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于无声处 - 华夏云泉罗布泊(九) 精选

已有 8395 次阅读 2017-8-22 11:28 |个人分类:罗布泊|系统分类:论文交流

九、坎儿井潜行避蒸发,水聚成天堑

“现代坎儿井”既可使塔里木盆地水脉通畅,又可截留蒸发水使罗布泊再生,将西北生态恢复到汉唐时期。

罗布泊的恢复是改善中国西北和北方生态环境的关键,而对于塔里木盆地内的水循环来说,让水重新流到罗布泊也是必要的。首先这可以避免土壤盐渍化,因为如果所有的水都在盆地的中、西部蒸发,盐碱就无法被冲刷到罗布泊,时间一长,土壤的盐分就会越积越多,最后使土地无法耕种。只有使水循环起来,一部分流入盐湖罗布泊,才能防止盆地内绿洲土壤退化。第二个原因是盐尘的传播,罗布泊干涸之后,其湖底的大面积盐沉积就暴露出来,被大风卷起散布到戈壁滩周围的广大地区,使那里的土壤退化,只有罗布泊重新被水覆盖,才能避免其盐尘的扩散。

9.1:塔里木盆地河流弯曲、面大、水浅、经常改道、蒸发量大

塔里木盆地内几乎遍地沙漠,湿度低,温度高,水蒸发能力极强。盆地内的河流都是面大、水浅、弯曲、经常改道,造成大面积的湿地(如图9.1所示),很大一部分水在未加利用之前的输送过程中就被无效蒸发,所以水使用效率极低。要解决这一矛盾,实际上已经有一个现成的办法,就是坎儿井!坎儿井这一通过丝绸之路传播的古老水利技术,起源于波斯,在吐鲁番盆地已使用了至少2000年(也不能完全排除它由吐鲁番盆地传播到波斯的可能性),它成功得应用于世界各地的沙漠和干旱地区,一个主要功能就是避免蒸发。这项技术经过改进,应用于塔里木盆地,就可使水跨越长途,顺利流到罗布泊及周围,使罗布泊开始逐渐恢复。

9.2:河道逐步以地下输水管道代替

9.3:“现代坎儿井”–用地下管道代替地面河以避免水蒸发

首先把河道疏浚取直,使水表面积尽可能小,然后在河两侧以一定间距分步铺设多条深4米左右的地下输水管以取代地表水流(如图9.2所示),地下河主干可用4米左右直径的水泥管(如图9.3所示)。除了主要的河流,在塔里木盆地周围山脚下还存在着无数大大小小的溪流(见图9.4),这些季节性的溪流,在春夏流入沙漠,或长或短,其水量基本都被无效蒸发了,若把它们收集起来,采用不同直径的地下管道,汇集到较大的干线,也是可观的水量。

9.4:塔里木盆地周围无数的溪流都可用相应直径的地下管道汇集到地下河

地下输水管道的衔接处非但不需密封,还须有意使管内的水可以渗到外边,外边的水可以渗到管内,这样就可以把土壤中多余的盐分带走,避免土壤盐渍化。这样做还有一个巨大的好处,就是把输水管线附近的地下水变成一个可用的巨大淡水库。现今的塔里木盆地,地下水很丰富,但大部分矿化严重,不能饮用或灌溉。

使用可以内外渗透的地下输水管道,可在春夏水流上涨时使地下水得到补充,秋冬水流低落时一部分地下水可以回流,以带走盐分。甚至在少水季节,使水集中流入部分管线,这样在流动的过程中,部分水就会漏出去,渗入其它水位较低的管道(见图9.5)。另外,沙漠河流的泥沙携带造成河道淤积并频繁改道,并使终端湖湖底上升,使用地下输水管道可以大大降低泥沙携带,使这一难题迎刃而解。地下河因不暴露在外,所以不受地面杂质的污染,可保障高水质。管道的设计应尽量做到,水可以渗入和渗出,但泥沙被挡在管道之外。若有水在低洼处从地面溢出,则需推土掩埋,其上可以植树。在地下管道经过的附近,可用较细的地下管道分水使用,也可打井抽水使用,井内的水位随季节波动,水质因周期性的补充得以保障。

9.5:在水少季节选择性使用输水管有助带走土壤中盐分,改善地下水质量

在塔里木盆地使用地下河(“现代坎儿井”)输水,并非权宜之计,而是千年大计,因为避免蒸发来提高用水效率,是塔里木盆地生态建设的最佳选择。随着地下水的改善,就可以关闭所有沙漠周围面大、水浅、蒸发量大的水库,只保留高海拔山谷中面小、水深、蒸发量小的水库,进一步降低蒸发水耗,使更多的水流到罗布泊。

如图9.6所示,塔里木盆地底部非常平坦且略微倾斜,自南到北以大约0.05度的坡度缓慢下倾,自西向东以大约0.015度的坡度缓慢下倾,大部分河道周围都是沙土,利于铺设地下输水管道。若把塔里木盆地的所有地表水,从出山口开始就用地下河输送,所需总投资应不超过两千亿人民币(粗略估算,恕不赘述)。

采取这些措施,并适当调整盆地西部的用水布局,再把一部分农耕活动迁至罗布泊周围,就可以在基本不影响盆地西部现有居民用水的条件下,每年得到将近200亿立方米(即大约50%的径流)的水,使其流到罗布泊周围。这些水一部分可用于发展农业、瓜果种植,一部分可用于城镇恢复,重建楼兰等古代著名城邑,一部分蓄积在罗布泊附近的淡水湖里,最后一部分注入罗布泊,这样可以在罗布泊周围创建大约7万平方公里的宜居面积,可容纳1000-1500万人在这里生产、生活。这里日照时间长,昼夜温差大,只要有淡水,就具有经济作物生长的最佳条件。


9.6:塔里木盆地地形利于地下管道输水(a)南高北低,(b)西高东低

使用“现代坎儿井”这一技术的主要思路,就是从源头开始,在水的输送过程中,不让水暴露在地面上,避免蒸发进入大气,只要没有蒸发,本来被无效蒸发的水就可以省下来,顺利流到罗布泊。必须清楚的认识到,现在还无法改造整个塔克拉玛干大沙漠,所以干脆反其道而行之,尽量不让水在塔里木盆地的西部和中部蒸发,使那里的空气更加干燥,而把尽可能多的水通过地下河,集中在罗布泊及其周围,即塔克拉玛干大沙漠这个干旱之源的门口,筑起一道强大的水幕屏障,这就像五指收拢,形成一个拳头,才更加有力,最大化的扭转高原雨影效应。

这可作为改善中国大西北生态的初期目标,一旦实现,中国西北的自然环境可恢复到汉唐时期的状态,降水量大幅度增加,沙漠面积可缩小80%以上,整个河套地区成为良性循环的沃野良田,沙尘暴的频率和强度大幅度降低,黄河的径流量相应大幅度增加。这个过程不必一蹴而就,可循序渐进,那怕开始每年只有50亿立方米的水流到罗布泊周围,就可形成约一千平方公里的水面,同时支持约200万人口在这里生产生活,楼兰古城就可重建,中国西北地区的生态会明显好转,优于新中国成立之前的状态。




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