南美的秘鲁,安第斯山脉纵贯南北,将全国分割为三个世界:西侧太平洋沿岸的干旱荒漠,中部的险峻高原,东侧亚马孙河上游的丰雨丛林。
全国97%的水资源集中在东部人烟稀少的亚马孙流域,而西部沿海沙漠地带聚集着全国60%的人口,创造了70%的GDP,自然西边很缺水。
为破解水资源分布不均的困局,秘鲁启动了雄心勃勃的调水计划,将亚马孙水系的水量跨越高耸的安第斯山脉,引入太平洋沿岸的荒漠。
干旱的地方人多,水多的地方没人
秘鲁人主要住在西边的沙漠气候区里面
秘鲁水资源分布特别极端。西部太平洋沿岸30公里宽的狭长地带,年均降水量不足50毫米,利马更是全球第二干旱的首都(仅次于开罗)。
但这里集中了全国一多半的人口,灌溉着全国45%的耕地,生产出口值占全国80%的芦笋、葡萄、牛油果。
秘鲁首都利马虽然在海边,却也是沙漠气候
与此形成鲜明对比的是,东部亚马孙流域年均降水量2000毫米,拥有全国4.6万条河流中的96%,却仅有全国人口的12%。
水资源缺乏在首都利马表现得尤为尖锐。首都90%的供水依赖里马克河,而该河流量仅每秒25立方米,旱季常跌至15立方米。2017年厄尔尼诺现象期间,水库蓄水量降至7%,政府不得不实施每日限水8小时。
东部雨林地区乌卡亚利河的流量达每秒4000立方米,当地却几乎没有人,相当于每秒有1.6个奥运泳池的水量白白从巴西流入了大西洋。
马赫斯-西瓜斯工程秘鲁的调水宏图始于1963年的“马赫斯-西瓜斯计划”,这是西水东调工程的核心部分。
这是世界上最高的调水工程之一,位于安第斯山区,海拔高达3500-4200米。该工程通过隧洞和明渠将科尔卡河的水资源输送到干旱的太平洋沿岸地区,用于灌溉和发电。
大致原理如图,运用了暗渠和梯度运输
工程从安第斯山东侧的曼塔罗河与埃内河取水,通过隧道群穿越分水岭,最终注入西部沿海的西瓜斯河与马赫斯河灌区。整个体系包括4大调水子系统,总调水能力达每秒260立方米。
秘鲁的地形图,可以看到调水需要穿过高高的山脉
第一调水线(马赫斯段)从海拔3600米的安蒂科纳湖引水,经20公里隧道穿越安第斯山主脉,再通过88公里明渠输往马赫斯平原。这条1975年建成的线路最高穿越了海拔4250米的山,创造了当时世界最高输水隧洞的纪录,至今仍在灌溉10万公顷农田。
第二调水线(西瓜斯段)从海拔2800米的普基奥湖取水,沿130公里渠道跨越3条峡谷,最终注入西瓜斯河谷。
渠道在帕尔卡峡谷段采用倒虹吸管,利用98米落差形成自流动力,在查文隘口则开凿了直径6米的隧道,避免山体滑坡威胁。
怎么让水“爬上山”?调水工程最艰巨的挑战,在于如何让亚马孙水系的水流翻越海拔4800米的安第斯山脊。工程师采用了“梯级提升+隧道穿山”的组合方案。他们在安第斯东坡建设了5级提水泵站,将水位抬升1200米至分水岭隧洞入口,当隧洞贯穿山体后,水流沿西坡自然跌落,势能转化为灌溉动能。
查格拉斯隧洞是这项工程的巅峰之作。这条长14.8公里的隧洞,埋深达1500米,穿越16条地质断层带。施工期间遭遇每小时300升的岩层涌水,工程师创新使用超前注浆技术,将速凝水泥注入裂隙形成止水帷幕。隧洞贯通后,每秒可输送80立方米水流,相当于每分钟填满32个标准泳池。
调来的水发展沙漠灌溉调水工程彻底改变了秘鲁的农业地理。马赫斯灌区的葡萄园面积从1975年的零公顷增至2023年的3.8万公顷,使秘鲁成为了全球第五大鲜食葡萄出口国。
利马的绿化受益于调来的水
西瓜斯河谷的超级芦笋田采用了滴灌技术,由于沙漠温差大,植物养分容易积累,亩产达4.2吨,是传统产区的3倍。这些“沙漠黄金”通过冷藏集装箱48小时就可以卖到美国,出现在洛杉矶超市里面,年创汇超50亿美元。
工业用水同样受益。首都利马的饮用水供应量从1970年的每日120万方增至2023年的350万方,支撑起了200万新增城市人口的需求。钦博特钢铁厂因获得稳定水源,产能扩大3倍,现在是南美最大的特种钢生产基地。
没有水沙漠气候很难生存
调水让民众生活地更好了在伊卡沙漠腹地,曾经的沙丘上崛起了一座座绿洲,3万居民中,90%是调水工程带来的移民。他们种植的牛油果通过冷链卖到中国,每公顷年收入达3万美元。
小镇建有南美首个太阳能海水淡化厂,利用沙漠的光能,将地下咸水转化为灌溉用水,形成“调水+节水”的双重保障。
当地的原住民社区同样焕发新生。安第斯山区的克丘亚族农民,过去只能种植耐旱的藜麦,如今引种蓝莓等高价值作物。合作社模式下的集体农场,每户年收入从800美元跃升至1.5万美元,年轻人不再涌向利马打工,反而出现城市白领返乡务农的“逆向迁徙”。
厉害
把山围成湖然后从山谷印水