第五节、调水治沙新方案
一、关于“三北防护林”
三北防护林是一项意在阻止沙漠扩张的浩大工程,至今也已贯彻执行了35年了,它的成就究竟如何呢?一点击这一词条,就出现了许多各地政府汇报、宣传自己业绩的文章,仅看了其中一丁点,就非常不舒服:纯粹的报喜不报忧,把播种当收获。我强烈地相信:如果把三十多年来各地植林面积的汇报数字合计出来,那么中国的沙漠或许早已在这些报表中被超额地消灭了。然而现实中的沙漠却仍在无情地迅猛扩张、握手及至亲密拥抱!新秀名为“天漠“的沙漠已经侵抵北京城外九十里,沙尘暴也吹到中国南方,吹到了日本了。
事实已经无情地宣告:以三北防护林抵挡沙漠扩张,是无济于事的!离开了水,那根本就是“无根之木”,对此我不想置评了;如果认为我这文章否定了林业部三十多年来的成绩了,那么沙漠是“逐年递减”了,还是扩张并相互“握手”了?大家都亲自在谷歌的卫星地图上察看一下就明白了。
二、关于“大西线”等调水方案
只有调水,才能根治沙漠!在所有已经提出的调水治沙方案中,最引人注目的无疑是郭开先生的“朔天开运河方案”。如果说郭先生一开始初提的方案还是较重现实性的话,那么经一些好大喜功者补充后形成的最终方案,我只能说它是不顾客观条件地在纸上画大饼,越画越离奇:
什么“青藏高原是个天然的巨大水库,保留的水资源总量为680万亿立方,径流量9800亿立方,其中6000多亿白白流出国外,所以该方案完全可以每年截留3800亿立方水(我认为:事实上仅截取两千亿立方都有竭泽而渔之虞)”
什么“从此将根本改善我国能源结构,到时全国人民不但能饮用清澈的雪水还能用上廉价清洁的电能。因为该方案顺便建成的水电站可年发电一万亿度,足以照亮全中国。”
什么“不仅能绿化所有沙漠,增加良田十亿亩,而且还能永绝黄河、长江、珠江等水患,使宝鸡-西安-临汾-太原-石家庄-北京-天津通航万吨级大轮船,正式建成朔天大运河,连通全国主要江河,互补互济,实行国家水资源总调度,彻底解决中国水问题。”
呵!真的仍然还是“人有多大胆,地有多大产!”主观愿望大过天哪!为了利诱,无视一切客观的条件制约与障碍。比如祁连山脉、阿尔金山脉、昆仑山脉的北缘一线,正是第一、第二阶梯交接之处,也是青藏高原隆起时,南亚板块跟欧亚板块挤压、冲撞之处,因此地下裂缝纵横无数,地质稳定性极差,地貌更是一天一个样。该方案竟然就想在这三大山脉的山腰斜面上依等高线开凿一条横贯东、西几千里的大运河。我地妈呀!这简直就是在沼泽地里起高楼,碎石滩里挖水渠啊!就算你能成功开凿出这条天河,你知道它每天将要被塌方、泥石流与山体滑坡阻断多少处?
避而不谈或轻描淡写困难,不惜无中生有资源,任意编织利好,这种想当然的浮夸作风难道真是中国人难以克服的陋习?苦头难道永远吃不够?大多调水治沙方案都多少犯有这种想当然的毛病。
在“世界屋脊”上建设地面水利工程,不仅仅只是气候与地形万千变化所构成的困难无法想象,许多障碍是人力所难以克服;更困难的是工程对水文与生态的正负影响难以估量。那么能否避开这些地表障碍与不可测因素,改以隧道方式来调水呢?是否有人想到过这一方法?我在网上一查,还真有人比我先一步想到了隧道引水工程方案,那就是成都市南洋高新技术研究所退休研究员,当年已82岁高龄的张世禧教授所提出的“西藏大隧道工程”。
张老先生的“西藏大隧道工程”方案的要意是:在日喀什地区的雅鲁藏布江上建一高坝,把河水提到海拔
我认为张老先生的方案在地质与技术上都是可行的,但没必要建高坝,因为高坝若出问题,那就是很大的人文灾难,所以坝要慎建或不建;更没必要考虑发电,因为还有比收获电力更经济的利用高程方式,理由我会在下面自己的方案里会说的。
中央至今没有采纳任何调水治沙的建议案,已经耗几十亿开建的从长江调水北上的东段与中段工程,并不是为治沙的,而是为救京津地区干涸之急的。从海拔低处引水到海拔高处,提水成本很高。
三、调水治沙工程的规模、难度与成本是人类工程史上绝无仅有
知道我在写这一段时的心情吗?那是种极端的无奈!几近绝望的悲壮!因为没有退路,没有选择,无法躲避的搏斗!而对方是无比强大的大自然!战胜不了它,那就必进地狱!但那是一场什么样的搏斗啊?那是要在呼吸都困难的“世界屋脊”上逆地势引流世界级河流的水量,用以消灭上百万平方公里的“死亡沙漠”,以求改变地球气候格局,摧毁能致人类灭亡的“沙漠高空干热气团及其干热高压”。这不仅仅只是人类历史上绝无仅有的规模空前的工程,同时它也是一场人类从没经历过的:以人类力量谋求改造地球演变机制的工程,这是人类文明史上崭新的里程碑,但艰难困苦也是史无前例!请看:
1、所需调水量至少在年输水1000亿立方米以上,也即至少要调用二至三条黄河的水量,否则,想消灭北方沙漠就极为困难。调水量注定了,这调水工程规模空前,人类史上绝无仅有。
2、所能取用的水,只能是藏南地区的雅鲁藏布江,以及澜沧江、怒江、金沙江等江河的上游之水。然而青藏高原的地势是西北高,东南最低,所以这些江的江面海拔只三千多米,甚至有的利于取到较多水的地方还不到海拔
3、青藏高原是地震频发地区,因此应该力避在地表建造高坝与架空水渠等建筑;此外,高原缺氧,人力不可持,所以工程就只能高度依赖机械化操作,成本极其高昂。
4、客观条件逼得我们只能考虑选择地下隧道方案,它的好处是避开了地表的复杂地形,最重要的优点是“两不干扰”:即一是避开了对地表的水文与气候的影响;二是也避开了对地下水系的影响,因为用现代盾构开凿的隧道,是一边开凿,一边就浇铸成密封的水泥管道,因此不会因水渗漏而影响地下水系;三是高度机械化,所需人力少,这对位在缺氧的“世界屋脊”上的浩大水利工程来说,是极其重要的;四是即使遭遇地震损坏,也可当即关闭所损隧道阀门,放空水后,即可从损坏段的竖井下去进行修复;五是以隧道与后续的可埋设涵管输水、分水,可最大限度地节省地表占地面积。
缺点是掘进速度极为缓慢,因为盾构每天的挖掘进度只十几米,而我们所能选择的最短地下路线的隧道长度,都要一千多公里。这就是说,若让单一盾构去完成整条隧道的开凿任务,那就需要近三百年。而大自然,也即我前述的“恶性循环机制”能给我们的时间却极为紧迫、有限,如我前述,只三、五十年内“中华水塔”就会衰竭,现上述的可供取水的江河的年径流量已经在逐年下降。所以这些江河的水在“沙漠干热高压”消除之前,我们只有三、五十年的时间可调用。然而仅沙漠绿化完成后,没有一二十年的涵养,当地是难以恢复水汽循环机制的。这就是说,大自然能提供给我们的完成全部隧道开凿任务的时间,绝对不能超过十年,因为后二、三十年留给完成沙漠绿化与水汽循环机制的涵养,已经极为紧迫了。这就是说,要在十年内开凿成一条千里隧道,那就必须是近三十台盾构同时分段开凿才行。
那么要满足年输水一千多亿立方米的水量,究竟需要开凿多少条隧道呢?答案是:用目前世界上直径最大的(内直径13.
看到这数字就令人咋舌,因为这样的盾构全世界也不会有那么多,当然可以造,也可以进口。且不说每台价值数亿,仅维持其运行的成本,每台每年就要好几亿。也即不说一次性的设备购置,仅每年的隧道掘进费用就是数千亿。另还有一个困难,即这些盾构工作时耗电量惊人,西藏的电力根本不够用,所缺电力就只能从其它省调集了。
5、隧道的进水口与出水口的高差最好不得低于
六、隧道穿过青藏高原后,怎么将水输往各沙漠?不能用开挖河道的方式,一是地质条件不允许,二是以河道输水、以河道灌溉沙漠的方式,水资源的浪费极大,而我们只有一千多亿立方的水可用,容不得浪费,因此只能采用人工水网输水与喷淋治沙的方法。所以只能用预先埋设大型涵管的方式,将水分流到各沙漠,再利用同样也预先铺设好的水网管道,进行喷淋治沙。这就是说,这庞大的人工水网也要在这头十年里同时开建并完成,费用同样浩大不说,在沙漠中铺设水网管道的工程艰难程度同样也不小,仅大型主干涵管的铺设,就足以绕地球十圈。
总之工程的艰难、费用的浩大超乎想象,但中国没有选择与退缩的余地;世界同样也没有选择、退缩的余地:仅中国的一国之力,是难以胜任的,若世界不帮助中国,那么三、五十年后,人类将永远失去灭除“沙漠高空干热气团及其干热高压”的机会!
一个历史上曾经以极简陋的工具创造了“万里长城”与“千里大运河”这样建筑奇迹的民族,能否在新时代为人类再造空前的建筑奇迹?不!那是人类文明史上从没有过的丰功伟迹!完成它,其实就等于完成了人类文明发展的一个重大质的飞跃!
在人类史上,唯有中华民族数度经受来自大自然与异族的强大冲击而连绵五千年文明不断,就因为它能够遇难而凝聚,坚忍不拔,不屈不挠,融化艰难险阻,从而成长为世界上最大的民族。而今,中华民族又再次首当其冲地遭遇来自大自然的空前挑战,我们能束手待毙吗?天堂与地狱之间没有彷徨的余地!
四、我的调水治沙新方案
关于隧道的设置:
在雅鲁藏布江大拐弯以东的全线,分散选取六至八个取水点,也即年取水五至七百亿立方米的水。取水位置与隧道线路及其出口的选择,就仅依据两原则:一是确保隧道有一定的保证流速的倾斜度;二是在确保隧道深度是技术足以支撑的前提下,力争寻找隧道长度尽可能短的线路。甚至在能够确保出水口的海拔高度不低于
在横断山脉上端,也在澜沧江、怒江、金沙江、甚至雅砻江上游选择进水口,合计共年取五到
无论是从雅鲁藏布江,还是从另外几条江河处,在确保出水口不低于海拔
在每条隧道的进水口处,先建可控阀门;同样,在隧道出口处也需要建设更为坚固的可控阀门。
关于分水池与主干涵管设置:
所有隧道的出水口都不利用水的落差发电,因为利用高程落差与虹吸原理,可以让输水的主干涵管在这高程之下随地势跋山涉水地埋设,更能让水网实现自流灌溉,如此省下的抽水电力与工程成本,要远高于利用高程落差所发的电的价值。当然,涵管与水网管道最好不能漏气。
在每个隧道出口处建设一个分水池,池底则以一定的倾斜度排列内径
以柴达木盆地为隧道出口处的主干涵管,可经由海拔不到
以兰州西南山区为隧道出口处的涵管,除部分通向河西走廊与腾格里沙漠之外,主要是远赴内蒙的各沙漠、黄土高原,以及缺水严重的华北。
建议所有主干涵管都用大型机械化开沟设备开沟埋设于地下,若遇不便翻越的山岭,也可用小型隧道掘进设备为主干涵管疏通。
关于治沙水网与治沙步骤:
假如准备以年输水300亿立方左右的水来治理塔克拉马干沙漠,也就等于需要动用近70条主干涵管。而塔克拉马干沙漠全长约
主干涵管终端剩水的处理:
所有主干涵管的终端应该是通向能够成湖,或者是水能流向成湖地区的河道。比如塔克拉马干沙漠,所有南北向的主干涵管终端都可设在塔里木河上,一旦主干涵管里剩有没用完的水,那么就开阀门放入塔里木河,而塔里木河的下游是罗布泊。但愿罗布泊因此能在几十年内恢复旧貌,最好能恢复到历史上最大面积:两万平方公里。到哪时,从塔里木盆地吹向关内的风就再也不是沙尘,而是充满水汽的风。
如果湖的位置能在地势较高之处则更好,所以,不是利用河道通往原有干涸湖,而是需要觅地造湖的,就应该选择高地造湖。比如在塔克拉马干,除了恢复罗布泊之外,应该考虑选高地另造一湖。因为罗布泊地势最低,恢复罗布泊的最大作用意义是有利于恢复当地的水汽循环机制,若想依靠它起灌溉作用,不靠电力提水就很困难了。
顺便说一句:罗布泊现有一很大的工业盐矿藏,若决定上马“调水治沙”工程,那就必须在这十年内尽一切所能地开采它。所有沙漠都需要做这些需要事先处理的工作。
关于水汽循环机制与沙漠治理后的土地用途:
有不少治沙方案都设想把沙漠改成牧场或良田,其实这些愿望都是错的,正确的治理沙漠的根本目标是:恢复并维护当地的水汽良性循环机制,单一植被并不利于水汽循环机制的恢复。一个始终摆脱不了要靠外来水源来维持绿色的沙漠,其实仍然是没有完全治理好的沙漠。
假设一千亿立方的水分散在一百万平方公里的沙漠中,那只是平均
治理沙漠后的土地我以为应该应地制宜:
其中不可恢复的石质地可不作任何处理,使之处于天然姿态。
大山脉应该尽可能开发适应的森林及其树种,适当配些草地,并限制经济利用程度。
适当保留一些一千平方公里以下的小块沙漠,以作“特色旅游”及“沙地经济作物”开发,比如一些贵重的中药品种就是在沙地生长的,可以利用沙地人工培植。
水汽循环机制及生态较弱之处(比如原内陆草原)则尽可能恢复当地适宜的植被后,限制经济开发利用程度,同样,居住人口也应有数量限制。
水汽循环机制与生态恢复旺盛之处,也不能尽开发为农田,农田最高不得超过三分之一,其余应该开发为森林、草原与水面。
最忌人口集中居住,大城市是生态环境的大祸害,而超大城市更是生态环境的“恶性肿瘤”。比如塔克拉马干治理后,可以在林带中间建设数量有限的小城镇,人口应该只是数万,绝不应该超过十万。
从整个塔克拉马干来说,把其中石质地与山脉剔除后,那么应该是草原、森林、农田、工矿与城镇各占20%,其余则是水面及备用土地。所有沙漠治理后的土地使用,都应该这么处理。
别不满足,若沙漠全部得以治理,中国将新增几亿亩农田,几亿亩牧场、几亿亩森林。更别说还有更大面积的荒漠会因此发生良性转化,那又会给我们增加多少资源涵养之地?摆脱贫水困境的宁夏、甘肃、蒙古、黄土高原也绝不会差!
中国的包括近两百万平方公里的沙漠在内的三百万平方公里的荒漠地经这样治理后,那就是摆脱地狱而步入天堂,发展潜能得到了极大的扩展。经过沙漠治理后的新疆,必将成为美丽、富饶的人居天堂!
不过我们一定要注意:这些深处内陆的沙漠即使治理好后,因仍很难得到海洋水汽补充的当地水汽循环机制从总体上来说,还是单薄的,所以它们能提供的资源仍是极有限的;它能承载的人口同样也是很有限的,我们必须在这两方面加强克制,别再无度索取、重蹈覆辙。尤其要强调:西北地区将来除非必需,否则应该力避上马各种很耗费水资源的项目,如各种炼化型工业项目。要牢记鄂尔多斯妄图在严重缺水的地区上马耗水巨大的“电解铝”与“液化煤”项目,导致巨额投资失败的教训。
同时仍要严密监视西来的干冷空气,别让它再有制造沙漠的机会,一见苗头就立刻扑灭。
“中华水塔”与输水隧道今后的处置
输水隧道与水网建成后,灌溉约二十年后,当地的水汽循环机制应该能够恢复,恢复之后,输水隧道与主干涵管应该处于停输备用状态。而当地的水网则应跟自己的湖面接通,平时灌溉与小旱灾就自行处理,只有大干旱发生时,才需再开通隧道与主干涵管。
一旦沙漠得到治理,当地水汽循环机制恢复,便可基本停止向“中华水塔”索水,从此,摆脱了衰竭之忧的“中华水塔”摆脱了天然状态,成为真正能够调控中国南、北气候与水分配的可控水塔,其意义十分重大。
第六节、建设全国性的可控人工水网系统
一、经济体的基础:五网
在我的学术体系中有一“五网概念体系”,也即认为:一个健全的、有发展潜能的经济体应该建设有先进、协调、高效的电与燃气网体系、交通网体系、信息及其通讯网体系、水网体系、秩序管理网体系。
既然都是网络体系,那么它们是否先进、高效,并不取决于硬件多么发达,而是取决于网络体系组织是否科学,能否顺应社会及其文明的发展规律,促进社会及其经济的健康发展。可见,网络的策划才是极为重要的,其策划思想才是以上“五网”运行的灵魂。
比如中国的交通网体系,硬件很发达,甚至先进,足以跨入先进行列,但网络系统整体失衡,相比资源的占用,其效率很低。不能责怪网络策划,因为他是被动的,是错误的社会发展策略惹的祸,而且还在继续不可自拔地制造祸害。大家想吧,一边大量的公路在晒着太阳,没有多少车辆运行;另一边则是蛛网林立,立交层层叠叠,各种交通线纠缠在一起,如一团乱麻,逼迫人们每天必须要花三、四小时的时间在交通线上转圈,这能是正确的社会发展策略的产物吗?请读者们有睱可通过卫星地图比较一下中国跟德国等的交通网,或能从中感悟到些什么的。
这《三策》除了企望能阻止错误的社会发展策略毁了农业的根基,除了发出中国正面临的巨大生存空间危机的警号之外,也就力争为中国的另外两网抢占先机而提供自己的策略。
在下一篇的《第二策》中,就是专门为中国的“信息及其通讯网体系”争取先机而写的;而在这篇的最后“水网”一节,不仅只是为了抢占先机,更多的是考虑到:即使中国政府接受我本文的建议而决定上马“调水治沙工程”,但等这工程发挥作用,至少还需要二、三十年。而日益壮大的“沙漠高空干热气团及其干热高压”必定会使中国的农业在这二、三十年内承受越来越严重的干旱威胁,所以在此建议政府未雨绸缪,在上马“调水治沙工程”的同时,也让各地上马“可控人工水网系统”,这两项工程相辅相成,能使投资及其设施取得更大效用。
我们都知道,中国的经济能否跨入发达行列,取决于能否成功地从粗放、低产出的外加工型转变成高效、高产出的内需型经济。因此“水网”不仅是转型中的利于“提高效率”的重要一环,同时它及“调水治沙工程”的上马,也为促进“内需”提供了极为强大的转机。因为这两项工程必生成许多不曾有过的、或者以前并不旺盛的产品需求来的,这些产品对产业链的激活作用极为强盛。目前我国的钢铁、水泥、建材、机械制造及其建筑业的产能已经严重过剩,转型需要时间去调整,所以,这两大项超级工程的上马,为这些产能过剩的行业的转型提供了充足的转圜余地,不用再吊死在房地产与外贸这两棵树上了。
“五网”的健全对中国经济的转型极为重要!它是经济体的基础,只有把基础建科学了,理顺了、夯实了,那么后续的发展才是良性的、有潜力的、可持续的;否则,越发展就越畸型,越衰竭、越危害人类社会!
二、加强生态平衡的人工控制,生态平衡是一切即时价值取向必须维护的前提
阳光、土地、空气和水,这四要素以特定的结构相互作用,便构成了地球的生态系统。这里所说的“特定结构”,包括四要素各自运动的方式,及其质与量变化的的特定域;四要素之间相互作用方式,及其相互作用质与量变化的特定域。这就是说,一旦四要素的运动方式或相互作用方式;运动的质与量或相互作用的质与量超出了特定域,那么生态系统也必相应发生:或是生态演变、或是生态失衡、或是生态毁灭。
以上说的是构成生态环境的四要素,而“生态”本身也就是指地球上整个“生物圈”,包括一切生命形态:植物、动物、微生物。在人没出现之前,生物圈是天然的,其或是演变、或是失衡、或是毁灭,完全取决于四要素的运动状况;然而自从生物圈出现了人类之后,以上的天然格局就发生了变化。
人类不仅是生物圈的“霸主”,更是打破“天然”,以自己的智慧及其人工运动跟大自然争命的叛逆者;也即人类的天赋使命就是:打破桎梏,以人工自然改造“天然”的物质世界的方式,以求获取自身最大的自由度,意欲最终能自己主宰自己的命运。
这就是说,因人类的出现,生态环境的或是演变、或是失衡,或是毁灭的命运,就再也不仅仅是四要素决定,而是有了人类的参与。
因为人的出现,物质世界便出现了区别于“天然物质形态”的、由人工运动按人的特定需求及其意图而创造出来的“人工物质形态”,它首先出现于地球的生态系统中。比如小到打火机,大到城市,都不是自然界天生就有的,而是人工制造的物质形态。当然,这些“人工物质形态”的产物并不是无中生有地制造出来的,而是仍以“阳光、土地、空气、水”这四要素,以及基于这四要素而生成的矿物、植物、动物及微生物为原料而制造出来的。可以说,目前人类生活中所使用的物质形态,绝大多数已经是人工物质形态;即使人类的食物,也大多是“半人工物质形态”产品了,比如“面包”,它不是天生就有的天然物质形态,即使谷物、家禽、牲畜,其品种也已经不是原生态了,而是经过人类按自己的意愿而改良过了的。这现象表明:
1、四要素的运动形式再也不是纯天然的了,出现了“天然”中原不存在的人工运动形式。比如各种人工光源的产品,都是光线析分或特定组合而成的;再如各种特定成份的“合金”;再如被析分提纯的氧气、氢气等。
2、四要素之间相互作用的形式同样也不是纯天然的了,出现了“天然”中原不存在的人工组合运动形式。举最简单的例子来说吧,宇宙飞船与人造宇宙空间就是以四要素为原料、以多种方式人工合成的多种人工物质产品组装而成的。
人工物质形态不仅不是无从生有的,而且也不是能为所欲为地产生的,它们是在人的智慧认识并能动地运用了四要素的成分构成、最基本的性质(本质)及其最基本的运动特性的基础上产生的。
我们知道,四要素都不是性质单纯的单体,而是由多种成分自然合成的。比如阳光,就是由多种光与多种射线组成的;同样,空气也是由多种气体汇成的;地球更是由许多矿物质组成的。每种成分都有特定的性质及其质与量的规定性,超出规定性,性质就发生变化,转变成其它事物了。至于运动特性就更好理解了,比如“光速每秒30万公里”就是光的运动特性。
物质成分的基本性质及其基本运动特性注定了:当它在某种条件下跟某些物质发生交互作用时,便会发生某种特定的、甚至可再重复展现的趋势、态势或结果,这就叫物质的运动规律。
由物质成分构成特定的物质种类,再由各种物质构成了许多层级、许多种类的物质关系构造,从而形成了从微观到宏观的层级构造的物质世界。所以,天然的物质世界的本质、运动特性,组合的运动规律同样也是个层级构造,也即每个层级的物质关系构造都有自己特定的本质属性、运动特性及其规律。人类通过智慧与能动的人工运动在这物质世界的某些层级里,通过“人工合成”制造了天然物质世界里所没有的人工物质形态的各种产品,这些产品同样也有着自己的本质属性、质与量的规定性、以及运动特性及其特定运动规律。但说到底,它们仍然是更深层次、也即更基本的物质本质属性、运动基本特性及其规律的派生物,是要受这更深层的物质本质、运动特性及其规律制约的。
别小看“派生”的身份,它对同一层级或比自己低的层级的物质世界的各种天然物质构造、物质关系组合的本质、运动特性及其规律是具有支配与改造的资格的。可见,以为“物质的本质及其规律是永恒而不可违背的”,这话太绝对了,要看这物质本质及其规律相对于人的科技能力而处在哪个层级上,低层级物质世界的某些天然属性、构造及其规律,是可以被人工改造的。人类就是通过不断深入的人工运动,在天然的物质世界中不断扩大自己的可控人工自然地盘的。
然而一定要注意,物质世界是普遍联系着的,人工物质形态在其中出现,并发挥作用,势必改变了它的天然关系格局,引起关联部分的机制与规律的连锁反应,或是引起天然环境的排斥、或是引起环境衰败、或是与天然物质环境相融。对人类来说,前两种都是负面影响,唯后者才是人类所需要的:人工物质形态及其运动必须能跟天然物质世界及其运动规律良性相融,应该把它看成人类一切活动的最高行为准则与定律。
任何物质构造都是运动变化着的,既然是运动变化着的,那就不可能是永恒的,而是有始有终的;大到宇宙是如此,小到地球的生态环境及其生物圈,也是有消亡的那一天的,就看人类的智慧及其人工运动能力能否在那一天到来之前完全掌控住生态环境的运动机制,为人类争得一线生机了。
在人类出现之前,地球的生态环境曾经经历过五次生物大灭绝,这都是生态环境内在机制及其运动规律的产物,所以,人类若不能掌控这内在机制及其运动规律,进行人工监控与有效干预,那么人类成为下一次生物大灭绝的牺牲品是在所难免的。
自人类出现后,生态环境的演变已经有了人类的参与,出现了许多人工物质形态的产品与人造工程如城市、水库大坝等;生物链也因人而发生了很大变化,许多动、植物灭绝或濒临灭绝,也出现了原本不存在的转基因动、植物。但人类跟物质世界的关系也出现了许多负面现象,即生物链大面积衰退,生态环境越来越恶化。
其中有的是生态环境运动机制及其规律中本已有的不利于人类的演化现象,但人类失当的人工运动更助长、加速了环境恶化。比如本文前述的“沙漠扩张恶性循环机制”,它虽不是人工运动的产物,但失当的人工运动(过度开垦农田、过度砍伐森林、过度畜牧……)加速了这一机制,终于催成了对人类生存产生巨大威胁的“沙漠高空干热气团及其干热高压”。
但更多的负面现象则不是自然规律,而完全是由人造成的,比如“臭氧层空洞”、“空气污染”、“水质污染”……不仅严重危害了生物圈,也严重威胁了人类健康,癌症发病率一年更比一年高。
我不认为这些负面现象全是人工运动的技术错误,或者是人类的科技力量无法避免,而是因为人类的人工运动价值取向背离了人类的天赋使命所造成的。这个世界的人类及其几乎所有的人工运动都被市场机制及其价值规律所驱使,最终目标仅为谋取市场价值最大化。
我不会象马克思那样天真地以为市场机制及其价值规律可以消灭,因为自奴隶社会之后,交换关系成了社会结构模式中不可或缺的结构要素了,所以,只要消灭不了交换关系,那么就别想消灭市场机制及其价值规律(奴隶社会对内是依靠从上至下的支配命令关系来分配工具与生活用品;对外则主要靠武力掠夺,只有跟武力征服不了的对象之间,才会无奈地发生有限交换关系)。但我必须指出的是:这种只顾无约束地刺激空间上即时享乐需求,恨不能催使每人购买轿车的市场机制及其价值规律,严重抑制、损害了时间上人类社会文明发展与物质世界及其规律之间的相融需要。如果让这一机制主宰社会经济,奉其价值规律为“天条”而让人工运动及其科研追逐即时利润与GDP,那么人类不亡就实在没天理了!
既然仅是特定社会机制中的规律,那么它本质上仍是“人工运动的规律”,并不是天然规律,也即并不是不可逾越的、至高无上的“天条”,那么它只应该得到人类有限的尊重,而不是无条件服从。在这里,我要为所谓的“市场经济价值”设置一个更高的,应该是它无条件服从的价值概念,那就是:“文明发展价值”,它也有一真正是人类不可逾越的至高规律:人类社会运动与自然运动之间的相融规律。
以上规律就是我《社会运动学原理》所概括的“十大社会运动规律”中的第一条规律,政治家们怎么看及怎么安排它跟市场机制及其价值规律之间的关系,那就不是我的事了,我暂时还不想对此深谈。还是再回过头来看看我们应该怎么对待生物链衰退、生态环境恶化的负面现象。
一种主张是仅靠制度约束。但在法纪懈怠,管理腐败的政体下,这只能是形同虚设。
另一种主张就更消极,以政府无能为力为借口,主张放弃与撤退,美其名曰:大自然有自我修复功能。或者是口号喴得震天响,文过饰非,睁眼说瞎话,现状却依然如故,甚至变本加厉。
任何被视作资源的物质,人类都要做好两个基本问题的处理:
一是用途与用量,怎么取用;这一问题主要涉及有计划地、确保可持续发展的地取用资源。
二是取用过程及殘余物的处理对环境的影响,这一问题主要涉及确保跟大自然及其规律的相融。
要确保这两问题能得到规范的处理,单靠规章制度是远远不够的,另还必须专门的可监控人工设施强制性地确保资源能得到规范地取用和用后处理。一旦发现相关的生态恶化现象产生,就必须立刻作出评估,若确认此负面现象难以自然修复,且有恶性循环的可能,那就必须组织人工力量予以阻制性干预。
三、水网的构成及现状
在我写这一小节之前,先让读者粗略知道些中国的水资源使用状况。以下是2007年时的报告摘要:
●水污染程度严重,损失巨大 据水利部对全国700余条河流约10万公里河长开展的水资源质量评价,46.5%河长受到污染;10.6%的河长严重污染,水体己丧失使用价值。90%以上的城市水域污染严重。 在全国七大流域中,太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染;海河、松辽河流域污染也相当严重,污染河段占60%以上,全国有1/4的人口饮用不符合卫生标准的水。水污染直接影响着我国民众生活、生存环境。
●河湖萎缩,黄河断流 黄河从1972年开始出现断流到1998年的27年间,黄河利津站共有21年发生断流,断流频率已达四年五断,共计断流1050天,平均每个断流年份50天,其中1997年断流226天,断流河段长达
●西北地区水环境恶劣 目前,我国西北干旱、半干旱地区湖泊于涸现象十分严重,部分湖泊含盐量和矿化度明显升高,特别是西北湖泊咸化趋势更为明显。新疆博斯腾湖,由于上游修建灌溉工程,导致人湖水量锐减,含盐高的灌区退水又不断入湖,因此,该湖在短短的10多年内就由淡水湖演变成咸水湖,湖水矿化度上升了6倍,水面减少120平方公里,水位降低
●湿地面积萎缩,生态蜕化 由于人口增长,耕地扩大,生态类型擅变,我国湿地面积严重萎缩。北大荒的连年垦荒使这块我国最大的湿地面积缩小了60%,三江平原的湿地面积已由建国初期的443万公顷下降到190万公顷。如不采取紧急保护措施,十几年内三江平原的湿地将丧失殆尽。
●南方围湖造田后果严重 围湖造田是导致南方湖泊面积萎缩的首要原因。曾经蔚为壮观的江汉湖群因围垦而消失湖泊983个,面积减少2041平方公里,目前仅存湖泊83个,浩浩荡荡的800里洞庭在不到40年的时间内,围垦面积达226万亩,淤积与围垦互为因果,导致湖区生态恶性循环。
●地下水超采过量,引发环境问题 由于地表水资源贫乏和水污染加剧,致使一些地区对地下水进行掠夺式开发,地下水超采十分严重。据不完全统计,目前全国已形成地下水域性降落漏斗149个,漏斗面积15.8万平方公里,其中严重超采面积6.7万平方公里,占超采面积的42.3%。多年平均超采地下水67.
●水土流失面广量大,后果堪优 我国己成为世界上水土流失最严重的国家之一,全国水土流失面积达367万平方公里,占国土面积的38%,其中水力侵蚀面积179万平方公里。此外,每年流失土壤50多亿吨,全国每年因水土流失新增荒漠化面积2100平方公里,因同样原因而损失的耕地面积达7万多公顷。黄土高原每年水土流失带走的氮、磷、钾就达4000万吨,相当于全国一年的化肥产量。 赢水污染事故频发。 近些年,全国各地水污染事故频繁发生,平均每年在1600起以上。1994年淮河特大污染事故,造成苏皖两省150万人饮水困难。1996年春节后,淮河再次发生污染事故,使蚌埠市70万人陷入水荒。近10年来,仅海河流域的水污染事故就达数百起,由水污染导致的地区间纠纷不断发生,严重影响社会稳定。
下边摘自一本刚出的书,其所说情况又更进一步恶化了。
据《现代和谐论》一书介绍,中国的酸雨覆盖率达国土的三分之一,70%的江河湖泊受到污染,90%流经城市的河流严重污染,三亿多农村人口喝不到安全水,四亿多城市居民呼吸着严重污染的空气。
这书指出:至49年以来,三分之二的草原沙化,大部份森林消失,近乎百分之百的土壤板结,主要水系的五分之二已成为劣等五类水。环境生态资源,也是到了不能再透支的地步。
大陆水资源严重缺乏,自49年以来,中国80%的江河湖泊断流或枯竭,一半的沿海湿地因为填海工程而丧失。联合国已经把中国列为13个极度缺水的国家之一。
自古“黄河之 水天上来,奔腾到海不复回”。六十年后的今天,母亲河壮观不再、黄河变成十年八断流的干涸死河,沿流域干旱日渐严重。同时,仅山西天脊煤化工集团消耗的水量相当于每年30万人的用水量。预计到2015年,四分之一黄河流域的水流量将被这些产业用水所消耗。
如今,长江在蹈黄河的覆辙。2005年6月至2008年10月,中国政府启动了一项“长江源区生态环境地质调查项目”。该项目负责人辛元红说:“69年时,黄河 源还有冰川(固体水库),但2000年时,整个流域已找不到冰川影子。”而黄河源区出现的固体水库消失及生态灾难,目前已在长江源区出现,并达到怵目惊心的地步。”
2013年有媒体报导,近年来,大陆各地地下水位下降的问题越来越突出。不仅存在地下水被过度开采的现象,地表水资源流失也十分严重。由于地表水留不住,地下水在减少,导致水源地日渐干涸。30年来,中国河流已消失2.8万多条。
就前几天新闻报导:浙江省各城市都找不到足够的合格饮用水,杭州湾的近海水产资源已经因污染而消亡。
造成以上水资源恶化的原因已是众所周知,所以也没必要在此追究了,揭示以上恶化现状只是为了让大家神经紧张起来:形势很严峻!亡羊补牢犹为晚矣!但若再继续麻木不仁,自欺欺人,那真是自作孽不可活了!
概括起来,中国的水问题:本来就缺乏水资源,更加上空间分布不均衡,北方与西北极度缺水;又兼之时间上降雨极不均衡,大量雨水集中在短暂的雨季里倾泻,白白流入海洋不说,还常制造洪涝灾害;更雪上加霜的是:因设施不够、废水处理技术及管理落后,导致河水污染,不能饮用,甚至不能灌溉,如长江与珠江的三角州地带都因污染水灌溉而导致农田高度重金属污染,这农田就基本废了,因为要想让这农田复原,不仅成本高昂,而且目前技术还不行。
怎么治理?那当然还是按我上述的:建立可确保规范取用及用后规范处理的可监控人工设施,那就是“可控人工水网系统”。我们先从“用途”与“用后处理”两个方面来看,究竟哪些方面需要建设人工可控水网。
从“用途”来看:
首先是城乡居民的“生活用水”。对于城市居民来说,已经由自来水厂处理过的水经专门的自来水网供水;而乡村居民的生活用水来源基本还是处于自然状态,大多是通过传统的水井取用浅层地下水,少量的是用山泉甚至河水。农村城镇化后,他们的生活用水势必也会改为自来水管道供水了。至于自来水的水源,大多是取自江河,只严重缺水地区是靠机井取用深层地下水,一旦“调水治沙”工程完成,就能够大幅减少对地下水的依赖了。在“生活用水”方面最大的威胁是:江河与地下水污染严重,这个问题出在“废水处理”这一关,只要把这问题解决了,那么“饮用水”安全难题就自然解除了。
其次是“工业用水”,多以自备管道直接从江河取水,也有是自挖深机井取用地下水。我以为应该将“企业自取”改为由国家水资源管理部门“供应”。如果当地的需要“工业用水”的企业只是个别的,那么取水设施由企业自备,但“取水的操作”则交给水资源管理部门所派出的常驻人员来操作。如果当地需要“工业用水”的企业较多,那么应该让这些企业相对集中,方便政府建立“工业用水”的供水管道与“工业废水再处理管道”。
最后是“农业灌溉用水”,这一需求的满足现几乎完全是原始的天然状态,因此也将是“可控人工水网系统“建设的重点内容,放到下一小节专讲。
再看“废水处理”:
首先是“城市污水处理”,国家是规定了,所有城市与城镇都要建设“污水处理厂及其管道系统”。截至2013年3月底,全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451座,污水处理能力约1.45亿立方米/日,较2012年年底新增污水处理厂111座,新增处理能力约300万立方米/日。全国建有污水处理厂的设市城市达到649个,约占设市城市总数的98.8%;累计建成污水处理厂1981座,形成污水处理能力1.19亿立方米/日,较2012年年底增加了200万立方米/日。内蒙古自治区阿尔山市等8个城市尚未建成城镇污水处理厂。全国已有1313个县城建有污水处理厂,约占县城总数的81%;累计建成污水处理厂1470座,形成污水处理能力2518万立方米/日,较2012年年底增加了97万立方米/日。
以上是住建部的最新报告,表面看起来情况还不错啊,为什么水污染还这么严重?原因很多,主要:一是设施不健全,尤其是管道系统;二是缺乏污水处理经费,因此大量污水不经处理而流入江河;三是很多高污染企业是废水处理的“漏网之鱼”自行将污水排入江河或地下;四是没有处理后水的再利用机制,既然处理后的水也还是排入江河的,且监管松懈,那么水处理的质量必然懈怠。
二是“企业废水处理”,这是问题最严重之所在,应该将它独立成网,并循环利用,下边我会重点讲的。
三是“糞水处理”,把它也纳入“城市污水处理系统”从生态来说,这是个严重错误,也应该独立成网,我下边会专门讨论这的。
从以上“用途”与“处理”两方面的现状来看,“水网”正是我国经济体“五网”建设中最落后,最薄弱的一环。其实从整个世界的角度来看,即使在发达国家中,“水网”也是最薄弱的一网,对人工水网缺乏完整的认识(即从“用途”与“处理”两个方面构成一个有机联系的系统整体),所以如果我们抓住这机遇,就能让我国的人工水网建设领先一步。
四、建设全国性的灌溉输水管道系统
先说说指导思想:尽可能利用高程与“虹吸原理”;尽可能让城市污水处理后循环再利用,以弥补水资源天然分配的空间与时间上的不均衡,达到防洪、抗旱的目的。水网体系可由以下三级网体系构成,原则上是要能覆盖全国。
第一级是“国家级主干调水网”:
它是由三个层级的输水涵管组成,最高层级就是前文所提的“调水治沙”的所有隧道与涵管组成。这一层级的取水口在第一阶梯上,出水口的海拔相当高,所以必要时,通过第二级的“局域输水网”,足以输水抵达第二、三阶梯的所有农田。
这里有必要指出,目前国家实施的“南水北调工程”是由东段工程(主要依托大运河构成)、中段(取水口在汉江)、西段工程(准备沟通澜沧江、金沙江、黄河)组成的。现东段与中段工程已经上马,西段工程则还没开始,所以我建议:如果国家决定我所提“调水治沙工程”方案是可行的,那么“西段工程”所求目的已被“调水治沙工程”所取代,所以应该放弃。
第二层级则是在各大水系的中、上游,也即在各江河水面海拔较高处设涵管取水口(数量不应该少),因为它们的绝对高程不高,所以涵管只能分别寻觅低于取水口海拔的线路(必要时可以隧道穿山),通向远端缺水地区。涵管的终端位置应该是海拔高度同样不低的、可建造水库的山间盆地或谷地,当然,如果有库容潜力较大的天然湖泊就更好。这一层级基本上都处在第二阶梯上。
长江自三峡以西到云南,还可设立不少这样的涵管取水口。而黄河已经很难再发生威胁性的洪水了,但仍应该在中游之前设立些备用的涵管取水口。
第三层级则主要就由处于第三阶梯的“南水北调工程”的东段与中段所组成。
怎么使用这“国家级主干调水网”:
除了以原“南水北调工程”的东段与中段设施的第三层级调水网可经常地满足北方用水需要之外(因为不用白不用,水将白白地流入大海),而上两层的第一、二层级则平时关闭,只有遇到严重的、或者因地域局限,不得不要靠它们调水支援的抗旱;以及遇到中下游发生洪水时,才可开启吸水。
那么“抗洪”又怎么跟此相关呢?
常有人说:“既然中国缺水,同时又常发洪水灾害,那么我们是否能截留洪水为我所用呢?”
我们知道,除了水量及灾害程度极有限的山洪之外,能造成大规模灾害的洪水都发生在大江河的海拔很低的中、下游。别说水急量大,根本难以阻截,即使截留了这水,也没多大用处,因为周边同一海拔的广大地区并不缺水,而是缺乏储水的空间。
但我们可用“换位替代”的方式,以趁机截留大量的中、上游之水的方法来分解洪水的水量与威胁势头,在达到抗洪的目的的同时,趁机为缺水地区输送了大量的储备用水。就比如拿长江来说吧,它若再发1998年这样的特大洪水,所威胁的是巫峡以下广大的长江中、下游地区。三峡大坝只起缓冲作用,不可能截留大量的洪水,东段设施与中段设施可以吸取掉不少下游江段的洪水,尤其是中段设施,可大大缩小来水对武汉的威胁,但都不能减弱洪水的来水势头。如果此时有“国家主干调水网”的第二层所有涵管,尤其是第一层处在青藏高原上的那金沙江、雅砻江上的特大隧道(每一隧道就如同三十多米宽的大河)都打开吸水阀门,这才能从根本上削弱洪水的威胁势头。在抗洪的同时,一举两得地为缺水地区输送储水,这就是国家主干调水网第一、二层的功能;平时不开吸水阀门,那是为了不影响中下游地区的用水需要,不影响中下游广大地区的水文与气候。
第二级是“局域级输水网”:
由国家水资源主管部门根据中国的农田、牧场分布、水系流向等情况来设计(也即不依行政区划来设计),将全国划分为若干个局域网。方法如下:
在本区域的海拔最高处横向设一直径稍粗的涵管,它的作用是承上启下,即从“承”的方面来说,它联接另一海拔地势高的“局域输水网”部分输水涵管的终端,或直接联接“国家主干调水网”,当然,平时它们的阀门是关着的,必要时可打开阀门,接受输水支援。从“启”的方面来说,是本局域网纵向输水涵管的起点。纵向输水涵管不是一条,而是若干条,彼此的间隔可以是几十公里,也可是上百公里,甚至更多,那一是看地形的限制,若中间有不便穿越的山脉,就为避开山脉而把间距放宽些;二是看输水涵管的直径,若直径细,输水量少,那么输水涵管彼此的间距就小些。
纵向输水涵管的起点是本局域海拔最高处,而终点则应该是本局域海拔最低处,途中,依次用“吸水涵管”连接附近的供水点的取水口,而“供水点”则可以是江河、湖泊、水库,尤其是城市污水处理后的“循环再利用水库(相关内容下一节会介绍的)”。同时,这纵向输水涵管上每隔比如几十公里的间距,要有能让次级输水涵管相交接的接口,以便向第三级的“地区灌溉水网供水”。
纵向输水涵管必须是密封不透气的,所以途中若遇河流,应该以“倒虹吸”方式从水底穿越;若遇山岳与高地,能绕则绕,若不能绕,那就打洞穿越。
最后要特别强调一下:在纵向输水管道上,按一定的间距,预设一些可电泵提水的接口,即必要时,可不惜使用电力从海拔低处向高处逐级倒提水。
第三级是“地区灌溉水网”:
两条纵向输水涵管之间,就是由县、乡自主建设的“地区灌溉水网”。它们的取水点及进水口就不一定全依仗“纵向输水管道”,也可是本地的河流、湖泊、水库等,尤其是需要经常性灌溉的水稻与蔬菜田,其灌溉水来源最好还是当地的河流与湖泊等。因为“国家主干调水网”与“局域输水网”主要是抗旱应急用的,除非这“局域输水网”邻近有城市的“循环再利用水库”可不间断地供水,否则就难以保证随时供应的。
从纵向输水管引出的次级输水涵管当然应该是固定埋设的,而从次级输水管的供水接口所连接的,可以是半固定的灌溉用水管,甚至是不固定的灌溉用软管。整个“地区灌溉水网”就是由次级输水管、半固定灌溉用水管、不固定灌溉用软管所构成。
由于水处在低处,因此一些地势高的地块的灌溉,就不得不要靠电泵加压来灌溉,这是不可避免的。
而田间的灌溉通常就三种方式:一是原始的自流漫灌,虽不再需要田间灌溉设施,但很费水,且常以这方式灌溉,田易泛碱;二是喷淋方式,那需要用小型电泵喷淋设施来进行的;三是滴灌方式,这是极其缺水地区所无奈而使用的方式,估计中国以后不需要用这方式来灌溉,但却必须要用这方式来施水性肥料,对此,我下一节会专门解说的。显然,后两种灌溉设施要农家自备的。
管道制式国标化:
国家应该对“人工水网体系”中所有大大小小的输水涵管、灌溉用管、喷淋与滴灌设施等的制造、用材、质量、口径等制定全国统一的规范与标准,以利这些设施的更新与维修保养。
关于西藏的人工水网:
处在第一阶梯的西藏其实是很少降雨的,且绝大部分牧场与农田难以靠河流自流灌溉,因此荒漠化、沙化威胁越来越大。我们可以靠来自青藏高原的“中华水塔”之水来消灭沙漠,解除第二、三阶梯的干旱威胁,若还再忍看西藏继续受此威胁,那就实在对不起西藏人民了,所以,哪怕用电力灌溉,也必须为西藏恢复植被。方法就是:每一条“调水治沙”的隧道每隔
关于云贵高原的干旱:
我们知道,云贵高原在去年之前,曾接连三、四年干旱,损失非常大。其实云贵高原是水资源很丰富的地区,只因为河谷深切,而农田与人居却在高坝上,所以只能眼看着坝上土地干裂,而坝底河水白白地流淌。如果已建有我这儿所说的“人工水网体系”,那么这样的干旱损失就完全可以避免了。因为“输水涵管”是自高处通向低处的,所以只要在江河水面的海拔最高处用电泵抽水,只要水一进入涵管,后边就不再需要电泵,依靠“虹吸原理”,便可源源不断地将水输往各地了。
五、城市污水、工业废水处理网
为了严控污染,并充分实现水的循环再利用,必须将“工业用水”与“糞水”从“城市污水处理系统中分离出来,独立组成封闭式网络。
工业废水处理网自成封闭式独立体系:
第一、在此我提一个创新式建议,而且这一建议十分重要,即:用水企业的废水处理设施应该按照国家的有关规定而自购配置,但废水的处理却不能自行处理,而是必须通过市场洽商,聘用专门的废水处理公司来操作(操作中的药剂应该由哪方提供,可由合同商定)。每处理一批废水后,经用水方验定后,即以这同批水封存三瓶水样,甲乙双方各保留一瓶之外,另一瓶则给国家水资源管理部门,同时递交双方签字的“出水申请”。国家水资源管理部门就即派员上门取样验水,若取样水与呈送水样的水质一致,并达标,便封存两瓶样水后,准予将该批处理后的水经专门的管道输往国家专门的“工业用水库”。
这种不允许企业自行处理,而必须聘用专业的废水处理公司来处理的方式应该也推广到“废气”的处理上去,并以国家法律强行推行。这一制度的好处是强化了污染水、气的处理能力与监督;还有更大好处:让废水、气的处理成为一个独立的行业与产业,可极大促进废水、气处理的科技水平提高。
第二、每个工业用水企业都必须根据自己的用水量,建设至少两个可以轮换使用的废水池。这种废水池必须按照国家的规定以水泥浇铸而成,不得有一点渗漏。严禁将废水(无论是否经过处理)输入“城市污水处理系统”,更严禁灌入江河或地下,违者严惩不贷。
第三、以高水价压迫性地鼓励企业的用水实现自体循环再利用,尤其是用水量巨大的矿业与炼化型企业,应该以法律强行规定其实现水的“自循环再利用”。
第四、因为即使处理过的企业用水也不准许输入“城市污水处理系统”,因此国家应该规定:每一特定区域建一个专门供企业用水输进与输入的“工业用水库”及其管道系统。这一水库最好也应该用密封性好的水泥来浇铸,由于用水量巨大的企业用水处理已经迫使其自循环再利用了,所以这一用水库的体积不见得需要很大的。企业处理后的废水可输入这水库;同样,企业需要的用水也首先由这个“用水库”来提供,唯当“用水库”水量不足时,才可从江河中、或者自来水系统提水予以补充。这样,工业用水及排污处理都形成了一个“只进不出”的封闭式自循环系统,必然是最大限度地防止了生态的污染了。
糞水处理也独立成网并建成肥料生产基地:
我先说个故事吧,我曾在农村当过六年的生产队长、大队长,那时化肥很缺,且也没钱买,于是,为了增加土地肥力,提高粮食产量,我就采用了“高温堆肥”的方法:一层干熟土,上面堆了厚厚一层采集来的草、叶、桔杆,洒上糞水后再压一层干熟土;上面再如法炮制,如此几层,形成长条梯形土堆,外面拍实密封。堆内自会产生高温并发酵,过两月扒开,就可成为上好的基肥。就仅靠它,没什么化肥,同样能获得高产;最重要的是;纤维有机质使农田土质更加优化了。
这说明什么?这说明糞便、落叶与枯枝、土壤之间本身就能形成一个保持肥力的生态循环系统。而现如今农村的青壮全去城里打工了,只余老弱在照料着农田,反正耕种与收割可请机耕队来操作,至于地里剩余的桔杆,老弱是没力量制作堆肥的,因此就只好一把火烧掉,好歹草木灰也是种肥料呗!其实草木灰的肥力已经不足桔杆的百分之一了,更重要的是有机质尽毁。
当然,现在只要有钱,化肥足够用,照样能得高产,然而不几年你便会发现:要保持同样的产量,你就得逐年增加化肥用量;再过些年后你又会发现:无论再增加多少化肥,仍止不住产量逐年下降。为什么?原因是任何化肥都阻止不了土壤里有机质的逐年减少,土地因此板结,雨后泛碱,这种退行性的变化最终会让田里蒿草不长。而我国大部分农田都已进入了这种退行性变化过程中了,每当我看到这种土地,就心忧如焚,后景不堪设想啊…中国!
或许有人会说,欧美国家的农田靠化肥的时间比中国还久,为什么没出现这种情景?其实这些国家都地多人少,庄稼通常只种一季,即使一年两熟的,也定会隔一、二年休耕一季的。在休耕时,便会把桔杆铡细,翻压进土里,然后灌水沤,这样就保持了土壤中的有机质了。而中国人多地少,大多实行一年两熟制。在这样的条件下,即使把桔杆铡得再细,翻压到土中再播种下一季,那么下季的苗必出不齐,且极不耐旱。原因是没有烂掉的桔杆会造成土壤中较多空隙,不利于保墒与幼苗扎根。
糞便是极宝贵的资源,是生态循环中不可或缺的环节,然而现今无论是中国还是外国的城市住房及城市管道基建设计上,都把糞便跟其它城市污水合并一起处理了,这是极不科学的,应该加以纠正。或许有人会说,这改造的成本太大,耗不起。改造的成本是不小,但改造后的收益就更是大的不得了,你知道吗?象上海这样的城市,经管道改造后,每年产出的肥料,纵然水性肥料不计,仅固体的、可用作优质基肥的有机肥料,每年至少可产出三百万吨以上。全国各城市若都改造后,假设中国的城市化率达50%以上,那么每年产出的这种有机肥料就会不下两亿吨(我这还是往少里估计的,正常量应该是不少于三亿吨)。由此,中国至少可减少一半对化肥的依赖了,更重要的是:若每年有几亿吨这样的有机肥料能回到中国的十几亿亩农田里,不需多少年,定能逆转目前普遍存在的土地板结、盐碱化的退行性恶化过程。
减少对化肥的依赖是早晚要做的事,且不说中国土地恶化的现状已经不容我们再完全依靠化肥了,仅就化肥的前景来说,也旺盛不了几十年了,因为大家都知道,化肥的原料是石油等非再生资源,请问:它们还可供开采多少年?迟早是要改的,为什么不现在就改?中国的农田还经得起耗多久?若对改造现有城市管道难消疑虑,那么至少正待城镇化的城镇设计就再也不能重蹈覆辙了吧?哪怕是试验一下,总还是可以的吧?
具体的操作方法如下:
将糞便从现住房及城市地下污水管道中分离出来,另以专用管道传输达城市专门的糞便处理池(也可把它看成肥料加工厂)。由于糞便已经被抽水马桶里的冲刷水稀释,因此这稀释的糞水经沉淀后,上面的糞水经过滤、消毒后,只需再添加些氨水之类的化肥,便可作为水性肥料经专门的管道输往城市周边的农田,以滴灌方式作为追肥灌溉给作物。由于这样的水性肥料有限,所以输送这水性肥料的管道不用铺设很长、很广的,仅覆盖城市周边的农田就足够了。
下层的沉淀物另混合粉碎的有机物与发酵催化剂,以一定的湿度与温度让其发酵。发酵的过程中会产生可燃性气体,经压缩,可作为燃料使用。由于是工业性的催化发酵,它的发酵期不会很长,一星期左右便成,此时便可掺加少许土壤或其它如矿石性磷、钾肥料(必须高度粉碎),脱水制成颗粒并包装便成。这样制作成的有机肥,是肥效高度综合性的肥料。
那么在大城市里怎么收集所需添加的有机物呢?那太多了:如饭店里的泔脚、菜市里的烂菜皮、各种食品厂的下脚料、废木料(粉碎成木屑)、秋天的落叶及树木修整下来的枝条(也要经粉碎)、不能回收利用的废纸等,如果家庭的生活垃圾能分类则更好,总之能收集的有机物越多,那么能生产出的有机肥料就越多。
这样的有机肥料生产过程是完全可实现全自动化机械操作的。
让“城市污水”经处理后成为有肥效的灌溉用水
在一些城市化率高的发达国家里,城市生活用水量甚至已经超过了农业灌溉用水量了。所以,如果能让“城市污水”经处理后循环再利用为“农业灌溉用水”,那么缺水的难题就基本不存在了。但相对中国而言,还没那么容易,因为中国的水资源的三分之二,人口及城市的三分之二全都集中在地势最低的第三阶梯上,尤其是东南沿海,因此相对于不太缺水的第三阶梯来说,看起来搞城市污水循环再利用似乎没多大价值。
我认为未必如此,对于缺水的北方来说,城市污水循环再利用很有必要;对于中部地区来说,同样也很有价值,因为那里只要不靠近江河,同样还是缺水的;即使对于东部不在海边的城市来说,仍然很有价值,一句话:除滨海不缺水城市的污水经处理后只得放入大海之外,其它所有城市、城镇的污水即使处理后,都不得流放江河,即使有剩余而不得不放弃,也不准直接就近流放江河,而是通过“局域输水网”传送到海拔最低的输水涵管,确定不被再利用时,才可经再处理后放入大海。为什么要如此?因为城市污水里还有很大量的肥力可利用。
我们知道,现在的城市污水处理所要的有害物质主要:一是有毒重金属,二是有毒化学物质等,三是能致江河富营养化的磷与氮等。
前两种物质主要是工业废水带来的,当然城市生活污水中也会有,但还是以前者为主。现既然把“工业废水处理”分离出去独立成网了,那么对于“城市污水处理”来说,这方面的处理难度、压力与成本就会减轻不少的。
而污水中磷与氮的清除其实难度与成本不小,所以一些小的污水处理厂在这方面多没过关,致使江河富营养化。然而磷与氮对于农田来说,却是宝,是不可或缺的肥料。由此可见,如果将城市污水循环再利用为“农田灌溉用水”的话,那么对磷和氮完全可以不予清除的,这又可极大减轻了污水处理的难度与成本了,这对于小城市及城镇来说,是极为重要的。
既然需要把经处理后的城市污水循环利用地改作“农田灌溉用水”,这就需要为储存这水而寻找或建造面积不小的湖泊或水库了。这在地旷人稀的北方是不算难事,而在人多地少的中部与东部地区,是比较困难的。只好用分解的方法了。即“蓄水库”哪怕面积小一点,还是需要的,装不下的可以直接输入“局域输水网”,但这样就必须要求“局域输水网”的涵管直径必须加粗了。而事实上,越接近沿海的低海拔“局域输水网”,其涵蕴管本就应该逐渐加粗,因为从全国来说,整个局域输水网系统里的水是从高处流向低处的,流水在沿途不会完全用完的,因此势必导致低海拔处涵管里的剩水越积越多,最后不得不需要放入大海。那么这富营养的剩水放入大海是否允许呢?应该说,这些富磷与氮的水对沿海水产养殖业来说,并不是坏事,但若相关的国际法反对的话,那么只好在涵管终端设置处理池,待清理完磷和氮之后,再放入大海。
本来全国大大小小数千个污水处理厂都需要耗很大成本清除磷和氮的,所以相比之下,在最后入海之前清除已剩不多的磷和氮,那实在已是很大的赚头了。
小结
以上的人工水网体系集调水平衡以解决一些地区缺水与抗旱难题的同时,又兼有防洪功能;在降低废、污水处理成本的同时,在保证江河绝对不被污染的同时,充分实现水资源循环再利用;更重要的是充分开掘了有机肥料宝库。这样的人工可控水网体系建成并投入使用后不需要很久,可绝对保证所有江河全流域达到可作饮用水的标准。
结尾语
实际上本文的内容早在一二年前就思考成熟了,只是因为推导答出的结论太过惊人,让我反而不敢自信了,因为我毕竟不是气候、气象学方面的专家,我是个钻研社会学的学者,在探讨我国社会构造性缺陷及怎么修复的问题时,才不得不深入到气候学的逻辑构造跟现象之间关系上来的。
直到今年六月底,我国十六省暴雨成灾,这现象在印证我的推论的同时,也催促我该结束迟疑了。因为假如我的推导及结论是正确的,那么危机紧迫,留给我们应对的有利时间不多了。我能肯定,我这推导与结论定会遭到许多专家的非议的,但相比国家、民族乃至人类命运来说,个人的毁誉又算得了什么呢?不管人们接不接受,我尽心了,将来良心上不会自责了。
其实,即使我的关于气候学的推导与结论不被人们所认可,但我自信我的“调水治沙方案”与“可控人工水网体系”是科学的、可行的。但在此我必须指出:为了治理我国沙漠、为了解决我国的水资源问题,许许多多热情的良心学者都无偿地在网上向社会贡献出自己的智慧与策划。虽然我批评了“大西线工程方案”,但我欣赏并吸收了其中郭开先生最早方案中的“柴达木盆地线路”,我也吸收了张世禧老先生隧道方案中部分思想精华,此外,在我的人工水网系统中,也结合进了目前国家正在实施的“南水北调工程”的东段与西段的成果。所以,如果我的方案能被接受,那不是我一个人的功劳,而是许多热情爱国知识份子共同的智慧结晶!这一结晶都是为了中华民族的崛起!
本文从7月5号开始写起,历时35天,写了这五万余字,而这35天恰又是我国经历了史无前例的酷暑,而从未有过的连续高温更是激励我强烈的责任感,赶快写完并公诸于世,因为“高温酷暑”与“干旱”及“暴雨与洪水”正是本文推导的各种灾难的表现的一部分。
希望读者们热情参与讨论并批评、指教,在此我先谢过了!
沈德松