沙漠里到处都是沙子。因缺水而死去的土地上,沙子却取之不尽。那么,能不能用这些沙子建造储水的坝呢?

不行。沙漠沙子颗粒太细太圆,水无法通过,最终只会变成一个巨大的泥坑。要建造能将水储存在沙子中的沙坝,必须从远处运来河沙。运输沙子的费用占工程总造价的60%以上。缺水致死的地方,连买沙子的钱都没有。

如果能利用当地遍地都是的免费沙漠沙子,成本就能降到五分之一。这可能吗?

绿洲颗粒砂坝概念图


将无用的沙子变成人造粗砂

我设计了一种成型技术,能将沙漠沙子变得像河沙一样粗大坚硬。它叫做绿洲颗粒(Oasis Pellet)。配方如下:

  • 沙漠沙子 — 95%
  • 木质素 — 造纸厂丢弃的副产品,是木材中的天然粘合成分。
  • 柠檬酸 — 存在于橘子、柠檬中的食品添加剂,起固化剂的作用。
  • 太阳能热量 — 利用沙漠烈日进行烘烤,无需化石燃料。

将这些材料混合后制成直径5~10毫米的颗粒,便得到了能让水自由通过的人造粗砂。

所有原料都是可食用级别的,用于饮用水源完全安全。通过柠檬酸交联反应,颗粒具有了不溶于水的天然塑料特性。不需要700度的窑炉,也不需要复杂的化学工艺。只需混合、成型,在沙漠阳光下晒干即可。


三层混合结构

不是简单地填满颗粒。为了同时实现结构稳定性和经济性,分三层施工。

第一层:底部 — 滴水不漏

将沙漠沙子与石灰和火山灰混合。这是对古罗马混凝土配方的应用。水硬性反应使其在水中越来越坚硬,形成完美的防水层。这既是坝的基础,也是底部密封层。

第二层:核心部分(90%)— 巨大的清洁水箱

绿洲颗粒占总体积的90%。清洁的水储存在粗颗粒之间宽大的孔隙中。

关键在于上下密封的厌氧环境。隔绝氧气后,微生物无法分解木质素。颗粒不会腐烂,可以维持数十年。

第三层:顶部(10%)— 隔氧盖层

这是唯一需要从外部调运的材料。用河沙和砾石覆盖顶部30~50厘米。它有三个作用:

  1. 隔绝氧气 — 防止下方颗粒层腐烂。
  2. 压重物 — 防止较轻的颗粒在洪水中被冲走。
  3. 过滤层 — 对外部污染物进行初步过滤。

全部材料的90%以上来自当地。昂贵的外运沙子仅用于10%的盖层。同样的预算可以多建5倍的坝。


30年后,坝变成了森林

这项技术真正的反转发生在使用寿命结束之后。

绿洲颗粒的使用寿命约为20~30年。拆除坝体后,木质素颗粒会逐渐分解为腐殖质(Humus)。沙漠的沙子变成了植物可以生长的肥沃土壤。

毫无用处的沙漠沙子变成了水箱,水箱又变成了森林的土壤。工业废弃物(木质素)与沙漠沙子相遇,创造了生命之水,最终化为森林——一个完整的循环。


用在哪里

非洲、中东、蒙古。可以应用于干旱气候地区的ODA(官方发展援助)项目。只需几卡车的移动设备到达现场,用当地沙子建造当地的坝。能源由沙漠提供。

传统沙坝绿洲颗粒
沙子来源100%远距离河沙90%当地沙漠沙子
运输费用占比60%以上10%以下
预计成本基准降低60~70%
能源重型机械太阳能干燥
寿命结束后沙子残骸肥沃土壤

技术很简单。材料就在现场。需要的只是第一座验证性的坝。