解决这些问题需要涉及新的技术的推广，上面提到的那一个个惊世骇俗的解决中国北方水资源瓶颈的设想其构思之巧妙、气势之宏大是毋容置疑的，但付诸实施面临种种瓶颈我看有一个共同原因：都是基于现有技术进行设计和考虑，上述任何一个问题都是难以想象、不可能解决的，尤其能源草产业与三北防护林工程高度重合，很多地方甚至基本上是一回事；不拿出令人信服的具体解决方案，发展能源草产业只会被认为是有前景却不切实际的设想。在现有水利技术条件下，搬运南极冰山等设想都是不可行的，跨流域大规模调水也面临经济性等问题；随着现代工业、农林业快速发展，能用的淡水资源指标早已瓜分得一干二净；我们所主张的淡水资源是指每年白白流入大海的各大江河入海淡水量，例如亚马逊河、刚果河、长江等的入海水量，他们远超当前世界各国的用水量及缺水量，而且这些淡水回用也使溶解在水中的磷元素等物质重新回到陆地，而不是单向流入海洋，截断了磷元素流失并解决了部分磷元素的回流，尤其当今每年生产使用的磷（约2200万吨）大部分随着雨水流入大海的状况得到制止，至少暂时缓解了磷危机。

那么大规模发展能源草会不会造成磷肥等化肥的短缺量急遽增加呢？我们认为不会，因为发展能源草利用的是旱地、盐碱地乃至沙漠等干旱土地，水只有流入没有河流流出通向海洋，阻断了磷流失的路径，而能源草燃烧后形成的草木灰回施，能源草所吸收的磷重新回到土壤，足以形成完整的磷循环，由于陆地上的磷总量没有流失而随着磷肥继续使用不断增加，因此在种植面积稳定下来后磷肥需求量反而将逐年减少；至于能源草种植大规模扩大时所需各类化肥产量也不需担心，例如中国等地磷肥等化工产能严重过剩，正在找出路。

或者有人担心现今入海淡水的水质很差，别忘了能源草本身就是最好的污水生物处理机构，除了少数用于牧草，或能源草改良后的土地用于粮食种植外，基本上没有水质要求，反而可净化水质，甚至一般的生活污水不需处理可直接浇灌，但限定含镉量高的污水类别不能用于浇灌粮食作物类，而专用于浇灌燃烧发电的能源草田地，这样占污水最大部分的生活污水可直接输送到干旱区种植能源草，甚至只需简单处理而不必耗费巨资修建污水处理厂。

当然此方案的关键技术涉及到一种新的高效的流体减阻技术的应用，这一技术非常大胆，它将使水流输送速度成倍甚至成十倍提高从而使调水成本成倍乃至成十倍降低；可以想象的原因力学界包括流体力学界一直保持沉默，但我们相信得到承认和推广只是时间问题。（例如采用这一技术可望在较浅的江苏外海中开河，调长江入海淡水北上通过重新开凿的胶莱运河入被封堵为淡水湖的“渤海湖”储存，仅耗资约一万亿，年调6000亿方淡水即可使干旱的北中国变水乡，而用水价格可降低到2元／立方以内，或者说每亩沙漠种植能源草用水按两百方计算输水费用减少到五、六百元，虽说水费仍然较高，但显然已经具备经济可行性；此外包括黄河在泥沙主要来源段的中游以上截流并分配黄河水、利用内蒙、山西丰富风电资源提水上高原等措施不再赘述）；而且高效流体减阻技术远景更可应用于跨洋调配各大江河入海淡水，建设海洋中的高速管道运输系统进而发展海洋设施农业，所获大量海产运往陆地消费，则深海中的磷、钾等元素也就重新回到陆地进入循环，彻底根治磷危机。

谨借此平台向有兴趣者推荐这个尚不为多数人所知的、甚至学术界也知之甚少的新技术［10］。

第六章   高效流体减阻技术的简介

6、1：流体阻力由来： 流体包括液体和气体，如水、石油、空气、化学溶液等，我们经常打交道的流体主要是水和空气，物体在水或空气中运动或水在管道、渠道中流动都会遇到阻力，在速度很大时阻力及能耗是很惊人的，例如炮弹的实际射程还不到按物理学中抛物线公式计算的理论射程的十分之一，就是空气阻力的原因。汽车、列车在速度达150公里／小时以上时，发动机80％的功率都消耗在克服空气阻力上，更不用说船舶、潜艇等遇到水的阻力了。以及石油管道输送、飞行运输、水利渠道等处流体阻力问题几乎无处不在，正因流体减阻对国民经济生活的极端重要性，世界各国长期以来倾巨资进行重点研究，期待有大的突破。

高效流体减阻技术正是在这样的背景下应运而生的，它实际上是在流体力学领域提出了一种新的减阻方法及理论，是一个基础性、原理性的发明。然而与其说它是流体力学理论，反而更像组合机械设计的发明，它用很简单但巧妙的机械结构设计使流体阻力减少90％以上，部分中低速场合可望达惊人的99％以上，从而使能耗大幅度降低或使速度成倍乃至成十倍提高。

流体阻力可分为两大类，即形状阻力（粘压阻力、兴波阻力、局部阻力等）和摩擦阻力，流体对物体正面冲击造成的阻力叫形状阻力，它与此迎风面积（迎流面积）及物体头部形状有关，现阶段技术是将物体头部做成流线型可减少这种阻力。流体因粘性而与物体侧壁之间产生的阻力称流体摩擦阻力，像一段平直的水渠中渠壁对水的阻力就是典型的摩擦阻力，这两种阻力都与流体相对运动速度的平方甚至更高次方成正比，也就是说随着相对速度增加而呈几何级数递增。一般在流体中运动的细长型物体如导弹、潜艇、列车等摩擦阻力占80％～90％左右，形状阻力占10％左右，轮船、飞机等则各占一半左右；在管道或渠道中流动时即所谓内流形状态中90％以上为摩擦阻力，只是在转弯及开关、阀门等处有约10％的形状阻力（局部阻力）。

6、2：减少流体摩擦阻力：

对于减少摩擦阻力，由于摩擦阻力与流体、物体表面（即边界面）之间的相对速度成正比，高效流体减阻技术的方案是使用人工装置进行强制干预，该装置布设在需要减阻的物体表面，它依次布置至少一重的一到多重可活动“减阻膜片”群从而将边界面与物体表面分离，使其能与流体共同运动，从而使“新表面”与流体相对速度为零甚至为负数，也就减少乃至消除摩擦阻力；同时控制各层膜片运行位置，使各层膜片相互之间可自由活动而保持相对稳定，各重膜片自动生成一定的速度差，进一步减少内部运行阻力，如下图所示意：

各重膜片在流体摩擦力驱动下逐层带动自动生成一定的速度差，即若流体运动速度为V的话，N重膜片中靠近固定壁的第一重膜片运动速度为V／N，第二重膜片速度为2V／N，第三重为3V／N，依此类推。也就是说自动生成膜片速度梯度引导流体分层有序流动。由于各层膜片在平衡状态按等速运动考虑，内外侧流体对它所作的功互相抵消，理论上并不另外消耗能量那么可知所受流体摩擦力为Cf×1／2ρS×（V／n）2＝1／n2×Cf×1／2ρV2S，功率损耗为1／n3Cf×1／2ρV3S，也就是说理论上布设n层膜片减阻后摩擦阻力及功率损耗是原来的1／n2及1／n3。例如使用十层膜片，则摩擦阻力及能耗变为原来的百分之一。