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Lop Lake羅布泊

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2011年6月11日 星期六

Lop Lake羅布泊


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神秘的死亡之湖-羅布泊,曾經是一個人口眾多,頗具規模的古代樓蘭王國。羅布泊其實是匯入多水湖之意,為內陸最大的鹹水湖。大自然曾造就了5400平方公里(相當於5個香港)湖面,在最近的百年間,湖水已乾涸見底,如今,展現給我們的是一片荒蕪的景象:湖泊乾涸、河水斷流、古堡滄桑,生命彷彿在這裡嘎然停止 。1972年7月,美國宇航局發射的地球資源衛星拍攝的羅布泊的照片上,羅布泊竟酷似人的一只耳朵,不但有耳輪、耳孔,甚至還有耳垂。對于這只地球之耳是如何形成的?

引渤入疆 生態作用探析








  中國雖是世界人口和國土大國,卻是最缺水的國家,人均佔有水資源量只相當世界人均水準的四分之一,名列第110位。一方面,國民經濟的高速發展,導致現有地表水、地下水入不敷出,出現了嚴重的透支;另一方面「中華水塔」蓄水總量日益衰竭。據悉,近幾十年來,青藏高原周邊冰川面積減小10%以上,高原腹地冰川面積減小近5%,姑且不計全球氣候加速變暖,預計2050年、2090年,還將分別減至目前面積的72%、50%。尤其是地鄰沙漠的祁連山、天山山脈,2平方公里左右的小冰川,將在2050年前基本消亡。顯然,要打破嚴重制約中國21世紀經濟發展的水資源瓶頸,就必須把目光投向大海!






文: 西安交通大學社會工程研究所 霍有光






  筆者首倡「引渤入疆」方案,由於地處「陰山(內蒙)—北山(甘肅)—天山(新疆)山脈」之南,又稱「內線調水」方案。其要旨是:從天津附近的渤海口取水,通過管道分級提升到海拔1,280餘米(1噸水,每升高200米,需1度電;升高1,400米,耗電7度),登上中國第二個地理台階,進入黃旗海(海拔1,264~1,266米),形成2,000平方公里的湖泊。然後,修建管道或防滲管道,採用若干小提揚(10~20米)工程+長距離自流的辦法,穿越庫布齊沙漠—烏蘭布和沙漠—巴丹吉林沙漠—河西走廊戈壁,至玉門鎮北的疏勒河(海拔約1,300米),主幹調水線路全長約1,900公里。






  之後,利用疏勒河「自東向西流的」天然河道(大約550公里),不用開挖、襯砌,自流進入塔里木盆地的羅布泊。羅布泊(海拔780米)至艾丁湖(海拔155米)的直線距離僅180公里,可獲得930餘米的落差,用來發電,意味能夠補償渤海西調工程所耗費的部分電能。整個調水線路始終與東西走向的山脈平行(沒有隧道或穿插工程),施工地形非常平坦,並且不是傳統的草原或農耕區。






最缺水國家 目光向大海






  引渤入疆、恢復羅布泊的目的:一、以海水作為生態水填充沙漠中乾涸的鹽湖,大面積地鎮壓沙塵源,遏制沙塵暴;二、利用沙漠豐富的太陽能,將海水蒸發為水汽,增加露水與降雨(轉化為淡水),濕潤北方氣候;三、發展海水養殖業與海水種植業(嗜鹽作物);四、營造多梯級的人造海,逐級濃縮鹽類資源,發展鹽化產業;五、依託人造海獲取淡水(如冬季採冰),發展採礦產業、熱電產業、海水淡化產業(利用發電廠餘熱)、煤化產業、風電產業;六、鹽只有達到飽和濃度時才能夠結晶,調水沿途不會出現所謂的污染問題,即便結晶,也只能沉積到鹽湖裏,這數十億噸鹽類資源,不過是增加了羅布泊的鹽礦儲量而已,可留給子孫後代發展鹽化產業。






  俯瞰塔里木盆地(塔克拉瑪干沙漠位於中部),北為天山,西為帕米爾高原,南為昆侖山,東為羅布泊窪地(是盆地的匯水中心),面積達37萬平方公里。氣候極端乾旱,年均降水量僅10~60毫米。第三紀時期,塔里木盆地原本是一個統一的大湖,之後逐漸發生乾涸。據陳宗器(1935)《羅布淖爾與羅布荒原》記載,夏季時羅布泊湖水的深度是85~11厘米,魚在水中游泳頗不自由,極易被人捕捉與擊斃。捕得大魚4尾,長90~110厘米,高14~16厘米。羅布泊水面1942年大約為3,000平方公里,1962年為660平方公里,1972年消失。






  筆者通過類比新疆艾比湖蓄水—補水情況後測算,維持深約2米的湖泊,若每年調水150億噸或300億噸,那麼理論上分別可形成0.9萬平方公里(自第二年起,每年蒸發75億,工農業用水75億)、1.8萬平方公里(自第二年起,每年蒸發150億,工農業用水150億)的水面。羅布泊北岸和東岸普遍發育三級湖積台地,高度分別為820~810米、789米、785~783米,面積分別為55,000平方公里、20,000平方公里和9,250平方公里。因此,可以利用三級湖積台地以及艾丁湖,至少可建立四級串珠狀的人造海。






天山聚氣流 成降雨中心






  由氣象資料可知,羅布泊地區以東北風和西北風為主。新疆的降水主要由西風氣流攜帶的水汽形成,氣候不受季風系統的直接影響。從新疆降雨的空間分布來看,天山山區(海拔大於或等於1,500米)面雨量最大,約佔全疆面雨量的40.4%,年平均降水量為409毫米,是新疆地表徑流形成的主要源區。南疆地區最少約為25.3%,年平均降水量僅有66毫米。進入新疆的北方冷空氣和西方、西南方的暖濕氣流,長驅直入,由於必遇天山山脈的屏障與抬升作用,故天山成為新疆的降雨中心。






  由此可見,羅布泊具有獨特的天時與地利。由於它深深嵌入亞洲腹地,海洋水汽難以抵達,東緣至少低於河西走廊(孔道)500米以上,北緣是高聳的天山山脈(以及走廊北山),南緣是巍巍的阿爾金山脈(以及祁連山)與昆侖山脈,盆地浩瀚而平坦,許多山峰高出被圍限的盆地3,000~4,000米,甚至5,000~6,000米。






  這種沙漠低、周邊高的「兩山夾一盆」的地貌景觀,使得恢復羅布泊後的氣象、生態作用,至少有四點:






  一、由蒸發作用直接形成降雨。2010年11月8日《新疆晨報》就講了一則實例。報道中說:「(羅布泊科考隊隊長)夏訓誠則認為,羅布泊地區非常乾旱,極少下雨。而前段時間連下兩場雨,可能與羅布泊鉀鹽基地近年來開出的180km2的鹽池水面有關。『這麼大的水面可能改變了這個區域的小氣候,在局地增加了降水。』」又據前蘇聯的研究成果,大約五分之二的蒸發水汽可直接變成雨水回落到當地(沙漠)。假如自調水的第二年起,蒸發與工農業用水各佔調水量的一半,那麼一部分(五分之二)蒸發的淡水資源,勢必回落到當地,對沖了羅布泊蒸發的部分水量(損耗);而另一部分(五分之三)蒸發的水汽資源,將有助於直接提高當地的空氣濕度,改善羅布泊周邊沙漠的生態環境。這就意味,只要堅持源源不斷的調水,沙漠人造海(羅布泊)不僅可以維持並保持穩定,而且面積還有望逐年增加。






恢復羅布泊 利人工增雨






  二、周邊山脈將發揮水塔作用。羅布泊蒸發的水汽,或向北吹往240公里外的天山山脈,或向南吹往120公里外的阿爾金山脈與昆侖山脈。當濕熱的水汽被山體屏障並抬升時:(一)形成低雲,雲底高度一般在2,500米以下,由水滴、過冷水滴、冰晶混合組成。大部分低雲都可能產生降水,雨層雲常有連續性降水,積雨雲多有陣性降水,有時降水量很大。(二)形成中雲,雲底高度通常在2,500~5,000米之間,多由水滴、過冷水滴、冰晶或它們的混合物組成,常產生降水。(三)若與西風氣流攜帶的水汽相匯合,逐漸遇冷凝結,將形成更大量級的雨雪或洪水。面向沙漠一側的分水嶺,能將部分雨雪或洪水輸入塔里木盆地及其尾閭。



  三、由蒸發作用形成露水。凝結水以露水和水汽吸附為主,露水能以毛細水形式保存於土壤中,可被植物根系吸收利用。據有關資料,羅布泊地區每年凝結水的數量,要大於當地的降雨量;夏、秋、冬季的凝結水的日均生成量,均大於日均降水量。如果以羅布泊空氣相對濕度最低的7月份(20%~30%)為下限,那麼當羅布泊恢復水體後,每年經常性的空氣相對濕度,就有可能提高到30%以上,不僅會增大露水的日均生成量,而且還有利於實施人工增水作業。譬如,阿聯酋阿布達比的科學家在2010年夏季的122天時間段內,在沙漠濕度達到30%的條件下,成功實現了52場人工降雨。顯然,羅布泊恢復水面後,不僅有利於增加當地空氣的相對濕度與土壤的露水,而且有利於今後開展人工增雨作業。



沙漠人造海 遏制沙塵暴



  四、減弱或遏制沙塵暴,產生「去鹽鹼化作用」。1999年筆者就提出了沙漠人造海的「去鹽鹼化作用」模型:即在水源有一定保證的前提下,鹽水結晶將周期性地重覆「鹽類礦物質溶解—在水重力作用下垂直下滲-水分蒸發與鹽類深部重結晶」過程。鹽類反覆溶解~反覆結晶,使鹽水含鹽量愈向下就愈濃,由鹽水中自析的結晶物不斷向下遷移並填補更下部的沙間空隙。結晶物(顆粒較大)受上層沙粒壓制無法向上移動,而沙粒中的水分則可伴隨蒸發作用、沿着沙間空隙向上運移。最後,在沙漠下層可形成巨厚的鹽類沉積礦藏。同理,如果沙漠人造海能夠使沙漠降雨量增加,也將有助於沙漠湖泊周邊鹽漬化沙地逐漸發生「去鹽鹼化作用」,植被逐漸生髮,生態環境必將向良性方向轉化。需要指出的是,這一現象已被塔克拉瑪干沙漠腹地人工綠地的實驗專案所證實。






  渤海深深嵌入中國北方大陸540多公里,是大自然賜予中國的地利之源,有取之不盡的水資源。與國內其他跨流域調水方案不一樣,西調渤海水不會改變中國陸地上任何一個地區原有水資源的數量,調水不會顧此而失彼,反而可為綠化西北沙漠、再造山川秀美的生態環境、遏止沙塵暴服務,為21世紀大力發展沙產業打下堅實的基礎。

轉載自成報:

http://www.singpao.com/NewsArticle.aspx?NewsID=174542&Lang=tc

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