达睿思公关:700亿东南藏水智解千年之渴百世之忧

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我国水资源气候出路构想义理思考

----700亿东南藏水智解千年之渴百世之忧

蒋皋

2007年7月12日

    我国最基本国情是人口众多、资源贫乏,特别是战略性“可用”能源资源 — 石油、天然气等严重不足,战略性“可用”矿产资源 — 铁、铜、铝、铬等严重不足,战略性生物资源 — 粮食、牧草、森林严重不足,以及战略性“可用”地力资源 — 土地、淡水严重缺乏。国家安全、经济安全、社会安全面临严峻挑战,遭遇人口资源屏障、“马尔萨斯陷阱”。

一、国家崛起前路受阻于缺水困境

   (一)国家崛起必须拓展新的战略空间

    在现有国际政治经济基本格局和国际恶劣环境复杂形势下,在现有社会经济技术条件下,将西部北部近三分之二荒置国土及巨大潜在资源有效利用,拓展生存发展战略空间,可谓我国实现伟大复兴、历史跨越的“最好出路”、“最优抉择”。成,则可能轻松“再造一个中国”,几乎一切战略资源都可能满足持续发展需要,几乎一切重大问题都可能因之迎刃而解。

    西部北部是我国战略性能源矿产等资源蕴藏极其丰富之地,根据地质成因推算和各种资料数据估计:塔里木-土哈盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、河西蒙西地质远景储量石油达800~1000亿吨,天然气达10~15万亿m3;几大山系都有铁、铝、铜、铬、锰、镍、钒、钛高品位富矿,远景储量达数百、上千亿吨;另外,优质原煤达两万亿吨,高地势(部分引水)能另外“制造”上亿千瓦水能,良好光热条件如结合较好水分供给可提供极其丰富的林果粮产品和15~30亿亩现代化优良草场;门口还有战略资源仓库中亚;尤其是,这个自然地理空间为我国就业、经济、社会、战略提供创造削峰、调蓄、缓冲、疏导的巨大战略回旋余地、优越战略发展空间,从容度过战略被动期。[1]

   (二)战略选择遭遇缺水困境

    “最优抉择”遭受资源条件最大约束,看似走入不可化解的困境之中,陷入“循环”怪圈:缺水使战略空间不被利用,有水就有优越战略空间,拓展战略空间又首先面临缺水。水资源缺乏成核心矛盾。

    我国水资源不仅总量不足,年降水62000亿m3,年地表径流28000亿m3,年“可用水量”11000亿m3;[2] 平均严重不足,平均年降水600毫米,人均年径流量2200多m3(世界人均最低水平之列);而且时空分配严重不均,东部南部多,“聚集”70%以上,西部北部少,大部分地方重度缺水、极度缺水,生态根本无法维持。有效利用北部西部三分之二国土,保证生态环境社会经济可持续发展之需,则至少年均降水要达到900毫米以上(且分布较为均匀),年降水总量达到90000亿m3以上,年总径流达到36000~40000亿m3,年“可用水量”达到18000~21000亿m3,年人均动态平均径流达到2500~3000m3。

    水资源缺口巨大,不是邓英淘等预测的3000~3500亿m3,也不是布朗预测的4500~5000亿m3,更不是刘昌明预测的1000~1500亿m3(这些都只是现有非荒漠和非荒漠化“人居区域”基本或最基本需求)。节水没有出路,大力采用节水技术措施的日、欧、美人均耗水是我国427m3人均耗水的2~5倍。首先是水资源总量严重不足,其次才是水资源时空分布严重不均。不过,时空不均问题更为迫切地摆在面前。

二、水资源出路探寻 — 天才引水方案精彩纷呈

    “社会一旦有技术上的需要,则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进”。[3] 当前路受阻的关键时候,志士仁人们提出了许多天才的调水方案,先后都不同程度获得民间、学界、政界、军界支持。这些方案又分为“内陆引水派”、“海洋派”和“空中引水派”或“炸山派”。[4]

    (一)水利部东中西三线方案:东线从长江下游扬州附近抽引长江水,利用京杭大运河及与其平行的河道为输水主干线和分干线逐级提水北送,连通洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖,穿隧过黄河北向自流;干线长1150公里,兼有航运、防洪、除涝等综合效益,调水量少,污染严重。中线从丹江口水库经江淮分水岭方城、唐白河、黄淮海平原西部渠道,用隧洞或渡槽穿黄河沿京广线西侧北上,自流京津;干渠1246公里,总投资517.58亿元;水质优良,引水量仍少,人口迁移和管理运营成本很大,影响汉江航运和水资源的利用。西线从通天河海拔3850米的同加筑坝引水雅砻江自流进黄河和在大渡河海拔2920米处筑坝提水到黄河贾曲,调水195亿m3,建200米高坝和100公里以上长隧(总隧长448.2公里),自然环境恶劣,施工难度极大。调水不过500亿m3左右,动态耗资达10000亿元。

    (二)黄委会大西线方案:第一期自通天河、雅砻江、大渡河调水200亿m3入黄河自流和抽水共进方案或从通天河到雅砻江、大渡河、黄河贾曲200亿m3自流方案;第二期从怒江、澜沧江、通天河自流调水200亿m3与第一期衔接自流入黄河或抽水入雅砻江自流进黄河;第三期从雅鲁藏布江尼洋河建库抽水到易贡藏布再抽进怒江,调水200亿m3与第二期衔接。可为北方工农业缺水问题解决提供较好条件。水质好、供水面广,但工程艰巨复杂工期长,整个隧洞长达1008公里,引水600亿m3,静态投资达7000~7500亿。

(三)林一山四江一河调水方案:利用西南地区西高东低地形,从怒江上游海拔3800~3940米处开始筑坝截流,穿澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河等水系,沿巴颜喀拉山南侧由西向东引水,最后进入黄河上游大柳树湾水库,然后分三路供水给西北各地区。共计调水800亿m3进黄河供西北:西调黄河之水到哈密、乌鲁木齐、克拉玛依,灌溉效益非常好;调来之水顺着黄河走,利用原有的电站增加发电量;从龙羊峡向西引水至柴达木盆地以及塔克拉玛干沙漠,为改造塔克拉玛干沙漠创造基本水利条件。坝高200~300米,引水穿过27公里巴颜喀拉山隧洞。同时,林一山并不排斥雅鲁藏布江水源,将来造价降低,提调雅鲁藏布江的水源变成现实。

(四)陈传友大拐弯大电站四江进两湖方案:在雅鲁藏布江大拐弯装机4000万千瓦,把雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、金沙江少部分水量,先提后引调入黄河上游扎陵湖、鄂陵湖调蓄,分送西北方干旱和半干旱地区,彻底解决黄河断流问题。线路全长1171公里,调水435亿m3。可治黄治沙,增大北方水电比重。

(五)袁嘉祖、郭开“大西线调水”方案:从雅鲁藏布江中游桑日县溯马滩海拔3500米等高线筑坝截流,由加查峡到怒江夏里,转澜沧江昌都,过金沙江白玉,抵雅砻江甘孜,进大渡河阿坝,翻分水岭沿海拔3440米贾曲入黄河。调水2006亿方(雅鲁藏布江干流调水300亿m3,支流调水600亿m3 — 拉月河50亿m3、尼羊曲150亿m3、易贡藏布200亿m3、帕龙藏布200亿m3,藏南诸河约600亿m3,怒江230亿m3,澜沧江150亿m3,金沙江调水100亿m3,雅砻江50亿m3,大渡河20亿m3)。引水线全长1786公里,五条江河之间是平坦峡谷(或垭口),山体单薄,用现代抗震技术打双隧洞或定向核爆破技术筑柔性水库,壅高水位自流引水沟通相邻水系。所调之水分四线进入缺水地区,其中500亿m3顺黄河而下,600亿m3进入洮河、渭河,剩余400亿m3引入大柳树水库,沿河西走廊向西北进入准噶尔盆地。剩余500亿m3从黄河河源经拉加峡、柴达木盆地、阿尔金山北坡汇于罗布泊。投资少、工期短、调水量大、水质好,改变三北地区干旱荒漠面,可扩大耕地21.2亿亩,为东部人口转移创造条件。杜绝黄土高原水土流失,冲刷黄河河床淤泥成“地下河”。

(六)朱效斌三江贯通调水分洪方案:从金沙江翁水河引水,穿过横断山脉,跨越雅砻江、大渡河、岷江、白龙江到甘肃定西祖历河入黄,全线长3000公里,年引水量约1000亿m3,全程自流。工程量较小,调水分洪一举多得。

(七)张世禧青藏高原大隧道方案:在雅鲁藏布江日喀则地区筑高坝壅水4200米,经谢通门水库到昆仑山喀拉米兰山口长达780公里隧道(每距40公里一竖井,井深300米左右),隧道进水高程为4350米,出水高程为4000米,年输水总量达300亿m3,装机容量达4000万kw,三、四年完成。30年以后盆地总水量达9000亿m3,可使塔里木盆地拥有八亿亩绿洲,开采600亿吨石油,年发电量达2000亿度,形成新“西部经济圈”。

(八)杨树清“海洋水库群”方案:在各河流入海口以类似于围海造田法营造海洋水库;沿海岸线作渠,管道将各海洋水库相连,实现跨流域调水;沿各河流建闸和泵站,从海洋水库提水沿河道输往内陆,以此一举解决洪水威胁和干旱问题。

(九)王红旗、吴祖发空中南水北调方案:通过人工改造某些关键地点地形,减少该地对水汽运动风阻,“炸山导汽”增加水汽丰富地区的水汽向水汽贫乏地区扩散,增加北方有效降雨根本上解决北方缺水问题。

(十)张承建“海日莲”方案:开辟胶莱海洋运河,奠定东中国海“海日莲”万里云水基础;开辟松辽运河;黄河穿阴山大隧越中蒙草原低地汇入呼伦湖;在黄土高原全面退耕还林:推倒“西疆山墙”导入西风水汽。

三、水资源出路方案争论与启示

(一)引水方案质疑反对之声

主要的质疑反对者 — 地理、气候、生态、环境、水利专家等都有相当科学专业优势。对内陆引水方案最大质疑是,引水是否有此必要、工程技术无法保证、耗资巨大却不可能引来所需之水,引来水后(即便带来部分环境气候改变)也不可能自动增加降水,甚至对环境生态造成巨大破坏。如,认为森林不能带来降水、不能带来作物增产、会减少径流,林木植被蒸发能力夸大,蒸发并不一定带来降水,靠近海洋的许多地区并不多雨、引水也带不来降水增加;大陆降水根本是海洋水汽带来的,局地内循环降水是极其有局限的,基本可以忽略其影响;[5] 生态规律使然不可扰动、水源必然有限节约为上,“大西线”方案没有技术可行性,现在没有大开荒、大移民、兴建“大西线”的现实必要性;引来水不等于能用上,大西线调水理论上有缺陷,实践中也行不通;[6]“无水可引”[7] 等是典型声音。

炸山导汽方案更是遭到我国气候气象学界、国内外生态环境气候以及社会政治界大部分专家学者的坚决否定。认为以气候之名并不能真正理解气候,不仅彻底破坏环境,甚至彻底破坏还算良好的气候,根本就引不来理想、有效水汽,或根本就引不来水汽,或引来一些水汽也根本不可能带来什么降水。同时,其将“空中调水”等同于“炸山”或者“建山”,工程量远远大于“内陆派”,超出国力所能承受范围。它们已或被判死刑或被边缘化。[8] 

(二)引水导汽方案智慧启迪

这些方案的确有太多缺点或致命硬伤软肋,甚至违背基本自然规律,但是它们的智慧、思路、方案和技巧都给我国提供了创造战略发展空间的智慧启迪和新战略雏形。

前几种方案仅仅基于改变空间分布,作用是“杯水车薪”、非常有限的,即便袁嘉祖、郭开方案引2006亿方藏水,直接效果仅能使100万平方公里土地增加相当于200毫米降水,与期望相距甚远。这些方案或明或暗都表明自身具有相当局限,难以直接达到理想改造北方国土效果,或者力图通过环境改善,带来气候部分改变,最终带来更多降水,从而基本或较好解决根本问题。然而,没有任何一种方案能够找到引水可能引起宏观气候重大变化的可靠依据和支撑方案。如,引入水体很大部分将渗漏到沙漠无底洞,灌溉蒸发、植被蒸腾,水汽很容易被西风或被北风吹到太平洋里,便难以积累蓄储足量水体、循环再生足够降水、促成从局地到宏观的环境生态气候改善,基本不能产生倍增、聚变效应,重大改善作用依然只是对有限局部而言。不过,这些方案,对整个大局来说,却有着迫切现实性意义和重要智慧启示。

炸山导汽、空中调水或海日莲融合方案,都首先可贵地认识到只有通过气候路径才是最终解决之道,但根本就没明白气候本质和利用气候关键,采取方法手段存在严重问题,会适得其反。如,西风对我国是最大危害,相对湿度、绝对湿度极低,生汽干燥异常,没带来什么可导致降水的有效水汽,更把海洋暖湿气流和当地蒸发有效水汽(相当于我国降水总量)吹出境外,炸山导汽非常可能是“配(赔)了夫人又折兵”。根本问题是,导得来干燥“空气”而导不来有效“水汽”,不能增加降水,反倒“赔上”有效水汽,使其加剧输出。

(三)对待争论要采取积极态度

极其严峻的形势已经迫使局面必须有重大改观,西部跨流域大调水是未来不远一段时间内中华民族生存发展不得不进行的相当迫切的大事。

质疑者反对者的警示或警告也是政府决策不得不审慎对待的。这不仅仅是民意、民主、科学决策的问题,更是关系国家前途命运的问题。真如他们所言,就可能带来严重后果以至灾难局面。

僵局必须打破,对立相持是最大不利。打破僵局,不能武断地持其一端而否定另一端,即便是相互妥协、折衷也必须有充分依据、理由和道理。真正出路就是“大胆假设小心求证”,真正找到合理可行依据和有效现实路径,使方案完善升华质变。

“为什么自称已达到精密科技时代的现代人,不……去研究……随时随地随心所欲的做到‘云腾致雨,风调雨顺,国泰民安’,却仍然和古人差不多,在靠天吃饭,靠地喝水呢?……调水果然重要……‘天一生水’向天调水……设法彻底解决……不被水的贫困所困,那是更为重要的事”。[9] 这虽然过于理想化,但的确提供了新思路、新理念,提出了新命题,社会各界都应当调整思维模式思维方法,依靠高度智慧立足现实,努力去达到比较理想的目标。

四、气候地理科学哲理重估:水资源出路

“引水生水”“腾云致雨”

(一)认识气候气象科学局限性

“没有革命的理论,就不会有革命的运动”,[10] 没有科学的理论,就不会有科学的开发。西部引水工程是世界空前的工程,不能通过“摸着石头过河”的实践和试验来解决。

局限、错误的理论又有更大危害,阻止正确行动,误导走向错误,坚持者、反对者据此都会带来严重危害。慎重对待、合理采用现有理论思想、科学成果是最首要的问题。

(1)我国气候科学现在基本上都局限于利用其它学科相关成就、计算机数值模拟、观察记录调查资料和小规模外场观测实验,几乎没有气候系统内在规律的重大突破性理论研究,连气候物理实验室试验也难以开展,很多“成果”是照搬拷贝西方基于西方地理环境气候气象的产物。

(2)气候气象科学本身也具有很大局限性。气候资料方法有年代太短、所测全球温度变化与今后可能增幅原因不同、温度与其它气候要素之间相关系数不高的局限;古气候类比方法依据化石证据和历史文献存在可靠程度、断代证据丰富程度、空间覆盖度、气候系统边界条件过去与现在不同、过去暖期与未来暖期成因不同、研究者主观估计值趋向保守的问题;GCM没有能力提供区域气候估计,全球气候估计也具有不确定性,输出结果只能是未来可能变化,数值预报准确率随着时间增长而迅速下降:从观测资料出发依据非一一对应概率论揭示现象间联系的统计学方法和从物理理论出发依据一一对应确定论的微分方程揭示隐含物理规律的动力学方法,在某种意义上,是背道而驰的;资料严重不足,对气候各个子系统间相互作用机制了解不足,人为调整许多不明参数进行模拟,任意性影响结果;大气仅是气候系统中最易变的部分,海-气系统、大气-地表系统等是没有普适特征尺度模式的气候系统,不是无标度客观气候系统,简单气候模式平衡态并非客观气候系统平衡态,研究气候要素演化趋势囿于单一因子变化。[11]

(3)从气候气象实践来说,也存在典型性失败。就盆地气候气象而言,我国常借用国外某些天气学概念如平原海洋天气系统外推概念预告盆地天气,困难重重:难以琢磨塔里木盆地降水,预告四川盆地降水也有很多困难和问题。[12]

(二)反思气候地理科学局限

气候气象科学或部分基于其上的地理环境科学是非成熟的、有较大局限、存在很多缺陷乃至错误的。不能完全把其研究成果当成真正科学,也不能把权威性理论、言论、认识当成科学真理,更不能随便将“研究成果”作为处理人与环境、社会与自然关系的科学指导理论,作为坚持或反对改造改善环境气候的科学理论依据,避免走向“盲动”,陷入伪“科学主义”。

(1)一些质疑者在理性异议中出现不同程度的“科学”机械、片面、错误。譬如,在质疑“森林万能”的同时出现明显断章取义、不顾现实的问题,忽视气候、地貌、气流、水汽、降水的本质关系,忽略不同气候环境条件下森林蒸发能力与蒸耗、降水、径流的基本关系,误把良好前提条件视为充要条件,不认可乃至否定森林突出作用;水汽通量之于不同水汽降水意义“等量等质”、“等量等值”,有“眉毛胡子一把抓”、“秕糠与实谷混同”之嫌,没有区分不同特征和个性化的“水汽”,乃至自身数据可以否定其结论,对大陆内循环或当地内循环作用严重低估,带来相当深远的理论误导;水源节约极端化,生态意识教条僵化,无视规律内核、国情现实和科学服务本质。

(2)不太成功的实践和来自草根的智慧,更警示科学适时“回归”现实,重新认识最基本的科学知识来源 — 自然现象、生活常识、生产实践,更谨慎对待公认“科学”,超越“科学常识”、警惕“科学常识”:三北防护林出现不少“科学”问题;[13] 水利部南水北调方案出现不少“科学”诟病;[14] 草方格沙障治沙方法实际上首先是沙区农民实践出来的;[15] 塔里木盆地沙漠腹地八万亿m3地下水首先是石油工人无奈探索意外发现的;[16] 沙层深度两米以上沙地常年保持相当于250~300毫米水分,是任荣荣从东到西的沙漠实地调查发现并用沙地桑林产业化成功证实的;[17] 王中强用“容器植树法”一树一瓶水沙漠植树成林改变“科学”的不可能;[18] 在毛乌素沙漠中,牛王琴造林11万亩、殷玉珍植树六万亩引来局地降水大增气候改善。[19]

(3)不能因为科学不成熟而无视科学,应该更积极利用科学及知识、合理利用现实公认科学或理论,特别是经过一定实践检验的科学。无论是否此领域,只要相关联的学科、领域或跨学科、跨领域的科学理论、知识、技术及生活、生产实践的“基本常识”、“自然现象”,都应是视野所及之处。特别要善于从科学常识之外的独特现象出发,结合独特地理因素、独特小环境生活现象和简单大气物理试验,发现规律和作用机制。

不可能坐等到一切科学成熟之后才有所作为。应当充分利用人类高度智慧,凭借现有科学成果、科学试验和科学手段,结合生产生活实践观察,通过逻辑演绎,整合融通、创新升华,成为现实需要、基本客观的“指导理论”或“指导思想”。

(三)气候地理科学本质关系哲理思考和水资源出路绸缪方向

另辟蹊径探寻我国水资源出路方是正理。即便把6000亿m3外流径流都调去简单化使用也远不能解决问题,[20] 炸山导汽、空中调水也是谬误多多、缺陷致命。借鉴前面方案智慧而不是折衷融合,考虑如何引水触发有效作用机制、引导暖湿水汽运动、影响气候引发降水才是问题解决之道,水资源根本出路之所在。其本乱而末治者,否矣;其所厚者薄而其所薄者厚,未之有也。[21]

(1)物有本末,事有始终,知所先后可谓近道矣。[22] 见乎隐显乎微。[23] 自然造化、气候定格,并非一成不变。天地本身都在不断演化,在不断“破坏”重建、进化突变,或突变退化中进化突变。太阳黑子爆发、地球岁差章动、行星会合、月球引潮、气候旋回等在不断或突变性主导改变生态气候。我国北方西方,在不远历史上还是温和湿润、林木葱茏水草丰茂的,气候变迁中有多次旋回和突变。[24]

(2)气候格局又是通过一系列间接因子、因素,环环相扣、相互作用、逐步传递形成。我国北方、西方生态退化和气候恶性演变,有天体因素直接和较为直接的影响,更有间接或多重影响传递、叠加、相互作用,以及在环境恶化基础上人类加剧破坏的后果。

(3)人类力量还远不能改变控制气候的主导因素因子,但高度智慧的人类已不再局限环境,能够基本借助高度发达科技经济实力,依恃独特地理条件,巧妙借助自然力量,逐步改变部分气候气象间接因子,部分打破或重建地理环节,通过相互作用机制,改变因素环节信息传递。水资源出路思想升华具备理论前提:可“重建”有益因素因子特别环节;可“再造”更好或改善“原有”因子和环节;可借助特殊环境条件,诱导自然力量,通过相互作用机制传递各改变因素环节信息。

(4)人类适应环境、尊重环境不可抱残守缺、机械教条。应顺自然规律、社会规律、思维规律,促进自然发展、演变、良性循环。水资源出路思想可以、也必须升华到这种境界:“以水生水”、“腾云致雨”,即通过适量引水,逐步恢复植被和特定环境地形,遏制不利因素,引进积极因子,借“苍天伟力”,建立良好内循环,促进局地环境生态突变,以新地理气候因子和相互作用机制制造宏观地理影响,则以倍增聚变效应,实现“天一生水”、“云腾致雨,风调雨顺,国泰民安”。

(四)得天独厚的地理条件

以水生水、云腾致雨实现的最根本条件,是新地理气候有利因子,通过相互作用机制触发大尺度地理环境突变,强烈制造宏观地理气候影响。在现有科技经济远不能改变主导因素因子的约束条件下,犹如“理想化”、“大气物理实验室”般的优越自然环境条件,就是人类重大改善环境气候的必然依赖。

(1)人类现在可以重大改变地表径流、地面植被和部分地表形态,却不能直接改变控制洋流、更不能直接改变控制大气环流。只有依靠高大山脉才能直接避开不利气流(虽也挡住有利气流)制造有利气流,只有依靠大规模高大森林植被才能直接削弱不利气流,只有依靠特殊地理环境“制造”强大有利气流才能间接削弱、抵消、转化不利气流,引导、强化有利气流。高大山脉高原、大地形、大植被、大流域地理因子,在“正面”通过正向、负向反馈剧烈改变历史气候环境的同时,也自然能从“反面”通过正向、负向反馈部分改变部分生态环境、局地气候现状乃至宏观气候现状。

(2)我国正好拥有“得天独厚”、完美绝妙的自然环境:封闭性塔里木盆地、柴达木盆地、吐哈盆地和半封闭性准噶尔盆地等高大山脉环绕的巨型盆地;塔-土盆地东向小缺口;柴达木盆地北向狭窄缺口;青藏高原与蒙古高原间500~1000公里过渡带;青藏高压、青藏低压、蒙古高压中心及北支盛行西风所处相对位置;绕道青藏高原南部的南支西风与北支西风会合江淮的特征;从青藏高原到整个北方的南高北低走势和梯级地理格局;西南丰富剩余水资源。

长期被漠视的绝佳地理条件,使人类通过局地适量引水,逐步恢复植被,充分利用苍天力量(太阳辐射)并转化其力量,改变地理因子、环节及相互作用,改善宏观地理生态气候,从而“引水生水”或“腾云致雨”。

五、辩证逻辑思考得天独厚优势:智慧化解天地人矛盾

(一)青藏高原远超过斜压大气地转适应临界尺度、远超过1500~2000米水汽凝结高度的大地形,动力作用、热力作用非常显著,阻断亚洲大陆南北水热交换,导致我国西北干燥少雨、生态脆弱。

改变大地形至少百年之内不现实。部分地形改变,如炸山开道同样不可能带来预想效果:面对山脉不止一条,远超水汽凝结高度,地转临界尺度和足够热力、动力问题,引来大气带不来能够触发降水机制的有效水汽。

没必要在激烈矛盾冲突中强制解决矛盾,可以迂回化解矛盾、转移矛盾。辩证地看待高大山脉,有弊必有利:水汽基本不能北进,同样,北边水汽基本不能南去。水汽大量蒸发地方如被高山环绕,水汽出不来,只能内部循环往复直到条件改变。水汽受地球引力作用影响,95%都只能在高纬度地区4000~5000米以下空间“呆着”,若内陆干旱盆地群能够不断引入足量水体,基本能充分参与循环,则内循环将比全球水汽循环频率更高;在蒸耗条件充分保证时,高山能够约束水汽很可能形成暖湿强高压,暖湿水汽便会在强大动力作用下通过缺口山谷凹地源源不断输出。

(二)蒙古高压不能将其“搬走”,但可能将其“请走”。蒙古高压中心是青藏高原冷气团北进和西风冷气流在准噶尔盆地堆积造成,二者共同作用使处在纬度不算太高、温度不算太低的蒙古高原形成超强冷气团(厚度不过1000~2000米)。如有强大力量阻挡气流气团或消融这冷气流或使蒙古高原暖湿化,则蒙古强高压很可能将弱化或高压中心被取代。这种强大力量,如海洋暖流带来暖湿气流一样或像帕米尔高原青藏高原将西风强力挡住转向一样,怎么获取?人类现在不可能再造成或制造这种力量,但可以“借来”,从太阳能量中获取,从随地形起伏连绵不断的高大森林植被和暖湿高压中产生;植被和暖湿高压,可从良好水热存储和内循环性质盆地形成;这可从良好辐射、水热存储体和相对位置获取,通过引水、内循环增加降水、植被恢复中建成。我国正有绝佳地形、引水条件、能量积储条件和大规模植被恢复能力。

(三)盛行西风弊大于利,带不来什么有效水汽,带不来什么降水(这能明显看出:寒冷高大的帕米尔高原、天山、阿尔泰山首当其冲,附近降水稀少,不过400~600毫米,且范围狭窄,如阿尔泰、伊犁、费尔干纳盆地、兴都库什山北部地区;与来自蒙古高压气流在塔里木、准噶尔盆地相遇,辐合降水极其稀少),还将南部东部气流带来的和当地蒸发的暖湿性有效水汽大量吹出(折算几乎相当于我国降水量)。不可能消灭盛行西风,但可能设法疏导、引导、化解,避害趋利。曲折波动极不规则“飘带”状破裂分布的北半球西风,本应如南半球西风一样成比较规则的平行“带圈”状闭合分布。由于北半球西风从欧洲到亚洲被一系列山脉阻挡和极地强冷气团压迫,使其大大偏离“固有”路线。如前所言,借绝佳天利地势,再造或制造特殊力量,遏制削弱境内北支西风,阻挡截断境内通路,疏导“归位”北向绕道蒙古高原或经西伯利亚东去。西伯利亚新高压中心很可能因而形成。新高压受西风影响、辐散地广,很可能远不如蒙古高压强势,气流冷润,受阻蒙古高原、外兴安岭,远离我国一、二千公里,影响渐弱。如果北支西风偏向,必然引起南支西风变向;大规模森林植被减弱大陆季风,增强海洋季风;共同作用很可能导致南支西风成西南向风,助推水汽北送、减少水汽输出。

(四)水汽压看似平常,只是大气压力(当地水汽压与当地干空气压力之和)的分压力,极端干燥地区如能突然急剧增加水汽或空气湿度,那么当地气压就很容易升高;饱和水汽压随着气温升高而加速递增,随温度降低加速递减,其中一小段“压差”就很可能轻松颠覆强高压。如极端干燥地区水分蒸发充分保障,相对高湿度充分保证,则形成暖湿强高压,等于制造强大“海洋暖流”。水汽压很可能成为改天换地的决定性力量。

(五)人们总期盼海洋吹来或暖流带来暖湿气流,海洋却不总如人愿,靠近海洋,不一定都能受雨露滋润。北非、西南非、中东、西澳大利亚、南巴基斯坦、秘鲁、智利、加利福尼亚受副热带高压或大洋寒流影响,临近大海大洋却饱尝高温干旱之苦,暖湿海洋水汽吹不来、停不了、凝不住或寒流低温近海根本就没什么水汽蒸发。同样,希望内陆拥有大水面带来丰富降水量,也不一定如愿,如里海的咸海周边异常干旱,何况根本就不可能制造如此大地理尺度规模的水面。反过来说,水面既不是气候改善前提,更不是追求目标,无效大尺度自由水面拥有比不拥有更差;带来大量暖湿气流才是气候改善前提和目标,达到此效就是最好形式:森林植被本身就是水热积储体和水热输出体,那么,大地理尺度良好森林植被、优良蒸耗条件和约束力地形,就能保证非副热带或弱西风区大量暖湿气流,达到远比同纬同等规模尺度海洋自由水面更好的调节气候效果。西部如能构建如此水热环境,则等于把整个南海搬到了西北。

(六)森林植被,特别是常绿阔叶林就是“抽水机”。如在高蒸发力的塔里木盆地,水源有保证,森林能达到4000~5000毫米蒸耗。北方绝大地域都不能满足林木基本蒸耗要求,树木处西风干旱区“损之有余补之不足”,“饥渴难耐”易退化枯萎衰竭,“三北防护林”一直面临此威胁。凡事都有两面,“抽水机”作用在干旱环境或干旱不能突变和没外力改变时,必然大弊;但在特殊环境、特殊安排下可转化为大利,还需充分发挥森林“抽水”作用。在较好抑制水汽散逸之地,不断引来大量外部径流,充分发挥森林植被蒸耗潜力,相对湿度迅速提高;达到“临界环境”,将反馈抑制当地强蒸发能力、蓄积扩散水热、循环降水;“抽水机”能将外来下渗“流量”或深层死水“存量”不断“抽取”出来,变为可利用环境活“存量”;“抽水作用”在良性基础上继续发挥,可培养强“暖湿高压”。

(七)既然塔里木盆地之下储有十几万亿方淡水,引水20年(且按每年2000亿方估算)也填不了无底洞,如不能解决渗漏问题,简单耕作必然带不来良好循环降水,十年能够增加2000亿m3降水已算不错;反过来说,既然沙漠“人造皮肤”化、没有透气“毛孔”(沙层2~3米以下有很丰富的沙层水分)导致水体埋藏于地底不能参与循环,那么,一方面通过大量利用现代科技营造大规模良好植被、改良土壤,截留降水、减少渗漏,培养良好蒸耗条件,加速水气循环;一方面这些良好植被恢复,等于给沙漠性土地再造良性“皮肤”、制造透气毛孔,沙漠沙层下“无尽”淡水可以被“抽水机”不断抽取出来,参与到水气循环。

(八)内循环,特别是在理想盆地中的内循环,就如实验室蒸汽凝结闭路试验一样,不断引入一定水量,保证引入水量非常充分蒸发和水汽充分凝结,则会不断增加“闭路试验”径流量、加快径流速度,单位时间之内(如一小时)则能看到“总径流量”以“总引入水量”或“参与总循环水量”数倍、数十倍产生。盆地引入足量水体,保证基本不致渗漏、蒸腾蒸发比较充分、水汽基本不致逃逸,则盆地年降水量、径流量就很可能以引入水总量数倍、近十倍增加。内循环就是一种力量放大器。

六、辩证逻辑看待调水改造气候对青藏高原

和西北环境生态气候的影响

(一)如从青藏高原东南部引水、发电,首先就涉及筑坝截流的利弊权衡问题。截流引水几乎不会直接影响海陆大循环,西南季风每年还会同样强劲地将大量水汽降水带到喜马拉雅山前:由于地形决定,筑坝会有限扩大自由水面,冰雪融水多水温不高,水面摩擦减小蒸发有所增强,整个水分蒸发不会急剧增加,水汽不会增加太多的循环降水;在水汽凝结高度即海拔2000米以下筑坝,尤其是低比热容钢筋混凝土高坝,在海陆压力差异不变情况下,不仅在夏半年直接强力阻挡水汽通道,而且强烈影响“剩余水汽”内地推进能力,坝区及外部周边山地降水有所增加,而坝内较远流域区域降水有所减少,越往西影响越明显。

因而,尽量避免低海拔筑坝,宜在水汽凝结高度以上100~200米筑100米以下较低水坝;坝顶钢筋混凝土面宜用浮土林木植被覆盖(减少夏半年“高温”地面辐射强大空气热动能引起的空气“幕墙”对水汽推进的影响);发电宜通过穿山隧道寻求高落差。结合强约束力地形下的水汽循环可以基本冲消负面影响。

(二)青藏高原冰川退化雪线升高、气候旱化、土地沙化主要是出现在西部北部,而喜马拉雅山南坡和青藏高原东南部都基本没有变化。明显说明,这些问题不主要是气候变暖全球升温引起的。温度升高固然可能引起冰川退化雪线升高,如果空气湿度增加较大反容易导致冰川发育雪线降低,冰川雪线对湿度的敏感度大大高于温度的变化。喜马拉雅山温暖湿润的南坡雪线高度低于寒冷干燥的北坡1500米左右就是明证。空气绝对湿度、相对湿度及引起降水的可能程度,直接决定地方冰川雪线高度和旱化沙化程度。青藏地区空气干化、气候旱化、土地沙化又与西风影响直接、间接相关。由于西北地区干旱化趋向,西北空气湿度逐渐降低,首先是干燥北风、然后是干燥越顶西风只能推动很少水汽到达青藏高原地区,恶性循环,环境问题日益恶化。

(三)西北干旱化既与地质历史时期西风活动相关,也与人类历史时期特别是近当代人类活动急剧增加状况下的西风活动相关。地质变迁形成今日西风基本格局,太阳变化地球公转决定冷暖,行星会合地球自转快慢决定西风弱强(西风暖期能够带来较多水汽,冷期带来很少水汽,弱期带出较少水汽,强期带出大量水汽,我国历史上冷暖干期都与强期西风强相关:在地质历史时期和人类历史时期大部分时间的暖期,我国大都是湿润的)。西风在总体上将局地历史积存“水体”慢慢吹出,而补偿不足(尽管内循环强烈,历史长期损耗终使局地积存水体枯竭,沙化使周边渗漏融水基本不能参与循环),局地环境呈脆弱动态平衡,生态环境气候呈螺旋式退化。

(四)当脆弱平衡遭受更大破坏和灌溉蒸发增强时(短时期内局地增加部分内循环降水;长远来说,本源受损整体内循环效果将大减,人为活动间接增强了西风裹挟水汽输出效果;更大范围内植被破坏使海陆气压场变化,季风和暖湿水汽不仅不再偶尔直接影响西北,而且间接经北风影响变得极弱),西风进一步输出更多水汽,加剧局地积存“水体”衰竭。近、现、当代这种影响特别明显:空气湿度降低和温度升高双重影响,加速冰川融化雪线上升;冰川融水补充了部分内陆积存水体损耗,减缓了整体干旱化速度,但更多融水渗漏到沙化沙漠化土地底层不能参与循环;冰川在干燥西风和干旱化气候环境双重“吞噬”下,以超过人们预想速度加剧退化。在没有周期性和旋回性节律的有利因素变化大前提下,如果没有特殊“补偿”,即不从外部调水平衡或超量供给,那么我国西部北部气候干旱化、土地沙漠化、西部冰川退化将非常可能加速。

(五)当北方或西北能够从外部不断引入大量“水体”,如能培育优良林草植被,改良土壤防止径流降水大量下渗,林木“抽取”浅层地下水,则能够削弱、阻挡西风,培养暖湿高压,削弱、遏制北支西风、越顶西风,改变海陆气压场,促进有利因素、遏制不利因素。西北和青藏高原西部北部将很可能受强烈暖湿气流影响,空气湿度大幅增加,气候干旱化、土地沙漠化、冰川退化将会根本性改变(高原冰川发育和暖湿化,很可能使东南部季风更强更持久,筑坝影响进一步“补偿”),喜马拉雅山以北各大山系山脉冰川发育雪线下降可能数百到千米。柴达木盆地、塔里木盆地夏半年暖湿气流(越顶西风也严重受阻)通过北边山脉缺口凹地和东边平行山脉间大走廊强烈影响青藏高原,青海高原可能出现近似川西北高原景象,藏北高原盆地地形特征可能重现数万年前湖泊密布、水草丰茂、林木葱郁的中温带寒温带景象。社会担忧的环境问题整体上呈现优化良性趋势。当然,从外部引入“水体”后,优良林草植被培育使内循环效果明显加剧,会带来环境生态气候突变和部分生物退化消失、另一些生物进化产生,特别是降水水文影响破坏性较大,但整体是逐渐良性的。

七、气候改善基本方案

先期通过从青藏高原东南引水(借鉴参考结合林一山方案、郭开方案、朱效斌方案和其它相关方案,此处略)700亿m3。青藏高原东南诸江河2600米高程可调水量1000~1200亿m3(包括雅鲁藏布、怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河),1200米高程可调水量1700~1900亿m3,长江调水损耗可由独龙江、怒江、澜沧江部分补偿;藏东南诸江河不仅是二、三级支流属非国际河流,而且所涉河流引水量都大大低于《国际法》公认国际性河流截流标准,所谓国际引水争端不存在合理依据。

以自流形式经怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河入黄河,再经黄河入柴达木、塔里木、准噶尔三大盆地和蒙甘宁陕及黄河下游地区。先期分别将100亿m3、300亿m3、150亿m3、150亿m3引入柴达木盆地、塔里木盆地(可从地缘经济意义出发,在巴基斯坦控制区内借水30~50年,从印度河上游调100~200亿m3,穿隧120公里后自流经克勒青河、叶尔羌河进入塔里木河)、准噶尔盆地(可从额尔齐斯河、伊犁河280亿方径流中考虑引水60~100亿m3或单独从额尔齐斯河120亿方径流中考虑引水60亿m3)及内蒙甘肃阿拉善高原、鄂尔多斯高原沙地和黄河中下游华北地区(后段时间,即植被恢复工作基本到位后,调整为30~40亿m3、200亿m3、50~100亿m3、360~420亿m3)。

    尽量利用超速高吸水性树脂保水材料、现代生物种植技术、HEM固体菌肥、简单生化处理粪肥、禾草制浆、废液改性的新型固沙材料,防止引入水体不致太多渗漏到沙漠深层地下,改良土壤结构,减缓径流下渗速率,减少降水下渗量,利用引入水体和逐步转变的气候建设良好林草植被。整个生态恢复工程紧密配合调水工程进度逐步展开。生态恢复前期配套工程与调水工程同步,生态恢复正式工程可以在大调水工程开工3~4年后分别在准噶尔、柴达木、塔里木盆地逐步开工大规模推进,生态恢复建设在调水工程完结后对调水所及之地全面铺开;土地植被恢复以半林半牧超宽大防护林网带和片块缀合式现代化人工大牧场为主(特别是在北支西风路径和北风侵袭路径地区当典型化规划),尽量减少农耕用地或以不超过10%土地面积用于耕作。

    当地林草植被恢复,首先是三大盆地强内循环作用逐渐体现,降水量径流量将逐步以一、二倍或数倍于总引入水量出现,强烈的森林植被作用、水热作用逐渐显现,剧烈侵蚀青藏高原和蒙古高原的冷气源地,阻挡蒙古高压形成:暖湿高压中心逐步奠定,开始更强烈影响周边(很可能十年之内降水达到600~800毫米,15年内达到800~1100毫米。如果加快引水工程的进度、提高水土保持培养质量和扩大林草植被恢复的规模,那么这个气候变化的进程很可能会提前3~5年达到估值效果),大西伯利亚高压很可能取代蒙古冷高压,水汽热量输送到蒙古高原、内蒙甘陕宁晋冀京、藏北青海高原,整个北部西部几乎成为西风“死水区”,当地循环很可能增加年降水量200~400毫米,海洋季风相对增强影响持久;很可能南支西风微折北向成西南风,推动南方大陆蒸腾水汽和强劲南方季风、东方季风、海洋暖湿气流一道挺进我国华北西北东北乃至蒙古,为我国很可能增加至少200毫米的降水。

八、结语

    仅需年引青藏高原净水700亿方,利用三大盆地内循环功效,首先培育起优良林草植被,构建水热存储体暖湿高压,逐步有利推动甘、蒙生态良性,从而摧毁境内北支西风、蒙古高压,使西部北部基本成为西风“死水区”,海洋季风增强、大陆季风弱化,实现更多水热自然西输、北送。10~15年后我国的气候便大大改善,水热条件发生质变,我国年降水量达到1000~1100毫米,合100000~110000亿m3左右,径流量达到40000~45000亿m3左右,时空分布较为合理,水能增加十亿千瓦左右,再生生物质新能源极大丰富,气温平均升高2~3ºC,冬增暖而夏变凉,植被生态环境达到全面的良性(我国温室气体问题得以彻底消除),基本形成“诗样年华”般美好气候。

    特别是这个战略空间很可能将我国就业尖锐矛盾轻松化解,绝对过剩的一般劳动力和相对饱和的知识技术人才以及一些“闲置”的大量高级尖端人才在这里找到充分发挥才华的最大舞台,人口大不利转化为人口大优势(直接间接带动促进至少三亿人口“充分就业”);工程带动资源资本产业技术人才机会公平的倾斜,我国东西差距鸿沟、贫富差距鸿沟、社会差距鸿沟、信息差距鸿沟、技术差距鸿沟、产业差距鸿沟逐步缩短填平,同时强劲带动和促进社会全面协调、高速持续发展,整个社会获得空前进步、极大和谐。

参考文献:

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竺可桢:<历史时代业界气候之波动>,《气象学报》1962年。

竺可桢:<中国近五千年来气候变迁的初步研究>,《考古学报》1972年。

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注释:

[1] 林一山:《中国西部南水北调工程》,中国水利水电出版社2001年6月,第89页;胡阿祥、彭安玉:《中国地理大发现》,山东画报出版社2004年1月,第155、173、220~225页;陈永武:<我国西北地区石汕地质特征和勘探前景>,《石油学报》1999年11月,第1~8页;邓英淘、王小强、崔鹤呜、杨双:《再造中国》,文汇出版社1999年7月,第262页;侯宗林:<中国铁矿资源现状与潜力[J]>,《地质找矿论丛》2005年第四期,第24~29页;王小春、周维德、李作华、孙其武、徐德章、袁剑飞、李兴:<西藏冈底斯带斑岩铜矿勘查的现状、走向和相关建议>,《地质与勘探》2006年1月,第30~33页;黄汉纯、黄庆华:<略论中国中、古生代石油资源远景>,《地质力学学报》2002年9月,第207~210页;王成善、李亚林、李永铁:<青藏高原油气资源远景评价问题>,《石汕学报》2006年7月,第1~6页。

[2] 邓英淘、王小强、崔鹤鸣、杨双:《再造中国》,第16页。

[3] 恩格斯:<致瓦·博尔吉乌斯>,《马克思思格斯选集》第四卷,人民出版社1972年,第505页。

[4] 邓英淘、王小强、崔鹤鸣、杨双:《再造中国》,第227~264页;林一山:《中国西部南水北调工程》,第14~59页;王衍诗、沙英男、李少鹏、李士燕:<水利部的东、中、西三线>,《光明日报》,1996年1月11日;<黄委会小西线方案介绍>,《参天水利资源工程研考会:工作通报》第九期,第9~10页;陈传友:<大拐弯建大电站>,《光明日报》1997年9月5日;陈传友:<四江进两湖>,《光明日报》1998年5月12日;张泽京:<大中国天河调水方案浅析>,强国论坛www2.qglt,com.cn,2002年7月1日;东海渤海渔民:<南水北调五十年考 — 纪念毛主席提出南水北调伟大设想五十周年>,强国论坛2002年10月8日。

[5] LiuGuowei:The water balance of Chinaand itS larger iver basins,IAHSPubl1990年,(201),第153~162页;汪静萍、刘国纬:<山西上空水汽输送和水分循环研究>,《水科学进展》1995年6月,第107~115页。

[6] 傅剑锋、刘宇翔:<惊动高层的大胆设想>,《南方周末》2006年7月27日,第一版。

[7] 杨传敏:<民间上书延阻3040亿南水北调西线工程>,《南方都市报》2006年12月5日,第一版。

[8] 杨健:<科学家建议将喜马拉雅山炸开缺口意见被否>,中国广播网2006年9月19日。

[9] 邓英淘、王小强、崔鹤鸣、杨双:《再造中国》,第6页。

[10] 列宁:<我们的纲领>,《列宁选集》第一卷,人民出版社1972年,第109页。

[11] 张丕远:<有关气候变化及其影响研究的展望>,《地理学报》1994年7月,第719~722页;李晓东、张庆红、叶瑛琳:<气候研究的若干理论问题>,《北京大学学报(自然科学版)》1999年1月第35卷第一期,第101~103页;汤懋苍:<关于短期气候预测的新思维>,《大气情报》1992年第14卷第一期,第1~8页;林振山、邓自旺、尤卫红:<理论气候学中的几个基本问题>,《热带气象学报》1995年5月,第187~192页。

[12] 张学文:<盆地气象学和它的某些概念>,参见www.shortcoming.net。

[13] 葛剑雄:<为什么政府要投入数百亿建“无效”的三北防护林>,《东方早报》2005年7月27日;刘坚强、曹莜凡:<造林防沙实际无效徒劳背后有多少利益驱动>,《南方周末》2005年7月22日;翁宝:<孤寂的“长城”—“三北防护林”20年再反思>,《南风窗》2000年8月,第14~15页。

[14] 叶文添:<南水北调东线工程可能因污染治理问题而受阻>,《中国经营报》2006年5月13日;杨传敏:<民间上书延阻3040亿南水北调西线工程>。

[15] 丁峄、王继和、彭鸿嘉、安富博:<甘肃科技治沙50年>,《干旱区研究》1999年9月第16卷第三期,第44~45页。

[16] 胡阿祥、彭安玉:《中国地理大发现》,第153~154页。

[17] 任荣荣:<我对中国林业建设的几点看法>,《林业经济》2006年1月,第57~59页。

[18] 张晓祺、周猛:<万亩胡杨“瓶”中起“死亡之海”披绿衣 王中强“容器植树法”治沙获成功>,《中国青年报》2001年3月2日。

[19] 武力、刘溟、刘晓辰:<采访手记:“沙漠”怎样变“绿洲”>,《经济日报》2006年7月17日;肖阔:<殷玉珍:用生命植树19年血汗6万亩沙漠变绿>,《人民日报海外版》2005年11月10日,第四版。

[20] 邓英淘、王小强、崔鹤鸣、杨双:《再造中国》,第205页。

[21]《大学章句》。

[22]《四书·大学》。

[23]《礼记·中庸》。