摘要:用工程设施和启用土壤水库,对地域内的七种原水中的气态水、雨水、雨水被蒸发、径流、渗漏等五种宏观流失水量,实施聚集集中、就地拦堵、引流入渗、超越土壤含水率频变层下贮存,增大地域内原水的存留量、延长存留时段。这是“用地域内的水治理地域内缺水时的水危机;用地域内的治水设施治理地域内、外多水时的洪灾水患之水难题”的原水利用思路、战略、策略、设施、技术新模式,从而解决了水利设施都占用土地的问题。
古今中外所有水利设施,没有-项是不占用土地的。从提取地下水的水井,到拦堵雨水的鱼鳞坑;从贮存水的大、小水窖、水塘,到大、小水库和湖泊江河等等,或少或多都要占用土地。随着人们兴修水利设施的增多,水利设施占用土地的问题不仅越来越突出,而且越来越占需要用良田耕地了。
所有的水利设施之所以会占用土地,主要是将水害化为水利的治理思路、战略、策略、技术和设施,一直还沿袭着传统的治理理论和方法,走的是“域外治理为主、域内治理为辅”的治理模式。水的问题是水多、水少问题;是地域内的水多、水少问题。地域内的水多、水少主要是地域内的耕地的水多、水少问题。水少则干旱,水多则水患。
地域内水的存留规律,是个受诸多因素影响、制约的,动态无规律可循的变量,与直接需水规律不同步。人为治理不同步的思路、设施,只能在局部的小范围内起到丁点的改变。治理结果又受多种自然大尺度的环境因素变幻制约,使改变不同步的力度、效果甚微。最终仍是绝大多数耕地长时段大面积缺水干旱,短时段小面积多水水土流失。因而使水成为极难快速、持久性根治的世界性难题。
古人治水,主要是以治水患为主,采用以堵为主。堵,就是域外治理为主:用地域内的拦堵水的设施,应急、防范性治理地域外雨水的最大变幅、变量聚集后的动态变量。人为的在地域内用远远小于地域外雨水聚集后的最大变幅、变量的容器,去拦堵地域外雨水聚集后的最大变幅、变量,结果是屡治屡冲屡败。大禹认识到人们不可能把拦堵水的设施,做得大于地域外雨水聚集后的最大变幅、变量的体积,用这样小小的拦堵水设施,是永远也对付不了水的变幅、变量的,才用“疏”导的思路,发明了“改堵为疏、堵疏”结合治水之法。疏通能消除地域外最大的变幅、变量的雨水聚集后水量的聚集,形不成水的能量与治水容器的对抗。这就使地域外雨水的最大变幅、变量在聚集、集中之前,消除水量聚集,分散水的能量对抗而屡治屡顺。大禹“改堵为疏”,虽一字之差,却改写了治水历史名垂青史。但大禹的的治理思路和设施,并没有解决治水设施容积,小于水的最大变幅、变量。
今人治水,不但要治水患,还要治干旱、利用能源。水治理的目地、用途增加了,但水的大循环规律却没有多大改变,因而显得水源、水量严重危机。为改变水危机困境,人们自觉不自觉的又回到大禹之前以堵为主的治理老路上:在流域的上游大搞小流域治理,建鱼鳞坑、小水窖、於地坝、坡改梯、退耕还林等,把径流水和洪水拦堵在了源头;在流域的中游大建拦河大坝,把径流水和洪水拦堵在河道之中,引流灌溉到耕地之内;在流域的下游建堤防,逼径流水和洪水入海......。这些“堵” 法治水,只不过是把古人堵水之法由在一个点堵,变为多个点堵,把原本应该流入江河湖泊的径流水和洪水,堵在了上、中游。堵到的水大量的被水面蒸发和耕地地表到流失空中、渗入到地下,变成无效水流失了。这些看似有理却无道的堵法治水模式,因仍沿袭古人“域外治理为主、域内治理为辅”的治水思路、战略、策略、技术和设施,用远远小于降水的最大变幅、变量的治水设施,应急、防范性治理着水的最大变幅、变量的水多,用远远小于地域外作物全生育期直接需水量的引水设施,和分流流失水量太大的用水设施,治理着水的缺,使得原本就危机的水越治理危机越严重,甚至令人谈水色变、引发战争、成为世界上最难快速、持久性根治的难题。
水的“域外治理为主、域内治理为辅”治理思路、战略、策略、技术和设施,多受自然因素、社会因素、经济因素、人为因素等等制约,在地域内长时段的缺水时,都没有能增大多少地域内的水在地域内的存留量、延长存留时段。对年降水和各次、各类降水被利用量的增大、利用时段的延长,仅局限在百分之几、十几、甚至几十,不能成倍、成几倍增大。在治理干旱时,缺少水源、缺少水量、缺少补充水的设施、缺少补充水的时机、缺少补充水的时段等等;在治理降水流失、水土流失时,只能局限于对地域内日降水二、三十毫米以下的弱降水量形成的径流流失水量,做点部分拦堵,对日降水三十至二百毫米的强降水、特强降水的径流流失水量,几乎无法、无从、无力治理。这些对降水的再分配研究、利用,存在着集蓄、贮存、利用的滞后性;利用与贮存的脱节性;治理设施小小于水的变幅、变量性;存在着治理思路、战略、策略和设施的失当性等,对改变地域内水的来量、流向、流失、贮存、利用等等的动态变幅、变量,与地域内用水大户农作物对水的需求规律不同步性的作用微乎甚微。加之地域内水补充的时空无规律可循性、补充水量的多变性,使地域内原本就有大于直接需求水量数倍的年降水量,因流失量达70%以上而显得十分缺乏,利用率甚低。治理结果在水缺时只能 “按需定供”的解决地域内作物全生育的部分需水时段的部分直接需水量,不能“按供定需”的解决最大直接需水量;在多水时只能治理地域外多水时段流入地域内的部分多水量,不能治理流入地域内的全部多水量。
“域外治理为主”主要是以地域外的雨水被其地域内的蒸发、渗漏等从宏观上流失之后的水为水源、水量,再以另一地域内的治水设施来治理其他地域内、外多水的。地域内的各次、各类降水,先在地表、地表下土壤含水率频变层间流失5--10㎜后,才能自然存留到地域内地下的作物根系直接需水地层间贮存,供作物根系直接利用和补充地下水。能向地域外提供水量的,是在地域内获得日降水量超过二、三十㎜时产生的径流水量,这种降水量在地域内的年降水次数中占比例甚少。
各次、各类降水流失的水量,约占年降水量的70%以上。年降水流失量受流失规律影响。年降水的次数越多、次降水的水量越大、次降水的強度越大,降水的多流失量越大。“域外治理为主”是对异地域的降水量流失后,才对自然存留到地域内的水量和流失到地域外的水量施行利用的减量治理。对各次降水的先期流失的(无效降水)水量、对自然降水强度、次降水量、次降水间隔时日等等,无从治理、也无法治理,任其流失。
直观上看,用“域外的水能治理域内的水少;用域内的治理设施是能治理域外的水多”,但现状是域外无水,怎能治理域内的少?域内的治理设施远远小于域外水的变幅、变量,又怎能治理域外的水多? “域外治理为主”的治水主要难题,是该堵的未能堵住,该疏的未能疏开。治水设施仅在地表-个层面上拦堵,还都占用着土地。
水治理成败的关键,是治理水的思路、战略、策略、技朮和设施能否改变水在地域内的自然运动、存留规律。
水治理成败的关键,是治理水的思路、战略、策略、技朮和设施能否改变水在地域内的自然运动、存留规律。
“域内治理为主”的治水思路、战略、策略、技术、设施和模式,是在总结前人治水经验教训的基础上,遵循自然规律、顺应经济运行规律、驾驭市场经济需求规律,跳出经典的治水、节水、节水农业、旱作节水农业的研究理论,从治水、节水、节水农业、旱作节水农业等治理思路、战略、策略、设施上;从技术、制度;技术和制度的结合上创新,找到的“用地域内的水,治理地域内水缺时的水危机;用地域内的治水设施,治理地域内多水时的水难题”的真正管用的水治理模式。本治水模式从利用水的自然规律、现代科学技术和社会制度上,改变地域内的水在地域内的地表、地下各地层间的自然存留规律,从改变水的存留规律上减少流失量,增大存留量,延长存留时段,增大水被作物的利用量,提高水被用水大户-作物的利用率。
在空中、地表、地下多个层面拦堵汽态水、自然降水、降水被蒸发、径流、渗漏等流失的水。在空中和地表,用人工增雨作业的方法,拦堵空中的形不成自然降水的气态水,增大地域内的年降水总量以开源;在地表,用改变地表物理形态的方法,把拦堵水的设施,做得大于雨水在地域内的最大变幅、变量。用聚集、集中,拦堵各类、各次降水量被自然流失到空中、流失到地域外水量的方法,减少降水的宏观流失量,使贮存水设施有水的来源、来量;在地下启用土壤水库,先把治理得到的大于作物根系直接需水量几倍的水量,放在土壤含水率频变层下贮存,既给作物根系直接利用,又减少水在贮存、利用过程的蒸发流失。后把治理的水量放在作物根系直接需水地层间贮存,延长存留、利用时段,再把治理的部分水量,放在作物根系直接需水地层间的“防渗、贮存、溢流设施”中贮存延长存留时段,让作物根系直接需水地层间在无水补充时也有足量水用,还防渍害。年降水量被作物直接利用的水“量”、时段,能增大到自然状态下的5倍以上。改变水的存留规律与作物生长需水规律不同步。从增大水被作物的利用量上提高地域内年降水的利用率。
水的“域内治理为主” 的各类治水设施,不仅都不永久性占用土地,还能快速治理300mm以上年降水地域内耕地干旱、根治域内200mm以下日降水量的水流失、水土流失,能减小地域外水患的危害幅度,降低地域外水患发生的概率,实现了革命性突破,从诸多方面改写古今中外的治水历史。既能向农户提供治理耕地水环境的资金、技术、帮助建设施、教种植技术、学经营管理、会创出高效益的模式;又让农户有及时归还高投入的启动资金的途径和能力;让农户在快速改造耕地水环境后乐于沃土,持久性脱贫致富奔小康。