水資源并不是無窮無盡的

水資源并不是無窮無盡的水是一種珍貴的自然資源。在人的生活里，水是生命的要素，它占人體重量的75%。一個人每天從各種食物和飲料中吸取的水在兩升以上。一些統(tǒng)計資料表明，人們的生活用水量在不斷增加：公元前一般每人每天消耗12L，中世紀為20～40L，十八世紀是60L，現(xiàn)在歐美一些大城市的個人耗水量竟達500L。家庭生活用水之外，工業(yè)的耗水量也很大。生產1t磚需水l～2t，1t鋼需水20～40t，1t紙是200～25t，1t人造纖維是1,200～1,800t，生產1t噸合成橡膠竟需要消耗2,750t水。但是，工業(yè)用水與農業(yè)用水相比，卻是“小巫見大巫”。每畝農作物生長期內的用水量，小麥是345～506m3，棉花333～400m3，甜菜466～600m3。平均每生產1t噸谷物大約需水450t，而生產1t噸甘蔗所需的水量是它自身重量的1,800倍。畜牧業(yè)必須提供水才能換來1kg牛肉。農業(yè)用水量占人類所有活動總用水量的60～80%。所以說，水資源是保證國民經濟發(fā)展最必要的物質條件之一。水源在挑戰(zhàn)水好象到處都有。天落，地涌，海洋無垠，江河奔流，包括南北極的冰川在內，水覆蓋著地球總面積的75%，在地表下5km的這個體積，一半以上是水。要精確地回答地球上有多少水是困難的。有人估計是136千萬立方公里。并不是所有的水都是水資源。所謂水資源，指的是在目前經濟技術條件下可以被人類利用的那一部分水，主要包括淺層地下水和湖泊河川里的水。這樣的水，全世界約有400萬立方公里，只占全球水體總量極小的一部分。按全球總的水量來計算，世界上平均每人每天可以分到30多萬L水，而每人每天各方面所消耗的水量加在一起也不過幾千升。這樣看來，水又好象是絕無匱乏之虞的天然資源了。但是，由于地球上人口和雨量的分布很不均勻，人們對水資源管理不善，用水浪費，許多水源又受到嚴重破壞和污染，再加上生產的發(fā)展和人民生活的改善，人們對水資源的需要量越來越大。據聯(lián)合國統(tǒng)計，全世界用水量平均每年約遞增4%，現(xiàn)在是3,000km3，預計到本世紀末將翻一番。地球上約有5,000萬平方公里的陸地是缺水的干旱地區(qū)或半干旱地區(qū)。例如在大洋洲，干旱地區(qū)占全洲面積的83%；非洲超過了一半。我國的干旱和半干旱地區(qū)也超過了全國土地總面積的50%。我國的一些城市，特別是沿海城市，缺水情況已經出現(xiàn)，用水量超過了當地的水源供應能力。旅大市每天缺水6萬噸左右；天津市秋冬兩季需水4億多噸，現(xiàn)在只能供應一半多一點；北京市取水量比解放初期增加了100倍，按照目前這種趨勢發(fā)展下去，用不了多久，就會出現(xiàn)嚴重的淡水水荒。缺了水怎么辦？只好按人口定量供水，或者限時供水。在我國西北、華北地區(qū)，缺水更是普遍的現(xiàn)象。我國4億畝鹽堿地、16億畝沙漠以及廣大干旱、半干旱地區(qū)自然面貌的徹底改造，首先也有賴于水資源問題的解決。世界上約有10億人口的飲用水，從醫(yī)學觀點來看，是不衛(wèi)生的。有人估計每年有5億人由于水源的衛(wèi)生條件差而生病，至少有1,000萬人死于飲水不干凈而引起的各種傳染病或死于嚴重缺水。缺水問題這樣嚴重，以致成為對人類越來越大的挑戰(zhàn)。難怪有人優(yōu)心仲仲地指出：“不要誤以為水是無窮無盡的；水荒正在威脅著人類的生存！”有人更明確地警告：繼能源危機之后，人類社會很可能面臨一個水資源危機；能源是可以代替的，而水資源卻不可能代替！管好水資源水資源是一種循環(huán)的、可以再生的資源。例如植樹造林能加強水的小循環(huán)。森林有調節(jié)氣候、增加降水、涵養(yǎng)水源的作用?？茖W試驗證明，林區(qū)的年降雨量要比無林地多%。干旱地區(qū)大規(guī)模植樹種草，加快綠化，是解決地區(qū)水荒問題的重要辦法。地球上降水的總量是不少的，但是在時間上很不均勻，需用的時候可能很少。興修水利可以幫助克服這個困難，充分發(fā)揮“水的銀行”——水庫的調節(jié)作用。地面水庫是常見的水利工程。近年來還出現(xiàn)了越來越多的地下水庫。地下水庫利用土壤和巖石的孔隙把水貯存起來，只要地質構造條件合適，就能容納相當多的水。一般來說，修建地下水庫的工程量小，費用少，不占或少占農田，減少蒸發(fā)和滲漏的損失，防止土壤鹽堿化和地面沉降，也不需要遷移人口，優(yōu)點很多，值得提倡。尤其在土地利用率高和人口稠密的地區(qū)，修建地下水庫更是經濟合理。把地下水庫和人工回灌地面水結合起來，可以更好地利用大氣降水、地表水和地下水，擴大可供利用的穩(wěn)定的水源。水資源不僅在時間上需要調節(jié)，在空間上分布也不平衡。有的地方水多，有的地方水少。多水的地方可以往少水的地方引水?，F(xiàn)在引水的設想和方案越來越多、規(guī)模越來越大，不僅地區(qū)與地區(qū)之間，而且流域與流域之間、國家與國家之間都在考慮引水。有些國家為了進一步開發(fā)干旱或半干旱地區(qū)，巳經把跨流域引水、各流域甚至全國統(tǒng)一水網列入長期水資源的開發(fā)規(guī)劃，這當然是人類征服自然、改造自然的偉大壯舉。我國約占全國耕地面積30%的長江流域及其以南地區(qū)，徑流量占全國總量的75%。而占全國耕地面積50%以上的華北和西北地區(qū)，徑流量卻不足全國總量的10%，所以提出了南水北調的設想。但是，自然界是復雜的，是一個統(tǒng)一的相互聯(lián)系的整體，處理不當，改造自然的行動往往會遭到自然界的嚴厲報復。大規(guī)模引水方案的現(xiàn)實性怎么樣？經濟效果如何？現(xiàn)在和將來會造成什么后果？對自然要素和周圍環(huán)境將帶來什么影響？這些都是事先必須深入、全面考慮研究的問題?，F(xiàn)在，水資源的污染已經成了社會性的問題。全世界河流的穩(wěn)定流量有40%左右被污染，主要是由于工業(yè)廢水、生活污水以及垃圾等等未經適當處理就隨便排放造成的。為了搞好水資源的保護，重要的是凈化“三廢”，處理廢水、廢氣、廢渣，提取其中有用的物質，然后再行排放。

節(jié)約用水生產的發(fā)展和生活水平的提高，首先使城市用水量急劇增加。河水是首先被利用的水源，后來抽取地下水，現(xiàn)在則需要進一步采取用水合理化的措施。例如，日本本來是一個多雨的國家，現(xiàn)在已感到用水吃緊，東京地區(qū)的用水量，估計到1985年將缺少30億噸，由一個豐水國變成窮水國。因此，節(jié)約用水是當前一項重要措施。事實上，在工業(yè)生產中，注意多級用水和循環(huán)用水，是能夠大大節(jié)省的。一般來說，工業(yè)用水回收、重復利用30～40%并不是一件難事。在農業(yè)生產中，大力推廣噴灌、滴灌技術，可以使灌溉用水量大大地降低，它比傳統(tǒng)的漫灌或溝灌可以節(jié)省用水30～60%而且有利于作物生長和提高農業(yè)產量?，F(xiàn)在，各國的噴灌技術發(fā)展很快，1973年全世界的噴灌面積巳經超過一億畝。滴灌是七十年代發(fā)展起來的一項灌溉新技術。它是利用低壓管道和滴頭，把水和液態(tài)肥料自動地輸送到作物根系發(fā)達的土層里，這樣可以減少灌水時蒸發(fā)和滲漏的損失，比地面灌溉省水50～100%，而且還能顯著地提高作物的產量，防止灌區(qū)土壤鹽堿化，是農業(yè)上節(jié)水增產的一項有效措施。全世界已有幾十個國家使用滴灌，滴灌的作物品種多達60種以上。廣開水源我們平常見到的水，主要是江河湖泊里的水。全世界江河湖泊儲存的水量不過226,000km3，只占地球上總水量的萬分之一點六。大量的水，是存在于地下。全世界的地下水總共有800多萬km3，占地球總水量的萬分之五十八，比江河湖泊水的總量多30多倍。地下水主要是靠地表水來補充的，如果開發(fā)得當，可以做到取之不盡，用之不竭。否則，過量開發(fā)，會使地下水位降低，提高供水成本。除液態(tài)水以外，地球上還有大量的固態(tài)水，例如高山地區(qū)終年堆積的冰雪，寒冷的兩極覆蓋著厚厚的冰層。這種固態(tài)水在地球上有2,900萬km3，占地球總水量的%。低溫多雨的年份，它以冰雪的形式把水固定起來；高溫干旱的年頭，它又融化成液體供應工農業(yè)生產的需要。因此高山冰川獲得了“天然固體水庫”的稱號。很久以來，干旱地區(qū)的人民就曾利用人工催化冰川的方法來增加河川徑流，以利灌溉農田。如1958～1959年期間，我國曾經在祁連山區(qū)采用污化冰面、人工爆破、飛機炸冰等措施，兩個月的時間里催化了1,944萬立方米水，對滿足當時甘肅河西走廊春灌的需要起了一定的作用。我國高山冰川資源豐富，主要分布在西北、西南的廣闊山區(qū)，粗略估計總儲水量至少在2萬億立方米以上。在南北兩極，巨大的浮冰長達幾十甚至上百公里，形成天然的“淡水庫”。有些缺水的國家設想把龐大的冰塊從南北兩極拖來使用。據估計，僅南極就有2,800萬立方公里的冰，如果全部融化成水，竟可供應全世界人口享用幾萬年。把咸水變成淡水，也是廣開水源的措施之一。在浩瀚的海洋里，水的總量約13億立方公里左右。但是，海水不能直接利用，在每升海水里平均含有35g鹽類。海水必須經過淡化以后，才能“為我所用”。海水淡化技術創(chuàng)始于本世紀50年代，現(xiàn)在人們已經掌握了多種海水淡化的方法。一種辦法是蒸餾，技術上最成熟，規(guī)模也最大。把海水加熱，水變成蒸汽，蒸汽遇冷，又凝結成淡水。一次蒸餾不行，可以進行多次。如果使蒸發(fā)室內保持一定的真空度，壓力很小，那么進到蒸發(fā)室里較高溫度的海水就會在短時間內急速蒸發(fā)，這叫“閃急蒸餾”。蒸餾法淡化海水需要消耗很多的能量，能量消耗大和生產成本高，是這種方法存在的主要問題。充分利用工業(yè)余熱是一個辦法：利用余熱淡化海水，既省燃料，又產淡水。太陽能也是可以利用的，但是受氣候、季節(jié)的影響，設備龐大，使用不便。最有發(fā)展前途的是把原子能發(fā)電與原子能淡化海水結合起來，可以使海水淡化的成本降低80%，甚至更多。另一種辦法是電滲析法。它依靠兩種薄膜——陰離子交換膜和陽離子交換膜，通電以后，海水里的鹽類分解成為陰陽離子，剩下來的就是不含鹽份的淡水了。實踐證明，用電滲透法制造飲用水、鍋爐用水、注射用水、電子工業(yè)用的高純水，效果都很好。還有一種淡化技術，叫反滲透法。1967年才開始得到發(fā)展。反滲透淡化器的“心臟部件”是一張薄薄的具有多孔結構的反滲透膜，在加壓條件下，它只能讓淡水通過，卻不讓鹽類溜走。這樣一來，淡水和鹽類就分開了。反滲透法的分離效率高，能量消耗少，設備簡單，效果顯著，一出現(xiàn)就受到各方面的重視。世界上許多國家都在大力發(fā)展反滲透技術的制膜工藝，有些國家采用新型高分子材料制作反滲透膜，不僅可使淡化器的體積大大縮小，而且性能更好，效率更高。現(xiàn)在世界上有十多個國家的一百多個科研機構在進行著海水淡化的研究，有數百種不同結構和不同容量的海水淡化設施在工作。一座現(xiàn)代化的大型