塘坝蓄洪与借云调水

----天河版“南水北调”工程

 

廖仁平

 

1 前言

山区兴建水库或水塘拦蓄雨水防洪滞洪技术已经比较成熟，但因其传统性和区域性局限，目前尚没有出现山区大量塘坝蓄洪与借云远距离空中协同调水方案，本博文对此进行思考，以分布广泛数量众多的简易山区塘坝为主大量拦蓄降雨，结合东南季风输送水汽增量“内部水汽降雨”原理实现借云低价地大量地远距离空中调水目的，并对比传统版“南水北调”工程和王光谦版“天河工程”进行简要分析，希望对形成科学实用性天河版“南水北调”工程有启发。

 

2 中国大陆汛期增量拦蓄雨水的方法和数量分析

中国大陆汛期4～9月（6～7月最盛），降雨约占全年降雨75%，此时期也是洪涝灾害最严重的时期，此时期的洪涝灾害重要原因之一是山区的水没能及时足量拦蓄而流出形成山洪，这些山洪不仅直接造成原住地洪涝灾害，还通过各大江河支流汇合形成流域洪水灾害而白白地流入大海。

中国现有各类大、中、小型水库的总蓄水量不足4000亿方。通过水库扩容或在适当地方新建大、中、小型水库可以扩大拦蓄总水量，但水库扩容与新建水库约束因素较多，扩容水库受当地降雨量本身约束，若降雨不足，即使扩容了也无水可蓄；新建水库受选址等约束且建设周期一般较长建设成本也较高。

中国山地面积大，沟壑分布极广，极方便库容量小于10万方的各类塘坝建设，若政策鼓励广大山民们以村为单位或以家庭为单位自建自用这些塘坝，则可能短期内在全国各山区中建造数千万塘坝并在汛期拦蓄大量山区降水。

中国大陆年入海水量约为16000亿方，估计其中的16000亿方*75%=12000亿方就是在4～9月汛期内流入大海的，此时期若能在山区千万沟壑中增量性地（原有山区各类水库水塘要继续维护）大量兴建各类简易山塘塘坝（塘坝库容小于10万方，普通土石堤坝）及时地增量性地再拦蓄5000亿方地表径流水，则可大大缓解江河洪水灾害且并不影响各大江大河中下游的正常通航和供水等功能（此时期仍有7000亿方水入海，比枯水期的4000亿方入海水量多出近一倍）。

也就是说，中国大陆4～9月汛期，可增量性地在原水库拦蓄雨水基础上大量兴建山塘塘坝再拦蓄5000亿方雨水。

 

3 简易塘坝建设及管理

塘坝是在山区或丘陵地区修筑的一种小型蓄水工程,拦截和贮存当地地表径流的蓄水量不足10万方的蓄水设施。用来积聚附近的雨水﹑泉水﹑以灌溉农田。可以以村为单位集体规划建设使用，也可充分发挥山民积极性以家庭为单位自建自用。在山区选择适当沟壑地貌简单地就地挖取普通土石筑坝加水闸即成，不必高标准防渗，只要能及时阻止山洪快速流出即可，这些塘坝一定程度的自然渗漏反而有利于改善当地地下水生态利于其周边地区植物生长。

塘坝建设成本取决于沟壑地形地貌，以及其它综合因素如沟壑原住民搬迁安置等，但可以优选居民稀少的地方建设，估计建设成本很低，一般村集体甚至山民家庭皆有财力因地制宜进行建设…为了鼓励山民们积极投入建设管理，要适当地给予其产权保护及生态补偿补贴，如确认产权进行养殖，并免费进行技术咨询和一些基础性维护服务等…

单个塘坝拦蓄水量有限（小于10万方），但可以数量取胜，好比蚂蚁啃骨头，全国各地因地制宜建设数以千万计的塘坝，总计则可能拦蓄数万亿方山区降雨。

 

4 5000亿方水汽成雨量粗略估计

山区各类简易塘坝只要数量足够多，完全可以及时拦蓄总量为5000亿方的降雨，这些增量拦蓄的降雨水量宜就近及时地边蓄边用于农林绿化等，通过蒸腾蒸发作用将其汽化成水汽，这些水汽会随着东南季风（5月～8月共约4个月是中国大陆东南季风季）继续向中国大陆西北方向飘移并逐级形成“内部水汽降雨”，从而达到借云空中远距离调水目的。此5000亿方水汽将为中国大陆西北部增量至少1000亿方“内部水汽降雨”降雨量（保守地以此水汽的成雨率20%估算，中国大陆水汽总体成雨率为40%，东南方成雨率高，西北部成雨率低），另4000亿方水汽会继续飘移出国境增量西亚和外蒙古等地降雨，这些降雨会增加当地水汽含量和植被量…当西北季风起时，由这些地方吹回中国大陆的水汽形成的雨雪量会有所增加（增加多少不好估计）…

 

5 南水北调工程简介

自1954年10月30日毛泽东主席提出 "南方水多，北方水少，如有可能，借点水来也是可以的"设想以来，在党中央、国务院的领导和关怀下，广大科技工作者做了大量的野外勘查和测量，在分析比较50多种方案的基础上，形成了南水北调东线、中线和西线调水的基本方案，并获得了一大批富有价值的成果…南水北调工程主要解决我国北方地区，尤其是黄淮海流域的水资源短缺问题，规划区人口4.38亿人…南水北调工程规划最终调水规模448亿立方米，其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米，建设时间约需40-50年。建成后将解决700多万人长期饮用高氟水和苦咸水的问题…南水北调成本已经高于现有的海水淡化成本，目前最低的海水淡化成本约为3元，南水北调目前成本约为10元，另有报道称已经达到18元…（南水北调_360百科）

 

6 王光谦版“天河工程”简介

天河工程是指基于大气空间的跨区域调水模式。以青海大学校长王光谦发起的“天河工程”于2016年9月9日至11日论证启动会暨第一次专家组会议在青海省西宁市举行，“天河工程”项目旨在科学分析大气中存在的水汽分布与输送格局，进而采取人工干预手法，实现不同地域间大气、地表水资源再分配…根据规划，“十三五”期间，“天河工程”有望每年在青藏高原的三江源、祁连山、柴达木地区分别增加降水25亿、2亿和1.2亿立方米，中远期有望实现每年跨区域调水50亿立方米，大约相当于350个西湖的蓄水量…青海大学校长王光谦称，在大气边界层到对流层范围内存在稳定有序的水汽输送通道，可将其称为“天河”。科学家建议用飞机和火箭在空中播撒化学物质来催雨…必须承认，许多中国专家对这一建议持相当怀疑的态度。他们指出，此工程花费巨大，其可靠性缺乏实验数据的支持。…（天河工程_360百科）

 

7 塘坝蓄洪借云调水与传统“南水北调”工程和王光谦版“天河工程”对比分析

相对于国家工程的传统版“南水北调”工程及2016年度王光谦版“天河工程”工程而言，“塘坝蓄洪借云调水”的特征是：（1）简单易行，调水量大，建设周期短，建设难度低，综合成本低；（2）可大大降低汛期各地山洪暴发概率，缓解江河流域洪涝灾害，且不影响其正常通航供水等；（3）王光谦版“天河工程”工程是三江源等处存量水的再分配，量少（最多才50亿方）且科学性存疑，而塘坝蓄洪借云调水实施简单廉价且所调水量至少可达1000亿方；（4）相对地面传统版“南水北调”工程，塘坝蓄洪借云调水不足之处是调水精确性差些，传统版南水北调之水可人为控制它的精确去向，而本法顺其自然地大面积先蓄洪水再蒸发蒸腾后通过东南季风借云空中先调水汽，水汽形成“内部水汽降雨”而达到间接调水的目的，显然，本法无法人为控制所调雨水的精确去向。

 

8 借云调水看图说话

8.1 地球水汽循环

 

    地球水汽循环主要由其自转及与太阳照射等相关，但人为局部活动或工程措施仍可扰动这种大循环，这种扰动亦可成为整个循环系统的一部分，只要持续保持这种扰动，则系统会适应之形成新的系统状态。如在局部地方多喷雾蒸发海水淡水或绿化蒸腾形成大量水汽资源，利用季风借云空中长距离输送其到人类需要的地方，是人类适应自然改造自然的方式之一。

8.2 山洪

 

山中降雨没能及时足量拦蓄，流出山口汇洪成灾，可惜可悲！可惜的是宝贵的水资源白白流失，可悲的是洪灾破坏。

8.3 分布广泛的中国沟壑地貌

  

  

  

  

中国地貌多山，千万沟壑分布极广，是简易塘坝建造的有利条件，可廉价建成数千万塘坝。

8.4 山中湖泊和塘坝

  

  

   

山中各类天然湖泊由山地地壳运动等自然力形成积水结构而成，若此积水结构被破坏如出现缺口或地下裂隙等，则湖泊之水将流失，只剩下沟壑结构。反之，若人工工程将中国大陆千万沟壑改造成可储水的结构（或滞水结构），则形成千千万万人工湖泊或塘坝，可以大量储存或滞留降雨。 

8.5 中国降雨及东南季风

 

中国降雨主要分布在4～9月汛期，与东南季风期（5～8月）重合，东南区降雨多，西北区降雨少，东南季风将东南区暖湿水汽吹入西北部是西北部夏季降雨的主要水汽源。

 

9 结语

综上所述，塘坝蓄洪借云调水堪称天河版“南水北调”工程，它以广泛分布于中国山区的数千万塘坝增量性拦蓄5000亿方降雨，既可增加当地农林绿化等用水量又可大概率降低汛期内东南部多雨区山洪灾害，还能廉价高效地通过借云远距离空中调水1000亿方滋养中国西部地区。

 

2018年7月27日