表 6.5 一些国家和地区缺水情况

国家

非洲北部和东部中国

印度

墨西哥中东前苏联美国

地区缺水状况

2000 年将有 10 个国家可能严重缺水，埃及现已接近其供水的极限，未来因尼罗河上游诸国开发水源而更加缺水。

50 个城市严重缺水，北京地下水位每年下降 1 — 2 米，该地区农民可能要减少

用水 30 — 40 ％以供应城市生活和工业用水。

全国已有上万个村庄缺水，布拉马普特拉河截流取水的计划加重了孟加拉国的不安，新德里每天只能供水几小时。

墨西哥城所在的谷地部分地区地下水抽取量超过补给量的 40 ％，引起地面沉降，要获取更多淡水尚无良策。

形势逼人，以色列、约旦和约旦河西岸将于 1995 年全部利用可再生的水源，

1992 年土耳其的阿塔特克(Ataturk)大坝投入使用后叙利亚可能失去必要的供应。流入咸海的河流自 1960 年以来水量减少使其水量减少 2/3 ，灌溉计划缩减，

高失业率与景况恶化使数以万计的人离开该地区。

全国 1/5 的灌区靠超量抽取地下水灌溉，西部地区约有一半的河流用水过量，为了增加用水，有些城市正在购买农民的用水权。

（资料来源：WorldWatchInstitute，StateoftheWorld，1990.）

供水紧缺往往造成一系列的经济、社会和生态问题。世界上的缺水区常常又是人口增长和城市化均较迅速的地区，缺水对农业的冲击最大，因为农业常是这类地区用水量最大的部门，而且又常是经济效益较低的部门，因此当某一地区的用水量接近其自然极限时，常常是农业部门首先失去充分供水的保证。例如，在我国北方缺水地区，每立方米淡水用于工业所取得的经济效益 60 倍于农业，计划部门在分配用水时必须考虑这个因素。在美国，更是奉行效益优先的信条，当农民把用水权卖给缺水的城市获利多于种植棉花、小麦和牧草时，他们将毫不犹豫地卖水而弃耕。美国有些地区用水权的价格很高，盐湖城每英亩英尺（英美常用体积单位，合 1.233m3）用水权为 200

美元，而在迅速城市化的科罗拉多州弗兰特岭（FronRange）地区则高达 3000

至 6000 美元，任何农业收入都无法与这样的高价竞争。

但是，在过分地考虑用水的经济效益时，却往往忽视了水的生态学功能。在充分保证生活与工农业生产用水的同时，没有考虑给河流留下必要的水，以保护那里的鱼类和野生动物，更没有顾及河流的娱乐与美学功能。我国华北一些河流水的利用率很高，例如海河、滦河流域在干旱的 1983 年入海水量仅为 3 亿立方米，为当年径流量的 2.6％，该年河水的利用率已达 97.4％。黄河下游有些枯水年也出现断流。这种情况对河流生态系统无疑都产生毁灭性的后果。

面对供水短缺的前景，有关各国在采取相应的措施。总的来看，无非从开源与节流两方面来解决。开源的渠道包括已实行多年行之有效的一些措施，如修筑水库、开渠引水和抽取地下水等，也包括一些新发展的方法，如海水脱盐、南极运冰和人工降雨等；节流的方法首先是减少灌溉用水，包括耕种制度和灌溉技术的改革，其次是改革工矿企业的工艺流程以减少用水量，减少生活用水的浪费，废水净化再利用，以及提高水价以强制节约用水等。任何缺水地区，只有综合考虑采用上述措施才能缓解和解决用水紧缺的问题，而且其中还应考虑一些非自然的和非技术性的因素，例如跨国界和跨地区的用水矛盾问题，同一国家或同一地区内不同部门的用水分配问题等。各国的经济发达程度不同，所能采用的适用技术也各异。对于经济落后的许多农业国，在无足够财力采取上述开发水源措施的情况下，只得被动地适应水源的空间与时间分配，甚至逐水草而居；经济发达国家在开发新水源上具有较大的选择性，可以采用较昂贵的海水脱盐和人工降雨等新技术，例如中东一些缺水的产油富国已建立了不少实用性的海水淡化厂，沙特阿拉伯于 70

年代陆续投产的一批海水淡化厂，年生产能力达到 1.5 亿立方米，规模已相

当可观，但是该国的用水量在同一时期却增加了 9 亿立方米，海水淡化还不足以满足其用水增加的需求。

70 年代全世界大约有 700 家海水淡化厂在运营，主要采用蒸馏与反渗透

两种技术，多数规模小、能耗大、成本高。最大的淡化厂达到日产淡水 3.5 万吨的水平，水价约为每吨 15 美分（1973 年价格），小型淡化厂成本较高，每吨为 25—50 美分不等，而抽取河水或地下水的费用仅为每吨 1—2 美分，二者相差几十倍，因此，淡化水除供饮用外，只能少量地用以浇灌温室花卉、蔬菜和果树。

人们曾经把海水淡化的前景寄希望于廉价能源的获得和淡化技术的改进。据理论计算，1 升海水脱盐所需的能量为 2.8 千焦耳，但实际上效率最高的淡化厂也需要 170 千焦耳，为理论值的 60 倍。而且，核电的使用也未能

使电费大幅度下降，1975 年所谓廉价的商业燃料能源价格为 1 美元 100 万千

焦耳，按此价格淡化一吨海水的电费即需 17 美分，加上水厂的建设费用和运营时的提水需用（每 1m3 海水提升 100m 约需 1 美分），海水淡化厂的水价高于传统给水的 10 倍以上。

除了成本问题以外，还有如何处理剩余盐分或浓盐溶液的问题。以海水的平均盐度 3.5％计，每淡化 1000m3 海水就留下约 40 吨盐或浓盐卤。最方便和最省钱的处理方法是就近把它排放回海里去，但这会增加近岸海水的盐度，对近海生态系统产生不良影响。

最近有人报道海水淡化的新进展，把利用热带海洋的热量发电和海水淡化结合起来①。这项由美国伊利诺州阿尔贡国家实验室和科罗拉多州戈尔登的太阳能研究所完成的实验，是将热带海洋表层温度高达 26℃的海水抽入真空室中，其中 1％的水立即变成蒸汽，驱动普通汽轮机发出电力，用过的蒸汽则冷凝成为淡水。冷凝作用是靠抽取海面下半英里深处温度为 6℃的海水而达到的，汽轮机发出的电力足以供给上述冷凝系统和真空系统的需要。这种装置称为海洋热能变换器。研究人员估计一个满负荷运转的装置能够产生10 兆瓦的电力和每天 2 万立方米的淡水，足以满足一个 2 万人口城镇的水电需要。这项实验展示了未来热带海洋向热带岛屿和沿海城市供应淡水和电力的前景。

人工降雨迄今仍处于实验阶段，虽然不少国家取得了很大的进展，但是仍然存在许多问题。实行人工降雨首先要寻找大片的浓云，这恰好是缺水的干旱地区不常具备的条件。然后用飞机（有时在地面筑台燃烧某些化合物）向云中喷洒凝结核（例如碘化银粉末），以催化降水的形成。这种方法不仅需要较高的成本，而且象碘化银等化学品的积累对降雨区的土壤和水文系统可能产生长远的影响，进而对农作物与人畜产生有害的效应。此外，人工降雨在某些地区有时还引起法律纠纷，对云中水分的所有权发生争议。例如， 1977 年美国西部地区大旱，华盛顿州实施了人工降雨，引起相邻的爱达荷州的不满，该州的司法部长威胁说要对华盛顿州的“偷云行为”向联邦法院提出控告。

本世纪内廉价电力的供应与深井泵的发明使得大规模开采地下水成为可能，不少原来缺水地区的经济取得了奇迹般的发展。然而，过量开采地下水使许多地区地下水位急剧下降，形成了新的环境病害，下文将要述及。

近年来，各国在更合理地用水、减少水分损失和废水回收利用等方面取得不少经验，这些措施比开发新水源投资少、收效快、环境效益与经济效益显著，许多人视之为第二水源。例如，许多大型水库的蒸发损失很大，美国科罗拉多河上的米德湖（水库）的年蒸发量达 1km3，相当于全国每人 4500 升。阿斯旺高坝后的纳赛尔湖蒸发量更大，如能使用蒸发抑制剂则可减少相当多的损失。又如工业用水大部分是冷却水，循环使用潜力很大，美国钢铁工业用水已有一半循环使用，日本各类工厂循环用水的比例也较大，水资源贫乏的以色列更是大规模地回收利用废水，工业与家庭废水回收处理后用于灌溉，工业用水量也大幅度减少，每百美元产值耗水量由 1962 年的 20 吨减

少至 1975 年的 7.8 吨（已扣除通货膨胀的影响）。

尽管采取了上述种种措施，但是由于人口与经济的急剧增长，下一世纪内许多国家和地区仍将面临缺水的困难。几千年来，人类为了开发水利、消除水患、进行了不懈的努力：修堤筑坝、开渠凿井、疏浚河道⋯⋯工程规模愈来愈大，对水圈的干预愈来愈强烈。这是人类为谋求其福祉而采取的有意识的行动，这些行动在达到其预期目的的同时，有些已对环境造成了危害；另一方面，人类在其生产与生活过程中，又常常“无意地”把大量废物和毒物排入水体中，造成水体的污染，使本来业已紧缺的水资源更形短缺。下文将就这两方面讨论人类对水圈的影响。