先提一个问题,塔克拉玛干,巴丹格林和腾格里沙漠总面积约45万平方公里,按400毫米降雨量,调水到沙漠需要多少水呢?
这是消灭这三个沙漠的前提条件。文章末尾给出可行的答案。
中国荒漠化土地面积为262.2万平方公里,占国土面积的27.4%,近4亿人口受到荒漠化的影响。
这些沙化土地主要包括沙漠与沙地两大类型。
中国八大沙漠分布图
中国八大沙漠的总面积约为128万平方千米。这包括沙漠和戈壁的总面积,占全国陆地总面积的13%。
中国沙地分布图
中国四大沙地的总面积约为15.42万平方公里。这四大沙地分别是毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地。
毛乌素是中国第二大沙地,位于陕西榆林北部及内蒙古鄂尔多斯南部,面积约4.22万平方公里,超过海南岛+台湾岛。它地处黄土高原与鄂尔多斯高原之间,海拔950米至1600米,为高原过渡地带。
毛乌素沙地
毛乌素
新中国成立后,毛乌素沙漠治理迎来转折。1959年起,国家采取大规模防风林带建设、引水治沙等措施,历经六十余年,数代治沙人创新方法,如“飞播造林”等。如今,治理率超80%,森林覆盖率达30%,沙漠变绿洲,毛乌素沙漠即将被彻底治理。
毛乌素植被覆盖前后对比
毛乌素沙地治理成效显著,因条件优越加人力努力。其成功在于先天条件好,而沙漠逆转难因缺水。
撒哈拉、塔克拉玛干沙漠降水少,植被难生存,沙丘流动,面积扩大。此等条件下,维持现状已难,人力难以彻底消灭沙漠。
毛乌素沙地虽处半干旱区,但自然条件优越,年均降水量400毫米(最低250毫米),远超塔克拉玛干沙漠,为植树造林、沙地治理奠定基础。
水是治理关键。毛乌素沙地多由固定和半固定沙丘构成,治理难度较低。科尔沁沙地等区域治理也成效显著,如科尔沁草原覆盖率已达65%,鼓舞人心。
中国主要沙漠(沙地)降水量图
按照降雨量400毫米的标准给塔克拉玛干,巴丹格林和腾格里沙漠总面积约45万平方公里分配地面径流。需要至少1800亿水资源。而且沙漠的农业用水蒸发量极大,每亩265方约400毫米降雨标准的技术要求极高。
为此,我们认为,即便调配水资源到了沙漠,也不足够其蒸发,形成的经济效益也不如将水调配到沙漠边缘的山脚下的冲积平原,水蒸发后会将沙漠变成草地。
如果,黑山峡上游330亿立方米水资源,加上南水北调西线170亿。总共500亿的水,直接浇灌在山脚冲积平原上,祁连山和塔里木河500亿,三者总量1000亿立方米。
假设1000亿立方米水,蒸发后循环多次,形成降雨,就足够全部消灭沙漠,将其变成草地。
这个假设是该区域内,只有黄土高原中游有外流河。
详见下面设计
云运河工程
黑山峡大坝加高至1420米至1450米之间。
在调水线路方面,我们计划利用加高后的黑山峡大坝,通过云运河进行调水。该运河包括约800公里的黑山峡库区内水面作为航运通道,以及从黑山峡至玉门的1000公里运河和从玉门至和田河的1500公里运河。
我们暂称之为“云运河”工程。其中,玉门关分水岭的海拔虽高达1400米,但通过隧洞降低100米的高度差,我们有望实现黄河与长江水流入新疆的目标。
除玉门关隧洞段外,运河其余部分均采用明渠设计,可通航2000吨级大船,为未来的物流运输提供了极大的便利条件。
华北航运复兴工程
丹江口水库至燕山水库加高拓宽渠道,2000方每秒过流能力。燕山水库至贾鲁河为重点,利用现有河流,深挖扩宽干渠。
微山湖有水之后可以恢复卫河,京杭大运河的航运。
黄河下游将引入汉江、淮河水源至华北平原,实现黄河水量分流,下游恢复2000吨级航运,华北平原不缺水,黄河上游获2亿耕地。
黄汉运河(南水北调中线二线)总长600千米,具备通航2000吨级航道,年调水最低250亿立方米,过流能力2000立方米每秒。
华北航运复兴工程示意图
引嘉归汉工程
为了将嘉陵江亭子口水库全部洪水调配到汉江流域,按照最大流量2200方每秒的抽水蓄能加隧洞调水的方式,每天24小时抽水,最大可以抽水2亿立方米每天,亭子口水库以20亿防洪库容,宝珠寺+广坪河+朝天大坝库容20亿,加最大洪水量3天前2天,后2天共抽水7天可抽水14亿立方米。
从而可以获得超过54亿立方米的防洪库容。
如上图,宝珠寺水库大坝加高至620米,水域面积由590米62平方千米增加到约150平方千米,增加库容约20~25亿立方米。
广坪河大坝坝高610米,朝天大坝坝高600米,一次建成,分期分批蓄水,待河道内所有拆迁完成后水面最高600米。初期水面高540米。
增加540米水面,防洪库容增加约10亿,主要来自广坪河和安乐河河谷,后期嘉陵江干流河谷蓄水至600米海拔,增加约30~40亿立方米库容。
因地图数据的精度只有25米海拔数据,可以确定的是三座大坝完工后,亭子口及其上游将会有超过100亿的库容,并有每天2亿立方米调水能力至汉江。以汛期5个月,抽水调水120亿立方米至汉江,平均每天抽约10小时,实际每天抽水6小时,洪峰到来时24小时抽水。
实现上面的目标可以确保汛期嘉陵江亭子口水库没有洪水下排,不存在泄洪弃水。