“红旗河”问之六：能否超越灌溉为主的传统调水模式？

© March 2018 by张洪泉

“红旗河”方案调水量如此巨大，跨越如此长的距离，花费如此大的投资，果真实现，若只主要用于灌溉绿洲（航运有点离谱），停留在传统水利模式的层次上，其效果将如“牛刀杀鸡”，不能物尽其用。如果用它来反转西北的生态环境，由戈壁沙漠变为绿色家园，那才是一个真正的飞跃。这就是为什么所提第一个问题是“以灌溉为目的还是根治干旱沙漠化？”这两者之间有天壤之别。

西北干旱沙漠地区湿度低，春夏秋温度高，所以水蒸发力特别强，大约每年2000毫米左右，有的地方甚至远超3000毫米，放一桶水到野外，过一个月再去看就没了。所以治理干旱沙漠，不单盐渍化是拦路虎，蒸发力强甚至是更大的障碍，它把生态固锁在恶性循环之中。譬如一个湿润的森林不容易失火，但一旦发生火灾，火势蔓延开来，再想扑灭就难了，甚至下个小雨都不会把它浇灭。干旱沙漠就像是已经蔓延的山火，分散的引水并不能使它熄灭，而引水的快速水蒸发却会大大加速盐碱化的进程，中东两河流域和埃及尼罗河流域所面对的困境是最好的例证。再以国内的塔里木盆地为例，那里每年的河流出山口的总径流量是大约400亿立方米左右，是“红旗河”设计流量的2/3，但这么多水，只能维持塔里木盆地西部和北部靠近河流源头、山脚下的几个城市和面积有限的绿洲和耕地，总共人口才只有一千万人左右。

“红旗河”塔克拉玛干段和“春风河”、“漠北河”支流（见图6.1）都是经过蒸发强烈的沙漠干旱地区，输水再分散到更细的支流至灌溉区，这些水铺开来后，对于干燥的戈壁沙漠，将是杯水车薪，使用效率会非常低，这样的做法犹如“四面出击”的“兵家大忌”。正确的策略是，把引水集中使用，这样就可形成规模，使当地的空气湿度增加，水的蒸发凝结又可调节昼夜和冬夏温差，植物的生长吸收太阳能，使当地的温度降低，空气湿度的增加和温度的降低就使当地的相对湿度大大增加，从而增加降水概率，同时水蒸发力下降，水使用效率大大提高，到一定程度甚至有望使其下风的地区生态得以反转。

图6.1：“红旗河”引水分散使用于西北干旱沙漠地区必然杯水车薪（引自S4679课题组报道）

也许你会说，要想反转西北如此大的戈壁沙漠地区，成为森林密布、水草丰美和风调雨顺的富饶美丽山川，这不是痴人说梦吗？怎么才能实现？我先来反问一个问题，在定常状态下，维持一个健康的生态系统和干旱的戈壁沙漠，各需要净输入多少水？答案都是零！每个生态系统都与外界相连，是全球水循环的一部分，只要没有地面和地下水的持续积累或减少，平均水输入和水输出必然相等，即水的净输入为零，好的、坏的生态系统都一样。所以理论上要维持一个生态，并不需要从外边给它调水，但它有可能是健康或干旱的生态。

一个健康的生态系统和一个干旱的生态系统相比较，根本的区别在于，它们水循环的方向正好相反。健康的生态中，水是从天上降下来，蒸发小于降水，有富余的水通过地面上的河流输出去，带走盐分。相反在干旱沙漠生态中，水是从地面输入，但蒸发量大于降水，所以水从天上飘走，留住盐分。再借用人体血液循环做比喻，在健康的生态环境中，“动脉”在天上供水，“静脉”在地上把毒素带走。干旱生态环境中的水循环方向正好反过来，其“动脉”在地上，而“静脉”在天上，结果把毒素留在土壤里。如果能把“动、静脉”的角色复原，生态就康复了。

是什么决定一个生态中的水循环方向？两个因素：一是天上要有降雨云，二是地上要有潮湿度（见图二中正常生态和沙漠中空气湿度的差别），正如老子所说，“天地相合，以降甘露”。但在干旱沙漠地区，这两者都欠缺，尤其是第二个条件。西北戈壁沙漠处于西风带上，决定以上两个条件的关键就是其西面的上风边界条件。沙漠的扩张与山火蔓延相似，都是向下风推进，要想防止山火蔓延到下风地区，最好的办法就是清理出一个隔离带，但这个隔离带必须够宽，山火才不会跳过去。所以要斩断沙漠的蔓延，也必须在上风合适的地方，建立一个足够宽的湿润地带，使那里的空气湿度分布维持在正常的状态。如果输水用于这样的目的，将是一个质的飞跃，做的好会得到无数倍的效果。所以我认为“红旗河”现有方案应作修改，从分散使用改为集中使用，以发挥拳头效应，将西北生态彻底扭转。

图6.2：空气湿度随海拔高度变化