為緩解干旱或半干旱地區的用水問題,人們需要從水資源豐富的地區將水調往缺少水資源的地區。目前,我國已經實施的南水北調大型調水工程,有效地解決了京津地區的用水困難,但我國仍然有很多地區處于常年缺水的狀態,其中青海的柴達木盆地就是常年干旱的地區之一。如果能夠將流入大海的淡水資源大規模地調往這里,不僅能夠解決當地的干旱問題,還能改善西部地區的氣候,從而造福人類。目前,涉及大型調水的技術方案和專利申請已經有很多,但是最后這些方案和專利的實施可能性卻還在探討之中。
既然我國西部豐富的天然氣資源能夠利用大型的鋼鐵管道輸送到東部地區,為什么我國東部、南部、長江下游以及珠江下游豐富的淡水資源就不能以同樣的方式調往西部高海拔的柴達木盆地呢?因此,只要發明出一種能夠實現遠距離調水的裝置,就能實現南水西調的設想。本文提到的這種新型遠距離大型調水裝置,就是一種能夠實現從低海拔地區向高海拔地區遠距離大規模調水的新發明。
這種新型遠距離大型調水裝置主要由一根輸水管、動力套環和推進器組成,輸水管中有一個隔板,將輸水管道分隔成上、下兩層,上、下層均安裝有梯格動力套環和滑輪梭槽,管道的兩端安有大型推進器,管內裝有小型推進器,大小推進器共同帶動梯格動力套環分別在上、下兩層卡在左右兩邊水平的滑輪梭槽滑行、轉動,而梯格動力套環的套環節上安裝有輸水葉用來推進水的運輸。
新型遠距離大型調水裝置的創作靈感主要來源于我國古老的輸水、調水工具——腳踏動力水車。這種古老的腳踏動力水車盡管只有4~5米長的木廂槽溝,但是卻能以60°~70°的傾斜坡度將水提升至3~4米高,而全部的輸水、調水工作都在木廂槽溝中進行。受此啟發,在新型遠距離大型調水裝置中,可以用兩米粗的大型鋼鐵管道來代替木廂槽溝,并將其延長至數千公里分為上下兩層,上層安裝運送輸水葉槽,下層作為輸水、調水槽,只要啟動電動機,裝置上的梯格動力套環就會拖著半圓形的輸水葉,將水從進口處抽入管道內的輸水、調水槽溝內。
想要成功往高海拔地區的柴達木盆地調水,在這個幾千公里長、直徑兩米的管道里,半圓形鋼板輸水葉每次需要推動上萬噸、甚至億萬噸的巨大水量,傳統的虹吸管原理、抽水機原理都無法拉動如此巨大的水量,唯有我國古老的腳踏動力水車的輸水、調水原理才能達到要求,腳踏動力水車輸水、調水的原理就是利用人的腳力,拉動輸水葉推著水在長木廂槽溝中往上倒流。新型遠距離大型調水裝置主要是利用電動機促使大型推進器和管道中的小推進器一起帶動輸水環轉動,輸水環上的輸水葉就順著輸水槽將水向前推進,直至將水從低海拔地區遠距離大規模調往高海拔地區。由于每一段運動都有相同功率的電動機勻速地帶動輸水環轉動,所輸送的水已具有慣性,再加上水的粘性和張力,所以整個過程中基本不會出現泄露現象。
要實現遠距離輸送長江、珠江下游的淡水資源到柴達木盆地,可以用一根管道一直鋪設或一節一節地鋪設到三峽大水庫,再從三峽水庫取水輸送至嘉陵江上游的白龍江水庫,進而在白龍江水庫取水送往柴達木盆地。所以,為了保證取水水源的充足,需要在長江、珠江各流域內建設兩大攔洪、蓄洪區域,其中兩大江河各流域下游建設一個攔洪、蓄洪區域作為調水區,為了保證調水區白天黑夜、一年四季都能有足夠的水量可調,還必須在兩大江河各流域區內建設三個大攔洪、蓄洪區作為水源供應區,蓄洪調水區和水源供應區之間用管道連接供應調水。
建造這樣的攔洪、蓄洪供水區域有幾大好處:首先,攔洪、蓄洪區能夠將長江、珠江各流域中上游暴雨或特大暴雨區內的寶貴淡水資源保存起來,從而有效減輕下游洪水、洪澇的壓力,同時對緩解我國華東、華南等地副熱帶高壓造成的旱災也有一定作用。2010年西南地區干旱近半年之久,其他旱區早已滴水貴如油,而貴陽市人卻一點也不恐慌,生活有條不紊。貴陽市之所以能夠在旱災面前繼續保有豐富的水源,主要得益于市區附近的幾座特大型、中型水庫。因此,提前儲存好水資源能夠緩解不時之需。其次,在長江、珠江流域下游一些長年遭受特大洪水襲擊、需靠國家下撥救災資金幫扶的重災地區建設攔洪、蓄洪區域,既能有效解決這些地區的災害影響,也能為遠距離輸水提供充足的水源保障。最后,我國東南沿海各省幾乎每年都會遭受強大臺風和特大暴雨的襲擊,如果能夠在這些區域建設攔洪、蓄洪水源供應區,就能有效地避免這些地區遭受災害威脅,在保護當地人民的人身財產安全的同時又能為遠距離調水工程儲存充足的水源。
眾所周知,柴達木盆地介于昆侖山脈、阿爾金山脈和祁連山脈之間,是青藏高原凹陷最深的巨大封閉構造盆地,其四周山脈的海拔一般為3500~4500米,盆地底部海拔為2600~3100米,面積達25萬平方公里。如果能夠打通阿爾金山東段山脈,從柴達木盆地底部穿山鋪設一條大管道進入塔里木盆地,同時借助柴達木盆地海拔3000米左右的高位和蓄水深度的壓力,就能對我國第二級地勢,即海拔2000米以下的塔里木盆地、甘肅、寧夏、內蒙古以及中西部地區的沙漠、干旱、半干旱地區的草原、草場進行自流噴灌。
這種新型遠距離大型調水裝置可以實現將水從低海拔地區向高海拔地區遠距離大型調水,并且距離越遠,同直徑管道調動的水量也越多,需要的動力越大。傳統輸水機械裝置很難實現遠距離大型調水的設想,而根據我國古老的腳踏動力水車可以提升水的原理設計出的裝置,才有可能將大量的水遠距離調動到需水地區。只要有足夠長的大型管道、足夠長的梯格動力套環和提供足夠動力的電動機,帶動大型管道內許許多多的小型推進器,推動梯格動力套環調水,就能實現從長江、珠江下游取水輸送到青海柴達木盆地、塔里木盆地、內蒙古大沙漠,從而能夠將這些處于干旱或半干旱的地區建成生態農業基地,既能擴大我國的耕地面積,又保證了我國不斷增長的城鎮人口糧食供應。此外,改善了這些地區的氣候狀況后,還可以有效緩解沙塵暴污染,將我國干旱或半干旱的地區打造成適宜人們居住的理想區域。總之,這種裝置能夠將我國任何一處有水地區的水資源輸送、調動到任何缺水的地方,所以這項裝置的市場潛力巨大,經濟效益和社會效益也很突出。目前,新型遠距離大型調水裝置已經向國家相關部門提出了專利申請,且已進入實質審查階段。