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【能源地理】伊朗坎儿井:饥渴土地上的一串珠

发布时间:2018-08-09 作者:

   伊朗坎儿井:饥渴土地上的一串珠

   文/秦昭

   飞越伊朗高原的上空,10000米之下的景色只有三种:无边无际的棕黄色大地、白雪皑皑的山脉之巅以及点缀其间的零星绿洲。而同样的三种景色,却在公元前714年,让攻入伊朗西北部的亚述王萨尔贡二世一度心生疑惑:荒凉的大山中,看不到一条河流,这些郁郁葱葱、长势茂盛的植被所需要的水源究竟从何而来?后来,他才弄清楚,这得归功于古波斯人使用的一种引水灌溉技术——坎儿井。

      让人惊叹的水利工程

   很多人对坎儿井的第一印象,是小学地理课本里的一张插图:层层叠叠的吐鲁番沙漠里,一排连续的土洞就像串联起来的珠子,乍一看,仿佛是一个一个的土井口。

   但事实上,坎儿井并不是单独的土井,它是由一系列深度逐渐变化的竖井,经地下水渠连接在一起的水力系统。这种系统多起源于山脚下,沿着逐渐下降的山坡一直伸延到远处的村庄和农田,不需要任何水泵,唯一的动力就是重力。

   从吐鲁番向西,一直延伸至亚洲西部和非洲北部,是全球坎儿井的主要分布区。不难发现,这些地方有着类似的地理条件;缺少地表河流、靠近高大山脉、气候炎热干旱、地表水高度蒸发。

   比如伊朗,这个国家四季降雨量很不均匀——每逢春季,高山融雪会造成阵发的洪水,但时至夏季,炎热又会使地表水迅速蒸发殆尽,造成严重的干旱。据统计,伊朗全国大部分地区的年降水量不到200毫米,很难耕种农作物。

坎儿井的独特设计很好地解决了气候、地形给农业带来的不便。由于原理巧妙、修建简单又相当实用,它不仅在伊朗本土保持了3000多年的生命力,而且在中亚大片波斯语地区、中东、地中海地区和北非发扬光大。世界工程史上赫赫有名的古罗马水力工程,也有不少是在古波斯的坎儿井的基础上修筑的。

除了广泛应用外,波斯曾有专著对坎儿井技术做过详细的说明。在公元1010年的一本题为《地下水开采》的波斯语著作里,就详细论述了从勘探发现,测量修建到维护和修复的各种实用方法。

波斯还有一整套对坎儿井使用的法律和制度。早在公元830年,国王阿布都拉赫·塔伊尔就组织大批神职人员编纂了《坎儿井法典》,其中就收集整理了各种与使用坎儿井水利设施相关的法规。

之所以要与法律挂钩,一个很重要的原因就是让坎儿井更好地运作,以实现开垦土地、满足不断增加的人口需求。出于同一个原因,波斯历朝的统治者都把修建坎儿井作为一项重要的执政内容。国王们常常用各种方式鼓励人们修建新的坎儿井。在波斯帝国的阿契美尼德王朝期间,就有对新的坎儿井修建者免除子孙五代的税赋规定。在这些政策的作用下,不仅在农田、村镇、城市,甚至在王公贵族的宫殿和庭院里也引入了坎儿井。

除了用于生活和农业,波斯人还发现了坎儿井的一些“另类”功能。

比如在古代丝绸之路上,人们利用坎儿井引来的水源在荒芜的盐碱滩上用卤水制盐,然后进行商贸交易。而在夏季气候炎热的地方,人们巧妙地建起冷风塔,把地下渠道里的凉爽潮湿的空气引到住宅里作为“空调”,实现制冷和加湿。有时,这种冷风塔可以把室内气温降低10摄氏度。

据史书记载,在公元12世纪左右,伊朗各地记录在案的坎儿井多达50000多口。但在其后的1000多年中,不同民族入侵,让波斯帝国的辉煌消失殆尽。而坎儿井虽历经多次天灾人祸,却不断被修复。即使进入20世纪,它仍然是伊朗人日常生活用水和农业灌溉的主要水源。

以首都德黑兰为例,在这座伊朗最大的城市中,坎儿井系统从厄尔布尔士山脉引来雪山融水供居民使用。这种情况,直到卡拉吉水电站出现才改变。

为水电照亮重生之路

卡拉吉水电站(Karaj Hydropower Station)位于德黑兰西北60多公里的卡拉吉河上,是伊朗第一座大型多功能大坝。大坝呈弧形,高180米,长390米,纵深764千米,年蓄水量2亿立方米。

伊朗是一个多山的国家,山地占整个国土面积的57%,具备水电开发的条件。和其他国家相比,水电站在伊朗出现并不晚,但并未被执政者重视。在1921年由德国人建成第一座水电站后,伊朗的水电开发停滞了将近40年。

直到1961年,在完成卡拉吉水电站的建设后,伊朗政府才开始做出一系列水电规划。此后10多年中,又有8座不同规模的水电项目陆续建成,总装机量接近2000兆瓦。

而几乎在同一时期,坎儿井的数量却大幅锐减,对于已有的坎儿井,当地政府也因为疏于管理,导致不少设施近乎废弃。

从表面上看,水电站和坎儿井仿佛出现了一种此消彼长的变化——现代化大坝支撑了伊朗日渐增长的电力需求,同时也给生活和农业灌溉提供水源,这导致坎儿井原有的价值难以体现。

但坎儿井在伊朗的故事并没有结束。从1950开始,伊朗的总人口逐年增加,且绝大多数集中在德黑兰等大型城市,到2000年时,全国人口数量增加了近1倍,人口聚集区的用水和用电也日益捉襟见肘。

为了尽快补上用电缺口,伊朗选择了一种相对便宜,见效最快的发电方式——天然气发电。从1987年至2000年,天然气作为燃料的占比,从7.1%猛增至21.5%,而与之相比水电却从1.3%降至0.3%

2003年开始,一些倡导可再生能源绿色组织希望伊朗政府可以重拾对水电的关注,但现实情况是,伊朗政府不愿放弃廉价的天然气发电,所以,水电开发速度并不快。

但就在水电站陷入瓶颈的时候,坎儿井又奇迹般的获得重生。

除了多山,伊朗另一个明显的特点就是干旱。近年,伊朗大部分地区持续干旱,并导致政府多次发出警告——如果干旱气候持续,且不采取有效的措施,德黑兰等大城市的供水将难以为继。

最初,政府的策略是再建一些小型水利项目。但最终,两个残酷的现实摆在他们眼前:一是德黑兰四周已经没有修建大型水库的空间;二是小型供水系统的造价不菲,达到每平方米10003000里亚尔。

在测算中,伊朗政府还有一个惊喜的发现:与其新建小项目,不如修复一些废弃的坎儿井来的划算——因为后者的成本,仅相当于前者的1/2不到。

在经过详细的成本核算后,伊朗政府在1998年投入巨资,逐渐恢复了7858口坎儿井。当下,这些井不仅实现为居民供水的传统功能,还作为“世界农业文化遗产”吸引游客,重新焕发出光芒。

从几近废弃到重新良性运行,坎儿井的经历说明了一个问题:要想说服政府,发掘成本上的优势非常关键。

过去10年,伊朗的油气因为西方国家整体制裁政策而难以外送,从这个意义上看,用天然气发电也是一种不得已而为之的方式。但当下,即便美国再次提出制裁,多个欧洲和亚洲国家仍然希望和伊朗履行已经签订的天然气大单,或仍然有更进一步的合作意向。而这也给水电带来一个机会。如果能够按照当年坎儿井的思路,拿出天然气出口的收益打平或覆盖水电新建成本,那么,水电势必将获得再次复苏的机会。