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《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识,形式多样地普及科学技术的特点,对提高广大群众的科学水平,启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用,当今的不少著名学者、教授、科学家,青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。

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引海水入新疆,有必要吗

2012-02-22 09:53:44

                                      文/张学文

在科学技术日益发达的今天,不断有人造“奇迹”发生。2010115,一个“奇迹”性构想在新疆乌鲁木齐的科学座谈会上披露出来,并被各大媒体广泛传播。那就是“引渤入疆”工程,又名“海水西调”工程。座谈会上一位研究人员表示,在未来可以把渤海的海水引入新疆,增加降水,以改变新疆大部分地区的干旱面貌。不远千里引来不能直接灌溉的海水,我们非得用这么浩大的工程来改变新疆干旱地区的面貌吗?

 

异想天开的3大工程

尽管不少人对“引渤入疆”工程提出了海水污染环境、成本太高、实际作用难说等等疑问,但是这个事件也激起了人们对新疆的沙漠干旱问题的关注。其实,改革开放以来,关于改造新疆干旱地区的事一再有不同的思路提出来。我国人口众多,耕地有限,而地势平坦、热量丰富的沙漠、戈壁的面积几乎与全国耕地面积接近。干旱的沙漠、戈壁如果可以变成农田,自然是改写中华民族历史的大事。然而,不少构想由于太过异想天开而难以实施。

20世纪80年代,在一次全国人民代表大会会议上,有人大代表提出一个比“引渤入疆”更“疯狂”的构想,那就是“炸开喜马拉雅山脉”,把印度洋的水汽引入新疆,使那里的降水增加的议案。确实,印度洋距离新疆比较近,喜马拉雅山阻挡了那里的暖湿气流北上。然而,这个“伟大的构想”一度成为笑谈,因为要在喜马拉雅山脉炸开一个可以改变局部地区气候的大口子,那是多难的事情啊!即使炸口子的事情可以完成,从气象学的角度看也不具可行性,因为即便我们可以打通被喜马拉雅山脉阻隔的水汽通道,印度洋暖湿气流的实际走向依然难推断。当今的气象知识远不足以证明这个工程完成以后印度洋的湿空气一定北上,说不定北方的干气流会南下。而即便是印度洋的水汽北上,它们究竟在哪里形成降水也是未知数。

20世纪90年代,又有人提出,在西藏修条运河,把雅鲁藏布江的河水每年调400亿立方米进塔里木盆地。这个方案中的水源涉及下游国家的利益,其工程造价数千亿,河流还要途经高寒而多地震的地带。由于目前的南水北调的东线、中线方案已经出现一些问题,西线的构想只能悬着。

再回到“引渤入疆”的构想。方案中提到要用直径8米的管道向新疆输送海水,并且期待它在新疆蒸发以促进当地降水量增加。我们以管道里的水以每秒2米的速度昼夜不停地流向新疆去推算,它一年可以输送32亿立方米的海水。下一个问题是,32亿立方米的海水蒸发以后,可以促进新疆增加多少降水?

对此,可以参考新疆水分循环的数据做一个估算。过去的计算是流经新疆上空的水汽与它在新疆形成的降水的比例大约是20%。照此推算,每年32亿立方米海水完全蒸发后,大约可以在新疆形成每年6.4亿立方米的降水。与新疆大约2400亿立方米自然降水相比,这只是一个很小的数。而这些降水究竟是否能降落到新疆的干旱地区,在什么季节降落,都依然难说。以此看来,这个方案的实际价值也就不便肯定了。

“引渤入疆”,“炸开喜马拉雅山脉”,“从西藏引水到塔里木”,这3个方案各具特色。不过它们的共同点都是工程特别特大,都是2000千米以上的远距离调水,即便不谈跨国水权等国际争端,在经济上也很难说具有可行性。拿“引渤入疆”工程来说,不算工程的前期投资,光是平时的运营成本每立方米就至少需要10元,成本实在太高了。

 

新疆可以就地取水

难道我们非得用耗资巨大的远距离工程来改变新疆的干旱面貌吗?其实,就地取水更具有可行性。新疆也并非整个地区都缺水,一些地区有常年都流水的大河,我们可以在新疆内部进行调水。我认为一个可行的思路是,付费截流新疆流到哈萨克斯坦和俄罗斯的伊犁河和额尔齐斯河的水。

多数人仅知道新疆缺水,孰不知慷慨的新疆每年流往下游国家的水量竟有230亿立方米之多。在哈萨克斯坦的东部,有一片面积1.83万平方公里的巴尔喀什湖。它之所以维持这么大的面积,主要依赖来自新疆伊犁河的河水,俄罗斯鄂毕河的上游就是新疆的额尔齐斯河。与其截流西藏流向印度的河水调往新疆,为什么不能就地向新疆河流的下游国家买回我们流出去的水权,在新疆当地使用?

我认为,就地取水还有一个思路,那就是促进空中水分在新疆的内循环。所谓提高水分内循环,就是提高本地蒸发的水分在降水中的作用。我们可以把灌区尽量转移到山麓,这样可以提高水分的内循环,增加降水量。

我们知道,空中水汽主要集中在近地面3000米的大气层内,5000米以上的空中水汽已经很少了。新疆的山体都相当高,塔里木盆地和准噶尔盆地近地面3000米的大气层基本都在盆地之内。要让与外界严重隔断的这些盆地内部空气变得比较潮湿,是很困难的。   山区降水量大是世界性的普遍现象。山体对气流的强迫抬升有利于那里的降水。如果我们把灌区移到山麓,灌溉的水分就在山前蒸发,这有利于山前空气中水分饱和度的提高,从而使那里的降水量增加。要知道,这些水分在没有人干预时自动流到盆地最低的湖泊里再蒸发,而这难以促进水分内循环。

近数十年来,新疆的罗布泊干枯了,玛纳斯湖干枯了。有人认为,这是新疆干旱的表现。这些年来,人们在靠近山脉的地区开垦农田,不断在中上游截取流向湖泊的河水用于农田灌溉。这样一来,水分蒸发地点就转移到离山体比较近的地方去了。与此同时发生的自然现象是,这些年来新疆的降水量一直在增加着。气象监测数据表明,50年来新疆降水量增加了10%以上。可见,新疆并非外界想象的那样越来越干旱了,而是越来越湿润了。

 

改变沙漠不要总盯着水

我经常在想,我们非得用水来改变沙漠的面貌吗?水是农业的命脉,也是改造沙漠的命门。可这种认识基本是农业立国下的思维。从目前的情势看,我国人口再过30年就开始逐步减少,粮食安全的重要性渐渐低于能源安全。在减少碳排放的呼声很高的情况下,以烧煤为主的我国能源结构需要在21世纪另辟出路,而沙漠可以为能源安全做出贡献。

沙漠地区土地便宜,日光充足,把那里的太阳能取出来变成可用能量就是沙漠的新出路。把沙漠变成“能量田”,是发展沙漠经济的新思路。国外科学研究表明,太阳能聚热发电系统可以在沙漠推广。这种系统利用大规模阵列镜面收集太阳能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,降低了太阳能发电的成本。它还有一个优点,就是太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。这项技术先在美国实验成功。近年来,欧洲国家策划在非洲沙漠地区投资4000亿欧元建设太阳能聚热发电系统,企图在2050年解决欧洲1/8的电力需要。 

“西气东输”已经是事实了,“西电东输”的大业已进入策划阶段。我们相信,随着科学技术的不断发展,新疆的干旱地区将会给我们越来越多的惊喜,而不是成为被人们“怜悯”的对象。新疆将为我国的经济建设做出更多的贡献,新疆要与全国共繁荣。
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