粮食,从而避免进口粮食、节约外汇。同时减少用于换回粮食的石油出口***万吨,按每桶石油100美元计算。减少支付外汇***美元,年减少石油开采***万桶。

这些粮食如用10万吨的散装货轮从美国运输粮食到毛里塔尼亚,每天需要出动***艘远洋货轮,航线长***海里,按15海里经济航速计算,需要在海上航行***日。按2007年玉米国际粮食平均价格计算,每年用于进口粮食须花费***亿美元。

四、结论与建议

1、只有想不到、没有做不到。只要我们开始着手做,逐渐解决材料问题、蠕动机理、瓣膜技术,慢慢完善方案、总会有一天能办到。

2、工程技术人员要站在全人类的角度考虑问题,也许还可以稍带得个诺贝尔奖也说不定。

3、本项目涉及的专业多、国家多,建议有识之士多方面收集资料完善方案,茶余饭后练练嘴,闲着也是闲着。

 4、谁知道这只苹果能砸到那位牛顿呢。

5、谁认识联合国的官员,提个建议试试。

 






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2 梁季阳 Vetaren11

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