地球上有很多水。估計水的總體積約為654.38+0.38億立方千米。如果這些層次都分布在地球表面,就相當於整個地球表面都覆蓋了壹層平均深度為2650米的水。但很遺憾的是,這種水98%是鹽水,主要分布在海洋中。淡水只占地球總水量的2%,約3000萬立方千米,而這2%的淡水不能被人類充分利用,因為其中88%凍結在兩極的冰蓋和冰川中,剩下的12%,即河流、湖泊和可開采的淺層地下水,可以被人類利用,其中大部分是地下水,河流、湖泊的水可以直接利用,不需要開采。地球上的水總是在變化。海洋和陸地上的水蒸發到大氣中,然後形成雨或雪落回地球,滋養萬物,補給河湖或註入大海。水也會滲入地下,流入含水層。極深層地下水既不能補給,也不能開采,稱為原生水,所以不能再生。正是由於水資源的這種流動性,才導致了陸地洪水或幹旱的發生,造成水資源分布不均。每年全球約65%的水資源集中在10個國家,而* * *人口占全球總人口40%的80個國家(包括9個中近東國家)嚴重缺水,26個國家(* * * 2.3億)。我們稱這些國家為缺水國家。缺水國家的國際標準是基於瑞典水文學家馬林和法爾肯馬克給出的定義:如果壹個國家的可再生淡水供應量低於每人每年65,438+0,700噸,那麽這個國家將定期或經常處於缺水狀態;如果年人均供水量在1000噸以下,妳就會感到缺水。目前人均年供水量低於1000立方米的國家有15個。在這些國家中,馬耳他年人均只有82立方米,缺水量居缺水國家之首。除馬耳他外,最缺水的國家有卡塔爾(年人均91立方米)、科威特(95立方米)、利比亞(11立方米)、巴林(162立方米)、新加坡(180立方米)、巴巴多斯(65448)。約旦(318立方米)、也門(346立方米)、阿爾及利亞(527立方米)、布隆迪(594立方米)、佛得角(777立方米)、阿曼(874立方米)、阿拉伯聯合酋長國(902立方米)和埃及(936立方米)。據預測,到21世紀中期,這些國家的水將比石油更貴,例如,馬耳他的年人均將為68立方米。
由於生活水平和生產方式的不同,水的消耗量也大不相同。世界上每人每天的平均用水量是:美國600升,歐洲200升,以色列260升,巴勒斯坦70升,非洲只有30升。美國人的用水量是非洲人的20倍。在發達國家,只要妳打開水龍頭,在妳意識到之前,妳已經用完了大量的水;在炎熱的發展中國家,尤其是那些城市邊緣的棚戶區,幾十戶甚至幾百戶只有壹個水龍頭,所以每天用2升水是壹種奢侈。世界水文理事會主席馬哈茂德·阿布-紮伊德(Mahmoud Abu-Zaid)說:“上世紀50年代,只有少數幾個國家缺水,但到90年代末,26個國家的3億人缺水。預計到2050年,占世界人口三分之二的66個國家將從普遍缺水發展到嚴重缺水。”目前,世界上有29億人無法獲得清潔的飲用水。水汙染使本已稀缺的水資源狀況雪上加霜。由此引發的水傳播疾病每年在全球造成15萬人死亡,其中大部分是兒童。僅腹瀉每年就導致40,000至50,000名嬰兒和幾乎相同數量的成人死亡。世界上壹些著名的科學家幾十年來壹直在研究世界水的前景,他們的結論是形勢非常嚴峻。它們提醒人們,如果水資源枯竭,人類健康、經濟發展和生態系統將受到威脅。
綜合世界各地的信息,目前人類為避免水危機而采取的行動主要包括以下幾個方面:
首先是控制人口增長。本世紀以來,隨著人口的不斷增加,人類用水的速度迅速增加。世界人口50年代25億,1999年60億,50年增加了1.2倍。同時,農業用水量增長了5倍,工業用水量增長了26倍,市政用水量(城鄉生活用水和生活用水)增長了18倍。目前,世界人口正以每年81萬的速度增長,預計2050年將達到94億,對水的需求也將成倍增長,形勢更加緊張。但是,壹些權威的人口專家認為,隨著人們文化和生活水平的提高以及計劃生育工作的發展,人口狀況可能會發生變化。他們正在認真考慮這樣壹種可能性,即在我們的有生之年,世界人口增長將達到峰值,然後開始不規則地下降。
二是轉變觀念,把水作為稀缺資源來管理。這種觀念上的轉變可能會省下很多錢。例如,在壹些第三世界國家的壹些城市,60%的飲用水因水管生銹或管道非法重疊而流失。馬尼拉總水管的排水量已經達到總供水量的58%,而管理相對完善的新加坡,水管的平均漏損只有8%。聯合國的壹份調查報告顯示,英美國家浪費水的比例約為12%,工業化國家因滲漏造成的浪費約為10%。壹些地區甚至可以通過采取節水和循環用水的措施來節約更多的水。目前還沒有發生水資源戰爭,但是由於人口的增加和人民生活水平的提高對水資源的需求增加,上遊地區對下遊地區的控制(上遊對河流流量的控制)等因素可能會點燃長期存在的沖突。目前,世界上有215條國際河流,有300個地下水流域和含水層為幾個國家所共有。這些地方非常需要建立良好的合作關系。
第三,用高新技術替代或改善傳統的工農業用水方式。人類利用水資源的方式也是加劇水資源短缺的重要原因。在消耗的水資源中,市政用水占8%,工業用水占22%,農業灌溉用水占70%,後兩者占92%。發展中國家每公頃灌溉農田的用水量是工業化國家的兩倍,但產量只有後者的1/3。原因是有不同的方式,壹種是采用漫灌,壹種是采用噴灌或地下管灌。由於氣候炎熱,前者有壹半的水分在蓄水區或流經露天灌溉渠時蒸發(壹般蒸發量為1/8)。淹水方法還會導致土壤退化(鹽堿化)。20世紀上半葉,巴基斯坦印度河平原有10萬公頃土地得到充分灌溉。但漬水和高蒸發率造成土壤鹽堿化,大面積農田貧瘠。FAO指出,采用更有效的灌溉方式可以節約10%-30%的農業用水。北非的伊朗、智利、埃及等綠洲地區自古以來就使用地下運河,可以從幾公裏外的井裏取水。以色列采用更科學的方法——現代地下滴灌技術。以色列是最缺水的國家,那裏“水比牛奶還貴”。買壹瓶礦泉水要花1.25美元,這1.25美元可以買四瓶牛奶。為了解決缺水問題,以色列長期以來壹直致力於開發新技術。在那裏,只要有綠色的田野,就會有滴灌,這是壹項高科技技術。細細的管子會每隔壹段時間從小眼睛裏噴出水滴,準確地澆到植物根部,只澆植物不澆土地,壹滴都不浪費。在以色列,還發明了地埋式滴灌、噴淋式滴灌和分散式滴灌。
現代工業不像農業那麽貪婪,但還是大量用水。將廢水變為純水,然後用於灌溉或工業循環水,是減少工業廢水汙染的必由之路,已被更多的工業企業所采用。在發達國家,這項技術已經完全成熟,早在幾年甚至十幾年前,所有被汙染的河流都已經被清理幹凈。以色列每年將改善約2.3億立方米的廢水成為農業用水,而且這個數字還在擴大。“汙染者付費”原則將促進這壹方法的迅速實施。
第四,興修水利攔洪蓄水,種樹護植被蓄水。興修水利,化害為利,是國際公認的兩個例子。壹個是西班牙的巴倫西亞。這是壹個世界聞名的農業區。他們千百年來壹直保留著古老的阿拉伯灌溉制度,合理用水、合理配水壹直是他們自覺遵守的“鐵律”。另壹個是美國的密西西比河,這是用現代系統工程治理河流的傑出範例。密西西比河長6262公裏,年均徑流量5800億立方米,流域面積322萬平方公裏。它是世界第四大河流,美國約有壹半人口居住在該流域,上遊加拿大有3.4萬平方公裏。從65438年5月到0928年5月,美國國會通過了密西西比河防洪法。現在這條河成了壹個防治災害的地方;河流水資源開發利用(發電、灌溉、航運、水產、供水、旅遊等。);水土保持、綠化、植被保護、水源保護、生態環境保護等功能齊全的水利工程實例。可防禦100-150年壹遇洪水,年通航時間325天,貨運量從1950年的138萬噸增加到1980年的5.85億噸。流域灌溉面積71.3萬公頃,其中噴灌面積1.57萬公頃。該流域已開發大小水電站1127座,總裝機容量2844萬千瓦,平均發電量983億千瓦,占美國的18.6%。其支流已建成水庫150余座,庫容45億立方米以上的6座水庫有效庫容超過700億立方米。造成澇災、高溫等自然災害的壹個重要原因就是植被的破壞。根據科學家的實驗,壹棵25年的天然樹每小時可以吸收150毫米的降水,壹片22年的人工水源林每小時可以吸收300毫米的水。而裸露的地面每小時只吸收5毫米。林地的降水60%被林冠截留或蒸發,30%成為地下水。在裸露的地面上,約55%的降水成為地表水流失,40%被暫時保留或蒸發,只有5%滲入土壤。林地涵養水源的能力比裸地高7倍。壹片面積為654.38+萬畝的森林,相當於壹個200萬立方米的水庫。我國森林年涵養水源能力為3473億噸,相當於我國現有水庫總庫容的75%。然而,非常可惜的是,世界在1.980和1.995之間損失了1.8億公頃的森林。在過去的200年裏,地球上超過1/3的森林被砍伐或破壞。目前,世界森林面積減少的趨勢雖然沒有停止,但確實引起了高度重視。“環境保護”和“可持續發展”的口號傳遍全球,各國出臺了壹系列強有力的措施,在壹些國家取得了豐碩的成果。
第五,建立水產淡水產業,把海水變成淡水。如上所述,海水占地球總水量的98%,可以說是取之不盡,用之不竭。是人類從海水中獲取淡水的理想途徑。但是到目前為止,海水淡化技術壹般是蒸餾和電滲析,因為能耗高,水純度低,已經逐漸被放棄。隨著地球淡水資源的日益短缺和科技的發展,海水淡化的千年夢想將會實現,21世紀可能會出現壹種新型的大產業——未來水產養殖。目前,全球共有海水淡化廠1.1萬座,淡化海水日產量約53.6億加侖,其中沙特阿拉伯產量占25.9%,居世界第壹。美國占總產量的15.2%,位居第二。海灣國家經過處理的海水可以滿足這些國家近三分之二的飲用水需求。而30年前,全世界的總產能還不到2億加侖/天,這就證明了海水淡化產量是呈幾何級數增長的。然而,海水淡化的投資相當大,僅海灣國家就投入了6543.8億多美元,其中包括數十億美元用於海水淡化設施的運行和維護。不久前,又出現了壹種“反滲透法”。這種方法由多層卷繞薄膜或中空纖維束組成。當海水或待處理的水從壹端壓入時,可飲用的淡水或純水從另壹端流出。法國塞納河畔的壹家公司(NAJIA VAL)成功研發了壹種手泵海水淡化裝置,可以在10分鐘內將1升的海水變成壹公斤的淡水。目前這種裝置只能惠及海島、漁村、漁船的需求,其下壹步發展可能會形成大規模的海水淡化技術。根據國際原子能機構的數據,利用核能淡化海水正在引起缺水國家人們的興趣。水產淡水行業還包括在桿子和冰上寫文章。澳大利亞計劃用塑料布覆蓋國內冰山,以減少蒸發。海灣六國計劃用船把冰山從北冰洋拖到海灣,然後融化成淡水。