缺水,怎么办

水,许多人认为它和空气、阳光一样,是“取之不尽,用之不竭”的天然财富,可事实上,却并不是那样。据调查,地球上缺水的干旱地区和半干旱地区,就有约 5×107km2,占陆地面积的 34%。其中大洋洲干旱地区的面积约占 83%;非洲也超过一半;亚洲是 38%。我国西北广大内陆地区也严重缺水。根据历史记载,从殷周时代起到解放前止,我国境内发生的自然灾害总数达 5258 次,其中次数最多的就是旱灾,计 1074 次;它们主要发生在黄

河流域,尤其是黄河下游的河北、山东、河南等省。据统计,从公元 1 世纪

到 19 世纪的将近 2000 年间,在黄河下游所发生的旱灾,约占全国旱灾总次数的 49%。

自 70 年代以来,我国缺水的问题越来越严重。历来水资源丰富,形成径、渭、沣、涝、浐、灞、谲、 缺水,怎么办 - 图1“八水绕长安”的西安,如今河水水位下降, 水井枯竭,水荒正向它逼来,90 年代以来夏季连续出现水荒;位于九河下梢, 濒临渤海的“水乡之城”天津,80 年代就已成了“水荒之城”,好在“引滦入津”工程,为天津水荒解了围。首都北京也经常有缺水的现象,自来水变成了“夜来水”,夏天用水高峰期许多楼房一、二层以上就没有水。据统计, 全国有 90%左右的城市,都存在着供水不足或水质偏差的问题。

造成缺水的原因是多方面的。一方面是由于可供人类利用的水,只是地球上总水量中很小的一部分。地球上总水量的 97%是海水,内陆湖泊中的水和部分地下水,含盐量很高,也是咸水。众所周知,咸水是没法作为生活用水、工业用水和农田灌溉用水的,致少在目前的技术条件下如此。

适合于人们作为生活、工业和农田灌溉用的淡水,只占地球总水量的 2

%,合 2.8×1016m3,如果把它平均分给地球上 60 亿居民的话,每人约可分得 4.7×106m3。这个数字,也不可谓不多。问题是淡水的分布很不均匀,有的地方湿润,水分过剩;有的地方干旱,甚至极端干旱,水分奇缺。拿降水量来说,有的地方每年可达几千毫米,有的地方却只有几十毫米或几毫米; 在同一地区,一年之中,降水量又往往集中在某几个月中,而有几个月却几

乎滴水不下,这就是所谓的“雨季”和“旱季”。像我国华北地区,一般都是春旱秋涝,每年的降水量 70%~80%集中在 7~8 月间,而春耕播种季节, 却几乎滴水不下,所以才有“春雨贵如油”的谚语。

世界人口在不断地增加,工农业生产不断地发展,用水量也一天比一天增多。据粗略估计,全世界居民用水和工农业用水量,在 1900 年是 4×1011m3, 1980 年是 3×1012m3,现在是 6×1012m3。美国 1970 年城市生活用水量为 3.7

×1010m3,1985 年增加到 7×1010m3,现在是 1011m3;我国总用水量 1970 年约 5×1011m3,1985 年增加到 1.2×1012m3,现在则为 2.2×1012m3,增加速度为全球之冠。全国解放后,由于工农业的飞速发展,特别是改革开放以来, 我国经济建设突飞猛进,用水量也急剧增加。据统计,全国多数城市现在的供水量和用水量都比解放初高 20 倍以上,有的高达 50 倍。尽管如此,也还满足不了各方面的用水需求。

面对缺水的威胁,世界各国的许多科技工作者,都在孜孜不倦地努力寻求解决这一问题的途径。

改变水资源在空间和时间上分布的不平衡性,是解决水资源缺乏问题最常见的办法。自然界没有合理地分配水资源,人们依靠自己的劳动和智慧来改变它,即把富水区的水调一部分给缺水区,让富水区、缺水区的人们都有水用;把雨季的水留一部分到旱季,使人们不管在雨季、旱季,经常都有水用。

跨河流调水,是解决水在地区分布上不均的方法之一。目前国外建和拟建的跨流域调水工程已经不少,其中比较著名的有美国加利福尼亚北水南调工程、巴基斯坦西水东调工程、前苏联额尔齐斯河东水西调工程、西班牙塔霍河北水南调工程、澳大利亚雪山调水工程、秘鲁马赫斯调水工程等。我国早在解放后的 50 年代就提出南水北调的伟大方案,计划把长江水调到黄河流域,以解决我国北方,特别是河北、山东、河南等省的干旱缺水问题。但由于我国经济和技术等条件的限制,这一宏伟计划一直未能实施。相信在不久的将来,我国南水北调的蓝图一定能实现。

跨流域调水工程,需要长距离调水,修建一系列的调水渠、隧洞、扬水站、水库等水利工程。在工程技术上虽然没有多大困难,但投资大,消耗物资、人力多,施工期长,并且还要考虑到调水区和被调水区区域自然生态系统的变化,是一项极为复杂的改造自然的宏大工程。因此,在制订规划的时候,应当格外慎重,事先必须从多方面进行考虑,充分做好调查研究工作。轻易上马,仓促上阵,都是不恰当的。

地球上有许多冰川。冰川分布在两极地区或者中低纬地区的高山上。冰川所在的地方,终年气温均在 0℃以下,并且人迹稀少,大量的冰雪也没人利用。怎样开发这一水源,已经引起越来越多的科学家的关注。

至于雨季和旱季的雨量调配,方法就更多了。但主要是修建水库,使雨季时剩余的水不白白流走,让它储存在水库里,留待旱季缺水的时候使用。水库,一般都是在河流的适当位置拦河修筑大坝而成。我国解放后修建

了大大小小成千上万个水库,其中最著名的是已经建成的葛洲坝水库和正在兴建的三峡水库;另外,刘家峡水库、三门峡水库、新安江水库、官厅水库、十三陵水库等也比较著名。

修建水库,一定要有地形条件。平原地区的河流,一般很难找到合适的坝址。在这种情况下,可以考虑修建地下水库。

地下水库,顾名思义,就是把水蓄在土壤或者岩石的孔隙、裂隙或溶洞里,它和地面水库的蓄水形式不同,但也能起到大量蓄水的作用。

利用地下水库蓄水,是近十多年来许多国家大力发展的一种新方法。这种蓄水方法是把大量降水通过地面入渗、地下灌注等方法储存到地下水库, 等需要用水的时候再从地下提取。

地下水库由于工程简单,故投资也比较省。据国外经验,每年从地下水库开采 1012kg 水,约需 2000 万美元,而从地面水库中获得相同的水量,约需花费 1 亿美元。国内的情况也大致如此。工程投资比价在 1∶5~1∶10 之间。另外,地下水库还具有许多优点,如不占用土地,没有移民问题;水量的蒸发损失小,如果水位保持在 4m 深度以下,就基本不蒸发;同时也比较安全,即使发生战争或地震,也不致造成灾害。正因为地下水库优点很多,所以对它的研究已引起世界各国的重视,其中以美国、以色列和一些欧洲国家取得的成就最为显著。我国科学工作者近些年来也结合我国的实际情况,在华北、西北地区做了大量的调查研究工作。如河北省地理研究所等单位研究利用古河道作地下水库存蓄淡水,已取得一定成效。他们在研究过程中发现, 黄河以北的古河道大部分是黄河、清河、漳河、滹沱河、唐河等水流多次决口改道,反复泛滥冲淤形成的多条古河道带。这些古河道带一般宽 5~10km, 最宽处可达 20km,总面积约 15000km2。古河道的砂层富集,底板埋深平均约30m,大部分贮存着淡水。古河道地下水的总储量约有 3.9×1013kg。如果把整个古河道当作一个地下水库,使地下水位从 2m 下降到 5m,水位变化幅度为 3m 时,就可以腾出大约 3.2×109m3 的地下库容,是一个很理想的地下水库。

森林也和水库一样,能起调剂和积蓄自然水分的作用。正因为这样,人

们往往称森林为“绿色的水库”;在民间,则流行着“山上栽满树,等于修水库”的谚语。

森林的蓄水作用是非常显著的。当大雨倾落林地,雨水的 25%~40%为林冠截流并向空中蒸发,其余 5%~10%为林地枯枝落叶层吸收,50%~80

%则可以缓缓渗入土层。实际能形成地表径流的不过 1%。这样,本来是一场涤荡性的山洪,经过森林的层层拦蓄、过滤,变成了可以利用的山泉。据资料,在具有良好森林环境的地区,一般可以积蓄全年降水量的 1/4。世界上的干旱和半干旱地区,大多森林贫乏,科学家们认为,如果把这类地区的森林覆盖度均匀地提高到 30%以上,旱季用水就可以增加 5~8 倍。因此, 绿化大地,做好植树造林工作,对于扩大水源,改变缺水现象,也是有相当作用的。

把大量存在于海洋中的咸水,变成可供人们利用的淡水,即进行海水淡化,也早就引起了科学家们的兴趣。

淡化海水是完全可能的。早在 2000 年前,长期在海上航行的水手就常盛些海水,放在太阳下晒,依靠蒸发获得水汽,再让水汽冷凝成水,以解决船上的饮水问题。现在海水淡化所采用的方法,主要也还是蒸发法。不过现在的蒸发法比起古代水手们所采用的方法,要先进多了。以我国浙江嵊泗岛李柱码头的太阳能海水淡化装置来说吧,当金色的阳光透过玻璃顶棚时,盛在黑色微晶铸石板水槽中的海水就会蒸发变成水汽,上升到倾斜的玻璃顶棚上,冷凝成水珠聚入水槽,汇集到水管中,人们只要用脚轻轻一踩踏板,甜滋滋的淡水就从出水口汩汩流出。这种装置在世界的其他国家如墨西哥、印

度、西班牙、希腊等地方也可以见到,它淡化的水量较少。如果淡化装置采用闪蒸法,让蒸发室保持高度真空的状态,压力很小,那么进到蒸发室里的高温海水将会在极短的时间内急速蒸发,这样淡化的水量就可以大大增加。淡化海水的另一个办法,是让海水冻结,迫使盐分集中在咸水里,在冰

融化成淡水前,就将这种咸水排走,从而剩下的就是人们所需要的淡水了。还有一种淡化海水的办法,是利用一层特殊的膜,它只能使水透过或只

能使盐分透过,从而将水与盐分开。

目前,许多国家都建造了专门淡化海水的工厂。气候干旱严重缺水的沙特阿拉伯,海水淡化工厂每天生产淡水上百亿公斤,这个国家的全部饮用水, 都由海水淡化工厂提供。

海水淡化,在技术上是完全可能的,目前所以还没有普遍推广这种方法, 只是因为它的成本还太高。一旦成本降低,茫茫大海里的水,就可以为我所用,缺水问题就迎刃而解了。

当前,要解决水源短缺问题,“开源”固然重要,而“节流”也不容忽视。例如热电站、钢铁厂需要大量的冷却水,使用之后只是提高了水温,水质并没有变坏。这种水用过后,就让它白白地流入污水沟,不是太可惜吗? 如果利用它作为锅炉用水,或作为居民洗澡用,既可以节约用水,又可以节约能源。据上海 100 个冷却水用量较大的工厂调查统计,如果把用过的水冷却后再使用一次,每天致少可以节约 5×108kg 的水。再如城市排出的污水, 又脏又臭,在城市里不但是无用之物,而且是一种公害;但如果能把这些水送到郊外浇地,只要其中没有有害的成分,则既浇地,又肥田,一举两得, 并且比用干净的水浇地效果更好。

目前在多数城市中,生活用水虽然都比较紧张,而浪费现象却依然十分严重,特别是发展中国家的城市,市民的节水意识不强。不少人习惯于开着水龙头冲菜、洗衣服;有的厕所抽水马桶或自来水阀门不严,昼夜哗哗流水, 损失相当可观,但人们却往往视而不见,听而不闻。有人曾经作了测算:如果水龙头不关严,水一滴滴连续地流,一小时可以流出 3.6 公斤的水,一个

月则跑 2.6×103 公斤;如果水流成线状,则一小时可流 17 公斤,一个月要

跑 1.2×104 公斤,其数量是不容忽视的。据报道,石家庄市 80 年代初期年平均生活用水量约 7.7×1010 公斤,按当时 70 万人估算,每人每年用水量为11000 公斤,计每天约 300 公斤。该市全年的生活用水量中,据统计约 60%

是大包干收费制的家庭消耗的,这部分用水户的平均用水量每人每天约 430

公斤,而一户一表的用水户只有 80 公斤。可见节约用水,还是大有潜力可挖的。