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西线调水之三:臧水入疆

已有 2989 次阅读 2022-4-24 12:29 |系统分类:科研笔记

对于这个问题,我们需要从三个方面讨论:塔里木盆地究竟需要调多少水才能变成良田?有那么多水吗?怎样调水并确保用水安全?调水后产生的效益如何?

一. 塔里木盆地需多少水

这个问题分两个方面考虑:一是塔里木盆地究竟需要多少水?二是如何保证用水安全。

第一个问题,塔里木盆地究竟需要多少水?

这首先需要搞清楚塔里木盆地的特殊地形。

塔里木盆地与吐哈盆地算一个超大的盆地,水汽存在交换,因此需把塔里木盆地和吐哈盆地放在一块讨论,称塔里木-吐哈盆地。

按分水岭考虑,在塔里木盆地-吐哈盆地的南侧,是海拔超过5000米的青藏高原;在西侧,是平均海拔超过4000米的天山山脉;在北边,是平均海拔超过3000米的北天山;只有东边平均海拔较低,和盆地相比海拔只高出1000米左右。

我们从以下三个方面考虑塔里木-吐哈盆地的水汽情况。

1按水热平衡考虑  有人估算过,要想使塔里木盆地达到年均降水量400毫米,需要的总水量为1800亿吨;而塔里木-吐哈盆地是有一定水量的,年均降水量约在70毫米,因此估算塔里木-吐哈盆地每年需调入约1100亿吨水才能达到降水量400毫米的水平。当然该文章也说了,若考虑盆地的特点,所需水量应小于1100亿吨。

2从水汽循环考虑  塔里木-吐哈盆地从分水岭算起,总面积大约有100万平方公里,且北、南、西三边都是海拔超过3000米、5000米、4000米的高山。而塔里木-吐哈盆地的平均海拔在1200米和500米左右,即南侧的高山平均要高出盆地约3800米、西侧的高山要平均高出盆地约2800米、北侧的高山要平均高出盆地2500米,只有东侧仅高出盆地约1000米。

从盆地对水汽的封闭程度上看,高出3800米时盆地的水汽会有约82%在盆地内循环、高出2800米时水汽会有约72%在盆地内循环、高出盆地2500米时会使水汽的68%出不去,这样估算下来在塔里木-吐哈盆地的北、南、西三测大约有75%的水汽出不去而在盆地内循环,而东部虽然海拔低,但只占盆地周长(按分水岭计)的8%左右。因此估计将水调入盆地后,会有约70%的水汽保留在盆地内。

这样估算一下每年向塔里木-吐哈盆地调入800亿吨水,经过若干年后盆地内的水汽积累情况。

按盆地内已经有水汽总量:按降水70毫米计,则盆地内水汽总量为700亿吨。

调水第一年:总量为700+800=1500亿吨。

调水第二年:第一年调入的800亿吨水有70%逸散出盆地,则总水量为700+800+800*70%=2060亿吨。

这样以此类推的算下去,到第10年为3291亿吨,第十五年为3354亿吨,第二十年为3365亿吨,此后基本不再增加。这样考虑,若每年盆地内的水汽只降一次雨,则到第20年时100万平方公里内的平均降水量为336.5毫米。实际上这些水汽每年不只形成一次降水,若按平均1.2次计算,则调水20年时盆地内的平均降水量为403.8毫米。

其次还应该考虑盆地内有降水后要形成河流、湖泊、植被,这些地方水汽蒸腾又会形成降水。若按照2万平方公里的水面考虑,蒸发量每年为2000毫米,则总蒸发的水量为400亿吨,假设这些水汽又有其中的70%留在盆地内,则有280亿吨,形成一次降水为28毫米,形成1.2次降水为33.6毫米。若再考虑河流、植被蒸腾导致的降水,数据应该更大,保守估计水汽蒸腾导致的降水量约为40毫米。加上第一项数据,则到调水20年时总降水量约为443.8毫米。

这还没完。其实盆地上空是有水汽的,据有关资料,盆地上空垂直方向上,对流层下层年均水汽净输出量为7762.57亿吨,而中上层年均水汽净输入量分别为4197.59亿吨和1917.22亿吨,且垂直方向各层冬季输出为主,夏季输入为主,塔里木盆地上空整个气柱年均水汽净输入量为3142.67亿吨,表明有水汽从外界输入到该地区。在调水入盆地后,会改变盆地上空的水汽分布和水汽的压力,会把盆地上空的水汽“接引”到低空形成降水。如果恰好合适,会使盆地上空的水汽形成100毫米的降水。则到第20年时盆地内的总降水量达540多毫米。

这大概就是天河调水的情况吧。当然若想实现天河调水,会有一个临界点,过了临界点才能把天上的水汽“接引”下来。

显然我们只需要使塔里木-吐哈盆地内的降水量达到450毫米左右就能完全种植小麦等农作物了。这样推理下去,大概每年只需向盆地内调入700亿吨水即可。当然调水开始时可按每年800亿吨设计,这样会使塔里木-吐哈盆地更快的成为降水量适合农作物种植的地区,当达到这目标后减少调水量,减少部分的调水供应到柴达木盆地。

第二个问题,如何保证受水地区的水安全

本调水方案是直接从雅鲁藏布江穿隧洞到柴达木盆地。在柴达木盆地的最西端有个干盐湖,叫大浪滩干盐湖,最低处海拔不到2700米,若将其改造成蓄水位2750米,湖面积1800多平方公里的蓄水湖,只需在几个地方筑坝,坝有25公里长,只有十几米高即可。可成湖容近450亿立方米的超级湖泊。再从靠近湖底部的位置开凿隧洞穿越阿尔金山即将水调往塔里木盆地了,这可是绝对安全。

水调到塔里木盆地后,没有可建大型水库的位置。当水渠修到巴楚县铁路五道班站时,挖一个蓄水池(海拔约1150米),通过6公里距离将水抽提到北边的干盐湖(结提库勒),这个干盐湖底部海拔不到1430米,能使湖面海拔达1550米,面积近600平方公里,湖容超过300亿立方米,作为塔里木盆地的调蓄水库绝对安全。用水时再放出来,这就是个超级抽水蓄能电站。

二. 能调多少水?

本方案计划从国际河流雅鲁藏布江、怒江、澜沧江调水。

讨论调多少水之前,先得澄清两个问题。

一个是国际河流水资源分配问题。其实过去所遇到的国际河流水资源分配,都涉及到上下游国家人口的多少与用水问题,以及下游国家降水量问题,我们不能教条的照搬。要考虑两个实际问题,一是下游国家真的缺水吗?二是下游河流的生态会变得很糟糕吗?

先说澜沧江。澜沧江到出国界处年均径流量约680亿立方米,计划从察雅县的麦曲、色曲汇入澜沧江下游的卡贡水库调水,该处年均径流量约197亿立方米,若打算调水100亿立方米,则只占到国境线处的14.7%。所以这点不用和下游国家商量。当然澜沧江下游的湄公河进入亚热带了,降水量大的多,老挝、越南等某些年份缺水主要是在湄公河段没有大型调蓄水库造成的,将来可以帮助这些国家建大型的调蓄水库。只是从卡贡水库到出国境这一段,有不少是干热河谷,得建梯级水库弥补,使这些河段不太干热。

再说怒江。怒江出国境处年均径流量约703亿立方米。计划从同卡水库调水,该处年均径流量约280亿立方米,若打算调水200亿立方米则占到出国境处的28.45%。怒江一直到出国境处一直在深山峡谷中奔腾,用水的地方很少,即使出了国境一直到入海口附近也是一直在深山峡谷中奔腾,用水的地方也很少,因此多调些水对下游影响不大。主要是生态问题,同卡水库到贡山县降水不多,恐怕河道也会出现干热河谷,也可以建梯级水库,会使干热情况缓解一些。

最后说雅鲁藏布江。首先强调一点,雅鲁藏布江与布拉马普特拉河是上下游关系,藏南是我国的。

从藏南看,许多大河在我国藏南境内,产水量非常大。迪班河,主要位于察隅县和墨脱县印占区,流域面积1.21万平方公里,年均径流量628亿立方米,95%位于我国传统国界线之内;卢希河,察隅县境内叫察隅河,90%位于传统国界线之内,流域面积2.1万平方公里,年均径流量600亿立方米;苏班西里河,位于错那县、隆子县、墨脱县境内,在我国传统国界线之内称西巴霞曲,占总流域面积的95%以上,流域面积3.26万平方公里,年均径流量643亿立方米......粗算下来,雅鲁藏布江-布拉马普特拉河产自我国的水量约有4000亿立方米。所以考虑调水量时,不要只考虑占到巴西卡(1654亿立方米)的百分之多少。

况且雅鲁藏布江-布拉马普特拉河到藏南之后,印度洋水汽受地形的影响降水量非常大,在墨脱县城区域降水量就达到2300毫米以上,迪班河流域更是达到5000毫米以上,所以藏南包括印度不缺水。因此在雅鲁藏布江的大渡卡水库处能多调水就尽可能多调水。

计划在大渡卡处建一水库,该处雅鲁藏布江年均径流量600亿立方米多一点。可调550亿立方米也不为过,因为下游不远处就有帕隆藏布汇入,流入藏南更是有大量的水汇入。

算一下每年可调水总量:从澜沧江卡贡水库调水100亿立方米,从怒江同卡水库调水200亿立方米,从雅鲁藏布江大渡卡水库处调水550亿立方米,从易贡藏布日卡水库处调水90亿立方米,合计940亿立方米。

三. 调水路线

臧水北调小图.jpg

                           臧水北调线路图

首先将雅鲁藏布江、澜沧江、怒江的水调往易贡藏布的日卡水库。

1日卡水库  易贡藏布的忠玉水库坝址处海拔约为3080米至3070米,因此日卡水库的蓄水位定为3070米。

2大渡卡水库 在雅鲁藏布江大渡卡处筑坝,坝址处高程约2880米,使蓄水位达3150米。这样林芝市将全部淹没,几万人的小城市淹就淹了,大行不顾细谨嘛。

3卡贡水库  在澜沧江卡贡建卡贡水库。坝址处高程约3050米,使蓄水位达3200米。

4 同卡水库  在怒江拥巴乡吉扎村建同卡水库,坝址处高程约3040米,使蓄水位达3154米。

调水隧洞

1 尼吕隧洞 从大渡卡水库尼西村高程开凿2条隧洞至日卡水库错布隆巴曲的吕松,隧洞长约65公里,隧洞进口高程3096米、出口高程3070米,洞径约16.5米,纵坡0.4(大渡卡水库同时作蓄水水库),可每年调水550亿立方米。

2 察觉隧洞 从卡贡水库察俄村开凿1条隧洞到同卡水库的觉龙村,隧洞长约90公里,进口高程3190米,出口高程3154米,洞径约12米,纵坡约0.4,每年可调水100亿立方米。

3 荣日隧洞 从同卡水库荣果沟附近开凿2条隧洞至日卡水库的日卡村,隧洞长约203公里,进口高程3150米,出口高程3070米,洞径约14米,纵坡约0.39,每年可调水300亿立方米。

4 日新隧洞 从忠玉水库坝下开凿5条隧洞至柴达木盆地新乐村,隧洞长约661公里,进口高程3060米,出口高程2800米,洞径约15米纵坡约0.39,每年可调水940亿立方米。

调水入柴达木盆地后,沿28002750等高线向西修渠约340公里到达大浪滩湖,再开凿隧洞穿越阿尔金山到塔里木盆地,高程约1400米。800亿立方米分给塔里木盆地,140亿立方米分给柴达木盆地。

大浪滩到塔里3.jpg



                          大浪滩湖

四.效益

电力效益  

800亿立方米水到塔里木盆地所能发的电量  从大浪滩湖的2740米到塔里木盆地的1400米有1340米落差,按40米的隧洞落差,还有1300米的落差,可利用这个落差发电,装机容量达3300万千瓦以上,这是利用西藏难以利用的水电资源搬到人口稠密的盆地了

土地资源效益  在塔里木盆地、吐哈盆地大约会造出40多万平方公里的耕地、10万平方公里的森林、10万平方公里的草原。在柴达木盆地可造出5万平方公里的耕地、4万平方公里的森林和草原,这会从根本上解决我国粮食、油料、肉食品、奶制品的短缺问题。

 

五.向塔里木盆地调水后的外溢效应

这个调水方案同时改造了塔里木盆地、吐哈盆地和柴达木盆地。由于盆地地形特点,盆地产生的水汽将会翻过马鬃山飘向阿拉善高原,在马鬃山一带与从天山北山绕道马鬃山进入塔里木盆地的水汽相碰而产生降水,使马鬃山一带降水量也大增;水汽飘向祁连山,会增加黑河的水量和湟水河的水量。由于河西走廊东风和东北风的作用,又会增加河西走廊的降水量。




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