论四川盆地木桶效应

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  重庆、四川的干旱从2006年夏,一直持续到2007年春天。有鉴于此,笔者认为有必要进一步论述四川盆地的木桶效应。所谓四川盆地木桶效应,是将四川盆地比喻为一个巨大的木桶,环绕四川盆地的山脉缺口(山口、江河峡谷)就是这个大木桶的一根根相对比较短的木条;这些木条虽然短,但是由于它们处在关键的位置上,是水汽入川的咽喉要道;因此,人为改变这些短木条的高度,例如在江河峡谷修建水库大坝,势必改变四川盆地的结构,不可避免会导致四川盆地的自然气候发生明显的变化。
  
  一、中国四大盆地对比
  
  中国有准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地和四川盆地四大盆地,其中准噶尔盆地一半是沙漠,塔里木盆地全是沙漠,柴达木盆地是荒漠,唯独四川盆地自古以来就号称天府之国,主要是因为四川盆地的雨水丰沛。
  一个地区的降雨量,主要取决于两个条件,第一个条件是水汽资源丰沛,第二个条件是冷气资源丰富。海南岛的水汽资源丰沛,但是却经常闹旱灾,原因在于海拔1867米的五指山不能提供足够的冷气资源。同理,准噶尔盆地在天山以北,大西洋水汽和北冰洋水汽千里迢迢来到这里,虽然所剩无几,但是仍然能够在天山迎风面凝结成降雨和降雪,并顺坡流下来,因此这里还有一些绿地。塔里木盆地在天山以南,大西洋水汽和北冰洋水汽千里跋涉再翻越天山,绝大部分水汽资源都留在了天山以北,因此塔里木盆地要比准噶尔盆地干旱得多,年降水量不到30毫米,土地沙漠。柴达木盆地,位于高海拔的青藏高原北部,尽管这里冷气资源丰富,但是由于距离四大洋都非常遥远,水汽资源严重短缺,因此这里的雨雪稀少,年降水量略多于30毫米,土地荒漠。
  对比之下,四川盆地既有海拔三四千米的高山,距离西太平洋(我国东海岸)1600公里,距离南太平洋(我国南海岸)1000公里,距离印度洋(孟加拉湾)1600公里,距离不算远;这样既有丰富的水汽资源,又有丰富的冷气资源,当然雨水就丰沛,年降水量在950-1150毫米,物产相当富饶。
  
  二、江河峡谷地形风对水汽输送的作用
  
  西太平洋、南太平洋和印度洋水汽向四川盆地输送,主要有两种途径,其一是中高层季风,位于下垫面之上:其二是地形风,位于下垫面之下;下垫面的高度与当地地形密切相关,大体在地面以上500-1000米。对于低海拔地区来说,水汽资源主要由中高层季风提供:对于高海拔地区来说,水汽资源主要由地形风提供。
  所谓地形风,最明显的例子就是穿堂风。建筑物有穿堂风现象,大自然也有穿堂风现象。大自然的穿堂风的风道,一是山脉的缺口(俗称风口),二是峡谷。一般来说,有江河流动的峡谷,穿堂风的效应更显著,因为水面对风的摩擦力更小。有必要指出的是,即使是低矮的地形,也会产生明显的作用。
  具体来说,四川盆地及其周边的江河峡谷,乃是太平洋和印度洋水汽向四川盆地及其周边地区输送的极其重要的天然通道。在这种情况下,如果在四川盆地及其周边的江河峡谷上人为修建起一座座水库大坝(其影响空气流动的高度是大坝高度的四倍以上),无异于是在把这些天然水汽通道一个个都给堵住了,江河峡谷原本具有的天然水汽通道的穿堂风效应也就必然随之大幅度降低。而且,水库大坝越高,大坝所在地的海拔越高,其阻挡水汽流动的副作用也就越大。这是因为,在高海拔地区,由于空气稀薄,水汽比重大,被阳光晒热的水汽,通常都是贴着河道水面逆流而上的;因此,即使是几十米高的水库大坝,也会把逆流而上的水汽完全给阻挡在大坝下游。
  此外,水库大坝蓄水发电后,还会列江河水体流动产生一系列作用。例如,三峡水库大坝蓄水发电后,上游来的低温水,由于比重大,都沉到水库的中下层;水库上层表面的水体被太阳加热后,仍然留在水库上游地区;水库发电机组向下游排出的水体,均取自水库中下层的低温水体。这样一来,三峡大坝未建成之前,长江三峡流动的水可以把重庆等地的热量带走;而当三峡大坝建成发电后,长江三峡地区的太阳照射热量,就再也不能被长江三峡的水带走,重庆等地的气温当然会相应提高了。
  
  三、西太平洋水汽入川通道
  
  西太平洋水汽入川地形风通道,第一是长江三峡,第二是汉江中上游峡谷,第三是黄河三门峡峡谷。其中,长江三峡,山高谷深(高差在100米),直对东海,是西太平洋水汽入川的主通道。但是,由于三峡大坝横空出世,这条水汽主通道严重受阻。汉江中上游峡谷,位于秦岭与大巴山之间,是东海水汽向四川盆地北部输送的重要通道;但是,由于丹江口水库大坝横腰拦截,以及上游(包括支流)其它水库大坝的出现,这条水汽主通道同样严重受阻,其标志就是嘉陵江水量逐渐萎缩。黄河三门峡峡谷,是黄海水汽向秦岭及其北部黄土高原输送的主要通道,对增加入川水汽有辅助作用;但是,由于三门峡水库大坝的修建,这条水汽通道早就严重受阻。
  
  四、南太平洋水汽入川通道
  
  南太平洋水汽入川地形风通道,第一是金沙江(包括主要支流雅砻江、大渡河、岷江等)峡谷,第=是澜沧江(湄公河)峡谷,第三是穿越云贵高原的江河峡谷,主要有元江(红水河)峡谷、盘江峡谷和乌江峡谷等。来自南海的水汽可以通过上述峡谷,输送到四川盆地的西部地区和南部地区。由于上述江河峡谷,近年修建了一系列水库大坝,上述入川水汽通道已经严重受阻。其明显标志之一就是岷江上游的大面积湿地逐渐萎缩干涸。
  
  五、印度洋水汽入川通道
  
  印度洋(主要经由孟加拉湾)水汽入川地形风通道,第一是怒江(萨尔温江)及其支流峡谷,第二是雅鲁藏布江(拉马普特拉河)及其支流峡谷。此外,邻近的澜沧江峡谷和金沙江峡谷,也能够获得部分印度洋来的水汽。一般来说,来自印度洋的季风,很难翻越海拔六七千米的喜马拉雅山。因此,印度洋水汽主要是通过上述江河峡谷渗透到青藏高原,在当地转化为雨雪;其中,也有一部分水汽在青藏高原西风的吹送下,进入四川盆地上空,成为四川盆地水汽资源的重要组成部分。
  
  六、结论
  
  由于四川盆地及其周边地区大部分江河峡谷已经修建(包括在建)数以百计的水库大坝,这些水库大坝已经把四川盆地的天然水汽通道统统堵塞,导致四川盆地的木桶效应愈来愈明显,其副作用主要表现在如下方面:
  1.四川盆地在历史上也曾发生过严重的旱灾。近半个世纪以来,特别是近一二十年,由于中国经济实力的增加、大型建筑物施工技术的提高,在四川盆地的几乎所有的江河峡谷上都修建了水库大坝,有的一条河上甚至修建了数十座梯级水库大坝。这些水库大坝的出现,相当于把四川盆地这个大木桶的一条条短木条加高,使其原本承担的水汽入川功能产生“血管堵塞”病变。
  在这种情况下,可以预见到,四川盆地(包括重庆地区)的高温干旱趋势会愈来愈严重,虽然不排除有些年份降水量仍然会比较多,但是总体趋势是每况愈下,年降水量有可能从1000毫米左右下降到600毫米左右。
  2.由于四川盆地以西地区的水汽资源,主要是经由金沙江及其支流岷江、大渡河、雅砻江的峡谷河道输送的,在这些水系上修建的水库大坝势必减少水汽进一步向内陆地区的输送量。据此可以预见,祁连山的水汽来源会随之大幅度下降,河西走廊会进一步干旱,沙尘暴会愈演愈烈,敦煌月牙泉会干涸,青海湖会进一步萎缩,柴达木盆地将更加荒漠化甚至沙漠化。
  3由于四川盆地木桶效应,以及横断山脉江河峡谷上水库大坝对水汽流动的阻挡,青藏高原水汽来量已经在逐年减少,其标志就是降雪降雨减少,冰川退缩,雪线上升,植被退化。更严峻的是,这种变化属于恶性循环。据此可以预见到,当青藏高原这个地球第三极失去对太平洋和印度洋水汽的吸引力时,中国的三江源,以及长江流域和云贵高原,都将面临水资源萎缩的严酷打击。
  在这种情况下,如果人们认识到形势的严峻,能够反思水库大坝的利弊得失,能够接受四川盆地木桶效应理论,能够有勇气承认失误,能够有魄力改弦更张,那么,就应该积极采取补救措施,通过技术手段(这种手段是存在的)减少水库大坝对水汽流动的阻挡作用。与此同时,对那些没有多大好处的水库大坝,应该予以拆除。特别是要严格审批新的水库大坝建设项目,尽可能不再建造新的水库大坝。与此同时,面对中国水资源战略性短缺,我国政府有必要积极开展水资源领域的高新技术研究,例如空中南水北调项目等等。
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