编者按：面对中国的淡水资源南多北少的客观事实，该文提出了使用小型水库和管道连接相结合的方式方法，用以解决中国的淡水资源南北不平衡的问题。同时，提出了利用管道发电的方式方法，用以解决大规模的南水北调所需要的大量电力那里来的问题。该文因此而具有很强的实用价值。而且，该文也具有很高的学术价值。为此，打破常规予以发表。
内容简介：
中国的淡水资源分布的非常不平衡。长江流域及南部地区占据了80%以上，中部地区时常出现严重干旱，北部地区常年缺水，西北地区地区缺水更是极为的严重。如何解决中国目前和今后百年面临着的这一个巨大的问题？笔者在本文中提出了使用小型水库和管道连接相结合的方式方法，用以大规模的南水北调解决中国的淡水资源南北不平衡的问题。同时，提出了利用管道发电的方式方法，用以解决大规模的南水北调必然需要的大量电力那里来的问题。
关键词：管道输水 管道发电
在当今世界， 中国是世界上人均淡水资源最为贫困的13个国家之一。尤其是，中国的淡水资源分布的非常不平衡。长江流域及南部地区占据了80%以上，中部地区时常出现严重干旱，北部地区缺水严重。处于大西北的新疆地区缺水更是极为的严重。早在1952年，毛泽东在视察黄河时就根据中国水资源南北不平衡的问题提出来了一个宏大的工程——南水北调。
但是，中国的地形基本上是南低北高，地理环境、地质条件也非常的复杂。受历史条件的制约，南水北调工程在以前也就没有得到大规模的开展。
改革开放以后，中国工业、农业的迅速发展，水资源短缺尤其是南多北少的矛盾也就更加明显的表现出来。为此，在党中央和国务院的领导之下，中国从2002年12月27日开始了世界上最大的水利工程——南水北调。至今已有20多年，因为困难重重而进展缓慢。效果并不是非常的显著和理想。南水北调设想中的西线工程，在目前是纸上谈兵，由民间提出的藏水入疆至今还是少数人的梦想。那么，如何解决中国目前及今后百年面临着的这个巨大的困难？本文，提出了使用小型水库和管道连接相结合的方式方法进行南水北调，用以解决中国的淡水资源南北不平衡的问题。同时，提出了利用管道发电的方式方法。用以解决大规模的南水北调需要的大量电力那里来，以及因为耗费大量电力造成调水成本过高的问题。以此解决中国的淡水资源南北分布不平衡和水电落后的两大难题。并由此解开了中国科协在2021年第23届年会上公布的，在中国的科技界中存在着的三大类30个问题中的风马牛互不相及的三个重大难题。
一、延安市经济发展缓慢的原因
2016年，笔者终于实现了自己的一个梦想，到中国革命的圣地——延安参观旅游。习总书记上山下乡的具体地方是延安市属的延川县文安驿公社的梁家河大队。在从西安到延安的路上，看到只有公路两旁的丘陵沟壑之间有稀稀拉拉的低矮的小树丛。据导游介绍，那是在10多年前，在党中央和国务院的组织安排下，使用飞机播种以后才有的。就是这些小树丛，对于改变延安的气候环境也产生了重大的影响。延安市减少了黄沙满天飞的次数。笔者则由此深深的感到毛泽东和党中央在延安时期的艰难程度。导游告诉我们，延安的红枣核有两种，一种是圆，一种是尖。苹果一种是微酸，一种是甘甜。笔者也知道，陕西的苹果是江苏省人民非常喜爱的水果。 苹果，是一年四季在市场上可以见得到的水果，但是，陕西的苹果在江苏省是长期的断货。可惜、可惜、可惜。
在路过一片稻田时，导游告诉我们，毛主席在延安主住了13年。他是湖南人爱吃大米，这一片稻田就是为毛主席提供大米的基地。问询当地农民主要的农作物是什么，回答是玉米。收成怎么样？三年两绝产。为什么？靠天吃饭。天不下雨一点收成也没有，还要白白白的搭上种子。这正如毛泽东所讲，农业是国民经济的基础，水利是农业的命脉。这就应当是延安市至今没有进入全国前10强的原因。
对此，需要对比的一个资料是，2021年，江苏省有38个县市的GDP超过1000亿，6个县超过2000亿。全国21年有38个千亿县，江苏省占有16个。附上一句话，江苏省不仅仅是沿海省份，还处于长江的下游。滚滚的长江水在路过江苏省以后，即进入波涛汹涌的东海。
在路过黄河壶口瀑布之时，也曾经看到了黄河壶口瀑布的宏伟壮观。延安处于黄河的中游，并且是在黄河壶口瀑布之前。守着黄河缺水用，遗憾，遗憾，遗憾！
农业发展困难，延安的经济发展也就没有良好的基础。习总书记上山下乡当知青的延安市属的延川县也一定是如此。从那以后，如何才能以解决延安市人民守着黄河缺水用的问题，也就紧紧的索绕在笔者的心间。经过多年的苦苦思索，终于有了自己的答案。
笔者的答案是什么？这就需要首先看一看延安市以及对延安市的气候环境产生重大影响的延安北部榆林市的地理状态、地形地貌以及水文现状。
二、延安、延川、榆林的地理状态和地形地貌
延安，总面积为3.7万平方公里。处于黄河的中游，陕西省的北部，黄土高原的中南地区。
对于延安、延川的地理状态和地形地貌，在网上查找到的介绍资料介绍如下。延安位于陕西省的北部，介于北纬35°21′~37°31′，东经107°41′~110°31′之间。西安以北371公里。北连榆林，南接关中咸阳、铜川、渭南三市，东隔黄河与山西临汾、吕梁相望，西邻甘肃庆阳。地势西北高东南低，平均海拔1200米左右。北部的白于山海拔1600～1800米，最高点在吴旗县五谷城乡的白于山顶，海拔1809.8米；最低点在宜川县集义乡猴儿川，海拔388.8米，相对高差1421米。
长江在苏省会南京市的区段的海拔高度在50米以下。延安海拔的最低处，与长江的南京区段的海拔高度相差300多米。即100多层楼的高度差。
延安的北部以黄土梁峁、沟壑为主，占全区总面积72％；南部以黄土塬沟壑为主，占总面积19％；全市区石质山地占总面积9％。西部子午岭，南北走向，构成洛河与泾河的分水岭，是高出黄土高原的基岩山地之一，海拔1500～1600米，主峰1687米；东部黄龙山，大致呈南北方向延伸，海拔1500米，主峰（大岭）海拔1788.7米；中部劳山，呈西北——东南走向，平均海拔1400米，主峰（大墩梁）海拔1464米。黄龙山和劳山统称为梁山山脉，形成延安地区地形的骨架。
这也就是说，延安的地理状态属于中国的黄土高原的丘陵沟壑区。地貌以黄土高原、丘陵为主。
延安市属于内陆干旱半干旱气候，四季分明、日照充足、昼夜温差大、年均无霜期170天，年均气温7.7℃~10.6℃，年均日照数2300~2700小时，年均降水量只有500毫米左右。
中央中央总书记习近平当年上山下乡的地方是延川县文安驿公社的梁家河大队。为此对延川县的地理地貌也就需要特别的介绍以下。延川县，位于黄河中游陕北黄土高原的东部，距延安市80千米。东隔黄河与山西省永和县、石楼县相望，北与榆林市清涧县接壤，西北与子长市毗邻，西接宝塔区，南靠延长县。地处北纬36°37′15″—37°05′55″，东经9°36′20″—110°26′44″。东西长74.25千米，南北宽51.5千米，总土地面积1983.87平方千米 。
延川县属陕北黄土高原丘陵沟壑区的白于山脉东端。地势西北高，东南低，由西北向东南倾斜。最高点在西北部崾山梁关家圪塔峁（高家屯乡贺李家沟行政村），海拔1402.6米，最低点在东南部黄河滩（土岗乡马家河村），海拔508.5米。与长江的南京区段的海拔高度相差400多米。
自西向东海拔高度逐渐下降，地形依次为：黄土梁峁状丘陵（海拔825—1402.6米）、黄土宽梁残塬（海拔523—1202米）、薄层黄土覆盖的石质丘陵（海拔508.5—894.2米），其间镶嵌有河谷川地（海拔835—1025米）。清涧河及其支流依地势呈西北至东南向树枝状纵贯全境，主要支流有永平川河、青平川河、文安驿川河、拓家川河。黄河自北而南流经县境东界，一级支流有眼岔寺河、张家河川河、清水关河、毛坬山沟等21条。各大支流构成基本骨架，将全县地形分割成7条大川（贺家渠川、永平川、青平川、文安驿川、清涧河川、拓家川、张家河川）、6条大沟（丰柏胜沟、马家湾沟、老庄河沟、南河沟、眼岔寺沟、毛坬山沟）及2万余条支毛沟，残塬、梁、峁、沟壑地貌组合呈水平相间分布，形成沟壑纵横、河谷深切、梁峁起伏、山川相间的地貌形态。
延川县属温带大陆性季风气候。冬季受来自西伯利亚的大陆气团影响，常为势力强大的蒙古高压所控制，寒冷干燥；夏季受东南季风影响，气候炎热，降雨集中，多雷雨；春季极地大陆气团消弱，热带暖气团增强，气温回升快、降水少；秋季气温迅速降低，冷暖气团交锋，多阴雨天气 。年平均气温10.6℃，年日照时数2558小时，无霜期185天，常年降水量不足500毫米。
榆林，处于延安的北部，总面积42920.2平方公里 。因此之故，榆林的水文、气候等等对于延安市产生着重大的影响。正是这个原因，对于榆林的地理状况也就需要大概地有一些了解。
榆林是陕西省辖地级市，位于陕西最北部，陕北地区和河套地区，黄土高原和毛乌素沙地交界处，是黄土高原与内蒙古高原的过渡区，东临黄河与山西省隔河相望，西连宁夏、甘肃，南接延安，北与鄂尔多斯相连，系陕、甘、宁、蒙、晋五省区交界地。
榆林市地质构造单元上属华北地台的鄂尔多斯台斜、陕北台凹的中北部。东北部靠近东胜台凸，是块古老的地台，未见岩浆岩生成和岩浆活动，地震极少。地势由西部向东倾斜，西南部平均海拔1600--1800米，其他各地平均海拔1000--1200米。最高点是定边南部的魏梁，海拔1907米，榆林市最低点是清涧无定河入黄河口，海拔560米。与长江的南京区段的海拔高度相差500多米。
地貌分为风沙草滩区、黄土丘陵沟壑区、梁状低山丘陵区三大类。大体以长城为界，北部是毛乌素沙漠的南缘风沙草滩区，面积约15813平方公里，占榆林市面积的36.7%。梁状低山丘陵区主要分布在西南部白于山区一带无定河、大理河、延河、洛河的发源地。面积约5000平方公里， 占榆林市面积11.55%。地势高亢，梁塬宽广，梁涧交错、土层深厚。
面对延安和延安北部榆林的地理状态和地形、地貌，要想解决延安守着黄河缺水用的局面，笔者认为，必须也只有运用小型水库和管道连接相结合的方式方法，才能以解决延安市人民现在和今后百年的严重缺水之困苦。
三、小型水库和管道连接相结合
面对延安的沟壑丘陵的地理状态和地形地貌，笔者认为必须也只有运用管道和小型水库相结合有方式方法，才能解决延安目前和今后百年守着黄河缺水用的尴尬局面。
所谓小型水库，就是一座内径50米、高度150多米的大水塔。大水塔的建设方式是，先用10厘米厚的钢板围成一个直径50米，高度150米以上的大圆桶。在圆桶外再用钢筋混凝土加固。在微型水库的底部设置一个内径1米的有阀门的排污管，用以排除小型水库中沉积的泥沙。
所谓管道连接，也就是在两座小型水库之间用管道连接相通。
具体的方式方法是，在黄河壶口瀑布之前的黄河边向延安的海拔最高点1809.8米处（相对高差大约为1200多米）或是向中部劳山（平均海拔1400米）的主峰大墩梁（海拔1464米）的方向上，建10多座高度在150多米的小型水库或者说大水塔，在各座大水塔之间用直径1.5米的管道连接，流经黄河壶口之前的黄河水，也就有希望在经过10多次提高后达到海拔1500多米甚至于是1800多米的高度。
在这个基础上，再用管道回流到延安所有需要用水的地方，及至于输送到陕北的河套地区、黄土高原和榆林的毛乌素沙地。
同样，在将黄河水逐级提高到海拔1500多米的高度后，再用管道输水到延安的各个丘陵的顶部。从丘陵的顶部再通过管道分向丘陵的四面八方，由此也就能以实现自流喷灌。
如此这般建设，延安地区的各个丘陵也就有希望形成北部种树，南部种田的自然条件。延安也就有希望成为中国的重要的水果生产基地和鱼米之乡。即从此成为陕北的好江南。
榆林的总面积是42920.2平方公里 。在具备了良好的水利条件后，其中的2万多平方公里，就有希望成为中国重要的稻米生产基地之一，2万多平方公里成为森林或草原，从而改变延安的生态和气候环境。
四、小型水库加管道连接的方式好处多多
小型水库和管道相结合，首先提升水的海拔高度，再配合管道输水的方式方法，简单易行和经济。
管道输水，不用挖长河、筑大坝。遇山绕山，不再开掘隧道。遇到沟壑或干涸的河道或是低矮地区使用U形弯，遇到丘陵是倒U形弯，遇到大河架桥即过，或是用U形弯从河的底部穿过。这种工程，对于具有丰富的建设上千公里天燃气和石油输送管道以及高铁经验的号称基建狂魔的中国工人队伍来说，那就是张飞吃豆芽——小菜一碟。
尤其是，输水管道在初期建设时，与挖大河、筑大渠，遇山开挖隧道等等相比一定是比较的容易。而且，还能以避免大量的占用农田，增加桥梁和交通设施，因此而经济的多。在路上不渗漏，不污染，不用年年清除河道淤沙，还能够直接的将水送到全国所有大中小城市和乡村的民用供水管口及至农村的田间地头。
在遇到较大的自然灾害，例如地震、山洪暴发、隧道坍塌、较大滑坡等等造成管道断裂以后，临时关闭上游的阀门即可。与挖大河、建大坝、开挖隧道等等相比，既能以避免较大的次生灾害，修复也一定是比较的容易。
笔者认为，使用小型水库加管道连接的方式方法，只要是有需要，莫说三千公里、六千公里，就是一万多、多公里，莫说是海拔3000多米，就是海拔6000多米的高度也能够实现。否则，世界各国也就不可能将管道作为输送石油、天燃气的主要的方式方法。各个大中小城市也就不可能将用管道输水，做为为千家万户城市居民供水的基本的方式方法。在北京，现在也就有可能仍然保留着老牛拉水车。
当然，在全世界也就可能没有高楼大厦。人类，是逐水而居的群体动物。
五、如何解决管道输水中的难题
管道输水有两大难题。其一是管道堵塞，其二是冬季冰冻。这两个问题不解决，使用管道远距离大规模的调水也就是白说。
安装盲肠管，防治管道堵塞。笔者认为，解决管道堵塞这个问题的第一个方式方法是安装盲肠管。所谓盲肠管，在延安市也就是从取水点开始向后的3-10多公里内，选择两个丘陵陵之间，在管道上安装垂直向下或斜向的沉土、沙、碎石之用的内径1米，长度为5米、10米的竖管或斜管。在竖管或斜管的上部和下部各安装一个阀门。平时输水时打开上面的阀门，完全关住下面的阀门。当竖管中的淤积物达到70%以上后，关上面阀门的95%，开下面的阀门，将淤积物泄出。事后再关闭下面的阀门，打开上面的阀门。这就如同切除盲肠那样的外科手术一个样。如此反复，完全可以防治管道被泥沙、碎石等等杂物的堵塞。而且，每一座小型水库或者说大水塔，也具有这个作用。
当然，在取水口，就需要尽量避免土、沙、碎石等等杂物进入管道。至于安装多少个盲肠管，那就是需要多少个就安装多少个。
预留窗户，清除堵塞物。解决管道堵塞这个问题的第二个方式方法是预留窗户。所谓预留窗户，也就是在输水管道上，在可行的地区，例如深沟或干涸的河道、低矮地区，或是在输水线路上的两个丘陵之间，用三通管预留“窗户”。窗户，在平时输水时用阀门将窗户关死。在万一出现杂物堵塞时，打开阀门（窗户）用水冲出堵塞物以后再将阀门关死。
百年大计，质量第一。要保证水质，就向江苏省的南通市政府学习。他们是守着长江却不直接从长江中取水供应市民的生活所用。而是在长江边的百米之外打井取水。这在事实上也是从长江中取水。因此之故，南通市民烧开水的水壶六年不生一点点水垢。
当然，在延安即使是在黄河之中直接取水，也绝对的不会造成水到之地出现盐碱化和积盐化的问题。
预备热水井，防治冬季冰冻。用管道输水也必须解决冬季冰冻的问题。以避免因为冬季冰冻出现半年通水半年闲的局面。
笔者认为，解决冬季冰冻的具体的方式方法是，在黄河壶口瀑布之前的取水地，首先是打井吸水。再在大水塔的附近打下2000多米深度的热水井，在寒冷的冬季向大水塔中加入热水，以防治水库结冰。在输水的管道上，那就是那里需要防治冬季冰冻就在那里打下热水井，向管道中注入热水。管道中的水温，只要是不低于零下5度即能够防止管道结冰。可千万注意，不要加入热水过多了。否则，烫死青苗，延安的老农民找到门上索要赔偿金，那就茄子地里拉屎——不上蒜了。
流水不结冰。在冬季为了保持管道中的水快速流动，在输水管道上增加加压泵或是向借沟壑在当地建设的小型水库中放水，这样做也有利于在冬季储存下大量的水用以涵养当地的地下水源。或者是在黄河壶口瀑布之前放水回黄河。
当然，在延安的10多个丘陵的顶部建设10多座高度在150多米的大水塔，对于号称基建狂魔的中国工人队伍来说，应当是有能力完成的任务。但是，大幅度和大规模的日日夜夜分分秒秒不能停止的提升水位所需要的电力，一定是一个很大的数量。仅仅是为此所耗费的电量也会造成金价水、天价水的出现。结论就是一句话，用不起。
正如毛泽东在《矛盾论》中所讲的那样，矛盾无处不在，无时没有。在一个矛盾解决以后，新的矛盾就会出现。如何解决这个矛盾？笔者的回答是：借用输水管道发电，实现电力免费供应。
六、管道发电
借用输水管道发电，实现输水和发电并举，解决大规模调水对电力的需求，并能以实现电力免费供应。
从理论上说，水位落差在100米，就可以安装发电机。那么，如何借用输水的管道发电？
笔者想到的方式方法是，在输水的管道之中安装用生铁做成的叶轮状的圆球式的涡轮，借管道内水流动产生的动力推动涡轮的转动，由此也就能够实现管道发电。
管道发电机，与风力和太阳能发电相比的优点是，不用看天气的脸色。尤其是，借用管道发电能以实现管道通过那里就建到那里，需要多少就建多少，那里需要就在那里建。以此免除远距离输电对电量的损耗。还能以避免建设特高压远距离的输电线路，以及平时维护特高压输电线路安全运行的费用。
如果需要举一个例子，那就是在管道经过习总书记上山下乡的延安市属的延川县文安驿公社的梁家河大队时，在梁家河大队的村旁边就可以建一座中型的水电站。
管道发电机的具体的安装方式方法是，将隐藏在管道内的涡轮横卧式安置，将发电机组安装在管道外的侧面。在管道内涡轮的顶部安装月牙板（月牙板与涡轮的间隙小于1厘米），迫使管道内的水只能在涡轮的下面流动。
涡轮的重量越大，能以带动的发电机组越大。
输水管道，分为非发电区段和发电区段。或者是分为输水管道和发电管道。发电管道中的水是从输水管道上用三通管分流过去的，在经过发电区段以后，再回流到输水管道之中（滴水未用）。在非发电区段，或输水的管道的直径为1.5米的基础上，在发电区段的管道内径为6.5米时，涡轮的直径就可以是5米多，重量在5000公斤以上。 在发电区段的管道为11.5米时，涡轮的直径就可以是10米，重量在10000公斤（10吨）以上。由此也就能够带动更大的发电机组。
延安的地形、地貌以丘陵沟壑为主。在将水位一次性提高到相对高差1200多米的高度后，从1200多米的高度开始的、在3.7万平方公里的范围内回流向下到壶口瀑布之前的，因丘陵峁梁形成的弯弯曲的曲的管道能以达到几万公里？可以安装涡轮重量在10吨以上的发电机多少台？能以生产多少兆瓦的电量？对此问题，很多人士的回答一定是，难以计算！
具体的可参考的资料是，三峡机组的发电机转子最大的直径为18.74米，高度为3.42米，重量为1779吨。单机发电容量为1400万千瓦。
这也就是说，当单个10多吨重量的转子达到180个时，即总重量为1800多吨后，一组发电机的发电量就能以达到三峡最大的一台发电机的发电量。相当于一座中型的发电厂。
三峡发电机组共有34台。
因此，在发电区段的管道直径为11.5米，涡轮的直径为10米、重量在10多吨以上时，只要是34个180台管道发电组（34×180=6120），具体的说就是6120台管道发电机，就能以达到三峡的总发电能力。
总投资需要多少钱？请100多名专家计算的结果一定是，用管道发电机在延安建设一座相当于三峡发电量的发电厂，比建三峡时为了发电的总投资绝对的少。
水利发电，需要水位差。在平原地区没有水位差时，还需要人为的制造水位差。延安有众多的丘陵，丘陵就是制造水位差的良好的自然条件。具体的说，就是在一个丘陵的顶部建立一个直径50米高度150多米的大水塔，就成为一座水力发电厂的基础。再在围绕着那个丘陵周围建设的方形的盘山管道上安装发电机，一个丘陵也就成为一座300兆瓦或500兆瓦的中型发电厂。而且，在一次性将水提升到1200米以上后，并不是在一条管道中直接的直流而下。而是在几个层级转过好多个丘陵、好多个发电厂之后，才能回到黄河之中。
在延安，有相对高度差为50多米以上的丘陵有多少？平原省份可是没有这个自然条件。
什么事都是有利也有弊，且往往是利弊相随。但是，只要是找到科学的方式方法，也就能以将利扩展到最大，将弊降到最低。甚至于是将不利条件改变为有利的因素。这就是唯物辩证法。
延安市，截至2019年，下辖2个市辖区、10个县、代管1个县级市。将6000多台发电机组分配到延安市属的各个县级区，不仅仅能以完全满足输水管道自身正常运行的需要，还能以满足延安全市自身的民用、农用和工业用电的全部需求。延安市，也就成为全国最大的水力发电的大市、强市！
一个三峡的发电量，延安市自己用不了，还能以向北京、天津输电。借机会收取北京和天津的钱。
不说全陕西，也不说全中国，更不说全世界，仅仅是延安一市，规格不一的输水的管道需要多少千米？
在陕西省，管道发电机需要多少千台？
延安市自身对本市供水网、供电网的建设，丘陵变果林、农田、稻田的改造等等、等等的建设工程在短期内需要多少劳动者？
完全能以延续上百多年的劳动岗位能以增加多少个？
从目前的现状到实现陕北的好江南的自然条件需要投资多少钱？一年1千亿，10年能否完成？
延安市自身由此能以创造出多少产值？
延安，全市的总面积是3.7万平方公里。用其中的0.7万平方公里种苹果树，延安就成为全国乃至于全世界最大的苹果生产基地之一，5年以后每年的产值是多少？江苏省人民从此也就可以在一年四季吃到延安人种植的苹果。延安市为将丘陵改造成为果林、玉米地、稻田所付出的全部投资，在出租果林、农田、稻田后，在50年内一定能以全部的直接的收回。
例如，将丘陵改造为一亩稻田的费用为5万元。一亩稻田一年收出租费100元，10年是1000元。50年的收费就是5万元。
水费？发电以后剩余的水，1立方米5分钱。
山不在高，有水则灵。水不在深，有鱼则灵。延安有了水，百业可兴！
水利发电机，在一次性建好以后，一般情况下能以运行百年。因此而被称之为印钱的机器。
尤其是，管道内的水不流动涡轮就不能运转，发电机就要停止发电。由此也就造成了发电成为主业，输水反而成为副业。及至于借用管道发的电，成为供水网获得经济收益的主要来源。因此之故，保障输水管道正常运行所需要的全部电力，也就有一定能以实现免费供应！
延安，位于黄河的中游。尽管黄河一年的总流量能以达到500亿立方米。从黄河的壶口瀑布前取水仅仅是为了满足延安一市用水的需求可能勉强的可以。如果再从黄河的中取水满足陕西、山西、甘肃、宁夏的治沙和发展农业的全部的用水需求，就是从黄河壶口瀑布以后，截留全部的黄河水也可能难以满足。
这也就是毛泽东在《矛盾论》中所讲的那样，一个矛盾解决了，新的矛盾就会出现。那么，
如何才能以解决黄河水量不足的问题？对此，笔者的回答是，从长江下游的江苏段大规模的南水北调。
七、南水北调，解决中国北部的用水需求
黄河水量有限，要想满足陕、晋、甘、宁的用水需求，可以从长江的下游取水大规模的南水北调。
长江水每年的入海量约为10000亿立方米。因此之故，就是每年从长江下游的江苏省的南京段、江阴段、南通段一年取水3000亿立方米的水，即长江水每年入海量的30%，相当于六条黄河，或一条珠江的年流水量北上，也不会影响到江苏、上海、东海区域的生态环境。
当然，要想从长江下游的江苏省的南京段取水大规模的南水北调，就需要首先看一看从南京开车自驾游到山西省会太原、甘肃省会兰州，宁夏省会银川市的距离各是多少？以及太原、兰州、银川三市的海拔高度各是多少？
从南京到太原的全程大约是1102公里，太原海拔的最高点为2670米，最低点为760米，平均海拔约800米。
从南京到到兰州约为1726公里。兰州的海拔高度在1500-3000米之间。
从南京到银川的距离约1680公里。银川市的海拔高度1010-1150之间。
这也就是说，从南京到太原、兰州、银川的最远距离不到2000公里。三市海拔的最高点是3000米。
长江在南京段的海拔高度在50米以下，两地海拔相对最大的高度差是3000多米。1000多层楼的差距。
但是，使用小型水库和管道相结合的方式方法，只要是需要，莫说是距离三千公里、六千公里，就是一万多、多公里，莫说是海拔3000多米，就是海拔6000多米的高度也能够实现。
因此之故，运用小型水库和管道相结合的方式方法，只要是从南京开始的向延安、西安、太原、兰州、银川输水的线路上，建内径50米，高度150多米的20多座大水塔，并用管道连接以后，也就有希望在一年之内将1000多亿立方米的长江水，输送到陕西、山西、甘肃、宁夏所需要的海拔高度和大部分地区。
甚至于是在越过延安后，从榆林市的清涧无定河再进入黄河。（穿过黄河的方式方法是，用U 弯管道从黄河的底部穿过。）
八、南水北调直接的经济效益巨大
大规模南水北调的直接的经济效益如何？这需要以假设为例，细细分析。
笔者假设，从南京到陕、晋、甘、宁的一年输水1000亿立方米的工程，总投资需要一万个亿人民币才能够完成。
从出水口计算，1立方米的水收费人民币1元，一年的收益是1000亿，10年就可以收回投资。如果收费0.5元，20年能以收回投资。如果收费0.25元，40年也能以直接的收回投资。如果收费0.1元，100年也能以收回全部的直接投资。至于间接的经济和社会效益也就不需要计算了。
当然，从长江的南京段前取水1000亿，在到达太原、银川、西安、延安、榆林时还有500亿立方米（相当于一条黄河的年均流量）也就不错了。原因是被路过的省市自治区，甚至于是京、津、冀、鲁、豫的地方政府截胡了。中原五省份也是缺水的地区。雁过拔毛难以避免。但是，他们要为此付出费用。因为这个雁毛不能白拔。假设，从1.5米的主输水管道（一级管）中取水，长江第一供水公司1立方米的收费是人民币0.5元，一年的收费就是250个亿。这250个亿，足够供水公司全线全年的维护管道运营的全部费用。而且，还应当还有很大的剩余。
因此之故，在越过中原五省市以后，陕西、山西、甘肃、宁夏再用水就可以实现免费供应。
对于收费多少，笔者的建议是，由国家投资铺设的一级管（直径1.5米），收费0.5元。由省级政府投资铺建的二级管（直径1米）收费0.6元，由市级投资铺设的三级管（0.5米）收费0.7元。由县级政府投资铺设的四级管（0.3米）收费0.8元。由县下区级政府投资铺设的五级管（0.10米）收费0.9元。由小区级铺设的六级管（0.05）米，送到千家万户或者说北京市民的家中收费1元。在这个基础上，如果各级收费在5年以后各减少50%，送到千家万户或者说北京市民的家中的收费也就只有0.5元了。（北京市居民的水费现在是1立方米人民币5元。）。
笔者认为，为了解决中国北部今后百年缺水之困苦，工程总投资就是在70年甚至于是在100年内在预算上才能够直接收回也是应该上马的工程。
在事实上，建设从南京到西安、太原、银川、延安、榆林的一级（1.5米）和二级（1米）的输水管道可能是不需要1万亿。
而且，在长达上2000多公里的输水线路上，当遇到300、500或1000多米高度的丘陵或小山时，即在其顶部建小型的水库，再围绕着那个小山包建方形的盘山管道，在盘山管道上安装发电机组，也就既能以增加发电机组的数量，也能以加大涡轮的直径、重量和运转的速度。
如此建设，每一座小型的大水塔，就是一座中小型的发电厂。每一座500多米高的丘陵或小山就是一座中型的发电厂。
尤其是，对于输水公司来说，每一个发电厂也就是一个免费的加压站，也是免费的截留水中杂物处。供水公司还可以借机收取发电厂的一部分利润。例如10%。
如果问，在南水北调的线路上的弯弯曲曲的长达4000甚至于是6000多公里的输水管道上能够建多少座水电站？发电机的总装机容量是多少？恐怕很多人士的回答也一定是，无法计算。
而且，如此的建发电厂，不仅仅是能以实现需要多少就建多少，还能够实现那里需要就在那里建。以此免除远距离输电对电量的损耗。还能以避免特高压远距离建设输电线路，以及平时维护特高压输电线路安全运行的费用。
因此，尽管大规模的南水北调需要耗费巨大的电力，一条主要的输水管道从开始到终端所需要的全部的电力，也完全有能力实现全部的免费供应。
理由就是，不调水涡轮机就不能正常运转，发电机就要停止运动。致使发电成为主业，南水北调反而成为副业。甚至于发电是输水工程获得经济收益的主要来源。
尤其是，有可能的是由发电得到的收益，既能以维护南水北调平时运行的全部费用，并在50年的时间内收回南水北调工程的全部投资。
对于南水北调中的西线工程，据中国科学院院士王光谦向记者介绍，由水利部门通过长期研究和勘察，已基本形成的‘上线’和‘下线’两条线路的设想。‘下线’从金沙江叶巴滩水电站、雅砻江两河口水电站、大渡河双江口水电站调水入黄河支流洮河，调水约160亿立方米；‘上线’从雅砻江（源于甘孜州理塘县西沙鲁里山中段雪山桠口的（海拔5838米），大渡河干支流调水至贾曲河口入黄，调水约80亿立方米。两条线路以引水洞涵为主，均可形成自流到黄河上游。。预计投资投资4,892亿元。如果运用管道和小型水库相结合的方式方法，一年调水140亿立方米到达黄河的上游，也就能够从纸上谈兵成为实际行动。还能以借西线输水的管道，建起许多座发电厂。预计总投资，在比山岭地区遇到沟壑筑大坝、遇到山岭挖隧道的总投资相比一定远远的低于4,892亿元。在遇到地震遭到毁坏以后次生灾害小，重新修复也一定容易。雅砻江，即玉树地区是地震多发区。
因此，要想实现既输水也发电，在长江、珠江、黑龙江、黄河等等大江大河的上游海拔1000多米以上的地方找到水源，应当是优先的选择之一。
如果在青藏高原上找到合适的水源，运用管道和小型水库相结合的方式方法藏水入疆也就能以梦想成真。
如果仅仅是为了发电，在青藏高原上找到合适的水源地那怕是咸水，例如在海拔高度为3196米的青海湖，运用管道和小型水库相结合的方式方法分级下泄到黄河入海口，即山东省东营市垦利区（海拔高度在100米以下），在长达1万多公里的相对高度差在3000米左右的输水线路上能够建多少个发电厂？总装机容量是多少？恐怕所有人士的回答也都是一句话，无法计算。
水力发电机，是印钱的机器。在管道发电的方式方法让各省市自治区的政府知道以后，在中国一定掀起一个大规模的建设管道发电工程的高潮。中国很快地就能以成为水电大国！水电强国！
而且，笔者在本文中提出来的调水和发电一举两得的方式，完全能以适用于全国各省市自治区内部或相邻省份小区域的水资源的合理调度。
例如，北京市的地形是西北高东南低。山区面积约为10200平方千米，约占北京市总面积的62%。海拔高度在1000-1500米。平原地区约为6200平方千米，约占总面积的38%。平原地区的海拔高度在20-60米之间。天安门广场的海拔高度是44.4米。假设，在长江的江苏省的江阴段（海拔高度在50米之下）北边建一座高度180多米的大水塔，在一次性提高180多米后，比北京市的平原地区高出100多米。在这个基础上，用管道每年将200多亿立方米的长江水送到北京，那就不知道有多少北京人改行当渔民。再为京杭大运河全线、全年通航供水，也是小事一桩。
在京杭大运河全线、全年通航，即千吨级轮船能以从北京直达杭州以后，乾隆再生，也就能以更为方便的再下江南一游。对于沿河两岸的经济发展能以起到多大的作用，敬请读者评说。
而且，在江苏的长江下游的江阴段建立一座海拔高度在150多米高的大水塔以后，从江阴段取水，向京、津、冀、鲁、豫五省市每年各调水100亿立方米，也能以轻而易举的得到解决。
同时，上述五省市还能以根据自己的需求建设发电厂，实现一县一座，或是一县多座。管道发电机的生产厂家，也就不需要找到门上口苦口婆心的去推销了。
九、东水西送，解决中国北部和新疆缺水极为严重的问题
在中国，缺水严重的地区是蒙、陕、晋、甘、宁和新疆。中国的八大沙漠全在中国的北部和西北部。从网上查找到的资料是，沙漠（shā mò）是指地面完全被沙所覆盖、植物非常稀少、雨水稀少、空气干燥的荒芜地区。沙漠亦作“ 沙幕 ”，干旱缺水，植物稀少的地区。中国沙漠总面积约70万平方千米，如果连同50多万平方千米的戈壁在内总面积为128万平方千米，占全国陆地总面积的13%。中国西北干旱区是中国沙漠最为集中的地区，约占全国沙漠总面积的80%，我国最著名的八大沙漠分别是：塔克拉玛干沙漠、 古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠、柴达木盆地沙漠、库木塔格沙漠。而且，由于人类的过度活动和气候变化的影响，使我国干旱区生态环境退化日益严重，沙漠化土地面积已经扩大到11．4万平方公里。 因此之故，如何解决中国北部尤其是西北部的沙漠地区极度缺水的问题，在目前来看这是一个非常巨大的困难。笔者受西气东输工程的启发，想到的方式方法是东水西送。
什么是西气东输工程？请看下面的两幅笔者从网上的截图。
西气东输工程图1。
西气东输工程图2。
从网上提供的资料（上图）中可以得知，西气东输的一线工程，即从轮南到上海的输气管道的长度是4859千米。如果再加上若干条支线，西气东输工程管道的总长度将超过7000千米。面对新闻记者的采访，管网集团负责人表示，西气东输2022一年累计向中国东部输送天燃气可以达到1000亿立方米。这1000亿立方米的天燃气，既是从新疆的独山子送到了广州，也送到了千家万户。而且，用管道加小型水库和加压站相结合的方式方法，也能以送到海拔3000米以上的高度。
据此，笔者认为，既然西气东输工程一年能以将1000亿立方米的天燃气送到中国南部的许多个省市自治区和千家万户，那么，从南京，甚至于是从广州向新疆一年送水1000个亿立方米的工程——东水西送，也就应当有能力实现。
当然，要想满足中国北部改造沙漠对用水量的需求，运用管道和小型水库相结合的方式方法，从黑龙江流域每一年调水500个亿立方米，进入蒙、陕、晋、甘、宁，也是东水西送，就应当是一个优先的选择方案。
从黑龙江的中国一侧的200平方公里内一年调出500个亿立方米的水，对于黑龙江来说，能以起到长江中游的鄱阳湖的作用。
总而言之，运用管道和大水塔相结合的方式方法，完全有能力将长江、珠江和黑龙江等等大江大河之中的可调之水调出来，在全国建起一个覆盖全国各地区的相互连通的大水网，将中国有限的淡水输送到全国所有需要用水的地区。
十、南水北调 敢叫日月换新天
大规模的南水北调和东水西送，不仅仅是为了解决中国水资源分布不平衡的问题。
2021年7月28日下午，中国科学技术协会在第23届年会闭幕式上发布了三大类30个重大的科学未解难题。在这三大类30个问题之中，10个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题之一为，以新能源为主体的新型电力系统优化和稳定机理是什么？
10个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题之一为，如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系？
10个对产业发展具有引领作用的产业技术问题之一为，如何利用风光水加快实现我国的“碳中和”目标？
在上世纪的末期，在西方国家的气候专家占据主导地位的国际气候学界中形成了一个比较统一的认识，即人类为了自己的生存和发展所推动的世界工业化的迅速发展，造成了大量的二氧化碳排放。大量碳排放造成的全球气候逐渐变暖，又成为全人类生存和发展的重大的威胁。为此，在联合国的主导下，于1992年的5月22日制定了防止全球气候变暖的公约（英文缩写UNFCCC) 。这个公约，旨在控制二氧化碳等温室气体的对外排放。公约中明确的规定了各个国家应当承担的减少碳排放的责任。中国是制造业大国，也是煤电大国。中国减少碳排放的责任（比例）压力山大。为此，中国政府被迫关闭了许多的燃煤发电厂。为了国家的经济发展，又投入巨量的资金发展风力和太阳能发电。致使中国的经济发展受到了很大的影响。这就是中国科协提出以上三个中国及至于世界科技界至今未解难题的基本原因。
以上三大难题，在科学领域中属于风马牛互不相及的三大类问题。但是，笔者认为，大规模的南水北调，完全的能以解决其中的两大难题。
解决中国淡水资源南多北少的问题，是解决上述两个重大难题的基础。不仅仅是笔者认为，绝大多数的中国人都知道，淡水资源南多北少，是制约中国目前和今后在一个相当长的时期内的经济发展面临的重大的困难。而要想解决这个重大的难题，也就需要用科学的方式方法大规模的从南部调水进入中国的中部、北部，尤其是大西北的沙漠地区。
在中国的中部，即京、津、冀、鲁、豫有了充足的淡水资源的保障以后，就能以防止土地退化和增加粮食产量。为粮食产量保持在1.3万亿斤（2023年3月5日李克强总理向十四届全国人大一次会议作政府工作报告的内容之一）以上提供强有力的保障。
在北部，即蒙、陕、晋、甘、宁具有了淡水资源的基本保障体系以后，也就能以大力发展林业和扩大草原面积，增加森林和草地的覆盖率。由此构建一个强大的碳汇扩增体系，增强中国生态系统的碳汇扩增的力量，用以加快实现我国的“碳中和”的目标。
尤其是，为中国增加2亿亩稳产、高产的可耕地也应当是大有希望。中国也就有希望成为世界粮食和肉类的出口国。
新疆，在网上查找到的有关的统计资料是，2017新疆人均水资源量4146.9立方米。人均水资源量在全国排名为第五位。若问其原因，那是因为，新疆的地形是三山夹两盆，北部有阿尔泰山脉，中间有天山山脉，南部有昆仑山脉。那些分布在山脉周边的城镇，每年五月到十月都会面临夏季融雪性洪水的袭扰。但是，如果想将新疆的沙漠区改变为大草原，即使是运用笔者提出来的大水塔和管道相结合的方式方法，再加上管道发电解决电力需求，用尽新疆自身所有的水，也绝对的是杯水车薪。因此之故，新疆人不缺水，新疆区缺水。只有在新疆成为大森林和大草原以后，新疆维吾尔自治区才能成为适于人类生存和发展的地区。而要想让新疆成为大森林和大草原，也需要大规模的调水进入新疆。在大规模的调水进入新疆后，运用大水塔和管道相结合的方式方法，在新疆建设起一个能以覆盖新疆沙漠的自动化的管道滴水或是喷灌网，也就为在新疆植树造林和种草建立起良好的水利条件。再通过植树造林和种草将新疆改变成为绿洲以后，那就不仅仅是新疆全区能以成为适于人类生存和发展的地区，中国和亚洲的气候和生态环境也一定能以得到明显的改善。这既有利于减轻沙尘暴对中国气候的影响，甚至于是让全中国和全亚洲的气候温度降低。
上述由中国科协提出的“如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系”、“如何利用风光水加快实现我国的‘碳中和’目标”这两个重大的难题也就能以得到解决。
至于以新能源为主体的新型电力系统优化和稳定机理是什么？答：管道发电！
为什么对解决新疆沙漠化的问题需要高度重视？笔者有自己的认识。
处于新疆区内的罗布泊（1972年发现彻底干涸）地区在五千多年以前是大海，新疆在一千多年以前是大草原，现如今是大沙漠！
中国的西北地区沙漠化，应当是古楼兰王国灭亡，汉武大帝刘彻派遣的使者张骞出使西域时在那里存在着的西北36国消失的自然源因。而且，也应当是中国的中部气候干旱和雨雪缺少的原因之一。
下图为古楼兰遗址的图片。
面对古楼兰遗址，仿毛泽东的待词《浪淘沙.北戴河》赋词一首
《纪念古楼兰》
千里赤土燃，万里鸟不见。只有白云飘飘然！
草木绿色都不见。知向谁边？
热浪滚滚，人迹绝断。只剩下残墙破壁空悲叹！
问询南来北往客，您可否听见？
历史痕迹今犹在，后人如能得借鉴，也不枉她曾经来过人间！
在上世纪50、60年代，西北的沙漠是以每年100多公里的速度向东南挺进。如果任其自由发展，在今天，黄沙漫天飞，就是北京人的家常便饭，千年以后的北京就是第二个古楼兰！
而且，如果不是中国人民从上世纪的中期响应党中央的号召到边疆去，对中国北部的沙漠开始进行治理，尤其是西北人民至今坚持坚不懈对毛乌素和鄂尔多斯沙漠化加重状态的防治，今日的延安有可能就已经明显的显露出沙漠化的迹象。三千多年以后，延安就有可能成为中国的第二个“西海舰队”——敦煌雅丹国家地质公园。
下面的图片即是从网上截取的敦煌雅丹国家地质公园的图片。
以上三幅图片来自驴妈妈旅游网 |
从以上三张图片中就可以看出，敦煌雅丹地区在很久很久以前的地理地貌与现在的延安的地理地貌基本相同。
而且，如果不能以向中的北部大规模的送水，现代人对毛乌素和鄂尔多斯沙漠化治理的全部付出，也有可能是前功尽弃！
沙漠，约占全球六个大陆板块面积的三分之一。
用管道输水和管道发电的方式方法在推广到全世界以后，不仅仅是能够有力的推动世界各国的水利工程和水电事业以及国民经济的迅速发展。也一定能以推动全球森林、草地和可耕种土地面积的增加。全球的沙漠变成为绿洲也就有了希望。在全球的沙漠被改变为绿洲以后，全球的气候温度一定能够降低4度！
这就是中国人提出来的防治全球气候变暖的方案。
总而言之，使用管道输水和借用管道发电，对于推动中国和当今世界各国的经济发展和阻止全球气候变暖，在当今世界应当是一个最为科学的方式方法。
这就是本文的题目为《南水北调——敢叫日月换新天》的原因。
这就是尽快完成毛泽东提出的南水北调宏伟工程的伟大意义。
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