罗田十篇8
2018-11-21 16:43阅读：
生态引水
平原地区都有地下水，大都为淡水，水资源总量不低，被普遍认为是所在地区备用水源。
我国华北地区已经出现了大量的地下水漏斗。
旧时代并无地下水漏斗。
人们该怎样理解现代时期华北平原出现大量地下水漏斗这种特异现象呢？
人口过载！
因人口剧增、经济发展及居民生活水平提高，工农业生产、城镇生活用水量出现高倍数增长，平原地区自然降雨、河流来水、异地引入水供不应求，只能用水泵大量抽吸备用水源——地下水！地下水抽干了，形成了巨大的漏斗状无水地层，意味着所在地区的备用水源枯竭了！人类生产生活离不开水，可继续用水，已经没有新的补给水源了！想想，是不是人口严重过载？
部分大额资本持有者可能不喜欢、不认同这样的观点，他们致力宣扬的理念是“中国人越多越好”！
这里不做辩论。
问题是，这些地区的人口已经多了，向水资源丰沛地区大量迁徙人口基本不可能，水资源匮乏的严峻问题如何解决？
怎样用洁净水源灌注地下水漏斗使之逐渐消失？
地下水漏斗
包括黄河在内，我国华北地区河流水量不丰，因工农业用水、城镇生活用水剧增，巨量引用黄河水，曾经致黄河数次断流。
由于缺乏灌溉水，华北农业区普遍打机井抽吸地下水，持续多年后，机井深度不断增加，地下水位大幅度下降。由于城市地区人口众多，且几倍甚至十几倍增长，工业用水、居民生活用水、城区绿化用水、街道喷洒用水总量随之高倍数增加，地表可用淡水资源严重不足，只能巨量抽吸地下水，因之形成大面积地下水漏斗，一个漏斗可达几百、几千平方公里，甚至上万平方公里！漏斗最
深处超过100米（如2012年天津地下水漏斗中心深达103米）！
华北平原已出现7万平方公里的超大地下水漏斗！
据北方17省地下水动态监测资料分析，75万平方公里的北方平原2010年末比上一年减少151亿m³，浅层地下水（通常指60米以内的地下水）下降区面积占69%，与1994年比，浅层地下水总储量减少600亿m³，其中河北省减少最多，达160亿m³。
因机井没完没了地抽吸，每个漏斗都变成了没有地下水的沉积层！不少地区出现了地面沉降、建筑物开裂等恶性后果，许多地区抽出的水矿化度越来越高，带有很重的苦咸味，氟、砷、碘（人体不能缺碘，但碘过量也有严重危害）等有害元素含量上升，对人体健康产生不利影响！
地下水漏斗因吸纳地表污水易造成地下土层污染，这样的污染很难治理。
在沿海地区，地下水漏斗可导致海水倒灌。
解决方案
地下水位大幅度下降是世界性难题，暂时没听说过有系统解决方案。
无论这一问题难度多大，我们国家总得逐渐解决。
这里提出我的总体筹划方案：
1.建设梯级壅水河道以增加水域面积，增加河流蒸发量，减少半湿润地区、半干旱地区河流入海水量。
2.
在长江中下游干道以北地区、半湿润地区、半干旱地区的丘陵山区兴建山冲水库（视为蓝色农地），增加这些地区水域率和水汽蒸发量。
3.在长江中下游干道以北地区、半湿润地区、半干旱地区的宜林土地上高标准植树育林，最大程度提升森林覆盖率，利用增加的森林面积更多地滞留雨天降水，增加晴日水汽蒸发量。
4.在华北平原、华北平坦河谷建设高标准农业基地，安装喷灌设施，禁止大水漫灌，降低农业耗水量。
5.在含沙量较低、雨水下渗速度不快的农区建设涵水堰，减少雨天陆地流入河流水量。
6.研发低成本人工降雨技术，增强人工降雨效益。
7.争取尽快建设南水北调西线首期工程，增加华北地区可利用水源。
8.在沿海地区进行太阳能淡化海水实验，减少这些地区对陆地水源的依赖。
9.增强季风引擎。个人研究课题，具体阐述此处略。
基本原理：
采取综合措施，将更多自然降水、河流来水、异地输入水留在华北地区，提高该地区水域率，提升该地区空气湿度，利用水汽弥漫效应、锋面雨、冷空气过境、地形雨、热力对流、人工降雨等机制增加该地区年均降雨量，预期目标可暂定为增加10%。
假定增雨范围为100万平方公里，年均降雨量平均增加80（南多北少），那么，华北地区通过增加降雨量获得的水资源增量就可以达到800亿m³，约为北方平原地下水年均超采量的20倍。
系列增雨工程实施过程中，通过合理措施，降低工农业用水、城镇生活用水耗水量，通过成本较低的海水淡化技术适度增加沿海地区洁净水供给量。
问题：
a.华北地区气候干燥，晴日多，降雨主要来源于湿润的东亚夏季风。增加本地区水汽蒸发量，蒸发水汽的主要部分并不能形成降雨，人为措施能将降雨量提高么？华北地区纬度偏高，之所以降雨量小于长江流域，是因为高纬度地区的东亚季风水汽含量较小，产生的降雨量自然较小，这是不可更改的！
局部地区蒸发的水汽，当然不会在本地区较多地形成降雨，但其中一部分能在附近地区形成降雨，可间接增加本地区降雨量。
从降雨角度看，无效蒸发肯定存在。大气降雨须具备降温、水汽饱和度两个主要条件，华北地区纬度偏高，冷空气扰动相对频繁，但气候干燥，若吹东南风时间短，东南风送来的湿润气流与本地区干燥空气混合，空气中水汽含量还是有可能低于成雨条件，纵有冷空气来临，仍不能降雨。
只要华北地区空气湿度增加，冷空气扰动导致的降雨量一定会增加！
不能忽视的是，只要华北地区空气湿度增加，热力对流雨产生量也会增加！
黑海东岸的索契是世界著名的俄国旅游城市，位于北纬43°，与我国吉林纬度相仿，因面朝温暖的黑海，空气湿度大，背后是高大山脉，年降雨量高达1500，而我国吉林年降雨量只有400-600毫米。
同样处于高纬度地区的美国克里夫兰市坐落于美国五大湖地区的湖滨地带，空气湿度高，雨雪量丰富，2011年曾达1659，堪与我国低纬度的华南地区相比。
索契纬度高于北京，克里夫兰纬度与北京相当，可年降雨量比北京多出近1000！
我只将采取综合措施后华北中北部地区降雨增量预设为60毫米左右（华北地区总体上南多北少），是较为保守的。
b.何谓“水汽弥漫效应”？
贺兰山远离海洋，深居内陆，周边地区气候干旱，西边是著名的腾格里沙漠，按理，就是夏季有东亚季风输送少量水汽过来，经高耸的贺兰山减湿，只会在贺兰山东坡高处和山顶降雨降雪，水汽到不了西坡，并且，就算有“遗漏”水汽蹿过去，水汽抵达区域气温会逐渐升高，基本没有成雨可能。
实际情形呢？
面向腾格里沙漠的贺兰山西坡生长着大面积森林！不少地段有潺潺流水！是鄂尔多斯高原至河西走廊这一广袤区域中罕见的自然绿岛！
我游历过贺兰山西坡，当时惊叹不已。
湿润气流有较强扩散性，不会至某地戛然而止，会在较大范围内散开，并在背风区域（或干旱半干旱地区边缘）形成降雨，降雨量较大的背风区域（或干旱半干旱地区边缘）因而能形成绿色植被及湿度较大的下垫面，学术界称之为“雨影区”，我称其为“水汽弥漫效应”。
华北中部地区山体不高，东部是坦荡平原，春、夏、秋三季吹东南风、南风的总日数不少，依据水汽弥漫效应，仅一个孤立措施——提升长江中下游左岸支流全流域年降水量，就能导致淮海流域、黄河下游沿岸地区降雨量增加。
提升长江中下游左岸地区年降雨量相对容易。该地区区位条件较好，东南方湿润气流和北方冷空气都容易光临，降雨量本来就较大，水域率较高，气候湿润，建梯级壅水河道，建山冲水库，最大程度提升森林覆盖率，重视人工降雨措施等等，就能取得良好效果。
假设长江左岸地区年降雨量增加150，通过水汽弥漫效应，淮河流域降雨量就有可能相应增加50，黄河两岸地区就有可能相应增加10。
增加10降雨量有什么值得提起呢？
不然！10万平方公里地区年降雨量就能因此增加10亿m³，与著名的引滦入津工程引水量相当！且引来的是洁净水资源。
长江中下游地区每年6月都会进入梅雨期（性质为锋面雨），连雨一下就是十天半月，甚至长达月余，梅雨量过大是引发洪灾的重要因素之一，而此时的华北地区正在承受干旱之苦。根据水汽弥漫效应，梅雨边缘地区（淮河流域中南部）虽降雨量不大，但也会经常有云层覆盖，大气中水汽含量不是很低，只是没达到大量降雨阈值，因而，若长江中下游梅雨期出现延长趋势，就可以在北部边缘地区自南向北延时启动大气冷缩系统，可形成局部低压环境，将冷暖气流缠斗区（梅雨区）拉向北边。
局部地区大气冷缩系统就是一组能与地下水进行热传递的地下管道，管道直径可在1-2米之间，有强力鼓风机驱动气流使气流冷却，气压降低，副产品是冷凝水（水汽液化后体积会缩小800倍，因而有相应的减压作用），量值不会很小，十分洁净。一个冷缩系统的鼓风机总功率可达几万千瓦，甚至更高，由地区电网临时提供，地区电网不难调剂出这样的电力来。
实际上，我国大东部地区各省市都能用大气冷缩系统影响本地气候，增加降雨量。
蝴蝶效应学说认为，一只南美洲蝴蝶扇动几下翅膀，可引起美国德克萨斯州的一场飓风！很多人认为这种说法有些夸张，但几万千瓦一组的鼓风机通过大气冷缩系统使局部地区气压下降，是能牵拉附近地区僵持的暖湿气团的。
副高是中国的“气候神”，是大气环流的重要系统，能形成高温连晴日，对人类生产生活带来利益，但副高在一个地区不能久留，久留就显现了魔性，久留十天半月，当地肯定气候燥热，居民受苦，久留一个多月，当地必然酷热难耐，并发生严重旱灾！
大气冷缩系统有可能驱使副高如钟摆般来回晃动，一个地区一次被副高覆盖的时间可以不超过1周！
这会是一个美妙的情形。
各地区滥用大气冷缩系统会产生负面影响，因此需国家层面的科学运算、局地实验和系统安排，由国家生态部队气候机构掌控。
c.
我国华北平原某些地区曾发生较为严重的盐碱化灾害，学术界因此出现了拦水、排水之争。将更多自然降水、河流来水、异地输入水留在华北地区，是否会引发新的盐碱化灾害？
除沿海地带外，华北平原不应该是盐碱化地区！旧时代之所以发生盐碱化灾害，是黄河决口、洪水肆掠、抬升地下水位造成的。
今日华北平原面临的危机，不是地下水位太高了，而是地下水位太低了！
华北平原土壤沙性重，下大雨、暴雨不会有雨水长时间储积地面，每年几百毫米的自然降雨淋洗土壤，盐碱化灾害无法形成。
梯级壅水河道
我国大东部地区夏季降雨多，冬季降雨少，河流普遍夏汛冬枯，夏季河流似乎应该丰盈。
事实可不完全这样。
巴河流域位于湿润地区，年降雨量较大，夏季河水丰盈天数并不多，只在下大雨、暴雨、连雨时水量较丰，有时因水量大发生洪水，但洪水位会很快下降，大部分时间河道呈半干涸状态，沙滩砾石滩裸露。
建设梯级壅水河道不仅能提升巴河资源利用率，还能增加几十平方公里的常年水面，等于新增了2个湖泊。
华北地区河流降雨量显著小于巴河流域，降雨的主要部分以大雨、暴雨出现，因而，春、夏、秋河道干涸程度甚于巴河。
在华北地区绝大部分宽度超过50米（或40米，30米）的河流上建设梯级壅水河道，等于新增百余座湖泊（可能达到或超过200座。个人能力有限，未精确核算），华北地区水域率会因此提升，水汽蒸发量也会因此增加。
如果河坝不是漫水坝（没必要建漫水坝），还会显著减少华北河流入海水量，也即是减少华北河流弃水总量。
华北河流流量普遍较小，入海水量减小，不会危害生态系统。
没有华北河流入海总量数据，但估计入海水量减少值能接近或超过100亿m³，其中可能有一半水量可以被利用，如灌溉农田，灌注地下水漏斗。
意味着，此措施每年可增加水资源量50亿m³！
在华中、华南地区，梯级壅水河道工程首期投资额度不大，之后可收获工程效益，用效益推进中后期工程建设，因而不会有建设资金不足的障碍。
华北平原地区有不同。
华北平原河道中肯定含有石英砂，但优质河沙含量比华中华南地区低，分选成本相对较高。
华北平原河流水能不很丰富，开发利用水能的效益相对较低。
最严重问题是，华北平原河流污染偏重！该问题不解决，河道养殖资源就被废弃了。长江流域人口很多，每年进入长江的污水总量不小，但长江鱼依然被人们所喜爱，市价偏高，这是因为长江水量极丰，能稀释污水，自净能力较强。华北河流水量偏小，若污染过重，就不适合放流鱼苗了。
这不能成为障碍！就是不建梯级壅水河道，华北河流污染问题也必须解决！党中央国务院高度重视我们国家的污染治理和生态建设，反污染力度不断加大，华北河流受污染地区应积极响应，应采取更坚定、更有效措施解决河流污染问题。
好在华北平原河道中需建设的水坝总数并不大，总耗资也不高，若梯级壅水河道的重要性被学术界、政府和民众充分肯定，建设资金不足不至于成为遏止性障碍。
山冲水库
此处略。
提升森林覆盖率
此处略。
高标准农业基地
华北地区平原、平坦河谷、平坦川地晴日多，光照充足，作物生长期热量丰富；降雨量不是很小，有可利用、可增加的农用水资源；昼夜温差较大，作物易积累养分；冬季气温低，常被冰雪覆盖，病虫害相对较轻；汛期较少发生洪水，通过系列措施（增森林面积，建山冲水库，建梯级壅水河道）可以不再发生大面积洪灾；区位优势明显，交通方便，是我国最重要农业基地！
这里的农用土地可以全部建设成高标准农业基地！国家力量应予以支持。
建设高标准农业基地的基本措施之一，是全部安装喷灌设施（南部稻作区除外，稻作区占比小）。
假设此处高标准农业基地总面积为5亿亩，平均每亩灌溉设施安装费用1千元，投资总量就是5000亿！不少。
若十年建成，平均每年投资500亿，不多！
这里的农地不易遭受洪灾、地质灾害或严重虫灾，面临的主要自然灾害为旱灾，若安装喷灌设施，华北农地将不再发生旱灾！
历史上华北农区因连晴致旱减产发生率极高。无水灌溉晴日多易减产，有水灌溉晴日多易丰收，且农产品品质更佳！若安装喷灌设施，平均每亩地年增加收入不止200元，5亿亩地增收不止1000亿元，值！
日韩农产品补贴很重。中国人口极多，农产品保障压力很大，就是不能增收，仅能保障农业收成，安装喷灌设施也值！
我国农业科学界最需要做的，不是讨论喷灌设施该不该要，而是为喷灌设施研发生产成本较低、质量标准较高、寿命长的管道材料，以提高使用效果，降低设施成本。
安装喷灌设施的副效益之一，是杜绝大水漫灌，减少农用水总消耗量。
涵水堰
大自然降雨机制较复杂，即便在雨热同期的中国大东部地区，也不会充分顾及人类农业需要，主要降雨常以中雨、大雨、暴雨形式出现，下大雨或暴雨时，雨水通常没充分渗入地下就沿沟流入小河，从小河流入大河，从大河流进大海。
总量不是很小的雨水在雨季流走了，既没被作物吸收，也没渗入地下储存！——这是华北平原浅层地下水位大面积下降的重要原因之一。
在华北平原农区建造涵水堰可以改变这种情形。
所谓涵水堰，是指在沟渠、小河、大河岸边填筑高于附近平坦耕地的土堰，宽度不定，高度比附近平坦耕地高出几十公分即可。
半湿润地区及半干旱地区一次降雨量极少超过200，有几百毫米高的土堰围住，雨水就不会外流。
下暴雨时，雨水不可能很快渗入地下，会在堰内地面储积，形成渍水，但华北平原主要部分由黄河泥沙沉积而成，以疏松的沙性土壤为主，地面储积时间不长，不会形成渍害。
如果平原有倾斜，倾斜度不会大，只需适当提升低处垄地高度即可，或在远离沟渠河道的农地增建涵水堰，截留雨水。
人工降雨
内容复杂，此处略。
西线引水
以总体筹划思维分析，既定的南水北调三条线路，西线工程最重要，综合效益最大，最不可替代！
西线引水工程是在贺兰山周边沙性平原、河西走廊、库布齐沙漠建设共和国顶级果园的必须之举。此处的共和国顶级果园带来的年GDP值可达几千亿，十年可达几万亿，预计西线工程总造价不超过5千亿。
以中国现有综合实力，能实质性启动南水北调西线工程。
西线引水最难工程是开凿贯通巴颜喀拉山的大隧道。多角度看，在同一座山脉建多条隧道比建一至两条特大隧道更安全，更合理，更易于施工，更便于维护，也更容易启动。
假设巴颜喀拉山隧道数量为5条，每条隧道间距超过200米，年输水量40亿m³，那么，其中一条隧道的开凿工程肯定能在近年启动。
西线工程建设是从北向南逐步推进的，因而，第一条隧道工程完成及第一座高坝竣工后，巴颜喀拉山以南的部分洁净水资源就可以进入黄河上游河道，西线输水工程效益就能初步显现。
西线工程引入的洁净水主要供黄河上中游地区及河西走廊使用，对华北平原降雨量及水资源量似乎没多大影响。
实际情况不是这样的。
根据水汽弥漫效应，黄河中上游地区空气湿度增加，绿色植被增多，一定会导致华北平原降雨量和水资源量相应提升。
我国有人提出“大西线工程”主张。通过“大西线工程”大规模调水绿化新疆大沙漠的思想是错误的，因为这样做会使新疆三大沙漠热力效应降低，将对亚洲季风机制造成重要破坏！
行星风西风不能为中国大东部地区送来水汽，中国大东部地区之所以生机旺盛，就是受季风之惠。
海水淡化
全世界所有海水淡化方式都有较高运行成本，我国华北沿海地区可以利用陆地水源，不必须靠海水淡化工程获取淡水。
但是，我国华北沿海地区能利用的陆地水源，已经不太洁净了，水质普遍不理想，部分地区水质很差，甚至受到较严重污染。
尤其是，靠制造巨大地下水漏斗获得生活水源的地区，理论上已经“断水”了。
因而，通过海水淡化方式向这些地区供给生活用水、厨房用水、饮用水，能获广泛拥护。
虽然富裕国家的人们更看重海水冻结法、电渗析法、燃油燃气蒸馏法、反渗透法、碳酸铵离子交换法等先进或豪气的海水淡化技术，但太阳能海水淡化方式被普遍认为运行成本相对较低，淡水纯度高，水质优良。
推荐一种太阳能海水淡化方式（此处略）。
