全国性农田水利综合治理
廖仁平
前言
地理因素等决定了中国东西南北发展很不平衡。农田水利角度看,中国西北因缺水农业不发达所以人口少工商业落后;中国东南部因水资源相对丰富成了中国主要农业区所以人口多工商业发达(东南部43%的国土面积上人口为全国的94.3%,西北部57%国土面积约上的人口只有全国的5.7%)…破解此局的方法之一是加强水利建设用各种方法大量从东南部向西北部调水,同时配套大量农田置换并移民。
一、5个子系统简介
本文介绍的全国性农田水利综合建设系统主要由以下5个子系统工程协同完成。相对传统一般调水方案,此方案主要措施是通过山区蓄水绿化水汽和海岸边海水汽化水汽等的调配形成更多内部降雨完成大量调水目标。
1、 山区拦洪蓄水绿化
2、 海岸海水喷雾蒸发定向增汽
3、 季风水汽天河带内部人工降雨
4、 跨区置换农地及人口迁移
5、 其它输水净水等配套工程
1、 山区拦洪蓄水绿化:中国年均入海水量约16000亿方,其中约10000亿方是4~9月汛期由中国东南部山区各支流小河流出;在其各小河流域集水条件较好且易发山洪的山谷地带,逐级筑坝建设数百万小微水库或塘坝拦蓄山洪,在现有水库库容基础上(目前我国有大中型水库4700座,小型水库9.4万多座,总库容8983亿立方米)再年增加拦蓄降雨5000亿方,就地绿化蒸发蒸腾之(此5000亿方新增库容各类塘坝或小微水库,主要功能是防洪抗旱生态绿化,建造标准不用太高,有发电条件的也可附建小水电项目…),增加植被覆盖率同时其所生成的水汽将随季风水汽一同形成天河水汽带…
2、 海岸海水喷雾蒸发定向增汽:东南季风时(4月~9月)在中国海岸线上选址主要利用风能直接在空气中喷雾海水自然蒸发得到水汽10000亿吨(主要利用空气湿度不饱性直接在空气中喷雾海水自然蒸发成水汽,此法成汽耗能少效率高;根据中国海岸线近海风力资源及喷雾雾化效率等估算,全国海岸线近海20万平方公里内年增水汽量理论值可达十万亿吨以上,因华北相对最缺水所以宜在渤海湾及东海黄海海岸处选址),此水汽将随东南季风向中国西北方向飘移,并与季风水汽协同形成部分内部降雨滋养中国国土…
3、 季风水汽天河带内部人工降雨:风云卫星系统实时探测季风天河带内水汽数据,酌情定点人工降雨…
4、 跨区置换农地及人口迁移:天河工程逐年大量调水到西北后,年复一年良性循环的结果是中国绿化地带逐渐向西北部移动,800mm等降雨线也将同步向西北方向推进;中国东南部山区大量拦蓄山洪用地及就地绿化退耕还绿之地可由中国西北部大量平地或草地等新建良田超额补足,人口逐年大量迁往西北平衡中国人口分布…
5、 其它输水净水等配套工程:西北水多后,中国人口大量迁往西北,中国西北部城镇建设等将同步增加,相关输水净水等工程配套完善…
二、效益估计
1、 在现水库总库容(8983亿方)基础上,山区小流域各级支流每年增加拦蓄5000亿方降雨,可以基本消除各大江河干流洪涝灾害(但不影响干流水运及水库功能)。5000亿方水就地绿化可增加碳水化合物质10亿吨左右(一般野生植物的蒸腾系数是125~1000,大部分作物的蒸腾系数是100~500,此以蒸腾系数500进行粗略估计),同时形成5000亿吨内部水汽(此称绿化水汽)。
2、年新增15000亿吨水汽(5000亿吨新增绿化水汽和10000亿吨海水喷雾水汽)估计可年增加内部降雨5000亿吨左右(中国境内水汽平均成雨率约41%左右,东南区高西北区低,此以33%成雨率估计之 ),配合人工降雨技术这些内部降雨可以较高效地定向定点调配使用。5000亿吨新增量降雨又可增产10亿吨碳水化合物…
3、每年10000亿吨海水汽化可得副产品海盐300亿吨左右。其中的NaCL可能过剩而不值钱,但海水中含Ca--
4、水资源充足后,西北部可增量建设至少10亿亩左右高产良田(价值达数百万亿),可承载5亿人口移民,中国的农田分布及人口分布将更平衡。
5、总计约20亿吨增量碳水化合物净产出,可增加植被覆盖率保障中国粮食安全,还可为碳中和战略做出较大贡献。
三、投资成本及工期估计
1、山区小微水库或塘坝建设成本:混凝土小微水库单体投资绝对额度虽不多但每方库容的相对成本一般高达数十元(2021年湖北十堰红石岩沟拟建小水库,总库容374.6万方,总投资29831.66万元,每方库容成本约80元;2018年甘肃平凉市庄浪梁河、华亭后河、灵台邓家川、崆峒白杨林4座小型水库总投资4.73亿元,建成后总库容水量为751.4万立方米,每方库容平均成本约62元)。乡村土石塘坝建设成本相对比较低,每方库容建设平均成本一般在10元以下(若充分利用山区山谷山体爆破堰塞筑坝,综合平均成本可控制在每方库容10元以下)。全国山区各小河流域5000亿方总库容的小微水库或塘坝建设成本首次投资约5万亿元人民币,后续维护费用主要由使用者支付。此工程边建边用逐步扩大规模,十年内完成。
2、海岸线海水喷发系统投资成本:据《超级公益工程狂想之风力抽喷海水成雨》相关分析结果推算,年喷雾汽化海水10000亿吨20年总投资不会超过2万亿元人民币。此工程边建边用逐步扩大规模,十年内完成。
3、西北部10亿亩高产良田建设成本:此粗略估计每亩投入1万元,总计约10万亿元人民币。此工程边建边用逐步扩大规模,二十年内完成。
4、移民安置成本投入:这可能是最大投入,平均移民1人按20万元人民币计,5亿移民安置费约100万亿人民币。移民工程与农田建设工程等协同进行,此工程全部完成工期以二十年期估算。
5、其它辅助配套性投入:…这些工程全部完成工期以二十年期估算。
四、相关实施具体措施
1、塘坝蓄洪与借云调水----天河版“南水北调”工程
2、递进式借云空中调水
3、超级公益工程狂想之风力抽喷海水成雨
此3篇博文抛砖引玉地探讨了本项目相关塘坝蓄洪绿化、海水汽化及制盐、天河水汽调水等内容(其中的一些数据估算较粗略);本项目的完善及细化仍有许多工作要做,期望有心人能接力完成此类工作。
五、结语
中国改革开放四十多年,成功摸索出“混合经济”有效模式并总计积累公共资产约1300万亿元;当下中国正开启“双循环”经济新里程,相关基础设施建设投入前景可期,若顺势开展大规模全国性农田水利综合治理,从东南部向西北部大量调水,同时配套大量农田置换并移民,此举必将大大促进中国各地的平衡发展。
2021年10月27日