南水北调工程从历史观来看,对中国的影响能达到什么程度?
有的影响,你一辈子都有见不了一次。有的影响你见了一辈子,都不知道有多重要。这里我们主要说中线调水的影响。
其实,南水北调,修建的问题,对于水源地和受水区,是双向需求的情况下,上马的。
一,汉江到底是是一条什么样的江?
黄土高原有可能恢复成森林吗?沙漠会变成绿洲吗?我曾经比较认真的写过黄河的问题,那今天就抽时间好好先写写汉江和南水北调的问题。
我自己简单编辑了汉江流域水系的图,对于汉江来说,水资源主要来自丹江口水库以上的的部分,出了丹江口水库,主要有两大支流,也就是图中的3唐白河部分,和4南河部分。到了下游过了钟祥市以后,进入到江汉平原部分。
二,汉江的防洪问题。
从洪水组成情况来看,长江的支流大洪水。大概情况是这样的,长江南边的支流,一般的情况是,洪量大但是洪峰低。
因为中国的主雨带分布其实是西南东北走向的。然后从南到北逐步推进的。
主雨带的分布情况,和气候的本质差异,决定了长江南北洪水情况的差别。
对于长江南边的支流,比如鄱阳湖五河,范围基本是整个江西,洞庭湖四水,也就是湖南,以及乌江流域,清江流域,也就是贵州和湖北长江以南的地方。
这三个地方的洪水一般情况下,洪水的表现是洪量很大,但是洪峰相对比较低。从具体支流来看,比如赣江,或者湘江,或者乌江,洪峰最大一般也就20000到25000立方米每秒,但是整个洪水持续时间会比较长,一星期,甚至断断续续1个月。
1996年洪水,1998年洪水,1999年洪水,2016年洪水,2020年洪水,水情都是这样的。特别是江西,湖南,贵州人的,应该有非常直观的感受。
而汉江的洪水和嘉陵江的洪水,则是一另一种形式的。
对于汉江和嘉陵江流域来说,洪水的的表现是,猛,急!
南边的一次洪水大雨期大概持续1星期。但是汉江和嘉陵江一次暴雨期一般就持续1到3天。但是降雨量非常大!
而且这两者的洪源地主要就是大巴山两岸,山地地形,特别容易造成气流抬升,对形成大暴雨,特大暴雨,非常有利,同样山地地形,造成了暴雨降雨以后,汇流速度非常快。所以就会在短期内把洪峰推向30000立方米到50000立方米每秒。
嘉陵江最大洪峰流量57300立方米每秒,是长江1870年洪水的的本质原因。而1870年洪水是长江近4000年来的最大的洪水了。
在看一下汉江的洪水,其实也基本是同样的情况。
1870年的洪水只能调查。1935年的洪水,则是很多建国后人们的亲历。甚至有比较详细的水文资料。
注意图中的钟祥一下,一直到武汉的淹没区域。
但是嘉陵江和汉江具体情况在细节上是不一样的。
嘉陵江直到三江汇流,总控制站北碚河段,保证过流量还有37000立方米每秒的安全流量。但是对于汉江流域来说,钟祥一带安全流量也就23000立方米每秒。而且越到下游,过流能力越差。
注意图上的的汉江河道宽度,其实汉江下游分成主要的2个支流了。图中数字1是汉江干流。数字2是东荆河。上游过流能力到分叉口,就只有9000立方米每秒。到了分叉口分流后,汉江干流的的保证流量只剩下5000立方米每秒。东荆河汇入长江地区,其实是分洪区。
从地图上能明显看到这两个分洪区的规模。
其实对于长江的洪水来说。最好的防洪方式,就是有个蓄积洪水的地方。
洞庭湖,鄱阳湖,是调节湖南洪水和江西洪水的。而三峡水库,和丹江口水库从某方面来说,就是调节川渝洪水和汉江洪水的。汉江下游因为穿过武汉市区,已经没有拓宽河道的可能性。
长江防洪这种 南湖北库 的格局才是最合理的。
丹江口水库一期工程建设比较早,但是在最初规划里,就是应该达到170米高程的蓄水位的,前期假设的蓄水位是160米,但是160米的蓄水位并不能满足汉江的防洪要求,这是1983年10洪水检验后的结论。
所以,首先抛开南水北调工程,丹江口水库大坝建设,因为汉江洪水的本身需求,就是必须要建的,1983年洪水丹江口水库拦洪到超过160米蓄水位的情况下,仍然启用下游杜家台分洪区,而1983年洪水是远小于1935年洪水的。
丹江口水库大坝加高,保证了夏季防洪库容110亿立方米,秋季防洪库容78亿立方米,面临类似1935年或者同大洪水,汉江流量50000立方米每秒的情况下,只以1800立方米的发电流量向下游泄水。是保证整个汉江流域防洪安全的根本工程。
前面写完了丹江口水库和汉江防洪的问题,现在好好写一下南水北调的问题。这里我不想写别人写过的东西,主要写一些常常被大众误解的问题。
水库和机井才是保证华北平原农业丰收的根本,而南水北调不是!
其实几十年年来,甚至建国以来,关于南水北调的讨论,一个最最直观的论据就是,北方缺水,南水北调,可以开拓多少亩耕地,规划过各种各样的调水线路,南水北调中线是,更宏大的红旗河工程也是。
但是当工程真正落地的时候,其实大家发现,真正能保证农业发展的,主要是机井和水库。
注意,这是大别山北坡的水库。
大家应该发现,对于华北平原这个整体缺水的地方。几乎每条稍微流量大点的大河,在从山区流向平原的山口,都改造成了大水库。事实上这些水库非常有效。其中太行山地区的水库,有一个我用圆圈标记,这个水库是西大洋水库,曾经在南水北调之前,2008年奥运会期间,当时密云水库蓄水量已经见底,为保证奥运会正常举行,紧急向北京供水。
很多人都讨论过,华北的地下水漏斗的问题,前面也有很多人写了,但是这个问题是最需要深入讨论的问题。
其实,中线工程的调水。主要分两支,一小部分,大约每年6亿吨,基本出了陶岔出水口,就向东调了。剩下的主要一路向北,一年规划90多亿吨,河南,河北,各自分30多亿。北京,各自分10亿吨左右。
也许很多人希望南水北调可以大规模用来灌溉。然而事实上,我们暂时做不到!
前面写了,丹江口水库因为规模巨大,而上游汉江本来就发源于大巴山和秦岭之间,含沙量非常小,后面因为南水北调工程,又关停了一些小工厂。这样水质就更好了。
第二个主要原因是,因为水库的规模非常巨大。所以流入水库的上游水,在水库里自然沉淀。98%的泥沙全在水库里沉淀了。优质的水源加上百分之98的沉淀率,水质会多么好,自不必言。
因为水质非常好,而且是全线混凝土输水线路。河道也做了硬化。所以大量的南水其实主要是供给给了城市。主要的用水方式,其实是城市用水。其中,生活,生产用水占大头。
在南水北调通水以后,无论是南边的郑州,还是沿线的石家庄,保定,以及最终的北京,天津。都大规模的用南水替换了原来的城市供水。
因为水质实在太好了,谁也不想喝原来的高钙硬化水了。
那么现在我们来讨论一下为什么没有大规模用南水来灌溉?
第一,是工程上的困难。
华北的地下水漏斗,一直存在,为什么不用南水来灌溉呢?答案很简单,工程上做不到。
很多人过于简单的去想灌溉工程了,灌溉工程的本质不是简单修一条灌溉总渠,要灌溉华北平原,你除了要修一个灌溉总渠,还要修庞大的灌溉支线渠道,最终,你基本要每平方公里,都要修水渠,才能完成整个灌溉工程。简单说,你不是要修一条水渠,是要密密麻麻的修一个水网。考虑到覆盖整个华北平原? 事实上确实难以做到,短期内,中国做不到,世界上也不可能有任何国家做的到。
我为什么要在黄河哪里打个问号? 因为黄河虽然用水比较紧张,但是其实在黄河下游,每年黄河两岸也大量利用黄河水灌溉两岸。
专业的名词,叫《引水引沙》,每年的用水量大约是80亿吨左右。但是黄河一般年份还有240亿吨水进入渤海,丰水年,还有320亿吨以上的水进入渤海。至于引水引沙,也没什么好说的,本质是为了引水,但是黄河含沙量大,所以引水,就是引沙。但是如果仅仅说是灌溉。黄河还有余量,黄河做不到。那南水自然也做不到。
第二,关键的一点,就是水太贵了。
对于中国来说,民众的和土地之间的朴素感情,已经传承数千年。但是真说灌溉。一亩地的灌溉用水量上百吨。而合理的水价,要达到一吨水一毛钱才比较合理。这水价确实太低了。所以基本不到大旱之年,不到万不得已。南水比较少参与灌溉。当然调水线路来说。黄河以南,因为调水线路距离丹江口水库近,水价低。黄河北边水价就逐步提高了。这些细节的问题。就不在这里讨论了。
所以,南水北调。其实主要的用水方式,是沿线的大城市。那么这些大城市原来的用水方式是什么?很简单。打机井!
只是因为城市里的人口高密度,城市的机井密度甚至远远高于农田而已
机井的伟大作用,任何时候都不应该忽视!
这里我专门把这一节单独写,主要就是想说明跨区域调水的困境所在,前面说了,要在整个华北平原修出水网来,无论从工程难度,还是成本来说,都是难以接受的。那么用什么来保证农业的稳产?
人生四大喜事,“久旱逢甘霖,他乡遇故知。洞房花烛夜,金榜题名时”,为什么久旱逢甘霖,排在第一?民以食为天。
前面用了大量的篇章写了丹江口水库与汉江流域百年不遇的洪水问题,干旱和洪水,正是大自然的两面。要是华北地区遭遇百年不遇的大旱? 我们如何应对?
事实上,回顾华夏历史,可以比较负责任的说,大旱比大洪水的影响更大。
那么极端大旱年,我们唯一可以依赖的,就是机井!
整个华北平原大概有300万以上的机井,和古代打井困难不同,现在机井最深可以超过百米,
华北地下水漏斗的问题,不是一年造成的。是50年造成的。
对于百年不遇的极端干旱,这300万口机井就是我们最后的保证,修复华北地下水漏斗的问题,既然问题是50年造成的,而南水北调主要作用,就是替代华北平原大城市的用水,主要就是从城市,到县城,取代机井对地下水的大量开采。从而达到华北地下水开采的动态平衡。
但是这里要注意的是,动态平衡,也就是说,这个平衡是一个动态平均的过程,是10年,20年平均维持华北平原地下水位的回升。做好面对华北平原三年大旱,甚至五年连旱的准备。才能比较从容的应对未来。
虽然我觉得,历史上写的超过3年连续干旱的问题,可能有一定的夸张,必定我们有大量的水库,我们有南水北调工程,这就有了大量的水资源调节调配的可能。
我们还有几百万的机井,所以古代传说的超过三年的大旱,其中必定有几年还不至于每年达到百年不遇大旱的情况。而且紧急情况下,用机井大量抽取地下水,可以渡过困难时期,而地下水长期只要维持平衡就可以了,这正是前面强调,动态平衡的意义。
就如同我们不知道类似1935,1583这种几百年不遇的洪灾什么时候到来,但是我们修建了丹江口水库,同样,我们也不知道,"光绪大旱", 1942这种大旱什么时候到来。
我们真正能做的,就是修建丹江口水库这样伟大的工程,以及华北平原300万的机井,只有做好这种准备,我们才能比较从容面对各种各样自然灾害的考验。