「引渤入疆」是21世纪中华民族为了寻求可持续发展的广阔空间，必将选择的重大战略问题。如果每年能够调数百亿立方米的渤海水入新疆，那么整个新疆丰富的土地资源、光照资源、风能资源、矿产资源就像一个大棋局，将全盘活起来，或谓有水则灵。显然，如果能够科学论证恢复罗布泊与艾丁湖后的气象、生态原理，那么再仔细权衡引渤入疆的调水成本与社会、经济、环境效益，究竟孰轻孰重，自然轻重自明。
引渤入疆，恢复罗布泊、艾丁湖调水方案概要
目前海水西调至少有两种方案，若以阴山山脉为界，其北称为外线（陈昌礼2001）调水方案；其南称为内线（霍有光1997）调水方案。前者调水线路紧贴中蒙边界（又称3000公里防火墙、防疫墙），具有调水线路漫长（5000公里）、水汽易于逃逸或渗漏、地形大起（狼山，海拔1500-2200米）大伏（居延海，海拔820米），调水数量与效益过分夸张等特点。
内线（霍有光）调水方案是：从天津附近的渤海口取水，通过管道分级提升到海拔1280余米左右（1立方水，每升高200米，需要1度电；升高1280米，耗电6.4度），进入黄旗海（海拔1264～1266米），登上我国第二个地理台阶，形成2000平方公里的湖泊。
然后修建防渗渠道，采用若干小提扬（10～20米）工程+长距离自流的办法，由黄旗海—库布齐沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠，穿越河西走廊的荒漠戈壁，至玉门镇北的疏勒河（海拔约1300米），主干调水线路全长约1900公里。
之后，利用疏勒河「自东向西流的」天然河道（大约550公里），不用开挖、衬砌，自流进入塔里木盆地之东缘的罗布泊。罗布泊（海拔780米）至艾丁湖（海拔-155米）的直线距离仅180公里，可获得930余米的落差，用来发电，意味能够补偿渤海西调工程所耗费的部分电能。整个调水线路穿越的是比较平坦的沙漠地区或戈壁滩，并非内蒙古草原或传统的农耕区；与东西走向的山脉始终保持平行，没有穿插关系（穿插工程）。
引渤入疆工程路线
引渤入疆、恢复罗布泊的目的是：
（1）以海水作为生态水填充沙漠中干涸的盐湖，利用大面积人造湿地镇压沙尘源，遏制沙尘暴；
（2）利用沙漠丰富的太阳能资源，将海水蒸发为水汽，增加露水与降雨，以增雨所得的淡水，湿润北方气候；
（3）利用沙漠人造海，发展海水养殖业与海水种植业（嗜盐作物）；
（4）利用多梯级的人造海，逐级浓缩盐类资源，发展盐化产业；
（5）依托人造海获取淡水（如冬季采冰），发展采矿产业、热电产业、海水淡化产业（利用发电厂余热）、煤化产业、风电产业；
（6）盐只有达到饱和浓度时才能够结晶，调水沿途（管道或渠道）不会出现所谓的污染问题，即便结晶，也只能沉积到盐湖里，这数十亿吨盐类资源，不过是增加了罗布泊的盐矿储量而已。可留给子孙后代发展盐化产业。
据有关资料，20世纪50年代初期，新疆艾比湖湖面海拔189米，湖长55公里，宽20～30公里，面积1070平方公里，平均水深不到2米。2008年只有400平方公里，最深处不足2米，总水量6亿立方米左右。可以看出，尽管艾比湖的面积变化很大，但水的深度则变化不大，这说明湖底是相对比较平坦的。
由此大胆推测，若在罗布泊地区维持一个3000平方公里（深约2米）左右的较为稳定的水面（注：陈宗器1935年考察夏日里的罗布泊水深为0.11～0.85米），每年应该调渤海水50亿立方米；若每年调水150亿立方米，理论上可维持0.9万平方公里（深约2米）的水面；若每年调水300亿立方米，理论上可维持1.8万平方公里（深约2米）的水面。
假设自第二年起，每年蒸发的水量大约占调水数量的1/2，那么余下1/2的水量，则可用来大力发展工业（火电、化工、风电）、海水农业、旅游等产业。考虑到就地蒸发的水量（包括水面蒸发与农牧植被蒸发），还有一部分将变为降雨或径流补充人造海，那么在保证每年调水150亿立方米（或300亿立方米）的前提下，若干年后必将逐步形成人造海的蒸发——补给平衡，罗布泊保持0.9万平方公里（或1.8万平方公里）的稳定水面应该不成问题。（表2）
罗布泊北岸和东岸普遍发育三级湖积台地，其高度分别为783～785米、789米和810～820米，相应的湖面积分别为9250平方公里，20000平方公里和55000平方公里。因此，可以利用三级湖积台地以及艾丁湖，至少可建立串珠状的四级人造海。除前三级人造海具有为抽水蓄能电站存储水能的功能外，它们还可以发展养殖业和种植业，并通过逐级下泄，浓缩盐类资源，发展盐化产业。
新疆罗布泊盐钾科技开发有限责任公司，应该向「以色列死海工业有限公司（DSW）」学习，该公司是世界上最主要的化工产品生产商之一，已经具有90多年的生产历史。早在上个世纪80年代，这个占地150平方公里，仅1200名人员的现代化生产企业，盐化产品的出口额，就占到了以色列的第二位。池盐（晒盐）结晶后有利于机械化开采，同样的机械，可以用来冬季采冰。冰一次结晶脱盐后，接近淡水。因此，冬季可发展采冰业，获得「准淡水」，这样可提高盐化企业的效率。
恢复罗布泊、艾丁湖的气象、生态作用探讨
地质年代的第三纪，塔里木盆地原本就是一个大湖，吐鲁番曾繁衍过体长9米、重达300吨的「天山巨犀」。近代罗布泊最终干涸的原因是，上游农建兵团大发展，截流喝干了塔里木河。被人破坏的自然生态环境，只有靠人为的办法来恢复！在继续保证上游农建兵团大力发展绿洲经济的前提下，采用外来水源恢复罗布泊地区的生态，应该是不违背当地原本的自然规律的，反而会营造新的生态平衡，走向新的有序。
- 「山盆构造」与天山等山脉的水塔作用
首先，恢复罗布泊水面后，利用太阳能蒸发的大量淡水资源在当地就可能直接形成降雨。据2010年11月8日【新疆晨报】第7版刊登【褐色盐壳地雨后变「雪原」】一文，披露了一则新疆「盐湖（或人造海）增雨作用」之实例。
报道中说：「（罗布泊科考队队长）夏训诚则认为，罗布泊地区非常干旱，极少下雨。而前段时间连下两场雨，可能与罗布泊钾盐基地近年来开出的180多平方公里的盐池水面有关。‘这么大的水面可能改变了这个区域的小气候，在局地增加了降水。’」
显然，如果罗布泊水面恢复到0.9万～1.8万平方公里（表2），那么将是「180多平方公里的盐池水面」的50～100倍。据前苏联的研究成果，大约2/5的蒸发水汽可直接变成雨水回落到当地（沙漠）。
也就是说，更大水面的蒸发作用，会形成更大的降雨规模，通过局地水循环作用，一部分（2/5）蒸发的淡水资源（至少有30亿立方米～60亿立方），势必回落到当地，对冲了罗布泊蒸发的部分水量（损耗）；而另一部分（3/5）蒸发的水汽资源（45亿立方米～90亿立方米），将有助于直接提高当地的空气湿度，改善罗布泊周边沙漠的生态环境。
这就意味，只要坚持源源不断的调渤海水，那么沙漠人造海（罗布泊）的水面规模，不仅可以维持并保持稳定，而且还有望逐年增加。
第二，天山山脉（以及走廊北山）将发挥水塔作用。由上述气象资料可知，罗布泊（塔里木盆地东部）以东北风和西北风为主。当区内刮东北风时，罗布泊、艾丁湖蒸发的淡水资源，将吹向天山山脉（直线距离大约240公里），湿热的水汽被天山阻挡并抬升到高海拔地带时，与西风气流携带的水汽相汇合，逐渐冷凝结而形成更大量级的雨雪或洪水，分水岭南坡的山涧溪流，能将部分雨雪或洪水输入塔里木盆地及其尾闾。
这种「山盆构造」形成降水的气象学依据是：
1. 低云与中云是降雨的源泉。低云的云底高度一般在2500米以下，多由水滴组成，厚的或垂直发展旺盛的低云则是由水滴、过冷水滴、冰晶混合组成。大部分低云都可能产生降水，雨层云常有连续性降水，积雨云多有阵性降水，有时降水量很大；中云的云底高度通常在2500～5000米之间，中云多由水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成，常产生降水。
2. 高大的山脉具有拦截水汽的水塔作用。天山是亚洲中部的高大山系，从西-西南向-东北延伸约2500公里，其中位于中国境内长约700公里。东段和极西的一些地方宽约500公里，中段宽度为350公里。山地平均海拔3500～4500米，不少高峰在5000米以上。天山是新疆最大的水源地，这主要得益于天山山体高大，可有效阻挡和抬高西风气流带来的水汽而成云，从而形成较多的大气降水。
同时，高寒山区又发育有大量的冰川和积雪，形成了天然的固体水库。山区降水通过大小河流注入大小盆地成为盆地水源补给，或转化为山区冰雪或与冰雪融水相汇合，形成强大的地表径流，一部分汇聚到盆地，一部分渗入地下，成为滋润塔里木盆地的宝贵水源。
第三，阿尔金山脉（以及祁连山）与昆仑山脉将发挥水塔作用。当区内刮西北风时，罗布泊（以及艾丁湖）蒸发的淡水资源，与翻越天山山脉后的、少量的西风气流携带的水汽汇合，将吹向阿尔金山脉（直线距离大约120公里）与昆仑山脉。
如前所述，罗布泊位于若羌县境内，其北被阿尔金山（3000～4000米）、昆仑山（5500～6000米）所屏障，海拔4000米以上有大面积的高山草原，更高还发育有大陆冰川。由罗布泊吹来的湿热水汽，会被海拔4000米以上的山体所屏障，形成低云和中云，逐渐遇冷而凝结，在分水岭北坡形成雨雪，最终将回流到塔里木盆地。
- 罗布泊人造海的增湿（露水）作用
凝结水以露水和水气吸附为主，露水能以毛细水形式保存于土壤中，可被根系吸收利用。当夜间土壤温度降低、「地表温度」低于「近地表温度」（即近地面气温大于地温）时，水气在温度梯度作用下进入地表，即生成凝结水。
在干旱地区，降水稀少，蒸发强烈，凝结水的生成量，往往大于降雨量，甚至可能是植物生存所需的唯一水资源，对改善干旱地区的生态环境、生发先锋植物有着重要的意义。沙漠中只要有露水，就能够使沙漠中的先锋植物赖以生存，而先锋植物的根系就可以遏制沙尘暴。
引渤入疆、恢复罗布泊后，将大大提高当地的空气湿度，有利于增加露水的产出数量。由上述气象资料可知，罗布泊地区每年凝结水的数量，要大于当地的降雨量；夏、秋、冬季的凝结水的日均生成量，均大于日均降水量；如果有暖湿空气侵入，那么露点会升高，更有利于露水凝结；高含盐量的土壤，其凝结水生成量，明显高于低含盐量土壤。
罗布泊地区形成露水的这些特点表明，如果以罗布泊空气相对湿度最低的7月份（20%～30%）为下限，那么当罗布泊恢复水体后，每年经常性的空气相对湿度，就有可能提高到30%以上，不仅会增大露水的日均生成量，而且还有利于实施人工增水作业。
作为人工增水作业的对象，云是可持续利用的地球水资源的重要载体。云里的水分虽然很少，但却是降水的快速加工厂，是大气降水的前期指示物。从世界各国实践来看，在特定地区实施人工增水作业，季节性降水量可在自然降水量的基础上增加6%～30%。可见，人工增雨（雪）是干旱地区「开源」的主要途径之一。
据宇桓转载【阿拉伯商业】杂志的报道，阿联酋阿布扎比的科学家已经突破技术障碍，在湿度达到30%的条件下，在沙漠晴朗干燥的不具备降雨的气象条件下，成功的实施了人工降雨。
2010年夏季，在122天的时间段内，阿莱因市气象部门多次预报天气晴朗干燥，无云无雨，但科学家却在湿度达到30%的条件下，成功实现了52场人工降雨。
人工降雨是价值1100万美元的秘密项目Weathertec的一部分，主要是利用巨大的外形像灯罩的电离子发生器产生巨大的负极粒子磁场，制造出云层，最终实现人工降雨。这也是世界上首次实现在完全晴朗干燥的气象条件下人工降雨。
该项目由阿联酋总统哈里法-本-扎耶德-阿勒纳哈扬（Sheikh Khalifa bin Zayed Al Nahyan）直接领导，得到瑞士方面的支持，并由德国马普学会气象研究所（Max Planck Institute for Meteorology）监督。这项技术已经被视为「最高机密」之一。
显然，罗布泊恢复水面后，不仅有利于增加当地空气的相对湿度与土壤的露水，而且有利于今后开展人工增雨作业。
- 减弱或遏制沙尘暴，改善恶劣的生态环境（「去盐碱化作用」）
恢复后的罗布泊水面，可直接镇压大面积的盐漠并形成毗邻的湿地，使沙尘暴没有了可被吹扬的物质或碎屑。如果挖掘罗布泊可为抽水蓄能电站提供水能的功能，那么还可以用渤海水来恢复艾丁湖水面，镇压和遏制艾丁湖地区的沙尘暴。
艾丁湖位于吐鲁番盆地南部，海拔-155米，曾是一个大型盐湖，面积152平方公里，毗邻有微咸到咸水的沼泽。1958年湖水面积尚有20平方公里，后来萎缩为5平方公里。湖水矿化度高达210克／升。湖下地层约11米深是含盐地层，据考证，艾丁湖在2万年前就发展成盐湖。
艾丁湖风沙区面积6000公顷；西部为风蚀区，面积为5000公顷，属于典型的雅丹地貌，最大的风蚀坑深达2米。东部为积沙区，面积1000公顷，6米高的新月型沙丘，平均每年向前移动28米。可以看出，由于艾丁湖处于吐鲁番盆地的最低处，周边是风沙区，所以湖面还可以大大的扩展，从而产生更大的生态效益和经济效益。
重新恢复罗布泊与艾丁湖水面，它们的增雨、增湿作用，不仅可为提高沙漠植被的生产力水平，发展沙产业带来光明的前景，而且还可能发生「去盐碱化作用」，日积月累，循序渐进，必将改善沙漠的生态环境。
土壤盐渍化是一种缓变性地质灾害，属化学作用造成的土地退化，主要是由于气候、排水不畅、地下水位过高及不合理灌溉方式等因素相互叠加所造成。然而，沙漠一般不存在「地下咸水周期性地抬升并反复浸染地表」这样的条件。
笔者在1999年就提出了沙漠人造海表层沙土「去盐碱化作用」的模型：即在水源有一定保证的前提下，盐水结晶将周期性地重复「盐类矿物质溶解——在水重力作用下垂直下渗——水分蒸发与盐类深部重结晶」过程。
盐类反复溶解～反复结晶，使盐水含盐量越向下越浓，由盐水中自析的结晶物不断向下迁移并填补更下部的沙间空隙。结晶物（颗粒较大）受上层沙粒压制无法向上移动，而沙粒中的水分则可伴随蒸发作用、沿着沙间空隙向上运移。最后，在沙漠下层可形成巨厚的盐类沉积矿藏。
同理，如果沙漠人造海能够使沙漠降雨量增加，也将有助于沙漠湖泊周边盐渍化沙地逐渐发生「去盐碱化作用」，植被逐渐生发，生态环境也将向良性方向转化。
无独有偶，中国科学院新疆生态与地理研究所周智彬等先生（2002）在【塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地对沙地盐分时空分布的影响】一文中，讨论了「去盐碱化作用」的实例。塔里木沙漠油田是21世纪我国石油生产的重要战略接替区，由于地处塔克拉玛干沙漠腹地，风沙危害严重。
为保障油田基地生产和生活顺利进行，1994年起建成人工绿地35公顷和35.2公里的沙漠公路防护林。沙漠腹地没有淡水资源，绿地建设长期使用地下咸水灌溉。
区内年平均气温12.4℃，一年中最热月为7月份，月平均气温28.2℃，最冷月为12月份，月平均气温-8.1℃，极端最高气温45.6℃，极端最低气温-22.2℃。年降水量11.05毫米，平均相对湿度29.4%，蒸发量为3638.6毫米，平均风速2.5米/秒，最大瞬时风速为20.0米/秒。地面景观为流动性高大复合沙垄。
土壤特征随地貌不同而有所差异。绝大部分为流动风沙土，盐分含量为1.26～1.63克/公斤，在下层偶尔出现亚粘土，夹杂在风沙土中间，一般只有20～60厘米。自然植被种类贫乏，群落结构简单，盖度极低，绝大多数地区无植被分布。沙漠有植物种27种，沙漠腹地仅有植物9种。
人工绿地选用柽柳、沙拐枣、梭梭3类27种灌木为绿化树种，配置方式为行间混交，株行距为1米×1米。在丘间的粘土地，栽种耐盐碱的梭梭和柽柳；在流沙地配置具有良好固沙性能的沙拐枣和梭梭。灌溉方式采用滴灌或沟灌，灌溉周期为8～12天，灌水定额1000立方米/公顷。灌溉井水矿化度4.08克/升。
「沙漠腹地人工绿地长期使用咸水灌溉，所携带的大量盐分在土壤中积聚或被迅速淋溶到土壤深层或地下水区域，土壤内水盐的运动异常迅速。」「随着土壤深度的增加，土壤盐分含量增加，但没有出现严重的积盐现象，但随着时间的推移，土壤各层盐分含量逐渐减少，盐分被淋溶到土壤下层或地下水。」
「绿地植物均为耐盐、泌盐的灌木，从土壤中吸收了大量的盐分。土壤中的盐分在大量灌溉用水的淋溶下向下层移动。……大量的水分运移到200厘米以下，使得淋溶到下层的盐分难以返回。」
论文的结论是，塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地咸水灌溉「输入的盐分绝大部分渗漏到2米土体以下，这是植物能够在高矿化度盐水灌溉下正常生长的主要原因。
另外，各层土体的盐分储量在平衡期内也发生了巨大的变化，其中2米土体的储盐量减少了125.1吨，2米以下的土体增加了79.9吨，与植物生长紧密相关的2米土体的盐分在平衡期内急剧减少，120～180厘米三层土层盐分储量减少达25～37吨，脱盐率达60%～70%，同时，各土层的全盐量也显著降低，各土层的全盐在0.5～0.9克/公斤之间，远低于土壤原始全盐1.26克/公斤的数值」。
所以，与多数人关心沙漠「水平渗透」不同的是，笔者更关心的是沙漠的「垂直渗透」问题。而「垂直渗透」，使一些人担心盐类会过度堆积的问题，变为多余。大家知道，沙漠是覆盖在广袤的基岩之上的，沙子再薄，可能也要厚达10余米（注释：如果构造盆地里沙子太厚，不宜作为人造海的选址地区）。渤海水输入构造盆地后，沙漠最初可能类似吸满水分的海绵，先形成大面积湿地而不是大面积湖泊。
- 引渤入疆的目的，就是要利用沙漠中大自然无偿赐予的太阳能，使海水蒸发，来改变沙漠的干燥环境。
- 沙子孔隙度大、垂直「渗透性极好」，沙漠构造盆地内沉积的盐类矿物质，会被调来的海水一再重复「盐类矿物质溶解——在水重力作用下垂直下渗——水分蒸发与盐类深部重结晶（去盐碱化作用）」过程，如此循环往复，最终在厚厚的沙层「中下部位」形成巨厚的盐矿。
- 海水蓄积区，水面、湿地及周边生长的耐盐植物群落，可以遏止沙尘暴。构造盆地内发生盐碱化的低洼沙地，盐类结晶后，结晶物与相邻的沙粒板结在一起，形成具有一定厚度、一定面积的「盐结皮」、「盐结壳」、「盐结壳层」，比普通流沙颗粒（重量）增大了几十倍到成百、成千倍，大风无法将其刮起。这就既固定了流沙，又减少了尘暴的物质来源。
- 大量蒸发的海水湿润了整个沙漠地区，甚至造成降雨（去盐碱化作用），增加了区内水资源总量，促使沙区生物的生存环境向良性方向转化。
渤海深深嵌入我国北方大陆540多公里，是大自然赐予中国的地利之源，有取之不尽的水资源。与国内其他跨流域调水方案不一样，西调渤海水不会改变我国陆地上任何一个地区原有水资源的数量，调水不会顾此而失彼，反而可为绿化西北沙漠、再造山川秀美的生态环境、遏止沙尘暴服务，为21世纪大力发展沙产业打下坚实的基础。
作者：霍有光 西安交通大学人文社会科学学院哲学系
