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如何从根本上解决南方经常出现的大洪水问题

热度 1 fanxiaoyingz 2020-7-18 23:42

如何从根本上解决南方经常出现的大洪水问题 目前南方正在遭受新的洪水灾害，这次灾害和1998年的大洪水不相上下，深深地牵动了全国人民的心。问题是，现在才七月中旬，很可能南方的持续降雨会到八月初期，这段时间都是非常紧张的。看着倒塌的楼房，看着泡在水里面的汽车，看着人员财产被洪水冲走，我们全国的人都很揪心。据初步统计， 1998 特大洪水，包括受灾最重的江西、湖南、湖北、黑龙江四省，全国共有 29 个省（区、市）遭受了不同程度的洪涝灾害，受灾面积 3.18 亿亩，成灾面积 1.96 亿亩，受灾人口 2.23 亿人，死亡 4150 人，倒塌房屋 685 万间，直接经济损失达 1660 亿元。 今年的洪灾损失也非常大。主要受灾地区和1998年基本一样，主要集中在江西、湖北、重庆等地区。今年和 1998 年不同之处是三峡水库在防洪抗洪中起到了很大的作用，武汉、九江的洪灾得到了有效防治。从大的地域看，江西出现洪闹灾害的原因是鄱阳湖周围都是山区，鄱阳湖平原恰恰是一个斗型洼地，而重庆湖北的洪灾与秦岭的地形雨密不可分，秦岭以北最近一直降雨量很少。所以，从地形分析，这些地区以后还会发生大洪水，如何有效防治这些洪水呢？除过围堵截的办法，修建水库，加固河堤，深挖湖泊以外，就是疏导。就是把洪水调出长江，尤其是夏季、雨季把长江中上游的水调出长江，减少泄洪压力。这才是永久之法，根本之法。 长江的洪水要调到哪里去？长江是一条东西方向的大河，把洪水调出去只能向南向北两个方向。向南，南方的珠江流域每年和长江一起进入洪水期，所以不可能把洪水调到珠江。所以只能把水调到北方。而恰恰我国的北方是极端干旱的地区，需要大量的水。而且北方的库容非常充足。柴达木盆地是四面环山的盆地，塔里木盆地是四面环山的盆地，内蒙古的额济纳旗是一个封闭的盆地，从额济纳旗一直往东到二连浩特长达1100公里的地带都是低洼地，这些地区可以储存超过 5000 亿立方的水。所以，北方的储存空间是足够的。问题是如何把长江的洪水调到北方储存起来呢？这个就必须再次回到最近几年的热点问题：向西北调水工程问题上了。但是当把调水和长江抗洪问题联系起来的时候，调水工程又有了新的意义和思路。哪些调水设计有助于解决长江的洪水问题呢？现在我们来梳理一下。 长江三峡水库六月底的泄洪引起了各界的关注，其最大泄洪量是每秒35000立方，据说这个流量是长江洪水的最高量，以此来计算，长江流域 678 三个月的洪水总流量大约是 3024 亿立方。所以，最好把这段的径流量的一半或者三分之一调到北方最好，大约调走 1000 亿立方到 2000 亿立方。但是，没有一个工程可以承担如此大量的径流。所以解决洪水问题需要多个工程，联合运作，协同调水，才能够达到解决长江水患的问题。使得长江水位在安全高度。 现在我们来考察一下从长江调水的计划调水量能否满足这个总要求。南水北调西线工程已经被水利部认可，它的调水量是每年170亿立方，平均每秒钟的流量仅仅是 540 立方，占三峡泄洪流量的 1.54% 。所以，小西线工程对于解决长江水患帮助不大。再来看看红旗河工程，红旗河工程计划调水量是 600 亿立方，大约是每秒钟流量 1900 立方每秒，占三峡泄洪流量的 5.4% 。再来看看引汉济渭工程，每年引水量只有 15 亿立方，对于解决洪水问题基本没有作用。再来看看南水北调中线工程，每年的引水量大约 100 亿立方，平均每秒钟的流量仅仅是 317 立方，占三峡泄洪流量的 0.9% 。以上工程如果全部运作引水，那么能够消化洪水的 7.6% 。这个调水量不足以解决长江的洪水问题。但是红旗河工程的实施对于缓解长江水患具有一定的作用。整个夏季洪水期能够减少长江径流量大约 240 亿立方。 那么如何解决这个洪水疏导问题呢？我们有五个思路：第一个思路，要求红旗河工程等等在夏季加大引水量，只有加大引水量才能够解除长江中游和下游的危险。如何加大引水量呢？就是水渠加宽，水库加高，水力坡度加大，采用灌流泵抽水。 第二个思路：增加长江中游和上游的梯级水库的数量。在金沙江、通天河上修建更多的水库，让这些水库在夏季储水，减少长江中下游的径流量。 第三， 寻找新的调水路线，向北方调水。例如甘肃省非常看好的从白龙江向陇西、平凉和庆阳地区的调水计划就比较符合实际。陇西、平凉和庆阳地区非常缺水。而且这一带地区有大量的地方可以修建水库储水。 第四， 直接从武汉以西的荆州市周围在地下打隧洞，经过荆门市、襄阳市、南阳市、许昌市向北方的华北平原调水，以便解决武汉九江的洪水压力。当然，我在另外一篇文章中也规划了另外一条地下隧洞线路，从铜陵市经过巢湖向北，到淮南市、亳州市、商丘市向北进入保定市，廊坊市。 第五， 一个根本的办法就是解决 “蒙古高压”问题。蒙古高压是导致降雨带一直滞留在长江流域的一个根本原因，而让降雨锋面向北移动，最好移动到陕北、山西、河北一带就能够解决长江洪水的问题。而蒙古高压的解决的办法就是设法降低蒙古高原的气压，一个办法是大力发展清洁能源，发展太阳能、风能。另外一个办法就是调水到蒙古地区，让蒙古地区的地温在水的潜热的作用下自然降低。当然，这个问题比较复杂，以上只是简化以后的想法。 如果说还有第六个方法，那么就是在长江以南大力修建水利工程，这些水利工程包括以下内容。第一，人类的居住地，城市向高海拔地区搬迁，包括重庆市，建筑应该修建在海拔230米以上地区， 230 米以下地区逐步拆除，其它地区修建在河漫滩低洼地的建筑有序逐步拆除；第二，大力地挖低湖泊，以挖出的土壤淤泥填充湖泊周围高地，修建居住安全岛。第三，扩大湖泊库容，挖地造湖，增加湖泊水库面积，加大湖泊水库深度。第四，大力修建水库湖泊，增加水库数量。 从以上分析，我们得出一个重要的结论，中国实施江河联通策略是很必要的。中国往往是南方水灾的时候，北方会出现旱灾。尤其是夏季，各个地方的蒸发量都很大，虽然北方地区也常常有暴雨、雷阵雨，甚至连阴雨，但是北方的夏季还是以干旱为主的，原因就是北方的夏季蒸发量很大，但是相对而言降雨量比较少，需水量很大。而南方则在夏季会有长期的雨季。江河联通策略是陈传友等老科学家首先提出的一个策略，基本得到了水利部的认可，但是江河联通不是容易的事情，联通的线路问题、调水的水量问题，受水地区的效益问题，利益均衡问题，资金问题等等都是复杂问题，尤其是工程优化问题非常突出。

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利用地下隧洞从长江向华北地区调水的初步设想

热度 1 fanxiaoyingz 2020-4-25 20:32

利用地下隧洞从长江向华北地区调水的初步设想 今年以来，水利部门连续 的 大动作引起了社会各界的关注。首先一个是南水北调东线和中线的验收工作正式启动，其次是南水北调东线和中线的后续工程的勘察设计工作正式启动，第三个是南水北调西线工程的最后勘查工作由水利部委托黄河水利委员会进行。水利部表示西线工程规划方案比选论证报告今年内要完成。 中国的南水北调东线工程和中线工程基本完工，五年以来试运行效果良好，目前中线工程已经调水超过 258 亿立方，东线调水超过 40 亿立方。调水工程取得了显著的经济效益和社会效益。但是水利部领导认为调水规模仅占总体规划调水规模的 41% ，就工程而言，南水北调与国务院批复的《南水北调工程总体规划》目标还有差距。 从华北平原对水的 实际 需求量来看，每年一百多亿立方的水量尚不能满足华北地区的需求。目前华北地区依然存在以下比较尖刻的问题：第一，地下水位并没有有效恢复，农业和生态用水依然比较紧缺。第二，华北地区的水污染依然比较严重。第三，据说华北地区有十分之一的土地是盐碱地，治理盐碱化土地对于淡水的需求依然很大。那么，到底华北地区需要多少水才能够满足经济发展和生态用水的需求呢？一般的预估量大约是 1000 亿立方。这么大的水量从哪里来呢？长江，惟有长江。 长江的年径流量超过 9000 亿立方，而我们目前能够利用的只是其五十分之一，基本上三峡以东，长江以南的水没有办法调用。目前能够利用的调水工程有南水北调的东线水渠，中线水渠，另外还有一个潜在的调水水渠就是使用了千百年的京杭大运河，据说京杭大远河的一些线路已经被废弃了，非常可惜。目前看，利用东线水渠向华北增加调水的潜力有限，主要原因并不是这条路线水量不足，而是成本较高，需要大型泵站抽水。而中线增加调水的制约因子是水源缺乏，为此水利部准备做从长江向丹江口调水的补充工程，“引江补汉工程 ”前期工作正在加紧进行。另外从白龙江 和 嘉陵江向汉江补水也是议程之中的事情。但是，无论中线潜力如何发挥，其引水量也只能是设计的最高限额， 480 亿立方。 那么能否有一个新的设计路线，能够把武汉以东的长江水调到北方，而且运行成本比较低呢？经过研究地图发现，实际上武汉以东的长江海拔都在海拔 19 米以下，从武汉到黄冈市、黄石市、九江市、安庆市、池州市、芜湖市的海拔 都在 19 米以下， 芜湖市只有 4 米。使用传统的落差引水的方法根本不可能把水调到华北平原。但是我们看到，大别山以东的平原和华北平原基本上连 成 一片，而海拔最高只有 40 米，最低只有 5 米，落差非常小。也就是说，如果从长江抽向天津抽水，如果没有阻力损失，那么一度电可以抽水将近 10 个立方，平均每立方水的抽水费用不足一毛钱。这就给我们一个启示，我们完全可以利用地下隧洞引水，然后各地可以根据需要抽水。而地下输水隧洞可以把水从长江自流引到天津北京地区。为此，我们勘查出这样一条引水路线： 在海平面以下 5 米—— 15 米范围内的地层修筑输水隧洞，引水点选择在合肥东南的巢湖，巢湖距离铜陵县的长江只有 40 公里，从长江引水到巢湖，从巢湖开凿地下输水隧洞沿着海拔 30 —— 40 米线向北引水 ， 初步规划经过淮南市、阜阳市、亳州市、商丘市、菏泽市、濮阳市、邯郸市、邢台市、衡水市到达保定市的白洋淀，从白洋淀引水向东北经过廊坊市到达天津市北面的武清区，这里有一大片低洼地可以利用，也有一个水库可以储水。全程 1150 公里。我们暂时给这个输水隧洞取一个名字叫“天津铜陵隧洞”简称“津陵隧洞”。 总结来说，津陵隧洞修筑在海拔负 5 ——负 20 的地下，隧洞直径 10 米较为合适，全程长度 1150 公里，穿越安徽、河南、山东、河北到达天津。其海拔始终保持负 5 米 ——负 20 米 ，全程没有落差，始终依靠长江水位在地上 8 米，隧洞水位在地下 5 米的 14 — 24 米的落差提供引水动力，是一个大型的 U 型管，主要依靠压力引导流水。所以，其原理和利用落差自流的原理完全不一样，它形成的是一个地下水网，每一个用户需要用水必须使用水泵抽取。对于这样一个设施需要解决以下问题： 第一， 隧洞的长度太长，是否具有现实性。从目前的技术水平看，这个不是问题。我国目前的隧洞技术已经非常发达，每一个大城市的地铁路程都超过了几百公里，这个 隧洞 总长 1150 公里，仅仅相当于北京上海西安三个城市地铁的总里程。 第二， 隧洞所经过的地区都是泥沙沉积区，没有硬岩石，开挖技术难度小，对于泥土盾构机的要求小，目前的设施水平完全能够达到。但是泥沙的稳定性差，容易发生坍塌、滑溜现象，因此隧洞的护壁必须使用管片砌撑，管片的用量很大。 第三， 隧洞实际上避开了所有的地上水库、河流、城市、公路和村庄，以及地上的所有建筑。在地下可以随意穿越，不破坏地上建筑。不占用地上土地。这一点对于人口稠密的东部平原尤为重要。 第四， 隧洞的路线避开城市和重要的地上设施，从农村的田地下面穿过 ， 不影响农业和种地。一般情况下，耕地深度不会超过 2 米，而这个引水隧洞在地下 20 到 60 米（当地海拔是 50 米则隧洞深度 60 米）。 第五， 隧洞的水自成体系，完全封闭，不受当地降雨、地下水污染的影响，而且全程不会受到污染。这一点对于华北平原也是自关重要的。 第六， 引水 量可以弹性调节，最大引水量可以超过 1000 立方。引水只受到水压影响，与坡度没有关系，这个 U 形管原理的好处就是水量只与水压有关。流速可以根据抽水量变化。 第七， 从铜陵到天津修建的地下隧洞只是一个主干隧洞，可以以分支隧洞形式修建许多分支隧洞，从而在大半个华北平原展开地下水网。形成树枝状结构，类似于新疆的坎儿井。 第八， 华北平原土地平坦、地域广阔，如果一条隧洞不能满足需求，可以修建更多的隧洞，例如可以沿着京杭大运河的地下修建。 第九， 这个隧洞可以有效的解决长江下游从九江到城陵矶每年发生大洪水，水无出去的问题。实际上，每年长江发生洪水的季节恰恰是华北平原炎热干旱的季节，这时候的华北平原的需水量非常大，完全可以解决长江危险。 第十， 这个隧洞可以有效调用长江以南产生的径流，其位置恰恰是长江以南多个湖泊的入江口以东，其位置在鄱阳湖以东 260 公里。对于调节湖泊水位有很大影响。 第十一， 隧洞引水的水质肯定没有从丹江口引水的水质好，但是也不会很差，完全能够满足华北平原农业用水、生态用水、治污用水、洗碱用水的需求。 第十二， 隧洞引水的总投资应该低于地上引水工程。隧洞引水不需要大型渡槽、水闸、调节闸门、水土流失防治措施，也不需要占地和搬迁，技术相对简单。 为了修建成功这样一个输水隧洞，需要对巢湖进行全面的环境治理，同时必须修建一个分水系统，让长江的水流到巢湖。巢湖的总面积为 750 平方公里，基本可以满足水沉淀、澄清和水量需求。在巢湖中引水位置可以选择在湖泊中央，使用大型沉管输水，使用竖井放水。用水单位可以使用竖井抽水，竖井高度应该超过当地地平和河水最高位，防止污染水源。 利用华北平原地下引水可以避免占用大量的农田和森林，可以避免搬迁住户，可以不影响地上各种设施，可以抬高地下水位，可以洗碱治理盐碱土地，而且输水的水质有保证，不会加入污染物。最为关键的是可以不受水量的限制，可以随用随取。实现北方和南方的旱闹互济，有效解决南方洪水问题。这个工程的设计思路避开了必须利用落差的理论，完全利用水压力原理，封闭系统的水流速度不受谢才公式制约，能够有效解决无落差的平原地区大规模供水问题。好处很多，当然困难也不少。希望理论界多多讨论。

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藏青输水隧洞的细化意见

热度 3 fanxiaoyingz 2020-2-20 19:50

藏青输水隧洞的细化意见 2020年注定是一个不平凡的一年。中国出现了冠状病毒引起的肺炎瘟疫，全国疫情一级响应，这对于整个国民经济的影响不可忽略。而世界各地的大型自然灾害也在同时发生，澳大利亚的森林大火持续了几个月，损失严重，据说死亡的动物就有几亿；而美国的流感据说也很严重；与此同时，从非洲飞过来的蝗虫已经飞遍了巴基斯坦和印度，今年粮食减产成为确定事件，而蝗虫会不会飞进中国却是一个令人担忧的不确定事件。世界性森林减少，温室气体上升导致的后果在逐渐显露出来，据说巴西的亚马逊流域去年八月也发生了森林大火，森林火灾持续了三周。还有消息说南极和北极的冰山融化速度加快，有些封冻上万年的冰山也融化了。看来，人类已经遭到了自然界的疯狂报复，应对环境变化，应对气候变暖的措施刻不容缓了。 中国在应对全球性气候变化，全球性自然灾害方面能做什么呢？我们应该把西北的荒漠地区改变成为绿洲，打造更多的农田和森林，应对全球的粮食危机，环境危机和森林危机，更多地植树造林，大量碳汇，造福人民和人类。当然，要完成这个光荣的使命，必须做好引水工程，无论是红旗河工程，还是藏青隧洞工程都应该继续调研。 中国有三分之一的国土面积处在干旱地区，但是这些干旱地区都处在温带寒温带，实际上每年的蒸发量并不大，治理的可能性很大。中国经过努力，毛乌素沙地已经得到有效治理，使得人们看到了曙光。由于最近二十年，中国的技术装备水平大幅度提高，大量高难度桥梁、隧洞、铁路、公路陆续修建，使得人们看到了长距离调水的希望。因此，在南水北调工程实施完毕之后，从中国西南地区向西北地区调水工程得到了热议。这其中我觉得最合理的工程有两个，一个是从雅鲁藏布江向青海柴达木调水的藏青隧洞工程，一个是从雅鲁藏布江经过青藏高原东部边缘向甘南的红旗河工程。 最近和几个朋友在讨论藏青隧洞的时候，取得了一致意见，大家都认为藏青隧洞的水源充足，路程短，全程自流，覆盖区域广大，是一个好的工程设想。不过在讨论过程中对于工程的细节讨论地更加详细，有部分内容进行了修改，更加合理，更加实用，现在总结如下： 第一， 关于入水口和出水口的问题。藏青输水隧洞原来的设想是从尼洋河和雅鲁藏布江的交汇地附近作为入水口，海拔大约 2930 米（其实根据情况把入水口海拔提升到 2950 一线也有可能），这里由于汇集了尼洋河和雅鲁藏布江干流的径流，水量丰富，能够满足调水的水量需求，有人计算可以调取的水量大约超过 600 亿立方。这里地势平坦，距离林芝城只有 30 公里，周围没有住户，施工特别方便。出水口设在柴达木盆地的格尔木西偏南某地，距离格尔木城也大概 30 公里，这里海拔 2800 米，周围地域开阔，平坦面积广大，周围没有住户，施工特别方便。这两个地方的经度都是 94 度 30 分左右，正南正北，长度最短，大约 700 公里，海拔落差 130 米，基本可以保证水自流。只是隧洞经过 易贡藏布江上游，需要在这里修建一座 150 米高的水库，让水通过峡谷。 对于这个设想，大多数专家是支持的， “中线调水”先生对于入水口提出一个设想，他认为把从尼洋河和雅鲁藏布江交汇地作为调水入口，水头落差只有 130 米有点小，尼洋河的年径流量超过 200 亿立方，不如把引水口放在尼洋河上林芝城上游的“巴河镇”（北纬 29 ° 51 ′ 09 ″，东经 93 ° 40 ′ 02 ″，海拔 3218 米）附近，从此处引水有几个好处，一个水头落差超过 300 米，水流流速增加，调水量增加，但是我的疑问是这里已经接近尼洋河中游，水量是否能够保证 200 亿立方。第二个好处是隧洞经过易贡藏布江上游的时候不再需要修建水库，而是从易贡藏布江的峡谷地下穿过，因此还可以调取一些易贡藏布江上游的水。所以这个设想有一定的参考价值。我们发现易贡藏布江上游的峡谷底部海拔是 3100 米，因此在此处修建一个高度只有 50 米的小型水坝，就能够调取易贡藏布江上游的水。而隧洞从 3100 米以下穿过没有问题，因此在尼洋河上的调水入口的海拔只需要 3100 米到 3150 米之间选取即可，这个位置在巴河镇的东面，和易贡藏布江上游正好正南正北。从这里入口，输水隧洞的长度可以减小 20 公里。“中线调水”先生的设想无疑是一个好设想，只是存在水源是否充足的问题。当然，实际上选取林芝城以南的入水口可以并排修建若干个隧洞，而且水库共用，地质条件基本一样。对于出水口，原来设想是格尔木西面偏南海拔是 2800 的地区，这里各个条件都很好，但是何承生先生提出了不同意见，他认为柴达木盆地最低点的海拔只有 2696 米，把出水口放在 2750 米一带比较合适，这个海拔距离低点还有 54 米。根据他的建议我在歌谷地图上画出了 2800 米等高线和 2750 等高线，发现柴达木盆地中 2800 米以下的地域面积达到了 61090 平方公里， 2750 米以下的地域面积达到了 36550 平方公里。所以如果把出水口降低到 2750 米也是可以的。如果把出水口海拔降低到 2750 米一线，而进水口海拔 2930 米不变，那么水头落差也达到了 180 米，非常理想。把出水口延长到 2750 米一带，隧洞长度增加 18 公里，工程量和费用都不大。 第二， 关于柴达木盆地盐池保护问题和从柴达木到新疆的引水渠修建问题。隧洞输水到柴达木盆地以后，我原来的设想是在此地形成一个面积大约 30000 平方公里的大湖泊，然后引水翻过阿尔金山进入河西走廊和新疆塔里木盆地。但是“中线调水”等专家提出一个严重的问题，就是柴达木盆地中盐湖很多，调水有矿化的困扰。对于这个问题，何承生先生提出了一个比较好的解决方案。如图。他把出水口设置在 2758 米，然后顺着地势修建水渠大约 250 公里长绕过盐湖，到达柴达木盆地的西北部，这里海拔 2730 米，在 2730 米海拔以下形成一个大约 100 多平方公里大的湖泊，直到阿尔金山附近。为了保护盐湖，在盐湖附近的低洼地区修建一条长度 6.8 公里的堤坝，形成湖泊水域，让水不能流进盐湖。湖泊的北边已经到达阿尔金山山脚，这里海拔 2722 米，名叫“黑梁子”，从此处修建一条长度不超过 40 公里的隧洞就进入了海拔只有 2580 的“索尔库里”附近，进入塔里木盆地以后海拔迅速降低。水渠向东，沿着祁连山北麓修建（这里便于利用海拔），到达敦煌的海拔只有 1200 米，玉门的海拔只有 1750 米，都可以自流。向东可以一直流到酒泉（海拔 1503 米）、张掖（海拔 1515 米）。向西沿着阿尔金山北麓可以进入塔里木盆地，自流到达且末南部（ 1650 米），民丰县（ 1550 米），于阗（ 1500 米），和田（ 1450 米），皮山县（ 1400 米），最后到达叶城以东（ 1320 米），汇入塔里木河（ 1230 米）。根据何承生先生提出的柴达木水渠方案，既保护了柴达木的盐池，又有效地减少了工程量，设想相当好。我唯一担心的是，一旦调水成功，这个方案给柴达木分配的水资源量比较少，不利于把柴达木改造为鱼米之乡，而且一旦引水量增加，水渠的深度不够，必须加大宽度。所以，我个人依然认为出水口退回到 2780 一线比较好，有拓展余地。 第三， 关于超长深埋输水隧洞的技术问题。可以说超长深埋输水隧洞的开凿成功与否，完全在于技术装备的好坏。没有开凿深埋硬岩的技术，这个隧洞就不可能打通。令人高兴的是从各个方面都传来好的消息。盾构机专业厂家的消息是第四代智能化 AI 技术盾构机正在研制，这种盾构机的特点是无人值守，这样开凿超长隧洞就不会存在人员伤亡问题。还有消息说，中国的凿岩技术已经从各个方面取得巨大进展，目前水刀技术已经应用在凿岩上，分裂帮技术也已经使用，小型滚筒式凿岩机已经在应用，在钻头技术上金刚石钻头，碳化钨硬质合金钻头，旋转翼、涂层复合强化截齿技术，液压凿岩机、架式凿岩机、风动凿岩机，德尔克吕泽尔法国煤炭公司石恩元法国煤炭公司的旋转凿岩技术等都有了很大的发展。凿岩爆破技术在隧洞开采中广泛应用。目前我国的盾构机技术已经逐步成熟，而且正在成为世界最大的盾构机生产基地，截止 2019 年，全球有三分之二的盾构机由中国生产，总产量达 868 台。其中，成都南车隧道装备有限公司、中交天和机械设备制造有限公司、中国铁建重工集团有限公司、中铁工程装备集团有限公司、上海隧道工程有限公司，辽宁三三工业有限公司、北方重工集团有限公司、中国广州广重企业集团、首钢集团重型机械有限公司、武汉重型机床集团有限公司、大连华锐重工集团股份有限公司、上海振华港机集团、上海沪东造船厂、中国沈阳重型机械集团有限责任公司等都介入了盾构机和凿岩机的制造。中国的凿岩技术正在全面开花。另外，陕西的引汉济渭工程 98 公里超长输水隧洞即将完工，滇中引水工程正在进行等等，这些大型输水工程的进行，为超长特殊条件下的隧洞建设积累了丰富的经验，使得藏青超长隧洞越来越成为可能。另外南水北调工程验收工作也从去年开始，预示着调水工作的经验教训得到总结，为指导以后的调水工作做出准备。 第四， 关于输水量问题和水源地水量问题。藏青输水隧洞调取的主要是派镇（北纬 29 ° 31 ′ 01 ″，东经 94 ° 50 ′ 55 ″，海拔 2917 米）以上的河水。派镇是雅鲁藏布江中游的截止点，汇入该河段的支流主要有多雄藏布、年楚河、拉萨河、尼洋河等。多雄藏布年径流量大约 20 亿立方，年楚河年径流量大约 15 亿立方，拉萨河年径流量大约 340 亿立方，尼洋河年径流量大约 172 亿立方。如果把上游的径流加起来，调水进口附近的年径流量超过 547 亿立方，基本能够满足调水需求。根据谢才公式， 700 公里隧洞的落差是 50 米流速是 1.69 米每秒；落差 100 米流速是 2.39 米每秒，落差是 150 米流速是 2.92 米每秒，落差是 200 米流速是 3.38 米每秒，落差是 250 米流速是 3.77 米每秒。从进水口 2930 米到格尔木 2780 落差是是 150 米，对于直径 16 米的隧洞，全年可以输送的水量是 188 亿立方，除去不能调水的枯水季节 3 个月，全年可以调水大约 140 亿立方。落差增加 50 米到 200 米，调水量可以增加到 163 亿立方。所以，根据需求，一条隧洞难以满足调水量要求。必须储备第二条隧洞的地域和径流量。 第五， 关于调水以后的生态、经济、社会效益的估算。泽云老师经过计算， “粗估一下尼－格隧洞方案的经济效益：每立方米水通过 100 公里长的隧洞产生的成本约为 0.1 元，通过 720 公里长的隧洞增加的成本为 0.72 元。每立方米水通过 1000 公里长的河道，增加成本 0.1 元，通过 680 公里河道，增加成本 0.068 元，二项合计为 0.788 元。每立方米水从 2000 米高度下落发电，可产生净效益 1 元，输水运河西端到塔盆有落差 2000 米，每立方米水发电可收益 1 元，减去隧洞及河道的成本 0.788 元，尚余 0.212 元。调水工程的投资是不需收回的，只要能付出投资费用的利润和工程的运转和维护的费用即可，这些费用按投资款的 10% 计算，即为 0.0788 元，这样尚有收益 0.1322 元，这就是说，水价可以为 0 元。”，也就是说，这条隧洞的输水成本非常小，这一点令人振奋。其它效益比较复杂，暂时免于计算。 最后泽云老师给藏青隧洞起了一个更好的名字，叫“尼－格隧洞”。所以，目前看认可尼－格隧洞超长输水骨干隧洞的专家越来越多了。

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[转载]长江“病”的不轻，“四大家鱼”鱼苗发生量从300亿尾缩减到几亿尾

xjtuhyg 2019-8-25 17:28

长江“病”的不轻，“四大家鱼”鱼苗发生量从300亿尾缩减到几亿尾 提要： 长江生态告急。仅有的两种淡水豚类里，有着“长江女神”美誉的白暨豚在2007年已宣布功能性灭绝，长江江豚现存种群数量也仅1000余只。据统计，长江流域淡水鱼类378种，特有鱼类142种之中，有20余种鱼类被列入中国濒危动物红皮书。 水生生物是长江生态是否健康的重要指标，白暨豚灭绝、江豚和中华鲟濒危、鱼苗锐减都在提醒人们长江生态保护的严峻现状。 关键词：长江生态，水环境，养殖，调水，水生生物 2019-8-25 　13:49:21　来源:新民晚报　作者:马丹　选稿:叶页 http://sh.eastday.com/m/20190825/u1ai12781764.html 　　近年来，我们越来越多听到关于长江健康的忧虑，和长江生态告急的呼救。 仅有的两种淡水豚类里，有着“长江女神”美誉的白暨豚在2007年已宣布功能性灭绝，长江江豚现存种群数量也仅1000余只。据统计，长江流域淡水鱼类378种，特有鱼类142种之中，有20余种鱼类被列入中国濒危动物红皮书。 长江的生态究竟怎么了？昨天下午，农业农村部长江流域渔政监督管理办公室副主任、全国水生野生动物保护分会副会长、上海海洋大学兼职教授 赵依民 在上海自然博物馆开讲。他说： “长江生态好不好，不是生态部门说了算，而是鱼儿说了算。实际上，长江病了，而且病得不轻。” 　　长江鱼类数量逐年减少 　　三十年，从青海到上海，从长江上游到下游，赵依民一直在守护着长江，而母亲河流域里的鱼儿更是他有着多年交情的“老朋友”。在讲座中，他向听众一一介绍了“老朋友们”艰难的生存现状。除了白暨豚和江豚，“水中活化石”——中华鲟也面临严重的生存危机。中华鲟是一种洄游性鱼类，每年秋季9到11月上溯到长江上游产卵。 自葛洲坝工程截流以来，由于许多中华鲟无法游回上游，再加上三峡水库的建成蓄水运行，下泄径流平均水温发生变化，在中华鲟自然繁殖季节出现“滞温”现象，近年来中华鲟的自然繁殖时间普遍推后约一个月，总体数量下降趋势明显。 　　普通鱼类的生存环境也并不佳 。青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼是餐桌上常见的“四大家鱼”， 但是，这些鱼类“家族”的鱼苗年发生量 也由1950年至1960年的300多亿尾缩减到目前的几亿尾。 处于类似境遇的 还有鲥鱼、刀鱼、凤尾鱼 ……“为母亲河搭健康脉，这些鱼儿已经给出了令人担忧的答案。”赵依民有些痛心地说， 水生生物是长江生态是否健康的重要指标，白暨豚灭绝、江豚和中华鲟濒危、鱼苗锐减都在提醒人们长江生态保护的严峻现状。 　　2020年底长江全面退捕 　　长江是中华民族的母亲河，世界第三大河流，它的健康和安全直接关乎中国近三分之一人口的生存和发展，因此，长江生态面临的挑战和威胁不容忽视。为长江治病，对症下药即是保护鱼群。赵依民说， 最切实可行的办法即是在长江流域全面退捕、增殖放流 。早在2001年，青海湖就实施了十年禁渔计划；未来，根据《长江流域重点水域禁捕和建立补偿制度实施方案》，2020年底前长江将全面退捕，干流和重要支流禁捕十年。渔禁之外，再用人工的方法直接向长江投放鱼苗，可以起到恢复并增加群数量、改善和优化水域的群落结构的作用。 　　在讲座的最后，赵依民呼吁，每一个人都要养成保护水生动物的意识，从生活中的小事做起。“很多时候，我们在市场里挑选水产品时常常会购买野生鱼，总以为野生的营养价值更高。其实不然，野生并不等同于质量高，天然野生鱼反而比人工养殖鱼含有更多的重金属元素。因此少吃、不吃野生鱼，不仅是在保护我们的母亲河，更是为自己的健康负责。” @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 参考文献： 丹江口水库不宜作为南水北调中线工程的取水口兼论以湖北长湖作为取水口的优越性 http://www.cas.cn/xw/zjsd/200906/t20090608_639857.shtml 与易贤命教授讨论“南水济黄”问题 http://blog.sciencenet.cn/blog-533560-861552.html 南水北调中线大宁河补水、长湖调水各方案的利弊对比 https://wenku.baidu.com/view/e08e3ff5f80f76c66137ee06eff9aef8941e4830.html 【1】神农溪引江补汉引水工程，害国家三峡受损湖北失利（易贤命） http://www.doc88.com/p-1406086487018.html 【2】汉江因南水北调濒临枯竭，三峡引江补汉工程已上报水利部 http://bbs.cnhubei.com/thread-3479345-1-1.html

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在高围岩强度输水隧洞开凿中应该使用轨道电磁炮技术

fanxiaoyingz 2019-2-20 00:47

在高围岩强度输水隧洞开凿中应该使用轨道电磁炮技术 秦岭输水隧洞已经开凿了 91.5公里 ，可谓成绩骄人。但是我们也注意到，其中全长 18.3公里的岭南TBM标段是制约引汉济渭全线贯通的“卡脖子”工程，该标段自2015年2月底试掘进以来， 17个月 仅完成了 2.1公里的施工任务，月均进尺170米，施工进展十分缓慢。该地段最大的特点就是“硬”，岩石以石英岩和花岗岩为主，强度极大，好似钢板一块，刀具磨损量巨大，一个星期刀具更换数量达到123把。还有消息说，使用世界上最先进的强度最大的盾构机也不顶用，最后不得不使用钻爆法打通最后几公里，但是由于围岩硬度大难以钻探，隧洞长而且深洞内高温高湿不通风环境 不利于作业，大大降低了钻爆法的掘进速度。 由以上情况可以知道，超长度深埋高强度围岩隧洞的开凿，使用盾构机和钻爆法都不理想，速度很慢，岩石硬度大难以掘进。那么哪一种方法比较理想呢？这种情况又一次使我想起了使用 “电磁轨道炮”的飞爆法。我认为飞爆法是解决深埋、硬岩、大直径水工隧洞的最好方法。 电磁炮听起来很神秘，其实它的结构和原理很简单．电磁炮是利用电磁力代替火药爆炸力来加速弹丸的电磁发射系统，它利用电磁系统中电磁场的作用力，把炮弹的速度分次加速，主要部件由电源、高速开关、加速装置、炮弹、计算机控制系统五部分组成，弹头又装有激光制导或其他制导装置。电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小，重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好，初速度高，射程远．由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度。电磁炮的加速作用的时间要比其它炸弹长得多，可大大提高弹丸的速度和射程。电磁轨道炮有一些突出优点：一是弹丸速度快，精度高，射程远，威力大，目前其初始速度超过了 3000米/秒。从理论上讲，其速度可以超过第一宇宙速度。 我们正是利用轨道电磁炮所发射的高速炮弹的能量，来钻透硬度很高的岩石，让炸药在岩石内部爆炸，从而提高开凿隧洞的速度。当然，这些能量最后几乎全部转化成为热能，使得岩石的温度瞬间达到熔点，从而让炮弹顺着熔化岩石进入围岩内部，然后引爆炮弹内的炸药，从而提高开凿隧洞的速度。所以高速度的炮弹有双层作用，一方面，其很高的能量熔化部分岩石，另一方面炮弹自身的高速度有钻探作用，能够钻进岩石，双层作用把带着炸药的炮弹钻进岩石深处，让炮弹从内部爆炸。对于这种轨道电磁炮，我曾经在《希望电磁炮技术尽快应用到隧洞开凿中 》有所交代。目前看来，对付硬度很大的岩石，轨道电磁炮所发射的飞弹最为合适，飞弹法是未来最为理想的开凿 超长度深埋高强度围岩水工隧洞的技术。 当然，虽然轨道电磁炮的技术原理并不复杂，它就是电动机的原理，但是正真把炮弹加速到每秒钟 3000米以上则是一个高技术，现在各个国家竞争激烈，主要应用在军事上。实际上上，由于轨道电磁炮原理简单，所以不可能被军事独占，它的原理大量地应用在民用设备上，而用来制造开凿隧洞的设备也是完全可以的。我在《飞弹爆破法钻洞技术初探》和《希望电磁炮技术尽快应用到隧洞开凿中》已经阐述了飞弹法的诸多好处，这些好处促使我们区研究轨道电磁炮和飞弹。 现在，我们来计算一下使用飞弹法所能够达到的开凿硬岩石的效果。尽管我们计算的方法比较简单，但是比较实用，不一定完全正确，但是大方向不会错。假设，我们拥有一个重量为 5公斤的飞弹，飞弹的长度是1米，飞行方向横截面尺寸为0.1米圆形，所以其截面积为3.142*0.05*0.05=0.007855平方米。由于飞弹的长度假设为1米，而其飞行速度为V，所以V的倒数就是飞弹作用于岩石上的时间，误差不会大。又假设，岩石的硬度很大，超过了70兆帕，甚至达到了300兆帕，计算以300兆帕为参数值。一般岩石的熔点在1200摄氏度，极端难熔的岩石的熔点是1600摄氏度，而钢铁的熔点是1500摄氏度，我们按照极其难熔化1600摄氏度为标准。一般常见的岩石比热容大约是2MJ/m3·℃，其含义是1立方米的岩石温度升高1摄氏度，需要吸收2兆焦耳的热能。那么按照这个比热容来计算，1立方米岩石从常温升高到1600摄氏度的熔点需要吸收1600*2=3200兆焦耳的能量。假定有3200兆焦耳的能量施加在一个正方形的岩石上，刚好可以融化1米长、1米高、1米宽的岩石。那么现在我们假设3200兆焦耳的能量施加在只有钻头那么大截面积的岩石上，而且瞬间就融化，那么它能够融化几米长呢？1/0.007855=127米长。反过来说如果融化1米长，截面积是0.007855平方米的岩石（飞弹穿透的截面积），只需要25.136兆焦耳能量即可。我们假设飞弹的动能全部转化为热能，当这个飞弹被加速到1000米每秒、1500米每秒、2000米每秒、2500米每秒、3000米每秒、3500米每秒、4000米每秒、4500米每秒、5000米每秒的时候，其动能、动量，冲量，作用于岩石的时间，冲量产生的力，飞弹给于岩石的压力，飞弹的能量能够融化的岩石的长度等指标分别计算如下表： 速度 作用时间 动能 动量 作用力 压力 热熔化长度 米 秒 兆焦耳 兆牛顿 兆帕斯卡 米 v T=1/v W=m*v*v/2 Q=m*v F=Q/T P=F/0.007855 L=W/25.136 1000 0.001 2.5 5000 5 635 0.10 1500 0.000667 5.625 7500 11.25 1429 0.22 2000 0.0005 10 10000 20 2540 0.40 2500 0.0004 15.625 12500 31.25 3969 0.62 3000 0.000333 22.5 15000 45 5715 0.90 3500 0.000286 30.625 17500 61.25 7779 1.22 4000 0.00025 40 20000 80 10160 1.59 4500 0.000222 50.625 22500 101.25 12859 2.01 5000 0.0002 62.5 25000 125 15875 2.49 从以上的计算表可以看出： 对于硬度为70兆帕以上的硬岩，速度为1000米每秒的飞弹就能够穿透，但是其产生的热量只能够让飞弹在岩石中前进10厘米长，很浅，无法埋设炸药，炸药的引爆效果必然很差，几乎只是岩石表层爆炸。如果要让飞弹钻进1米深，必须熔化前进接近1米，再依靠本身产生的强大压力钻进去一点，从而在1米甚至更深的地方引爆炸药，从上表可以看出，要达到这个效果应该把飞弹的速度加大到3000米每秒以上。当飞弹速度为3000米每秒时，它的动能转化的热能能够熔化大约0.9米深的岩石，而其强大的压力达到了5715兆帕，足以钻透钢板，可以再向前几十厘米。当然，这些能量加载在岩石上，岩石不仅能够熔化，而且能够变软，所以飞钻的钻探深度会超过1米。这个尺度符合我们的要求。因此，我们希望我们制造的轨道电磁炮能够把炮弹的速度提高到至少每秒3000米，即9马赫以上的速度。 根据目前的资料，轨道电磁炮作为一种新式武器，各国正在加紧研制。但是如何控制加速装置，如何提高大质量的炮弹速度依然是一个难题。而我们水利工作者所要创造的是一种新式的开凿隧洞的方法。过去，我们的水工隧洞很少有大直径的，秦岭 98.3公里长的隧洞的直径只有8.1米，按照这个速度每年只能输送大约15亿立方水（秦岭隧洞的规划中明确提出，很显然这个经过了严格的核算）。但是根据谢才公式，隧洞直径越大，输水效率越高，水的流速越高，所以一般来说隧洞直径在20米比较合理，而一般的盾构机和钻爆法都很难做到这么大的直径。虽然每次发射需要消耗很大的电能，但是陆地上电能供应充足，实际上加速到3000米的用电量不足7度电，成本也超不过7元。而飞弹法由于速度快，远离岩爆区域，飞弹范围大，能够准确用药准确定位，所以是理想的硬岩水工隧洞开凿技术。

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藏青输水隧洞调水工程路线规划

热度 2 fanxiaoyingz 2019-2-15 17:59

藏青输水隧洞调水工程路线规划 自从 2017 年 11 月 22 日写了《藏水入疆比较理想的隧道路径》之后，我一直在琢磨藏青隧洞的问题，现在我才明白，其实我并没有把藏青隧洞调水工程讲清楚。通过横向比较，也是由于最近两年水利工程技术的进步，秦岭 98.3 公里输水隧洞的开通，藏青隧洞的可行性、优越性已经越来越明显了，因此有必要规划它的引水线路和受水线路，尽量做到科学合理经济。 1， 藏青隧洞调水主干道工程：该工程已经讨论过多次，由两个水库（目的是抬高水头和储水），两条隧洞组成，它们组成一个系统。首先从雅鲁藏布江主干道上取水，需要修建派镇水库（ 29 ° 30 ′ 56 ″， 94 ° 50 ′ 50 ″， 2917 ），这个水库把高程提高到 2950 米，水坝高度 70 米左右。然后在尼洋河和雅鲁藏布江的交汇口向北打隧洞到达易贡藏布江上游（取名林芝隧洞，林芝隧洞长 110 公里），海拔控制在 2930 —— 2950 之间；易贡藏布江上游（ 30 ° 22 ′ 58 ″， 94 ° 23 ′ 08 ″， 2773 ）河床海拔是 2760 —— 2800 之间，所以必须修建一个水库，把水头抬升到 2950 左右，水坝高度 180 米左右，选海拔在 2930 的某点作为藏青隧洞的入水口开凿隧洞，出口在青海省的格尔木（ 30 ° 26 ′ 42 ″， 94 ° 46 ′ 28 ″， 2800 ）附近，控制海拔 2800 米，这样隧洞进水口和出水口的落差就有 130 米。藏青隧洞基本上沿着 94 度经线，正南正北，长度 700 公里，引水点控制高程 2950 米，中间水库控制高程 2930 米，出水口控制高程 2800 米。 过去担心的几个问题也逐个解决了。第一个问题，从雅鲁藏布江和尼洋河的交汇点引水，修建水库会不会威胁林芝城市安全？其实林芝城市的海拔都在 2980 米以上，即便是居住在尼洋河两岸的住户的海拔也在 2980 米以上，而引水工程的水位只需要控制在 2950 米， 2950 控制点和林芝市区还有 30 多米落差，距离有 15 公里，调水水库和隧洞对林芝城没有危害，搬迁户很少。第二个问题，藏青隧洞工程和红旗河工程能不能同时进行 ? 会不会挣水？通过仔细研究红旗河，我们发现，由于红旗河经过的地区地形复杂，工程困难，所以调水量有限，每年大约在 400 亿立方以下，而且它的水源地有多处，只能从雅鲁藏布江调取海拔在 2200 米—— 2500 米之间的水，调水量不会超过 300 亿立方，而我们调取的是海拔在 2800 —— 2950 之间的水，调水量也不会超过 300 亿立方。所以，不存在重复建设和挣水问题。工程在地理位置上也没有挣地的矛盾。两个工程加起来的调水量也不会超过 30% 的限制。第三个问题，藏青隧洞工程会不会和川藏铁路互相冲突，隧洞会不会对铁路构成威胁，川藏铁路会不会妨碍隧洞工程的实施？今年川藏铁路林芝到雅安段的修建方案已经公布，两者之间没有冲突。铁路一般都修建在河流的岸边，距离河流较远，而且其线路没有在我们的引水线路上，铁路的高程高于引水隧洞要求的 2950 米。如果有冲突，也只需要铁路部分路段稍微改道即可，因此不存在严重冲突。有了以上三个保证，藏青隧洞工程实施就不存在重大障碍了。 2， 藏青隧洞需要经过的高山河流。经过高山，那么隧洞埋深增加，岩爆增多，所以必须考虑施工条件。经过了河流，那么必须考虑是否在河流谷底打一个斜向引水隧洞，把河流的水引进调水隧洞，因为要考虑水流流速问题，而斜向隧洞把地表的水引进隧洞可以干扰和加速水流，加大引水效率。藏青隧洞经过了念青唐古拉山、唐古拉山、巴颜喀拉山、布尔汗布达山，经过的河流有易贡藏布江、怒江、解曲（澜沧江支流）、扎曲（澜沧江支流）、通天河（长江上游）、修沟郭勒河。一共四个山脉六条河流，在开凿隧洞的时候，可以在这些河流的河床上开凿方向向北的斜井，利用斜井开凿隧洞，这样一共可能有 12 个掌子面，按照秦岭隧洞四年开凿 98 公里的速度，藏青隧洞 700 公里可以在四五年之内完工。完工以后的斜井可以用于引水，不会废弃。 3， 柴达木盆地是我们的调水目的地之一，也是我们需要利用的天然水道，对于节省调水成本意义重大。柴达木盆地是中国三大内陆盆地之一，属封闭性的巨大山间断陷盆地，位于青海省西北部，被青藏高原、阿尔金山脉、昆仑山脉、祁连山脉四面环绕，面积约 25 万平方千米。 柴达木盆地地势由西北向东南微倾，海拔自 3000 米渐降至 2600 米左右，地貌呈同心环状分布，自边缘至中心，洪积砾石扇形地（戈壁）、冲积 - 洪积粉砂质平原、湖积 - 冲积粉砂粘土质平原、湖积淤泥盐土平原有规律地依次递变。地势低洼处盐湖与沼泽广布。是典型的封闭沉积地形，所以有大量的盐碱地和古代湖泊遗址，著名的湖泊有察尔汗盐湖、达布逊湖、东台吉乃尔湖、西台吉乃尔湖，油泉子湖，大小盐湖 20 余个。柴达木盆地四周流入盆地的河流有柴达木河、格尔木河、乌图美仁河、邵郭乐河，都是短流程河流，都流入盆地。所以，柴达木盆地是一个四面环绕高山，水流不外流的封闭盆地，曾经是一个巨大的天然湖泊，存水水量极其丰富，形成了广阔而且平缓的冲积平原，最低海拔 2682 米，盆地四周的海拔超过 2800 米，海拔在 2682 — 2800 米之间的面积大约 5 万平方公里。我们调水的目的，就是要在柴达木盆地储水。而储水的目的一方面要把这 20 多万平方公里土地变为工农业发达、人口稠密的发达地区；另一个目的是利用柴达木的水库功能，储存相当的水，以便于冬季和春季向需水地区供给，第三个目的是利用盆地效应改善四周气候和土壤条件，让蒸发水汽形成区域水汽循环，增加当地和周边降雨量。调水以后，我们不需要修筑水库和明渠，形成的湖泊长度超过 500 公里，宽度在 50 — 130 公里，这里将来是大渔场。从格尔木到阿尔金山也有 350 公里，到了阿尔金山其水头高程依然在 2750 米左右。 4， 调水向西供应塔里木盆地南缘城市。调水在柴达木盆地形成一个面积超过 3 万平方公里的大湖泊，湖泊的水一直流到了阿尔金山傍边，从柴达木盆地向塔里木盆地调水需要穿越阿尔金山，但是由于有多个从柴达木盆地向塔里木盆地冲刷的洪水遗迹，所以这一段的阿尔金山有多处低矮的豁口（ 39 ° 40 ′， 92 ° 39 ′， 2930 ）可以利用来修建调水隧洞，跨越的距离在 30 —— 50 公里之间，而且都是浅埋隧洞。穿过阿尔金山以后，地势平坦，南高北低，所有河流都自然流向塔里木盆地东面的罗布泊（ 40 ° 08 ′， 90 ° 31 ′， 791 ），从阿尔金山隧洞到罗布泊的直线距离只有 200 公里，但是海拔却从 2750 米下降到了 791 米，下降了 1959 米，水能潜力很大。但是我们不能直接把水引到罗布泊。我们的引水沿着 2750 等高线逐渐下降，向西到若羌、切末、民丰、于田、洛浦、和田、皮山、叶城一带，最远到达叶城。从阿尔金山隧洞到叶城总共 1390 公里。这 1390 公里需要修筑深度为 10 米，宽度为 100 米的水渠，需要一定资金。引水首先供应城市，从城市向外围开发绿洲，逐步扩大绿洲，发展节水农业。叶城的水头高程控制在 1600 米左右，所以从阿尔金山隧洞到叶城总共 1390 公里水头降落大约 1100 米，沿途平坦可利用土地多，具有一定的发电潜力。几个城市形成的尾水将会沿着叶尔羌河、和田河、塔里木河向东北流去，最后灌溉沙漠，或者消失在沙漠中。 5， 调水向东流入疏勒河和黑河下游的弱水一带的城市。沿着 2750 米高程向东修筑水渠，水渠一直处在阿尔金山和祁连山的山前冲积扇上，坡度平缓，面积广阔，修筑的目的地是嘉峪关市，从嘉峪关把引水注入黑河下游的弱水河，让尾水沿着弱水河流淌。从阿尔金山隧洞到嘉峪关市总共 500 公里，沿途可以给阿克塞、敦煌、玉门市、嘉峪关市、酒泉市，弱水河流域有金塔、双城子、额济纳旗等城市供水。将灌溉河西走廊西部从罗布泊到酒泉长度为 600 公里，宽度为 50 公里，总面积为 3 万平方公里的土地。而在弱水河流域有可能灌溉长度为 300 公里，宽度为 100 公里，总面积超过 3 万平方公里的土地。总的灌溉面积预计超过 6 万平方公里。而在古代猪野泽的遗迹上，可能形成一个湖泊；水流向东北额济纳旗，现在的噶顺诺尔和苏古诺尔也会扩大为较大的湖泊。向东修筑的水渠的水会流淌到疏勒河，然后由疏勒河回流到罗布泊，因此罗布泊的水域面积也会逐渐增大。 6， 调水有可能到达北疆和吐鲁番盆地。要向北疆调水，就必须修建一个横跨河西走廊的渡槽，渡槽的位置在玉门关附近比较好，这一带的海拔是 1380 米，通过渡槽到达马鬃山在河西走廊的冲刷平坦地，可以沿着 1380 高程修筑水渠向西自流，到达哈密（ 42 ° 48 ′， 93 ° 27 ′， 750 ）、鄯善和吐鲁番盆地（ 42 ° 45 ′， 89 ° 23 ′， -100 ），甚至可以通过达坂城（ 43 ° 21 ′， 88 ° 16 ′， 1100 ）到达乌鲁木齐（ 43 ° 45 ′， 87 ° 36 ′， 927 ）。这些地方都可以全程自流。 7， 水流不需要到达的地区。由于年调水量在 300 亿以下，按照干湿分界线降雨量 400 毫米计算，调水只能满足大约 15 —— 25 万平方公里的土地需求，所以引水的区域受到了极大的限制，我们的规划只能向着有利于自流的方向设定。其中柴达木盆地大约 15 万平方公里，向和田叶城方向大约 5 万平方公里，向着河西走廊大约 6 万平方公里，总的供水面积已经超过了 26 万平方公里。如果再向着哈密、吐鲁番和乌鲁木齐方向调水，那么就超过了我们的水量，无法满足。因此，除过这些以外的地区，例如塔里木的西面喀什、阿克苏等地不是我们的调水目的地，甘肃的酒泉以东地区，包括张掖武威等不是我们的调水目的地，塔里木沙漠、新疆东部的山区包括马鬃山等不是我们的调水目的地。所以，调水以后不可能彻底改变西北地区的干旱状况，塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠不可能得到彻底治理。但是，可以肯定绿洲将更加广阔，城市将更加繁荣，以城市为中心的农业将得到广泛发展。 8， 藏青隧洞调水路线的特点： a ，利用隧洞调水首先是距离短，从雅鲁藏布江到易贡藏布江的隧洞长度 100 公里，从易贡藏布江到柴达木盆地隧洞长度 700 公里，从格尔木到阿尔金山长度 350 公里，翻越阿尔金山 50 公里，从阿尔金山到叶城 1390 公里，从阿尔金山到嘉峪关 500 公里，整个引水线路总长度 2900 公里，其中隧洞总长度 850 公里，水渠总长度 1890 公里，免修路段 350 公里。如果从玉门关向乌鲁木齐调水，则需要水渠渡槽和隧洞，总长度 1000 公里。 b ，调水路线地势平缓，除过隧洞以外，基本都是冲刷洪积扇和冲刷平原，修建工程难度大大降低，可使用面积大。柴达木盆地非常平坦，阿尔金山北坡很平缓，河西走廊很平坦，马鬃山以南天山以南是大片冲积扇，塔里木盆地南缘是青藏高原昆仑山北坡，也是连续的冲积扇。这些冲积扇和冲积平原给水渠工程提供了大片的施工土地，可以任意潇洒地规划路线，工程措施和难度大幅度减少，需要大量水渠，只需要少量渡槽和隧洞。 c ，该路线的高程一直沿着引水路线下降，没有忽高忽低的起伏，所以整个引水路线是一个自流系统，具有使用万年的潜力。引水点在尼洋河河口，海拔 2950 米，到了易贡藏布江下降了 10 — 20 米，到了 2930 米左右，通过 700 公里隧洞后水位为 2800 米，又下降了 130 米，在阿尔金山口，又下降了 50 米，达到了 2750 米左右，然后到了叶城海拔降到了 1500 米， 1900 公里海拔下降了 1150 米，到了玉门关海拔降到了 1480 米，嘉峪关的海拔是 1660 米， 500 公里海拔下降了 1090 米。全部是逐渐下降的。 d ，该路线节省了大量资金。首先，我们利用了柴达木盆地的天然湖泊，节省了修建水库的资金，节省了修建 350 公里长的水渠的资金；其次我们利用了疏勒河和弱水的天然河道，节省了修建水渠的资金，我们还利用了塔里木盆地南高北低的地形，让水自流，节省了资金。而这条引水路线全程自流，不需要抽水，节省了大量营运资金。 e ，该路线直接到达了干旱区，引水效果非常好，穿过青藏高原就是沙漠纵横的柴达木盆地和塔里木盆地，这两个盆地的年降雨量都在 100 毫米以下。 9， 工程投资和效益概算：我们计算隧洞投资只能计算一个大概，而且参考其它工程计算。我们计算的参考就是秦岭引水隧洞和川藏铁路投资。秦岭引水隧洞静态总投资 146.6 亿元，它包括了两个水库一个 98 公里长的隧洞，隧洞直径 8 米，大约每公里隧洞投资一个亿。川藏铁路总长度 1800 公里，总投资 2700 亿，难度很大，平均每公里 1.5 亿。藏青隧洞由于不需要安装设备，不需要精准砌护，但是直径大埋深大，所以每公里估算为 2 亿比较合理。这样估算， 850 公里隧洞需要投资 1700 亿，而水渠每公里 500 万元足够，所以水渠投资估计为 95 亿元，其它两个水库和渡槽大约 105 亿足够。总投资在 1900 亿元以下，如果加上从玉门关到乌鲁木齐的 1000 多公里，则恰好 2000 亿元。藏青隧洞在 0.025 的糙率下，水力半径 R 分别为 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 ， 7 米的输水量分别是 13.81 ， 40.71 ， 87.66 ， 158.95 ， 258.46 ， 389.87 亿立方。一般采取隧洞半径 10 米，直径 20 米，那么每年的引水量最大为 159 亿立方，以二十年为成本回收期，那么水价大约是 1.60 元，这个水价甚至比干旱区当地目前水价低。 10， 引水季节短暂。柴达木盆地在北纬 38 度以北，冬季的温度在零下十几度，容易结冰。结冰后出现拥堵，水面局部抬高，所以冬季无法输水，而且由于雅鲁藏布江的水大多数是雪山融水，受到季节影响很大，冬季融化很少，夏季融化很多，冬季无水可调，夏季水势涛涛。所以引水就有淡季和旺季的区分。冬季的三个月， 12 月， 1 月和 2 月几乎没有水，从 3 月开始水量逐渐增加，到了 7 月达到高峰， 7 月 8 月水量丰沛，从 9 月起开始逐渐减少， 9 月， 10 月， 11 月越来越少。因此一年中隧洞用于调水的时间也就是 6 、 7 、 8 、 9 月四个月， 5 月 10 月是半负荷。所以虽然设计输水量是 159 亿立方，实际上能调 80 —— 100 亿立方。不可能满负荷输送。这就需要在夏季洪水季节给隧道加速，加速的办法是从藏青隧洞的头顶地表的怒江、解曲（澜沧江支流）、扎曲（澜沧江支流）、通天河（长江上游）、修沟郭勒河五个河流上打方向向北，坡降 0.1 的倾斜隧洞，通过小隧洞把这些河水引入隧洞，从而加速整个隧洞的水流速度。 11， 引水潜力巨大。虽然一个直径 20 米的隧洞每年输水量受到季节限制、流速限制，大约只能每年输送 100 亿立方的水。但是无论从受水区域来讲，还是从水源地潜力来讲，都有加大引水量的潜力。受水地区，除过河西走廊、柴达木盆地以外，塔里木的需求很大，治理新疆北部甘肃西北部还需要大量水。而从水源地来讲，由于我们从雅鲁藏布江干流引水，雅鲁藏布江年平均径流量 1654 亿立方米 ，仅仅尼洋河的年径流量就有 220 亿立方。所以，有大量的补充水源，可以修建 3 条或者 4 条同样的隧洞，进口都在易贡藏布江上游，出口都在格尔木附近，这一段地域开阔，高程合适，不存在空间不够问题（红旗河则存在空间狭小，不能修建多个并行渠道问题）。所以，隧洞的引水潜力是巨大的。 总体来说，藏青隧洞从雅鲁藏布江上林芝附近引水，沿着东经 94 度向北，经过易贡藏布江储水，从隧洞到达柴达木盆地，形成大面积湖泊后，从阿尔金山引出到塔里木盆地，供应塔里木南缘的几个城市，最后到达叶城，向东供应河西走廊上的几个城市，在嘉峪关流入弱水，同时形成大约 10 万平方公里的新的灌溉农业区，最后水在罗布泊、额济纳旗附近形成几个湖泊。这就是我们规划的藏青隧洞调水路线。

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红旗河工程的难点

热度 2 fanxiaoyingz 2019-2-13 14:31

红旗河工程的难点 红旗河工程课题组利用遥感、 GPS 等技术实现了线路规划，但是这个工程要实现规划则必须进行现场考察和测量，进行现地规划，这样才能够逐渐接近现实，完成可行性研究报告和总体规划。线路规划只是第一步，可行性研究报告是第二步，总体规划是第三步，具体设计是第四步。目前阶段只是第一步完成，以后的工作量还很大。 尽管完成了第一步路线规划，但是就是这条路线依然遭到了很多质疑，这种质疑是在肯定的基础上的否定，总体来说这条路线还是很合理的。但是不排除质疑问题的存在，因此对于红旗河设想的正确态度是帮助课题组修改和完善方案。 现在，我们来跟踪以下红旗河的线路： 红旗河的起点在雅鲁藏布江的主干道的大拐弯附近，从河流来看，这个起点在雅鲁藏布江、帕隆藏布江、易贡藏布江这三条河流的交汇点附近。从山脉来看，北面和东面被巨大的念青唐古拉山环形包围，西面被喜马拉雅山脉的东支所包围。念青唐古拉山和喜马拉雅山脉的特点就是山峰海拔很高，落差很大，高峰海拔普遍高于 6000 米，但是河谷的海拔往往低于 3000 米，河谷狭窄，落差巨大，河水湍急，没有平缓豁口。这给调水工程带来了巨大的困难，要向东部调水，必须穿过念青唐古拉山。以念青唐古拉山为轴线，山脉内侧是帕隆藏布江、易贡藏布江和尼洋河，山脉的外侧则是怒江，怒江一直沿着念青唐古拉山外侧流淌，延伸到了拉萨北部的纳木错以东。但是怒江的河谷海拔要比雅鲁藏布江河谷的海拔高一个数量级，因此要从雅鲁藏布江引水到怒江不能选择最短路径，不能直接向北开凿，而只能向着怒江河床海拔低于雅鲁藏布江河床的方向——大拐弯的东南方向开凿隧洞，而且要从地下穿越念青唐古拉山。 现在的问题是从雅鲁藏布江到怒江的隧洞开口应该在哪里？按照红旗河课题组的遥感规划，开口位置在雅鲁藏布江、帕隆藏布江、易贡藏布江这三条河流的交汇点附近（ 29 ° 52 ′ 25 ″， 95 ° 07 ′ 18 ″， 1571 ），这里当然有好处，水量丰富，它能够把雅鲁藏布江主干道的水引入隧洞。但是只要看看谷歌地图上三十个卫星定位的高程就会明白，这个地方的海拔只有 1571 米，比自流要求海拔低 600 多米，无法实现引水自流，要自流必须把引水点向高处移动，向北方移动。而帕隆藏布江、易贡藏布江的交汇点（ 30 ° 05 ′ 45 ″， 95 ° 03 ′ 49 ″， 2027 ）则非常符合海拔要求，但是此处引水无法引到雅鲁藏布江主干道的水。为此，我设计了一条变通路线，从派镇东北的雅鲁藏布江主干道上（ 29 ° 44 ′ 52 ″， 94 ° 56 ′ 19 ″， 2750 ）向正北打通一个 30 公里长的隧洞，到达鲁朗镇（ 29 ° 56 ′ 56 ″， 94 ° 47 ′ 56 ″， 2554 ）以东附近，在此处修建水库储水，然后沿着河北岸修建渠道或者隧洞到达帕隆藏布江、易贡藏布江的交汇点。这样一来，主干道的水就能够引入隧洞，引水量大增。达帕隆藏布江、易贡藏布江的交汇点的海拔只有 2027 米，这个和陇西高原上的出水口高程基本相当，依然不能实现自流，因此，必须在帕隆藏布江、易贡藏布江的交汇点（ 30 ° 05 ′ 45 ″， 95 ° 03 ′ 49 ″， 2027 ）修建一个高度大约 250 米的水库，提高入水口的海拔到达 2250 米左右。（以上内容是为了弥补红旗河在雅鲁藏布江一段的自流缺陷而设计的补充工程，我自己以为设计还是合理巧妙的，通过向北穿山可以把主干道的水调过来）。 红旗河的整个工程的着眼点是把水引入陇西高原，从陇西高原自流到西北其它地区。从陇西高原向西北其它地区有海拔优势，陇西高原的高点在 1900 — 1950 米一线，这个制高点是祖励河和洮河和渭河三条河流共同的发源地。所以，当引水工程到达陇西高原以后，可以利用原有的水系引水，所以引水的目的地是渭源县、临洮县和定西市，从渭源县出口，可以把水引到渭河上游，从临洮县出口可以把水引到兰州以南洮河流域各个县，从定西市出口可以把水引到祖励河流域大片区域。这三个出口的海拔都在 1950 米左右，因此红旗河的出口控制海拔是 1950 米，要求从雅鲁藏布江到陇西的海拔全部高于 1950 米，而且从开口到出口的落差在 250 米以上，也就是说雅鲁藏布江入口的海拔应该在 1950+250=2200 米以上。沿线的海拔也都在 2000 —— 200 米之间。这个海拔要求是沿线高山河河流的最低海拔，只有是最低海拔，水才能够自流；如果低于这个海拔，则水会从更低处流走，不会进入引水渠道。 用这个海拔要求勘查红旗河的线路。我们发现红旗河需要经过这样几个地区：雅鲁藏布江大拐弯，念青唐古拉山，横断山区北部，迪庆藏族自治州，凉山彝族自治州，川西高原，岷山山区，甘南地区和陇西高原。跨越的河流有：怒江、澜沧江、金沙江上游、理塘河、雅砻江、大渡河、岷江，白龙江。其中大渡河、岷江的海拔都在 1700 米以下，所以红旗河必须绕过大渡河和岷江，从大渡河和岷江的西岸，其支流上开凿基本和大渡河和岷江平行的高海拔河床才能够通过，而且大渡河以西不远就是大雪山，红旗河在大雪山和大渡河之间的狭窄缝隙中向北开凿，通过一个星型河流交汇点—丹巴县（ 30 ° 52 ′ 47 ″， 101 ° 52 ′ 53 ″， 1904 ），从丹巴县绕向东，沿着小金川河流过小金县，绕到岷江西岸，从岷江西岸开凿一条渠道和岷江平行，一直到茂县（ 31 ° 41 ′ 17 ″， 103 ° 50 ′ 38 ″， 1602 ），从茂县向北，沿着岷山东侧到达甘南地区，从岷山和秦岭的交错地带进入陇西高原的出水口。红旗河在岷山和秦岭交界的白龙江一段需要绕大大的一段，比较曲折，白龙江是嘉陵江的支流，如果绕不好，引水就流入到了嘉陵江。 从整个路线来看，红旗河通过横断山区一段大约 500 公里相对容易，虽然这一段横跨了多个山脉，例如伯舒拉岭、他念他翁山、芒康山、宁静山、木拉山、太阳山、大凉山、锦屏山等山脉，但是横断山区的特点是河流从西北向南，山脉走向也是从西北向南，河流纵切规整，只需要打隧洞横穿过去就可以。所以最困难的是通过川西高原一段，这一段落差很大，从 4000 多米很快下降到了 1000 米以下，而有两个河床海拔不符合要求的河流横挡在中间，其中大渡河是南北方向，它的西面紧挨着是大雪山，红旗河必须绕过锦屏山向北，沿着大渡河和大雪山之间的窄缝隙，向北大约 200 公里，达到丹巴县以后才能向东走，穿过邛崃山（ qionglai ）到达岷江西岸，又从岷江西岸，基本和岷江平行地再半山坡开凿一条人工河，长度达到了 300 多公里，从茂县穿过岷江到达白龙江流域，从九寨沟东部向北穿过西秦岭到达目的地。所以，穿过大渡河、岷江和白龙江是最困难的。由于大渡河穿过了雪山，山大沟深落差大，所以这一段非常险要，是地质灾害的危险区；由于岷江长山坡陡河床低，岷江一段不得不修建一个半坡上的地上河，这种河容易发生冻融河泄漏，工程难度很大；由于白龙江的海拔较低，所以必须绕来绕去。总之，川西高原一带是工程的最难点，而且这个地带可以规划的宽度很窄，雪山紧挨河流。这一段需要明渠、暗渠、隧洞、渡槽、水库、拦水坝、倒虹吸等等多种水工措施同时使用，难度很大。但是，由于大渡河、岷江和白龙江是山大沟深，人烟稀少，河流下切严重的地区，一旦发生漏水事故，水会流到大渡河和岷江中，一般不会造成重大人员和财产损失事件。 由于工程艰难，所以我个人认为将来的红旗渠的输水量每年不会超过 300 亿立方。为此，我们利用谢才公式做出一个计算。 谢才公式为 根据谢才公式，我们求出红旗河工程中水流的平均流速。假设水力半径 R 可以是分别为 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 米（则隧洞半径是其二倍），糙率系数统一使用 0.03 或者 0.025 ，坡降是 1800 公里下降 250 米，大约是 0.000139 ，或者 1800 公里下降 400 米，大约是 0.000222 。代入公式，得到流速为： 0.62 米每秒， 0.82 米每秒， 0.99 米每秒， 1.15 米每秒。从计算可以知道，隧洞的直径越大，水流速度越大。不管水渠的形状大小如何，只要在一个引水系统中，水量一样，因此隧洞过水量可以代表调水量，那么在半径是 4 米的隧洞年调水量为 10.34 亿立方，而半径是 10 米的隧洞年调水量为 119 亿立方，相差 11.8 倍。此外，糙率系数对于流水速度的影响也较大，糙率系数从 0.03 下降为 0.025 ，在坡降不变的情况下，输水量增加 20% 。而坡降对于输水量的影响比较小，在糙率系数不变的情况下， 1800 公里之内的高差从 250 增加到 400 以后， 4 米半径隧洞输水量增加 25% 以上，隧洞直径越大增加比例越大， 10 米半径隧洞输水量增加 26.4% ，所以增加坡度有利于输水量的增加，但是其潜力是有限的。从表格可以看出，真正增加输水量需要从糙率和湿周（水力半径）两个方面下功夫，一个是减小隧洞或者明渠的糙率，一个是增加水渠的断面。当然，谢才公式是一个经验公式，随着渠道湿周的增加误差增加，但是用于概略地计算调水工程的输水量是足够了。 根 糙率 水力半径R 系数C=R0.16666*1/N 坡降J SQRT(RJ) V=C*SQRT(RJ) 4*3.14*R*R 年径流量 0.03 2 37.42 0.00013889 0.01667 0.62 50.24 10.34 0.03 3 40.03 0.00013889 0.02041 0.82 113.04 30.48 0.03 4 42.00 0.00013889 0.02357 0.99 200.96 65.65 0.03 5 43.59 0.00013889 0.02635 1.15 314.00 119.02 0.03 6 44.93 0.00013889 0.02887 1.30 452.16 193.55 0.025 2 44.90 0.00013889 0.01667 0.75 50.24 12.41 0.025 3 48.04 0.00013889 0.02041 0.98 113.04 36.58 0.025 4 50.40 0.00013889 0.02357 1.19 200.96 78.78 0.025 5 52.31 0.00013889 0.02635 1.38 314.00 142.83 0.025 6 53.92 0.00013889 0.02887 1.56 452.16 232.26 0.025 2 44.90 0.00022222 0.02108 0.95 50.24 15.69 0.025 3 48.04 0.00022222 0.02582 1.24 113.04 46.27 0.025 4 50.40 0.00022222 0.02981 1.50 200.96 99.64 0.025 5 52.31 0.00022222 0.03333 1.74 314.00 180.67 0.025 6 53.92 0.00022222 0.03651 1.97 452.16 293.78 0.025 2 44.90 0.00017200 0.01855 0.83 50.24 13.81 0.025 3 48.04 0.00017200 0.02272 1.09 113.04 40.71 0.025 4 50.40 0.00017200 0.02623 1.32 200.96 87.66 0.025 5 52.31 0.00017200 0.02933 1.53 314.00 158.95 0.025 6 53.92 0.00017200 0.03212 1.73 452.16 258.46 0.025 7 55.32 0.00017200 0.03470 1.92 615.44 389.87 0.025 8 56.57 0.00017200 0.03709 2.10 803.84 556.63 0.025 9 57.69 0.00017200 0.03934 2.27 1017.36 762.03 0.025 10 58.71 0.00017200 0.04147 2.43 1256.00 1009.24 据 从以上表格可以看出，单个隧洞的直径越大，输水量越大，其效果是多个小直径隧洞输水量的数倍，因此在工程修建中应该以大直径隧洞为主，尽量减少隧洞数量，根据现有技术，开凿最大直径的隧洞比较有利于工程成功，其占地面积小，一次投资少。另外，根据现有技术，红旗河工程的年输水量的最大值为 287 亿立方，也就是说，要向西北方向年输送 600 亿立方以上的水量，单单一个红旗河是不够的。也许需要两个红旗河，或者使用其它工程结合起来，例如 700 多公里长的藏青隧洞，藏青隧洞在 0.025 的糙率下，水力半径 R 分别为 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 ， 7 米的输水量分别是 13.81 ， 40.71 ， 87.66 ， 158.95 ， 258.46 ， 389.87 亿立方。从以上的数据可以看出，在现有技术条件下，隧洞的半径选择 9 — 10 米比较合理。当然，如果不使用盾构机，而是使用钻爆法，那么开凿直径为 20 米以上的隧洞也不是没有可能，但是隧洞直径越大，其稳定性肯定越差。如果把红旗河和藏青隧洞结合起来，其输水量每年可以超过 500 亿立方，基本满足调水要求。如果只有红旗河工程，那么需要的水渠宽度和深度都很大，其技术难度和将来的维护成本会很大。 从以上计算可以看出，使用 “小口径多隧洞”方案是不够科学合理的。尽量避免使用多个小口径隧洞引水，不但占用地方大，而且工程费用大，维护成本高，唯一的好处是技术比较简单，稳定性好。 从以上的计算还可以看出，无论隧洞直径多大，坡降多大，隧洞中的水流速度都在 0.6 米—— 2 米之间，很难加速到 2 米以上。而流速是输水量的一个关键因素。所以，要加速水流必须使用另外的办法，例如使用贯流泵。 总的来说，红旗河工程目前还是纸上谈兵的阶段，并没有进入实地勘查和规划的阶段。而在这个阶段的讨论中，我们知道不是一个红旗河就能够实现全部调水目标的。红旗河最困难的是穿越大渡河和岷江一段，这段长度大约 800 公里。而进入陇西高原以后工程难度大大降低，可以利用天然河道输水。

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红旗河工程可以和扶贫开发结合分段实施

热度 1 fanxiaoyingz 2018-10-12 11:24

红旗河工程可以和扶贫开发结合分段实施 自从红旗河调水工程规划面世以来，社会上各种讨论五花八门，赞成和反对各执一词。我对这个工程规划的线路总体是赞成的，但是对有些部分是反对的。红旗河规划可以划分为三段，一段从雅鲁藏布江引水到怒江，第二段是从怒江引水到甘南渭河上游，第三阶段是从甘南引水到各个用水点，包括春风河、红延河、漠北河。 首先，我们必须明白一个道理，中国北方是绝对缺水的，调水是必须的。有的人反对向北方沙漠地区调水，认为会破坏 “沙漠生态系统”。那么我的质疑是“沙漠存在沙漠生态系统吗？”其实沙漠不存在沙漠生态系统，这就是我的结论。可以从生态系统的定义出发考察沙漠是否存在沙漠生态系统。生态系统是环境、植物群落、动物群落和食物链共同组成的一个体系，它还有一个特点就是必然会有生物生产力。环境包括土壤、水分、温度、养分、空气、光照。沙漠中这些环境因子最缺乏的是水，而土壤因子就是沙地，虽然沙地没有土壤的团粒结构，但是它是土壤的母质，也可以算一种土壤。而温度、养分、空气、光照等条件都是具备的。所以，沙漠中没有水，也就缺乏形成生态系统的最基本的环境因子，沙漠也就不可能有植物群落和动物群落，也就是所谓的寸草不生。构成生态系统还必须形成食物链，有生产者、消费者和分解者。那么沙漠中由于没有水，也就没有植物群落，植物群落作为食物链最底层的生产者也不存在，就谈不上有消费者动物群落和分解者微生物群落。没有群落，就没有生物生产量，即没有生物量的增长。所以，沙漠生态系统实际上是不存在的。当然，沙地生态系统的确是存在的。但是沙地生态系统存在并不表示沙地生态系统就是一个完整的生态系统，也不表示沙地生态系统有很多的植物群落和动物群落，相反，也是因为缺乏水的缘故，沙地生态系统往往非常脆弱，而且常常逆向演替，退化为沙地。这就是所谓的沙进人退。正因为，沙漠中不存在生态系统，为了产生生态系统，所以我们必须向沙漠调水。以解决生态系统形成中最基本的环境问题。 基于以上理由，我认为那些以沙漠存在生态系统，不应该破坏生态系统的反对者的言论不必要理会。 红旗河工程的规划是许多专家的尽心尽力的杰作。但是由于这个规划和一家名叫善林金融的公司扯到了一起而被某些人嘲笑和否定。我认为这些嘲笑红旗河工程规划的人很可笑，红旗河工程只是一个规划，距离实施很遥远，也不可能让善林金融来实施，怎么能够一概否定呢？何况红旗河工程是由一批水利水保专家来规划的，而善林金融是搞项目投资融资的，这本来就是两个圈子的人，不能因为有业务往来就全部否定吧。因此，我还是要讨论红旗河工程，还是要支持红旗河工程。 我们讨论和质疑红旗和工程的最主要两点是工程难度大，太费钱。但是从另外一个角度看，红旗河工程规划的路线有没有替代工程？有没有替代线路？如果没有，那么再烧钱也要干，再困难也要干。所以，最主要的问题集中在红旗河规划的线路是不是唯一可行的线路？ 目前看，从雅鲁藏布江到怒江有替代工程，而且这一段工程难度非常大。替代工程就是许多专家赞同的藏青超长隧道。由于隧道有许多优点，所以该方案是一个很好的备选方案。而引水到甘南以后在用水阶段也有许多替代工程，而这些替代工程完全由各地的需水量决定。一种方案是沿着祖厉河流入黄河，从黄河的天然水道引水到各个用水地区。这个方案最节省资金，同时覆盖面积也很大，但是有些干旱地区依然没有水。当然，也可以按照红旗河规划的那样修建红延河、漠北河。总之，对于用水阶段来说方案就比较多了。 然而，从怒江到渭河上游这一段没有可以取代的方案，这一千七百公里的路线设计，红旗河方案是唯一合理的。之所以说是唯一合理的，是因为从怒江横穿澜沧江、金沙江、大渡河、白龙江等河流，在 2300 —— 1900 米海拔上，只有一种可能性，就是红旗河工程所规划的。而且，这段工程所调取的水量潜力也是巨大的。超过一个黄河的水量。 综上分析，我认为红旗河工程可以分阶段实施。第一阶段实施最关键的，必不可少的线段，也就是实施从怒江到渭河上游这 1700 公里的关键工程。这段工程实施以后，水可以自流到黄河，所以可以暂时不实施红延河、漠北河工程，而是让各地形成用水协议以后再实施。 可以首先考虑调水 100 亿立方，预留更大调水的位置。我们发现，从怒江到洮河这一段接近两千公里地区是中国最贫困地区之一。所以为了节省资金，为了综合治理，工程实施可以同时和扶贫开发相互结合。所以，工程实施可以大气一点，例如有些需要渡槽的地方可以修建水坝，修建水平土地，以便于移民搬迁和土壤整治，以便于形成丰产水平田，利用水库也可以搞养殖。再例如，利用调水线路，沿线可以开辟公路，方便工程进行，也方便当地群众。因此，工程可以和当地的扶贫规划相互结合。 另外一个问题就是这个工程这么复杂，这么困难，能不能搞公司化运作，不让国家投资？这个我认为也可以，但是首先应该由国家授权修建，地方政府配合。由于北方严重缺水，调水的利润是可观的，长期的，而且目前已经有许多项目是通过市场化运作的，条件是成熟的。 我相信，红旗河工程抓住关键环节，分阶段实施，一边实施一边总结是完全可以成功的。

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利用天然暗河实现远程调水

热度 3 fanxiaoyingz 2018-7-2 16:30

利用天然暗河实现远程调水 河海大学 地球科学与工程学院 的陈建生教授提出了一个很新颖的理论 , 名称叫 “ 地下水深循环理论 ” , 该 理论 是在对大量湖泊、河流、泉水等进行水量水质研究的基础上做出的。陈老师发现，西藏高原内流区湖泊与河流存在渗漏，年渗漏量约为 1000 亿方，但是在其它地区却有来源不明的大量淡水存在，例如中国黄海海岸水下一千多米深处有淡水涌泉，水量每年有几百亿立方，再例如贝加尔湖，经过科学家研究发现贝加尔湖的湖水有每年 300 亿立方是温度很低的冷水，这些水来源并不清楚。而陈老师认为这 300 亿立方冷水是通过一个类似于“地下暗河”的水的深循环途径到达贝加尔湖的。贝加尔湖总蓄水量 23.6 万亿立方米，湖中流出的仅有安加拉河，其年均流量为 1870m 3 /s ，折合年径流量为 590 亿立方米，相当于一条黄河，由于其周围是寒带半湿润地区，年降雨量在 300 —— 350 毫米，所以当地不可能每年产生如此巨量的淡水，只可能有远程外来水。当然，陈老师还在河西走廊、塔里木盆地、阿拉善、鄂尔多斯、内蒙高原、华北平原、长白山、苏北平原的等等多处地方找到了深循环水的踪迹。这些深层地下水具有温度低，微量元素多，水质好，埋深大，水源充足，不受当地条件限制等特点。而且根据水深循环理论，陈老师在内蒙古阿拉善右旗、苏北涟水地区等地已经帮助当地打出了若干个深水井，出水量大，水质优良。陈老师认为，之所以存在地下水深循环，是因为在上地幔与中地壳之间存在一个水的“高导低速层”。高导低速层距离地面几千米到几十千米不等，是由于火山爆发遗留的管状隧洞相互联通而形成。该高导低速层由于完全封闭，空间很小，所以水的流速很慢，从青藏高原到贝加尔湖或者到东海一般需要 20 —— 40 年。 陈老师的水深层循环理论告诉我们，存在一个全国性的地下暗河网络，这个网络从水源地青藏高原一直联通到东部北部各省市。从而从根本上开辟了另外一个调水思路，如果能够发现并且充分的利用这些地下暗河，那么红旗河工程，南水北调西线工程等等调水工程的思路也需要跟着改变。我们就没有必要花费几万亿人民币去搞引水工程。而是需要切实地利用好这些已经存在的暗河进行调水。所以，陈建生老师的高导低速层 地下水深循环理论 给我们提供了一个全新的调水思路。如果沿着这个思路去探索研究，并且实施调水工程，那么能够节省上万亿的资金。 如果陈老师的理论是成立的，那么说明存在若干条地下暗河，那么现在要问：这些地下暗河在地下多少深处？这些地下暗河去贝加尔湖，去东海的路径如何？这些地下暗河的进水口在哪里？如果解决了以上三个问题，就等于解决了如何利用地下暗河调水的问题。 知道了暗河的路径，我们就可以在路径上打井钻透，这样的井很深，具有很大的压力，可以自动喷出到地面。如果路径在甘肃、内蒙古的干旱区，那么就解决了该地区的用水问题。如果找到了水源地，找到了高导低速层的进水口，我们可以把其它临近地区的水抽取到该地，然后让水向该地层渗透。也可以利用这个天然的路径实施开凿拓宽工程，充分利用这种天然地下河流。 第一个问题：地下水深循环的水源自哪里？入水口在哪里？一般认为，中国大陆的水的大多数来源于青藏高原。这一点几乎不需要质疑，青藏高原海拔高，温度低，水汽难以通过，只能在青藏高原上降落，所以它是中国长江、黄河、雅鲁藏布江、怒江、叶尔羌河、澜沧江等等各个大江大河的发源地。它同样是地下水深循环的水源地，因为地下水深循环的压力必然很大，而要获得远距离超深地层水的输送动力，必然需要高海拔。所以这些地下水深循环的水源地必然在青藏高原的某处。 水深循环的水源地的进水口必然存在以下特点：第一，存在板块碰撞的缝隙，如果存在缝隙，那么必然在地貌上表现为低洼地，这些低洼地要么是现代河床，要么就是湖泊。第二，必然存在大量水源，必然存在长期的渗透，青藏高原上的可以长期渗透的水源自然是湖泊；第三，由于水被渗透必然带走化学可溶物质，所以存在渗透入水口的湖泊的含盐量必然比较低。通过以上思路，陈老师和青藏高原上的有关科研单位合作，已经初步找到了几个水深循环的水源地的进水口，其中一个就是纳木错（北纬 30 ° 43 ′ 95 ″，东经 90 ° 34 ′ 55 ″海拔 4760 米）。纳木错的南面是念青唐古拉山，而纳木错应该就是念青唐古拉山的隆起和其它地层的结合部。在青藏高原上在湖泊旁边有高山，是典型的板块挤压地形的还有赤布张错（北纬 33 ° 23 ′ 02 ″，东经 90 ° 14 ′ 56 ″海拔 4950 米），还有阿牙克库木湖（北纬 37 ° 31 ′ 04 ″，东经 89 ° 29 ′ 15 ″海拔 3928 米）。在东经 90 度线上的湖泊都有可能性。当然唐古拉山脉、冈底斯山脉、喀喇昆仑山脉、横断山脉、 念青唐古拉山脉下的河流都有可能是暗河入口。 第二个问题是暗河的路线问题。陈老师认为上地幔与中地壳之间存在一个水的 “高导低速层”，我们现在的问题是这个高导低速层和板块构造之间是什么关系？为什么它能够贯通整个大陆？有一种观点认为，高导低速层是火山活动遗留的管道，当然这个也有可能，但是火山活动一般都是垂直活动，水平向长距离的活动存在吗？它能够贯通吗？当然，也不排除在地壳和地幔之间的活动层存在巨大空隙的可能性。但是，我个人认为这个高导低速层很可能是板块之间的接缝，板块很大，埋深很大，所以板块之间的缝隙也很深。彭泽云老师就认为在贝加尔湖和中国新疆之间存在的一个大的断裂带很可能就是“高导低速层”的地质位置，这个断裂带深度达到 8000 米。而贝加尔湖本身就处在一个大的断裂带上，处在两个板块的结合部，贝加尔湖的湖底在海平面下 200 米，最深处在海面下 1181 米。贝加尔湖裂谷是欧亚大陆区内最大的活动性大陆裂谷，是 S 形的古生代缝合带，贝加尔湖裂谷区绵延 2000 多千米。该地区地壳运动尚在继续，偶尔发生强烈地震，岸边有死火山遗址。符合陈老师的活动火山隧洞理论。那么，这个裂谷和新疆的裂谷在地下深处连接的可能性很大。这条裂谷是地下暗河路径的可能性也很大。 这里需要说明的是，这些地下暗河，在地下深处推进， 20 年以后才冒出水头，但是长年累月的存在，必然引起化学侵蚀。这些地层已经存在了几十万年，甚至几百万年，化学侵蚀的时间也很长，那么这样的地下暗河一定很大，很长，错综复杂，形状很特别。而且地下很可能存在大量溶洞。如果这些暗河经过的是碳酸盐地区，那么类似于喀斯特地貌的地形必然存在。即便不是碳酸盐地区，其它岩石同样可以受到长久的化学侵蚀，形成巨大暗河的可能性也很大。那么，青藏高原上存在天然的隧洞和暗河吗？我想，应该是肯定的。因为几百万年以来，青藏高原上的湖泊都似乎是内陆湖，没有外流的渠道，那么这些水只有可能下渗，溶蚀地层，产生裂隙。所以，很可能青藏高原就是千疮百孔的，很有利于水的隧洞的打通。例如，塔里木盆地南部，和田玉田地区都有大量地下水渗出，每年的水量在十五亿立方以上，这些水只能来源于青藏高原，通过暗河。所以，修建藏青超长输水隧洞可能不像我们想象的那样困难。 如果找到了地下暗河，知道了它的路径和埋藏深度，我们就可以打井取水。那么这些水会不会枯竭？如何补充地下水呢？还需要修建明渠引水？这是必须的。如果找到了暗河，但是出水量不大怎么办？这个需要对暗河进行扩建，改建，扩宽和封堵，这些工程也是必要的。当这些工程完工之后，对工程进行评价，然后可以结合其它调水设想进行其它调水工程。 例如，对于贝加尔湖的淡水资源的利用，内蒙古已经瞄准了这个调水工程，中国的许多人也很关注这个工程，和外蒙古和俄罗斯的谈判正在进行，规划正在形成，从贝加尔湖向内蒙古高原调水，只需要提升水头 400 多米，还是很现实的。但是如果我们利用陈建生教授的理论，把从青藏高原上流过内蒙古高原的超深地下水截流利用，那么我们连调水的成本也节省了。如果，我们利用这个理论上揭示的暗河在雅鲁藏布江上找到暗河入口，又在新疆或者内蒙古高原找到水路，那么就可以取代人工河，实现调水理想。

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气压法送水上高原技术

热度 1 fanxiaoyingz 2018-5-30 23:44

气压法 送 水 上高原技术 在许多调水工程中，有一个技术难题就是如何用最小的代价把地处的丰富的淡水送到高出。当然，如果说这是一个技术问题，不如说它是一个经济问题。在南水北调工程中，为什么中线一年调水量超过 50 亿立方，而东线工程一年大约只能调水 10 亿立方。根本的原因还是水费问题。两条线调来的水是一样的，但是成本是不一样的。原因是东线的水提升水头 60 多米，成本比中线的水大，不同的水却是相同的售价，自然东线不够经济，调水量就小了。如何从技术上进一步降低成本对于大量的调水是很必要的。例如，霍有光提出的海水西调工程，需要把水从海平面提升到 1400 米高程，从理论上计算用抽水机需要四度电。再例如把雅鲁藏布江的水提升到青藏高原，需要更多的电力。除过利用电力以外，我们希望能利用自然力。 我们认为把水送上海拔高，坡度大的高原的节省成本的办法是使用高压压水。既不能借助于重力，也无法使用离心力。高压压力送水是最为节省资金的办法。 我们知道，一个标准大气压，即 1ATM 可以把水压高 10.34 米，那么要把海水从 300 米压到 1300 米，需要 97ATM ，就是 9.8 兆帕。很显然，压力太大，一次不可能到位，如果每次获得 5 —— 10 个 ATM ，那么一次压高 50 米—— 100 米，是完全可以办到的，而且水管侧壁可以承受这种应力。所以，必须分 10 次或者 20 次才能够把水压上高原。 那么如何获得如此大的压力呢？我们知道，在标准条件下（ 0 ℃， 1atm ），空气密度为 1.29Kg/m 3，但是一立方的水是 1000 公斤，水的密度是空气密度的 775 倍。由于空气质量轻，资源无处不在，根据克拉伯龙方程 PV=nRT 。在一个固定的密闭容器中，容积 V 是定值，温度 T 是定值， P=nRT/V ，所以压强 P 和空气的摩尔数成正比例， RT/V 是一个常数可以设为 f ，，则 P=fn ，由于空气的质量 M 等于摩尔质量 m 乘以摩尔数 n ， M=mn ，空气的摩尔质量 m 是一个常量，也就是压强 P 和空气的质量成正比 P=fM/m=FM 。所以要增加压强只要向这个密闭容器中注入空气就可以。这个注入空气加压的方法广泛地使用在汽车行业，使用在轮胎上面。一般的橡胶轮胎可以承受 3 — 4ATM 压力。那么气压能不能使用在调水上？我们在一个半径 10 米，高度 5 米的密闭大水罐中，先加满水，然后使用气泵往水管中加气，只需要少量的气体就可以获得很高的压强，由于在加气的过程中基本符合克拉伯龙方程，而空气的质量等于空气密度乘以体积，所以有 PV=nRT=PM/ƞ ， M=mn ，代入公式有： P=ƞRT/m ，由于 RT/m 是常数，所以，压力 P 和空气密度 ƞ 成正比，这就是压力能够提升水头的全部秘密。 设计思路是这样的： 水罐的出水口设在水罐底部，这样空气比水轻，加入水罐的空气聚集在罐的顶部，产生压力把水从底部压进输水管到达高处。一般气泵可以产生 4 —— 8ATM 压力，而专业气泵可以产生覆盖 0.6Mpa-160Mpa 压力区域，所以，气泵可以产生我们需要的压力。通过气泵不断填充水罐空间，产生压力，把水压到高处。而且气泵输送的气体的密度是水的密度的 775 分之一，所以使用气泵获得压力提升水头远远比直接抽水节省电力。而且对于一个半径 10 米，高度 5 米的大水罐，一次性可以提升 1570 立方水，提升高度可以到达 50 米— 100 米。所以，这种使用密闭大水罐和水管联通空气加压法是向高原输水的最理想技术。由于我们需要大容量低压气泵，所以可以专门定制这种调水专用水泵。 这种技术的具体设计是这样：首先在山脚科尔沁的海拔 300 米的某处修建两座直径 20 米，高度 5 米的钢罐，类似于液化气罐，钢罐全部密闭，只预留几个口，每一个口上都安装电磁阀。在罐顶部安装一个抽水机的入口，在钢罐的侧面上安装几个气泵入口，在罐底部安装水的出水口，出水口和输水钢管连接，全程密闭。在输水沿途放置类似的大水罐，输入的水从入水口进入，沿途的入水口可以放在出水口一样的底部，安装电磁阀。由于空气密度小，泵入的空气全部会聚集到水罐的顶部，只产生压力，不会逃逸。 当运行的时候， 从低处的 水罐 1 向高处的水罐 2 送水。 使用抽水机向水罐 1 抽水，抽水的时候，水罐 1 的气泵阀关闭，水罐抽满以后关闭抽水机进水口（使用电磁阀关闭），打开气泵入口的电磁阀和出水口的电磁阀，同时打开水罐 2 的进水口，这时候向水罐 1 加气，水被源源不断送入水罐 2 。水输送完毕，关闭水罐 1 出水口的电磁阀，关闭水罐 2 的进水口的电磁阀。打开 更高处 水罐的进水口加气送水。以此类推。 但是这种输水有一个问题，当水罐 1 向水罐 2 输水完毕以后，水管中还有大量的水，如果减压放气，那么这些水就会回流到水罐，造成浪费。如何避免水管中的水回流呢？可以在水管的接近水罐的地方安装一个阀门，或者安装一个防止水倒流的铁片，铁片只能单向开闭，在水的压力下，铁片封闭，阻止水倒流。由于水管的直径达到了 2 米，所以这个防止水倒流的铁片很重要。水罐 1 向水罐 2 送水完毕以后，水罐 1 继续加水，那么从水罐 1 向水罐 2 之间输水管这时候比较闲置，能不能利用这条输水管的闲暇时间继续输水呢？这需要在同一个地方修建两座一样的水罐 4 ，当水罐 1 输水工作完毕的时候水罐 4 开始向水罐 5 开始输水。这样一次可以多输送一倍的水量。 当一个水罐的气压把水压上高处以后，水罐内的气压很大，但是通常情况下把这些气体排出水罐，这样才能重新装水。但是，气压作为一种能源被排入空气就是一种浪费，能不能再次使用气压呢？由于空气具有轻质、易流动性。所以在一组水罐之间联通一个通气钢管，钢管上安装一个电磁阀，当水罐 1 的水压上高处，出水口关闭以后，这时候比邻水罐 4 中加满了水，打开水罐 1 到水罐 4 之间的电磁阀，让水罐 1 中的高压空气进入水罐 4 中，这时候水罐 1 中有大约一半空气会进入水罐 4 ，两边均分空气，两边的气压也由 5ATM 变为 2.5ATM ，如果这时候使用气泵把水罐 1 中的压力为 2.5ATM 的气体压向水罐 4 ，让水罐 4 的压力变为 3ATM 。这时候把水罐 1 的进水口打开，让水罐 1 接触空气，压力重新变为 1ATM ，这样等于说把水罐 1 的一定的压力能转移到了水罐 4 ，进一步节省了能源。这叫做“气压不浪费”的节能原理。 通过水罐加压输水，通过水罐联通输气压，可以把从科尔沁到内蒙古高原的调水成本减小到一元以下，而且一次能够调大量的水。非常理想。如果一次压 1570 立方水，每天工作 24 次，那么每天可以输送 3.7 万立方水上高原，一年可以调 0.1 亿立方。 如果水罐加大口径和容积则可以输送更多的水， 基本可以满足需要。使用大水罐气压法输水以后，输水量增加，所以客观上要求使用大口径输水管，可以采用直径 4 米的钢管。由于使用气压法输水的时候，水罐和水管的各处都要受到相等的极大的压力，所以对于水管的材质要求很高。

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贝加尔湖有二十几万亿方水可调的说法不科学

热度 4 jiasf 2018-4-20 05:43

贝加尔湖是地球上容量最大、水深最深的淡水湖。湖长636千米，平均宽48千米，最宽79.4千米，面积3.15万平方千米，平均深度744米，最深点1637米，总蓄水量23.6万亿立方米，相当于24条长江的年径流总量。 于是有人认为贝加尔湖水资源异常丰富，有几乎取之不尽的取水水源，因此建议中国从贝加尔湖调水到西北、华北地区。 但他们在这里混淆了静态储水量和动态可更新水资源量的概念。可以持续开发的是动态可更新的水资源量，而非静态储水量。贝加尔湖蓄存的水量属于静态蓄水量，类似于地下水储水量和石油存储量，而非每年动态更新的水量。静态储水量如果得不到补充，耗一点就少一点，不可持续。只有可以动态更新的水资源量才是可以长期持续开发利用的。 对于贝加尔湖，即使蓄水量达到23.6万亿方，如果真像一些人建议的每年调水300亿方，又没有足够的来水补充，那湖泊水位每年会下降差不多1米！不仅周围生态环境会受很大影响，取水也将越来越困难。 那贝加尔湖动态可更新水资源量有多少呢？ 贝加尔湖湖流出的河流叫 安加拉河 ，其年均流量为1870立方米每秒，该河先北流，后折向西，流经 中西伯利亚高原 的南部，在斯特列尔卡村附近注入 叶尼塞河 。其年径流量相当于590亿方，与黄河相近。如果真要规划从贝加尔湖调水，只能从这590亿方水中间打主意！如果所在国俄罗斯允许外调20%，则可以每年调水约118亿方。 从贝加尔湖到中国西北、华北，要经过极端干旱的蒙古沙漠地区。在118亿方可调水中，蒙古会要求多少比例呢？这是从水量分配角度需要考虑的。即便有100亿方水可调到中国，调水线路长度超过1000千米，扬水高度超过600米（贝加尔湖水面高程约456米，要翻过海拔1000米以上的蒙古高原分水岭），加之要给水源所在国俄罗斯交水费，其调水成本高于已经建成运行的南水北调中线、东线，应该是完全站得住脚的判断。那么，有哪些用户会承受如此高的供水成本呢？ 总之，从贝加尔湖可调水量与23.6万亿方的蓄水量没有关系，而是取决于贝加尔湖流域可动态更新的590亿方年均径流量。而调水是否可行，取决于贝加尔湖所在国俄罗斯是否愿意让中国取水以及取水价码、调水要经过的蒙古国的要价、工程造价、国内用户所能承受的水价等多种因素。

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三大工程瓜分雅鲁藏布江之水

热度 1 fanxiaoyingz 2018-3-25 23:09

三大工程瓜分雅鲁藏布江之水 我在《天赐水源为何不用？》《藏水入疆比较理想的隧道路径》《 多卡水库超级重力坝初步设计方案 》等文章中忽略了易贡藏布江的河床高差问题，在以前提出的工程设想中修建的水坝可能太高。尤其是设计的多卡水库，虽然具有汇水面积大，一次完成的功效，但是这样的工程的确是有很大风险的。所以能不能设计由几个工程组合，调取藏南不同地区的水，最后把藏南的水充分利用的设计呢？经过在谷歌地球上艰难的勘察，最终找到了这样的地方，能够全程自流。我非常信赖谷歌地球，它比别人使用的地形图和遥感卫星准确很多，它是由多个卫星在不同的轨道上、不同的海拔上拍摄的实景照片的拼合，对于一个点的三维定位（经度、纬度和海拔）都非常准确，也可以在不同高度上、不同角度上查看地形，所以我非常信赖谷歌地球。而这一切研究都是在谷歌地球上完成的。 我对藏青超长隧洞的修改最终认同从尼洋河和雅鲁藏布江的交汇处格则（北纬 29 ° 25 ′ 54 ″，东经 94 ° 28 ′ 29 ″海拔 2920 米）到格尔木（北纬 36 ° 28 ′ 47 ″，东经 95 ° 04 ′ 42 ″海拔 1780 米）的引水口。当然，进水口可以在格则附近变化，根据调水量的大小调整远近，一旦确定不能更改，可以在派镇附近修筑水库。而在易贡藏布江上的进水口只有一点，就是雄鸡村附近（北纬 30 ° 24 ′ 38 ″，东经 94 ° 20 ′ 44 ″海拔 2900 米），当然这一带可以修建多个隧洞。一个隧洞的调水量在 200 亿— 300 亿立方之间，冬季和夏季有很大不同。而两个隧洞则足够柴达木盆地使用了。 但是这样一来，不能完全利用帕隆藏布江的水资源，也不能把水调到陇东高原、甘南和宁夏等地。相信，几个工程联合行动，既互不干涉，又能够利用先前的经验，还能够有独立的利益体系，会充分利用水资源。所以我们划片调水。把派镇以上的水调到柴达木盆地；把帕隆藏布江的水调到怒江，组成红旗河的一部分；把察隅河的水调到长江。这样的设计是完全有可能的。 藏青隧洞已经说得很清楚了，那么如何从帕隆藏布江调水到怒江呢？在帕隆藏布江上选择海拔合适，不漏水的地点非常重要。选择进水口的关键是选择帕隆藏布江的河床海拔和 2900 米海拔的交汇点，但是交汇点数量很少。符合条件的交汇点有些水量严重不足，有些在支叉上，有些汇水面积很少。为了能够弥补这些不足，往往需要附加一个水库抬升水位，但是水库的高程必须控制在技术可行范围内。所以，在帕隆藏布江上找到的符合要求的引水点不多。我对红旗河的修改如下：从帕隆藏布江和易贡藏布江的交汇点（北纬 30 ° 05 ′ 44 ″，东经 95 ° 03 ′ 49 ″海拔 2030 米）下的唐灯村附近（北纬 30 ° 00 ′ 48 ″，东经 95 ° 01 ′ 45 ″海拔 1998 米）修筑水坝，坝高 200 米，把高程提升到海拔 2200 米，从帕隆藏布江的干道卧削村（北纬 30 ° 24 ′ 38 ″，东经 94 ° 20 ′ 44 ″海拔 2900 米）附近修筑进水口，出口在云南得荣县（北纬 28 ° 42 ′ 47 ″，东经 99 ° 17 ′ 13 ″海拔 2405 米）以西 120 公里的怒江上（北纬 28 ° 51 ′ 16 ″，东经 98 ° 09 ′ 33 ″海拔 2036 米）。唐灯村进水口附近海拔 1998 米，怒江上海拔 2036 米，两者相差 38 米，但是水库抬升水头接近 200 米，所以水能够自流进入怒江。从进水口到出水口的隧洞长度 325 公里。然后，按照红旗河设计的路线修建，海拔恰好相合。也可以和我在博文《试探滇水入蒙路线 》设计的路线修建，路线也恰好相合。 为了更好地利用雅鲁藏布江的水，但是避免像多扎水库那样的巨无霸出现，我的设计是分海拔利用雅鲁藏布江的水。通过以上两个从帕隆藏布江到格尔木的隧洞（利用高程 2900 米），一个从帕隆藏布江到怒江的隧洞（利用高程 2200 米）已经引走了相当一部分水，但是许多水依然没有被利用。因此在海拔 1600 米处再设计一个隧洞，这个隧洞的开口在察隅河东支察隅河主流桑曲和西支贡日嘎布曲的交汇处（北纬 28 ° 27 ′ 26 ″，东经 97 ° 02 ′ 42 ″海拔 1553 米），流域面积 1.7827 万平方公里，这里都是雪山峡谷，向东横穿缅甸边境的地下（或者可以向东北到察隅县城（北纬 28 ° 39 ′ 43 ″，东经 97 ° 27 ′ 59 ″海拔 2387 米），然后由此向怒江）到怒江出水口，出水口选择在云南省和四川省交界处的怒江上的麻马洛（前后）（北纬 28 ° 08 ′ 42 ″，东经 98 ° 28 ′ 53 ″海拔 1665 米），从察隅河末到麻马洛的隧洞长度为 175 公里。水头落差 112 米，所以修建一座 150 米高的水库就可以调取全部察隅河的水到怒江。然后在怒江下游落差在 500 米处维独村附近（北纬 26 ° 48 ′ 08 ″，东经 98 ° 52 ′ 52 ″海拔 1156 米）开凿隧洞，向东方偏南穿过澜沧江的下面，再过鹤庆县（北纬 26 ° 32 ′ 52 ″，东经 100 ° 10 ′ 58 ″海拔 2211 米），在金沙江上的龙开口水库以南（北纬 26 ° 29 ′ 02 ″，东经 100 ° 24 ′ 59 ″海拔 1232 米）注入长江。注入长江的水通过三峡水库到丹江口水库的隧洞（进口在秭归市兴山县的高阳镇（北纬 31 ° 13’ 40 ” ，东经 110 ° 45 ’ 24 ”）的香溪河上，出口选择在丹江口市的浪河镇（北纬 32 ° 25 ’ 38 ”，东经 111 ° 14 ’ 53 ”，全长 125 公里）进入南水北调中线补充水分。而因为该隧洞入口和澜沧江的交汇处（北纬 26 ° 44 ′ 56 ″，东经 99 ° 09 ′ 01 ″海拔 1550 米）海拔相差 394 米，和金沙江上的出水口海拔相差 76 米，因此在维独村附近（北纬 26 ° 48 ′ 08 ″，东经 98 ° 52 ′ 52 ″海拔 1156 米）修建一座 100 米高程的水库就可以，但是水不能流入澜沧江，为了把澜沧江中游的水调入长江，只需要开凿一条深度为 300 米的垂直隧洞就可以。这样一个完美的调水路线就成功了！从察隅河到长江只需要两条隧洞，一个垂直隧洞，其它的都是天然河道，隧洞总长度为 175 公里 +157 公里 +300 米 =332.3 公里。这条路线的巧妙之处有两个，一个是从澜沧江的地下 300 米处穿过，不需要抬高降低；第二个是和遥远的南水北调中线工程连成一体，成为一个系统，可以保证有充足的水调到华北平原。而且，察隅河的交叉口海拔是 1458 米，而雅鲁藏布江和帕隆藏布江的交汇点（北纬 29 ° 52 ′ 30 ″，东经 95 ° 07 ′ 20 ″海拔 1566 米）的海拔是 1566 米，雅帕交汇点的海拔比察隅河的海拔高 108 米，如果沿着波密—察隅雪山修建隧洞，则不会漏水，全程自流，能够和我们设计的系统连接在一起，隧洞长度 242 公里。 这样我们就设计了三条引水隧洞，一条从雅鲁藏布江主干道通过林芝把水调到柴达木盆地，控制海拔是 2900 米；一条从帕隆藏布江和易贡藏布江附近把水引到怒江，注入设想的红旗河工程，控制海拔是 2000 米，另一条可以从雅鲁藏布江和帕隆藏布江的交汇处，先引水到察隅河的交叉口，再引入到怒江，又从怒江直接引水到金沙江，从地下穿过澜沧江，最后和丹江口水库连接，控制高程是1500米。这样设计出来的三条路线，分别把丰富的藏南水引到了青海、甘肃和北京。路线设计巧妙而且科学。

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红旗河的最大问题是太烧钱

热度 11 fanxiaoyingz 2018-3-21 16:30

红旗河的最大问题是太烧钱 去年年底在调水方面出现了一个红旗河规划，规划一公开，立即在社会上引起很大反响，赞誉之声不绝，质疑之声欠缺。其实从调水路线上来说，我也比较赞成这个方案。因为的确象调水规划上说的，该路线避免了高海拔冻融地区，该路线能够调取更多的水资源，该路线一路下坡全程自流。但是，技术的可行性也有多种选择，技术的进步可以把不可能转变为可能，技术上路线上可行也不能代表经济上可行。所以，我还是愿意把我对这个规划的疑问写出来。 首先，这个工程规划的路线太长，完全没有必要。红旗河工程的总长度为 6188 公里，调水量是 600 亿立方，恰好相当于一条黄河。而黄河的总长度为 5464 公里，流域面积约 75.3 万平方公里。红旗河工程的总长度居然要比黄河还长 724 公里。 工程规划的路线太长会引起以下问题：第一，横穿的河流太多，工程难度增大。第二，工程本身破坏原生水系，破坏原生生态，引起水生态和群落生态问题。第三，工程工期太长，工期长并不是好事。因为现代科学技术突飞猛进，再过 5 年也许在某些方面就会获得重大突破，所以工程还没有完成就可能被抛弃。这一点是完全可能的。例如藏青超长隧道，直线距离只有 700 公里，实际上现有的技术条件就可以打通，目前每月掘进一公里已经实现，但是由于人们期待更快的速度，希望能够月掘进 5 公里以上，所以才对超长隧道小心翼翼。一旦藏青超长隧道打通，那么调水距离缩短 2000 多公里，从甘肃西部到塔里木盆地的一段红旗河将全部报废。第四，由于工程太长，没有把握住要点，不具备经济可行性。我不明白，既然把水已经调到了甘肃，为什么不就地治理荒漠化，给民勤、中卫、陇西一带用水，却要舍近求远，把水调到塔里木？实际上如果把红旗河工程分开，成为两个工程，一个是藏青超长隧道工程，一个是滇水入甘工程，那么引水路线的主干道可以缩短 3000 多公里。 其次，这个工程设计的穿越藏南雅鲁藏布江大拐弯的方法似乎并不科学。工程上所说的雅鲁藏布江上海拔在 2588 的地方在哪里？从谷歌地球上看，这个地方在派镇（北纬 29 ° 30 ′ 14 ″，东经 94 ° 51 ′ 02 ″海拔 3036 米）以东 50 公里的地方（北纬 29 ° 45 ′ 54 ″，东经 95 ° 02 ′ 53 ″海拔 2588 米），雅鲁藏布江的主干道上再不能找到第二个地方。但是这个地方南面和北面都是雪山，更不可能的是从这个地方引水要两次穿过雅鲁藏布江主干道，所以基本不可能。在雅鲁藏布江大拐弯处有三个控制点，一个是雅鲁藏布江和帕隆藏布江的交汇点（北纬 29 ° 52 ′ 31 ″，东经 95 ° 07 ′ 21 ″海拔 1575 米），尽管这里水量丰富，但是这里的江面海拔只有 1575 米，不可能实现江水自流，而且红旗河要向东引水，也要两次穿过雅鲁藏布江主干道。一般来说，一个理想的引水点需要具备这样几个条件： 1 ，引水点高程高于目的地高程，这样会形成自流。 2 ，引水点应该处在丰水区或者几个河流的交汇点，这样才能够有水， 3 ，从引水点到受水点中间的工程量少，弯路少。 4 ，施工点交通方便，场地开阔，便于施工。但是，当我们用以上四个标准来衡量的时候，发现藏南到怒江很难有这样的引水地点。说实在，要做到第一条也很难。所以，我对红旗河的藏南引水点很怀疑。我的观点和霍有光老师的观点基本相同。 第三，这个工程工期长，太烧钱，并不具备经济可行性。虽然红旗河目前的选线是比较合理的，但是按照目前的技术水平，可以有若干个取代工程，而该工程长度比黄河长，投资预算更加高达 4 万亿。投资额度相当于中国每一个人投资 3500 元，是三峡水库投资额的 33 倍。但是，收益却并不明确。如果用此投资额去除以调水量，可以发现每一立方的水的投资额达到了 67 元，至少需要 20 年才能够收回成本。我们已经计算过，藏青超长隧道全长 700 公里，如果按照每公里 3 亿元的投资，那么只需要 2000 亿元就可以建成，是红旗河工程的百分之五。一般隧道的修建成本是每公里不足一亿元。而红旗河的隧道总长度超过了 700 公里，仅仅从怒江到渭河上游的隧道长度就超过 900 公里。红旗河宣称可以再造 20 万平方公里的良田，但是我看藏青超长隧道的引水量也可以再造柴达木盆地和塔里木盆地和河西走廊 20 万平方公里良田。 第四，红旗河设计的合理性科学性经济性仅仅只有部分路段。在我看来，红旗河工程只有从怒江到甘肃这 1700 公里是科学合理的，其它的路线设计均不合理。我也看中了海拔 2000 米左右的高程线。我写了一篇文章专门研究了这条调水路线。这条从怒江到甘肃的引水思路是这样，以甘肃陇西高原的高点渭源县县城的海拔 1900 米高程为控制点，向怒江方向寻找水源地，确保每一个路段都高于 1900 米，而且需要频繁向河流河谷靠拢，最后到达怒江的地点在 （北纬 28° 52 ′ 25 ″，东经98° 08 ′ 43 ″海拔 2050 米） 左右，路途上避开了海拔只有 1500多米的岷江河谷和大渡河河谷 。而红旗河规划大体上和我的思路规划的路线一致，可以断定，他们也是使用高程控制法和河流交汇的。目前看，由于陇西高原的海拔普遍在 1900左右，所以以1900米为最低控制高程是合理的，可以最大幅度地减少隧洞的长度，也可以最大程度地让缺水地区的大多数使用调来的水，避免钱正英所说的“水在山下，人在山下，无法用水”的问题。2000米高程上可以避免冻融，经过的河流丰水区也多，而且可以有效绕着青藏高原东边缘规划路线，同时能够全程自流，所以说这一段路线是合理的。低于这个海拔就不可能全程自流，甚至不可能拼凑到一起，海拔也会忽高忽低。但是除过这一段以外，红旗河的规划就缺乏科学性合理性了。首先，舍近求远调水是不合理的。陇西高原也很缺水，河西走廊也很缺水，宁夏也很缺水，内蒙古西部也很缺水，为什么舍近求远把水调到塔里木盆地？第二，这些工程需要穿过多条河流，钻很长的浅埋隧道，架设多个渡槽，工程的难度很大。从陇西高原到塔里木盆地西部长度超过2500公里，全部是干旱区，随着河渠的延长，水渠的工程难度加大，水渠本身对于当地的交通、河流和村镇的阻碍不便越来越明显。将来的维护成本也会居高不下。 第五点质疑是规划者对于调水量的计算和用水量的计算非常不匹配。红旗河计划每年调水 600亿立方，相当于一条黄河，经过魏建宏复核计算，基本能够达到规划水量。但是，在我看来，尽管调水量600亿立方可以保证，但是用水量计算并不科学。如果这些水用来供给各个城市的生活和工业用水，那么水量无疑足够了。但是，用来浇灌农田就远远不够了。如果按照胡焕庸线的标准，即400毫米灌溉标准，每亩地每年用水250立方，那么600亿立方水全部用来浇灌，能够满足16万平方公里的需求，使用节能措施则可以满足20万平方公里良田需求。但是这是全部水量，工业和生活用水会接近一半。所以只可能灌溉10万平方公里农田。而西北的荒漠化和沙漠土地面积远远超过50万平方公里，干旱区缺水地区更是在130万平方公里以上。所以，引水成功以后依然会有相当一部分地区得不到水，因此有些渠段必然报废。最有可能报废的是“春风河”河段，因为这一段的政治意义不大，经济效益没有向东流的河段的好。“红延河”和“漠北河”部分报废的可能性也很大。 第六点质疑是隧洞的调水量有限问题。按照每年 0.32亿秒计算，每年调水量600亿立方，在陇南地区的隧洞每秒就需要流淌1875立方的水，假如水流速度为5米每秒，那么隧道的截面积就达到了375平方。这时候的隧洞半径需要达到11米，直径需要22米。这样大的直径国内目前没有。如果考虑到洪水期和枯水期的区别，那么很显然，一个隧洞不能解决问题。一般需要2—4个隧洞。同样，渠道的宽度也一般地需要200米宽。这不仅需要大量的资金，而且需要更多的占地，特别是基本无法通过城市和峡谷，沿途会引起严重的土壤侵蚀。要防止土壤侵蚀，则需要更高的施工标准，更大的费用。 第七点担心是水渠的破损问题。如此大量的调水，其水渠的截面积如此之大，工程量如此之大，水渠很宽很深，当这些水渠需要沿着等高线逐渐下降的时候，必然修建悬空的河床，但是悬空河的最大的缺点是容易破损漏水。而且，这种悬空河的修建难度非常大， 3米深的悬空河就需要125米宽，4米深的悬空河就需要94米宽，这样宽这样深的悬空河历史上没有。即便不是悬空河，其水量也会给象白龙江、渭河等中小河流产生巨大的影响。由于太阳暴晒、冬春冻融、白天夜晚张裂、地震等等原因，这种水渠的漏水问题几乎不可能解决。因此沿途损失不可避免，长期的土壤侵蚀，基地塌陷不可避免。 第八个问题，按照红旗河调水工程的方案，柴达木盆地和西藏将不会得到一点点水，尤其是青海。这很显然是一种水资源分配的不合理。中国的淡水资源是极其有限的，只有长江、雅鲁藏布江和怒江澜沧江，如果把有限的水资源偏向性的分配，那么其它地区将永远失去发展机会。所以我认为，调水不应该一篮子解决问题。 鉴于以上理由，鉴于目前的技术发展水平。我认为红旗河工程应该有几个取代工程，然后均匀分配水资源。这样既有利于水资源的均匀分配，又有利于分解单个工程的巨大难度和压力。

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五大水利工程解北方之渴

fanxiaoyingz 2018-1-8 18:34

五大水利工程解北方之渴 水利工程的难点在于水是液体，有缝隙就渗漏；有重力差异才能流动，只能下降，不会上升，所以水哪怕是七拐八拐，只要顺着等高线逐渐下降就能够流动；水遇见高崖可以跳下去，遇到高山却绕不过去，哪怕是仅仅高出半米也不行。所以，中国几十年来可以修建几十万公里的公路铁路，却只修了几千公里的引水工程。也因此，各种引水方案才争议得很热闹。但是，不管怎样，经过不断争议使得人们不断思考，使得方案在不断地完善。现在，终于可以把我优化过的这些方案做出一个总结了。 总起来说，向中国三北地区调水我总结出五大工程：第一个工程，目前已经实施完工的南水北调东线工程和中线工程。第二个工程滇水入甘工程，我以为有了这个工程，过去我们构想的南水北调西线工程可以作废；第三个工程渤海水入蒙工程；第四个工程藏水入疆工程，第五个工程是克什米尔雪山引水进入塔里木工程，简称 “巴中隧道调水工程”。其它的工程也许还有更加合理的，但是由于意义不再重大，或者水量不够大，所以这里不再叙述。 南水北调东线工程和中线工程虽然已经建设成功，社会效益显著，但是存在这样一个问题：丹江口水库水量不足的问题，这个问题的来源在于汉水上游新建了一个 “引汉济渭工程”，估计每年从汉水抽走 15 亿立方水，这样一来丹江口水位下降，达不到向华北地区调水的水量要求，而且由于季节性缺水（冬季），所以必须从长江借水到丹江口水库。同时为了解决长江在实施“南 水北调 ”和“ 滇水入甘工程 ”工程以后，长江水量不足的问题，必须同时实施从长江向丹江口水库补水和从怒江、澜沧江向长江补水工程，所以应该实施 朱效斌 “三江贯通”调水方案 。我设计的具体方案是这样：从三峡水库的 湖北省兴山县高阳镇（北纬 31°13’40”，东经110°45’24”）的香溪河上 向 丹江口市的浪河镇（北纬 32°25’38”，东经111°14’53”） 修筑一条长度为 120公里的引水隧洞，联通长江和汉水。而要联通怒江澜沧江和长江，必须选择在云南省境内，有两个方案，第一个方案从怒江澜沧江向金沙江上的石鼓镇（北纬26°52’28”，东经99°57’36”，海拔1850米）引水，由于澜沧江同纬度河道的海拔偏低300多米，所以引水点必须向高纬度寻找，最后找到一个叫“大营盘”（北纬27°09’46”，东经99°09’15”，海拔1625米）的村子比较合适，而且需要在大营盘修建一座高度在25米的大水库，从大营盘到石鼓镇的隧道长度85公里。而要从怒江引水到石鼓镇，经过澜沧江必须三江海拔保持一致，由于怒江河道比澜沧江同纬度的海拔低很多，所以依然需要往大营盘以北的地方寻找，大营盘以北大约180公里处才是合适的海拔要求，在这里，我们认为可以和 “ 滇水入甘工程 ” 中从怒江到澜沧江的隧道共用一个隧道。就是在贡山县北（北纬 28°32′53.86″，东经98°22′20.84″海拔1851米）到（北纬28°08′38.72″，东经98°53′11.56″海拔1901米），隧道长度67公里，在怒江上修建水坝一座，坝高250米左右。通过这个怒江和澜沧江连接工程，再通过长江和丹江口水库连接工程，最后把长江水系做成一个没有枯水和水灾的地区，这样可以减少每年带给长江流域人民的水灾损失，同时又能够解决华北地区每年都出现的干旱问题。第二个方案，怒江—澜沧江—长江联通也可以选择在海拔1000米左右的地域进行。一般情况下，一个剧烈侵蚀的河流，不管其上游中游侵蚀地多么强烈，到了下游一般都是侵蚀微弱区域，因此也是下切缓慢的地区，所以虽然怒江、澜沧江、金沙江在上游的河道同纬度海拔差异很大，但是在怒江下游就基本能够找到落差不大的情况。顺着这个思路，我们发现小湾水库（北纬24°42′21″，东经100°05′29″海拔1040米）作为中转水库恰好能够借用，从这里向金沙江的永仁县的江边乡（北纬25°57′56″，东经101°52′07″海拔930米）,直通隧道，隧道长度200公里。而从怒江的怒江同海拔开凿隧道到小湾水库长度为90公里，怒江上需要修建200米高水库一座。这两个贯通隧道距离都很长，但是水量大。 第二个工程滇水入甘工程。从怒江引水经过澜沧江，金沙江上游，雅砻江，到岷江然后经过嘉陵江，渭河到甘肃。经过在谷歌地球上勘察，基本路线是可行的，但是经过的隧道多，山区多，工程异常艰难。如果再使用渡槽技术、倒虹吸技术和桥梁工程，能够缩短线路。水到了甘肃以后保持 1950米水头，把水分为几路，分别引入定西市、会宁县、榆中县、静宁县、西吉县、海原县、靖远县等，顺着祖厉河流到黄河，再从黄河的中卫市引水进入腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠、乌兰布和沙漠，用于治理沙漠。我估计，这些水只能够这一带使用，如果还有多余，可以沿着武威——金昌——张掖一线，引水到黑河西岸，沿着1350米高程进入新疆的准格尔盆地。 第三个工程渤海水入蒙工程。我在博文《一个万里运河胜过十几个万里长城》、《我的东水西调规划 》两次提到过海水调到内蒙古的计划，不过后来我觉得从日本海调水工程量太大，而我另外找到了一个更好的调水路线，就是从渤海的盘锦（北纬 40°54′11″，东经121°48′44″海拔0米）引水，沿着辽河行走，把水引到科尔沁沙地，然后沿着西拉木伦河到内蒙古高原，到达苏泊卓尔（北纬42゜18′，东经101゜15′，海拔903米），这里海拔1280米，沿着1280米等高线，逐渐降低坡度向西一直可以到达巴彦淖尔（北纬41゜23′，东经104゜47′，海拔870米），在这个地方将来会形成一个巨大的湖泊。该工程全长2470公里，从苏泊卓尔向西全程自流，地势平坦，非常干旱，分出一支到达二连浩特附近，在这里也可以形成一个大湖泊。这个工程不需要修建大水库，不需要经过起伏不定的大山，相对比较容易，适合于公司化运作，可以首先向四平市、双辽市、通辽市、二连浩特市、赤峰市、锡林格勒市、乌兰察布市等供应自来水。最大的困难是从海面抽水到1280米的高原需要大量电力，我们认为可以利用当地丰富的风能和太阳能发电，然后发电自用调水，风力换电力，电力换海水，以水促进工农业发展，滚动发展，逐渐增加调水量。至于海水淡化我以为问题可以解决。沿着辽河调水把水引到科尔沁沙地，顺便可以治理科尔沁沙地，同时从辽河科尔沁引水可以节省大量资金，减少许多征地和搬迁。这条线路比海水西调的其它线路更有优势。 第四个工程藏水入疆工程。这个方案也和我原来拟定的多卡水库和藏青深埋引水隧洞有所不同。由于多卡水库的落差太大，因此使用替代工程。在派镇（北纬 29°30′52″，东经94°50′47″海拔2916米）修建一个高度50米的水库，然后从灵芝南的格则（北纬29°30′52″，东经94°50′47″海拔2950米）打隧道到达帕隆藏布江中段熊集村（北纬30°29′43″，东经94°20′43″海拔2800米），隧道长度106公里，在这儿修建一个用于抬高水头的水库，坝高150米，然后从2920点高程向格尔木打隧道。水到达格尔木以后可以自流到阿尔金山山脚下，然后从这里修建人工水渠，向西可以到达和田，向东可以到达嘉峪关酒泉，向北可以开凿隧道进入乌鲁木齐。这些工程建成以后全部自流。甚至由于从2800米到塔里木盆地有1000多米的落差，可以选择恰当的地方发电。由于塔里木盆地南面高，北面低，水可以自流到北边，所以水渠只需要沿着南边修筑即可，节省大量资金。 第五个工程是 “巴中隧道调水工程”，从克什米尔雪山引水进入塔里木。 在巴基斯坦卡日麻班德上 15公里处（北纬36°20′29″，东经74°52′00″海拔2390米）有一个堰塞湖可以作为引水点，出水口在叶尔羌河上游（北纬37°15′15″，东经76°06′08″海拔2288米），这条隧道全长130公里。 这个工程虽然比较简单，但是意义重大，由于巴基斯坦境内雪山融水特别多，在每年的夏季这里都会形成巨大的洪水，冲毁道路，冲毁村庄，给巴基斯坦人民造成了一年一度的巨大灾难，所以从这里引水对于巴基斯坦人民和我国人民都是有很大的好处的。这个工程基本上只在夏季和秋季使用，其它时间不使用，每年也可以向中国的喀什地区输送十亿立方水。 以上五大工程各管一方，互相补充，基本能够解决我国北方缺水问题。 当然，以上工程有许多超长隧洞，还有超高水库。引水对于超长隧道和超高水坝有巨大的依赖性，没有超长隧洞和超高水库，那么就必须绕很大弯路，甚至有时候水不会通行，或者需要大量的电力来提升水头。而有了这些超长隧洞和超高水库，就不需要使用电力提升水头，可以做到全程自流。在本次设计的所有工程中，只有海水西调需要提升水头，其它都是全程自流，这种方案虽然实施有很大困难，但是前景很好，一旦修建成功，就象都江宴工程一样，是千年伟业。但是目前依然有超长隧洞和超高水库两大难题没有完全攻克。我们幸运的是，目前这两个超级工程的技术难题已经或者正在突破。引汉济渭工程的隧洞长度是 98.3 公里，最大埋深是 2012 米，目前已经接近完工，中铁 18 局工程进展迅速，盾构机每个月进度 868 米，钻爆法每个月进度 286 米，解决了岩爆、漏水和超硬岩石开凿问题。相信不久的将来会全面推广。

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试探滇水入甘路线

fanxiaoyingz 2018-1-1 23:38

试探滇水入蒙路线 横断山区山大沟深，山多沟多，同一条山脉的河沟和山顶之间的高差有的超过一千米。但是调水又必须沿着水平线均匀缓慢下降，这样一来在横断山区修筑水渠就必须要么顺着山绕一圈，或者顺着沟绕一圈，路线很长，要么就必须开凿隧道，架设专用桥梁。由于架设水的专用桥梁一方面有可能漏水，另一方面受到管道通水量的限制，所以尽量不采用。所以，选择了尽量遇见山就打隧洞，遇见河沟就绕着走，同时在过河沟的时候修筑水坝以方面抬升水头，所以，用隧洞水渠水坝组合起来选择了一条从怒江中游到甘肃定西的一条引水路线，由于定西海拔在 1900 米，所以全程控制在 1900 — 2200 之间。一共有 104 个重要节点，这些节点要么是小沟壑，要么是水渠和河流的交汇处，要么是隧洞口。这个工程总共需要钻隧道 41 个，总长度 980 公里，需要修建水坝 95 个，调水总长度 1600 公里，起点是怒江中游，终点是甘肃定西市。 现将这些节点的经纬度和它们之间的工程措施枚举如下： 节点 1怒江引水口： （北纬 28 ° 32 ′ 53.86 ″，东经9 8 ° 22 ′ 20.84 ″海拔 1851 米） 链接措施： 水坝一座，坝高 250米左右 节点 2澜沧江： （北纬 28 ° 08 ′ 38.72 ″，东经9 8 ° 53 ′ 11.56 ″海拔 1901 米） 链接措施：隧道 67公里，水坝一座，坝高250米 节点 3金沙江： （北纬 28 ° 07 ′ 14.05 ″，东经9 9 ° 23 ′ 47.07 ″海拔 1984 米） 链接措施：隧道 50公里，水坝一座坝高200米。 节点 4雅砻江： （北纬 28 ° 03 ′ 53.97 ″，东经 100 ° 16 ′ 17.86 ″海拔 2005 米） 链接措施：隧道 87公里，水坝一座坝高200米。 节点 5： （北纬 28° 8 ′ 27.45 ″，东经 100 ° 33 ′ 38.77 ″海拔 2000 米） 链接措施：隧道 30公里，水坝一座坝高200米。 节点 6： （北纬 28 ° 08 ′ 20.29 ″，东经 100 ° 54 ′ 08.32 ″海拔 2030 米） 链接措施：隧道 31公里，水坝一座坝高200米。 节点 7： （北纬 28 ° 34 ′ 02.78 ″，东经 101 ° 13 ′ 34.37 ″海拔 1976 米） 链接措施：隧道 58公里，水坝一座200米。 节点 8： （北纬 28 ° 38 ′ 19.95 ″，东经 101 ° 38 ′ 50.62 ″海拔 1998 米） 链接措施：隧道 42公里，水坝一座高200米。 节点 9： （北纬 28 ° 4 0′ 21.52 ″，东经 101 ° 43 ′ 12.65 ″海拔 2180 米） 链接措施： 水渠 4公里，水坝一座高50米。 节点 10： （北纬 28 ° 42 ′ 02.49 ″，东经 101 ° 55 ′ 03.52 ″海拔 2040 米） 链接措施：隧道 19公里，水渠6公里，过水坝一座。这里绕过了雅砻江大拐弯，防止了海拔下降到1500米以下。 节点 11： （北纬 29 ° 03 ′ 40.79 ″，东经 102 °0 2 ′ 48.48 ″海拔 2070 米） 链接措施：隧道 41公里，水坝一座坝高50米。 节点 12： （北纬 29 ° 07 ′ 25.05 ″，东经 102 ° 03 ′ 35.54 ″海拔 2115 米） 链接措施： 水渠 7公里，水坝一座坝高50米。 节点 13： （北纬 29 ° 13 ′ 31.74 ″，东经 102 ° 02 ′ 41.81 ″海拔 2100 米） 链接措施：隧道 12公里，水坝一座坝高100米。 节点 14： （北纬 29 ° 23 ′ 06.13 ″，东经 102 ° 00 ′ 25.57 ″海拔 2180 米） 链接措施：隧道 12公里，水坝一座坝高100米。 节点 15： （北纬 29 ° 30 ′ 33.76 ″，东经 102 ° 06 ′ 47.08 ″海拔 2070 米） 链接措施：隧道 17公里，水坝一座坝高100米。 节点 16： （北纬 29 ° 41 ′ 30.08 ″，东经 102 ° 04 ′ 39.93 ″海拔 2010 米） 链接措施：隧道和 水渠相结合 20公里，水坝一座坝高100米，此处两河交汇。 节点 17： （北纬 29 ° 51 ′ 02.96 ″，东经 102 ° 09 ′ 05.14 ″海拔 2030 米） 链接措施：隧道和 水渠相结合 19公里，一座坝高50米。 节点 18： （北纬 29 ° 55 ′ 13.65 ″，东经 102 ° 09 ′ 09.57 ″海拔 2050 米） 链接措施：隧道和 水渠相结合 7公里，水坝一座坝高50米。 节点 19： （北纬 30 ° 01 ′ 37.67 ″，东经 102 ° 08 ′ 13.56 ″海拔 2048 米） 链接措施：隧道和 水渠相结合 12公里，水坝一座坝高50米。 节点 20： （北纬 30 ° 05 ′ 02.76 ″，东经 102 ° 03 ′ 56.66 ″海拔 2015 米） 链接措施：隧道和 水渠相结合 10公里，水坝一座坝高50米。 节点 21： （北纬 30 ° 07 ′ 48.04 ″，东经 102 ° 08 ′ 39.67 ″海拔 2018 米） 链接措施：沿山水渠 12.5公里，水坝一座坝高50米。 节点 22： （北纬 30 ° 11 ′ 12.54 ″，东经 102 ° 09 ′ 37.60 ″海拔 2020 米） 链接措施：沿山水渠 6.5公里，水坝一座坝高50米。 节点 23： （北纬 30 ° 13 ′ 43.27 ″，东经 102 ° 09 ′ 63.24 ″海拔 2020 米） 链接措施：隧道 5公里，水坝一座坝高50米。 节点 24： （北纬 30 ° 16 ′ 13.27 ″，东经 102 ° 09 ′ 32.40 ″海拔 2017 米） 链接措施：隧道 5公里，水坝一座坝高50米。 节点 25： （北纬 30 ° 17 ′ 28.91 ″，东经 102 ° 09 ′ 38.17 ″海拔 2015 米） 链接措施：沿山水渠 2.5公里，水坝一座坝高50米。 节点 26： （北纬 30 ° 18 ′ 57.95 ″，东经 102 ° 09 ′ 21.67 ″海拔 2010 米） 链接措施：沿山水渠 3公里，水坝一座坝高50米。 节点 27： （北纬 30 ° 20 ′ 09.49 ″，东经 102 ° 07 ′ 06.33 ″海拔 2010 米） 链接措施：隧道 4.5公里，水坝一座坝高100米。 节点 28： （北纬 30 ° 22 ′ 53.59 ″，东经 102 ° 06 ′ 26.40 ″海拔 2020 米） 链接措施：隧道 5.2公里，水坝一座坝高100米。 节点 29： （北纬 30 ° 26 ′ 57.53 ″，东经 102 ° 04 ′ 14.94 ″海拔 2005 米） 链接措施：隧道 8公里，水坝一座坝高50米。 节点 30：（北纬30°32′15.07″，东经102°01′32.74″海拔2010米） 链接措施：隧道 10公里，水坝一座坝高50米。 节点 31：（北纬30°36′26.77″，东经102°02′53.54″海拔2010米） 链接措施：隧道 8公里，水坝一座坝高50米。 由于此处一直在大渡河上逶迤前进，如果可能可以修建一座 300米高的大坝，以便穿越大渡河。 节点 32：（北纬30°52′41.23″，东经101°54′08.71″海拔1862米） 链接措施：顺着大渡河西侧高坡修筑浅隧道 35公里，水坝一座大型水坝坝高250米。 节点 33：（北纬30°43′58.74″，东经102°04′12.72″海拔2020米） 链接措施：顺着大渡河东侧高坡往回修筑浅隧道 24公里，水坝一座大型水坝坝高50米。 节点 34：（北纬30°35′38.09″，东经102°32′36.92″海拔2010米） 链接措施：从大渡河翻过夹金山隧道 48公里，水坝一座50米。 节点 35： （北纬 30 ° 38 ′ 31.18 ″，东经 102 ° 34 ′ 37.73 ″海拔 2005 米） 链接措施：沿山水渠 6公里，水坝一座坝高50米。 节点 36： （北纬 30 ° 41 ′ 45.45 ″，东经 102 ° 44 ′ 45.85 ″海拔 2030 米） ，这是一个人工水库，水库的海拔刚好和调水海拔相同。 链接措施：穿山隧道 17.5公里。 节点 37：（北纬30°35′49.15″，东经102°53′16.77″海拔2005米） 链接措施：沿山东侧水渠 18公里，水坝一座坝高50米。 节点 38：（北纬30°37′02.60″，东经102°57′02.75″海拔2010米） 链接措施： 穿山隧道 6.5公里，水坝一座坝高50米。 节点 39：（北纬30°39′09.14″，东经103°02′19.01″海拔2000米） 链接措施：穿山隧道 9公里，水坝一座坝高50米。 节点 40：（北纬30°38′11.23″，东经103°03′54.45″海拔2080米），这是一个人工水库，海拔正好可以利用 链接措施：顺着河流而下 3.5公里。 节点 41：（北纬30°39′05.77″，东经103°06′52.07″海拔2010米）。 链接措施：既可以穿山隧道 5公里，又可以修建水渠10公里，水坝一座坝高50米。 节点 42：（北纬30°38′34.19″，东经103°08′29.02″海拔2020米）。 链接措施：修建水渠 3公里，不需要水坝。 节点 43：（北纬30°39′54.71″，东经103°10′01.93″海拔2010米）。 链接措施：盘山修建水渠 4公里，不需要水坝。 节点 44：（北纬30°44′40.49″，东经103°14′08.19″海拔2006米）。 链接措施：盘山修建水渠 11公里，水坝一座坝高50米。 节点 45：（北纬30°46′54.96″，东经103°16′00.25″海拔2004米） 链接措施：穿山隧道 5公里，不需要水坝。 节点 46：（北纬30°48′39.52″，东经103°11′05.84″海拔2003米）。 链接措施：沿着河流逆流盘山修建水渠 9公里，水坝一座坝高50米。 节点 47：（北纬30°51′13.63″，东经103°06′49.98″海拔2000米） 链接措施：穿雪山隧道 8.5公里，水坝一座坝高50米。 节点 48：（北纬30°51′43.19″，东经103°07′26.39″海拔2040米） 链接措施：沿着河流北岸盘山修建水渠 1.5公里，不需要水坝。 节点 49：（北纬30°53′46.32″，东经103°09′34.59″海拔2030米） 链接措施：沿着河流北岸盘山修建水渠 8.5公里，不需要水坝。 节点 50：（北纬30°55′15.47″，东经103°14′15.21″海拔2030米） 链接措施：沿着河流北岸盘山修建水渠 8公里，不需要水坝。 节点 51：（北纬30°57′17.69″，东经103°13′31.26″海拔2002米） 链接措施：穿雪山隧道 4公里，水坝一座坝高50米。 节点 52：（北纬31°00′42.26″，东经103°09′37.02″海拔2002米），进入岷江流域。 链接措施：穿雪山隧道 9公里，进入岷江流域。水坝一座坝高100米。 节点 53：（北纬31°08′01.13″，东经103°13′19.52″海拔2002米）。 链接措施：沿着岷江西岸渠道和隧道结合 15公里，水坝一座坝高50米。 节点 54：（北纬31°08′45.57″，东经103°18′36.69″海拔2010米）。 链接措施：沿着岷江西岸渠道和隧道结合 9公里，水坝一座坝高50米。 节点 55：（北纬31°12′55.70″，东经103°21′25.26″海拔2020米）。 链接措施：沿着岷江西岸渠道和隧道结合 9公里，水坝一座坝高50米。 节点 56：（北纬31°14′58.98″，东经103°24′46.46″海拔2010米）。 链接措施：沿着岷江西岸渠道和隧道结合 8.5公里，不需要水坝。 节点 57：（北纬31°17′34.49″，东经103°25′12.46″海拔2002米）。 链接措施：沿着岷江西岸渠道和隧道结合 3公里，不需要水坝。 节点 58：（北纬31°18′13.69″，东经103°20′30.98″海拔2001米）。 链接措施：沿着大山进入支沟渠道和隧道结合 7.5公里，修建水坝高50米。 节点 59：（北纬31°24′00.94″，东经103°05′14.86″海拔2001米）。 链接措施：隧道 26公里，进入理县境内，这里三条沟交汇，修建水坝高100米。 节点 60：（北纬31°29′53.16″，东经103°11′40.84″海拔2040米）。 链接措施：沿着河西岸走，这一带是地质灾害多发区，泥石流，滑坡比较多，因此使用浅埋隧道 24公里。 节点 61：（北纬31°38′03.98″，东经103°11′20.84″海拔2000米）。 链接措施：渠道和隧道结合 12.5公里，一个水坝高度100米。 节点 62：（北纬31°52′19.11″，东经103°19′58.74″海拔2010米）。 链接措施：穿过大雪山隧道 30公里，一个水坝高度50米。 节点 63：（北纬32°01′24.26″，东经103°15′22.33″海拔2010米）。 链接措施：渠道和隧道结合 18.5公里，一个水坝高度50米，此地上游7公里处有一个水库。 节点 64：（北纬31°50′28.93″，东经103°39′48.56″海拔2020米）。 链接措施：沿着河北岸浅隧道 44公里。 节点 65：（北纬32°00′45.88″，东经103°40′37.17″海拔2002米）。 链接措施：沿着河西岸浅隧道和渠道结合 19.5公里，一个水坝高度50米。 节点 66：（北纬32°00′17.79″，东经103°51′55.00″海拔2002米）。 链接措施：穿过雪山的隧道 17.5公里，一个水坝高度50米。 节点 67：（北纬32°02′47.80″，东经103°55′35.33″海拔2000米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 7.5公里。 节点 68：（北纬32°11′38.30″，东经103°54′50.45″海拔2001米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 16公里，一个水坝高50米。 节点 69：（北纬32°13′09.35″，东经103°54′55.08″海拔2007米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 3.5公里。一个水坝高50米。 节点 70：（北纬32°20′44.03″，东经103°59′26.47″海拔2010米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 16公里，一个水坝高50米。 节点 71：（北纬32°30′45.05″，东经103°57′47.19″海拔2002米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 18.5公里，一个水坝高50米。 节点 72：（北纬32°35′32.16″，东经104°01′02.49″海拔2002米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 10.5公里，一个水坝高50米。 节点 73：（北纬32°40′42.55″，东经104°01′35.32″海拔2012米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 9.5公里，一个水坝高50米。 节点 74：（北纬32°43′03.46″，东经104°03′14.16″海拔2030米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 5公里，这里坡度很陡，不适合修建水坝，作为隧道口。 节点 75：（北纬32°59′46.95″，东经104°13′21.22″海拔2003米）。 链接措施：翻过雪山的隧道 35公里，修建水坝高50米。 节点 76：（北纬33°06′29.14″，东经104°06′10.92″海拔2003米）。 链接措施：在半山坡上隧道和渠道结合 16.5公里，修建水坝高50米。 节点 77：（北纬33°16′42.65″，东经103°55′40.74″海拔1999米）。 链接措施：翻过雪山的隧道 25.5公里，修建水坝高50米。 节点 78：（北纬33°25′18.25″，东经104°02′12.38″海拔2000米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 19公里，修建水坝高50米。 节点 79：（北纬33°32′00.78″，东经103°58′28.60″海拔2001米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 14公里，修建水坝高50米。 节点 80：（北纬33°46′41.38″，东经104°10′27.18″海拔2001米）。进入陇南市。 链接措施：翻过雪山的隧道 33公里，修建水坝高50米。 节点 81：（北纬33°48′18.11″，东经104°03′45.64″海拔2001米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 11公里，修建水坝高50米。 节点 82：（北纬33°50′17.64″，东经104°00′15.29″海拔1999米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 6.5公里，修建水坝高50米。 节点 83：（北纬33°54′24.31″，东经103°56′12.10″海拔1999米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 10公里，修建水坝高20米。 节点 84：（北纬33°53′23.63″，东经103°45′35.98″海拔1960米）。进入迭部县境内。 链接措施：翻过雪山的隧道 17公里，修建水坝高150米。翻山的目的仅仅是为了绕开深切的河谷，绕道外侧。 节点 85：（北纬33°57′01.99″，东经103°36′46.31″海拔1998米）。进入迭部县境内。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 15公里，修建水坝高50米。翻山的目的仅仅是为了绕开深切的河谷，绕道外侧。 节点 86：（北纬34°01′23.06″，东经103°50′27.04″海拔2020米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 23公里，修建水坝高50米。 节点 87：（北纬34°05′44.88″，东经103°53′35.65″海拔2000米）。 链接措施：在半山坡上绕山渠道 10公里，修建水坝高50米。 节点 88：（北纬34°00′51.50″，东经104°00′30.01″海拔2010米）。 链接措施：在半山坡上绕山渠道 14公里，修建水坝高50米。 节点 89：（北纬34°05′44.03″，东经104°13′03.44″海拔2010米）。 链接措施：翻过雪山的隧道 21公里，修建水坝高50米。 节点 90：（北纬34°07′56.41″，东经104°22′35.29″海拔2005米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 11公里，修建水坝高50米。 节点 91：（北纬33°59′54.03″，东经104°37′12.61″海拔2000米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 28公里，修建水坝高50米。 节点 92：（北纬34°01′17.49″，东经104°47′54.79″海拔2005米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 14公里，修建水坝高50米。 节点 93：（北纬33°59′49.49″，东经104°55′27.77″海拔2005米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 12.5公里，修建水坝高50米。 节点 94：（北纬34°04′20.81″，东经104°57′57.37″海拔2000米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 9.5公里，修建水坝高50米。 节点 95：（北纬34°07′13.61″，东经104°56′41.82″海拔2000米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 6公里，修建水坝高50米。 节点 96：（北纬34°09′59.72″，东经104°49′58.20″海拔1996米）。 链接措施：在半山坡上绕山渠道 11.5公里，修建水坝高50米。绕开一条沟谷。 节点 97：（北纬34°17′10.93″，东经104°59′18.50″海拔1996米）。 链接措施：在半山坡上绕山渠道 9.5公里，修建水坝高50米。 节点 98：（北纬34°21′35.78″，东经104°59′38.27″海拔1995米）。 链接措施：在半山坡上绕山渠道 13公里。 节点 99：（北纬34°29′18.02″，东经104°54′56.83″海拔1995米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 16公里。 节点 100：（北纬34°36′06.97″，东经104°54′32.52″海拔1994米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 13公里，修建水坝高50米。 节点 101：（北纬34°40′13.60″，东经104°30′50.52″海拔1994米）。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 37公里。 节点 102：（北纬34°51′26.20″，东经104°23′35.79″海拔1980米）。绕到漳县县城。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 24公里。 节点 103：（北纬35°05′26.80″，东经104°22′33.97″海拔1980米）。绕到渭源县县城。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 26公里。 节点 104终点：（北纬35°32′39.87″，东经104°34′14.29″海拔1950米）。终点定西市上。 链接措施：在半山坡上绕山隧道和渠道结合 53公里。

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第4章《事实胜于雄辩，西北降水客观事实的归因研究》的小结...

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第 4 章《事实胜于雄辩，西北降水客观事实的归因研究》的 小结说明和西北降水客观事实归因解释的百家争鸣 一、本章小结和说明 1 、目录中的预应本论文 简称《十一论》，其余与此类似。《十一论》根据 中蒙干旱半干旱区和青藏高原半个世纪的气候变化，从正反两个方面证明 内流区冰川超支致使降水增加的因果逻辑 成立（ 气温地温上升→→冰川超支融化→→水资源增加绿洲面积变大,蒸发产生的本地水汽增加→→空中水汽增多,空中水汽多少的量化指标地面水汽压、空中水汽含量、相对湿度等增加→→降水量增大,并通过正反馈促使绿洲面积、蒸发产生的本地水汽和降水量良性循环 ）。50多年来西北特别是新疆降水量大幅增加是当地高山冰川超支融化及其正反馈良性循环长期作用的结果，冰川超支融化相当于当地降水量大幅增加的 触发 装置，正反馈良性循环相当于当地降水量大幅增加的功率放大器，详见图1。没有正反馈良性循环的放大作用，50多年来新疆年降水总量（面雨量）不可能有大约38%的巨大增幅。内流区冰川超支致使降水增加的因果逻辑证明 本地水汽在超深盆地降水中起着举足轻重的作用。 2 、 《十二论》根据 西北内流区历史上宏观气候的分析讨论（即讨论分析气温与降水之间的关系），进一步证明 内流区冰川超支致使降水增加的因果逻辑 成立。 3 、 柴达木盆地蒸发产生的本地水汽很少，青海湖盆地蒸发产生的本地水汽相对来说很多，柴达木盆地和青海湖盆地年降水量巨大差别的主要原因 一是单位面积蒸发产生的 本地水汽的巨大差别，二是本地水汽与降水量之间正反馈良性循环的作用（本地水汽多降水量就大；反之，降水量大入湖水量就多，就能维持青海湖水域的广阔水面，蒸发产生的本地水汽就多） ，所以，《十三论》 进一步证明 本地水汽在超深盆地降水中起着举足轻重的作用、 内流区冰川超支致使降水增加的因果逻辑 成立。 4 、本章共有 3 篇预印本论文和 6 篇博客文章。 3 篇预印本论文是重点，请重点关注； 6 篇博客文章不是重点，起辅助作用。 二、本章的归因解释与实测气象数据和数理统计成果能相互印证 根据本章归因研究得出的内流区冰川超支致使降水增加的因果逻辑，可做出以下框图： 图 1 新疆冰川超支致使降水增加因果逻辑的框图 方框 A 的解释说明： 据 《新疆空中水资源及面雨量变化特征分析》项目的简单介绍，新疆区域面雨量一元线性拟合公式为y =17.292x +2316.4，按此拟合公式，1961年，x=1，y=17.292+2316.4=2333.692；2016年，x=56，y=968.35+2316.4=3284.75。所以说，上世纪60年代初新疆年降水总量约2350亿吨，目前新疆年降水总量约3250亿吨，面雨量的增量约 900 亿吨 ，增幅高达900÷2350=38.3%。 方框B的 解释 说明： 随着全球变暖，近年来冰川超支融化的报道很多，但对新疆每年冰川超支融水数量的研究很少，《十一论》根据《1961～2006年塔里木河流域冰川融水变化及其对径流的影响》研究，粗估塔里木河流域多年平均冰川超支融水为32.5亿吨，整个新疆多年平均冰川超支融水为50亿吨左右。根据中国科学院新疆生态与地理研究所 陈亚宁及其团队的研究， 《 气候变暖致天山区域水储量年递减逾22亿立方米 》。按以上两份文献估算的冰川超支融水(跨时间调水)差别较大，暂按每年 50 亿吨 估算。虽然以上两份文献估算的冰川超支融水差别较大，但都不是天文数字，半个世纪冰川超支融化已使新疆年降水总量大幅增加900亿吨，据此推断人类跨流域调水触动调水增雨的“触发装置”，需要的调水规模应该不是天文数字。 方框 C 的解释说明： 新疆降水量大幅增加，水资源明显变多；据《新疆绿洲面积 50 余年间扩大近一倍》报道， 新疆的绿洲面积已由 1950 年的 4 万 Km 2 扩大到 2006 年的 7.07 万 Km 2 ，现在的 绿洲 面积理应更大；新疆绝大部分地区都是内流区，额尔齐斯河和伊利河有水流出境外，扣除每年流出境外的淡水约 250 亿吨，其它降水和冰川超支融水迟早要在新疆蒸发变成本地水汽，所以，上世纪 60 年代初新疆每年蒸发产生的本地水汽约 2350-250=2100 亿吨，现在新疆每年蒸发产生的本地水汽约 3250+50-250=3050 亿吨 ( 含每年冰川超支融水蒸发变成的本地水汽 ) ，增量高达 950 亿吨 ，增幅高达 45% 。本地水汽的增量每年 950 亿吨，这是一个很大很大的数字，它是冰川超支融化（触发装置）和正反馈良性循环（功率放大器）长期作用、共同作用的结果，这可能是新疆近年来降水量大幅增加的 直接原因。 方框 D 的解释说明： 新疆空中水汽变化趋势的研究成果不多，空中水汽变多的证据主要有以下四个，第一，据 《 近 50 年中国西北变湿原因获揭示 》和《 大气所揭示近 50 年中国西北地区变湿原因 》的 介绍，“ 大气中的水汽含量升高”了。第二，据新疆气象局对《 1961~2016 年新疆年平均相对湿度距平变化》的研究，“ 1961~2016 年，新疆年平均相对湿度无显著线性变化趋势。 1987 年之前以偏低为主， 1987~2005 年以偏高为主， 2005~2015 年持续偏低。 1993 年年平均相对湿度为 57.5% ，是 1961 年以来最高年； 2014 年为 50.3% ，是 1961 年以来最低年。 2016 年，新疆年平均相对湿度为 55% ，较常年偏高 0.5% ”。 新疆年平均相对湿度无显著线性变化趋势，但气温明显上升，所以说，新疆的空中水汽增加了。第三，据《十论》的研究，“ 新疆15个国际交换站1960～2012年年平均地面水汽压呈增加趋势，全疆平均增加0.55hPa ” ，因为空中水汽含量、地面比湿都与地面水汽压高度正相关，所以，新疆地面水汽压、空中水汽含量、地面比湿都呈增加趋势，新疆相对湿度无显著线性变化趋势是全球变暖干扰影响造成的。第四，新疆年蒸发产生的本地水汽由50多年前的约2100亿吨增加到现在的约3050亿吨， 增量高达 950 亿吨，根据物质不灭定律，这些水汽进入新疆上空必然增加当地空中水汽的数量。 图 1 中，演化 过程 ① ② ③ ④ 的科学依据详见《一论》至《四论》前半部分，演化过程 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 的科学依据详见《一论》至《九论》和论文 至 ，所以，本章的归因解释与实测气象数据和数理统计成果能相互印证。 三、本章的归因解释与后续论文的观点理论能相互印证 在后续论文中，《十四论》证明 本地水汽在超深盆地斜盆山地变成降水的比例高达75%左右；本地水汽还能浮获沉底外来水汽使其变成浮获降水； 《十五论》证明 本地水汽自地面开始向上运动趋近外来水汽平均海拔的过程中，较大数量的本地水汽将冷凝析出变成降水，低海拔的本地水汽比高海拔的外来水汽容易在本地变成降水，《在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的 15 倍》。由图 1 的方框 C 可知，本地水汽大幅增加致使方框 A 的降水量大幅增加，所以，本章的归因解释与后续论文的观点理论也能相互印证。 四、西北降水客观事实归因解释的百家争鸣（话说原始创新、盲人摸象和自圆其说） 50 多年来西北特别是新疆降水量大幅增加，其归因解释主要有以下 3 个： 1 、 据《 大气所揭示近 50 年中国西北地区变湿原因 》和《 从水汽收支看近五十年中国西北地区的变湿现象 》报道：“ 中国科学院大气物理研究所博士研究生彭冬冬与其导师周天军研究员通过对观测资料的分析，指出自 1961 年以来中国西北地区 夏季降水呈显著增加趋势 并主要集中在西北西部；进一步地，他们基于水汽收支诊断分析方法发现， 热力因子（水汽变化）和动力因子（环流变化）均对西北变湿有显著正贡献，且前者贡献更大。 他们进一步分析了该区域的能量收支并指出，一方面，西北地区到达地表的来自大气的向下长波辐射增加，致使地表获取的向下的净大气辐射通量增加，有利于蒸发增强，因此大气中的水汽含量升高，有利于降水增加；另一方面，近几十年来亚洲夏季副热带西风急流位置发生了显著南移，致使西北地区上空出现正涡度平流异常，引发 局地上升运动增强 ，为降水的增多提供了有利的动力环境。 ” 2 、据《 新疆生地所发现 20 世纪 80 年代以来西北干旱区降水明显增加的原因 》报道：“ 研究发现，西太平洋副高和北美副高对我国西北干旱区季节降水量和年际降水量变化均具有重要影响。简言之，西太平洋副高（ WPSH ）和北美副高（ NASH ）在 20 世纪 80 年代以后逐渐增强是西北干旱区降水明显增加的重要原因。 ” 3 、本章西北降水增加归因研究的结论是 内流区冰川超支致使降水增加的因果逻辑 成立（ 气温地温上升→→冰川超支融化→→水资源增加绿洲面积变大,蒸发产生的本地水汽增加→→空中水汽增多,空中水汽多少的量化指标地面水汽压、空中水汽含量、相对湿度等增加→→降水量增大,并通过正反馈促使绿洲面积、蒸发产生的本地水汽和降水量良性循环 ）。50多年来西北特别是新疆降水量大幅增加是当地高山冰川超支融化及其正反馈良性循环长期作用的结果，冰川超支融化相当于当地降水量增加的触发装置，正反馈良性循环相当于当地降水量大幅增加的功率放大器。新疆现在每年蒸发产生的本地水汽比上世纪60年代初要大 950 亿吨 左右，本地水汽在西北超深盆地降水中起着举足轻重的作用，新疆降水量大幅增加的 直接原因 是本地水汽的大幅增加，而本地水汽的大幅增加来源于每年几十亿吨冰川超支融水的长期作用，所以，新疆降水量大幅增加的 根本原因（真实原因） 是每年几十亿吨冰川超支融水的长期作用。 对 于原始创 新，所有人的研究探索都是盲人摸象。谁都是这个极其庞大复杂系统的一份子，再牛也跳不出系统去看到全局，研究结论都是局部的、阶段性的、相对的。原始创新只能是盲人摸象，不能自圆其说的假说，参与百家争鸣的资格都不具备；能够自圆其说的假说，就有参与百家争鸣的资格。以上3个解释，都能自圆其说，都有参与百家争鸣的资格。以上第1个和第3个归因解释都瞄向研究区域内部（属内部原因），第2个归因解释瞄向研究区域以外的 西太平洋副高和北美副高 （属外部原因），我的观点是：如果近几十年来输入新疆的外来水汽明显增加，那第2个解释成立的可能性就比较大；如果近几十年来输入新疆的外来水汽没有明显的增长趋势甚至呈下降趋势，那第2个解释就不成立。 第 1 个解释与第 3 个解释第一个相似的地方：就是 都承认西北大气中的水汽含量升高了、都承认大气中水汽含量的升高来源于西北地区下垫面的水分蒸发 ，但两者对大气中水汽含量升高的原因解释不完全相同，前者的解释是“ 西北地区到达地表的来自大气的向下长波辐射增加，致使地表获取的向下的净大气辐射通量增加，有利于蒸发增强”； 后者的解释是当地高山冰川超支融化跨时间调水触动了“功率放大器”，致使超深盆地降水量大增，下垫面有水可供蒸发，致使蒸发产生的本地水汽大幅增加（新疆由半个世纪前约 2100 亿吨增加到目前约 3050 亿吨），导致西北大气中的水汽含量升高，详见图 1 。第 3 个解释的作者认为，西北干旱少雨，沙漠广泛分布，西北的蒸发能力很强，但下垫面没有水或者缺少水可供蒸发； 只要下垫面有水可供蒸发， 不管“ 西北地区到达地表的来自大气的向下长波辐射增加”还是减少，西北大气中的水汽含量都能升高。 第1个解释与第3个解释第二个相似的地方：前者认为热力因子的变化(大气中水汽含量升高)是西北变湿的 主要贡献者 ，后者仅仅关注热力因子的变化(大气中水汽含量升高)，无形中把空中水汽含量升高当成了西北变湿的 唯一贡献者 。 第 1 个解释与第 3 个解释最大区别是对动力因子 ( 环流变化)的 看法不同，第 1 个解释 发现热力因子(水汽变化)和动力因子(环流变化)均对西北变湿有显著正贡献，并且热力因子为主，动力因子为辅； 第 3 个解释根本不关注动力因子。第 1 个解释的研究者发现， “ 近几十年来亚洲夏季副热带西风急流位置发生了显著南移，致使西北地区上空出现正涡度平流异常，引发局地上升运动增强，为降水的增多提供了有利的动力环境” 。 近几十年来西北上空的大气环流发生以上变化、降水动力因子向有利的方面发展，这是偶然事件还是必然事件？ 必然中有偶然性，偶然中有必然性，近几十年来西北上空的大气环流发生以上变化必有原因，只是暂时不知原因是什么？西北地区蒸发产生的本地水汽大幅增加是不是以上动力因子变化 ( 环流变化) 的原因呢？ 第 1 个解释与第 3 个解释分歧的具体表现是： 前者认为 对降水有利的 动力因子 ( 环流变化 ) 是西北变湿的次要原因，后者认为 对降水有利的 动力因子 ( 环流变化 ) 是西北蒸发产生的本地水汽大幅增加的必然结果 ，两个认识，哪一个符合客观事实呢？ 近几十年来，对降水有利的动力因子可能是西北蒸发产生的本地水汽大幅增加的必然结果，理由如下： ⑴ 新疆年本地水汽由半个世纪以前的约 2100 亿吨增加到目前的约 3050 亿吨，增量高达 950 亿吨， 如此巨量的本地水汽增量自地面开始向上运动 （按气象专家张学文研究员的说法是“ 水往低处流，汽往冷处聚 ”）， 能不能带动低层大气“引发局地上升运动增强”？ 如果是的话，那对降水 有利的动力因子就是新疆本地水汽大幅增加并且向上运动导致的必然结果 。 ⑵ 水汽含量大的低层大气， 常常发生天气现象(如云雾雪雹)，说明 水汽含量大的 低层大气对流运动强烈；水汽含量小的高层大气，一般不发生天气现象，说明水汽含量小的高层大气对流运动微弱。 这能成为水汽向上运动带动低层大气向上运动的证据吗？ ⑶ 水汽多的地方降水量大并据此推断当地对流运动强烈，水汽少的地方降水量小并据此推断当地对流运动微弱，没有水汽的地方例如平流层就没有对流运动。这能成为水汽向上运动带动低层大气向上运动的证据吗？ ⑷ 沙漠腹地空中水汽少，对流运动强烈还是微弱？如果是微弱的话，那能成为水汽向上运动带动低层大气向上运动的证据吗？ ⑸ 要求某个地方空中水汽比较多（指多年平均地面水汽压≥ 8.5hPa ，空中水汽含量≥ 13mm ），但对流运动微弱、缺乏变成降水的动力条件，致使当地降水量很少，多年平均降水量＜ 200mm ，地球上有这样的地方吗？如果没有这样的地方，那说明凡是空中水汽多的地方对流运动都强烈，那就证明空中水汽向上运动能带动低层大气向上运动。 ⑹ 对流层位于大气的最低层，其下界与地面相接， 上界 高度随地理纬度和季节而变化。它的高度因 纬度 而不同，在 低纬度 地区平均高度为 17~18 公里，在 中纬度 地区平均为 10~12 公里，极地平均为 8~9 公里 。与此对应的是低纬度地区空中水汽大，中纬度地区次之，两极最小。这能成为水汽向上运动带动低层大气向上运动的证据吗？ ⑺ 同一个地方夏季对流层厚度大，冬季对流层厚度小，与此对应的是夏季空中水汽多，冬季空中水汽少。这能成为水汽向上运动带动低层大气向上运动的证据吗？ ⑻ 热带雨林每天午后准时发生对流雨，下雨前空中水汽含量很大。这能成为水汽向上运动带动低层大气向上运动的证据吗？ ⑼ 千百万年来西北内流区宏观气候雨热同期，气温高时降水多并由此推测当时当地空中水汽多且对流运动强烈，气温低时降水少并由此推测当时当地空中水汽少且对流运动微弱；也就是说，西北内流区历史上空中水汽多与大气对流运动强烈相伴，空中水汽少与大气对流运动微弱相伴。这能成为水汽向上运动带动低层大气向上运动的证据吗？ ⑽ 按第 1 个解释的描述：“ 近几十年来亚洲夏季副热带西风急流位置发生了显著南移 ”， 西风急流 位置显著南移是不是新疆和青藏高原本地水汽大幅增加并且向上运动导致的结果（藏北高原的冰川也发生了超支融化、导致内流区湖泊水位上涨本地水汽增加）？下垫面大范围的水分蒸发并且向上运动致使“ 亚洲夏季副热带西风急流显著南移 ”，可能吗？ （注：水汽向上运动带动低层大气向上运动的认识可能正确也可能错误，正确的话，就能推动气象科学前进一大步，即使成功的可能性不大，也值得深入研究。 水汽向上运动能否带动低层大气向上运动的验证实验 详见下一篇博文，请专家学者认真审查 ）。 以上分析说明，第 1 个归因解释与第 3 个归因解释在主要原因上取得了共识（大气中水汽含量升高致使新疆等地降水量大幅增加），在次要原因上有分歧，两者差别不大，没有本质区别。 如果 对降水有利的 动力因子（环流变化）是西北本地水汽大幅增加的必然结果 ，每年几十亿吨（暂按每年 50 亿吨初估）冰川超支融水长期作用就能使新疆年降水总量增加 900 亿吨，按此类推，西北超深盆地调水增雨需要的调水规模就比较小；如果 对降水有利的动力因子（环流变化）是西北变湿的次要原因 ，近几十年新疆变湿也有次要原因的贡献，那西北超深盆地调水增雨需要的调水规模就大一些，即使如此，按图 1 类推并适当增加一些，真正需要的调水规模也不会太大。 四季更替和日夜更替的原因分别是地球的公转和自转，都是单一原因。 50 多年来西北特别是新疆降水量大幅增加的原因，是单一原因作用的结果还是多种原因综合作用的结果？如果是单一原因，那原因是什么？如果是多种原因，那主要原因是什么？主要原因有多大贡献？次要原因有多大贡献？现阶段要找出全部原因，难度很大，找出主要原因是当务之急。第 1 个归因解释和第 3 个归因解释在主要原因上取得了共识，都认为大气中水汽含量升高是近几十年来西北变湿的主要原因。 原始创新 只能是盲人摸象，必须贯彻百花齐放、百家争鸣的方针。如果冰川超支融水（跨时间调水）确实是新疆近几十年来降水量大幅增加的主要原因，也就是说，每年几十亿吨（初估每年 50 亿吨）冰川超支融水长期作用就能使新疆年降水总量增加 900 亿吨，按此类推，西北超深盆地调水增雨需要的调水规模不是天文数字，那就证明《超深盆地调水增雨初步研究》对国家有很大作用，请各位专家学者畅所欲言，参与讨论。 水利专家魏剑宏倡导的 东水西调 工程 从通天河向塔里木盆地调水，工程难度较小，投资较省，每年向新疆调水 50 亿吨（与初估的新疆每年冰川超支融水相等），按图 1 类比推测，若干年以后塔里木盆地年降水总量能增加 900 亿吨，该工程可作为 调水增雨的实验性工程 ，极大地改善南疆的生态环境，建议国家早日立项兴建，请专家学者审查。 附件 ：第 4 章《事实胜于雄辩，西北降水客观事实的归因研究》的目录 ★★ 论文 青藏高原和中蒙干旱区特别是新疆半个世纪降水变化的归因研究 ， 十一论…… ， http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd4q.html ★★ 论文 西北内流区宏观气候雨热同期的归因研究 ， 十二论…… ， http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd4r.html ★★ 论文 柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的差别和归因研究 , 十三论…… , http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd4s.html 14 、 克拉玛依气候巨变、越来越宜居的原因讨论和经验推广 ， http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd4t.html 15 、 “ 引额供水 ” 对降水气候的影响远远大于三峡对降水气候的影响 ， http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd4v.html 16 、 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴ ， http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd9d.html 17 、 我的原因解释您不信，那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑵ ， http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd9e.html 18 、 我的原因解释您不信，那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑶ ， http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d610fea0102xd9g.html ★★ 19 、本章小结、说明和西北降水客观事实归因解释的百家争鸣， 第4章的小结、说明和西北降水客观事实归因解释的百家争鸣.doc (本文Word版的载网址 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d7301609d6c67241a88 )

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中国的调水应该做区域规划

热度 1 fanxiaoyingz 2017-12-25 21:23

中国的调水应该做区域规划 京津地区的人已经喝上南水北调的水三年了，三年前的 12 月 12 日，南水北调中线工程正式开闸放水，三年来已经向北方输送干净水 95 亿立方（南水北调官网 http://www.nsbd.gov.cn/ ）。南水北调东线一期工程早已经完工， 2013 年 11 月 15 日正式通水，几年累计向山东送水省 19.8 亿立方米。与此同时，陕西的汉水北调工程正在紧锣密鼓地进行，据说从汉水到西安的输水隧道长度是 100 公里，目前已经完成了 80 多公里。从此，中国正式进入远程调水新时代。南水北调积累的建设经验，这几年积累的运营经验，相信不久的将来，中国会进入一个远程调水高速发展时期。 其实美国早在 40 年前就进入了异地用水时代，美国每年的调水量为 200 多亿立方，他们已经积累了丰富的经验。水资源是有限的，水资源在中国的分布是很不均匀的，这是远程调水的根本原因。也正因为水资源是有限的，所以，调水对于目的地和水源地的水资源都会有较大影响，我们总体认为远程调水对于目的地的影响也是有限的。我们既不能把水源地的水全部运走，也不能让这些有限的水彻底改变三杯地区的干旱状况，为了让有限的水源达到更好的农业和生态效益，我认为对调水进行区域使用规划更加有利。 对调水进行区域使用规划也是对混乱的调水方案的一种总结。许多跨地区调水方案路程长，投资大，重复建设危险性很大，建成以后效益差，闲置时间长是很可能存在的问题，甚至可能有些工程运营成本大，就无法运行。为了解决以上问题，提出一个合理的调水区域规划很有必要。 我为此做了一个简单的规划。 第一个区域，丰水区。这个区域包括长江秦岭以南，西南地区，藏南和东北东部。包括重庆、四川、贵州、云南、广州、广西、湖南、湖北、福建、江西、江苏、海南、浙江、上海、台湾、黑龙江、辽宁、吉林。这些地区只需要进行区域性水利规划，不需要外来水。 第二个区域，东部沿海用水紧张区。这些区域包括山东、安徽、河北、北京、天津等。这些地区是经济发达区域，城市用水和生活用水量很大。目前使用南水北调的水，将来的一个目标是使用海水淡化水。所以，西藏的水不需要调入。 第三个区域，水资源基本够用的省。包括山西、陕西和宁夏。这些地区可以通过区域内部协调用水，将来条件成熟可以利用渭河、泾河、黄河调用一部分外来水。也可以想办法直接从空气中补水。 第四个区域是 “海水西调”供水区，包括内蒙古东部、陕西北部、山西北部和河北北部。这一区域将来可以利用“海水西调”引来的水。由于和横断山区较远，而且工程难度较大，所以不使用横断山区和藏南的水。 第五个区域是 “横断山区水源供水区”，包括甘肃大部分和内蒙古中西部。这里是中国最干旱的地区，需水量很大，面积也很大，有利的一面是地势平坦，海拔较低。 第五个区域是 “藏水水源供应区”，包括西藏、青海和新疆和河西走廊西部。 将全国划分五个区域的目的是为了采取不同的水资源利用方案。主要的方案涉及的是三北干旱地区的水源来源。这样划分的目的是为了避免重复建设，为了避免调水路线过长，避免工程量过大，避免交叉供水造成水价的差异，避免水的使用效率低下。也是为了在不同地区使用最佳最有效有利最经济划算的用水计划。五个区域将采取不同的水资源供应措施。 丰水区采取区域内部调水计划，更多的采取治理江河污染措施。东部沿海用水紧张区使用南水北调的水，海水淡化水和当地自产水，加强节水措施。水资源基本够用的省应该加强水土保持治理力度，加强水资源管理，进行区域内调水。内蒙古东部地区应该加强海水西调的研究和应用。而从横断山区的水从海拔在 2200 —— 1900 米的川西高原引水到甘肃，修建当地水利工程把一部分水引到甘肃内蒙古西部各地，一部分注入黄河。而藏南地区雅鲁藏布江的水通过藏青隧道输送到柴达木盆地，然后利用天然低洼地向西北从阿尔金山进入塔里木盆地，此时海拔是 2700 米，可以沿着塔里木盆地周边等高线修建水渠，把水引到各地和北疆以及河西走廊西部，全程自流。 横断山区的怒江、澜沧江、雅砻江和大渡河的水向甘南调水路线，通过研究谷歌地图已经明确。路线如下： 贡山县 —福贡县—宁蒗县—丽江市—木里县—凉山州—喜德县—越西县—石棉县—泸定县—天全县—汶川县—茂县—文县—九寨沟县—陇南市—岷县—漳县—渭源县—定西市—会宁县。 这条线路基本上都是海拔在 2300 —— 1800 之间的地区。可以利用现有的沟谷河滩进行引水工程。这条线路实际上是川西高原的边缘地区，人口也比较稀少，有很多河谷地可以利用。

个人分类: 气候生态|2876 次阅读|2 个评论

塔里木盆地需要多少水才能变为草原

热度 3 fanxiaoyingz 2017-12-13 12:45

塔里木盆地需要多少水才能变为草原 塔里木盆地需要多少水才能从沙漠彻底变为草原或者农田？这其实就是调水的水量问题。面对向塔里木盆地调水的水量问题，各个专家给出的答案各不相同，但是理由都不充分。有的专家根据当地的蒸发量来计算，数字就非常大。往往塔里木盆地观测的蒸发量每年在 2000 毫米以上，如此蒸发量和塔里木面积相乘，那需要的调水量高达 8000 亿立方。我认为这个数据是不科学的。为什么不能用蒸发量来调水，原因是气象部门在测定蒸发量的时候周围环境的热量非常多，而水量又非常少，这样水很快吸收周围热量蒸发，然后通过延伸计算，得出了蒸发量数据。这个数据脱离了大面积热环境，脱离了水热平衡，估算了春秋冬，所以我以为是有缺点的。 我认为正确的估算方法是水热平衡方法。其实在每一个纬度上太阳辐射得到的太阳能是基本固定的，不存在超额或者不足的情况，这个决定于太阳常数。地基法测得的太阳常数的标准值为 1353w ／ m2 ，以人造卫星测得的数值是 1366w ／ m2 。然后这个数据和纬度的余弦有关，也和太阳高度角的余弦有关，也和大地反射率有关，太阳辐射要转化为热量还和海拔有关，和大气厚度和密度有关，这样七除八扣，真正地球吸收的热量并不多。而且从季节划分，在季节上有一个天然的热量平衡点。以中纬度为例，中国的中纬度地区到了春季的三月开始有了热量的盈余，地温和气温都开始升高，到了三伏天，也就是阳历七月大地的积温到了最高潮，尽管夏至日是 6 月 22 日左右，但是由于热量盈余，积温继续增加一直到了三伏天的中末期才到了热量盈余最高点，然后大地的热辐射逐渐超过热积累，气温逐渐下降。从 6 月 22 日夏至时候太阳辐射达到最高，到大地热积累达到最高，中间有接近 50 天时间。七月下旬以后大地热辐射逐渐超过了太阳带给大地的热量，大地表现出降温趋势。这个降温趋势在中秋对于人来说到了换季换衣服的临界点，从此以后人必须加厚衣服，因为人身上也表现出净辐射为负值的特点。对于大地来说它也存在一个临界点，这个临界点就是把从春季到夏季的全部积温辐射完毕，这时候大地的温度不再保持稳定，开始急剧下降。这一个时期大约也恰恰是人们感觉冷的开始，时间大约是中秋，就是 9 月中旬。从此以后大地的气温迅速下降到 10 摄氏度以下，或者 0 摄氏度以下，植物不再生长。 9 月以后大地的积温丧失殆尽，开始依靠大气环流保持温度，而大地的热辐射表现为亏损，就是净射出，大地以长波形式向太空辐射出热量，到了冬至前后大地向太空的辐射达到了最高点，从此以后太阳辐射逐渐增加，但是大地辐射和太阳辐射相加以后依然是负值，所以大地积温依然减少。这种情况一直持续到九九寒天过后，也就是阳历三月前后，这时候太阳辐射和大地逆辐射的相加成为正值，大地开始升温。所以一年四季大地温度表现为冬季最冷，实际上是大地辐射和太阳辐射的相加为负值的时候，而春季和秋季是大地辐射和太阳辐射的相加向零转变的时候，夏季则是大地辐射和太阳辐射的相加为正值的时候，而三九天是负值最大的时候，三伏天是正值最大的时候。这就是大地的一年四季的热平衡。 但是，如果没有水的参与，那么这个热平衡表现为以下特点：气温的日较差很大，就像新疆人说的 “早穿棉衣午穿纱，围着火炉吃西瓜”，也表现为巨大的年较差，年温差可以在 70 度以上，冬季可能达到负的四十度，夏季可能达到正的四十多度。这样的环境不仅对于人的生存不好，而且对于植物的生存和生长不好。但是有水参与大地热平衡以后情况发生了根本性的变化。由于水的汽化热为 40.8 千焦 / 摩尔，相当于 2260 千焦 / 千克。当大地气温过高的时候，水吸收热量，变为同温度下的气体，当温度偏低的时候水汽再次液化放出热量，保持温度不再下降。这样水在大地的热平衡中起到了很大的作用。从比较中可以看到，冬季有水的地方气温可以比干燥的地方气温上升十几摄氏度以上，而夏季有水的地方气温可以因此比干燥地方下降二十摄氏度以上。水的存在使得人处在一个温差较小的优良环境中，也使得植物处在一个能够忍受的优良的温度环境中。由于水不仅能够储存大气热量，而且是生命介质，所以水就非常重要了。所以，衡量一个地方的需水量，并不是根据动植物的需水量，因为需水量是很有限的，而是根据水量对大气的温度的制约能力。这个制约机理就是我们讲的 “水热平衡”。 那么大地需要多少水才能够达到水热平衡呢？无需猜想，无需计算，睁眼看看现实就知道了。我们认为伊犁绿洲、昭苏绿洲美丽赛过了江南，基本实现了 “水热平衡”，东北平原绿色千里，也基本上达到了“水热平衡”。那么这些地方的年降雨量是多少呢？伊犁河谷的年降雨量为 417 毫米，塔城盆地的年降雨量为 342 毫米，东北平原的大庆年降雨量为 427 毫米，绥化的年降雨量为 483 毫米，而通化的年降雨量为 400 毫米。通化市是一个缺水的地区，周围有大片的沙地，尽管如此，通化依然是一个农业发达，人口繁多的地方，说明通化恰恰处在干旱和半干旱交错的地区，而大庆和绥化的降雨量已经能够满足其湿润地区的基本要求。从伊犁、大庆、绥化等地的情况可以看出，其实 400 毫米降雨量以上就能够基本满足水热平衡要求，基本能够满足植物常年生长要求。根据专家的研究胡焕庸线基本上和我国 400 毫米降雨等值线重合，这个也恰恰说明向新疆调水，调 400 毫米基本能够满足要求。 450 毫米就基本能够保证产生湿润环境。也就是说在北纬 40 度附近每年每平方公里有 400 毫米水储存的热量盈余，这个盈余量转化为能量为 1000000 × 0.4 ×2260 千焦 / 千克 ，大约为 9040 亿焦耳，也就是说北纬 40 度的能量盈余大约为每平方公里 9040 亿焦耳，那么塔里木盆地的热量盈余为 3616 亿亿焦耳。这么多热量盈余需要多少水来吸收能量呢？ 这样来估算塔里木盆地的需水量，塔里木盆地的面积大约 40 万平方公里，每平方米须水 400 毫米，那么总需水量为面积乘以每平方米需水量， 40 万乘以 0.4 米为 1600 亿立方水。如果按照半湿润的标准 450 毫米计算，塔里木盆地的总需水量为 1800 亿立方。也就是说，如果调水，那么调水量最大为 1800 亿立方，基本满足量为 1600 亿立方，只有这个量才能保证水热平衡。 但是，实际上调水量不需要这么多。 1800 亿立方是总需求量，但是实际上，塔里木并不是没有水，只是水少而已。塔里木盆地大部分地区年降水量为 70 毫米，这 70 毫米覆盖整个盆地产生的水量是 280 亿立方。另外还有雪山融水和地下水形成的河流补充水。塔里木盆地主要的河流有塔里木河、叶尔羌河、阿克苏河、渭干河、孔雀河、迪那河、车尔臣河、米兰河、库山河、提孜那甫河等等。其中阿克苏地区的年径流量总量为 45.6 亿立方，包括阿克苏的主要支流库玛拉克河、托什干河、老大河、新大河、多浪河。喀什地区的年径流量总量为 16.2 亿立方，包括库山河、依格孜亚河、提孜那甫河；和田地区大小河流 36 条，年总径流量 74 亿立方；巴音郭勒地区年总径流量 106 亿立方，包括塔里木河、孔雀河、米兰河、车尔臣河、迪那河等。塔里木盆地全境的河流年径流量总和大约为 408 亿立方。 那么，塔里木盆地总需水量为 1800 亿立方，当地河流提供 408 亿立方，直接降雨 280 亿立方，那么需要调水量在 1100 亿立方左右。 实际上这个调水量依然没有考虑两个因素。一个因素是，塔里木盆地周边面积依然较大，实际需水量更多。周边地区包括柴达木盆地和河西走廊西部。另外一个是塔里木本身是一个盆地，周围都是封闭的。目前的水每年虽然损失 408 亿立方，但是一旦调水成功，这些水蒸发以后依然会形成二次降雨，增加当地的降雨量，实现水热的循环。在这个水热的循环中，热量在高山地区散射到了高空和太空，但是水汽变成了降雨重新回到了盆地内部，实现了水的循环利用。所以实际上用水量会减少。这两个因素一个会导致需水量增大，一个会导致需水量减少，具体需要实际观测。 最后一个问题，雅鲁藏布江的水能够满足每年接近 1000 亿立方的需水量吗？实际上不会满足。雅鲁藏布江的年径流量虽然高达 1654 亿立方，但是截止国境线年径流总量为 1100 亿立方米，如果把国境线上的水全部调往新疆才能够满足需求，但是这是不可能的。但是调一半 550 亿立方，也就是一条黄河的水量是完全可能的。现在我们来估算一下如果调一个黄河的水量，隧道的直径和流速。每年调水 550 亿立方相当于每秒钟调水量为 1750 立方，如果按照流速每秒 5 米计算，那么隧洞的口径的截面积最少需要 350 平方米。所以隧道的直径最少需要 21 米，实际上水流速度不可能达到每秒 5 米，如果水流速度只能达到每秒 2 米，那么隧道直径需要更大。很显然在技术上不可能达到如此直径。所以隧道的直径不管多少，贯流泵还是必须的。所以从技术上说，要实现每年调水 550 亿立方，使用隧道依然有相当的难度。再来说多卡水库的溢洪道的设计问题，它同样需要最多每秒 3500 立方的过水量，如果溢洪道的宽度为 200 米，水流速度为每秒 5 米，那么水的深度就是 3.5 米，如果水流速度只有每秒 1 米，那么水的深度就是 17.5 米。所以溢洪道的设计必须宽度达到 200 米，高度必须达到 20 米以上才能满足过水要求。

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在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍

热度 1 zhgatcl 2017-8-16 22:58

在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍 2014年7月12日， 我 发表了博文 《 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大，变成降水的比例相同吗？ 》。 对这篇博客推介的预印本论文，最近一段时间 我花费很大 很大 的力气做了大幅修改（大约70%推倒重来），并更名为《 在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍 》，该文的网址是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-811115.html 。该文 大胆挑战 本地水汽对研究区域降水贡献率 的估算方法， 欢迎审查，请提宝贵意见，特别欢迎理性质疑。

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天河水汽北调工程有没有实现的可能性

热度 2 fanxiaoyingz 2017-7-25 00:25

天河水汽北调工程有没有实现的可能性 我这个人自由散漫，闲暇之余把自己过去的课本翻看翻看，研究研究谷歌地球，从中悟出一些门道，写成文章放到网上。纯属业余爱好，闲暇之作，没有想到砖石之作引来许多金玉良言，也获得许多信息。 最近知道青海大学校长王光谦院士主持了一个空中调水研究工程，想开辟一条空中水汽通道，名称叫 “玉树—墨脱水汽通道”，放印度洋暖湿气流到三江源。据说我国的两个科学泰斗提出一个“炸开喜马拉雅山”，使得喜马拉雅山出现一个豁口，把印度洋大量的暖湿气流通过这个豁口引进青藏高原。这个想法虽然是一个设想，但是要成为科学结论需要经过大量的试验研究。中国探险协会的主席、大气物理学家高登义就组织了一系列这种试验。他们对这种情况在实地考察后进行了实验数据模拟，在口子已经扩大的情况之下，假定在西南季风最强的时候，同时没有西风阻挡水汽北上，没有蜗旋运动浪费水汽。就在这样最佳的条件下，高登义所带领的科研小组得出的结论是，三江源地区能增加 20%~25% 的降水。也就是说，这个豁口想法具有一定的现实性。 其实我认为这个豁口已经存在，而且豁口非常大，而且它的位置非常好，就处在水汽浓度最大的地区。这个豁口就是处在西藏墨脱地区的雅鲁藏布江大峡谷地带。所以，不需要炸开喜马拉雅山，自然界已经给我们准备好了大豁口，我们利用好即可。其实这个大豁口就是强劲的印度洋暖湿气流经过几百万年的不断冲刷形成的 ——只要是合理的，自然界一定存在。 开辟 “玉树—墨脱水汽通道”，我认为这个想法具备第一个条件，存在大量水汽。但是印度洋暖湿气流具有明显的季节性，冬季是干热气流，夏季是湿热气流。由于冬季是干热气流，所以不可能带给青藏高原更多的水汽。印度洋暖湿气流主要是夏季气流，印度洋夏季暖湿气流和热带海洋气团形成的南季风辐合北上，在我国青藏高原东部和华南形成强降雨，一部分水汽达到青藏高原东北部，最远到达青海湖和祁连山南麓，在这里形成高山草原。这就形成了一个奇怪的现象，祁连山以北是沙漠，祁连山以南是草原；岷山以北是干旱的甘南地区，岷山以南是若尔盖大草原。当然，岷山以北由于同时受到来自东面的太平洋湿气的浸润，虽然干旱，却是农业区，不纯粹是沙漠。从以上叙述中得出结论，其实这个“玉树—墨脱水汽通道”是天然存在的。 既然 “玉树—墨脱水汽通道”是天然存在的，那么为什么还要启动“天河空中调水计划”？其实这条天然的空中水道应该叫“藏南—岷山空中水道”，这个空中水道的路径是从雅鲁藏布江大豁口进入青藏高原，然后主要向东北方向移动，最后到达岷山地区。由于在岷山以东地区印度洋暖湿气流和西太平洋的暖湿气流在此辐合上升，因此形成了川北甘南的特殊气候，形成象九寨沟和黄龙那样的特殊风景区。所以，启动“天河空中调水计划”的目的，就是让“藏南—岷山空中水道”改变方向，由向东北改变为向正北方向进入柴达木盆地。那么如何改变空中水道方向呢？如何增加水汽压的强度呢？这些水汽的推动力在哪里？那就得好好研究大气环流了。 青藏高原是我国气候形成的一个重要地形条件。青藏高原在冬季由于温度下降快，温度低，近地层形成青藏高压，由于青藏高原的地形是从西向东逐渐降低，西面和西南面有喜马拉雅山脉和帕米尔高原，冬季青藏高原高压无法形成向西的风，而青藏高原的东部是中国的亚热带，这里的冬季是相对低压地区。所以青藏高原的高压形成近地层季节性西风，但是这个季节风带给中国南方是干冷气流。而在青藏高原的 500 百帕高空和 200 百帕高空都是强劲的西风，这个西风一方面来自于西风信风，另一方面来自于阿拉伯大陆高压和东欧大陆高压，这些高压和印度半岛阿拉伯海之间的低压形成压力梯度，形成西风，西风遇见青藏高原一部分辐合上升继续向东，形成高空西风带。所以冬季，无论低空还是高空，青藏高原都是西风盛行地区。从阿拉伯来的西风另一部分则受到青藏高原的挤压转向印度半岛，和从西太平洋和中国东部来的东北季风，还有来自南半球的东南信风在印度半岛孟加拉湾相遇形成一个高压辐合区。这个高压辐合区的气流辐合上升，然后翻越喜马拉雅山，在青藏高原下沉—由于青藏高原的近地层是高压，而 200 百帕高空则是低压，所以从印度半岛辐合上升的气流在青藏高原下沉，下沉区一直可以延伸到北纬 30 度以北，即昆仑山一带。这是一个垂直大气环流，这个环流叫“哈德莱环流”（ Hadley Circulation ）。“哈德莱环流”在冬季的青藏高原南面最强烈，它把大量的水汽带进青藏高原，在青藏高原的高山上形成冰川，夏季融化为河流，在在青藏高原上形成大大小小的湖泊。所以，青藏高原的冬季也有水汽来源。（以上内容来自于高等教育出版社《中国自然地理》和《自然地理学》）。 夏季，来自阿拉伯地区的冷高压减弱逐渐消失，近地层西风减弱，但是 500 百帕以上的西风依然强大，西风信风带向北移动。南半球的东南信风带也向北移动（太阳高度角北移），这个信风带在非洲大陆北索马里一带穿过赤道转向东北，穿过阿拉伯海吹向印度半岛，顺着喜马拉雅山脉吹向我国藏南地区和西南地区，称为西南季风。此时由于大陆加热升温，蒙古高压消失，转而形成大陆低压。而青藏高原由于干旱少雨，太阳辐射强，青藏高原从青藏高原高压转变为青藏高原低压。近地层气压由冬季的 1030 百帕转变为 995 百帕。西南季风和青藏高原低压的形成有利于气流沿着雅鲁藏布江大豁口上升到青藏高原地区。实际上这时候有更加有利的条件形成，此时我国的东南海洋上形成热带太平洋气团和赤道海洋气团，这两个气团形成面向中国大陆的南季风，南季风从正南和东南吹向雅鲁藏布江大豁口和横断山区，西南季风从西南方向吹向雅鲁藏布江大豁口和横断山区，两种季风从左右两个方向夹击，促使饱含水汽的季风吹向青藏高原。在中国藏南一带形成强降雨，同时相当一部分水汽抬升进入青藏高原，一直向北吹到祁连山—青海湖—岷山一线。给这一带带来大量水汽。西南季风经过脱水过程辐合上升，青藏高原的 200 百帕一线形成高压，这个高压把青藏高原的上升气流一直向南输送到赤道以南，形成一个垂向环流，这个环流恰好和哈德莱环流流向相反，叫“季风环流”。所以，青藏高原东南部夏季的强降雨是由四个因素综合而成的，印度大陆西南季风，太平洋东南季风，青藏高原夏季低压和季风环流。这四种自然力的完美结合形成了从印度向青藏高原水汽输送的强劲动力。 所以， 王光谦院士提出的 “玉树—墨脱水汽通道”是天然存在的，只不过应该叫“岷山—墨脱水汽通道”，两者的区别是方向不同，强度不同。 特别需要提出的是雅鲁藏布江大豁口就是几百万年以来各种饱含水汽的季风形成的降雨冲刷而成的。所以喜马拉雅山不需要炸开豁口，它自己形成了豁口。而这个豁口周围的高山上都是冰川和雪山。这些雪山是一个群组，应该称为 “藏东南雪山群”。“藏东南雪山群”在夏季形成一个冷地面高压区，而青藏高原的其它地区是低压区，所以在近地层，存在一种局地环流，风向是从“藏东南雪山群”吹向玉树、岷山和拉萨地区，给这些地区送去水汽，我们暂时给这个局地环流起名叫“墨脱—玉树局地环流”。中国的三江源为什么都在这个地区，原因就在于此。 实际上王光谦院士提出的 “天河空中调水计划”的关键就是如何利用和改变“墨脱—玉树局地环流”。因为这个环流有三个个天然的缺点，一个缺点是，“墨脱—玉树局地环流”陆地气流的主要方向是岷山，而不是青海湖，第二个天然的缺点是“墨脱—玉树局地环流”的地面距离只能到达通天河，而且被唐古拉山阻挡；第三个天然的缺点是输送水汽的强度不大，输水量较少。那么如何克服上述三个缺点呢？“墨脱—玉树局地环流”中夏季高压中心的气压大约 1010 百帕，而周围低压区的气压大约 995 百帕。 995 百帕线是变化的，有时候在玉树，有时候在曲麻莱，有时候在丁青，但是气压中心却不会改变，也就是说水汽有时候能够输送到玉树，有时候可以输送到曲麻莱，有时候可以输送到丁青，更远可以输送到青海湖，输送的距离远近在不断变化。这种距离远近的变化原因在于这一段陆地的地温和气温有较大的变化，不仅有较大的年较差，还有很大的日较差，甚至有较大的旬变化。由于下垫面是土地，比热容小，所以当太阳暴晒的时候升温很快，气流上升，水汽在上升过程中脱水，空气成为干空气，所以这些气流即便是进入柴达木流域也不会形成降雨或者露水。当夜晚的时候，由于土地干燥，比热容小，温度下降很快，水汽遇到冷的下垫面很快凝结，从而使得空气中水汽减少，当然这种减少相对于气流辐合上升并不严重。所以这种地温快速变化的近地层不能输送水汽。所以，要把水汽输送到更远的地方必须减小下垫面和近地层的温度日较差。减小的唯一有效的办法就是修建人工湖泊。由于水有很特殊的热力特点，它的比热容大，比热容每公斤高达 4.2 千瓦，汽化热每公斤高达 2260 千瓦，所以白天太阳辐射强的时候它能够把热量储存起来，确保温度不升高，而夜晚通过释放汽化热保证气温下降不多，这样一来空气的温度变化不剧烈，就能够保存空气中的水汽不会大量脱水和散失，从而能够达到更远的地区。所以，在调水沿线修建大量的湖泊是“天河空中调水计划”的主要措施。这些湖泊不需要复杂的技术，也不需要钢筋水泥坝体，也不需要深度超过十米二十米，几米深即可。但是要求沿途的土地上都有这种湖泊，要求数量达到几万个。只有这样才能控制流向，也能够保证流量。水从哪里来，其实只要在这个“墨脱—玉树局地环流”范围内，可以说有了水坝，水自然就来。为了达到更好的产水效果，可以参考我的另一篇文章《中国西部的两座天然水塔 》，在这篇文章中我提出一个在空中水汽丰富的地方放置 “水分生成器”的方法（表面积大，辐射增温快，比热容小，导温率高，导热率高的物体，就能够象雾凇树一样，晚上凝结水汽成为冰块或者流水，白天遇见太阳辐射融化为流水，那么它就是一个效率极高的“水分生成器”）。我相信这个“水分生成器”大量放置能够达到王光谦院士的要求。 为了改变夏季的藏东季风环流，通过改变下垫面的性质改变藏东季风环流的强度和印度西南季风的强度，从而达到提升水汽的目的。 那么如何增加从印度向 “藏东南雪山群”的输水量呢？最好的办法还是在墨玉喇叭口附近多建水库湖泊，增加水汽含量，这样水汽饱和度增加，水汽的热存量增加。我们知道影响水分蒸发的因素有三个，一个温度，一个此温度下的饱和度，第三个蒸发面积。如果要从低海拔的藏南地区向高海拔的“藏东南雪山群”输送更多的水汽，最主要的一条是确保山谷中水汽一直饱和，并且温度变化小。只有这样，当季风从下面吹送的时候才能够保证沿途损失少，下雨少。如果水汽饱和，当季风向上吹送的时候虽然会形成降雨，但是降雨产生的蒸发热会保持山谷温度下降缓慢，甚至不下降，这样水汽始终能够达到较多状态，可以在下面吹送，山顶就响应。类似一个电压系统，这边加压，末端就有了压强。所以输送效果会大幅度增加。 所以增加水库数量，增加蒸发面积就是一个让水汽饱和的好方法。 把以上两个水汽爬坡技术和高原上局地环流减小温差技术结合起来，可以看出，两个方法的实质都是增加湖泊或者水库的数量。我认为这是 “天河空中调水计划”的根本技术。实际上，我已经设计了曲麻莱水库和若尔盖水库。只要根据条件再设计和实施许多湖泊水库，就可以达到让含水季风能够到达更远的青海湖地区的要求。 基于以上分析和措施设计，我认为青海大学校长王光谦提出的 “天河空中调水计划”基本可行。

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从三峡水库到丹江口水库不得不说的事情

热度 3 fanxiaoyingz 2017-7-19 09:46

从三峡水库到丹江口水库不得不说的事情 中国的南水北调东线工程和中线工程经过五十多年的论证、设计、建设，终于于 2014 年年底尘埃落定，正式通水。这与现代技术的发展密不可分。 南水北调东线工程每年大约调水 130 亿立方，中线工程每年大约调水 130 — 140 亿立方。但是这些水和北方的需求比较依然不足，而且每年有丰水期和枯水期的区别。为此科学家们提出了南水北调西线工程。那么如何增加调水量呢？如何调配丰水期和枯水期的水量呢？东线工程需要把水从十多米海拔的地方抬升大约 40 米，达到约 50 米海拔高度，所以东线的潜力已经基本用完。而南水北调中线工程的总站—丹江口水库的海拔是 176.6 米，水可以自流到中原地区，这一点非常节省资金。 能不能再增加中线调水的量，从而彻底解决北方缺水问题？如果利用丹江口水库实现自流，必须具备两个条件，一个条件水量非常丰富，目前南方水量极其丰富的依然只有长江，因为长江流域包括了南方绝大部分地区，主干道水量极其丰富（尽管不能说是无限）。第二个条件是能够自流。遍览长江主河道，我们发现只有三峡水库具备这样的条件。也许是设计者故意安排，也许是自然条件的限制，总之三峡水库的海拔是 185 米，而丹江口水库的海拔的 176.6 米。如果储水正常，那么可以从三峡水库自然引流到丹江口水库，然后通过通向北方的自流系统到北方。 从三峡水库引水到丹江口水库具备以下优势，第一，三峡水库的水面高程有可能比丹江口水库高程高 8.4 米，基本可以实现引水自流。第二，长江中游水量丰富，也可以调剂水量，还可以增加往北方的调水量。第三，三峡大坝已经建成，丹江口水库已经建成，这些复杂而且耗资巨大的工程可以直接使用。第四，三峡水库距离丹江口水库直线距离不到 250 公里。但是也有不利因素，最不利的地方是我们发现横在三峡水库和丹江口水库之间的是大巴山巫山山系，基本无法找到任何能够自流的明渠，如果要修筑明渠那么必须绕很大的弯子，穿过许多河流山谷，所以成本很高。但是如果这二百五十公里全部走隧道，那么不惊扰任何人，不需要搬迁，我们已经发现如果入口选择在秭归市兴山县的高阳镇（北纬 31 ° 13 ’ 40 ” ，东经 110 ° 45 ’ 24 ”）的香溪河上，出口选择在丹江口市的浪河镇（北纬 32 ° 25 ’ 38 ”，东经 111 ° 14 ’ 53 ”），那么条件就具备。而且高阳镇到浪河镇的直线距离不到 120 公里，非常理想。 据说丹江口调水水位是 147 米，而三峡水库正常储水位是 175 米。那么可以从 175 水位向 147 米水位调水，引水位置发生变化，为了增加水流速度也可以增加进水口和出水口的落差。这样三峡水库的进水口可以选择在秭归县的高阳镇的南面沟道中，而出水口选择在丹江口市的浪河镇以北的大庙沟一带（北纬 32 ° 29 ’ 03 ”，东经 111 ° 14 ’ 30 ”）。而且进水口可以选择 168 — 174 ，而出水口选择 144 — 150 。但是这样一来会发生一个问题，三峡的水源源不断地向丹江口供水，会不会导致丹江口的水位超高呢？只有用闸门控制了。 从三峡水库 185 米储水位向丹江口 176 米储水位调水，一百多公里只有 9 米落差，这个隧道成功以后虽然能够自流，但是流速很慢，水量较小。所以我以为可以使用中国自己制造的“贯流泵”，贯流泵是一种南水北调东线工程大量使用的水平放置，平卧式低扬程大流量的水泵，可以控制水流流速。而隧道我以为选择六米或者八米即可，入口海拔选择 176 — 182 ，出口选择 169 — 175 ，即在丹江口水库完全埋没，在三峡水库则埋没到水下 3 米多。由新的水量引起的工程问题不会很大，丹江口水库面积远比三峡水库大，不会因为调水引起很大的大坝安全问题，而且可以使用阀门控制流量。而水渠容量问题也不大，可以在引水关键部位进行处理，加大流速，也可以修建并行线路。 修建 120 公里长的穿山隧道在十几年前几乎是不可想象的。那时候的盾构机还没有大量生产和普及，南水北调穿黄工程只有 4 公里长但是盾构机不能自动更换钻头，而 120 公里需要更换更多的钻头，处理更多突发事件。目前的盾构机不仅掘进速度快，而且自动化程度更高，对于 120 公里长的隧道已经不是问题。 由于三峡水库处在长江中下游平原的西侧边缘，高程为 185 米，而丹江口水库处在江汉平原的西侧边缘，处在华北平原的西南边缘，所以从丹江口流出的水控制了整个华北平原的流域，具有十分重大的战略意义。这次调水能够尽可能的发挥南水北调工程的调水量极限，把长江流域的潜力全部挖掘，而且调水到达到中国人口最多，经济最发达，农业最发达的地区，所以可以说这个工程将是一个终极工程，以后不再需要大型水利工程。而长江流域控制了从青藏高原到东海的广大地区，而所有的径流汇水都要从三峡水库经过，所以控制了三峡就等于说控制了整个长江中上游的水量，所以说在长江上游不再需要向黄河调水的大型水利工程，只需要中小型水利工程解决黄河缺水问题即可。 我想当三峡水库到丹江口水库的调水隧道贯通之时就是中国东部淡水资源利用效率达到最优的时候。如果中国北方继续缺水，那么就只能依靠海水淡化了。

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朔天运河计划大批判

热度 9 fanxiaoyingz 2017-7-12 21:52

朔天运河 计划大批判 中国的三北地区缺不缺水？这个答案几乎是千篇一律的，缺水是不争的事实。那么向三北地区调水有没有必要。这个问题却是有巨大分歧的。不同意调水的人认为只要节水，或者增高水价就可以解决问题，或者从干旱区向湿润区移民即可以解决问题。这些回答都是简单武断的解决方案。如果移民，如果提高水价，那么你们想吃哈密瓜吗？你们想吃葡萄干吗？你们想喝青稞酒吗？你们想用藏红花吗？你们想用冬虫夏草吗？门都没有了，怎么用？更何况民族和地域密切关联，生活风俗和地域密切相连，那些抬高水价、强迫搬迁的想法都是不切实际的。相反，切合实际的就是尊重民族习惯，尊重生活风俗，但是必须设法改变边远地区人民的条件。何况三北地区有接近三分之一的国土面积，无可逃避，只能改造。所以，毋庸置疑，调水是必须的。 所以，我并不反对调水，但是在如何调水方面却和许多人有巨大的分歧。我首先认为郭开等人提出的朔天运河计划不可能全部实施，只有部分科学性和合理性，他的国际运河计划基本上没有必要。 第一个反对理由是杯水车薪，引雅鲁藏布江的水不可能彻底解决三北地区的干旱问题。人们必须明白一个道理，水从哪里来？水从长江来？水从雅鲁藏布江来？水从黄河来？那长江、黄河、雅鲁藏布江的水又从哪里来？归根结底，水从天上来。水通过海洋、天空、河流形成了一个水的热力循环，水从江河湖海蒸发到空气中，然后空气中的水汽在遇到合适的温度和浓度以后，达到露点和冰点，并且通过降雨或者在大地上凝结变成水流，水流汇集成为径流，径流组合成为河流，河流中的水如果是内陆河就一边流淌，一边蒸发，最后到了湖泊，在湖泊中蒸发殆尽；如果是外流河就一边流淌，一边蒸发，最后到了海洋。所以，一条河流必然有一个汇水面积，这个汇水面积叫作流域。也就是说，一个河流的水流量受到了其流域面积的制约，其水量是有限的。而且一般来说，河流的径流量和它的流域面积成正比，和它距离海洋的距离成反比，和空气中的湿度成正比。 现在，我们用以上理论来分析郭开的计划。雅鲁藏布江的径流量一般来说截止国境线年径流总量为 1,100 亿立方米，仅仅是长江的八分之一（长江水资源总量 9616 亿立方米，约占全国河流径流总量的 36% ）。雅鲁藏布江全长 2840 公里（包含支流全长 3848 公里），流域面积约 93.5 万平方公里。只有 93.5 万平方公里的流域面积，即便是用一平方公里滋润三北地区的土地一平方公里，一比一的滋润，依然有 200 万平方公里的土地处在干旱状态。何况，雅鲁藏布江的大多数地区也是处在干旱地区。 所以，利用雅鲁藏布江的径流量来浇灌黄河流域是不可能彻底解决干旱问题的。 第二个反对理由是：将来工程建好了，无水可调。郭开在设计的时候为了达到水的自流利用了一系列二级河流，他在这些二级河流的上游某处开口，然后把水引到另外一个流域，一共横跨了雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、雅砻江、金沙江等五六个大的流域，形成了七拐八拐的河流，但是一旦某一个坝或者河流因为干旱而径流量不足，那么其坝面的储水位就不可能达到他设计的引水位，从而出现无水可调的尴尬。甚至可能出现水的倒流现象。 我们知道，青藏高原的降水具有鲜明的季节性，冬季的降水量不到夏季的十分之一（包括藏南地区），这样郭开的朔天运河的运行情况必然是这样：冬季没有水，春季有一个缓慢的储水过程，直到 5 月份以后才能调水，夏季和秋季可以调用一部分水，但是秋季以后继续没有水。试想，春季是北方最需要水的季节，但是却无水，那么它对农业的贡献能有多大呢？这个系统的大部分水都会在储存和下流过程中消耗，能够调到黄河的水量很有限。 第三个反对理由是这个引水系统存在很大的安全隐患，存在高昂的维护费。郭开所设计的引水系统，共需建大型水库 19 座，总库容 2888 亿 m3 ，凿 6 条隧洞，建四座水电站，总装机 2120 万 kW ， 600km 引水渠道， 6 个倒虹吸工程。这些工程都有风险，一旦某一个出现问题，全线就会瘫痪。如果这么多环节中间某一个位置由于崩塌、地震、淤积、改道、裂缝等情况出现意外漏水，那么也不可能再次调水。他设计的 250 米以上的大坝就超过六个，这些水库的设计维修都存在风险，这些水库出现地震和裂缝的可能性极大。 另外，这个系统没有考虑到三个严重的问题。第一个地质灾害问题。郭开设计的这个系统横穿横断山脉，人们都知道，横断山脉是一个地质灾害多发地带。如何有效防止这些地质灾害他并没有办法。第二个雪山问题，郭开提出的方案，水基本都运行在 3400 — 3700 米海拔地区，但是这些地区大部分都是雪山地区，具有常年的冻融现象，也就是说，在这些地区修建的大坝和水渠冻裂的概率是百分之百。所以，这个系统必然无法运行。第三个问题是淤积问题，在朔天运河中，在水前进了 1800 公里之后，其落差仅仅 300 米，每 6 公里才落差 1 米，基本和静止水没有区别。试想，如果把 2000 亿立方水通过这个系统来调运，那它的水流速度得多快？这些水产生的内压有多大？内压足以摧毁运河。如此小的落差，不仅水流速度极其缓慢，而且非常容易淤积泥沙。水库淤积泥沙必然影响提水，必然影响水流速度，河道里面淤积了泥沙还能不能流水？所以他这个系统每年疏通的费用估计比修建一座水库的费用还要高。天长日久，必然荒废。 第四个反对理由这个工程耗资巨大，得不偿失。大型水库 19 座，凿 6 条隧洞，建四座水电站， 600km 引水渠道， 6 个倒虹吸工程，这些工程的总投资估计远远不止郭开预算的 580 亿元，估计十倍不止。这些工程技术难度大，经过的地区环境恶劣，交通不便，土方量巨大。例如就海拔来说，在这些河流的中下游，海拔落差大小不一，很难整合到一个系统中，有很大难度。 第五个反对的理由是这个工程实际上没有充分利用丰水地区。实际上这个计划所经过 3400 — 3700 海拔的地区都是河流的上游，而雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、雅砻江、金沙江等流域的丰水河段都在中下游，这些丰水地区的海拔都在 2000 米以下。所以这个工程实际上调不到多少水。 第六个反对的理由是调水违背了近距离原则。新疆如此干旱，青藏高原降雨量也不大，青藏高原上裸露岩石占总面积的一半以上，为什么不向这些地方调水，却要向外流河调水？有好多人把眼睛投向了雅鲁藏布江的水，但是这些水使用到哪里却是各有意见。很显然，青藏高原也很需要调水，把有限的水资源调到远处，而不能就近利用实际上得不偿失。俗话说 “把石头往山里运送”，没有必要。我倒是非常赞成我的通过雅鲁藏布江修建梯级水库，逆流从日喀则到阿其克库勒湖的调水计划。这个计划不需要修建大型水库，不需要修建暗渠，不需要迁移人口，而且提升需要的电能在下降的过程中能够有效补充，经过地区的风能和太阳能资源充足。 老实说，朔天计划的设计者缺乏气象学的有关知识。正如开篇所说，既然所有的内陆河流的水都是由水蒸气凝结而来，那么完全可以从水汽中获得水，而且获得大量的水。中国的山西 / 陕西 / 河北 / 河南 / 山东一带缺不缺水？要我说根本不缺水。这些地方的天空中存在大量的水，足够这些地区使用。但是，为什么这些年显得这么缺水呢？试想一下，黄河每年的径流量达到了接近 600 亿立方，但是只有很少一部分流回到了海洋，那么这些水哪里去了？答案是蒸发了呗。又例如，胡焕庸线以东地区的年降雨量都在 400 毫米以上，但是依然不见水，水去了哪里？蒸发了呗。再试想，从太平洋和印度洋每年输送到大陆的大量的水汽哪里去了？这三方面的总结概括起来就是胡焕庸线以东，秦岭以北的地区的天空中存在大量的水汽，但是这些水汽为什么不会凝结成雨呢？其实不是不凝结成雨，而是最近二十年这些地区的降水变率急剧增大，有的地方一天的降雨量可以超过 100 毫米，但是许多地方却并不下雨。究其原因是天空中虽然有大量的水汽，但是他们往往达不到饱和状态。为什么达不到饱和状态，一个原因是水汽的量依然不足，二一个原因是近地层对流层的温度偏高。近地层对流层的温度偏高是完全的人为因素，第一个是使用大量的钢筋水泥，使得热比容减小，下垫面温度升高，水汽难以达到饱和，第二个是最近三十年人们大量使用机械 / 汽车，这些汽车放出的热量炙烤下垫面，放出的二氧化碳加热近地层，所以虽然这些地区的天空中虽然存在大量水汽，却不能生成降雨条件。另外一个原因是天空中水汽的量依然绝对不足，而这些不足不是绝对不足，而是相对不足。最近几十年，人们把陆地上，尤其是北方陆地上的所有湖泊开发种地，结果水的蒸发面积大幅度减少。最后的结果是北方地区的地面和近地层热量多余，但是能够储存热量的介质大幅度减少，热量就像没有灵魂的孤魂野鬼一样到处游荡，造成水热的极度不平衡，显示热量极多，而储存热量的水量严重不足。所以不能形成降雨。也就是说，水热不平衡才是北方东部地区缺水的真正罪魁祸首。在这种情况下，即便是从南方调去更多地水也于事无补。 如何克服这种状态呢？当然是增加湖泊数量，让多余的空气热量有一个储存库。具体的方法是把雨季的多余的水使用水库 / 湖泊 / 水窖储存起来，由于水的汽化热很大，这些水库就能够把天空中多余的热量（空气能）储存起来，不再让这些热能施虐，这样空气温度就能够有效下降，也就能够达到降雨要求，雨量自然增加。我估计在太行山东面开挖一个面积超过一万平方公里的湖泊，其引来的水量可以与黄河年径流量相比。 同样的，为什么新疆地区从雪山上每年融化几亿吨水，但是罗布泊却依然没有水？因为这些水都蒸发了。因为这些水蒸发所吸收的热量远远不能吸收全部新疆地区的空气能。向新疆的调水量必须满足这个公式：水量 ** 凝结热（汽化热）大于整个塔里木盆地近地层 500 米以内从零度到四十度之间的总热量，这时候多余的调水才不会继续蒸发，从而形成湖泊。这个调水量是多少呢？完全可以计算出来。水量（吨） =53 万平方千米 *1.004kJ/(kg K)*40*500/2500.9 （ (kJ/Kg ) ） /1000 。 我们说胡焕庸线以东秦岭以北的地区实际上不缺水。但是胡焕庸线以西，青藏高原以北地区非常缺水，空气中基本没有水，所以从雅鲁藏布江向柴达木盆地，向塔里木盆地调水，向河西走两调水是完全必要的。 我第七个反对向黄河调水的理由是技术的进步使得从海洋向内陆调水的可能性急剧增大，海水西调是必由之路。海水和大陆水比较是不会产生落差，水量无穷无尽。随着光伏发电技术的进步，随着风能发电技术的进步，随着海水淡化技术的进步，海水西调不仅可能，而且调水量会越来越大。那么从西南部向东北部调水岂不是多余的了。相信，即便是郭开的计划修建成功，用不了多久，这个系统就不再具有使用价值。当前，人们普遍担心海水淡化技术不过关。那么我倒要问一问：为什么沿海地区的土地并不都是盐碱地？因为土壤本身具有吸附和过滤作用嘛。土壤中的粘土粒子的吸附能力是其自身重量的几万倍，木炭的吸附能力是其自身重量的几十万倍，而且它们对带电或者电离粒子有特别的爱好。所以，海水淡化不是问题。自然界就存在淡化机理。 总而言之，郭开的朔天运河计划问题很多，而且很不经济。但是作为一个大胆的计划不失是一个划时代的创举。而且其从怒江向黄河调水的路线具有可操作性，这一点我是积极肯定的。

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2016版《柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的差别、归因和联想》

zhgatcl 2016-11-20 12:35

柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的差别、归因和联想 ——十三论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 我的第四篇博文标题是《 青海湖流域的气候事实也证明：向新疆调水降水量能成倍增加 》，该文向各位专家推介了预印本论文《柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的差别、归因和联想——十三论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候》。近期，我把这篇预印本论文做了 很大很大幅度的修改 ，70%以上的内容都是新写的，自我感觉水平有较大提高。 请关注、围观、支持或 质疑，网址是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-806245.html 。

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山谷的空调效应

热度 8 fanxiaoyingz 2016-8-11 00:25

山谷的空调效应 听说印度有人发明了一个不用电的空调，能够降低温度 3 —— 5 摄氏度，这个空调很简单，就是把许多空瓶子镶嵌在一个面板上，敞口在室外，缩口在室内，这样通过瓶口进入室内的温度就会降低。这个空调的原理就是：空气压缩就会放热。原理看来简单其实不简单，既然空气能够轻易被压缩，既然轻易压缩就能够放热，那么必然的，它也能够很容易膨胀，而且膨胀就能够吸热，吸热就能够降温，降温就能够增加水汽压的饱和度，水汽压容易饱和就能够降雨。 所以，从以上推理得知，山区由于很容易发生空调效应，所以山区就很容易产生降雨，尤其是和平原比较。过去我们也发现海拔较高的山区降雨比同地区的平原地区多，但是我们的解释不是空调效应，而是迎风坡的地形效应。现在看来我们的解释有不全面之处。实际上，山区降雨量一般情况下比同地区的平原多，主要有三个原因：第一个原因是地形效应，当带水空气从山区的迎风坡向上运动的时候，其动能减少，温度降低，水汽饱和产生降水；第二个原因是热反射和热辐射效应，山区的向阳阳坡和背阴坡的辐射热并不相同，导致空气中的不同层面和空间温度不同，这样山区某些地区就容易形成降雨云，某些地区却不会降雨，所以形成山区“十里不同天”的气象。第三个就是空调效应，当空气从一个山区的峡口通过的时候，空气压缩，压缩空气放出热量，所以山谷峡口的入口形成高温区，山谷峡口的出口宽阔地区形成吸热区，这个地区就是低温区。很显然，含有同样水汽的空气在峡口的入口区不可能形成降雨，但是在峡口的出口宽阔地区，即吸热区，由于相同绝对水汽压温度降低，它的相对水汽压趋近于饱和，这样吸热区容易形成降雨。 所以，在山区，无论是地形效应，还是热辐射效应，还是空调效应都会增加降雨量。以上就是山区小地形形成的降雨的机理。 中国的秦岭是南北气候的分界线，这个众所周知，但是处在秦岭西部的宝鸡地区和天水地区却有着更有趣的气候特点，这一点恐怕很少有人知道。宝鸡地区南部海拔一般超过一千三百米，是秦岭山地，降雨量可以超过一千二百毫米，而秦岭北麓海拔逐渐下降到六百米，而降雨量则下降到七百毫米（这当然是多年平均降雨量）。山上的降雨量比山下的降雨量多，这是一个奇特的现象。第二个奇异之处在于，天水和宝鸡处在相同的纬度，而且相邻，但是每年的夏季，宝鸡市区的气温总是比天水市区的气温高，天水的夏季凉爽舒服，而宝鸡的夏季炎热干燥。按照一般的理论，天水在宝鸡西部，应该具有“大陆气候”特点，即就是早晚温差大，白天天气干热，应该比宝鸡热。但是事实却是相反的。夏季，宝鸡热，而天水凉爽。这一现象很难解释。 但是使用山区的空调效应就能够完美地解释夏季宝鸡炎热而天水凉爽的现象。原来宝鸡到天水中间有一百五十多公里全是山区，是秦岭山区和六盘山交汇区。炎热的夏季，东风西进，到达宝鸡地区以后必然以季风形式穿越这一百五十公里宽的山区到达天水，这个穿越的过程发生了无数次的“空调效应”，把热量留在了山区东部的宝鸡地区，而到达天水的则是过滤后的凉爽空气。所以，即便是同纬度，即便是相邻地区，天水却比宝鸡凉爽。同样的原理，宝鸡北部的平凉地区夏季也比宝鸡凉爽一些。在这一地区，空调效应最为明显的并不是天水市区，而是天水市东北的一个县，这个县的名字叫“张家川”，全名张家川回民自治县。这个县和宝鸡市的陇县相邻近，相距只有七十公里，但是张家川的物候和宝鸡的陇县相差非常远，陇县夏季高温，主要的粮食作物是冬小麦，玉米，每年六月收割小麦，但是张家川的小麦收割在七月中下旬，小麦长势很差，基本上不种植玉米，但是这里盛产芝麻和胡麻，这里每年的积温不能使得玉米成熟，夏季非常凉爽。在张家川和陇县之间是有名的关山牧场，这里夏季气候凉爽，是温带森林草原景观。张家川的海拔在 1500 米以上，这个海拔和宝鸡南 部秦岭上的凤县相似，但是凤县却是一个盛产玉米的地区，秦岭上也能够产冬小麦。可以说，凤县比较凉爽，但是却不产芝麻和胡麻，很明显，张家川的气温比秦岭上更低一些。而这种物候产生的原因我认为还是山区的“空调效应”。盛夏季节，从凉爽的张家川回到海拔一千米的陇县县城，马上热量滚滚。陇县县城位于千河谷底的末尾，是一个盆地形状的地区，夏季的季风从谷底吹来都会在这里抬升，这里既有迎风地形效应，又有山区的空调效应，所以格外炎热。陇县和张家川纬度相同，海拔相差八百米，但是气候和物候截然不同，这种现象最有效的解释就是季风西进过程中的地形效应和空调效应，当空气从东面上升穿过高山后闯过沟谷后，全面散开，温度降低。也许有人说两地的大气压相同不能说明问题。我认为尽管大气压相同，依然能够说明问题，因为局地循环依然在起着作用，只能说明张家川近地层的空气是穿过山谷，反复压缩放热的，而高空中依然是保持了对流的，这也说明大气压在不同的空气层是不相同的，说明张家川的气候是多变的。我们观察到，在张家川，由于气候凉爽，周围的山上一般都会形成小溪流，这一点和我们在青海湖上观察到的一致。但是在东部的陇县山区却不会从山上自发形成小溪流。低温区的山顶会自发形成小溪流的现象说明一个问题，说明在高海拔低温高湿度地区，会自发形成“水平降水 ”，而且水平降水的强度并不小，成为这些地区的主要降水形式。 这样，我们通过事实陈述和分析，回到了珠海市高工檀成龙提出的一个基本问题，从日本海调水到新疆，会不会引起新疆地区降雨量的增加？能不能整体改善新疆地区的气候？我们单从山谷的空调效应来看，从日本海往新疆调水是可以增加山区的降水量的（因为有地形效应和空调效应），也是能够增加山区的水平降水的（因为有张家川和青海湖的实例）。如果调水，必然引起积水地区温度下降，而其它地区温度依然较高（形成近似于海陆风的湖泊风），这个风持续吹佛，会导致山谷地区风向的多样变化，如果每天在固定时间吹佛，那么在山区必然形成固定的空调效应，其累计效应必然增加空气相对湿度和降水。因此，我是支持调水计划的。

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平均降水量与地面水汽压和相对湿度的二元拟合研究

热度 5 zhgatcl 2016-8-7 08:34

平均降水量与地面水汽压和相对湿度的二元拟合研究 把数理统计知识应用于降水气候的研究，我写了以下9篇论文（建议专家学者采用不同的统计样本进行重复性验证）： ⑴ 中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究 ； ⑵ 中国各地平均降水量与空中水汽含量比值的研究 ； ⑶ 中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式 。 ⑷ 中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究 ； ⑸ 中国各地平均降水量与地面水汽压比值的研究 ； ⑹ 中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式 。 ⑺ 中国各地平均降水量与相对湿度的拟合公式和经验公式 。 ★ ⑻ 本地蒸发对南疆东疆地面水汽压贡献的估算和推论， 一论 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 ； ★ ⑼ 本地蒸发对南疆东疆相对湿度贡献的估算和推论， 二论 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 。 以上9篇论文中，前面7篇论文都是为第⑻篇和第⑼篇论文铺垫服务的，处于从属地位； 第 ⑻ 篇和第 ⑼ 篇论文能相互印证，是全部9篇论文的核心 。第⑻篇和第⑼篇论文通过 雨后蒸发对地面水汽压、对相对湿度贡献的分析 等研究方法，证明了向西北特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨恶劣气候的论点。但到目前为止，人类还没有改造气候的成功范例，所以，该论点比较“另类”，专家学者和社会大众不会轻信这样的论点，需要采用其它方法进行印证性研究，本文推介的论文就是采用其它方法对“另类”论点进行印证性研究。 以上9篇论文都是降水量与某一个空中水汽参数（空中水汽含量、地面水汽压、相对湿度）之间的分析研究，实际上影响年降水量多少的因素不只一个，即年降水量的多少与多个因素都有关。所以，在一元拟合研究的基础上，引入多个自变量开展降水量的多元拟合研究很有必要，这或许还是印证“另类”论点的研究方法。 由前面 7 篇论文的一元拟合研究可知，降水量与空中水汽的绝对数量和相对数量都有关，所以，有必要开展年降水量与地面水汽压（水汽的绝对数量）和相对湿度（水汽的相对数量）的二元拟合研究。今天 向各位推介的预印本论文的主标题是《 平均降水量与地面水汽压和相对湿度的二元拟合研究 》，副标题是《 三论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 》，下面是该文的 内容摘要，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d730156626749dd06b6 。 内容摘要： 在中国各地平均降水量与地面水汽压、中国各地平均降水量与相对湿度两项一元相关研究的基础上，对中国194个国际交换站1971～2000年平均降水量、地面水汽压和相对湿度的研究发现，中国各地年平均降水量与地面水汽压和相对湿度的二元拟合公式是 P=51.46e+1426.28U 3 -250.83 ，R 2 =0.83997，R=0.9165 。在二元拟合公式基础上进一步研究得出的经验公式是 P=K 1 K 2 K 3 K 4 (51.46e+1426.28U 3 -250.83) ,其中 K 1 为迎风坡增雨或背风坡减雨的修正比例， K 2 为台风、副高、雨带、青藏高原及西风带等对降水影响的修正比例， K 3 为高海拔增雨的修正比例， K 4 为沙漠下垫面减雨的修正比例。对西北大部分地方来说，经验公式可简化为 P=K 1 K 4 (51.46e+1426.28U 3 -250.83) 。 向西北特大规模调水，下垫面沙漠变绿洲，蒸发的本地水汽增多，地面水汽压 e 、相对湿度 U 和沙漠下垫面减雨修正比例 K 4 都增加，所以，西北的降水量有望大幅增加、成倍增加。 一元拟合及其经验公式与二元拟合成果能够相互印证。 像本文开篇的 9 篇论文一样， 《 平均降水量与地面水汽压和相对湿度的二元拟合研究 》 也可以采用不同的统计样本进行重复性验证，特别欢迎专家学者开展这方面的重复性验证。 第⑻篇论文、第⑼篇论文和 本文能够相互印证，论点可信。特别欢迎专家学者理性质疑。

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《中国各地平均降水量与相对湿度的拟合公式和经验公式》

热度 1 zhgatcl 2016-7-17 09:29

《 中国各地平均降水量与相对湿度的拟合公式和经验公式 》 根据中国121个探空站1971～2000年平均降水量与空中水汽平均含量的统计数据，我写了以下3篇论文（这三篇论文是在2015版的基础上修改完成的，自我感觉论文质量有所提高）： ⑴ 2016版《中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究》， http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=975880 ； ⑵ 2016版《中国各地平均降水量与空中水汽含量比值的研究》， http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=983840 ； ⑶ 2016版《中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式》， http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=986735 。 根据中国194个国际交换站1971～2000年平均降水量与地面水汽压的统计数据，我又写了以下3篇论文（这三篇论文也是在2015版的基础上修改完成的，自我感觉论文质量有所提高）： (4)2016版《中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究》， http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=977429 ； (5) 2016版《中国各地平均降水量与地面水汽压比值的研究》， http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=985557 ； (6 ) 2016版《中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式》， http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=988448 。 以上6篇论文中，论文(1)与论文(4)能相互印证；论文(2)与论文(5)能相互印证；论文(3)与论文(6)能相互印证。这极大地提高了论点的可信度。 空中水汽含量W和地面水汽压e都是 空中水汽绝对数量 的量化指标，在日常生活和工作过程中，人们普遍使用的是 空中水汽相对数量 的量化指标——相对湿度U。在以上6篇论文研究的基础上，作者 对中国194个国际交换站1971～2000年平均降水量与相对湿度进行研究，完成了论文《 中国各地平均降水量与相对湿度的拟合公式和经验公式 》，下面是该文的 内容摘要和《 中国各地多年平均降水量与相对湿度的区域对比图 》、《 中国各地多年平均降水量与相对湿度的拟合关系图 》，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d730155f66baaa70615 。 内容摘要： 对中国194个国际交换站1971～2000年平均降水量与相对湿度的研究发现， ⑴ 干旱、半干、半湿、湿润区平均相对湿度分别为48%、55%、65%、77%。 ⑵ 除非常不利的特殊环境外，年平均相对湿度U≥63% 时，年降水量能≥400mm。 ⑶中国各地年平均降水量与相对湿度的拟合公式是 P=3619.1U 4.2631 ,R 2 =0.7854 。 ⑷ 由拟合公式 P=3619.1U 4.2631 推进到经验公式要引入迎风坡增雨或背风坡减雨的修正比例 K 1 ；要引入台风、锋面雨带、副高、青藏高原和西风带的分支与汇合等对降水影响的修正比例 K 2 ；要引入高海拔对降水影响的增雨修正比例 K 3 ；要引入沙漠下垫面对降水影响的减雨修正比例 K 4 ；还要引入非湿润区与纬度有关的修正比例 K 5 。所以， 中国各地年平均降水量随相对湿度变化的经验公式为 P=3619.1K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 U 4.2631 。 对西北超深盆地大部分地方来说，年平均降水量经验公式可简化为 P=3619.1K 1 K 4 U 4.2631 。 ⑸ 中国各地年平均降水量与空中水汽含量、与地面水汽压分析统计得出的公式与本文分析统计得出的公式能够相互印证 。 ⑹ 向西北特大规模调水，沙漠变绿洲，下垫面蒸发的本地水汽增多，相对湿度U和减雨修正比例K 4 都显著增加，所以，西北受水区的降水量有望大幅增加、成倍增加。 图1 中国各地多年平均降水量与相对湿度的区域对比图 图2 中国各地多年平均降水量与相对湿度的拟合关系图 由图 1 可知， 年平均相对湿度 U ≤ 51% 时，除位于青藏高原的拉萨以外，年降水量都＜ 400mm( 干旱半干旱区 ) ； U ≥ 63% 时，除特殊站纬度很高的海拉尔和“瀚海湿岛”伊宁以外，其余 109 个站年降水量都≥ 400mm( 湿润半湿润区 ) ； 52% ≤ U ≤ 62% 时，非常复杂，可视为两者之间的过渡区。所以， 除非常不利的特殊环境外，年平均相对湿度 U ≥ 63% 时，年降水量能≥ 400mm （概率 98% ）。 如果 想方设法使干旱半干旱区的年平均相对湿度 U 达到 65% 左右，那当地的年平均降水量能不能大幅增加、成倍增加、达到并超过 400mm 呢？！ 由图2可知，中国各地平均降水量与相对湿度的拟合公式为 P=3619.1U 4.2631 , R 2 =0.7854 。 年平均相对湿度U=60～65% 时，拟合计算的多年平均降水量为410～577 mm。 在拟合公式的基础上进一步研究,可以得出，对西北超深盆地大部分地方来说，多年平均降水量的经验公式为 P=3619.1K 1 K 4 U 4.2631 。 式中相对湿度U和沙漠下垫面减雨修正比例 K 4 是主要影响因子， K 1 是次要影响因子。 向西北干旱半干旱区特大规模调水，沙漠变绿洲，年陆面蒸发量增加，蒸发的本地水汽增多，一方面是相对湿度 U 增加；另一方面是当地的下垫面减雨修正比例 K 4 明显增加，影响年降水量的两个主要影响因子都增加，所以，当地降水量有望大幅增加、成倍增加。 这样的推理成立吗？值得研究。 本文与论文⑴～⑹一样，都是数理统计知识在降水气候研究方面的应用，采用不同的统计样本可以对7篇论文进行重复性验证，特别欢迎专家学者采用不同的统计样本对以上7篇论文进行重复性验证。

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2016版《中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式》

热度 5 zhgatcl 2016-7-3 21:20

2016 版 《 中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式 》 我从2008年开始研究向西北调水，我的研究结论是每年向 超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调淡水100亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加1000多亿方；每年向超深盆地调淡水200亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加2000多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十” 的作用；每年向西北调淡水几百亿方最多1000亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过500mm，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。西北气候的改变，将大幅缩小西北与东部的发展差距，大幅提高西北人民的生活水平。 “调水增雨彻底改变西北干旱少雨恶劣气候”的论点极其宏观大胆，我为此写了大量论文，但论点“另类”，致使我的论文很难发表。为梳理好“调水增雨”论点，对这些论文我又进行了 新一轮的修改和排序 ，下面是修改以后 第6篇论文 的内容摘要和《 中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 》，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d730155b0cd48dc05c2 。 内容摘要： 本文是姊妹篇论文《中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究》和《中国各地平均降水量与地面水汽压比值的研究》的后续篇，中国各地多年平均降水量与地面水汽压的拟合公式为 P=85.124(e-2.27), R 2 =0.8019 。实际降水量偏离拟合计算降水量的主要影响因子有迎风坡的增雨作用或背风坡的减雨作用（修正比例K 1 ）；台风、锋面雨带和副高、青藏高原、西风带的分支与汇合等干扰影响（主要影响我国东南地区,修正比例K 2 ）；高海拔的增雨作用（主要影响位于西南的青藏地区,修正比例K 3 ）；沙漠下垫面的减雨作用（主要影响西北地区,修正比例K 4 ）；高纬低温的增雨作用（主要影响东北北部,修正比例K 5 ）；由此得出中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式为 P= 85.124 K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （ e-2.27 ） 。 对西北大部分地方来说，经验公式可简化为 P= 85.124 K 1 K 4 （ e-2.27 ） 。另一项研究证明 中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式为 P=44.385K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （W—2.66） 。两个经验公式的主要影响因子不同，型式相同，都有5个修正比例，两者之间能相互印证。 图1 中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 Fig. 1 Further summary of fitting relationsamong monthly rain steam ratio and average precipitation 由图 1 可知，干旱区的年平均地面水汽压很低（ 25 个站全部＜ 8.5 hPa ）、实际降水量与似合直线的负偏差很大很大， 25 个站中的18个与拟合直线的负偏差大于50%。 如果 想方设法使干旱半干旱区的平均地面水汽压变大并跨越 8.5 hPa 的重要分界线，那当地实际降水量能不能摆脱负偏差很大很大的局面呢？！当地的年降水量能不能大幅增加、成倍增加呢？！ 据预印本论文的研究，对西北大部分地方来说，修正比例 K 2 ≈1、 K 3 ≈1、 K 5 ≈1，所以西北多年平均降水量的经验公式可简化为 P=85.124K 1 K 4 （ e-2.27 ）。 式中地面水汽压 e 和沙漠下垫面减雨修正比例 K 4 是主要影响因子， K 1 是次要影响因子。 向西北干旱半干旱区特大规模调水，沙漠变绿洲，年陆面蒸发量增加，蒸发的本地水汽增多，一方面是地面水汽压 e 增加；另一方面是当地的下垫面减雨修正比例 K 4 明显增加，影响年降水量的两个主要影响因子都增加，所以，当地降水量有望大幅增加、成倍增加。 这样的推理成立吗？值得研究。 注：专家学者对 2015 版《 中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式 》的评论，详见 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-887586.html 。

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2016版《中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式》

热度 5 zhgatcl 2016-6-25 12:18

2016 版 《 中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式 》 我从2008年开始研究向西北调水，我的研究结论是每年向 超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调淡水100亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加1000多亿方；每年向超深盆地调淡水200亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加2000多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十” 的作用；每年向西北调淡水几百亿方最多1000亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过500mm，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。西北气候的改变，将大幅缩小西北与东部的发展差距，大幅提高西北人民的生活水平。 “调水增雨彻底改变西北干旱少雨恶劣气候”的论点极其宏观大胆，我为此写了大量论文，但论点“另类”，致使我的论文很难发表。为梳理好“调水增雨”论点，对这些论文我又进行了 新一轮的修改和排序 ，下面是修改以后 第5篇论文 的内容摘要和《 中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 》，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d730155856b5f1a059a 。 内容摘要： 本文是姊妹篇论文《中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究》和《中国各地平均降水量与空中水汽含量比值的研究》的后续篇，中国各地多年平均降水量与空中水汽含量拟合公式为 P=44.385(W-2.66), R 2 =0.8293 。实际降水量偏离拟合计算降水量主要影响因子有迎风坡的增雨作用或背风坡的减雨作用（修正比例K 1 ）；台风、锋面雨带和副高、青藏高原、西风带的分支与汇合等干扰影响（主要影响我国东南地区,修正比例K 2 ）；高海拔的增雨作用（主要影响青藏区,修正比例K 3 ）；沙漠下垫面的减雨作用（主要影响西北地区,修正比例K 4 ）；高纬低温的增雨作用（主要影响东北北部,修正比例K 5 ）；由此得出中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式 P=44.385K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （W—2.66） 。 对西北大部分地方来说，K 2 ≈1、K 3 ≈1、K 5 ≈1，所以西北平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式可简化为 P=44.385K 1 K 4 （W—2.66） 。向西北干旱半干旱区调水就能增加植被减少沙漠，就能增大受水区的空中水汽含量W和沙漠 下垫面 的减雨修正比例 K 4 ，所以，通过调水有望大幅增加、成倍增加西北干旱半干旱区的年平均降水量。 图1 中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 Fig. 1 Regional comparison chart ofdeviation between fitting calculated precipitation and actual precipitation 由图 1 可知，干旱区的年平均空中水汽含量很低（ 22 个站全部＜ 13mm ）、实际降水量与似合直线的负偏差很大很大， 22 个站中的19个与拟合直线的负偏差大于50%。 如果 想方设法使干旱半干旱区的空中水汽含量变大并跨越 13mm 的重要分界线， 那 当地实际降水量能不能摆脱负偏差很大很大的局面呢？！当地的年降水量能不能大幅增加、成倍增加呢？！ 据预印本论文的研究，对西北大部分地方来说，修正比例 K 2 ≈1、 K 3 ≈1、 K 5 ≈1，所以西北多年平均降水量的经验公式可简化为 P=44.385K 1 K 4 （W—2.66）。 式中空中水汽含量W和沙漠下垫面减雨修正比例 K 4 是主要影响因子， K 1 是次要影响因子。向西北干旱半干旱区特大规模调水，沙漠变绿洲，年陆面蒸发量增加，蒸发的本地水汽增多， 一方面是空中水汽含量W增加；另一方面是当地的下垫面减雨修正比例 K 4 明显增加 、成倍增加 ，影响年降水量的两个主要影响因子都增加，所以，当地降水量有望大幅增加、成倍增加。 这样的推理成立吗？!值得研究。 注：专家学者对 2015 版《 中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式 》的评论，详见 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-886992.html 。

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[转载]著名气象专家张学文对新疆变湿假说的几点思考(7)

热度 3 zhgatcl 2016-1-7 20:15

我从2008年开始研究“调水增雨”，我的研究结论是 每年向 西北超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调淡水 100 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 1000 多亿方；每年向超深盆地调淡水 200 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 2000 多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十” 的作用；每年向西北调淡水几百亿方最多 1000 亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过 500mm ，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候、能彻底改变西北的贫穷落后面貌。 著名气象专家张学文研究员倡导创建《 盆地气象学 》、《 盆地地理学 》和《 空中水文学 》，与我的研究有交集，对我的研究感兴趣，张学文研究员详细审查了我撰写的所有预印本论文。张学文老师对我的“调水增雨”论点半信半疑，前几年写了几篇“比较支持调水增雨”论点的博文，详见我以前转载的 6 篇博客。2015年5月27日，我发了博客《 试答“李克强之问：胡焕庸线怎么破？” 》，同一天，张学文老师发了博客《 发展空中水文学和盆地气象学，侧应李克强之问 》。现把张学文老师的这篇博客和相关评论做如下转载，供各位老师参考，希望各位老师参与讨论。 ========================================================================= 转载:发展空中水文学和盆地气象学，侧 应李克强之问 张学文， 2015/5/27 原载 http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-893461.html 今天看到檀成龙试答李克强总理如何开发我国西部之问。 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-893377.html 此文来自科学网檀成龙博客，转载请注明出处。 檀成龙为了这个调水入新疆，可以实现新疆突变的设想研究了多年。其热情可嘉。 从历史上看，提出开发新疆，改进新疆气候的动议仅以人大代表名义提的意见就不只有 30 年的历史了。但是对于此类建议，气象学者一般是不会轻易鼓掌的，而且提议者多是非气象背景的人士。而没有气象学的坚定支持，这种呼吁是难以推进的。 对此，气象学何难？ 我认为目前的气象学知识不足以肯定之，也难以一棍子打死它，即气象学是难以作为、不作为 檀成龙把话说到这个份上，我倒感觉气象学，或者说中国的气象工作者应当着力做两个事，一个是发展 空中水文学 ，推进例如水分循环问题的提高与深入，用以批判檀成龙的设想或者支持之。另外一个环节就是发展 盆地气象学 ，对比干盆地与湿盆地的气象条件与形成机理。我先前就提出干湿盆地的存在似乎类似双稳态电路。即给干盆地一点水分它会翻转为湿盆地。这是真的吗？ --- 这是需要盆地气象学归纳、论证、回答的问题。 气象学应当把关于空中水的零散知识汇集为与陆地水文学并列的空中水文学（它已经被列为我国的水文学新词汇），科学网上有一个组群就是空中水文学。而盆地气象学尚待形成。 欢迎不同背景的学人参与这两个知识领域的形成。 没有这两个领域的知识汇集、发展、应用，关于向新疆调水的言论主要还是非气象人士的呼吁。 ====================================================================================================== 檀成龙 2015-5-27 13:09 《空中水文学》、《盆地气象学》都是洋人没有涉足的领域，中国学者应该在这方面领跑世界（不要自卑，《高原气象学》就是由中国学者领跑世界的）。 周少祥 2015-5-27 16:15 在一个口很大的锅里蒸食物，如果锅下的火太大，很快就可能蒸干，水汽全部跑了。如果“火力”控制得很好，则长时间不干，这得益于水蒸气在锅内的蒸发、凝结循环。雨云高度约3500-5000米(?)，如果气象条件合适，水汽在盆地内循环的可能性是存在的。 据克拉玛依油田的技术人员说，自从修了从乌市至克市的沙漠公路，路两边的绿化好了许多，这是缘于油料燃烧排放的水汽和二氧化碳明显增多的缘故。因此，我个人是反对西气东输工程的，应该把天然气在新疆燃烧发电，而把电送至东部。从能源利用的角度，天然气是最不合适输运的能源，输运损耗很高，而电力输运效率要高许多。不仅如此，天然气燃烧会产生不少的水汽，可增加新疆大气中的水汽，这对于中国都是有利的，因为中国风向总体上是从西向东。 继而，如果有水调往新疆，总体上讲也是有利的。但跨区域调水存在的困难也是巨大的，因为中国人均水资源量仅为世界平均水平的1/4，近年来，缺水现象日趋严重。如果涉及其他国家，困难更大。 博主回复(2015-6-19 22:00) ： 这是一个新学说，值得重视和进一步核定 蔡小宁 2015-5-27 20:53 支持该提议！ 钱磊 2015-5-28 08:10 昨天我和北大物理学的几位校友也讨论了调水的问题，大家最终发现一个解决不了的问题：如果径流的水渗入地下较多，而地下水流向盆地外，那么纵然盆地周围有高山，水的局域循环也是一个问题。所以这个问题是不是还要结合盆地地下水的研究？ 博主回复(2015-5-28 08:55) ： 感谢关注。 集思广益。 姚俊强 2015-5-28 10:53 关于空中水文学的大量知识，零散地分布在各个期刊的论文中，而且成果很多。目前需要有人牵头组织，总结和汇集这些知识，形成体系。 博主回复(2015-5-28 12:14) ： 就是。 应当举起空中水文学的旗帜。形成基本系统，写出基本教程。 姚俊强 2015-5-28 13:48 张老召集召集，大家可以做些工作。 博主回复(2015-5-28 15:55) ： +

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本地蒸发能显著增加西北空中水汽的数量，您能彻底否定吗？！

热度 16 zhgatcl 2015-11-30 22:19

本文的Word版： 本地蒸发能显著增加西北空中水汽的数量，您能彻底否定吗.doc 本地蒸发能显著增加西北空中水汽的数量，您能彻底否定吗？！ 一个国家的高科技产品可以依赖进口解决，也可以自力更生解决。我的上一篇博文论证了“ 空中水汽不足是西北干旱少雨 的 主要原因 ”，西北水汽不足，致使当地降水很少、沙漠广泛分布，不太适合植物、动物和人类生存，怎么办？在人类还不能控制大气环流、不能控制外来水汽输入的情况下，能不能在西北自力更生、蒸发蒸腾产生水汽呢？ 向西北跨流域调水（每年调淡水几百亿立方米），利用下垫面的蒸发蒸腾大幅增加当地空中水汽的数量，从而大幅增加甚至成倍增加西北的降水量，这样的思路可用 “ 调水增雨 ” 4 个字来高度概括，这样的思路可行吗？如果您认为不可行，那您能给出充分可信的理由吗？对“调水增雨”赞成派列举的若干证据，您能彻底推翻吗？ 中华民族有意识地改变西北的下垫面、通过下垫面水分的蒸发和蒸腾，能不能显著增加西北空中水汽的数量呢？本文对以上问题进行初步研究。 图 1 摘自资料 。图 1(a) 是塔中站 2013 年每日降水与日平均相对湿度的对应关系及其贡献图，图 1(b) 是局部放大图，其中的 蓝色折线为日平均相对湿度的变化曲线，对应的纵坐标位于图的左侧， 红色园柱为每日降水的柱形图，对应的纵坐标位于图的右侧。 由图 1(a) 可知， 2013 年当地年降水量很小、雨日很少； 2 月 6 日降水 0.9mm ，降水当日、第 2 日和第 3 日的相对湿度都 ≥ 60% ，明显大于相邻日期的相对湿度；由图 1(b) 可知， 6 月 16 日当地降水 12.2mm ，降水当日和第 2 日的相对湿度明显大于相邻日期的相对湿度，其中 6 月 17 日平均相对湿度为 60% ； 7 月 8 日当地降水 3.0mm ，降水当日平均相对湿度为 59% ，明显大于相邻日期的相对湿度； 8 月 14 日和 15 日降水量分别为 0.1mm 和 0.5mm ， 8 月 14 日、 15 日和 16 日这三天的相对湿度明显大于相邻日期的相对湿度，其中 8 月 15 日平均相对湿度为 64% 。 我国各地相对湿度一般都是冬季大、夏季小，塔中站夏季绝大部分时间相对湿度都小于 30% ，降水以后的 6 月 17 日、 7 月 8 日、 8 月 15 日相对湿度能分别达到 60% 、 59% 、 64% ，这说明本地蒸发对当地相对湿度的贡献很大。 地处沙漠腹地的塔中站全年降水很小、雨日很少，难得碰上降水以后，相对湿度的变化极其明显，降水当日和第 2 日的相对湿度明显大于相邻日期的相对湿度，这说明极其干旱的塔中站，平时没有水可供蒸发，难得碰上降水以后，地面有水可供蒸发，本地水分的蒸发能明显增大当地的相对湿度。 图 1 塔中站 2013 年每日降水与日平均相对湿度的对应关系及其贡献图 图 2 也摘自资料 。图 2(a) 为塔中站 2013 年每日降水与地面水汽压的对应关系及其贡献图，图 2(b) 、 (c) 、 (d) 为局部放大图，其中的 蓝色折线为日平均地面水汽压的变化曲线，对应的纵坐标位于图的左侧， 红色园柱为每日降水的柱形图，对应的纵坐标位于图的右侧。 由图 2(a) 可知， 2013 年当地年降水量很小、雨日很少；由图 2(b) 可知， 6 月 16 日当地降水 12.2mm ，降水当日地面水汽压很大位列全年 第一 ，降水第 2 日的地面水汽压也很大位列全年 第三 ；由图 2(c) 可知， 8 月 15 日降水 0.5mm ，降水当日和第 2 日的地面水汽压明显大于相邻日期的地面水汽压，其中 8 月 15 日地面水汽压位列全年 第二 ；由图 2(d) 可知， 2 月 6 日降水 0.9mm ，降水当日和第 2 日的地面水汽压也明显大于相邻日期的地面水汽压。 由以上分析可知， 地处沙漠腹地的塔中站全年降水很小、雨日很少，难得碰上降水，降水当日和第 2 日的地面水汽压明显大于相邻日期的地面水汽压，这说明极其干旱的塔中站，平时没有水可供蒸发，难得碰上降水以后，地面有水可供蒸发，本地水分的蒸发能明显增大当地的地面水汽压。 图 2 塔中站 2013 年每日降水与地面水汽压的对应关系及其贡献图 采用相同的方法，可以对西北干旱区其它气象站、其它年份的气象数据进行分析研究，可以得出以下结论： 西北气候干燥，降水很小、雨日很少，平时地面无水可供蒸发，难得遇上降水有水可供蒸发，降水当日和第 2 日地面水汽压和相对湿度明显增加， 这说明本地的水分蒸发能明显增加西北干旱区的地面水汽压和相对湿度。这样的结论您能彻底否定吗？！ 对本文感兴趣的朋友，请详细审查预印本论文及其配套的 Excel ，网址是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-888706.html 。请提宝贵意见，特别欢迎理性质疑。 参考资料 檀成龙 , 檀佳 . 本地蒸发对南疆东疆地面水汽压贡献的估算和推论 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c9282824a765e9501502846305805cc

个人分类: 降水与水汽的关系研究|1777 次阅读|42 个评论

气温、相对湿度与降水量

热度 2 王中宇 2015-10-24 10:05

气温、相对湿度与降水量 在调水问题的讨论中，什么因素影响、决定了降水量，是一个基础性的问题。这里需讨论的不是气象问题，而是气候问题。亦即不是某次降水由何因素决定，而是一个地区在一段时间内总的降水量问题。 物理学告诉我们，降水是因为空气中水汽压超过了饱和水汽压，导致水分析出。因而平均相对湿度逻辑上应能影响一个地区的降水量。 装备指挥技术学院物理教研室的《大学物理》提供了不同温度下饱和水汽的压强数据，由此画出的曲线见图 图一 可见，饱和水汽压是温度的单增函数。亦即低温时空气持水量低，即使相对湿度达到饱和水平，可降水量也不多，反之随着温度升高，可降水量增大。 这提示我们，应同时讨论相对湿度和饱和水汽压（亦即温度）对降水的影响。 在历年《中国统计年鉴》中找到了各主要城市全年的平均温度、平均湿度和累计降水量，可下载、拷贝的时间覆盖 1999 、 2000 、 2004--2011 年共 10 个年头，为讨论提供了数据基础。 图二是年平均温度与年累计降水量的散点图： 图二 数据显示，样本点的最低温度为 4.5 ℃，最高温度为 25.4 ℃。样本点分布在一个相当宽的带内，说明温度确实在影响降水量，但它并非唯一因素，其他因素也显著影响降水量。 此外，饱和水汽压是温度的单增函数，因而逻辑上可期望降水量亦是温度的单增函数。但样板点分布显示：在 10 ℃以上的区间，趋势线确实呈单增的态势，尤其在 12--18 ℃区间内，温度上升明显带动降水量上升。但在 10 ℃以下的区间，样本点的分布却显出随温度上升，降水量反而下降的态势。 6 ℃以下区间的样本数据见表 1 ： 表 1 ：低温区样本 年 城 市 平均气温 (℃) 年平均相对湿度 % 全年降水量 mm 2010 哈尔滨 4.51 70.42 591.30 2000 哈尔滨 4.61 65.83 488.00 2005 哈尔滨 4.70 62.00 507.90 1999 哈尔滨 4.81 64.00 398.00 2009 哈尔滨 5.00 65.00 534.10 2010 长春 5.15 65.58 878.30 2011 哈尔滨 5.20 67.00 452.00 2006 哈尔滨 5.28 57.00 487.90 2005 长春 5.60 61.00 681.00 2000 长春 5.63 64.08 416.30 2008 西宁 5.70 56.00 378.60 2011 西宁 5.70 56.00 390.40 2004 西宁 5.75 56.50 429.50 2000 西宁 5.75 59.67 343.00 2005 西宁 5.80 58.00 484.10 2004 哈尔滨 5.84 59.25 520.70 2011 长春 5.90 61.00 468.40 可见年平均温度最低的几个样本，大多集中在相对湿度偏高的东北，西宁则因靠近青海湖，湿度不太低。这提示：相对湿度对降水量可能有明显影响。 图三是年平均相对湿度与年累计降水量的散点图： 图三 数据显示，样本点的最低相对湿度为 31% ，最高相对湿度为 83.3% 。样本点分布的趋势线及其上下缘呈单增态势。可见相对湿度对降水量有明显影响，而且随着相对湿度增加，影响加大。这是可以理解的：相对湿度越高，越易于因水汽压或温度的波动而达到饱和。 另一方面，样本点呈较宽的带状分布，且相对湿度越高，分布越宽。可见相对湿度亦不是决定降水量的唯一因素。尤其在高相对湿度区，其他因素的作用非常明显。气象学和气候学告诉我们这些因素甚多，如季风、大气对流系统、地形、下垫面、温度日较差等等。因此，仅由温度和相对湿度只可能给出降水量的可能分布范围。 在相对湿度高于 50% 的区间，降水量分布带的上下缘都呈明显上升态势。这提示我们，相对湿度可能既制约了可降水量的上限，也制约了其下限。 反之，在相对湿度低于 50% 的区间，降水量分布带变化平缓，这提示我们，这个区间的降水量受相对湿度的影响较小，降水主要不是来自本地水汽，而是外来水汽。 为刻画温度和相对湿度这两个因素对降水的综合影响，将两者分别归一化，使其最小值对应于 0 ，最大值对应于 1 ，由两个归一化指数组合成一个指示降水量高低的综合指数，记为 x i ），使由此绘出的散点图更集中于中轴。亦即使我们能由温度和相对湿度这两组数据，更确切地预见降水量的分布范围。 图二、图三中的趋势线，是解析函数。但解析函数带有很强的预定属性，它未必适于描述样本点分布带的中轴。为此，我们另构成一套系统，来刻画降水量的分布态势。 将综合指数 x i 按从小到大排序，设 x 0 为综合指数的 x i 最小值， x m 为综合指数的 x i 最大值。 由向上递推生成降水量的上行轴 L i ： L 0 = 年降水量（ x 0 ） L i = （（ α -1 ） L i-1 + 年降水量（ x i ））） / α （i=1、2、3、……m） 由向下递推生成降水量下行轴 R i ： R m = 年降水量（ x m ） R i = （（ α -1 ） R i+1 + 年降水量（ x i ））） / α （i=m-1、m-2、m-3、……0） L i 和 R i 的均值为降水量样本带的中轴。 式中的 α为平滑系数。α越大生成的中轴越平滑，但对样本分布带的转折越不敏感；反之中轴对样本分布带的转折越敏感，但中轴越不平滑。试算权衡后，选择α=50。 中轴指示了样本带的走向，而每个样本距中轴的绝对值，则刻画了样本偏离中轴的程度。用生成样本点中轴同样的方法，对样本偏离计算其的中轴，称之为平滑偏差，它刻画了样本带的宽度。于是中轴加、减一倍、两倍平滑偏差，就构成一个刻画样本分布的系统。见图四： 图四 图中可见，这五条线构成的系统涵盖了绝大多数样本点，刻画了随综合指标的 x i 变化，降水量可能分布范围的变化。为实现这一点，在由温度和相对湿度的归一化生成综合指标的 x i 时，选择了线性组合。选择线性组合的系数，则以样本点逸出系统外之值的总和达到最小为原则。结果是温度占 0.31185 、相对湿度占 0.68815 。 观察图四，在综合系数小于 0.3 的区间，样本点大体水平分布，它们来自拉萨、呼和浩特和兰州。平均气温在 7.4--10.88 ℃之间，平均湿度在 31--50% 之间，最小降水量为 177.1mm （呼和浩特 2011 年），最大降水量为 571.0mm （呼和浩特 2008 年）。这些样本点低温、低相对湿度，限制了其降水量。降水量低也限制了降水量本身的变化范围。换而言之，在低温、低相对湿度的地区，这两个因素不改变，降水量不太可能上升，通常约在 400mm 左右，而 700mm 很可能是这样地区年降水量的上限。 在综合系数大于 0.3 、小于 0.7 的区间，系统的上下沿和中轴都明显上升，显示降水量随综合系数的上升明显增大。同时样本点与中轴的偏差也在增大，这表明其他因素对降水量的影响在增强。这个区间的低端（ 0.3-0.45 ）聚集了大量的样本，它们来自北京（ 10 个）、乌鲁木齐（ 10 个）、西宁（ 10 个）银川（ 10 个）、太原（ 9 个）、兰州（ 8 个）、长春 （ 8 个）、哈尔滨（ 6 ）济南、沈阳、石家庄、天津各 1 个。而且样本点主要聚集在中轴之下，说明这些地区的其它因素不利于降水。是个相对缺水的地区。其中的银川（ 2005 年）为所有样本点中降水量最低的（ 74.9mm ），它的平均温度为 10.10 ℃、相对湿度为 48.% 。这个样本点已经落到系统之下，可见此时此地的其它因素对降水之不利。 在综合系数大于 0.7 的区间，系统的上下沿和中轴抬升的趋势更明显，显示随平均温度和平均相对湿度的上升，可能的降雨量更大。在这个区间的低端（ 0.67-0.75 ）是另一个样本聚集区。样本来自杭州（ 8 ）个、合肥（ 8 个）、上海（ 8 个）、南昌（ 7 个）、南京（ 7 个）、武汉（ 6 个）、长沙（ 6 个）、福州（ 5 个）、贵阳（ 5 个）、昆明（ 5 个）、成都 ( 温江 ) （ 2 个）、广州、青岛、西安、重庆 ( 沙坪坝 ) （各 1 个）。可见这个区间的样本主要来自长江流域，这里的水、热资源匹配导致了最优越的天气环境。年降水量大多分布在 700-1700mm 之间。 小结： 对年度数据的分析显示： 1 、温度（亦即饱和水汽压）、相对湿度明显影响降水量。两者均低时，空气持水量少，且析出不易，故降水量少；两者均高时，空气中持水量大，且易于析出，故降水量大。 2 、相比之下，相对湿度的影响似大于温度的影响。 3 、温度与相对湿度之外，有诸多因素影响降水量，故只能由此两因素估计降水量的范围，有 54.04% 的样本点在中轴 -1 倍差和中轴 +1 倍差之间，意味着降水量落在这个带中的概率约为 54.04% ；有 92.55% 的样本点在中轴 -2 倍差和中轴 +2 倍差之间，意味着降水量落在这个带中的概率约为 92.55% ；而落在系统之外的样本点占 7.45% ，意味着降水量落在系统之外的概率约为 7.45% 。

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气候变暖的南疆东疆，为什么有气候变冷的库车？！

热度 10 zhgatcl 2015-9-7 20:32

气候变暖的南疆东疆，为什么有气候变冷的库车？！ ——《南疆东疆各地气候变化的比较和成因初探》可信吗？ 本文是上一篇博客的姊姊篇。在上一篇博客及其预印本论文中，作者分析研究了库车的气候变化趋势及其成因。南疆库车近几十年来气候明显变冷，与全球变暖截然相反，极具研究价值。近几十年来，库车的气温明显下降、地面水汽压、相对湿度和降水量都大幅增加，那么， 同处天山以南的南疆东疆各地气温、地面水汽压、相对湿度和降水量如何变化呢？南疆东疆各地的气候变化趋势与库车的气候变化趋势相同吗？各地气候变化趋势的原因是什么？ 对以上问题，作者进行了一些研究，并写成了预印本论文，下面是论文主标题、副标题、内容摘要、主题词和《 南疆东疆各地气候变化的汇总比较、相互关系、成因和正反馈放大作用的框图 》，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c9282824a765e95014fc721f13d054a 南疆东疆各地气候变化的比较和成因初探 ——库车气候宜居大跨越的根本原因：跨时间调水和正反馈的放大作用 内容摘要： 对南疆东疆国际交换站 1960 年以来气候年值的研究发现：①地面水汽压和气温以增加为主，相对湿度 3 个地方增加 6 个地方减少。 ② 地面水汽压的趋势变化率与相对湿度的趋势变化率高度正相关 R 2 =0.9463 ；气温的趋势变化率与地面水汽压的趋势变化率高度负相关 R 2 =0.8964 ；气温的趋势变化率与相对湿度的趋势变化率高度负相关 R 2 =0.883 9 。 三项趋势变化率两两高度相关，都符合逻辑推理，水分蒸发及其吸热作用在气候演变过程中确实扮演着重要角色。 ③ 降水量与地面水汽压和相对湿度都是正相关，降水量还要受风向与地形相对位置 ( 迎风坡、背风坡 ) 、海拔等影响，致使降水量与时间、与地面水汽压、与相对湿度等相关判定系数都较低。 ④ 近几十年来 南疆东疆降水量和地面水汽压大幅增加、库车 气候宜居大跨越、各地气候变化差异的根本原因都是冰川超支融化、地下水超支开采和正反馈效应的放大作用。 主题词： 气候变化 比较 成因 调水 正反馈 南疆 东疆 库车 这篇预应本论文的研究发现，巴楚气象站气候变化特殊，作者无法解释这一客观事实，作为遗留问题在文后征求答案，请关注，欢迎有兴趣的读者从事这方面的研究。

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檀成龙老师：“超深盆地调水增雨”的困惑

热度 6 zlyang 2015-5-27 16:37

檀成龙老师：“超深盆地调水增雨”的困惑 作为资深民科， 真傻 热衷学术论文评审。近年有幸被《 电工技术学报 》、《 电力系统保护与控制 》和《 中国科技论文在线 》评为“优秀审稿专家”（或类似名称）。 为什么俺积极审稿？很重要的原因之一是最大限度保护创新。因为深感同行评议的缺憾。 对于 檀成龙 老师的“ 超深盆地调水增雨 ”（ http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-893377.html ），进而破解“胡焕庸线”的限制，俺深表敬意。科学创新，往往是多数服从少数，特别是在初创时期。 但是，科技创新不可避免地受到各种自然规律的限制。如物质不灭规律（宏观低速低能条件下）。 “超深盆地调水增雨”，主要水源没有充足的供应。真傻对此深表忧虑。 从“中国年均降水量（ Mean Annual Precipitation ）”看，降水与夏季风带来的充沛水量有直接的关系。 夏季风的活动，明显受到我国地形（ relief map ）的限制。 1948-2014年1月份平均地表风速 1948-2014年7月份平均地表风速 盛承禹，季风气候，jifeng qihou，monsoon climate。 胡焕庸线：1935年，附在《中国人口之分布》一文中的《中国人口密度图》。 胡焕庸线：清晰可见（美国极轨道碳观测者卫星2号OCO-2的荧光图） 以上个人观点，敬请檀老师批评！ 我国总体淡水资源人均水量不富，是缺水国家之一。胡焕庸线以东，已经严重缺水。如 由于地下水的长期超量开采，华北平原已成为世界上超采地下水最严重、地下水降落漏斗面积最大、地面沉降面积最大、沉降类型最复杂的地区 。因此，金沙江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江上游调水，一定要考虑对下游人口密集地区的影响。 在全国，发生地面沉降的城市已经超过 50 个，长江三角洲、华北平原、汾渭盆地是其中的“重灾区”。 地面沉降灾害主要发生在过量开采地下水的平原地区，如长江三角洲、华北平原、汾渭盆地等地区。就全国而言，地面沉降的程度和范围有进一步发展和扩大的趋势 。 过量开采地下水是最主要的诱因。 相关链接： 北京师范大学 地理学与遥感科学学院，基本地图库 http://course.bnu.edu.cn/course/cgeography/cn/html/7ziyuan/index.htm NOAA, ETOPO1 Global Relief Model http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/global.html 2014-12-24，胡焕庸线：清晰可见（美国极轨道碳观测者卫星2号OCO-2的荧光图） http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-853546.html 陈韶旭，文汇报，2015=-1-16，胡焕庸线能否突破？ http://www.cssn.cn/shx/shx_bjtj/201501/t20150116_1481742.shtml 王铮，2014-12-14，关于胡焕庸线研究的七篇文章及关于胡焕庸线的“破线”问题 http://blog.sciencenet.cn/blog-2211-850852.html 王铮，2014-12-02，胡焕庸线的稳定性及其突破 http://blog.sciencenet.cn/blog-2211-847928.html 翟自洋，2013-08-18，续《父亲的橘子旱死了》 http://blog.sciencenet.cn/blog-630081-717771.html 国土资源部，2014-12-12，华北平原地面沉降构建完善联防联控机制 http://www.mlr.gov.cn/xwdt/jrxw/201412/t20141212_1337992.htm 《南水北调与水利科技》编辑部，2014-06，华北平原地面沉降与深层地下水开采关系 http://www.nsbdqk.net/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20140336 国土资源部，2010-06-21，世界水资源资料 http://www.mlr.gov.cn/wskt/zykx/201006/t20100621_722308.htm 2012-03，《全国地面沉降防治规划(2011-2020年)》解读 www.crisismanagement.com.cn/upload/201311/02/201311020043167349.pdf 抗旱：一是引水，二是植物蒸腾（英语：Transpiration）水分的回收利用。

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先天下之忧而忧—读邓英淘有感

热度 2 zzweijianhong 2015-5-18 10:00

先天下之忧而忧—读邓英淘有感 邓英淘先生从未谋过面，有所耳闻但知道不多。最近，著名经济学家王小强先生邮寄来一些文稿和书籍，满满的一箱子，其中就有邓英淘的《新发展方式与中国的未来》、《再造中国走向未来》、《新能源革命与发展方式跃迁》等书。这许多的书和文稿，是书更是精神与思想的结晶，拿着这些文稿，一本本细细的读来，收获很多，感慨很多。 邓英淘，一个思想的先知，忧国忧民的学者，用一句最容易理解的俗话，他是个好人。字里行间，你看到的不仅仅是他的文字，也有他的思想，他的为人，文字也是一个很好载体，你可以透过文字看到那个执着、正直、富有爱心、追求科学真理的智者。邓英淘，从早期农村改革研究和推动者，倡导西部大开发，以及提出“多数人的现 代 化”和“分布式能源”，乃至争取南怀瑾大师的支持，与王小强、崔鹤鸣组成“三老汉战斗队”，多年奔波各地，调查、研究和推动调水事业。几十年公而忘我，邓英淘努力研究和追求着国民大众的福祉，提出了中国一个未来发展的方向。等等，我能力有限，难以用文字来表述。 相同的理想和追求会拉近人的距离，从他的文字里更让我产生很多共鸣。共同的想法让我结识了一些网友，比如在科学网，虽然我们不曾相见，甚至于不知道他的面貌和说话的声音，但是我感觉我们彼此很近，这是思想的力量。今天读着邓英淘的文字，感慨很多，感觉我们很近，我自己也一样，也曾为调水努力过，十多年前我也曾关注生物质能源的利用，有一段时间我甚至着迷于高产红薯和水葫芦，当然因为能力有限，我很多想法仅限于自己不成熟的研究。几天了，细细的读着邓英淘的文字，相见恨晚，很想能够和他见一下，向他请教和探讨一些问题，沟通一下彼此的想法。无奈，他已乘鹤去。 以前听到一句话，感觉说的有一些道理，说：一个城里的孩子，走到农村去，看到贫困，他或许会学会善，去帮助贫困的农民。 他是个高干子弟，年轻时作为知识青年插队农村多年，他把自己的一生都献给了他的研究事业，为了“多数人的现代化”，为了大多数中国人的富裕生活。。。他的生命是奉献的生命。所谓奉献，首先要自己有了，然后因为爱人而奉献于人，与那些为了自身生存和幸福而奋斗的人相比，奉献的人更是值得我们敬重。 佛祖，本是位王子，为了解救受苦受难的众生，放弃王位和舒适的生活，出家修行，寻求人生的真谛，终于在菩提树下修得正果。我时常想，佛就是人，人就是佛，邓英淘先生有颗佛心，他就是佛。 调水尚未成功，同志尚需努力。 邓老兄请放心，调水会实现的，一定会实现的。 读后感聊聊几段，难以概全，也可能有不合适的地方，谨借以感怀。

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《中国各地平均降水量随地面水汽压变化的经验公式》可信吗？！

热度 3 zhgatcl 2015-5-5 19:22

《中国各地平均降水量随地面水汽压变化的经验公式》可信吗？！ 据研究 ，中国各地多年平均降水量与空中水汽平均含量的拟合公式为 P=44.385(W-2.66) ，R 2 =0.8293，R=0.9107 ；中国各地多年平均降水量与地面水汽压的拟合公式为 P=85.124(e-2.27) ，R 2 =0.8019，R=0.8955 。以上两个拟合公式都是高度正相关， R=0.9 左右 ，这是为什么？与最最密切的拟合关系R=1.00相比，这里的R低了10%，这意味着什么？为此认为， 从全局看、从气候的角度看，空中水汽含量W和地面水汽压e是多年平均降水量的主要影响因素（主要矛盾），它俩都不是唯一的影响因素，还有其它影响因素（次要矛盾）干扰影响两者之间的关系 ，这样的理解正确吗？ 因果关系有一因一果的简单因果关系，多因一果、一因多果等复杂因果关系。把降水看作结果的话，足够的水汽供应、冷凝降温和凝结核就是原因，这三个原因与降水之间是多因一果的关系。从全局看、从气候的角度看， 空中水汽含量W和地面水汽压e是影响降水的主要原因，那么，影响降水的次要原因有哪些？它们对降水气候的影响表现在哪些方面？ 为了深化对降水气候的认识，对主要原因、次要原因都有研究的必要。 中国各地多年平均降水量与地面水汽压的拟合公式为 P=85.124(e-2.27) ，R 2 =0.8019，R=0.8955 ，该公式揭示了地面水汽压e是降水的主要影响因素，在此基础上进一步研究、进一步探索，能不能深化认识？中国各地实际降水量与拟合计算降水量存在差异的原因是什么？通过降水影响因子的研究，能不能找到一个经验公式来概括中国各地多年平均降水量与主要的、次要的影响因子之间的关系？《 中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式 》对此进行了研究，下面是内容摘要和《 中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 》，请您客观评价，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c9282824a765e95014d1f68779302b3 。 内容摘要： 本文是姊妹篇论文《中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究》和《中国各地平均降水量与地面水汽压比值的研究》的后续篇，中国各地多年平均降水量与地面水汽压的拟合公式为 P=85.124(e-2.27),R 2 =0.8019 。实际降水量偏离拟合计算降水量的主要影响因子有迎风坡的增雨作用或背风坡的减雨作用（修正比例 K 1 ）；台风、锋面雨带和副高、青藏高原、西风带的分支与汇合等干扰影响（主要影响我国东南地区 , 修正比例 K 2 ）；高海拔的增雨作用（主要影响位于西南的青藏地区 , 修正比例 K 3 ）；沙漠下垫面的减雨作用（主要影响西北地区 , 修正比例 K 4 ）；高纬低温的增雨作用（主要影响东北北部 , 修正比例 K 5 ）；由此得出中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式为 P= 85.124 K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （ e-2.27 ） ，公式中5个修正比例谁主谁次因地而异。由另一项研究可知， 中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式为 P=44.385K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （ W — 2.66 ） 。 两个经验公式的主要影响因子不同，型式相同，都有5个修正比例，两者之间能相互印证。 图1中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 由这篇论文可知，中国各地平均降水量随地面水汽压变化经验公式为 P=85.124K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （ e — 2.27 ） ，5个修正比例谁主谁次因地而异， K 1 的影响遍及全国， K 2 ～ K 5 主要影响区分别为东南、西南、西北、东北。 经验公式有 6 个自变量，在西北干旱区起主导作用的是地面水汽压 e 和沙漠下垫面的减雨修正比例 K 4 （其余 4 个自变量只能起次要作用），人类通过工程措施能够显著影响干旱区的这 2 个自变量。 向西北干旱半干旱区特大规模调水，下垫面沙漠变绿洲，蒸发的本地水汽增多，地面水汽压e显著增加，减雨修正比例K 4 显著增加（干旱区降水综合修正比例由现状平均0.324逐步增加到1），所以，西北受水区的年降水量有望大幅增加、成倍增加。 这样的推测合理吗？这样的推测 事关我国发展大局，值得讨论争鸣。为了整个中华民族的富强昌盛，请发表高见、贡献您的聪明才智。 参考资料： 檀成龙 , 檀佳 . 中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究 . 必须先发表 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c9282824a765e95014c088a07d0019b 檀成龙 , 檀佳 . 中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究 . 必须先发表 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c9282824a765e95014bea4bdecc0187

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《中国各地平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式》值得发表吗

热度 3 zhgatcl 2015-5-3 08:49

《中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式》值得发表吗？！ 据研究 ，中国各地多年平均降水量与空中水汽平均含量的拟合公式为 P=44.385(W-2.66) ，R 2 =0.8293，R=0.9107 ；中国各地多年平均降水量与地面水汽压的拟合公式为 P=85.124(e-2.27) ，R 2 =0.8019，R=0.8955 。以上两个拟合公式都是高度正相关， R=0.9 左右 ，这是为什么？与最最密切的拟合关系R=1.00相比，这里的R低了10%，这意味着什么？为此认为， 从全局看、从气候的角度看，空中水汽含量W和地面水汽压e是多年平均降水量的主要影响因素（主要矛盾），它俩都不是唯一的影响因素，还有其它影响因素（次要矛盾）干扰影响两者之间的关系 ，这样的理解正确吗？ 因果关系有一因一果的简单因果关系，多因一果、一因多果等复杂因果关系。把降水看作结果的话，足够的水汽供应、冷凝降温和凝结核就是原因，这三个原因与降水之间是多因一果的关系。从全局看、从气候的角度看， 空中水汽含量W和地面水汽压e是影响降水的主要原因，那么，影响降水的次要原因有哪些？它们对降水气候的影响表现在哪些方面？ 为了深化对降水气候的认识，对主要原因、次要原因都有研究的必要。 中国各地多年平均降水量与空中水汽平均含量的拟合公式为 P=44.385(W-2.66) ，R 2 =0.8293，R=0.9107 ，该公式揭示了空中水汽含量W是降水的主要影响因素，在此基础上进一步研究、进一步探索，能不能深化认识？中国各地实际降水量与拟合计算降水量存在差异的原因是什么？通过降水影响因子的研究，能不能找到一个经验公式来概括中国各地多年平均降水量与主要的、次要的影响因子之间的关系？《 中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式 》对此进行了研究，下面是内容摘要和《 中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 》，请您客观评价，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d730155856b5f1a059a 。 内容摘要： 本文是姊妹篇论文《中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究》和《中国各地平均降水量与空中水汽含量比值的研究》的后续篇，中国各地多年平均降水量与空中水汽含量的拟合公式为 P=44.385(W-2.66),R 2 =0.8293 。实际降水量偏离拟合计算降水量的主要影响因子有迎风坡的增雨作用或背风坡的减雨作用（修正比例 K 1 ）；台风、锋面雨带和副高、青藏高原、西风带的分支与汇合等干扰影响（主要影响我国东南地区 , 修正比例 K 2 ）；高海拔的增雨作用（主要影响青藏区 , 修正比例 K 3 ）；沙漠下垫面减雨作用（主要影响西北地区 , 修正比例 K 4 ）；高纬低温增雨作用（主要影响东北北部 , 修正比例 K 5 ）；由此得出中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式 P=44.385K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （ W — 2.66 ） 。 5 个修正比例谁主谁次因地而异， K 2 ～ K 5 主要影响区分别为东南、西南、西北和东北。 向西北干旱半干旱区调水就能增加植被减少沙漠，就能增大受水区的空中水汽含量W和沙漠 下垫面 的减雨修正比例 K 4 ，所以，通过调水有望大幅增加、成倍增加西北干旱半干旱区的年平均降水量。 图1中国各地实际降水量与拟合计算降水量偏差的区域对比图 由这篇预印本论文可知，中国各地多年平均降水量随水汽含量变化的经验公式为 P=44.385K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 （ W — 2.66 ） ，5个修正比例谁主谁次因地而异， K 1 的影响遍及全国， K 2 ～ K 5 主要影响区分别为东南、西南、西北、东北。经验公式有6个自变量，在西北干旱区起主导作用的是 空中水汽含量W和沙漠下垫面的减雨修正比例 K 4 （其余4个自变量只能起次要作用） ， 人类通过工程措施能够显著影响干旱区的这2个自变量 。 向西北干旱半干旱区特大规模调水，下垫面沙漠变绿洲，蒸发的本地水汽增多，空中水汽含量W显著增加，减雨修正比例 K 4 显著增加（干旱区降水综合修正比例由现状平均0.33逐步增加到1），所以，西北受水区的年降水量有望大幅增加、成倍增加。 这样的推测合理吗？这样的推测 事关我国发展大局，值得讨论争鸣。为了整个中华民族的富强昌盛，请发表高见、贡献您的聪明才智。 参考资料： 檀成龙 , 檀佳 . 中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究 . 必须先发表 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c9282824a765e95014c088a07d0019b 檀成龙 , 檀佳 . 中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究 . 必须先发表 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c9282824a765e95014bea4bdecc0187

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[转载]东水西调--参阅文稿

zzweijianhong 2015-3-31 15:12

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“引额供水”对降水气候的影响远远大于三峡对降水气候的影响

热度 7 zhgatcl 2015-3-21 08:45

“引额供水”对降水气候的影响远远大于三峡对降水气候的影响 ——大胆预测：若干年以后，准噶尔盆地降水大幅增加、气候越来越宜居 在上一篇博文《 克拉玛依气候巨变、越来越宜居的原因讨论和经验推广 》中，我提出“引额济克”跨流域调水是克拉玛依气候越来越宜居的重要原因，有学者反驳我的原因分析，反驳的理由是三峡等水库的气候效应还在讨论中，小小的“引额济克”工程不可能改变气候。我坚信我的认识，不认可那位专家的观点，并认为“引额供水工程”全面竣工以后，“引额供水”对降水气候的影响将远远大于三峡工程对降水气候的影响。质疑和反质疑是科学进步的重要环节，下面谈谈我的看法，请您审查。 1 、 蒸发和降水是对立统一的，没有蒸发就没有降水。我认为工程项目对降水气候的影响 主要取决于 蒸发总量的变化，蒸发总量变化大时，对降水的影响就大；蒸发总量变化小时，对降水的影响就小。 2 、 据百度 “ 三峡水库 ” 的描述， “ 三峡水库总面积 1084 平方公里，淹没陆地面积 632 平方公里，范围涉及湖北省和重庆市的 21 个县市 ” 。三峡水库的建设将 632 平方公里陆地变成了水域。三峡水库位于湿润地区，水库建设前陆地的实际蒸发量按每年 650mm 、变成水域后的实际蒸发量按每年 1000mm 计算，则三峡水库的建设使当地蒸发总量增加了 632×10 6 × （ 1000-650 ） ÷10 3 =6.32×0.35×10 8 立方米＝ 2.2 亿立方米。 据 http://www.docin.com/p-62177047.html 介绍，引额济克“工程设计年供水量 8.4 亿立方米，其中城市及石油工业供水 1.9 亿立方米，农牧业灌溉供水 6.5 亿立方米”。 克拉玛依是内流区， “ 引额济克 ” 以后，这些外来水源都会在当地变成水汽，所以， “ 引额济克 ” 以后，克拉玛依市每年增加的蒸发总量可达 8.4 亿立方米。该数据比三峡水库增加的蒸发总量大得多。 据 http://kelamayi.mofcom.gov.cn/aarticle/tupianxw/200906/20090606352964.html 报道：“ 9 年来，投资 50 亿元的引水工程已为克拉玛依引水 18 亿立方米，保证了克拉玛依油田及城市发展，使得这座建在戈壁上的油城跻身国家园林城市的行列”。按此推算引额济克每年引水量约 2 亿立方米（引额供水三期工程还在建设），克拉玛依市每年增加的蒸发总量约 2 亿立方米。该数据与三峡水库增加的蒸发总量相当，所以，千万不要小看 “ 引额济克 ” 。 3 、 “引额济克”与三峡水库相比，还有如下特点，①三峡水库是一个狭长的河谷型水库，增加的蒸发总量在很长的地带线状分布；“引额济克”增加的水汽总量集中在克拉玛依市，是一个点状分布。②“引额济克”的外来水源相当于本金；调水以后本地蒸发的水汽增加，一部分在当地变成降水（这部分新增降水相当于利息）；新增降水蒸发以后，又有一部分在当地变成降水（这部分降水相当于利息的利息），即调水能产生“利滚利”的效果。以巨型山脉的分水岭为界，把包括四周山地在内的整个超深盆地作为研究对象，根据理想气体方程的推算，超深盆地的“利息”很大很大，详细推算过程可参阅预印本论文 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146a554767d03f2 的第2节。 在这里“ 利息 ”较大，类似于高利贷，利滚利越滚越大，千万不要小看“利滚利”的巨大作用。 4 、 到目前为止，我国只完成了“引额济克”和“引额济乌”的第一期和第二期工程，调水规模较小，三期工程还在施工，在不久的将来，“引额供水工程”全面竣工以后，每年的调水规模将比现在大得多，调水工程对降水气候的影响将比现在大得多。 综合以上 4 点分析，我的结论是“引额供水”对降水气候的影响将远远大于三峡工程对降水气候的影响。因此，我大胆预测：随着引额供水工程全面竣工通水，准噶尔盆地的降水将大幅增加、气候将越来越宜居（立此存照）。 以上是我的个人认识，期待您的客观评价。支持、质疑都欢迎，请贡献您的聪明才智。

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我的原因解释您不信，那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑶

热度 1 zhgatcl 2014-10-30 21:15

我的原因解释您不信 , 正反馈效应的巨大作用您也不信吗？ 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ? ! ⑶ 各位老师： 不谦虚地说，我的研究可能是原始创新，对国家可能有很大作用。我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 我的研究能够解释西北若干降水事实，有些专家不相信我的原因解释，在系列博文《 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴ 和 ⑵ 》中，我一共列举了 12 件降水事实，您还是不相信我的原因解释，那您说以下降水事实的原因是什么？ 1 中亚干旱区近几十年来降水量的变化很小。中亚干旱区位于西风带的上游，西北三大盆地位于西风带的中游，上游与中游降水变化趋势的差别很大很大，为什么？ 图 1 摘自文献 ，红色垂直线是笔者添加的。 1960 年以前，新疆和华北地区降水量的变化趋势不详，所以，我们无法比较 1960 年以前各地降水变化趋势的差别。 由图中整体趋势和分段拟合趋势可以看出，自 1960 年起，中亚 I 区、 II 区的年降水量先下降，后上升，再下降，年降水量总体变化不大；中亚 III 区的年降水量少量增加、变化不大；中亚 IV 区年降水量先下降后缓慢上升，年降水量总体变化不大；中亚 V 区年降水量总体上稍有下降。整个中亚干旱区年降水量先下降，后基本保持不升不降的变化趋势。 总的来说， 1960 年以来中亚干旱区的年降水量变化很小。 图 1 中，新疆的年降水量明显上升、新疆湿度 PDSI 也明显上升。由系列博文《 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴ 》可知，最近 10 年的平均降水量与上世纪 60 年代相比，准噶尔盆地的降水增幅在 30% 左右、柴达木盆地的降水增幅在 40% 左右、塔里木盆地的降水增幅在 50% 左右。由系列博文《 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑵ 》可知，西北三大盆地有些气象站的年代际平均降水量成倍增加。所以说， 与上世纪 60 年代相比，西北三大盆地的降水量均大幅增加，年代际降水增幅高达 30% 、 40% 、甚至 50% 左右，有些气象站的年代际平均降水量成倍增加。 由以上分析可知，中亚干旱区位于西风带的上游，年降水量的变化很小；西北三大盆地位于西风带的中游，年降水量大幅增加、成倍增加。上游与中游降水变化趋势的差别很大很大，为什么？ 2 近几十年来，中蒙干旱半干旱区东北部、黄土高原和华北平原等年降水量不增反降。西北三大盆地位于西风带的中游，中蒙干旱半干旱区东北部、黄土高原和华北平原都位于西风带的下游，中游与下游降水变化趋势的差别很大很大，为什么？ 由图1可知，华北平原的降水量呈减少趋势。 图 2 摘自文献 ， 由图可知，整个中蒙干旱半干旱区的东北部变干趋势明显，而西南部变湿趋势明显。变干区域没有现代冰川，变湿部分有现代冰川，并且距离现代冰川越远的地方（如蒙古国的北部），变干的线性趋势越大。综合图1、图2可知，近几十年来，中蒙干旱半干旱区东北部、黄土高原和华北平原等地年降水量不增反降。 由系列博文《 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴ 和 ⑵ 》可知， 西北三大盆地的降水量大幅增加、成倍增加。 西北三大盆地位于西风带的中游，当地降水量大幅增加、成倍增加；中蒙干旱半干旱区东北部、黄土高原和华北平原等地位于西风带的下游，当地降水量不增反降。 中游与下游降水变化趋势的差别很大很大，为什么？ 3 对以上若干降水事实的原因解释和反问，请您回答 近几十年来，上游年降水量的变化不大；中游年降水量大幅增加、成倍增加；下游年降水量不增反降。我的原因解释是上游降水量变化不大符合气候变化的一般变化规律；持续了千百万年的宏观变化趋势“西北进一步变干”没有停止，至今仍在持久变干过程中 ，致使位于下游的年降水量不增反降（可能还有其它原因）； 中游因为西北三大超深盆地有极大的“调水倍增效益” ，受冰川超支融化“跨时间调水”及其正反馈作用的影响，致使西北三大盆地的年降水量大幅增加、成倍增加。 持续了千百万年的宏观变化趋势“西北进一步变干”没有停止，至今仍在持久变干过程中 。西北的水分入不敷出、总水量不断减少，在这方面现阶段的突出表现是高山冰川不断后退，固体水库的容量不断减少 ，西北三大盆地近几十年来降水量大幅增加是冰川超支融化“跨时间调水”换来的，是不可持续的。 冰川超支融化“跨时间调水”及其正反馈作用的因果逻辑是 “ 气温地温上升→→冰川超支融化→→有水浇灌绿洲面积变大,蒸发产生的本地水汽增加→→空中水汽增多,空中水汽多少的量化指标地面水汽压、空中水汽含量、相对湿度等增加→→降水量增大,并通过正反馈促使绿洲面积、蒸发的本地水汽和降水量良性循环 ” ，其作用过程详见图 3 ，详细论证过程参见博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-803952.html 。 图 3 冰川超支融化“跨时间调水”及其正反馈作用的框图 “跨时间调水”及其正反馈作用是西北三大盆地降水量增加的主要原因，“跨时间调水”及其正反馈作用能大幅增加、成倍增加西北的降水量，所以，“跨流域调水”及其正反馈作用也能大幅增加、成倍增加西北的降水量。 在系列博文《 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴ 》中，我列举了 6 个降水事实（多个站的平均数据和宏观事实）；在系列博文《 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑵ 》中，我又列举 6 个降水事实（单个具体站的数据）；本文我又列举了 2 个降水事实（北半球西风带上、中、下游不同地区宏观降水事实的比较）。 3 篇博文一共有 14 个降水事实。 面对以上降水事实，您能说那些降水事实的背后没有原因吗？如果我的原因解释符合客观实事，那说明要增加西北超深盆地的降水量，需要的调水规模不是天文数字（冰川超支融化“跨时间调水”的数量不是天文数字）。我的原因解释您不信，正反馈效应的巨大作用您也不信吗？那您说西北以上降水事实的原因是什么？ ! 参考资料 陈发虎 , 黄伟 , 靳立亚等 . 全球变暖背景下中亚干旱区降水变化特征及其空间差异 . 中国科学 : 地球科学 ,2011,41(11):1647 ～ 1657 陈豫英 , 陈楠 , 王式功等 . 中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征 ( Ⅰ ): 年降水特征及 5 ～９月降水的 REOF 分析 . 高原气象 , 2010,29(1):33 ～ 43 论宏观趋势“西北进一步变干”的显著特征与科学对策 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282476d060b014825f9754000ff 四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益”，七论特大规模调水…… http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282476d060b0147e97b54e3009a

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我的原因解释您不信，那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑵

zhgatcl 2014-10-27 19:23

我的原因解释您不信 , 正反馈效应的巨大作用您也不信吗？ 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ? ! ⑵ 各位老师： 不谦虚地说，我的研究可能是原始创新，对国家可能有很大作用。我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 我的研究成果能够解释西北若干降水事实，有些专家不相信我的原因解释，在系列博文《 我的原因解释您不信 , 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴ 》中，我列举了 6 个降水事实（多个站的平均数据和宏观事实），今天我再列举 6 个降水事实（单个具体站的数据），您不相信我的原因解释，那您说以下降水事实的原因是什么？ 1 北疆“引额济克”工程于 2000 年 8 月竣工通水。克拉玛依市 50 多年来降水量连跨 3 个台阶，特别是 2001 年以来降水量大幅上升、几乎翻倍（刚好与“引额济克”同时发生），为什么？ 据文献 表 1 的数据可做出图 1 。由图可知，克拉玛依市 60 年代和 70 年代的平均降水量分别为 97.0 和 92.4mm ，这 20 年的平均降水量为 94.7 mm ； 80 年代和 90 年代的平均降水量分别为 114.8 和 110.0mm ，这 20 年的平均降水量为 112.4 mm ，较前期跨越了一个台阶； 2001 ～ 2008 年的平均降水量为 135.5mm ，又跨上了一个新台阶；据媒体报导 ， 2011 年、 2012 年、 2013 年的降水量均大于 160mm ，其中 2013 年创历史新高、年降水量高达 200.3mm ，可以说这 3 年当地降水量又跨上了一个新台阶。克拉玛依市年降水量 连跨三个台阶 ，最近 3 年的平均降水量大约是 1961 ～ 1980 年平均降水量的 2 倍 。这是为什么？ 图 1 克拉玛依市年代际平均降水量的柱形图 2 北疆乌鲁木齐市 50 多年来降水量特别是近年来降水量大幅上升，为什么？ 据文献 表 1 的数据可做出图 2 。由图可知，乌鲁木齐市年代际平均降水量逐步增加，与上世纪 60 年代相比， 2001 ～ 2008 年平均降水量的增量为 111.2mm ，增幅 57.1% 。据气象观测， 2008 年以后当地降水量继续增加。所以，与上世纪 60 年代相比，乌鲁木齐市最近 10 年平均降水量的增量在 120mm 左右，增幅在 60% 左右。乌鲁木齐市有如此巨大的降水增量和降水增幅，为什么？ 图 2 乌鲁木齐市年代际平均降水量的柱形图 3 与 50 多年前相比，柴达木盆地德令哈市年代际平均降水量成倍增加，为什么？ 由文献 表 1 的数据可做出图 3 。由图可知，除 1990 ～ 1999 年以外，德令哈市年代际平均降水量大幅增加、成倍增加。与 1956 ～ 1959 年平均降水量相比， 2000 ～ 2010 年平均降水量的增量为 138.6mm ，增幅高达 151% 。德令哈市有如此巨大的降水增量和降水增幅，为什么？ 图 3 德令哈市年代际平均降水量的柱形图 4 与 50 多年前相比，南疆阿瓦提气象站年代际平均降水量成倍增加，为什么？ 由文献 表 1 的数据可做出图 4 。由图可知，阿瓦提气象站年代际平均降水量逐步增加、成倍增加。与 60 年代相比， 1991 ～ 1997 年平均降水量的增量为 44.6mm ，增幅高达 176% 。 1997 年以后，整个新疆的降水量大幅增加，阿瓦提的降水量按理也会增加。所以，与上世纪 60 年代相比，阿瓦提气象站最近 10 年的平均降水量成倍增加，这是为什么？ 图 4 南疆阿瓦提站年代际平均降水量的柱形图 （注：我是业余研究，找不到最新降水数据，如果找到了我会立即更新） 5 与 50 多年前相比，南疆阿克苏市年代际平均降水量成倍增加，为什么？ 由文献 表 1 的数据可做出图 5 。由图可知， 1991 ～ 1997 年的平均降水量比 60 、 70 、 80 年代的平均降水量大得多。与 60 年代相比， 1991 ～ 1997 年平均降水量的增量为 60.2mm ，增幅 104.7% 。 1997 年以后，整个新疆的降水量大幅增加，阿克苏的降水量按理也会增加。所以，与上世纪 60 年代相比，阿克苏市最近 10 年的平均降水量成倍增加，这是为什么？ 图 5 南疆阿克苏市年代际平均降水量的柱形图 （注：我是业余研究，找不到最新降水数据，如果找到了我会立即更新） 6 与 50 多年前相比，南疆轮台气象站的年代际平均降水量成倍增加，为什么？ 由文献 表 1 的数据可做出图 6 。由图可知， 60 年代轮台气象台的平均降水量很小，降水量的总趋势是逐步增加。与 60 年代相比， 1991 ～ 1997 年平均降水量的增量为 40.5mm ，增幅 111.0% 。 1997 年以后，整个新疆的降水量大幅增加，轮台的降水量按理也会增加。所以，与上世纪 60 年代相比，轮台气象站最近 10 年的平均降水量成倍增加，这是为什么？ 图 6 南疆轮台站年代际平均降水量的柱形图 （注：我是业余研究，找不到最新降水数据，如果找到了我会立即更新） 7 对以上若干降水事实的原因解释和反问，请您回答 以上三大盆地 6 个气象站近几十年来降水量大幅增加、成倍增加的原因可分为通用原因和特殊原因。我认为通用原因都是 冰川超支融化“跨时间调水”及其正反馈作用 ，其因果逻辑都是 “ 气温地温上升→→冰川超支融化→→有水浇灌绿洲面积变大,蒸发产生的本地水汽增加→→空中水汽增多,空中水汽多少的量化指标地面水汽压、空中水汽含量、相对湿度等增加→→降水量增大,并通过正反馈促使绿洲面积、蒸发的本地水汽和降水量良性循环 ” ，其作用过程详见图 7 ，详细论证过程参见博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-803952.html 。 图 7 冰川超支融化“跨时间调水”及其正反馈作用的框图 除了通用原因以外，还有特殊原因。每个站的特殊原因比较复杂，要具体问题具体分析。 2001 年以后克拉玛依的降水量大幅增加、连跨两个台阶，可能与 2000 年竣工通水的“引额济克”致使当地生态环境好转、绿化率大幅增加有关 。 乌鲁木齐作为自治区首府致使城市扩大、“引额济乌”致使当地蒸发的水汽增多，这可能是乌鲁木齐市近几十年来降水量大幅增加的特殊原因。 柴达木盆地德令哈市降水量成倍增加的特殊原因有待专家的研究。 南疆阿瓦提、阿克苏和轮台都是解放以后新疆引水灌溉、人造绿洲最多的地方，所以当地蒸发的水汽大幅增加，借助山谷风致使当地降水量增多 （张学文研究员的假说，得到了气象界一定程度的公认 ），这可能是当地降水增幅大于塔里木盆地平均降水增幅 50% 的原因，这就是当地降水量成倍增加的特殊原因。 “跨时间调水”及其正反馈作用是西北三大盆地降水量增加的主要原因和通用原因，“跨时间调水”及其正反馈作用能大幅增加、成倍增加西北的降水量，所以，“跨流域调水”及其正反馈作用也能大幅增加、成倍增加西北的降水量。 以上 6 个气象站的降水量大幅增加、成倍增加，面对这样的客观事实，您能说那些降水事实的背后没有原因吗？如果我的原因解释符合客观实事，那说明要增加西北超深盆地的降水量，需要的调水规模不是天文数字（冰川超支融化“跨时间调水”的数量不是天文数字）。我的原因解释您不信，正反馈效应的巨大作用您也不信吗？那您说西北以上降水事实的原因是什么？ ! 参考文献 普宗朝 , 张山清 , 杨琳等 .1961-2008 年新疆克拉玛依市气候变化分析 . 新疆农业大学学报 ,2009,32(4):55 ～ 60 中国新闻网 . 新疆克拉玛依建市 50 多年来年降水量首超 200 毫米 . 2014 年 03 月 14 日 http://www.chinanews.com/df/2014/03-14/5951741.shtml 中国气象报社 , 克拉玛依 : 半个世纪的努力让戈壁变绿洲 , 2013 年 12 月 23 日 http://wwwNaNa.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xjctz/201312/t20131225_234752.html 郑玉萍 , 李景林 , 赵书琴等 . 乌鲁木齐近 48a 城市化进程对降水的影响 . 干旱区地理 ,2011,34(3):442 ～ 448 李燕 , 金永明 , 孙永寿 . 柴达木盆地近 55a 降水量变化趋势的时空特征 . 人民黄河 ,2013,35(9):48 ～ 50 杨青 , 何清 . 塔里木河流域下游的气候变化与生态环境 . 新疆气象 ,2000,23(3):11 ～ 14 张学文 . 对新疆气候与生态变化的三点认识 . 新疆气象 ,2003,26(2):44 ～ 45 可以从网址 http://zxw.idm.cn/ 《水资源》子目录下找到 徐祥德 , 王寅钧 , 魏文寿 , 等 . 特殊大地形背景下塔里木盆地夏季降水过程及其大气水分循环结构 . 沙漠与绿洲气象 ,2014,8(2):1 ～ 11

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我的原因解释您不信, 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴

热度 11 zhgatcl 2014-10-24 00:32

我的原因解释您不信 , 正反馈效应的巨大作用您也不信吗？ 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ? ! ⑴ 各位老师： 不谦虚地说，我的研究可能是原始创新，对国家可能有很大作用。我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 我的研究成果能解释西北若干降水事实，但有的专家不相信，那您说以下客观事实的原因是什么？ 1 最近 10 与上世纪 60 年代相比，塔里木盆地的降水增幅高达 50% 左右，为什么？ 据文献 ，塔里木河流域 40 个气象站年代际平均降水量如图 1 ，整个塔里木河流域 2001 ～ 2005 年平均降水量 104.09mm ，比上世纪 60 年代平均降水量 70.44mm 增加了 47.8% 。据气象观测， 2005 年以后的降水量继续增加，所以，最近 10 年与上世纪 60 年代相比，塔里木盆地的降水增幅高达 50% 左右。 如此巨大的降水增幅肯定是有原因的，那原因是什么？ 图 1 塔里木河流域 40 个气象站年代际平均降水量的柱形图 2 最近 10 与上世纪 60 年代相比，准噶尔盆地的降水增幅高达 30% 左右，为什么？ 据文献 ，北疆气象站年代际降水量如图 2 ，北疆 2001 ～ 2007 年平均降水量 209.6mm ，比上世纪 60 年代平均降水量 162.5mm 增加了 29% 。据气象观测， 2007 年以后的降水量继续增加，所以，最近 10 与上世纪 60 年代相比，准噶尔盆地的降水增幅高达 30% 左右。 据文献 ，半个世纪以来整个新疆的面雨量大幅增加，所以，塔里木盆地和准噶尔盆地巨大降水增幅与整个新疆面雨量大幅增加能够相互印证。塔里木盆地和准噶尔盆地如此巨大的降水增幅肯定是有原因的，那原因是什么？ 图 2 准噶尔盆地年代际平均降水量的柱形图 3 最近 10 与上世纪 60 年代相比，整个新疆面雨量的增幅高达 30% 左右，为什么？ 据文献 的详细计算，可做出图 3 （其中 2001 ～ 2005 年的面雨量为 2724.6*45-2469.4*10-2449.3*10-2818.9*10-2953.3*10 ）÷5=3139.6亿方） 。图 4 摘自文献 ( 图中文字是笔者添加的 ) 。由图 3 可见，与上世纪 60 年代相比，面雨量的增量为每年 670.2 亿方，增幅为 27.1% 。根据气象观测和图 4 ， 2005 年以后新疆的降水量继续增加，因此，整个新疆最近 10 年与上世纪 60 年代相比，面雨量增幅在 30% 左右。整个新疆年代际面雨量约 30% 的增幅，已经是很大的增幅，但比第 1 节和第 2 节计算的南北疆降水增幅小，原因是天山山区的降水量大，权重大，但降水增幅只有 14.7% ，从而拉低了整个新疆面雨量的增幅。新疆面积 165 万平方公里，整个新疆面雨量如此巨大的增幅肯定是有原因的，那原因是什么？ 图 3 据新疆 144 个气象站和水文站资料得出的年代际面雨量柱形图 图 4 1961 ～ 2010 年新疆区域面雨量的年际变化 4 最近 10 与上世纪 60 年代相比，柴达木盆地的降水增幅高达 40% 左右，为什么？ 据文献 的表 1 ，柴达木盆地 8 个气象站的年代际平均降水量如图 5 ， 2001 ～ 2010 年平均降水量 94.2mm ，比 1961 ～ 1970 年平均降水量 65.55mm 增加了 43.7% 。 图 5 柴达木盆地 8 个气象站年代际平均降水量的柱形图 据文献 表 1 的原始数据，经计算可做出柴达木盆地 7 个气象站和 3 个水文站年代际平均降水量的柱形图，如图 6 ， 2000 ～ 2010 年平均降水量 143.2mm ，比 1956 ～ 1959 年平均降水量 105.31mm 增加了 36% 。 图 6 柴达木盆地 7 个气象站和 3 个水文站年代际平均降水量的柱形图 以上两份文献都说明， 最近 10 与上世纪 60 年代相比，柴达木盆地的降水增幅高达 40% 左右 。这样的降水增幅肯定是有原因的，那原因是什么？ 5 西北内流区千百万年来“宏观上雨热同期” 、“气温的变化常常会超前于降水量的变化”，这是为什么？ 由黄土之父、国家最高科学技术奖得主刘东升院士任组长、李泽椿院士和丁仲礼院士任副组长的专题研究指出 ：“在宏观尺度上，我国西北地区的 气候升温多与降水增加一致 ，如古土壤通常是温湿环境产物，而黄土则是在干冷环境下形成。但是越来越多的证据显示温度和降雨的变化并不完全一致，气温和降水的变化可以不同步，多种地质记录显示 气温的变化常常会超前于降水量的变化 （吴乃琴， 2000 ；姚檀栋， 1995 ）”。 据以上权威研究，西北内流区千百万年来“宏观上雨热同期”、“气温的变化常常会超前于降水量的变化”，这是为什么？ 6 青海湖盆地和柴达木盆地一山相隔，纬度相当，同处青藏高原的东北，都是巨大山间断陷盆地，但青海湖流域的降水量大得多，两地气候差别很大，为什么 ? 图 7 是中国年降水量分布图。由图可见，青海湖盆地的年降水量特别突出，它比东面、北面和西面的降水量多得多，年平均降水量在 400mm 左右。一山相隔的柴达木盆地，纬度相当，同处青藏高原的东北，都是巨大山间断陷盆地，但柴达木盆地的降水量少得多，盆地中央柴达木沙漠的年降水量不足 25mm ，不到青海湖盆地中央年降水量 400mm 的八分之一。必然中有偶然性，偶然中有必然性，降水量巨大差别的背后肯定有原因，那原因是什么？ 7 对以上若干降水事实的原因解释和反问，请您回答 对以上第 1 节至第 5 节的降水事实，我的原因解释都是 冰川超支融化“跨时间调水”及其正反馈作用 ，其因果逻辑都是 “ 气温地温上升→→冰川超支融化→→有水浇灌绿洲面积变大,蒸发产生的本地水汽增加→→空中水汽增多,空中水汽多少的量化指标地面水汽压、空中水汽含量、相对湿度等增加→→降水量增大,并通过正反馈促使绿洲面积、蒸发的本地水汽和降水量良性循环 ” ，其作用框图如下： 图 8 冰川超支融化“跨时间调水”及其正反馈作用的框图 对第 6 节的降水事实，我的原因解释是青海湖最迟自汉代以来，水位不断下降、水分入不敷出，这相当于“跨时间调水”，青海湖流域降水量特别突出的原因解释是 “跨时间调水”及其正反馈作用 。详细论证过程参见以下 3 篇博文，网址分别是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-803952.html ， http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-804493.html ， http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-806245.html 。 “跨时间调水”及其正反馈作用能大幅增加西北的降水量，所以，“跨流域调水”及其正反馈作用也能大幅增加西北的降水量。 面对以上客观事实，您能说那些降水事实的背后没有原因吗？如果我的原因解释符合客观实事，那说明要增加超深盆地的降水量，需要的调水规模不是天文数字 （冰川超支融化“跨时间调水”的数量不是天文数字） 。 我的原因解释您不信，正反馈效应的巨大作用您也不信吗？那您说西北以上降水事实的原因是什么？ ! 参考资料 陶辉 , 毛炜峰 , 白云岗等 .45 年来塔里木河流域气候变化对径流量的影响研究 . 高原气象 ,2009,28(4):854 ～ 860 张家宝 , 陈洪武 , 毛炜峰等 . 新疆气候变化与生态环境的初步评估 . 沙漠与绿洲气象 ,2008,2(4):1 ～ 11 史玉光 , 孙照渤 , 杨青 . 新疆区域面雨量分布特征及其变化规律 . 应用气象学报 ,2008,19(3):326 ～ 332 项目组提供 . “新疆空中水资源及面雨量变化特征分析”项目 , 沙漠与绿洲气象 ,2012,6(4) 傅小城 , 王芳 , 王浩等 . 柴达木盆地气温降水的长序列变化及与水资源关系 . 资源科学 ,2011,33(3):408 ～ 415 李燕 , 金永明 , 孙永寿 . 柴达木盆地近 55a 降水量变化趋势的时空特征 . 人民黄河 ,2013,35(9):48 ～ 50 自然环境演变课题组 . 西北地区自然环境演变及其发展趋势 , 中国水利 ,2003(09):33 ～ 36

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您能彻底推翻根据理想气体方程等推理计算得出的结论吗 ？!

热度 3 zhgatcl 2014-10-20 19:07

根据干湿绝热过程和理想气体方程等 推理计算得出的结论， 您能彻底推翻吗 ？！ 各位老师： 不谦虚地说，我的研究可能是原始创新，对国家可能有很大作用。我的“另类研究结论”是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 以上“另类研究结论”在科学网博客发布以来 ，保持沉默的专家占绝对多数，明确反对的专家很少，明确支持的专家更少，明确支持的专家只能用很少很少来形容。 超深盆地四周的巨型山脉对盆地内部水汽有极大的“约束作用”，盆地底部的蒸散水汽大部分在四周山地变成 迎风坡 地形雨，很难飘出超深盆地，这是支撑以上“另类研究结论”的基石。这样的支撑基石得到了理想气体方程的印证。 根据理想气体方程和干、湿绝热过程等的推理计算，向塔里木这样的超深盆地，盆地底部蒸散水汽的 75% 左右将在四周山地变成 迎风坡 地形雨；翻山越岭来到超深盆地的外来水汽包括沉底的外来水汽，如果不能得到盆地底部蒸散水汽的补充，全部不能在盆地四周山地变成 迎风坡 地形雨；如果沉底的外来水汽得到了盆地底部蒸散水汽的补充，这些沉底外来水汽就会向盆地底部的蒸散水汽一样， 75% 左右将在四周山地变成 迎风坡 地形雨。 这说明盆地底部的蒸散水汽对降水的影响很大，不但它本身不容易飘出超深盆地、大约 75% 只能在超深盆地范围内成云致雨，还把原来能够飘出超深盆地的沉底外来水汽，变成了难以飘出超深盆地、类似于盆地底部的蒸散水汽，所以说，盆地底部的蒸散水汽作用很大，它是支撑“另类研究结论”的基石，调水增雨就是通过跨流域调水、增加超深盆地底部的蒸散水汽从而达到增加受水区降水量的目标。您能彻底推翻根据理想气体方程推理计算得出的结论吗？ 具体推理计算过程详见论文 《补充、汇总和多重证据链网络的框图，九论特大规模调水能……》 的第 2 节，该文的网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146a554767d03f2 ，欢迎您去一展身手、质疑挑错。与这篇预印本论文对应的博文网址是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-812806.html ，您的意见看法最好发表在对应博文的评论栏，也可以发表在这篇博文的评论栏。再次邀请您去质疑挑错。

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[转载]樊晓英老师对增加西北降水量的一些思考 (3)

热度 1 zhgatcl 2014-9-27 16:59

不谦虚地说，我的研究对国家可能有很大作用。我主张向西北调水，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下博客： ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ⑦ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ⑧ 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大 , 变成降水的比例相同吗 ? ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的 “ 调水增效倍数 ” ？！ 。 水是生命的源泉，西北干旱地区有水的地方就是绿洲，没水的地方就是沙漠。 樊晓英 老师也主张向西北调水，并认为向西北调水能改善西北的生态环境、增加西北下垫面的植被，还能增加西北的降水量，樊老师的观点与我的论点比较接近。 现把樊老师增加西北降水量方面的第 3 篇博文作如下转载， 建议专家学者将我的研究结论与樊老师的观点结合起来思考 ，这样或许能产生一些智慧的火花。 转载：影响降雨的重要因子 樊晓英 2014-9-1 15:09 原载 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117615do=blogid=824070 在分析影响降雨的重要因子之前，我想回忆一下我这半辈子所经历的几次非常重要的降雨事件。 1976 年夏季唐山地震，从那以后连阴雨一直下了一个多月，我的家人一直住在麦草搭建的草棚里面； 2001 年六月 8 日我到秦岭上去，晴空艳阳刹那间从秦岭山区南方向北方飘来云团，下起了瓢泼大雨电闪雷鸣，从此我知道了其实雷阵雨不仅仅从北山而来，还会从南山过来。 2007 年四月初某一天我在榆林帮别人在地里面种玉米，突然从西北方飘过来一朵云，按照以往的经验我认为这不会产生降雨，但是这时候不仅下起了雨，而且雨很大，雨水很冷，从此后我改变了一朵云不会成雨的观念。 2007 年七月底在杨凌林学院的实验楼上，下午三点多突然电闪雷鸣，吓坏了我的小孩，也吓坏了我，闪电不间断，而且从实验楼到行政楼到宿舍楼等几个楼之间不断转换放电，巨大的闪电就在我的头顶，时间长达半个多小时，从此我改变了雷阵雨的雷电能量一般，不足畏惧的观念。 2013 年 8 月 4 日在榆林下午六点以前还是风和日丽，我们一伙人还去了红石峡游玩，但是六点一过从北方过来的云团漆黑一团，一会儿就电闪雷鸣，大于瓢泼，街道上核桃大的冷子冰雹铺天盖地而来，街道水深超过脚踝，雨水冰冷异常，当天降雨 67 毫米，无数汽车遭到了剥漆之厄。我还经历过多次雷阵雨连续下三天的事情，包括去年 8 月 4 日雷阵雨前后。 2010 年 4 月 12 日突然大雪，持续低温一周左右，冻害严重； 2013 年 4 月 6 日的小雪加冻害，还有 2002 年 4 月 10 日也是突然天降凌霜雪，气温很低，这几次低温事件使我认识到春季气温上升太快绝对不是好事情，预示着霜冻的来临。还有 2007 年初冬我在杨凌，那一年每天晚上整个杨凌镇大雾弥漫，小雨蒙蒙，这种情况持续了十几天时间。 2007 年的天气绝对是历史上绝无仅有的，那一年冬季 2008 年开始的春节期间中国南方地区突然大面积降了冰凌雪，导致大面积交通瘫痪。当然，我没有经历过巴山夜雨和西藏夜雨。这一切经历使得我对降雨形成的原因有了更深的体验，我不得不对降雨的影响因子进行分析。 一般来说，根据降雨的形成原因可以把降雨分为四类：对流雨、地形雨、锋面（气旋）雨、台风雨。基本上把影响降雨的因子可以归结为：地形、气团、热交换和下垫面性质。 首先从气团说起。 什么是气团？气团就是在大尺度范围内（至少一千公里吧），在均质的下垫面上形成的，具有基本相同的温度、湿度、厚度和气体元素结构的空气团。只有在下垫面的情形比较一致的时候才会形成气团，也就是说气团的特点也具有均质性。例如冬季在西伯利亚上空形成的冷气团，夏季在太平洋上形成的湿热气团。当气团在外部环境，尤其是不同气团之间具有压力梯度的时候开始相向运动，其接触面形成“锋面”。锋面是冷热气体、干湿气体交换区域，因此也是乱流盛行区域，所以也是形成降雨的区域。但是由于气团的性质不同，两个气团相遇不一定产生降雨，这主要决定于气团内水汽的多少。两个气团相遇一般有以下几种情形： 当一个干热气团和另一个干热气团相遇的时候不产生降雨，而是产生大风。例如每年春季西北地区的沙尘暴。 当一个干冷气团和另一个干冷气团相遇的时候不产生降雨，而是产生大风。例如冬季有时候产生的大风。 当一个干热气团和另一个干冷气团相遇的时候有可能产生很小的降雪或者不产生降雨，但是必然产生大风，这种情况下气团之间的压力梯度力很大，往往造成霜冻灾害。 当一个干热气团和另一个湿热气团相遇的时候可能不产生降雨也可能产生降雨。当干热气团的温度远远高于湿热气团的时候往往产生极大的乱流，有利于形成雷阵雨；但是由于干热气团对湿热气团有加热作用，使得湿热气团不能达到饱和或者超饱和状态，无法形成降雨条件，这时候就不降雨。 当一个湿热气团和另一个湿热气团相遇的时候会产生强降雨，这时候由于两个气团的温度差，温度低的气团向高温气团的底部伸进，从而抬高另外一个气团使得抬升气团很快形成饱和水汽压，云滴凝结增长，冰晶效应产生，形成降雨。 当一个湿热气团和另一个湿冷气团相遇的时候会产生持续的连阴雨。这种情况下气团往往在锋面形成对峙，气团停留时间长，锋面持久。这种情况往往出现在秋季。 当一个湿冷气团和另一个湿冷气团相遇的时候会产生持续的连阴雨或者雾霾天气。中国近几年的雾霾天气实际上就是这种情况。 另外，当单一的气团统治某个地区的时候往往形成干旱天气，尤其是没有水分的气团（来自大陆的气团）。而来自海洋的单一气团往往形成地形雨和雷阵雨。例如非洲西海岸和南美洲西海岸，这两个地区距离海洋很近，但是长期受到单一气团控制，很少形成降雨，在非洲西海岸和南美洲西海岸形成大面积的沙漠。 在我国的三北地区是西风带的沉降区， 西风带带来的风中所含的水汽很少，加上西风带的沉降风把势能转化为了空气分子的动能，即转化为温度，所以使得地面更加干燥，而西风带沉降的地区形成单一的干燥高温气团。 这就是为什么每年夏季新疆蒙古地区的温度反而比许多低纬度地区高的一个重要原因。在西风带地区形成的气团是干热气团，受这个气团控制的地区形成副热带高压带外界气团很难侵入，长期干旱。所以，新疆甘肃陕北内蒙和辽河平原地区夏季往往出现旱情。 形成降雨或者不降雨的因素还包括“行星风系”和“大气环流”。 所谓的行星风系，指不考虑海陆和地形的影响，地面盛行的风的全球性模式。尽管行星风系讲的是地面风。但是地面风是由大气环流组成的，所以“行星风系”和“大气环流”都会对降雨产生影响。影响我国的大气环流主要是 Hadley 环流（信风环流）和 Ferrel 环流（中纬度环流）。在赤道地区，由于太阳辐射热很强大，也由于赤道的自转线速度很大，达到了 400 米每秒。所以赤道地区的对流层很高，最高达到 16 公里，但是水汽的最高上升高度一般不会超过 8000 米。当由于热膨胀而获得的升力把空气和水汽提升到对流层顶端的时候，形成高压，相对于高纬度地区的相同高度形成水平压力梯度力，方向向南或者向北。这时候赤道上空的空气向高纬度流动，由于高纬度地区的地球自转线速度比赤道上空小，所以相对于原位置，空气向西北偏斜，受到地球自转偏向力的作用，最终这种风在南北纬度 25~55 之间形成西风，这种西风常年都有，一般高度在 4000 米上下。这个西风带对我国的气候和降雨有非常重要的影响。西风带从西向东运动的时候受到了西藏高原的强烈影响，向北产生了北支流，向南产生南支流。夏季西风带向北移动到达新疆蒙古地区，北支流强劲，气流下沉产生反气旋（中间气压大周围气压小），下沉气流向北影响了外蒙和西伯利亚，向南使得陕西和甘肃出现干旱，从而在我国西北地区形成稳定的干热气团，非常稳定。这个气团由于是反气旋，所以形成一个地面高压区，称之为副热带高压区，这个高压区阻止从沿海吹来的东南风的进入。使得东南太平洋近地层形成的高压和该高压相互平衡，其压力在 997 百帕到 990 帕之间，压力梯度很小，水汽不能到达西北。所以西风带对我国三北地区的气候和降雨有决定性影响。 但是西风带本身又会受到太阳辐射，季节和其它环流的严重影响，所以全球的大气环流变化对我国也有很大影响。例如，西风带的风不仅是线性流动的，而且是具有波动性的，西风带的波动分为长波和短波，短波的一个波长一般在一千公里，长波的波长可以达到 5000 公里。而波长和波幅受到 Hadley 环流（信风环流）和 Ferrel 环流（中纬度环流）的影响。例如厄尔尼诺现象，太平洋的海水有一个热力环流叫沃克环流，在秘鲁厄瓜多尔海岸是冷水上翻区，每年的 11 月至次年的 3 月向东流动的赤道暖流得到加强。恰逢此时，全球的气压带和风带向南移动，东北信风越过赤道受到南半球自偏向力的作用，向左偏转成西北季风。西北季风不但消弱了秘鲁西海岸的离岸风——东南信风，使秘鲁寒流冷水上 翻 减弱甚至消失，而且吹拂着水温较高的赤道暖流南下，使秘鲁寒流的水温反常升高。这股悄然而至、不固定的洋流被称为“厄尔尼诺暖流”。厄尔尼诺现象是发生在热带太平洋海温异常增暖的一种气候现象。大范围热带太平洋增暖会导致热带上升气流的量、温度、强度、波幅和波长都发生变化，因此向北纬副热带沉降的气流的大小、范围、强弱等要素也发生变化，从而影响我国气候和降雨。今年是厄尔尼诺现象爆发年，我国北方夏季持续高温干旱。由于西风带范围很大而且有很强的波动性，所以其它高空风带的波动，对于西风带也有很强的影响。拉尼娜现象就是赤道太平洋东部、印度洋海面温度持续异常偏冷，导致高空气流波动，进而引起西风带波动对我国气候造成影响。 在西风带沉降区产生的高压在地面形成信风，向东南流向赤道。但是由于中国地形非常复杂，这种信风的风向、风力都发生很多变化，形成很多小气旋。这些气旋时而阻止，时而顺和了东南水汽正常进入中国内陆，造成中国内陆地区的降雨变率非常大。 我国西北内陆地区要彻底消除干旱的威胁，增加降雨最主要的一条就是如何减弱西风下沉带的空气温度，增加该地的空气湿度；第二是如何把反气旋的气压降下来，使得海洋上和内陆之间的水平压力梯度力增大。 我们假定在这个带上有一个大的湖泊，当西风带下沉空气到了湖泊面上时，由于湖泊水分蒸发带走潜热，空气温度下降，同时下垫面的温度也下降。而蒸发的大量水分由于受到西风带下沉气体的气压影响，不会向太高的地区蒸散，而是随着近地层风吹动。当水汽集聚到一定程度的时候会形成降雨云层，从而影响当地气候。所以只要有湖泊，一方面水的蒸发会消耗潜热使得空气温度降低，增加水汽饱和概率，另一方面水汽没有大尺度耗散的机会，从而增加形成饱和云的可能性，形成降雨。所以很显然，在西风带下沉区人造一个或者几个大的湖泊对于改变西风带的气候和降雨有很大影响。由于西风带的风既持久，又强劲，范围广，所以小的湖泊所蒸发的水分只能用于耗散和飘逸，不会对气压造成影响，但是如果湖泊足够大，数量足够多，那么带走的潜热会较大，气温就会稳定在较小数值，其压力也会减小，相对于海洋而言压力梯度力会增加，从海洋输送来的水汽就能够向内陆移动。 地形对降雨的影响。 对于云团来说，面对山地也存在一个上坡和下坡问题。上坡的时候动能减少，温度降低，势能增加，水汽的密度增加，因此水汽很快达到饱和和过饱和容易形成降雨。这种雨叫地形雨。地形雨也有产生的其它条件，这个条件就是有上坡的压力梯度。地形雨到底有多厉害？印度的乞拉朋奇，年平均降雨量达 12700 毫米，台湾东北部的火烧寥，著名的世界雨极，年降雨量达到 8408 毫米。 地形雨不是雷阵雨。我们来分析山区，山区是雷阵雨即“对流雨”容易产生的地方。在热的三种传播形式中，辐射的速度最慢，对流的速度最快是辐射传播的十多倍，而传导的方式仅仅比辐射快一些。 在空气中，由于空气是热的不良导体，所以传导在空气中的作用微乎其微。而辐射的作用不可小觑，但是对流最直接猛烈高效。而对流对温度差的要求很高。要对流必须在不同方向上有温度差，特别是垂直方向。而在山区由于各个山头山坡山谷的坡向不同，山头的高低不同，面向太阳的方向多种多样，因此山体中温度的分布很不均匀，各个山体反射太阳辐射的方向各不相同，阳光转化为热辐射以后的散射方向也不相同，所以很容易形成对流。垂直方向的对流伴随着势能和分子动能（温度）的急剧变化，当温度达到饱和水汽压甚至成为过饱和状态的时候就很容易形成雷阵雨。对于山区和森林地区我们可以视之为一个黑体，可以认为它们符合基尔霍夫热辐射定律、普朗克黑体辐射定律、斯忒藩－波耳兹曼定律。实际上在现实中不存在百分之百的反射体，即绝对白体，也不存在百分之百吸收辐射而不释放的吸收体，即绝对黑体，总是介于两者之间。即吸收率、反射率和穿透率之和是总辐射能量。对于山体和森林来说，穿透率可以视为零。斯忒藩－波耳兹曼定律的定义为：黑体的辐射能力与其绝对温度的四次方成正比，系数称为称斯忒藩 - 波耳兹曼常数，其值为 5.669 × 10-8 W/(m2 · K4) 。从普朗克黑体辐射定律可以得出结论，森林和山体土壤以可见光的形式吸收的热量会以长波辐射的形式释放出去，即以红外辐射释放。其夏季不同景观辐射的能力计算如下： 森林地区，昼夜温差达到十多摄氏度，晚上为 20 度，即 293.15k ，白天温度为 35 摄氏度，即 308.15k 。所以通过辐射把白天获得的辐射能的散失掉 92.5W 。 新疆沙漠地区日温差高达 60 摄氏度，白天温度可以达到 50 摄氏度（ 323K ），晚上温度下降到零下十摄氏度 (263K) 。以此计算通过辐射把白天获得的辐射能的散失掉 337.3W 。 假定白天森林和沙漠获得的能量是一样的，但是晚上散失的能量却相差很大？那么我们要问？森林获得的多余能量哪里去了？一方面森林把一部分能量通过光合作用转化为了生物能，另一方面森林把一部分能量通过水分蒸发转化为了潜热能，还有森林把一部分能量通过土壤和树木传导给了地下。这样就能够说明实际上 森林是一个高能量体，它能够起到平衡温度，减小温度日较差的作用，因此它是一个稳定体。 森林不仅能够平抑日较差，还能够平抑温度的年较差，使得冬天森林内没有外界冷。 但是沙漠几乎把白天吸收的能量在夜间全部丧失殆尽。那么我们要问，既然沙漠把白天吸收的热量散失尽了，那么它的近地层水汽浓度如何，地下温度又如何？很显然如果沙漠上空含有水汽，那么在夜间很可能变成露水，它很容易就能够达到露点，所以沙漠上空总是干燥的。沙漠的地下温度应该比同类地区的土壤温度低，原因就是辐射热散失了大部分白天吸收的热量，地下温度低还意味着地下水的温度很低，这一点我已经在毛乌素沙地里深刻地体验过，毛乌素沙地的地下水在盛夏时节也是冰冷的。由于地下温度低基本不蒸散，晚上又容易结露水，所以沙漠的地下水应该较丰富。沙漠中的能量从来就不储存，白天吸收，晚上辐射。而它的潜热能量很少，几乎没有转化为生物能，也没有在地层下面储存，沙漠上空的对流也没有山区和森林强大丰富，所以沙漠上空很不容易形成对流雨条件。而森林地区吸收的能量只有很少一部分转化为了辐射能散射，一部分转化为潜热存在于森林上下内外；另一部分能量转化为对流时候的机械能，形成风或者雨，还有一部分则储存在树干和土壤中。所以森林是一个温度稳定体，是一个能量储存体，当气团经过森林的时候不会损失能源和水汽；含有水汽的气团在经过森林的地区的时候它的性质不会有多大变化，因此在有森林的下垫面上该种气团可以移动很远，例如从浙江沿海移动到陕西，它依然可能是水汽丰富的高温高湿气团，在陕西留下丰富的降雨。但是如果暖湿气团经过类似于沙漠的地带，该气团的性质很快就会改变，水汽会因为极大的温差而变为暴雨降落；气温会因为高温差而增高，最后气团变性。当该气团从浙江经过沙漠地区的河南到陕西的时候，由于气团变性不会给陕西带来降雨。由于森林是一个能量储存体，那么意味着当盛夏过去，秋冬来临的时候，森林同比与裸地和农田，其内部温度的下降缓慢，在有大片森林的地区很可能形成一个中尺度的暖湿气团，给森林周围送去降雨。也意味着森林地区的温度年较差同比农地和裸地小，因此类似霜冻、暴雪等自然灾害少一些，其水分利用效率远远高于其它地类。 所以说下垫面的热力学性质也会影响降雨的发生。 另外我们认为地震波以及类似的强波也会影响降雨的发生。 地震波有纵波、横波和面波之分，也就是说各个方向上都会有强烈的波幅震荡。所以当地震波冲击大气的时候可能会导致大气瞬间强烈压缩，从而使得水汽过饱和形成降雨。当然也可能会因为地震波影响整个天气系统的波动，从而影响大气环流和行星风系，导致滞后于地震的强降雨。例如 1976 年， 2008 年五月十二日地震，当年秋季该地发生了历史罕见的强降雨和泥石流，地震和秋季强降雨似乎有某种联系。 台风雨是怎样形成的？ 台风雨是在赤道地区的海洋上形成的，由于太阳辐射太强，导致大量的水分蒸发到了空气中，但是由于空间相对狭小，结果形成过饱和水汽团，这个气团原本要形成降雨，但是由于洋面上都是高温，缺乏凝结核等要素，所以洋面上空水汽持续集聚，导致的结果是在洋面上空某个地方集聚的水汽浓度太大，而围绕这个中心的空气水汽相对少一些，于是形成一个由水汽压主导的压力梯度，这个压力梯度使得空气团中心升力强大中心位置空气上升很快，形成相对低压区，周围其它形成高压，所以形成一个从周围向中心流动的气流，气流受到地球自转偏向力的影响，形成气旋，气旋一旦开始旋转就能够带动它的周围的湿热空气一起旋转，从而形成热带风暴。热带风暴的气旋中心的空气以极高的速度上升，带动周围空气高速旋转，中心位置的速度越是强大带动的周围的空气越多，形成的气旋越大。气旋不仅自身旋转，而且在外界四周空气压不平衡的情况下径向移动。外界四周空气压不平衡的原因往往是高纬度地区和大陆地区，因为相对于台风高压大陆空气压是很小的，高纬度由于受到的太阳辐射少，能量不足自然也是低压区。 所以一般来说热带风暴总是向大陆和高纬度地区移动，给沿线大陆带来强大的雨量。 据记载在 24 小时内，印度洋的留尼汪岛的塞劳司 1952 年 3 月 15 － 16 日雨量达 1870 毫米。 1996 年 7 月 31 日，受 9608 号台风影响，台湾嘉义县阿里山 24 小时降雨量 1748.5 毫米。 1975 年 8 月 7 日 , 受 7503 号台风影响 , 河南中南部出现特大暴雨 , 驻马店地区泌阳县林庄 24 小时降雨量达 1060.3 毫米 , 南阳地区方城县郭林 24 小时降雨量达 1054.7 毫米。 1996 年 7 月 31 日，受 9608 号台风影响，台湾嘉义县阿里山 24 小时降雨量 1748.5 毫米。 1967 年 10 月 17 日，受 6721 号台风影响，台湾宜兰县新寮 24 小时降雨量达 1672.6 毫米。 洋流对于降雨也有很大的影响。 不用问，地球上赤道周围的洋流肯定是追着太阳和月亮跑的，所以洋流的流向肯定是从东向西流动的，但是还有一个原因就是赤道上升起的气体在高纬度地区形成西风带以后还想成了一个地面信风带，而海洋上的信风带一般都是从东向西流动的。这虽然是两个原因，但是两个原因之间有某种渊源——地球自转本身可能就是太阳引力引起的海潮引起的。以赤道洋流为轴心，形成了各个大洋的洋流系统。可以肯定的是洋流不仅给大洋东海岸的人民带来温暖的水流和海洋生物，而且给东海岸带来丰富的水汽和降雨。亚洲、非洲和南北美洲的东海岸都是降雨丰富区，发达的农业区。 大西洋赤道洋流的一个分支湾流和北大西洋洋流给处在高纬度的欧洲带来湿润温暖的气候。 综上所述，我们详细地研究了形成降雨的各种重要因子，包括地形、地面辐射、近地层气团、大气环流、气旋、西风带、地震波、洋流等。目的是为我国渤海水向西调运提供理论依据。我们最终找到了。就是 三北地区是西风带下沉区，水汽缺乏向上逃逸的动力；干旱地区太干燥的空气团缺乏垂直对流的动力，其辐射散热能力很强，但是储存能量的能力不足，只有开辟湖泊增加当地能量储存能力，增加潜热交换才能够增加降雨，降低温度日较差和年较差，从而在夏季增加海洋和内陆之间的水平压力梯度力，有望使远洋上空的湿空气吹佛到西北带来水汽和降雨。 ( 注：原文个别地方明显的打字错误，转载时做了修改 ）

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[转载]樊晓英老师对增加西北降水量的一些思考 (2)

热度 2 zhgatcl 2014-9-25 18:35

不谦虚地说，我的研究对国家可能有很大作用。我主张向西北调水，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下博客： ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ⑦ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ⑧ 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大 , 变成降水的比例相同吗 ? ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的 “ 调水增效倍数 ” ？！ 。 水是生命的源泉，西北干旱地区有水的地方就是绿洲，没水的地方就是沙漠。 樊晓英 老师也主张向西北调水，并认为向西北调水能改善西北的生态环境、增加西北下垫面的植被，还能增加西北的降水量，樊老师的观点与我的论点比较接近。 现把樊老师增加西北降水量方面的第2篇博文作如下转载， 建议专家学者将我的研究结论与樊老师的观点结合起来思考 ，这样或许能产生一些智慧的火花。 转载:从青藏高原的降 雨量看水汽的垂直分布特 点 樊晓英 2014-8-22 20:42 原载 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117615do=blogid=821532 水的蒸发量在我看来每年都是一样的，因为地球的截面积是一定的，预示着它接受的太阳光的总能量是一定的，如果说有影响这个总能量的因子，那么这些因子有：一是太阳和地球之间的距离，地球绕着太阳转是一个椭圆形轨道，当地球在椭圆轨道的一个顶点上时接受的最少，在另一个顶点上时接受最多，呈现周期性变化；二是太阳黑子的影响，当太阳黑子很多的时候太阳本身爆发的能量变化，这时候地球接受的总能量变化，海洋湖泊的蒸发量也会有变化。第三个影响蒸发总量的因子是地幔活动，如果大陆板块的边缘，中央海岭周围火山活动频繁，那么蒸发量会有变化，但是这个影响较小。第四个因子是地球大气温度的变化对蒸发量有影响，这个也很微弱。 既然地球上江河湖海的总蒸发量基本一样，那么为什么地球上有些地方有些年份湿润，有些年份干旱呢？为什么地球上的降雨分布不均呢？这是另外一个问题。地球上的降雨分布随着距离海洋的距离增减而减小；随着地形不同海拔不同而变化。也就是说地球上的降雨分布与两个因子有密切关系：一个是地球的地势地形；第二个是水汽在垂直方向上的分布特点。地球上每年蒸发的这些水汽总会有一种途径让它重新变为液态水，重新汇集到海洋中间，那么它的这种循环的机制是怎样的？ 有许多人研究认为只要大陆内部的某个低洼地带有足够的湖泊水分，那么这些水分不管是液态还是气态，都会被阻拦在低洼本地反复形成降雨和径流，从而实现人类对水分的反复需求。那么这个观点到底正确与否呢？这就要求我们对水蒸气的特点，水汽在垂直方向上的分布做出一个确切的结论。 既然地球上水汽的蒸发量基本恒定不变，那么大陆地区的干旱问题就不能企图增加海洋的蒸发，而是要在水分的空间分布上做文章。依照中国的实际情况，中国是典型的季风气候，每年的冬季含有水分的季风不再吹向大陆，大陆进入干旱季节。但是由于冬季季风来自北冰洋，所以依然在北方有一定的降雪。但是中国的春季全国进入干旱季节，以 3 月 4 月最为严重。到了四月底来自太平洋的季风逐渐加强，季风带来的水汽逐步到了江南，江南进入所谓的“梅雨季节”。梅雨雨带逐渐向北推进，到了六月中旬才到达秦岭以北地区，然后全国进入雨季。而象西北地区的西部一般到了七月以后才正式进入降雨高峰期。有时候大量水汽集聚在西北地区的上空久久不降雨，到了秋季季风减弱，北风逐渐增强，东南季风逐渐退出的时候，水汽受到秦岭等大山的阻隔，反而会形成较强的降雨，甚至气团滞留在秦岭以北地区久久不去，形成连阴雨，有时候这种连阴雨持续长达一个多月时间。当然，这种情况并不是每年都出现，但是但凡夏季降雨少的时期，秋季往往降雨多。基本是相辅相成的，当然也是我二十年观察的结论。 从理论上讲，水的分子量是 18 ，空气的相对分子量是 29 ，所以水不可能在空气中沉降到底层，相反它的分子量小于空气的相对分子量，它应该飘逸到空气层的上层才对。但是事实不是这样，水汽飘逸到空气上层后很容易被液化形成小水滴，进而形成可见的云层。而云层的高度往往在几千米以内，而几千米以内往往受到近地层大气、地形、温度和地表特征的强烈影响。但是到底水汽在垂直方向上如何分布情况还是不清楚。 为此我们建立一个理想模型。假设大地的海拔在 100 米以下，气温是 30 摄氏度，这时候地面的水汽已经达到了饱和状态，随时可能液化形成降雨，按照我们的假设，在不同高度上的水分都是饱和的，那么不同高度上的水汽压成分是多少呢？见下表： 海拔 温度 水气压 100 30 31.82 254.8 29 30.04 409.6 28 28.35 564.4 27 26.74 719.2 26 25.21 874 25 23.76 1028.8 24 22.38 1183.6 23 21.07 1338.4 22 19.83 1493.2 21 18.65 1648 20 17.54 1802.8 19 16.48 1957.6 18 15.48 2112.4 17 14.53 2267.2 16 13.63 2422 15 12.79 2576.8 14 11.99 2731.6 13 11.23 2886.4 12 10.52 3041.2 11 9.84 3196 10 9.21 3350.8 9 8.61 3505.6 8 8.06 3660.4 7 7.51 3815.2 6 7.01 3970 5 6.54 4124.8 4 6.1 4279.6 3 5.69 4434.4 2 5.29 4589.2 1 4.93 4744 0 4.58 那么根据海拔和水汽压的值做一个图表如下： 我们假定海拔在 100 米的时候水汽含量是百分百，那么随着海拔升高的水汽含量为： 就是说按照这个假设，到了海拔五千米的高度，水汽含量只有地面的 14% 。由于水分在大气中的变化很复杂，至今没有一个绝对准确的公式能够计算出不同高度不同地区的大气水汽含量，包括马格奴斯公式， Goff-Gratch 公式， Muglus 公式， Wexler 公式等都不能全方位准确计算。因此大多数计算都是近似的。包括这里的计算。因为大气压随着海拔的升高而降低，相应的水汽压也会降低更快，所以本次计算是近似的。但是基本能够说明问题。图表显示在海拔 2000 米的时候水汽含量已经不到地面的一半，形成降雨云的可能性已经很小。如果根据此图表做出一个水分累积含量图表表明某海拔以下的全部水汽含量，以 5000 米以下的全部水汽含量为标准 1 ，则不同海拔以下的水汽含量如下： 海拔 相对含量 100 0.07 254.8 0.14 409.6 0.20 564.4 0.26 719.2 0.31 874 0.36 1028.8 0.41 1183.6 0.46 1338.4 0.50 1493.2 0.54 1648 0.58 1802.8 0.62 1957.6 0.65 2112.4 0.68 2267.2 0.71 2422 0.74 2576.8 0.77 2731.6 0.79 2886.4 0.82 3041.2 0.84 3196 0.86 3350.8 0.88 3505.6 0.90 3660.4 0.91 3815.2 0.93 3970 0.94 4124.8 0.96 4279.6 0.97 4434.4 0.98 4589.2 0.99 4744 1.00 从表上可以看出， 2000 米以下的天空的水汽含量占去了全部水汽的 65% ， 3000 米以下的天空的水汽含量占去了全部水汽的 85% 。三千米以上的空间水汽含量不足总量的 15% 。所以可以得出结论，影响降雨的主要空间在海拔三千米以下。 这个空间正好是高山大川高原和近地层气流活动区域。因此可以肯定近地层和下垫面的冷热变化、光辐射、热辐射、尘埃、温室气体等变化对于降雨有决定性影响。同样能够证明，在一个类似于柴达木盆地或者四川盆地那样的地形，大约有 70% 的水汽不会蒸散到高空，可以形成反复的降雨，而反复的次数不会超过四次。还有一个推论：既然 3000 米以上的高空中水分含量不足总量的 15% ，那么 3000 米以上的地区的降雨量是不是低海拔地区尤其是中原地区的 15% 呢？ 以上的结论都是基于一定的理论演算的结果。实际情况是不是这样呢？我们搜索出了青藏高原的降雨数据。 拉萨年降水量 500 毫米左右，阿里地区的普兰县年降水量 172.8 毫米，改则县年均降水量 189.60 毫米，改则县年极端降水量最大 295.8 毫米（ 1977 年），年极端降水量最小 84.5 毫米（ 1982 年）。聂荣县平均海拔在 4700 米，冬长无夏，全年雨雪天 100 天左右，年降水量为 400 毫米。 据统计，青藏高原 5 月至 9 月的累计降水量占全年降水量 80% 以上，从 10 月到次年 4 月则很少有降水，一年中干、湿季节交替特别明显。青藏高原降水的一个显著特点就是多夜雨。 在雨季里，每到傍晚人们常可看到天空云量渐渐多起来，云层变厚，接着乌云密布，电闪雷鸣，大雨随至，特别是黎明时刻，雨声淅沥，逐渐停止，不久云消日出，中午前后，晴空万里，骄阳似火。再到傍晚，上述降水过程又照样重演。（《 1967 — 2008 年青藏高原汛期不同强度降水日数变化》王传辉，周顺武，时刚）。 1967 — 2008 年青藏高原汛期总降水日数及各强度降水日数均呈现出由东南向西北递减的空间分布特征 , （《西藏高原降水变化趋势的气候分析》杜军，马玉才），西藏大部分地区年降水量变化为正趋势 , 降水倾向率为 1.4~66.6 mm/10a ，近 30 年来西藏高原平均年、四季降水量均呈增加趋势，年降水量以 19.9 mm/10a 的速率增加，尤其是 20 世纪 90 年代增幅较大， 1992 年以来春、夏季降水明显增加。西藏的降雨在增加，而青海的降雨在减少：青海省气候资料中心副主任李林说，他们对近４０年来青藏高原的气候变化进行了研究，发现青藏高原年平均气温呈现出明显的上升趋势，年平均气温每１０年上升０．３３６摄氏度，增幅高于全国的５－１０倍。４０多年来，青藏高原年降水量总体变化上有所减少。总体来说从东南向西北降雨量在减少，一年主要降水在 4-9 月，夜雨多。 由以上数据可以说明，西藏大多数地区的降雨量在 100 — 200 毫米之间，和中原地区 800 毫米相比较，介于 12 — 25% 之间，包括了 15% 的范围，多数地区大于 15% ，而在 4500 米以上地区降雨量反而增加。说明什么问题呢？说明在高寒地区，尽管水汽含量较少，但是形成降雨的温度条件和辐射条件在很多时候都能满足，而且蒸发量很小，往往形成湿润气候条件。所以阿里地区和聂荣县等西藏内陆存在大量的内陆湖泊。事实证明，既然西北东部地区的降雨量减少了，而全球范围的蒸发量是一定的，那么多余的水汽降落到了哪里呢？事实证明，青藏高原的降雨量增加了，江南地区的降雨量增加了。所以全球变暖对于降雨量的分布产生了深刻影响。（《近 48 年青藏高原强降水量的时空分布特征》王传辉，周顺武，唐晓萍，吴萍）（《近百年中国东部夏季降水的时空变率 ( 英文 ) 》李晓东，朱亚芬，钱维宏）。 现在再次回到我们的基本问题： 西部低洼地区如果存在大量湖泊，那么能不能对当地周围的气候产生决定性影响。很显然，依据我们的初步研究，在干旱的情况下一次蒸发的水分有 85% 可能会在 3000 以内的空间存在，当遇见坡地的时候会形成地形雨；但是依然会有 15% 以上的水分逃逸到高空不再返回盆地内部。所以即使存在一个大的湖泊，那么也应该有不断的外界水源补充。当然象盆地地形补充的水量并不大。所以从理论上讲，无论是从雅鲁藏布江调水，还是从渤海调水都是比较可行的。对当地的中尺度气候影响应该较大。

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[转载]樊晓英老师对增加西北降水量的一些思考 (1)

zhgatcl 2014-9-23 20:05

不谦虚地说，我的研究对国家可能有很大作用。我主张向西北调水，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下博客： ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ⑦ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ⑧ 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大 , 变成降水的比例相同吗 ? ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的 “ 调水增效倍数 ” ？！ 。 水是生命的源泉，西北干旱地区有水的地方就是绿洲，没水的地方就是沙漠。 樊晓英 老师也主张向西北调水，并认为向西北调水能改善西北的生态环境、增加西北下垫面的植被，还能增加西北的降水量，樊老师的观点与我的论点比较接近。 现把樊老师 增加西北降水量方面的第1篇 博文作如下转载， 建议专家学者将我的研究结论与樊老师的观点结合起来思考 ，这样或许能产生一些智慧的火花。 转载：渭河的水为什么持续减少 樊晓英 2014-8-3 21:06 原载 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117615do=blogid=816863 我们早在十多年前就发现渭河的水比二十年前大幅度减少，到了今年出现大旱，从 6 月 10 日到现在已经五十多天没有降落一滴雨。渭河水少到什么程度呢？宝鸡市区六百多米宽的河床上只有一股小溪那样的流水，河水周围长满了青苔（见图，图中河水周围长满了青苔，去年丰水期的水位线在长草一线）。 有许多人给我讲三十年前渭河水（中游段）是如何盛大的情况。首先说：以前要过渭河必须用船摆渡，可以想象使用船只至少需要水深在一米以上，宽 度应该在十米以上，按照一贯的比降，也就是说每秒的径流量至少在 10 方以上。那么渭河水到了哪里去了？也许有人说渭河水从宝鸡峡引渭渠截留走了。不可否认，引渭渠分流了相当一部分水量，但是其水量也不过每秒 15 方。加上也不能达到用船摆渡的程度。第二，渭河目前的经二路、公园路、滨河路等路段过去是渭河滩，目前是繁华市区，楼房鳞次栉比，根据我的观察，这些路段比目前比河床高大约 2 米。也就是说过去的河水的高差在 2 米以上。而根据我的观察，目前渭河水全年最大的时候可以用涛涛来比喻，小的时候可以用潺潺来比喻。水量相差在 50 倍以上。 该图中 2013 年 9 月大水时期河面宽度达到了 60 米左右，最深处水深超过 1.5 米，水流速度每秒能够达到 2 米。径流量能够达到 100 方每秒。但是径流量最少的今年七月，河水宽度不超过 3 米，水深不超过 0.5 米，水流速度不超过 1 米每秒，径流量不超过 2 方每秒。也就是说渭河中的径流量去年最大时期和目前的最小时期的差高达 50 倍以上。可以肯定的是过去的渭河水的径流量更大，每年的差别更大。正因为这样渭河的预留河床比上海的黄浦江不相上下，最窄的地方大约 500 米，最宽处大约 800 米。造成每年春季渭河河床总是会刮起黄土，到处是裸露沙土。 十几年前甚至目前都有学者关注渭河径流。程磊 , 徐宗学 , 罗睿 , 等 . 《渭河流域 1980-2000 年 LUCC 时空变化特征及其驱动力分析》 . 水土保持研究 , 2009, 16(5):1-6. 刘燕 , 胡安焱 . 《渭河流域 50 年降水特征变化及其对水资源的影响》 . 干旱区资源与环境 ,2006,20 （ 1 ） :85-87. 《干旱地区农业研究 》 ISTIC PKU -2013 年 6 期裴金萍马新萍《近 50 年来渭河干流中段径流变化特征研究》。 侯钦磊等在《 50 年来渭河干流径流变化及其驱动力分析》中研究结果是枯水期在 1 月份，其水量只占全年水量的 2% 多一点，而 9 月份的水量占全年的 19% 。该文资料显示林家村（即渭河进入关中平原的峡口）， 1964 年径流最大，高达 164 方每秒，而最小的 2002 年只有 5.4 方每秒，差别为 30 倍。该文最后指出近 50 年间（从 1964 到 2002 年）从宝鸡峡、咸阳、渭南 3 个水文站的年平均径流量均表现出递减的变化趋势，其减少率在 17 — 37.654 （ m3/s ） /10a 之间。该文指出渭河的径流量和降水量之间的相关系数高达 0.99 。实际上渭河水的唯一补水来源是降水，因为渭河发源于甘肃的渭源县，整个渭河都没有吸收高山雪水。裴金萍等认为渭河径流量突然下降的突变时间点为１９８７ 年。对于以上的研究结论我基本认同。 以上的研究结果都指向一个事实：渭河流域在过去的二十多年中降雨量减少了。但是以上文献都没有明确的指出渭河流域乃至西北地区的降雨量为什么减少？侯钦磊引用的文献显示整个六十年代宝鸡峡的观测降雨量平均每年为 687.10 毫米，从 1971 年到 1983 年平均为 690.46 毫米，而 1984 年到 1995 年为 641.49 毫米， 1996 年到 2006 年减少到 603.36 毫米。所以，降雨量减少成为不争的事实。近几年更加严重，尤其是今年，从 6 月 10 日到目前未见雨滴。 那么， 为什么渭河流域的降雨量减少了呢？这固然与厄尔尼诺现象也许有关，与行星风系即西风带的强烈飘逸有关，与气候周期性变化也许有关。但是我认为最主要的是与近地大气层的温度升高有绝大的关系。 而近地大气层温度之所以能够升高，是和人类的活动有决定性关系的。 抛开一切形成降雨的大环境，从最为基本的原理来分析。形成降雨的条件实际上只有两条：第一条降雨地区的上空必须存在大量的水汽。第二条在温度条件许可的情况下水汽的气压达到饱和状态，温度甚至要低于饱和状态。只要这两个条件具备即使不形成大面积垂直降雨，也会在高山形成水平降雨，或者近地层形成大雾，增加地面降水。 降雨的第一个条件 必须依靠遥远的地方。西北地区由于地处内陆，地面没有大量湖泊，所以自身蒸发于空中的水分很少，而且地面蒸发的水分由于太少，温度相对较高，所以往往无法达到饱和降雨条件，只有在山区才有可能。所以中国内陆地区的水分主要依赖来自太平洋、北冰洋的水分，西南地区对来自印度洋的水汽有很大的依赖性。实际上每年的春夏秋三季太平洋上都有大量的水分蒸发到空中，但是这些水汽要向遥远的西北地区移动需要很多条件。 首先要形成水平气压梯度力 ，有了水平气压梯度力才能形成指向西北地区的风，而大量水汽组成的气团才能向西北地区移动。 其次对于空中气团的干扰要有助于移动 。如果干扰阻止气团向西北运动，那么西北就会形成大旱。由于中国地理的复杂性，中国上空的各种环流很复杂。在夏季，一般形成的水汽气团有热带太平洋气团和赤道海洋气团，热带太平洋气团向西北移动表现为东南季风，赤道海洋气团发源于南半球的副热带高压，向中国移动表现为西南季风，主要形象我国西南地区，对西北地区降雨影响很小。由于我国的青藏高原非常高，面积大，所以它对气候降雨的影响非常大，往往夏季形成高原高压，它改变了西风带行星风系的路线，也阻止了热带太平洋气团的西移，而且在它的周边形成若干个小型垂直环流和涡旋，例如哈得来环流和季风环流和西风急流，导致我国境内的副热带高压脊线极不规则。这些环流极大地影响了我国境内水汽团的移动。最近二十年的总体特点是东南季风气团向西北地区移动的动力减小，西北地区深受其它气团和环流的干扰和阻滞，深受其害。但是这些环流的异常变化与下垫面的阳光散射增加，近地层大气组成结构的变化，近地层尘土和 PM2.5 的增加，地面上人类过多的热力活动具有非常巨大的关系。下垫面的阳光散射增加会导致 2000 米以下空气温度上升，从而导致大陆高压的减小，这样与海洋气团的气压差减小，导致水分通往大陆的动力降低。这几年我国西南地区频频出现台风袭击，但是西北地区频频出现旱灾，其原因就是水平温度压力差减小，水分不能输送到西北地区。这在历史上都是有记载的，我国盛唐以后，西北地区的森林大量破坏消失，导致大面积裸露，其结果是下垫面温度升高，近地层温度升高，从而从盛唐以后西北地区的干旱增加，降水变率增加，水土流失增加。所以增加森林覆被率本身就是增加从海洋到内陆的气压差，是增加水汽输送的动力，森林不仅本身吸收太阳能，而且由于森林是绿色暗色，能够降低大气层的温度，增加垂直方向上的温度差，导致垂直方向上水分循环增加，增加降雨机会。而裸露地使得太阳辐射直接反射到大气中，大气中的粉尘吸收反射的阳光变成长波辐射在辐射出去，所以导致空中高层的温度升高，大面积的土地是如此情况必然导致大气团和局地大气循环的变化。而这种变化趋势向着高温和干旱。空中高温后使得原本可以达到饱和水汽压条件的水汽不能液化，所以不能形成降雨。不仅粉尘增加会增加高空温度，温室气体的大量排放也会导致相同的结果。高空中温室气体增加，温室气体吸收地面热量然后变为长波辐射，增加高空温度。 形成降雨的第二个条件 是温度条件许可的情况下水汽的气压达到饱和状态。 下表为不同温度下饱和水汽压的值。在空中有大量水汽的情况下，要形成垂直降雨或者水平降雨的条件就是温度下降到饱和水汽压的必要温度以下。而要达到这个条件其实与下垫面有很大的关系，也与近地层大气的尘土温室气体浓度有很大关系。例如西北地区夏季经常有雷阵雨，而雷阵雨的云团往往在山区形成，为什么在山区会形成降雨云团。根本的原因是山区的地形复杂，地面的坡度差异很大，坡向差异很大，从而导致太阳辐射在山区的地面分布很不均匀，而地面向大气中反射的散射的辐射的方向和高度都不一样，所以高空中不同高度不同位置的空气温度差异很大，其结果是山区上空的空气湍流很大，乱流盛行，垂直方向和水平方向的空气流动很频繁。尤其是垂直方向的温度差达到一定阀值以后会导致高空水汽达到饱和状态，形成云团。云团整体上下移动，这时候就形成雷阵雨。所以西北地区的雷阵雨往往出现在山区和山区平原交错地带，而在平原中心地区形成雷阵雨的频次很小。在森林密布的山区，森林的蒸腾对于水汽的再循环有决定性影响。一般情况下，从海洋来的水分在西北内陆条件成熟的时候形成一次降雨，然后形成径流从河流送回太平洋。但是在有森林的条件下，同样一个水分子也许可以形成两次以上的降雨。当第一次降雨以后形成土壤水分，然后树木吸收水分蒸腾到空气中，由于大面积森林在中午时候集体蒸腾，向空中输送大量水分，又由于山区的特点，导致空气中的水汽压在下午申时再次饱和，如果大气温度差许可即可形成雨云。所以，在森林覆被率高的地区，水分会在气态和液态之间反复几次。这就相当于增加了当地降雨量。但是，我国自从唐宋以后，西北地区的森林覆被率大幅度减小，下垫面温度升高，不再容易形成小地区局地云团，所以降雨量下降。而由于空气中水分不容易达到饱和，所以往往水分随着气流散开，形成持续干旱。所以，很显然，下垫面的特点不仅对局地大气循环有很大影响，而且大面积形同特点的下垫面对于大范围、大规模的大气循环有着决定性影响。 温度℃ 饱和蒸气压力（KPA） 温度℃ 饱和蒸气压力（ KPA ） 0 0.61129 24 2.985 1 0.65716 25 3.169 2 0.70605 26 3.3629 3 0.75813 27 3.567 4 0.81359 28 3.7818 5 0.8726 29 4.0078 6 0.93537 30 4.2455 7 1.0021 31 4.4953 8 1.0073 32 4.7578 9 1.1482 33 5.0335 10 1.2281 34 5.3229 11 1.3129 35 5.6267 12 1.4027 36 5.9453 13 1.4979 37 6.2795 14 1.5988 38 6.6298 15 1.7056 39 6.9969 16 1.8185 40 7.3814 17 1.938 41 7.784 18 2.0644 42 8.2054 19 2.1978 43 8.6463 20 2.3388 44 9.1075 21 2.4877 45 9.5898 22 2.6447 46 10.094 23 2.8104 47 10.62 按照气温垂直递减率，海拔每上升 100 米，气温约降低 0.65 ℃，所以一般情况下地面以上 2000 米的高空的温度基本应该比地面低 13 ℃。低 13 ℃意味着什么呢？如果是夏季近地层温度在 40 ℃，意味着高空温度在 27 ℃左右，如果这时候要形成雨，那么高空的水汽压必须在 3.567kpa 以上，这时候水汽才能饱和形成降雨云。但是如果夏季由于海拔高、森林多、湖泊多、山区大等原因使得近地层的温度较低为 32 ℃，那么按照气温垂直递减率地面以上 2000 米的高空的温度可能只有 15 ℃，这时候的水分要达到饱和只需要 1.7056kpa 即可，也就是说水分浓度一半不到即可。所以其实下垫面的温度和辐射特点对于降雨有巨大的影响，温度相差不大但是水汽饱和程度有巨大差别。我们只要把近地层温度降低 5 ℃，降雨的频次就会增加一倍以上。如果夏季从太平洋来的水分一直不能形成降雨，不能形成径流，而这些水汽一直停留在西北地区，那么到了秋季就会形成持续性的瓢泼大雨，这种情况在历史上也多次发生。发生的原因就是秋季的近地层温度降到了 15 — 20 ℃，而 2000 米的空中温度也降到了 2 — 7 ℃，这时候空气水分要达到饱和只需要 0.7kpa 即可，也就是说水分浓度是夏季的五分之一不到即可降雨。空气中在夏季积累的大量水分这时候有了饱和的条件，因而会形成持续性大范围长时间降雨。所以一般来讲夏季干旱灾害往往会造成秋季洪闹灾害，这是相辅相成的。 在有森林的地区的夏季的夜晚，由于森林吸收的辐射变为热量晚上持续地释放出来，所以近地层温度晚上森林地区比荒土地区高，而高空的温度由于浮沉较少，二氧化碳浓度低，温度下降较快，所以在森林地区的夜晚基本上不会形成逆温层，而且晚上空中水分容易达到饱和。这非常有利于形成降雨。森林地区夜晚降雨发生的频次远远比平原地区高。而在高山地区往往形成水平降雨。所以往往在高山地区，有溪流持续不断地从山上流下，即便是不降雨也有溪流。但是荒山地区则很少有溪流形成。 最近二十年，西北地区在改革开放后大量地乱砍乱伐，导致成熟森林面积大幅度减少，从而导致下垫面和近地层温度升高；而荒山的黄土飞扬到了空中有引起了大气吸收和辐射热量的机制改变，导致近地层温度升高；最近几年工厂汽车的大量发展，导致温室气体排放量大幅度增加，也导致近地层温度升高；还有大量的钢筋水泥的使用，城市化的快速发展，导致大面积的下垫面不再是比热大的土壤，而是比热小、热容量小、导温率高的楼房和马路，这些导致城市周边地区的近地层温度比过去高若干倍。这些因素都导致即便是水汽压很大，也不能形成降雨。以上就是为什么西北地区降雨减少，从而导致渭河径流持续减少的原因。 追本溯源，导致西北地区降雨量减少，从而导致径流减少，然后导致干旱进一步增加的原因是下垫面和近地层温度增高。而下垫面和近地层温度增高的原因主要有：雪山减少，湖泊减少，城市增加，工厂增加，汽车尾气惊人，森林减少，荒漠化面积增加，土壤沙化，荒山面积增加，温室气体直接加温等等。这些都导致地面对近地层的温度调节能力大幅度降低。从而形成了大范围、大面积的均质下垫面，这些使得行星风系和局地大气循环发生了剧烈变化，大洋和大陆之间的温度压力梯度减小，水汽不能输送和再循环，从而导致西北干旱，径流减少。 那么 能不能通过一种办法来改变下垫面的温度和近地层大气的温度呢？ 目前看已经具备了条件。 第一个方法就是大面积植树造林。 过去我们认为森林具有涵养水源、保持水土、汇碳、净化空气、调节气候、提供木材、维持生物物种多样性、消除噪音等作用。现在我们观察到由于森林的光合作用和绿色、蒸腾作用，使得森林能够降低下垫面温度，能够净化森林上空空气从而导致近地层大气向太空辐射热量的作用增强，因此森林上空的温度垂直梯度更大，乱流作用强烈，对于大洋和大陆之间的压力梯度的形成有很大作用。另外由于森林的特殊环境，可以使得蒸腾水分再次形成水平降雨或者雷阵雨，从而增大水分利用率。当然，在过分干旱的地区，森林蒸腾的水分不容易达到饱和状态，反而使得水分散失，导致地下水较少，干旱加剧。 第二个方法是大范围地使用太阳能发电板。中国的光伏产业应该大力发展，然后保存这些能源，使用这些能源驱动汽车，冬天供暖。只有这样，下垫面的温度会降低，而近地层温度也会降低，从而增加当地水汽的饱和的可能性。也会在夏季造成更大的空气梯度力。 第三个方法当然是大量减少温室气体排放，使用电动汽车，使用清洁能源，减少火力发电，减少燃煤，大力促进农作物秸秆的利用，大力促进木材枝桠和落叶的利用率。 第四个方法就是减少尘土，治理风沙地，治理沙漠，减少 PM2.5 。 第五个方法就是海洋水通过人工运河往西调运。这能够解决许多问题。 以上是科学推理，不一定完全正确。

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博客导读（定期更新、添加新内容）

热度 10 zhgatcl 2014-9-21 13:28

博客导读（定期更新、添加新内容） 各位老师： 不谦虚地说，我的研究可能是原始创新，对国家可能有很大作用。我主张从青藏高原的江河向西北特别是新疆特大规模调淡水，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 我的博客全部都是宣传向西北调水的。博文分为以下 11 类。 一、博客导读和总论 ，共 11篇，标题与超链接如下： 博客导读（定期更新、添加新内容） 学习习近平2013年7月在中国科学院考察时重要讲话的体会 ★ ★ ★ 关于仔细审查《试答“李克强之问：胡焕庸线怎么破”》的呼吁书 ★ ★ ★ 试答“李克强之问：胡焕庸线怎么破？” 《 李克强之问：“胡焕庸线”怎么破？》与我的研究成果 气象、水利等专家对“调水增雨”论点的初步评价 “内流区超深盆地调水增雨”不违背科学常识 诺贝尔奖得主丁肇中趣谈“科学是多数服从少数”与我的研究成果 屠呦呦和袁隆平创造最高峰时都是小人物的启示 李小文院士对“另类认识”的态度 克拉玛依气候巨变、越来越宜居背后的原因和推广价值 “引额供水”对降水气候的影响远远大于三峡对降水气候的影响 英国BBC关注的南水北调“西之西线”设想与中国学者无关吗？ 二、2016版统计应用（数理统计在降水气候研究方面的应用） ★ ★ ★ 2016版《中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究》 ★ ★ ★ 2016版《中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究》 2016版《中国各地平均降水量与空中水汽含量比值的研究》 2016版《中国各地平均降水量与地面水汽压比值的研究》 2016版《中国各地多年平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式》 2016版《中国各地多年平均降水量随地面水汽压变化的经验公式》 《中国各地平均降水量与相对湿度的拟合公式和经验公式》 ★ ★ ★ 本地蒸发对南疆东疆地面水汽压贡献的估算和推论 ★★★ 本地蒸发对南疆东疆相对湿度贡献的估算和推论 ★★★ 陆面蒸发对新疆空中水汽含量的贡献研究和推论 ★ ★ ★ 平均降水量与地面水汽压和相对湿度的二元拟合研究 年平均降水量与地面水汽压等自变量的三元拟合研究 新疆50多年降水量和水汽参数的年际变化与拟合研究 为什么选择和利用地面水汽压（或空中水汽含量等）来研究降水气候 三、“反驳质疑”方面的博文，共 7篇，标题与超链接如下： 您能彻底推翻根据理想气体方程等推理计算得出的结论吗？ 我的原因解释您不信, 那您说西北若干降水事实的原因是什么 ⑴ ⑵ ⑶ 空中水汽不足是西北干旱少雨的主要原因，您能彻底否定吗？！ 本地蒸发能显著增加西北空中水汽的数量，您能彻底否定吗？！ 水汽与降水互为因果、互为正反馈过程的中间变量，您能彻底否定吗 再论水汽与降水互为因果 四、“调水增雨论文”方面的博文 ， 共 10 篇，标题与超链接详见如下，有兴趣审查这部分博文的，建议按以下顺序审阅。 ★ ★ ★ ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ★ ★ ★ ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ★ ★ ★ ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ★ ★ ★ ⑦ 超深盆地对本地水汽和外来水汽的影响截然相反 ★ ★ ★ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ★ ★ ★ ⑧ 在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍 ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 特大规模调水改变西北干旱少雨恶劣气候的10篇论文的相互关系 。 五、2015上半年调水增雨论文，共7篇论文，分为三组，前两组是基础，两组之间互相印证；第三组在前面两组的基础上，对 “调水增雨”设想 进行论证 第一组：1、 《中国各地平均降水量与空中水汽含量的相关研究》值得发表吗？ （与第 2 组第 1 篇相互印证） 2、 《中国各地平均降水量与空中水汽含量比值的研究》值得发表吗？ ( 与第 2 组第 2 篇相互印证) 3、 《中国各地平均降水量随空中水汽含量变化的经验公式》值得发表吗 （与第 2 组第 3 篇相互印证） 第二组：1、 《中国各地平均降水量与地面水汽压的相关研究》可信吗？ （与第 1 组第 1 篇相互印证） 2、 《中国各地平均降水量与地面水汽压比值的研究》可信吗？ （与第 1 组第 2 篇相互印证） 3、 《中国各地平均降水量随地面水汽压变化的经验公式》可信吗 （与第 1 组第 3 篇相互印证） 第三组： 《本地蒸发对南疆东疆地面水汽压贡献的估算和推论》可信吗?! （ 核心论文 ） 七篇2015版“调水增雨”论文的相互关系和进一步验证的研究思路 六、新增“调水增雨”论文 ， 标题与超链接如下： 中国西北有气候变冷、与全球变暖截然相反的局部区域吗？ 气候变暖的南疆东疆，为什么有气候变冷的库车？！ 降水量与可降水量、与地面水汽压、与相对湿度的关系汇总 电脑输出的多元回归分析结果中，衡量拟合公式优劣的4类指标 七、“调水增雨观点”和“回应质疑”方面的博文 ，标题与超链接如下： 塔里木盆地多年平均降水量从西北向东南递减的原因分析与启示 ★ 气象专家张学文关于干盆地和湿盆地的认识与我的研究成果 干盆地和湿盆地在降水和地面水汽压等方面的巨大差别 ★ 水循环的时间尺度与西北超深盆地调水增雨的作用过程 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的“调水增效倍数”？！ 大规模调水对西北超深盆地气温年较差和降水量的正反馈作用 试答《大规模调水对降水的影响的旁例分析》中5个问题，请您评判 八、转载专家学者对“调水增雨”的一些看法 ，标题与超链接如下： ★ ★ 著名气象专家张学文对新疆变湿假说的几点思考（ 1 ） （ 2 ） （ 3 ） （ 4 ） （ 5 ） (6) (7) 李小文院士审查新疆变湿论文后的态度：没赞成也没反对向外求助 科学时报首席评论员王中宇对新疆变湿假说的几点思考 ⑴ ⑵ ⑶ 钱磊博士审查西北超深盆地调水增雨系列论文后的认识 ⑴ ⑵ ⑶ 樊晓英老师对增加西北降水量的一些思考 (1) (2) (3) 九、调水的必要性、紧迫性和技术可能性，以及怎样调水？ 向新疆调水的“万里长征”迈出了一小步 王梦恕代表：建议开展南水北调大西线调水工程论证并尽快实 ★ ★ ★ 向西北调水的必要性、紧迫性和技术可能性 下移入黄地点降低入黄水位、“舍近求远”的新西线调水设想 新南水北调大西线受水区主干线路和战略调节水库等的规划设想 ★ ★ ★ 调研并早日规划实施南水北调西之西线工程的建议 ★ ★ ★ 建设南水北调西之西线工程，源头治本永保新疆的长治久安 十、 驱霾建议 霾的帮凶:冬半年、冬季降水日数减少致使降水驱霾能力减小 十一 、 “调水增雨”的好处 ★ ★ ★ (1) 我国气候特别是西北的气候会变好 (2) 增加我国的水资源总量并改善时空分布 (3)沙漠变绿洲,大幅增加耕地草原和森林的面积 (4)调水增雨沙漠变绿洲,确保我国的粮食安全 (5)玉米造乙醇和其它能源开发,促进能源安全 (6)缩小地区发展差距，促进全国协调发展 (7)民族杂居根治疆独，促进民族团结边疆稳定 (8)对我国生态环境的影响绝对是利远远大于弊 (9)不忘悲惨历史，大幅增加我国的战略纵深 十二 、 博文论文修改广告 2016版《青藏高原和中蒙干旱区半个世纪气候变化的证据作用》 2016版《西北内流区历史气候的证据作用》 2016版《柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的差别、归因和联想》

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[转载]钱磊博士审查西北超深盆地调水增雨系列论文后的认识 ⑶

热度 1 zhgatcl 2014-9-15 20:09

我从2008年开始 研究向西北调水 ， 我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下博客： ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ⑦ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ⑧ 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大 , 变成降水的比例相同吗 ? ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的 “ 调水增效倍数 ” ？！ 。 钱磊 博士在中国科学院国家天文台工作，勤于思考，物理知识渊博，他创造性地利用天文知识和物理知识研究我国的水资源问题，研究方法新颖，研究结论有参考价值。最近，钱磊老师发表了 《 我们有多少水资源 》 的总结篇，该文总结了 关于水资源的 4 条基本原理 ，我觉得客观科学，值得思考学习。现把这篇博文作如下转载， 建议专家学者将我的研究结论与钱磊老师关于水资源的 4 条基本原理结合起来思考 ，这样或许能产生一些智慧的火花。 转载：我们有多少水资源（八）基本原理 钱磊 2014-9-8 14:49 原载 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117333do=blogid=825917 一直以来都在思考水资源的问题，陆续写了一些博客（ http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117333do=blogid=264982 ， http://blog.sciencenet.cn/blog-117333-265805.html ， http://blog.sciencenet.cn/blog-117333-305546.html ， http://blog.sciencenet.cn/blog-117333-533131.html ， http://blog.sciencenet.cn/blog-117333-534564.html ， http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117333do=blogid=536298 ， http://blog.sciencenet.cn/blog-117333-659797.html ），内容比较混杂。最近檀成龙老师评论了我之前的博文，使我又开始思考这个问题，我想是时候总结几条原理了。但是，这些原理的目的是帮助我自己今后快速进行判断和思考，没有影响别人的意思。从以往博文的评论中，我从一些博友老师那里学到了很多知识，我不是这个专业的，所以所有思考都是个人思考，但其中的思考都尽量从物理原理出发。错误在所难免，请各位专家老师指正。 关于水资源的基本原理： 1. 降水量依赖于水的蒸发，因而和地球（宏观上主要是海洋，也不排除存在局域循环的地区，如热带和某些盆地）接收的、用于海水蒸发的太阳能总量有关。假设海面上方的水汽总是处于饱和，则根据太阳常数和海面的反射率可以估计处于某温度的海面的蒸发量。这可以确定“降水性”水资源的上限，不过根据之前的博文评论，大部分降水是在海上发生的，所以陆地上得到的降水与“降水性”水资源的上限相差很远。虽然有其它形式的水资源（地下水、冰川水），但是任何可持续的水资源都来自“降水性”水资源。 2. 水资源量与水循环速度有关，循环速度越快，水资源量越多。热带的降雨，大部分来自本地的蒸发，热带的降雨量大来源于本地的水循环范围小、速度快。而通常的水循环涉及大陆和海洋，循环范围大、速度慢。如果人为加快水循环（污水处理、海水淡化），也可以增加水资源量。 3. 山水相伴，山是水的磁石（吸引子）。由于地形的原因，山的迎风面降水要比平地多。因此，如果有平地被高山环绕（盆地），那么平地的降水量会减少，高山的降水量会增加，也就是说，降水会向高山集中（降水集中，类比应力集中？）。 4. 水资源缺乏的本质是降水在时间和空间上的不均匀。如果解决了这个问题，就解决了水资源缺乏的问题。这就是为什么需要水利工程，特别是跨区域调水这样的大工程。但是应该注意，这样的工程应该和加快水循环的措施结合才更有效（见第2条）。

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[转载]钱磊博士审查西北超深盆地调水增雨系列论文后的认识 ⑵

zhgatcl 2014-9-12 21:08

我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 。为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下标题和超链接： ① 降水量与水汽含量的拟合公式 和降水效率的一般变化趋势 ； ② 由降水量与水汽含量的拟合公式到年降水量的经验公式 ； ③ 青藏高原和中蒙干旱区特别是新疆半个世纪气候变化的证据作用 ； ④ 西北内流区历史气候和中亚干旱区现代气候的证据作用 ； ⑤ 柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的比较、原因探析和联想 ； ⑥ 深入研究和科学利用地表四大圈层相互作用的客观规律 ； ⑦ 拨乱反正，内陆区降水主要来自陆地内部的蒸散水汽 ； ⑧ 四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益” ； ⑨ 本地水汽比外来水汽容易在本地形成降水的证据和联想 ； ⑩ 补充、汇总和多重证据链网络的框图 。 超深盆地调水增雨的简单过程是： 向超深盆地跨流域调水，这些外来水源在盆地底部浇灌农作物，蒸发蒸腾为水汽，水汽在盆地四周巨型山脉的山地变成地形雨；水往低处流，这些地形雨的降水流回盆地底部，再浇灌农作物，再蒸发蒸腾为水汽，再在盆地四周山地变成地形雨；如此循环往复，外来水源被不断重复利用（肯定有少部分水汽飘出超深盆地，但盆地底部蒸发的大部分水汽将如此循环）。 钱磊 博士勤于思考，他撰写的系列博客 《 我们有多少水资源 》 共有 8 篇。应我的请求，钱磊博士审查了我的预印本论文，并写了几篇这方面的博客。现把钱磊老师审稿以后撰写的第 2 篇博客做如下转载，供各位专家参考。 需要说明的是，转载的博文发表于 2012 年 3 月，那时我的以上第 ① 、 ② 、 ④ 、 ⑤ 四篇论文（黄色背显序号）还没有动笔，所以钱磊老师当时只审查了我的 6 篇论文。按常理，相同论点的论文越多，证据越多，论点的可信度越大。 转载：关于水的局域循环的几点思考——与檀成龙老师讨论 钱磊 2012-3-6 20:28 原载 http://blog.sciencenet.cn/blog-117333-544783.html 这几天读了檀成龙老师对他的观点的总结文章（ http://prep.istic.ac.cn/main.html?action=showFileid=2c92828235d2fc710135dd5c7e520015 ）（注：最新版网址 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146a554767d03f2 ）。檀成龙老师想说明的是， 向西部干旱盆地调水可以提高当地降水量，改善当地气候，对西部经济、社会的发展有重要影响。对于这一点，一个主要论点就是，在周围都是高山的盆地中，水是局域循环的。在盆地中蒸发的水会在周围的高山形成降水，降水形成径流，回到盆地中。 从直觉上来讲，上述论点是符合逻辑的，檀老师的文章中谈的也是可能性，所以我赞同檀老师的叙述。 但是从科学的角度来说，这样的论点其实是“猜想”，或者说理论分析。但是调水是一个实际的科学问题和工程问题，停留在理论分析上是不够的。仅限于“水是局域循环的”这个论点，在进一步的实验分析上我从一个外行的角度，觉得或许有几件事可以做。 首先，可以找一个实际的盆地，实际地追踪一下盆地中的水的去向，判断水是不是局部循环的。这样的盆地我在前面的博文（ http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117333do=blogid=537075 ）中提到过，就是新疆的巴里坤县。但是对于如何追踪水的去向，我没有概念。对于海洋中的洋流，曾经有过“塑料鸭子实验”（其实是一次事故 http://v.pptv.com/show/LVBFwyuRAT8bmQE.html ），但是怎么追踪水汽呢？除非巴里坤县的水的成分和别的地方有显著不同（比如，某种同位素水的含量较高），否则很难直接进行如洋流中的“塑料鸭子实验”那样的实验。 第二，可以监测巴里坤县盆地中的实际蒸发量及周围高山上的实际降水量，比较二者的时间序列是否有相关性（或者有时间延迟的相关性）。 第三，可以对巴里坤县的水循环进行数值模拟，看水是不是确实是局域循环的。 上述几件事可能后两件是比较可行的，相比之下，对于手头没有设备、人力、财力的人来说，可能只有数值模拟是可行的。不过我从一个外行的角度来看，对任何一件事都没什么概念，不知道从哪里下手可以开始研究。 2012年3月7日早晨补记： 可以考虑这样一个问题，如果有一只4000米高的水桶，水桶里的水能保持多长时间不干？

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[转载]钱磊博士审查西北超深盆地调水增雨系列论文后的认识 ⑴

热度 1 zhgatcl 2014-9-9 18:56

我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 。为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下标题和超链接： ① 降水量与水汽含量的拟合公式 和降水效率的一般变化趋势 ； ② 由降水量与水汽含量的拟合公式到年降水量的经验公式 ； ③ 青藏高原和中蒙干旱区特别是新疆半个世纪气候变化的证据作用 ； ④ 西北内流区历史气候和中亚干旱区现代气候的证据作用 ； ⑤ 柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的比较、原因探析和联想 ； ⑥ 深入研究和科学利用地表四大圈层相互作用的客观规律 ； ⑦ 拨乱反正，内陆区降水主要来自陆地内部的蒸散水汽 ； ⑧ 四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益” ； ⑨ 本地水汽比外来水汽容易在本地形成降水的证据和联想 ； ⑩ 补充、汇总和多重证据链网络的框图 。 超深盆地调水增雨的简单过程是： 向超深盆地跨流域调水，这些外来水源在盆地底部浇灌农作物，蒸发蒸腾为水汽，水汽在盆地四周巨型山脉的山地变成地形雨；水往低处流，这些地形雨的降水流回盆地底部，再浇灌农作物，再蒸发蒸腾为水汽，再在盆地四周山地变成地形雨；如此循环往复，外来水源被不断重复利用（肯定有少部分水汽飘出超深盆地，但盆地底部蒸发的大部分水汽将如此循环）。 钱磊 博士勤于思考，他撰写的系列博客 《 我们有多少水资源 》 共有 8 篇。应我的请求，钱磊博士审查了我的预印本论文，并写了几篇这方面的博客。现把钱磊老师审稿以后撰写的第 1 篇博客做如下转载，供各位专家参考。 需要说明的是，转载的博文发表于 2012 年 2 月，那时我的以上第 ① 、 ② 、 ④ 、 ⑤ 四篇论文（黄色背显序号）还没有动笔，所以钱磊老师当时只审查了我的 6 篇论文。按常理，相同论点的论文越多，证据越多，论点的可信度越大。 转载：降水量、蒸发量“悖论”——读檀成龙老师文章的思考 钱磊 2012-2-13 21:41 原载 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117333do=blogid=537075 最近读了檀成龙老师关于往西部调水的文章。 虽然我不赞同檀老师的叙述方式，但是我赞同他的结论——往西部干旱的盆地调水可以改善当地气候。 读檀老师的文章让我回想起中学地理课上的一个困惑：西部干旱地区的蒸发量通常数倍于降水量，而这些地方很多都没有河流，那么，水从何来？当时的想法就是，水从地下来。这是当然的，但是如果很大一片地区都是这样的，那么水从何来，如何平衡？从逻辑上来说，必然得有一个地方，降水量超过蒸发量，并且这个地方的水通过地下水系补充到那些蒸发量高于降水量的地方。但是在中学的时候并没有搞清楚这一点。 仔细思考可以知道，高山就是降水量大于蒸发量的地方，正是雪山融水补充了西部那些盆地的地下水。当然，雪山融水有可能不足以补充蒸发损失的地下水，那么这又是个什么情况呢？就是地下水在减少，补充和损失不再平衡，此地的水资源不再可持续。 檀老师的文章中提到， 塔里木盆地等内流区冰川加速融化，导致当地的降水量上升，我觉得这是可以理解的，这当然也是支持“调水改变气候”的证据。 但是我想说的是，这也是说明调水不容迟疑的原因。 冰川加速融化，可能说明了当地总的水资源量在减少，蒸发量大于降水量的区域在扩大。因为当地水资源总量在减少，不调水可能会导致该地区最终无水可用，这是需要调水的一个迫切的原因，而调水如果同时能改变气候，那么何乐而不为？ 所以，我觉得檀老师的文章主要强调了调水的好处。如果反过来，檀老师能仔细分析一下不调水的坏处，那么调水的必要性就更清楚了。 檀老师还有一个观点是， 在西部的盆地里，水是局部循环的。 这一点我持保留态度。我尝试找一个理解这一点，但是我发现我找的例子不足以说明水的循环是局部的。例子如下。看全国的降水量分布图，可以发现西部的盆地都是一些等降水量线封闭的地方，这正好反映了当地的地势。注意到图中小圈指示的地方有一个等降水量线闭合的小区域。 如果在卫星地图上仔细看可以知道这里是巴里坤哈萨克自治县。 巴里坤县的降水量是210毫米，比周围的哈密高100多毫米左右，当然这里的蒸发量也不小，达1620毫米，但比哈密低1200毫米。粗看起来，这里的水也是不平衡的。但是回想前面的分析，如果这个地方的水量是不平衡的，那么应该有个地方有降水可以补充，哪里呢？哈密？不可能，因为这里的水更不平衡。唯一可能的就是环绕巴里坤县的高山，这里的降水量应该比巴里坤县盆地中多，蒸发量小，所以有可能将高山加人降水量和蒸发量的计算之后，巴里坤的蒸发和降水是平衡的，也就是说很有可能巴里坤县的水是局部循环的，但是这是不确定的。

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[转载]科学时报首席评论员王中宇对新疆变湿假说的几点思考 ⑶

zhgatcl 2014-9-7 17:15

我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下博客： ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ⑦ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ⑧ 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大 , 变成降水的比例相同吗 ? ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的 “ 调水增效倍数 ” ？！ 。 著名气象专家张学文研究员倡导创建《盆地气象学》和《盆地地理学》， 对我的论点比较支持 ，写了以下博客： ① 对霍有光、檀成龙的新疆变湿理论的思考 ； ② 改造盆地气候存在一把特殊的钥匙？--初议干盆地与湿盆地概念 ； ③ 盆地水汽（空气）的封闭程度表 ； ④ 征答：气候学中的一个思想实验 ； ⑤ “干湿双稳态”是盆地气候的重要特征? ； ⑥ 大规模调水对降水的影响的旁例分析 。 科学时报首席评论员王中宇 关注我国的水土资源配置，发表过《 西线大争论看公共事务决策 》、《 水土资源匹配——一个战略性的难题 》、《 “引渤济疆”构想的气候目标观察 》等文章。王中宇老师对我的论点感兴趣，在审查阅读我和张学文老师以上文章以后，积极参与新疆变湿理论的讨论，王中宇老师的文章也说明 我的论点不是信口开河、胡说八道，具有分析讨论的价值。 现把王中宇老师思考以后撰写的第 3 篇博客做如下转载，供各位专家参考。 转载：关于“绝对加权法水汽返回率” 与檀成龙先生讨论 王中宇 2014-7-27 09:35 原载 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=267do=blogid=815009 檀成龙先生在《降水的水汽来源再思考》后留言： 2014-7-25 20:45 王老师：您好！对降水的水汽来源，您进行了深入研究，您的观点值得学术界重视。关于降水的水汽来源，海洋与陆地不同，沿海与内地不同，季风区与非季风区不同，超深盆地与其它地方又有很大区别（四周的巨型山脉能阻止外来水汽的输入，也能阻止盆地底部蒸发水汽的输出。监狱四周的高大围墙能阻止囚犯外逃，盆地四周的高大山脉类似于监狱四周的高大围墙）。 “绝对加权法水汽返回率”低估了本地水汽对本地降水的贡献率，而“绝对优先法水汽返回率”又高估了本地水汽对本地降水的贡献率。为克服以上缺陷，我提出采用“部分优先与相对加权相结合的创新方法”计算本地水汽对本地降水的贡献率，这一方法有没有明显的原则错误？ 您对这个方法有何评价 ？ --------------------------------------------------------------------------------- 檀成龙先生： 根据您在《本地水汽比外来水汽容易在本地形成降水的证据和联想——八论特大规模调水能彻底改变大西北干旱少雨的恶劣气候》中的表三中，“部分优先于与相对加权计算”部分列出的计算过程，我理解：您的“部分优先于相对加权法”，其基本思路是： 本地蒸发的水汽 55% 转化为降水，其余 45% 的本地蒸发水汽与外来水汽混合，按比例转化为其余的降水。 其中的比例“ 55% ”来源于你的另一篇文章《四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益”， 七论特大规模调水能彻底改变大西北干旱少雨的恶劣气候》。 查此文，“ 55% ”出自 4.7 节，其相关文字为： “ 在4.3节我们分析计算本地水汽从地表垂直输送到水汽的平均海拔过程中，温度下降13℃左右，相对湿度和气温的双双下降致使一大半本地水汽饱和析出变成降水。因此，我们可以分三步初估本地水汽和外来水汽对当地降水的贡献。 第一步，新疆本地水汽上升到水汽平均海拔高度气温下降13℃左右形成的降水量 参考第4.3节按55%估算 ，数据为2212*55%=1217亿吨，剩余的本地水汽为2212—1217=995亿吨，剩余的当地降水为2412-1217=1195亿吨。 ” 而 4.3 节相关段落为： “ 查表1可知，30℃时饱和水汽的绝对湿度为30.36克/立方米，用插入法由表1可得出17℃时饱和水汽的绝对湿度为14.93克/立方米，即温度下降13℃时， 大约有51%的水汽饱和析出 。 查表1可知，—20℃时饱和水汽的绝对湿度为0.884克/立方米，用插入法由表1可得出—33℃时饱和水汽的绝对湿度为0.273克/立方米，即温度下降13℃时， 大约有69%的水汽饱和析出 。 由以上计算可以看出，无论是夏季（地表气温30℃左右）还是冬季（地表气温—20℃左右），气温下降13℃， 将有一大半水汽饱和析出。 ” 以上分析有个 隐含的假设：地表水汽处于饱和状态 。因抬高而气温下降，使饱和水汽的绝对湿度下降约 55% ，导致“ 一大半水汽饱和析出。 ” 若地表水汽不到饱和程度，就得不出这个结论。事实上塔克拉玛干的地表水汽远不到饱和程度。只有“湿盆地”四川，比较接近这个隐含假设。 我非气象学者，以上思考或许不周，请指正。 中宇 ---------------------------------------------------------------------------------------- 檀成龙 2014-7-27 11:43 王老师：您好！首先多谢您认真审查我的稿件，您的理解与我想表达的基本一致。但隐含的假设（地表水汽处于饱和状态）不存在，地表相对湿度为50%，上升到2000米高空相对湿度仍然是50%时，气温下降13度，析出的水汽大约是55%；地表相对湿度为40%，上升到2000米高空相对湿度仍然是40%时，气温下降13度，析出的水汽大约是55%。只要地表与2000米高空的相对湿度基本相等，析出的水汽大概都是55%左右。如果考虑热胀冷缩、高度增加气压下降，体积缩小的话，析出的水汽可能还要大一些。请您考虑。 博主回复(2014-7-27 20:42) ： 就我有限的气象学知识，水汽析出的前提之一，是相对湿度达到100%，空气中无法包含多余的水汽。当相对湿度远小于100%（例如40--60%）时，不可能有水汽析出。所谓地形雨，是水汽升高，温度下降，饱和湿度下降，导致相对湿度上升导致的。 以上理解，不知对否，请指教。 王中宇老师与我之间的 其它讨论详见原载文章。

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[转载]科学时报首席评论员王中宇对新疆变湿假说的几点思考 ⑵

zhgatcl 2014-9-5 18:46

我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下博客： ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ⑦ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ⑧ 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大 , 变成降水的比例相同吗 ? ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的 “ 调水增效倍数 ” ？！ 。 著名气象专家张学文研究员倡导创建《盆地气象学》和《盆地地理学》， 对我的论点比较支持 ，写了以下博客： ① 对霍有光、檀成龙的新疆变湿理论的思考 ； ② 改造盆地气候存在一把特殊的钥匙？--初议干盆地与湿盆地概念 ； ③ 盆地水汽（空气）的封闭程度表 ； ④ 征答：气候学中的一个思想实验 ； ⑤ “干湿双稳态”是盆地气候的重要特征? ； ⑥ 大规模调水对降水的影响的旁例分析 。 科学时报首席评论员王中宇 关注我国的水土资源配置，发表过《 西线大争论看公共事务决策 》、《 水土资源匹配——一个战略性的难题 》、《 “引渤济疆”构想的气候目标观察 》等文章。王中宇老师对我的论点感兴趣，在审查阅读我和张学文老师以上文章以后，积极参与新疆变湿理论的讨论，王中宇老师的文章也说明 我的论点不是信口开河、胡说八道，具有分析讨论的价值。 现把王中宇老师思考以后撰写的第 2 篇博客做如下转载，供各位专家参考。 转载：降水的水汽来源再思考 王中宇 2014-7-21 10:07 原载 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=267do=blogid=813359 1 、纯数学的思路 ... 1 2 、迁飞轨迹分析 (Trajectoryanalysis) 2 3 、稳定同位素示踪 ... 7 3.1 温度效应 ... 9 3.2 大陆效应 ... 9 3.3 过量氘与降水的水汽来源 ... 12 3.4 一些研究结果 ... 13 4 、讨论 ... 13 贴出《对降水的水汽来源的讨论》一文后，引发了讨论，尤其是张学文老师与檀成龙先生的意见很中肯。看来本地水汽占降水的比例应在“绝对加权法水汽返回率”和“绝对优先法水汽返回率”之间的某个位置上。然而这个位置在哪里？证据何在？仍需思考。 1 、纯数学的思路 无论“绝对加权法水汽返回率”还是“绝对优先法水汽返回率”，都是基于水汽流入量、本地蒸发量两个数据，假设它们各自对降水的影响而估算出来的。从数学上看，这个问题本质上是寻找水汽流入量、本地蒸发量与降水量的关系。换而言之，是用前两者解释后者。从解释力的视角看，用多年均值不可能得出有说服力的解释，若用实测的时间序列（向量），则有可能给出某种程度的解释，并评估其解释能力。经济学中的生产函数理论就是这样做的。 由于降水在年内有季节性波动，故所用时间序列起码应是季度值，若用年度值，则年内明显的波动被平均掉了，其解释力肯定受限。在现有数据条件下，最好用月度数据，它能更有地效反映三者间的关系。 分析时首先应做出水汽流入量 - 降水量散点图和本地蒸发量 - 降水量散点图，观察降水量与两者间的关系，找出比较符合实际的函数表达式。基于此，寻找由水汽流入量、本地蒸发量计算降水量的公式，其中必有几个待定系数。 然后根据气象学或“会计学”，确定一些必须满足的约束条件，它们可以表现为等式，也可以表现为不等式。以保证由公式计算出的降水量或某些中间变量数据不至荒谬。 于是整个问题成为“约束条件下的极值问题” ---- 需找一个由水汽流入量序列、本地蒸发量序列估算降水量序列的算法，调整其中的待定系数，使估算出的降水量序列与实测降水量序列的误差极小。 注意，由于决定降水量的因素不止水汽流入量、本地蒸发量两个，逻辑上比较合理的选择是估计这两个因素能决定的降水量上限，由实际降水量与所估计上限之差，寻找影响降水量的其它因素。我在《中国困境的政治经济学透视》第二遍第六章中（见 http://pan.baidu.com/s/1sj13OYx ），就用这个思路分析了资本、劳力与产出的关系，比主流经济学中的生产函数理论更确切地解释了其间的关系，揭示出导致产出波动的，不仅是生产力领域的因素，还有生产关系乃至社会关系领域的因素。 公式的具体形态需反复调整方可获得，调整的依据有二：其一气象学的基本原理，其二拟合误差。 一旦找到其解释能力可接受的公式，即可基于它分析水汽流入量、本地蒸发量对降水的贡献了。 笔者不是气象学者，找不到相关实测数据序列。若有哪位网友，手中有相关的数据，不妨一试。或许能得出有说服力的结论。 2 、迁飞轨迹分析 (Trajectory analysis) 轨迹分析是气象学上计算空气质点在高空中的运行路径的方法，通过分析流线和风速来确定空气质点运行的方向和速度，从而可以用特定的计算公式算出在某段时间内迹线的长度。 混合单粒子拉格朗日综合轨迹模式 (HYSPLIT ： Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated TrajectoryModel) ，由美国国家海洋与大气局（ NOAA ）空气资源实验室 ARL （ Air Resources Laboratory ）所开发。它在平流和扩散计算上采用了拉格朗日方法的框架，而其浓度计算则采用欧拉方法在每个固定网格点上进行计算。现在通用的版本是 HYSPLIT_4 ，其方案参数设置灵活，运用这种灵活的设置可以执行多种多样的模拟计算。模式具有向前计算和向后回算的能力，可以分别分析气团的去向和来向。模式可以使用大尺度再分析资料，也可以应用短期数值天气预报模式的输出气象场来计算气流轨迹。通过追踪某地某一天的气团来向，可以分析得出该日该地大气中水汽的主要来源方向。 从查到的学术论文看，这一方法虽为气象学界创造，但在中国的运用多用于病虫害传播分析，涉及到的包括小麦条锈病菌、麦蚜、稻飞虱、麦红吸浆虫、三代粘虫、褐飞虱等等。另一个集中的运用方向是大气污染，涉及到的有 SO 2 浓度、大气污染物水平输送场、沙尘源地、污染日的气象影响因子、 PM10 、 PM2.5 、日本核泄漏、喜马拉雅山雪冰主要离子、沙尘气溶胶、温室气体本底、雪冰中微粒等等。国家气象中心基于 HYSPLIT_4 ，建立了区域大气中有毒气体泄漏污染扩散应急响应气象保障数值预报系统。据国家气象中心《区域大气环境应急响应数值预报系统》一文宣布，该系统“ 可在接到事故发生信息后15 min内完成产品制作。该系统具有快速应急响应的功能，可成为针对国内区域性尺度、不同危险化学品释放物类型的应急模拟预报工具。从而为各级政府决策部门进行有毒气体泄漏的人员疏散、撤离方向，避难方位等提供有关科学指导。 ” 在气象学里，多见的研究涉及一次性的天气现象，如：《南京一次持续性浓雾天气过程的边界层特征及水汽来源分析》、《一次台风远距离暴雨水汽条件及其模拟》、《 2011 年春末夏初长江中下游地区旱涝急转成因初探》等。 涉及到水汽本地蒸发与远距离迁移的研究，只查到两项： 1 、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所硕士研究生马京津，于 2006 年提交硕士学位论文《中国华北地区水汽输送及与气候的相关分析》，指导教师：高晓清。基于这篇论文的第三章“应用 HYSPLIT 模式分析华北地区水汽输送路径”，以马京津领衔，发表了数篇论文： 马京津、高晓清《华北地区夏季平均水汽输送通量和轨迹的分析》 ( 高原气象 第 25 卷第 5 期 2006 年 10 月 ) 。 马京津《应用 HYSPLIT 模式分析华北夏季水汽输送路径》 2007 年第二届干旱气候变化与可持续发展国际学术研讨会会议论文 马京津《华北地区气候变化及对夏季水汽输送的影响》 2007 年中国气象学会年会会议论文 马京津、张英娟《应用 HYSPLIT 模式分析华北夏季水汽输送路径》 2007 年第十四届全国大气环境学术会议会议论文 马京津、于波、高晓清、李洁《大尺度环流变化对华北地区夏季水汽输送的影响》（高原气象 第 27 卷第 3 期 2008 年 6 月） 该研究首先利用 NCAR NCEP 1948--2003 年间的再分析格点月平均资料，用区域平均的方法计算了华北地区夏季（ 6--8 月）气柱各层的平均水汽通量 图 1 ：华北地区夏季大气水平通量随高度的分布 计算表明气柱整层水汽通量中有 84% 在 500 hPa 以下，即气柱中水汽通量主要集中在对流层中低层。各层中以 850 hPa 层的水汽通量值最大，其次为 700 hPa 。 然后计算了华北地区 1948--2004 年间，各年夏季（ 6--8 月）的区域平均气柱垂直积分的水汽输送通量及其变化曲线： 图 2: 气柱垂直积分的水汽输送通量 数据显示： 40 年代末到 60 年代初，华北地区 6—8 月。水汽输送通量呈上升态势， 60 年代初达到最高。此后总的趋势是下降。 2000 年代初为最低值。这个时期内，华北地区表现出明显的干旱化态势。 进而用 HYSPLIT_4 模式，计算了在水汽输送量最高的 850pha 层上，每个十年华北地区 6—8 月的水汽输送轨迹。 图 3 ：华北地区 850hpa 平均水汽输送轨迹 观察各年度的水汽输送轨迹，可以发现在降水集中的 6-8 月，水汽主要来自南方，自 70 年代起，输送轨迹越来越短。下图比较最湿润与最干燥时期的水汽轨迹： 图 4 ：华北地区 1960 年代与 2000-2003 年 夏季逐月 850hPa 层的水汽轨迹 可见在湿润年份，水汽主要由东亚夏季风从带来南方带来，水汽团的起点往往在南方沿海，水汽通量大。而在干燥年份，水汽更多靠西北风从临近内陆带来，输送轨迹明显缩短，且大多在华北地区内部，意味着降水越来越依赖临域内的蒸发。 这暗示我们，越是干旱的地区，降水越依赖本地蒸发。 研究者还选出偏湿的 1963 、 1964 、 1971 、 1973 、 1976 、 1995 、 1996 年和偏干的 1952 、 1968 、 1983 、 1997 、 1999 、 2002 年。绘出干、湿年份的夏季水汽输送轨迹： 图 5 ：华北地区典型偏湿、偏干年夏季水汽输送轨迹比较 所有的水汽输送轨迹，在偏湿年份均起自琼州海峡，而在偏干年份全程均在华北地区内部。这是否意味着在偏干年分，华北地区的降水几乎全部依赖本地水汽蒸发？ 2 、 2013 年第 30 届中国气象学会年会上，王涛（南京信息工程大学）、徐丽娜（国家气候中心）、刘笑（平顶山市气象局）联名提交会议论文《郑州大气降水氧同位素变化及水汽来源分析》 王涛、徐丽娜、刘笑用 HYSPLIT_4 模式计算了郑州的水汽来源。关于实测数据的时间区间，文中只提到“ GNIP 郑州站点数据记录时间为1985 年至1992 年。 ”他们计算的结果如图： 图 6 ：郑州站点不同季节空气后向轨迹示意图 （图中百分比为该方向轨迹气团来源所占总数的百分比） 由图可看出，郑州的水汽团春气有 53% 来自河南省内，夏季有 18% 来自河南省内，秋季有 40% 来自河南、河北、山西交界处，唯冬季最近的气团来源稍远，估计在河北、山西、内蒙交界处，占到本季降水气团的 45% 。 由此，从全年看，近区陆面蒸发占郑州降水总量的比重，在 18%--53% 之间，由于东亚季风区降水量主要集中在夏季，估计全年这个比重在 30% 左右。 由上述两项研究可看出，迁飞轨迹分析及其混合单粒子拉格朗日综合轨迹模式 (HYSPLIT) ，可用于研究降水气团中本地蒸发与外来运移水汽的比例。 HYSPLIT-4 模式是目前比较成熟且得到广泛运用的工具，但还很少用于这方面的研究。上述两项研究也都不是针对这个方向。但其结果却提示了用于这个方向上的可能性。 3 、稳定同位素示踪 上个世纪 50-60 年代，西方学者注意到降水中稳定同位素（ stable isotope in precipitation ，简写为 SIP ）的组成依赖于地表温度、降雨量、经度和纬度等因子。水的分子式是 H 2 O ，其中的 H 有稳定同位素 D （氘）， O 有稳定同位素 18 O 。于是天然水中存在 HD 16 O 和 H2 18 O 。由于海洋占全球总水量的 97% 且观测的 D 和 18 O 的丰度变化很小，海水中同位素的含量被用作标准，以衡量样本水的同位素丰度（ δ D 或 δ 18 O ）： δ=（γ 样本 -γ 标准 ）/γ 标准 ×1000 其中 γ为同位素比率(D/ 1 H 或 18 O/ 16 O)。 在水循环中伴随着许多次相变，相变过程中，不同的同位素发生分馏，称为瑞利（ Rayleigh ）分馏。这导致同位素丰度 δ 的变化。这为跟踪水汽的行迹提供了指示。 Craig 、大范围测定了世界各地的河水、湖水、雨水和雪水，发现了 δ D 和 δ 18 O 间存在线性关系： δ D=8 δ 18 O+10 。 这被称为全球大气降水线 (global meteoric water line ， GMWL) 。事实上，因气象条件和降水过程的差异，各站点的降水线 (Local MWL) 都偏离 GMWL ，可表示为： δ D=a δ 18 O+b 降水同位素丰度的变化主要取决于温度、降水量及距离水汽源的水平和垂直距离，另外还受陆地水汽循环、雨滴的大小、和大气环流等的影响。 图 7 中浅蓝部分示意标准海水的平衡蒸发过程。在瑞利分馏过程中，重的同位素蒸发慢，故水汽中，其含量下降。 黑色部分示意水汽的运移和冷凝过程。冷凝过程中，重同位素先析出，故降水中的 δ 上升，经多次降水，水汽中的 δ 会越来越低。 图 7 ：降水与瑞利分馏的示意图。 （取自陈中笑等《中国降水稳定同位素的分布特点及其 影响因素》大气科学学报 第 33 卷第 6 期 2010 年 12 月） 影响样本中同位素丰度的因素有蒸发地的温度、降水量、等 3.1 温度效应 温度是控制影响同位素分馏的关键因素。 蒸发温度低时，首先蒸发的是轻同位素，温度越高，重同位素蒸发越多。因此逻辑上，重同位素丰度与地表温度正相关。 Dansgaard 利用北大西洋的观测数据，最先报告了温度效应： δ 18 O= 0.695t-13.6 Yurtsever 利用GNIP站点资料分析得到： δ 18 O= （0.512±0.014）t-（14.96±0.21） 而中国测算的结果表明，在中国温度效应比两者都弱： δ 18 O= 0.23t-11.85 仅乌鲁木齐和齐齐哈尔有明显的温度效应，天津较弱，处于季风区的香港、南京和昆明都没有温度效应。 图8：中国的温度效应 （实线为中国、虚线为GNIP的分析结果) （取自陈中笑等《中国降水稳定同位素的分布特点及其 影响因素》大气科学学报 第 33 卷第 6 期 2010 年 12 月） 3.2 大陆效应 水汽在长途运移中，经多次降水，较重的同位素析出，使残留水汽中的同位素丰度下降。很多论文都提供了不同地点的大气降水线图，图中标出了降水同位素丰度的样本点，笔者据此逐一估计其均值如下： 地点 δ 18 O 均值 D 均值 成都 春 -2.3 -13 南京 春 -4 -20 香港 -5 -30 张掖 10-3月 -5 -30 祁连山七一冰川 夏 -6 -25 西安 春 -5 -35 陕西省子洲县岔巴沟 -7 -45 西安 夏 -7 -45 南京 秋 -7.5 -45 沱沱河 -7 -50 南京 冬 -8 -45 南京 -8.5 -50 德令哈 -9 -50 成都 夏 -8.5 -55 昆明 -8 -60 兰州 -8 -60 南京 夏 -9.5 -65 聂拉木 -10 -80 张掖 -12 -80 乌鲁木齐 -13 -90 卧龙 -13 -90 拉萨 -14 -100 张掖 4-9月 -17 -120 希夏邦马 -18 -130 观察到的总趋势是：越是远离海岸的地点，同位素丰度越低。这就是大陆效应，即水汽中的δ 18 O 和δ D 值在沿着气团输送路径上不断的贫化。由于δ 18 O 和δ D 值在气团运行轨道上的不断降低，因此，“大陆效应”的原理也被很多学者用于确定水汽来源的路径等问题的相关研究。当然也有一些例外，如 张掖 10-3月、祁连山七一冰川（夏）， 远离海岸，但同位素丰度较低。这说明影响同位素丰度的因素比较复杂。 下图是香港、南京、昆明、乌鲁木齐的大气降水线： 图 9 ：四个地点的大气降水线 （取自陈中笑等《中国降水稳定同位素的分布特点及其 影响因素》大气科学学报 第 33 卷第 6 期 2010 年 12 月） 观察这四幅图，可注意到： 首先，绝大多数样本的稳定同位素丰度都明显低于标准海水的丰度，只有沿海的香港，少数样本的丰度接近标准海水，这说明瑞利分馏过程导致水汽中同位素丰度下降。 其次，离海岸越远，同位素丰度越低。由图中估计， δ D 的均值分别约为：香港 -30 、南京 -50 、昆明 -60 、乌鲁木齐 -90 ； δ 18 O 的均值分别约为：香港 -5 、南京 -7 、昆明 -8 、乌鲁木齐 -13 。 3.3 过量氘与降水的水汽来源 水在蒸发过程中的动力分馏作用使氢和氧稳定同位素的平衡分馏被破坏，在降水中 δ D 和 δ 18 O 之间的关系中出现一个差值， 1964 年、 Dansgaard 把它定义为过量氘： d= δ D -8 δ 18 O 以表示局地降水中氘的丰度线偏离世界降水线的程度。 d 值实际上是一个大气降水的重要的综合环境指标。大多学者认为，降水中 d 的值主要取决于形成降水的水汽来源地的相对湿度。由低维度海面蒸发而来的水汽，其形成的降水中的 d 较低，随着水汽来源地的大气相对湿度的降低，降水中的 d 值会升高。但是由于水循环过程的差异，全球降水中的大气水线和 d 在时间和空间上都存在着较大幅度的变化。 d 的变化也可以反过来研究形成降水的水汽源地气候条件的变化。因此，在地区水资源研究中一般不应借用全球大气降水线。确定地区性降水线成为区域同位素水资源研究的一项重要关键和先决条件。 d 取决于水汽蒸发源地的状况，如空气相对湿度、海表面温度、盐度及风速等，且同一水汽团在输送、冷凝过程中 d 会保持不变。因此， d 常常被用来研究追踪水汽源地。由于水汽源地的不同、降水形成过程等的变化造成不同地区 d 在时空分布上有较大的变化。 3.4 一些研究结果 张应华、仵彦卿：“ 根据氘盈余值估算，黑河流域全年取样期间降水中局地水循环所占比例至少达31.06%。 ”（张应华、仵彦卿《黑河流域大气降水水汽来源分析》干旱区地理第 31 卷第 3 期 2008 年 5 月） 徐彦伟、康世昌、张玉兰、张拥军：“ 根据地表水体蒸发水汽对当地大气水汽贡献率的估算理论,基于相关水体(降水、河水、大气水汽和湖水)中稳定同位素数据,初步估算出近年夏季纳木错湖水蒸发水汽对当地大气水汽的贡献率平均约为28.4%～31.1%. ” （徐彦伟、康世昌、张玉兰、张拥军《夏季纳木错湖水蒸发对当地大气水汽贡献的方法探讨 : 基于水体稳定同位素的估算》《科学通报》 2011 年 13 期） 从笔者查到的几十篇相关文献看，同位素丰度是水循环研究中主要手段之一，理论上它有可能用于研究本地蒸发对降水的贡献率。国际原子能机构 (IAEA) 和世界气象组织 (WMO) 于 1961 年成立了全球降水同位素检测网 (GNIP) ，到 2010 年已有 53 个国家的 183 个观测站点，我国于 1983 年开始加入该计划。并陆续建立了约 30 个站点。估计已经有相当丰富的观测数据可供研究用。 但在中国的实际研究中，这样的结果甚少。 4 、讨论 就笔者思考与查文献所见，以上三个思路均可用于研究当地蒸发对降水的贡献率。但对具体区域的研究结果甚少。从查到的少数研究结果看， 对本地蒸发水汽占降水的比例，“绝对加权法水汽返回率”很可能低估了它，而“绝对优先法水汽返回率”很可能高估了它。真实的比例有极大的可能在这二者之间的某个位置上。 这个问题是“东水西调”、“南水北调”的基础理论问题之一，对中华民族的持续生存发展而言，极为重要。对这个问题，打口水仗了无意义，更不能依先入为主的倾向选择“研究”结论，教科书或权威的判断亦不足为凭。唯一应做的，是靠证据与逻辑得出客观的事实判断。 希望有数据、有条件的朋友深入研究它。

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[转载]科学时报首席评论员王中宇对新疆变湿假说的几点思考 ⑴

zhgatcl 2014-9-2 20:02

各位老师： 我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了 10 篇预印本论文，详见以下博客： ① 半个世纪气候变化的事实证明：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ② 历史气候也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ③ 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ④ 青海湖流域的气候事实也证明 : 向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑤ 四大圈层相互作用与影响：向新疆调水 , 当地降水量能成倍增加 ； ⑥ 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? ⑦ 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的 “ 调水倍增效益 ” ； ⑧ 低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大 , 变成降水的比例相同吗 ? ⑨ 多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 ； ⑩ 为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的 “ 调水增效倍数 ” ？！ 。 著名气象专家张学文研究员倡导创建《盆地气象学》和《盆地地理学》， 对我的论点比较支持 ，写了以下博客： ① 对霍有光、檀成龙的新疆变湿理论的思考 ； ② 改造盆地气候存在一把特殊的钥匙？--初议干盆地与湿盆地概念 ； ③ 盆地水汽（空气）的封闭程度表 ； ④ 征答：气候学中的一个思想实验 ； ⑤ “干湿双稳态”是盆地气候的重要特征? ； ⑥ 大规模调水对降水的影响的旁例分析 。 科学时报首席评论员王中宇 关注我国的水土资源配置，发表过《 西线大争论看公共事务决策 》、《 水土资源匹配——一个战略性的难题 》、《 “引渤济疆”构想的气候目标观察 》等文章。王中宇老师对我的论点感兴趣，在审查阅读我和张学文老师以上文章以后，积极参与新疆变湿理论的讨论，王中宇老师的文章也说明 我的论点不是信口开河、胡说八道，具有分析讨论的价值。 现把王中宇老师思考以后撰写的第 1 篇博客做如下转载，供各位专家参考。 转载：对降水的水汽来源的讨论 王中宇 2014-7-12 10:29 原载网址 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=267do=blogid=811058 在西北调水问题的大讨论中，一个基础性的问题是：调水能否有效改变西北气候。为了回答这个问题，又需搞清楚在实际降水量中，有多少来自外来水汽，有多少来自本地水分的蒸发。 1962 年张学文老师在《新疆的水分循环和水分平衡》一文中，给出了新疆的水分循环和水分平衡框图： 图1：新疆的水分循环和水分平衡框图 （多年平均值，单位是亿吨/年） 由图 1 ，可知新疆的降水中 85% 来自外来水汽， 15% 来自本地蒸发。 张老师在文中估算了空中含水量、空中输水量、大气降水、冰川和永久积雪、地表迳流和地下水、蒸发量，并指出： 我们有了几种形态的水的基本数量与特征，根据水分必须遵守水量平衡的原则，这样就可把各方面的资料综合起来，揭露出各种形态的内部关系、每种形态水的内部关系和每种水的来源和去路。这样我们最后就构成一张新疆的水分循环和水分平衡图。 图1中，在降水总量中，外来水汽和本地蒸发各占的比例相当整齐（85%、15%），似乎是根据某个来源的数据取整得来的。 然而，对这两个比例的来源，文中未作解释。 檀成龙在《四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益”》一文中，将这一数据的来源理解为“绝对加权法水汽返回率”。即水汽总来源中，外来水汽与本地蒸发所占的比例（ 83.90% 、 16.10% ），由此取整，即得（ 85% 、15% ）。 檀成龙认为，本地蒸发的水汽更容易形成降水，因而宜用“绝对优先法”，即本地蒸发量全部在本地形成降水，降水总量中其余的部分才归因于外来水汽。由此，本地水汽形成的降水量将占新疆全部降水量的 91.7% 。 檀成龙关于本地蒸发的水汽更容易形成降水的分析有道理， 但他的“绝对优先法”却有些武断，连他自己都认为“ 绝对优先法有高估本地水汽对当地降水贡献率的嫌疑 ”。那到底应如何估算本地蒸发与外来水汽对降水的贡献？ 由张老师的图 1 ，可知空中水汽流入为 11540 亿吨 / 年，而流出为 11340 亿吨 / 年，可见这个区域的空中水汽净流入为 200 亿吨 / 年。由于图 1 表述的是多年平均状态，可以忽略空中水汽存量的变化，于是这 200 亿吨 / 年的水汽净流入全部转化为降雨，且全年降雨中，只有这 200 亿吨 / 年来自外来水汽。这里有两个问题应说明： 其一，实际降水很可能是外来水汽与本地蒸发共同形成的，没有外来水汽，单靠本地水汽可能无法形成降水。另外流出本地的水汽中不排除本地的部分蒸发量。但从水汽平衡的视角看，本地水汽的净流入量反应了以水汽状态从外地注入本地的水资源增量。因而来外来自水汽的降水，不可能超过这 200 亿吨 / 年。 其二，外来水汽形成降水后，年内可能再次蒸发再次形成降水（甚至可能有多次）。但除第一次降水外，均应归因于本地蒸发。 明确了外来水汽形成的降水量，总降水量的其余部分（ 2412-200=2212 亿吨 / 年），就只能归因于本地蒸发量了。 巧的是，这 2212 亿吨 / 年正是图 1 中的本地蒸发量，结果本地蒸发量 100% 转化为降水量。于是，从数值上看，檀成龙的结论可能更合理。 这“巧合”引导我们进一步思考水资源问题。然而不同职业倾向于从自己的角度看待水资源，结果到底何为“水资源”都缺乏共识。水利部将水资源理解为 河水流量与“不重复”的地下水的合计值。而气象学者则认为水资源应是年降水量的总和，即区域平均年降水量乘以区域面积。由于职业关注对象不同，这样的歧见估计很长时期都不可能弥合。 从水循环的视角看，它是一个典型的动态系统。分析动态系统首先要明确的一对概念是“存量”与“流量”。对水循环而言，存量的量纲是质量，而流量的量纲是质量/时间，即流量决定了存量随时间的变化。由此，一个地域的水循环，其逻辑框架如图2： 图2：地域水循环的逻辑框架 图2中方框表示这个地区不同形态的水资源存量，箭头表示水资源的流量。正是这些流量建立起了不同形态的水资源存量间的关系，以及本地水资源与外域的关系。 气象学中的“可降水量”为 大气柱里的总含水量（指气体的水汽），单位是把它们换算为液态水后的厚度，用毫米计量。 “可降水量”在区域面积上积分，即为空中水资源总量。 外来水汽流入与本地蒸发均补充空中水资源，而水汽流出则减少空中水资源。当空中水汽达到饱和时，凝结成水落下，即为降水。 如果假设“空中水资源存量”不变（张学文老师的文中即隐含这样的假设），那它的增量为零，这意味着： 空中水汽流入 + 本地蒸发量 = 降水量 + 空中水流出 （ 1 ） 或： 空中水汽流入 - 空中水汽流出 = 空中水汽净流入 = 降水量 - 本地蒸发量 （ 2 ） 或： 降水量 = 空中水汽净流入 + 本地蒸发量 （ 3 ） 换而言之，空中水汽流入、本地蒸发量、降水、空中水流出这四个实测值间，存在一个“会计恒等式”，可用于检验这四个实测参数的可信度。图 1 提供的数据正好满足它，从旁支撑了张学文老师的测度。 当然，这是建立在“空中水资源存量”不变的假设之上。事实上“空中水资源存量”在年度间应有一定的波动，但由于“空中水资源存量”比水汽的流入或流出小一个数量级，忽略它的波动，不致造成大的误差。 另一方面，如果这个地区的气候存在趋势性的变换，从长期看，“空中水资源存量”的变化不可忽视。但它在一年内的变化量却不会太大，因而测度它是个困难的课题。以塔里木为例，从汉代至今，存在明显的干旱化趋势，但这个数千年的过程，落实到每一年，可能很难看出明显的变化。 学界现有人在试图利用代用资料（如史料、考古资料、年轮、孢粉等）复原历史上的气象数据，如果其中有相关区域的相关数据，倒不妨据此作为分析的基础。但它对以年为尺度的分析意义不大。

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[转载]李小文院士审查新疆变湿论文后的态度：没赞成也没反对向外求助

热度 1 zhgatcl 2014-8-30 16:31

各位老师：我 6 月 17 日 开通科学网博客，到目前为止，我发表了原创博客 12 篇，转载博客 6 篇，全部都是 宣传向西北调水的 。 我的论点是向西北特大规模调水（每年几百亿方最多 1000 亿方）能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候，我的论点极其宏观、极其大胆，比较另类，很多专家都不敢公开发表意见。如果我的论点确实成立，对国家就有很大的作用。 李小文院士是遥感专家，不是气象专家。我请求李小文院士审查气象论文，给李小文院士出了难题。为了审查我的论文，李小文院士花了不少时间。下面转载的博客，李小文院士 2013 年 7 月曾在科学网上公开发表。在这篇博客中，李小文院士没有赞成我论点的倾向性意见，也没有质疑我论点的倾向性意见，只能说明 我的论点不是信口开河、胡说八道，有分析讨论的价值。 现把李小文院士的博客转载如下，供各位专家参考。 事实上，李小文院士博客中所涉及论文的主标题是《 四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益” 》，副标题是《 七论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 》，有兴趣审阅这篇论文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282476d060b0147e97b54e3009a 转载：欠账回复（2）：调水入疆 李小文 2013-7-6 21:46 原载网址 http://blog.sciencenet.cn/blog-2984-705923.html 匿名博友要我对其文稿提意见。但因为杂事多，本身又是外行，（总计）看了不少时间，但多次被打断，始终未形成一个总的轮廓，更不用说细节了。感到很抱歉，干脆贴到网上，请大家指教，讨论。这样作，如有侵权或冒犯，承担责任吧。 文题： 论特大规模调水能彻底改变大西北干旱少雨的恶劣气候 主题词：发现 内流区 盆地 调水 倍增效益 干旱 气候环境 内容摘要：西北内流区以盆地为主，盆地四周的高大山脉能阻止外部水汽输入盆地，也能阻止盆地产生的水汽输出盆地。监狱四周的高大围墙能阻止囚犯外逃，盆地四周的高大山脉类似于监狱四周的高大围墙，大规模调水进入内流区盆地的外来水源类似于坐监的囚犯，不能从地表流出盆地，也不能从地下流出盆地，离开盆地的唯一可能只能是先蒸发、蒸腾为水汽，再随风飘出盆地，但西北内流区盆地面积特大、四周山脉特高特长，将阻止盆地产生的水汽飘出盆地，因此，水汽从空中随风飘出盆地极其困难，绝大部分外来水源只能在盆地范围内进行局地水循环。局地水循环使外来水源被不断重复使用，调水有“倍增效益”。内流区与巨型超深盆地的最佳结合为实现“调水增雨”创造了极为有利的先天条件，调水的“倍增效益”极大，调水后，盆地每年递增的水量成等比数列，调水能起到“四两拨千斤”、“以一当十”的作用。特大规模调水以后，西北的平均降水量（含调水折算水深）有望达到 500mm 左右，这将彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候环境，将对我国产生极其深远的影响。 老邪感觉：题目很有意思。 调水 入疆、暖干暖湿的转变，已经有不少讨论。水库影响局地气候，引起降水强度或集水区位置，也有各种观察。但好像能确定地指出 局地水 蒸发散的增加，能起到 “四两拨千斤” 的作用，还是作者的创新。希望专业一点的网友，先就摘要发表意见。谢谢大家！

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从青藏高原的降雨量看水汽的垂直分布特点

热度 6 fanxiaoyingz 2014-8-22 20:42

从青藏高原的降雨量看水汽的垂直分布特点 水的蒸发量在我看来每年都是一样的，因为地球的截面积是一定的，预示着它接受的太阳光的总能量是一定的，如果说有影响这个总能量的因子，那么这些因子有：一是太阳和地球之间的距离，地球绕着太阳转是一个椭圆形轨道，当地球在椭圆轨道的一个顶点上时接受的最少，在另一个顶点上时接受最多，呈现周期性变化；二是太阳黑子的影响，当太阳黑子很多的时候太阳本身爆发的能量变化，这时候地球接受的总能量变化，海洋湖泊的蒸发量也会有变化。第三个影响蒸发总量的因子是地幔活动，如果大陆板块的边缘，中央海岭周围火山活动频繁，那么蒸发量会有变化，但是这个影响较小。第四个因子是地球大气温度的变化对蒸发量有影响，这个也很微弱。 既然地球上江河湖海的总蒸发量基本一样，那么为什么地球上有些地方有些年份湿润，有些年份干旱呢？为什么地球上的降雨分布不均呢？这是另外一个问题。地球上的降雨分布随着距离海洋的距离增减而减小；随着地形不同海拔不同而变化。也就是说地球上的降雨分布与两个因子有密切关系：一个是地球的地势地形；第二个是水汽在垂直方向上的分布特点。地球上每年蒸发的这些水汽总会有一种途径让它重新变为液态水，重新汇集到海洋中间，那么它的这种循环的机制是怎样的？ 有许多人研究认为只要大陆内部的某个低洼地带有足够的湖泊水分，那么这些水分不管是液态还是气态，都会被阻拦在低洼本地反复形成降雨和径流，从而实现人类对水分的反复需求。那么这个观点到底正确与否呢？这就要求我们对水蒸气的特点，水汽在垂直方向上的分布做出一个确切的结论。 既然地球上水汽的蒸发量基本恒定不变，那么大陆地区的干旱问题就不能企图增加海洋的蒸发，而是要在水分的空间分布上做文章。依照中国的实际情况，中国是典型的季风气候，每年的冬季含有水分的季风不再吹向大陆，大陆进入干旱季节。但是由于冬季季风来自北冰洋，所以依然在北方有一定的降雪。但是中国的春季全国进入干旱季节，以 3 月 4 月最为严重。到了四月底来自太平洋的季风逐渐加强，季风带来的水汽逐步到了江南，江南进入所谓的“梅雨季节”。梅雨雨带逐渐向北推进，到了六月中旬才到达秦岭以北地区，然后全国进入雨季。而象西北地区的西部一般到了七月以后才正式进入降雨高峰期。有时候大量水汽集聚在西北地区的上空久久不降雨，到了秋季季风减弱，北风逐渐增强，东南季风逐渐退出的时候，水汽受到秦岭等大山的阻隔，反而会形成较强的降雨，甚至气团滞留在秦岭以北地区久久不去，形成连阴雨，有时候这种连阴雨持续长达一个多月时间。当然，这种情况并不是每年都出现，但是但凡夏季降雨少的时期，秋季往往降雨多。基本是相辅相成的，当然也是我二十年观察的结论。 从理论上讲，水的分子量是 18 ，空气的相对分子量是 29 ，所以水不可能在空气中沉降到底层，相反它的分子量小于空气的相对分子量，它应该飘逸到空气层的上层才对。但是事实不是这样，水汽飘逸到空气上层后很容易被液化形成小水滴，进而形成可见的云层。而云层的高度往往在几千米以内，而几千米以内往往受到近地层大气、地形、温度和地表特征的强烈影响。但是到底水汽在垂直方向上如何分布情况还是不清楚。 为此我们建立一个理想模型。假设大地的海拔在 100 米以下，气温是 30 摄氏度，这时候地面的水汽已经达到了饱和状态，随时可能液化形成降雨，按照我们的假设，在不同高度上的水分都是饱和的，那么不同高度上的水汽压成分是多少呢？见下表： 海拔 温度 水气压 100 30 31.82 254.8 29 30.04 409.6 28 28.35 564.4 27 26.74 719.2 26 25.21 874 25 23.76 1028.8 24 22.38 1183.6 23 21.07 1338.4 22 19.83 1493.2 21 18.65 1648 20 17.54 1802.8 19 16.48 1957.6 18 15.48 2112.4 17 14.53 2267.2 16 13.63 2422 15 12.79 2576.8 14 11.99 2731.6 13 11.23 2886.4 12 10.52 3041.2 11 9.84 3196 10 9.21 3350.8 9 8.61 3505.6 8 8.06 3660.4 7 7.51 3815.2 6 7.01 3970 5 6.54 4124.8 4 6.1 4279.6 3 5.69 4434.4 2 5.29 4589.2 1 4.93 4744 0 4.58 那么根据海拔和水汽压的值做一个图表如下： 我们假定海拔在 100 米的时候水汽含量是百分百，那么随着海拔升高的水汽含量为： 就是说按照这个假设，到了海拔五千米的高度，水汽含量只有地面的 14% 。由于水分在大气中的变化很复杂，至今没有一个绝对准确的公式能够计算出不同高度不同地区的大气水汽含量，包括马格奴斯公式， Goff-Gratch 公式， Muglus 公式， Wexler 公式等都不能全方位准确计算。因此大多数计算都是近似的。包括这里的计算。因为大气压随着海拔的升高而降低，相应的水汽压也会降低更快，所以本次计算是近似的。但是基本能够说明问题。图表显示在海拔 2000 米的时候水汽含量已经不到地面的一半，形成降雨云的可能性已经很小。如果根据此图表做出一个水分累积含量图表表明某海拔以下的全部水汽含量，以 5000 米以下的全部水汽含量为标准 1 ，则不同海拔以下的水汽含量如下： 海拔 相对含量 100 0.07 254.8 0.14 409.6 0.20 564.4 0.26 719.2 0.31 874 0.36 1028.8 0.41 1183.6 0.46 1338.4 0.50 1493.2 0.54 1648 0.58 1802.8 0.62 1957.6 0.65 2112.4 0.68 2267.2 0.71 2422 0.74 2576.8 0.77 2731.6 0.79 2886.4 0.82 3041.2 0.84 3196 0.86 3350.8 0.88 3505.6 0.90 3660.4 0.91 3815.2 0.93 3970 0.94 4124.8 0.96 4279.6 0.97 4434.4 0.98 4589.2 0.99 4744 1.00 从表上可以看出， 20000 米以下的天空的水汽含量占去了全部水汽的 65% ， 3000 米以下的天空的水汽含量占去了全部水汽的 85% 。三千米以上的空间水汽含量不足总量的 15% 。所以可以得出结论，影响降雨的主要空间在海拔三千米以下。这个空间正好是高山大川高原和近地层气流活动区域。因此可以肯定近地层和下垫面的冷热变化、光辐射、热辐射、尘埃、温室气体等变化对于降雨有决定性影响。同样能够证明，在一个类似于柴达木盆地或者四川盆地那样的地形，大约有 70% 的水汽不会蒸散到高空，可以形成反复的降雨，而反复的次数不会超过四次。还有一个推论：既然 3000 米以上的高空中水分含量不足总量的 15% ，那么 3000 米以上的地区的降雨量是不是低海拔地区尤其是中原地区的 15% 呢？ 以上的结论都是基于一定的理论演算的结果。实际情况是不是这样呢？我们搜索出了青藏高原的降雨数据。 拉萨年降水量 500 毫米左右，阿里地区的普兰县年降水量 172.8 毫米，改则县年均降水量 189.60 毫米，改则县年极端降水量最大 295.8 毫米（ 1977 年），年极端降水量最小 84.5 毫米（ 1982 年）。聂荣县平均海拔在 4700 米，冬长无夏，全年雨雪天 100 天左右，年降水量为 400 毫米。据统计，青藏高原 5 月至 9 月的累计降水量占全年降水量 80% 以上，从 10 月到次年 4 月则很少有降水，一年中干、湿季节交替特别明显。青藏高原降水的一个显著特点就是多夜雨。在雨季里，每到傍晚人们常可看到天空云量渐渐多起来，云层变厚，接着乌云密布，电闪雷鸣，大雨随至，特别是黎明时刻，雨声淅沥，逐渐停止，不久云消日出，中午前后，晴空万里，骄阳似火。再到傍晚，上述降水过程又照样重演。（《 1967 — 2008 年青藏高原汛期不同强度降水日数变化》王传辉，周顺武，时刚）。 1967 — 2008 年青藏高原汛期总降水日数及各强度降水日数均呈现出由东南向西北递减的空间分布特征 , （《西藏高原降水变化趋势的气候分析》杜军，马玉才），西藏大部分地区年降水量变化为正趋势 , 降水倾向率为 1.4~66.6 mm/10a ，近 30 年来西藏高原平均年、四季降水量均呈增加趋势，年降水量以 19.9 mm/10a 的速率增加，尤其是 20 世纪 90 年代增幅较大， 1992 年以来春、夏季降水明显增加。西藏的降雨在增加，而青海的降雨在减少：青海省气候资料中心副主任李林说，他们对近４０年来青藏高原的气候变化进行了研究，发现青藏高原年平均气温呈现出明显的上升趋势，年平均气温每１０年上升０．３３６摄氏度，增幅高于全国的５－１０倍。４０多年来，青藏高原年降水量总体变化上有所减少。总体来说从东南向西北降雨量在减少，一年主要降水在 4-9 月，夜雨多。 由以上数据可以说明，西藏大多数地区的降雨量在 100 — 200 毫米之间，和中原地区 800 毫米相比较，介于 12 — 25% 之间，包括了 15% 的范围，多数地区大于 15% ，而在 4500 米以上地区降雨量反而增加。说明什么问题呢？说明在高寒地区，尽管水汽含量较少，但是形成降雨的温度条件和辐射条件在很多时候都能满足，而且蒸发量很小，往往形成湿润气候条件。所以阿里地区和聂荣县等西藏内陆存在大量的内陆湖泊。事实证明，既然西北东部地区的降雨量减少了，而全球范围的蒸发量是一定的，那么多余的水汽降落到了哪里呢？事实证明，青藏高原的降雨量增加了，江南地区的降雨量增加了。所以全球变暖对于降雨量的分布产生了深刻影响。（《近 48 年青藏高原强降水量的时空分布特征》王传辉，周顺武，唐晓萍，吴萍）（《近百年中国东部夏季降水的时空变率 ( 英文 ) 》李晓东，朱亚芬，钱维宏）。 现在再次回到我们的基本问题：西部低洼地区如果存在大量湖泊，那么能不能对当地周围的气候产生决定性影响。很显然，依据我们的初步研究，在干旱的情况下一次蒸发的水分有 85% 可能会在 3000 以内的空间存在，当遇见坡地的时候会形成地形雨；但是依然会有 15% 以上的水分逃逸到高空不再返回盆地内部。所以即使存在一个大的湖泊，那么也应该有不断的外界水源补充。当然象盆地地形补充的水量并不大。所以从理论上讲，无论是从雅鲁藏布江调水，还是从渤海调水都是比较可行的。对当地的中尺度气候影响应该较大。

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[转载]著名气象专家张学文对新疆变湿假说的几点思考（3）

热度 1 zhgatcl 2014-8-13 20:08

各位老师： 我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 每年向 西北超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调水 100 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 1000 多亿方；每年向超深盆地调水 200 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 2000 多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十” 的作用；每年向西北调水几百亿方最多 1000 亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过 500mm ，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了10篇预印本论文，详见我最初的9篇博客。 以上论点极其宏观、极其大胆，比较另类，绝对不是信口开河。如果我的论点确实成立，对国家就有很大的作用。我的另类论点（特大规模调水彻底改变西北干旱少雨恶劣气候）有两大基石， 其一是 超深盆地四周的巨型山脉对盆地内部水汽和云层有很强的“约束作用” ； 其二是 低层水汽与高层水汽所处环境不同，变成降水的比例也不同，低层水汽比高层水汽容易在当地变成降水，本地水汽比外来水汽容易在本地变成降水。 对第一大基石，著名气象专家张学文研究员有一个定量分析 ，现把张学文老师的博客做如下转载，供各位老师参考。 转载：盆地水汽（空气）的封闭程度表 张学文， 2011-6-11 12:28 原载： http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-454053.html 本人最近提出了干盆地和湿盆地两个概 念 http://blog.sciencenet.cn/home.php? mod=spaceuid=2024do=blogid=446836 。这里涉及对盆地的水分的封闭程度的认识。确实，山体对盆地上空的空气和水分的封闭程度有多大，这需要有个大致的概算。这里给出了四周完全封闭的盆地的粗略计算结果。欢迎研究盆地水分循环的人士参考（如果在文章中引用，希望注明出处）。 一个四面完全封闭的盆地，自然阻挡了空气与水汽的流动。由于水汽更集中在底层，相同高山所封闭的空气与水汽是不同的。这里给出一个表，它是针对四周都存在高度相同的山体的封闭盆地而计算出四周山体所封闭的空气（或者水汽）占当地上空空气（或者水汽）总量的对应的百分比。 盆地四周山体的相对高度/米 盆地对水汽的封闭程度 盆地对空气的封闭程度 0 0.000 0.000 200 8.799 2.526 500 20.567 6.196 1000 36.904 12.008 1500 49.881 17.460 2000 60.189 22.574 2500 68.377 27.371 3000 74.881 31.871 3500 80.047 36.092 4000 84.151 40.052 4500 87.411 43.766 5000 90 47.250 例如一个被 500 米高的山体包围的盆地，其盆地内的空气（指受到周围山体阻挡，流不出去的空气，下同）占盆地上空空气总量的 6.2% ，而盆地内的不能外溢的水汽却占了盆地水汽总量的 20.5% 。这说明山体对水汽流动的影响更大。而一个 1500 米深的盆地就有 50% 的水分存在于山顶高度之下。所以，考虑盆地降水等问题需要知道周围山体对水分运动的强烈影响。 以上计算是基于下面的公式 p(z)=p(z0)*10^(-z/18000) 而获得的。大家知道这个公式是气象学里所谓压力高度的简化。 P ， z,zo 分别表示压力、高度，基面的高度。高度以米为单位。 e(z)=e(z0)*10^(-z/5000) 而获得的。这个公式是气象学里关于水汽随高度变化的经验公式。 e ， z,zo 分别表示水汽压力、高度，基面的高度。高度以米为单位。

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[转载]著名气象专家张学文对新疆变湿假说的几点思考（2）

热度 1 zhgatcl 2014-8-9 07:28

各位老师： 我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 每年向 西北超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调水 100 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 1000 多亿方；每年向超深盆地调水 200 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 2000 多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十” 的作用；每年向西北调水几百亿方最多 1000 亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过 500mm ，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 为证明以上论点，我一共写了10篇预印本论文，详见我最初的9篇博客。 对以上论点, 著名气象专家张学文研究员 形象地比喻为“改造盆地气候的一把特殊钥匙”。 对我的论点，张学文 研究员 半信半疑、“比较支持”，详见我的上一篇博客。对特大规模调水能使新疆变湿的理论，张学文认为“ 气象学对这个问题没有认真分析过，其理论储备远为不够。轻易地肯定或者否定都是论据不足的。气象学应当研究这类问题 ”。 现把张学文老师另外一篇博客做如下转载，供各位专家参考。 转载:改造盆地气候存在一把特殊的钥匙？ ------ 初议干盆地与湿盆地概念 张学文， 2011-5-22 18:52 原载 http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-446836.html 山脉自然可以阻隔空气的流动。如果细分，这种阻隔作用对空气和水汽是有区别的。空气要到 16 公里高空才减少为地面空气密度的 1/10 。而水汽在 5 公里高空，其水汽密度就仅是地面水汽的 1/10 了。这说明水汽更集中在底层，或者说，山体对水分的阻隔作用更加明显。 设想一个盆地四周有 5 公里高的高山，这就隔绝了 90% 的外来水汽！据此，不难想象闭合盆地内的降水应当与外界有明显区别。 吐鲁番是个例子，吐鲁番盆地的海拔低于海平面，而其北、西、西南侧的山都高于海平面 3000 米，其东侧也有 1000 多米高的山地。气象观测证实那里是我国最干的地方，盆地中托克逊气象站年降水量仅 6 毫米。不妨说吐鲁番盆地是干盆地。 塔里木盆地是另外一个例子。那里北侧的天山大约是 5 公里高，西侧、南侧也类似，仅东面比较平。结果是塔里木盆地内的降水大约是 40-70 毫米的水平。吐鲁番盆地、塔里木盆地、柴达木盆地都可以归入干盆地这一类。 问题也需要反过来思考：如果一个很深的盆地，一旦盆地内的集结了比较多的水分（大片的地面很潮湿，空气也潮湿，以致有湖泊存在等等）。由于高山的阻隔，盆地内的水分不易散失，反而可以在盆地内的空气中形成自己的小循环（盆地内的蒸发 - 降水循环），结果是盆地降水反而比盆地外要多。 有这样的例子吗？ 也许青海湖所在的盆地是个例子。 如果看我国的降水量分布图，青海湖附近的雨量线就十分突出：那里有我国西部地区难得一见的 400 毫米以上的降水区。而这个在干旱区里降水偏大的区域对应于包围青海湖的盆地（其外界是高山）。于是盆地内形成 30-40 条河流一起流入青海湖。青海湖是内陆湖，它收集的河水再以蒸发的形式滞留在本盆地中再形成盆地降水。青海湖区域也是青海省相对湿度最大的区域。看来说它是自我水分循环突出的湿盆地似乎说得过去。 四川盆地也许是湿盆地另外一个例子。那里北、西、南三面是高山，唯有东侧地势比较低。高山固然从北、西、西南三个方向阻隔了大量的水汽流入，但是四川反而是天府之国，其降水量比西、北方的山区要丰沛的多。四川盆地的降水固然与东侧的湖北差不多，但是四川的降水日数、比湖北等四周省份多。 如果湿盆地概念和对它的理解合理，一个尖锐的问题是：水分可以通过人工的办法使干盆地变成湿盆地！？ 难道改造盆地气候存在一把特殊的钥匙？ 其实，一些人早就提出过类似问题，近的，如在引海河水入新疆的学说中就是这样认为的。他们认为引来的海水可以增加盆地水分内循环。 应当承认气象学对这个问题没有认真分析过，其理论储备远为不够。轻易地肯定或者否定都是论据不足的。气象学应当研究这类问题。

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为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的“调水增效倍数”？！

热度 4 zhgatcl 2014-7-31 20:21

为什么说塔里木盆地有以一当十甚至更大的“调水增效倍数”？！ 各位老师： 我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 每年向 西北超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调水 100 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 1000 多亿方；每年向超深盆地调水 200 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 2000 多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十” 的作用；每年向西北调水几百亿方最多 1000 亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过 500mm ，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 具体到塔里木盆地，因为盆地四周巨型山脉与盆地底部的相对高差很大（约4000米）、开口较小、封闭性很好，塔里木盆地的调水倍增效益理应更大，塔里木盆地有 以一当十甚至更大的“调水增效倍数” ，具体理由是： 第一、超深盆地四周的巨型山脉对盆地底部蒸散产生的本地水汽有极大的“约束作用”；低层水汽比高层水汽容易在当地变成降水，本地水汽比外来水汽容易在本地变成降水。在以上两大基石的基础上， 数学建模的计算表明， 向超深盆地调水有很大的“调水倍增效益”，详见预印本论文 《 四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益” 》 ，对应博文的网址是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-809157.html 。 因为参数问题，数学模型不能给出具体的增效倍数。 第二，向塔里木这样的超深盆地，采用理想气体方程、干绝热过程、湿绝热过程研究 超深盆地及其附近的水分循环， 计算结果表明， 如果把斜盆山地迎风坡的降水全部看作是本地水汽贡献的，那么本地水汽的返回率≥90%，调水增效倍数≥10倍 ,详见预印本论文 《 西北超深盆地对本地水汽的强力约束和拦截作用 》 ,对应博文的网址是 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=1031786 。 第三，在西北乃至整个中蒙干旱半干旱区“整体暖干化”、输入新疆的外来水汽减少和当地高云减少的大背景下，半个世纪以来新疆的降水量反而大幅增加，塔里木盆地最近十年的平均降水量与上世纪60年代的平均降水量相比，增幅高达50%左右。与新疆降水量大幅增加对应的是当地冰川大幅退缩， “气温、地温上升--→冰川加速融化--→水往低处流，冰川融水参与径流和蒸发--→当地的空中水汽含量增大--→降水量增大” 的因果逻辑与客观事实相符， 按此反推可得出当地的“调水增效倍数”大约是10倍 ，详见 预印本论文 《 青藏高原和中蒙干旱区特别是新疆半个世纪气候变化的证据作用 》的第4节特别是其中的第4.4节 ,对应博文的网址是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-803952.html 。 第四、 粗估准噶尔盆地引额供水工程的“调水增效倍数”大约也是10倍 ，详见 预印本论文 《 青藏高原和中蒙干旱区特别是新疆半个世纪气候变化的证据作用 》的第4节特别是其中的第4.5节 ,网址详见以上第三点。 第五、整个新疆 1961 ～1970年的面雨量为每年2469.4亿吨，2001～2005年增加到每年（2724.6*45-2469.4*10-2449.3*10-2818.9*10-2953.3*10）÷5=3139.6亿吨， 面雨量的增量为每年670.2亿吨 。 假定1961～1970年塔里木河流域冰川融水基准数正好使冰川的收支平衡，那么，自1971～2010年40年间冰川多融水的总量约16.94*20+36.8*10+59.35*10=1300.3亿吨， 40年来冰川加速消融， 平均每年多融水（跨时间调水）约32.5亿吨 。准噶尔盆地的面积比塔里木盆地的面积小得多，山岳冰川 平均每年多融水小于32.5亿吨 。整个新疆平均每年冰川多融水小于65亿吨，粗估在55亿吨左右。按此估算， 整个新疆的平均“调水增效倍数”大于670.2÷(32.5+32.5)+1=11.3倍，大约为670.2÷55+1=13.2倍。 详见 预印本论文 《 青藏高原和中蒙干旱区特别是新疆半个世纪气候变化的证据作用 》 ,网址 详见以上第三点。 第六、青海湖盆地和柴达木盆地一山相隔，纬度相当，同处青藏高原的东北，都是 巨大山间断陷盆地， 青海湖盆地的年降水量在350mm左右，柴达木盆地的年降水量在100mm左右，前者比后者大约多250mm。自汉代至今，青海湖的水量大幅流失，青海湖流域每年流失水深约12.1mm(此数据详见预印本论文的第5.2节，网址 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146199dd8ed0368 )， 这相当于“跨时间调水”， “调水增效倍数”大约是250÷12.1+1=21倍。 详见预印本论文 《 柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的比较、原因探析和联想 》 ,对应博文的网址是 http://blog.sciencenet.cn/blog-1458267-806245.html 。 以上6点中，第一和第二点侧重于理论分析，第三至第六点侧重于客观事实的分析研究，理论与客观事实相互印证，提高了论点的可信度。与青海湖盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地相比，塔里木盆地的封闭性最好，当地的“调水增效倍数”理应最大。综合以上分析，可以得出 塔里木盆地的 “调水增效倍数 ”大于10倍，当地有以一当十甚至更大的 “调水增效倍数 ”。

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特大规模调水改变西北干旱少雨恶劣气候的10篇论文的相互关系

热度 5 zhgatcl 2014-7-25 18:02

特大规模调水彻底改变西北干旱少雨恶劣气候的 10 篇论文的相互关系 各位老师： 我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 每年向 超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调淡水 100 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 1000 多亿方；每年向超深盆地调淡水 200 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 2000 多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十甚至更多” 的作用；每年向西北调淡水几百亿方最多 1000 亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过 500mm ，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 西北气候的改变，将大幅缩小西北与东部的发展差距，大幅提高西北人民的生活水平。 这样的论点极其宏观、极其大胆，比较另类，绝对不是信口开河。为了论证以上“另类”论点，我一共写了10篇预印本论文，这些论文之间相互配合、相互补充、相互印证、殊途同归，10篇预印本论文的标题和最新版网址详见下表。对这10篇预印本论文，我前面的博客做了逐个介绍，今天介绍这10篇论文的相互关系，并推荐全部10篇论文的审稿顺序。 下表中， 第 1 篇论文 根据 30 年的气候数据进行归纳分析，不涉及调水工程，争议可能最小； 第 2 篇论文 是第 1 篇论文的后续篇，也是根据 30 年气候数据进行归纳分析，争议相对较小； 第 3 、 4 篇论文 以气候变化的客观事实证明论点，事实胜于雄辩，说服力较强； 第 5 篇论文 分析研究柴达木盆地和青海湖盆地气候环境的客观事实。 以上 5 篇论文都是气候变化客观事实的归纳分析，事实胜于雄辩，与后面 5 篇论文相比，争议可能小一些，这就为后面的论文打好了基础。 第 6 篇论文 采用四大圈层相互作用、相互影响的方法证明论点，是《现代自然地理学》的引申和发展，与第 5 篇论文前后呼应； 第 7 篇论文 质疑了内陆降水主要来自海洋水汽的错误认识，有拨乱反正的作用，是传统气象科学的发展。前面 5 篇论文以客观事实证明论点，第 6 、 7 篇论文以传统理论推演证明论点。总的来说， 第 8 、 9 篇论文特别是第 8 篇论文是全部 10 篇论文的核心，前 7 篇论文都是为核心论文打基础的。 第 8 篇论文 是全新的理论探索，是全部 10 篇论文的核心，创新与风险共存，争议最大，风险也最大，风险越大可能的收获也越大； 第 9 篇论文 采用大量事实证明了低层水汽比高层水汽容易在当地变成降水、本地水汽比外来水汽容易在本地变成降水，这也是全新的理论探索，也存在较大争议。 第 8 、 9 篇论文特别是第 8 篇论文是全部 10 篇论文的核心，请重点审查。 第 10 篇论文 是归纳汇总篇， 并对超深盆地及其附近的水分循环进行了初步探索， 通过重要补充、深思反问、多重证据链网络将论点的可信度大大提高。 以上 10 篇论文的总篇幅很大，要花大量时间才能审查完毕。愿意审查全部论文的， 请遵循先易后难、循序渐进的原则，请按下表顺序审查。 对这10篇预印本论文，我前面的博客做了逐个介绍， 博客中的文字及其评论有启发作用，供各位专家参考。请将博客文字、评论和预印本论文对照起来审查。 特大规模调水改变西北气候的10篇预印本论文的标题和网址一览表 降水量与水汽含量的拟合公式 和降水效率的一般变化趋势 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146bbb4f7290406 由降水量与水汽含量的拟合公式到年降水量的经验公式， 一论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146bbbf99660408 青藏高原和中蒙干旱区特别是新疆半个世纪气候变化的证据作用， 二论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f22014619ac3b78036c 西北内流区历史气候和中亚干旱区现代气候的证据作用， 三论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f22014619b4fc09036e 柴达木盆地与青海湖盆地气候环境的比较、原因探析和联想 四论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f2201461986703b0362 以上5篇论文都是气候客观事实基础上的分析研究，事实胜于雄辩，说服力强，争议相对较小。 深入研究和科学利用地表四大圈层相互作用的客观规律, 五论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146e25fac69043c 拨乱反正，内陆区降水主要来自陆地内部的蒸散水汽, 六论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828246ec2b7601471677507a003c 论文号是现代自然地理学的引申和发展， 号论文对传统认识质疑和发展，争议相对较大。 四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益” 七论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282476d060b0147e97b54e3009a 本地水汽比外来水汽容易在本地形成降水的证据和联想， 八论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282476d060b0147e9899816009c 和 号论文是全新的理论创新，创新与风险共存，争议最大，可能的收益也最大。 补充、汇总和多重证据链网络的框图, 九论特大规模调水 能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146a554767d03f2

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多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加

热度 4 zhgatcl 2014-7-18 20:16

多重证据链网络证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 各位老师： 我从2008年开始 研究向西北调水 ，我的研究结论是 每年向 超深盆地 （塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地）调水 100 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 1000 多亿方；每年向超深盆地调水 200 亿方，若干年以后超深盆地每年的面雨量将增加 2000 多亿方，即调水能起到 “四两拨千斤”、“以一当十” 的作用；每年向西北调水几百亿方最多 1000 亿方，若干年以后整个西北的年平均降水量就能达到甚至超过 500mm ，特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 西北气候的改变，将大幅缩小西北与东部的发展差距，大幅提高西北人民的生活水平。 以上论点极其宏观、极其大胆、比较另类，但不是信口开河。以上研究结论与超深盆地密切相关，没有超深盆地就没有以上结论。西北内流区以盆地为主， 盆地四周的高大山脉能阻止外部水汽输入盆地，也能阻止盆地产生的水汽输出盆地。 外来水汽随着大气环流途经超深盆地及其附近山地时，空中水汽将如何演变？超深盆地四周的巨型山脉对水汽运动有哪些影响？超深盆地的水分循环有那些特点？ 这3个问题与西北的气候环境密切相关，值得深入研究。 为了论证以上“另类”论点，我一共写了10篇预印本论文， 它们之间相互配合，相互补充，相互印证， 最后一篇论文对超深盆地及其附近的水分循环进行了初步探索，并对前面9篇论文进行了归纳汇总 （我前面的博客向各位老师介绍了前面9篇论文） 。 10 篇论文运用理论和客观事实分别论证同一个论点，论点、论据以及论据之间构成了一个稠密的多重证据链网络（多重证据链网络的框图详见论文的图2）。 下面是最后一篇预印本论文的主标题、副标题、内容摘要、主题词和框图，欢迎质疑，请提宝贵意见。 有兴趣审查全文的，请带着以上问题审查，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146a554767d03f2 补充、汇总和多重证据链网络的框图 ——九论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 内容摘要： 在论点完全相同的一至九论中，本文是总结篇， 对前面八论进行补充和汇总。 人类究竟能不能采取工程措施例如特大规模调水使某个区域的气候朝着有利于人类的方向发展呢？ 采用逻辑推理、逆向思维和现代科学的研究分析，宏观上它是可能的；超深盆地四周的巨型山脉对盆地内、外的水汽输送和凝结降水有重大影响，盆地底部蒸散的本地水汽大部分在盆地四周山脉脊线封闭的范围内部局地水循环。系列论文运用理论和客观事实分别论证同一个论点，这篇稿件将其归纳为24个论据，它们之间相互配合，相互补充，相互印证，殊途同归，论点、论据以及论据之间构成了一个稠密的多重证据链网络。 单个证据链(如： 气温、地温上升--→冰川加速融化--→冰川融水参与当地的径流和蒸发--→当地空中水汽含量增大--→降水量增大 )就有很强的证明力，多重证据链组成的稠密的证据链网络有更强的证明力，所以论点可信。论点有实际应用价值，建议国家组织专家对此进行深入研究。 主题词： 补充 汇总 证据链网络 调水 西北 气候 干旱

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★★★ 在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍

热度 8 zhgatcl 2014-7-12 16:20

（注：本博文原标题为《低层水汽与高层水汽所处环境的差别很大，变成降水的比例相同吗？》，2017年8月15日修改了标题、博文、预印本论文及其网址，自我感觉，修改后的论文说服力强很多很多。） 在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍 各位老师： 一般来说，大气对流层由地表至高空，气温逐步下降， 5000 米 高空的气温比地表要低 5 0 ×0. 65= 3 3 ℃ 。高空的风速比地表大得多，中国地表平均风速 2.24 m /s ， 500hpa 高空的平均风速 14.13m /s ，它是地表风速的 6.3 倍 。所以说，低层水汽与高层水汽所处环境的海拔高程、气温和风速都不同，所处环境的差别很大，那么高低层水汽变成降水的比例相同吗？ 本地水汽来自本地的地表蒸发和植物蒸腾，起始高度与地表高度相同，水汽的平均海拔较低，属于低层水汽；而外来水汽来自于其它地方的地表蒸发和植物蒸腾，经过长途奔波、较长时间的水平输送和垂直输送来到某个区域的边界上空时，其平均海拔较高，属于高层水汽。如果低层水汽与高层水汽变成降水的比例不同，那么本地水汽与外来水汽变成降水的比例相同吗？ 到目前为止，大气科学没有低层水汽比高层水汽容易在当地变成降水的概念，更没有本地水汽比外来水汽容易在本地变成降水的概念，对低层水汽与高层水汽的巨大差别、对本地水汽与外来水汽的巨大差别，认识不足，研究不多，要不要加强这方面的研究？ 爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要”，以上问题的提出和解决，或许能推动水循环理论的发展和实际问题的解决。 为了探索以上问题，我写了一篇预印本论文，下面是主标题、副标题、内容摘要和主题词，欢迎质疑，请提宝贵意见。 有兴趣审查全文的，请带着以上问题审查稿件，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d73015de18a567b13d8 (2017年8月15日) http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282476d060b0147e9899816009c （2014年8月18日） 在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍 ——十五论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 内容摘要： 本地水汽的平均海拔较低，外来水汽的平均海拔较高。客观事实证明低海拔的本地水汽比高海拔的外来水汽容易在本地变成降水，其机理解释是本地水汽向上运动趋近外来水汽平均海拔的过程中，较大数量的本地水汽将冷凝析出变成降水。本地水汽和外来水汽对研究区域降水贡献比较合理的估算方法是 本地水汽部分优先再加权平均 ，该估算方法的研究结果表明：本地水汽对新疆降水的贡献率为 56.5% ，外来水汽对新疆降水的贡献率为 43.5% ；新疆本地水汽的变雨比率（即变成降水的比率）为 68.2% ，外来水汽的变雨比率仅 4.54% ，前者是后者的 15 倍 ( 即 1 吨本地水汽变成的降水量相当于 15 吨外来水汽变成的降水量 ) 。新疆年本地水汽总量 ( 即年蒸发总量 ) 与年降水总量高度正相关、互为因果，两者之间存在正反馈良性循环的放大作用，跨流域调水打破动态平衡以后，年本地水汽总量和年降水总量将大幅增加成倍增加。 超深盆地本地水汽的三大功能作用 是跨流域调水大幅增加成倍增加超深盆地降水量的思维起点。 向西北超深盆地 特大规模调水沙漠全部变成绿洲以后，本地水汽的数量和占比成倍增加，本地水汽和外来水汽变成的降水量都会成倍增加。 主题词： 本地水汽 外来水汽 变雨比率 降水贡献率 调水 西北 干旱 气候 在上一篇博客中,我讲到预印本论文（即稿件 《四两拨千斤，西北内流区巨型超深盆地群有极大的“调水倍增效益”》 ） 的数学模型有两大基石，其一是 超深盆地四周的巨型山脉对本地水汽和外来水汽的不同影响， 详见《 超深盆地对本地水汽和外来水汽的影响截然相反 》 ； 其二是 低层水汽与高层水汽所处环境不同，变成降水的比例也不同。 第一大基石比较直观，气象专家张学文老师还发表了博客文章《 盆地水汽（空气）的封闭程度表 》 ，对“约束作用”进行了定量研究；第二大基石详见这篇预印本论文， 为了详细论证，这篇稿件的篇幅较长，请耐心审查、请带着本文开篇的 3 个问题审查，期待您审稿以后的客观评价。

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★★★四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的“调水倍增效益”

热度 11 zhgatcl 2014-7-5 08:12

【 注：2017年8月28日修改了博文和预印本论文，更改了预印本论文的网址。与2014版论文相比，新版论文的篇幅大幅减小，自我感觉说服力有很大提高 。请专家学者仔细审查。 】 四两拨千斤，三山夹两盆的新疆有极大的“调水倍增效益” 各位老师 : 2012 年 6 月 2 日 ，诺贝尔奖得主、华裔美国科学家丁肇中教授在东南大学110周年校庆 的 演讲中阐明了 “ 科学是少数人推翻多数人的观念 ” （详见网址 http://js.people.com.cn/html/2012/06/03/114111.html ），您认可这样的观点吗？ 我的论点是 每年向新疆调水 100 亿方，若干年以后新疆每年的面雨量将增加 1000 多亿方； 每年向新疆调水2 00 亿方，若干年以后新疆每年的面雨量将增加2 000 多亿方， 即调水能起到“四两拨千斤” 、“以一当十甚至更多”的作用。有这等好事，您信吗？ “ 先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”，作为科学家、作为中国社会的精英，要质疑以上论点就要仔细审查论文。对以上论点您敢公开评论吗？您敢发表有理有据的质疑吗？ 为了论证以上论点，我写了一篇 理论探索方面的 预印本论文，下面是主标题、副标题、内容摘要和主题词，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282510e4d73015e28beb2b71428 （2017-8-28日版）、 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c928282476d060b0147e97b54e3009a （2014版）。 四两拨千斤,西北内流区巨型超深盆地有极大的调水倍增效益 —— 十五论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 内容摘要： 西北内流区以盆地为主， 盆地四周的高大山脉能阻止外部水汽输入盆地，也能阻止盆地产生的本地水汽输出盆地。监狱四周的高大围墙能阻止囚犯外逃，盆地四周的高大山脉类似于监狱四周的高大围墙，大规模调水进入内流区超深盆地的外来水源类似于坐监的囚犯，不能从地表流出盆地，也不能从地下流出盆地，离开盆地的唯一可能只能是先蒸发蒸腾为水汽，再随风飘出盆地，但西北内流区盆地面积特大、四周山脉特高特长，将阻止盆地产生的本地水汽飘出超深盆地，因此，本地水汽随风飘出超深盆地极其困难，绝大部分外来水源只能在超深盆地范围内进行局地水循环。局地水循环使外来水源被不断重复使用，调水有倍增效益。超深盆地四周的巨大山脉对盆地底部蒸发的本地水汽有极大的约束和拦截作用；本地水汽属低层水汽，外来水汽相对来说属高层水汽，低海拔的本地水汽比高海拔的外来水汽容易在本地变成降水。在以上两大认识的基础上， 数学建模的研究结论是： 向西北超深盆地调水能起到“四两拨千斤、以一当十甚至更大”的作用。特大规模调水以后，西北平均降水量（含调水折算水深）有望达到甚至超过 500mm ， 将对我国产生极其深远的影响 。 主题词： 发现 内流区 超深盆地 调水 倍增效益 干旱 气候环境 这篇论文与《 超深盆地对本地水汽和外来水汽的影响截然相反 》和《 在新疆变成降水的比率本地水汽是外来水汽的15倍 》是姊妹篇，是“内流区超深盆地调水增雨”系列论文的理论核心， 如果论点确实成立，那向新疆调水的经济可行性就有希望。 请把 姊妹篇 论文结合起来 审查，请带着以下问题审稿，期待您审稿以后的客观评价，特别欢迎有理有据的理性质疑： 超深盆地四周的巨型山脉对盆地内部水汽有很强的“约束作用和拦截作用”，这样的观点可信吗？低层水汽与高层水汽所处环境的海拔、平均气温、平均风速等差异很大，它们变成降水的能力（变成降水的比例）相同吗？ 以上 2 个问题是“超深盆地调水增雨”论文数学建模的基础，是论点成立的两大基石，期待您的宝贵意见和评价。这两篇论文有没有原则性错误？

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学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错?

热度 6 zhgatcl 2014-7-1 18:29

学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错 ? 难道学术权威 不懂本专业的传统认识 、 犯了低级错误吗？ 各位老师： 2003 年度第48届世界气象组织最高奖和2005年度国家最高科学技术奖得主、大气科学权威叶笃正等早在1994年就著文指出： “在海洋上，岛屿和季风区，水分主要是来自海洋；而在内陆区，陆地的蒸腾则是主要的来源。 根据最新的估计 （注：当时最新现在不是最新） ，就全球而言，植物的蒸腾和 垂直方向的蒸发，占降落到地面的总降水量的 65% （ 注：按现在的公认数据计算大约为60%） ” 。 但高校教科书指出： “大陆降水主要来自海洋水汽” 。 由此可知， 关于内陆区降水的水汽来源， 学术权威与高校教科书的表述截然相反，到底谁对谁错? 难道学术权威 不懂本专业的传统认识 、 犯了低级错误吗？ 正确的认识能促进科学技术和社会经济的发展；而错误的认识就会阻碍科学技术和社会经济的发展。为了探索以上问题，我写了一篇预印本论文，下面是主标题、副标题、内容摘要和主题词，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到“国家科技图书文献中心”下载，网址 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828246ec2b7601471677507a003c 拨乱反正，内陆区降水主要来自陆地内部的蒸散水汽 ——六论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候 内容摘要： 国际上最迟在1992年就悄悄地抛弃了内陆区降水主要来自海洋水汽的传统观点，本文反驳了传统观点，并认为内陆区特别是距离海洋最远的欧亚大陆腹地，降水主要来源于陆地内部的蒸散水汽。 根据水量平衡公式和全国、相关流域、相关省区的《水资源公报》，全文分析计算了陆地内部蒸散水汽对研究区域降水的贡献率和折算降水深度 。我国西北干旱地区纬度与海河流域、黄河流域相当，参照海河流域、黄河流域和湿润区等情况，向西北特大规模调水以后，在保证地表有水可供蒸发、沙漠变绿洲、植物吸足水分充分蒸腾的情况下，西北的降水量有望大幅增加，年平均降水量有望达到 500mm ，有望彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候。 系列文献一至九论的观点完全相同，从理论到客观事实采用不同的方法分别论证，相互配合、相互补充、相互印证、殊途同归，论点可信。 主题词： 内陆区 蒸散水汽 海洋水汽 调水 西北 干旱 气候

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气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加

热度 1 zhgatcl 2014-6-22 08:18

这篇博文介绍的两篇预印本论文，经过分拆、补充、修改、完善，变成了 7 篇2015版“调水增雨论文”。自我感觉，2014 年的两篇预印本论文简洁一些，深度浅一些；2015版“调水增雨论文”详细一些、说服力大一些，水平有所提高。有兴趣的博友，请前往阅读 2015版“调水增雨论文” ，网址是 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogclassid=168537view=mefrom=space ，特别推荐以下博文： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=888706 。 气象统计数据也证明：向新疆调水，当地降水量能成倍增加 各位老师： 降水来自空中水汽的凝结，那降水量与空中水汽含量之间正相关的直观感觉是对还是错？能不能找到年降水量与空中水汽含量之间的计算公式？各地年降水量的 影响 因素有哪些？能不能找到年降水量与所有影响因素之间统一的计算公式？ 对以上4个问题，我进行了一些探索，并写成了预印本论文，因篇幅过长，我把它分成了上下两篇，标题分别是《 降水量与水汽含量的拟合公式 和降水效率的一般变化趋势 》和《 由降水量与水汽含量的拟合公式到年降水量的经验公式 》，下面是两篇文章的内容摘要 ，欢迎质疑，请提宝贵意见。有兴趣审阅全文的，请到 “ 国家科技图书文献中心 ” 下载，网址分别是 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146bbb4f7290406 和 http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=showFileid=2c92828242215f220146bbbf99660408 前文的内容摘要： 中国陆地上空的水汽含量从东南沿海向西北内陆逐步变小，类似于年降水量的变化趋势。根据中国121个 探空 站1971～2000年平均水汽含量与年平均降水量的相关分析，年降水量与水汽含量的 拟合公式为P=44.385(W-2.66)， R 2 =0.8293 。 式中， 44.385 刚好等于全球水汽一年的平均更新次数， 2.66 可视为水汽变雨的起征点，公式的物理意义简洁清楚。 随着平均水汽含量和平均降水量的增大，降水效率先快速增加、成倍增加，后缓慢增加。气候数据年内变化的关联研究表明，大部分站逐月平均降水量与水汽含量高度正相关；部分站相关程度极好；相关程度很低甚至负相关的站如伊宁，明显受到了其它因素的干扰影响。 后文的内容摘要： 本文是《降水量与水汽含量的拟合公式和降水效率的一般变化趋势》的后续篇，由前文可知降水量与水汽含量的拟合公式为 P=44.385(W-2.66), R 2 =0.8293 。 式中， 44.385 刚好等于全球水汽一年的平均更新次数， 2.66 可视为水汽变雨的起征点，公式的物理意义简洁清楚。 实际降水量偏离拟合计算降水量的主要影响因子有台风、锋面雨带和副高、青藏高原、西风带的分支与汇合等干扰影响 ( 修正比例 K 1 ) 、迎风坡的增雨作用或背风坡的减雨作用 ( 修正比例 K 2 ) 、高海拔的增雨作用 ( 修正比例 K 3 ) 、下垫面沙漠广泛分布的减雨作用 ( 修正比例 K 4 ) ，由此得出中国年降水量的经验公式为 P=44.385K 1 K 2 K 3 K 4 （ W — 2.66 ） 。向西北特大规模调水沙漠变绿洲以后，将蒸发产生大量本地水汽，本地水汽的占比会大幅增加，西北因下垫面沙漠广泛分布而引起的减雨作用将逐渐消失， 减雨修正比例 K 4 将由现状平均0.39逐步趋近于1；目前西北干旱半干旱地区水汽含量平均为9.57mm，随着西北本地水汽的增加，当地的平均水汽含量会大幅增加，未来有望达到甚至超过14mm。 年均水汽含量≥13mm是年降水量≥400mm充分而不必要的条件，年均 水汽含量 14mm 时拟合计算降水量为 503mm ， 随着西北平均水汽含量的增加，特别是 沙漠广泛分布减雨作用的消失，按经验公式 西北 的降水量将成倍增加， 未来 年均降水量有望达到甚至超过 500mm ，彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候是可能的。

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复兴罗布泊，除了一定的景观意义，我不知道价值何在

热度 6 jiangming800403 2013-11-8 17:54

竖子愚钝，千里迢迢净扬程超过1000米，将东海之水引入塔里木，恢复罗布泊水面，除了一定的景观意义外，似乎没有太大的价值，首先海水不能直接利用，即使用太阳能淡化，虽然不用能源，但因为效率不高，成本也不会很低，如果罗布泊盐化工业需要用水，目前东南疆车尔臣河流域和阿尔金山间盆地还有约10亿的水资源大体未被利用，也足够了。 干旱区蒸发增加不一定能直接增加降水，因为干旱区降水少的直接原因之一是由于空气湿度太低，难以达到饱和，即使能增加降水（？）但区区几十亿至多百亿，和新疆空中成千上万亿的水汽通量几乎可以忽略不计，如果想对新疆水循环构成影响，调水量可能要达到千亿。如果晒盐在渤海之滨就好。 而且新疆本不缺乏咸水，没有必要球之于东海，为了保持绿洲的水盐平衡，每年至少要从绿洲中排出几十亿立方米高矿化度的地下水，这足以在绿洲外围形成盐湖，如果集中下泄，也是可以流到罗布泊的。

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调水能把干旱的西北变为湿润地区吗？

热度 6 jiasf 2013-9-30 16:30

早前曾写过一篇博文谈到“引渤入疆”改变不了西北的干旱气候。有些热心人士一直关注此事，多方论证其可能性。在此再说说个人关于调水改变不了西北干旱气候的认识。 第一，即使每年调水2000亿到新疆，能增加的大气水含量也是很有限的。 水汽通量分某个断面的某个方向的通量、断面的净通量和区域的净通量。断面的净通量等于相反方向的通量相减后的差值；区域的净通量等于流入该区域的水汽量与流出该区域的水汽量的差值。 上次曾估算调水2000亿方水，占新疆的断面水汽净通量的比重只有百分之几。占新疆区域的净水汽通量会比较大，可以达到百分之几十。但实际上对降雨起作用的不是区域水汽净通量，也不是断面水汽净通量，而是各方向的水汽通量，更具体地说是可以形成降水时的水汽含量与通量。所以比较调水量与水汽净通量的大小意义不大，应该比较的是调水量与各方向的水汽通量。 对新疆而言，因为风向的季节变化、日夜变化，各方向的水汽通量比区域的水汽净通量要大很多。调水量与有利于形成降水的方向的水汽同量的比值（小于1%）要远远小于调水量与新疆断面净通量的比值（百分之几），更小于调水量与区域净通量的比值（百分之几十），所以调水所增加的水汽含量及通量难以大幅度改变当地的水汽含量与通量，也就难以明显增加降水。 对于处于全球环境下的新疆盆地，可以比喻为大广场上开水的锅。锅里冒出的水蒸气被风吹来吹去，确实增加了空气中的水汽含量，但影响却很小！ 第二， 大气水汽是降水的来源，因此在很多地方二者存在明显相关是正常的。但水汽只是降水的条件之一，并不是每个地方水汽含量都与降水正相关。 但这种正相关只是某些地区的相关关系，而不是因果关系。降水的条件不只水汽含量，还有地形、气团的相对运动等因素，因此降水与水汽的关系不是稳定的。实际上新疆的一些地方如伊犁、喀什，降水量与空气中的水汽含量反而成负相关。所以即使能够大幅度增加空气中的水汽含量，也不一定能明显增加降水。 第三， 一个值得注意的事实是：地质历史时期，甚至到人类历史时期，西北曾存在宽广的海洋、湖泊（几千万年前塔里木盆地、柴达木盆地都是海洋，几千年前湖泊面积很大），蓄水量巨大，这些水蒸发的水汽为什么不能维持西北较多的降水，而是变得越来越干旱？说明当地蒸发增加的水汽，不一定能持续增加当地的降水。降水更主要的是被全球尺度的大气环流和地形所控制。

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檀成龙等提出向塔里木盆地调水的西之西方案

热度 1 zhangxw 2012-6-17 11:14

檀成龙等提出向塔里木盆地调水的西之西方案 张学文， 2012/6/16 檀成龙等为解决我国西部干旱问题和我国的长期发展一直进行了十分专心的研究、学习与思考。他既有自己的大胆设想，又有很多具体的分析，先后写有相关文章 10 篇，而一再修改多次。他的这些论点大多已经在一些网站公布。这里我代他把本篇贴到科学网上。欢迎大家自由评论。 这个西之西调水方案是由他首次提出来的。 下面是其摘要，其全文是 WORD 版，欢迎下载 2012.6.16.doc 建设从藏西诸河到塔里木盆地西部的南水北调西之西线的建议 檀成龙 ① 檀佳 ② ① 珠海市公安局， 519070 ② 武汉大学， 430072 主题词： 藏西诸河 塔里木盆地 南水北调 西之西线 建议 内容摘要： 从青藏高原的藏西诸河到塔里木盆地的南水北调工程简称为 西之西线南水北调工程或西之西线调水工程。 与南水北调大西线工程相比，西之西线调水工程规模小、 投资少，见效快，还能起到大西线工程的试验田作用 。 该工程能显著改善塔里木盆地的生态环境，也能改善藏北高原的生态环境。 该工程在调水的同时，还能起到调电的作用；能起到促进西北民族地区经济发展的作用；能起到调水治沙、人造绿洲的作用；还能起到促进民族团结，维护边疆稳定的作用。该工程有 12 项突出优势，应尽早规划实施。 全文： 2012.6.16.doc

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