二、世界对水的需求

人类对水的需求无非是从生产和生活两方面考虑。根据各国的经验,对于用水量可以作如下的推算:

  1. 生活用水:为了维持起码的生活质量,生活用水标准为每人每年30m3。北京城区的生活用水量略高于此数,为 50m3,发达国家的生活用水量更高,如美国达 180m3,而一些经济欠发达的缺水国生活用水量远低于起码的水平,例如非洲马尔加什共和国西南部居民每人每年仅靠 2m3 水维持生活,仅仅超过生物学需水量的最低值。而且他们还必须为这 2m3 质量低劣的水支付 40 美元的水费。

  2. 工业用水:非高度工业化国家的标准为每人每年 20m3。

  3. 农业用水:为维持每日 10462 焦耳(2500 卡)热量的食物每人每年需水 300m3,每日 12555 焦耳(3000 卡)热量食物则需水 400m3。

以上三项合计,每人每年的需水量约为 350—450m3,以维持中等发达以下的生活水平。由此推算,每年 9000km3 的总水量可以供养 200—250 亿人口, 如果水分能够及时地和持续地供应到需水的地方的话。但是,地球上水分的分配无论在时间上和空间上都极不均衡,而且人口的分布也很不均匀。因此, 实际上能够供养的人口将远低于此理论值。另有专家提出一个经验参数:如果依赖一个流量单位(即每年 1 百万立方米)的人数超过 2000 人时,这个国

家或地区就会出现缺水问题。按这个参数计算,则现有淡水量可供 180 亿人之需。

表 6.3 列举了世界和各洲淡水资源及其利用的概况。以资源总量计,亚洲最多,大洋洲最少,但以人均占有量计,则恰恰相反,大洋洲最丰而亚洲最少。每年的提水量也是亚洲最高,不

表 6.3 世界淡水资源与利用概况

资源总量

1990 年

年提取量 各部门用水比例(%)

占水资源

(km3/yr)

人均占有量

( 103m3 )

总量

(km3)

百分比

人均

(m3)

生活 工业 农业

(%)

中美洲

(资料来源:世界资源研究所等;世界资源报告,1990—1991)

言而喻,这是用于灌溉。各部门用水的比例可以从一个侧面反映出该地区的经济结构与发展水平,例如非洲和亚洲的农业用水所占比例最高,而生活和工业用水所占比例很低;相反,工业发达的欧洲和北美洲工业用水比例很高。北京城市生活用水、工业用水与农业用水的比例分别为 7%、28%和 65%, 与表中所列的世界平均水平相当接近。

从世界范围来看,需水量最大、对供水量至为敏感的部门乃是农业,占用水总量的 2/3 以上,因此,发展节水农业是节约水资源的有效途径。各国农业用水所占比例差异很大,与各国工农业发展情况和农业在国民经济中所占比重有关。图 6.3 表明象印度和墨西哥等农业国农业用水所占比重很大, 达 90%以上。与此相对照的是英国和原联邦德国,农业用水很少,这不仅是由于其工业发达,相对耗水较多,更重要的是这些国家雨水充沛调匀,农业可以旱作而很少灌溉,灌溉技术也较先进,因此农业耗水较少。工业国中日本的情况比较特殊,其农业用水量约占 70%,原因是大规模种植耗水量巨大的水稻。美国工农业用水所占比例相当,因为它也是农业大国,但 60 年代以来,工业用水量开始超过农业,其主要原因是随着用电量的剧增,电厂冷却用水量亦迅速增加。

图 6.3 一些国家的用水分配(据 R.P.Ambroggi,1980 年)

尽管农业用水所占比重很大,但迄今全世界水浇地面积只占全部耕地的18%,其余 82%仍为旱作农业,而且在可以预见的未来,这种情况不会有重大的改变。这意味着全人类仍在很大程度上处于“靠天吃饭”的状况,全球性天气波动将继续对人类的粮食供应起着重大影响。因此,灌溉对于农业是至关重要的。一方面,灌溉增加了垦殖面积,在干旱地区尤其如此,那里无灌溉即无农业。我国新疆一些灌区在这方面取得了较大的成功。另一方面, 它增加单位面积产量,在灌溉条件下,加上其他农业措施如应用良种、合理施用肥料和农药等,可使产量增加 3—4 倍。同时,灌溉还增加了复种指数, 其效益相当于增加了耕地面积。这种效益在农业上常用种植强度

(croppingintensity)来表示,这就是收获面积与总耕种面积之比值。在目

前的农业水平下,全世界旱作农业的种植强度约为 0.70,灌溉农业为 1.11, 预期到 2000 年可分别提高至 0.76 和 1.29。目前水浇地生产的粮食占世界粮食总产量的 1/3,可见灌溉农业取得的成就。

世界上最成功的灌溉农业在亚洲,全世界灌溉能力的 63%在东南亚,该地区大部分一年两熟,种植强度平均达 1.3,几乎为旱作农业平均水平的 2

倍。我国、孟加拉国和非洲的埃及都有集约农业的悠久传统,种植强度达 1.5

以上。日本的水稻产量,平均 0.45 公顷土地即可供应 10462 焦耳(2500 卡)

/人/日,美国需要 2 倍的土地面积方能达到此数,而印度则需要 7 倍于此的土地。

灌溉对于农业增产与稳产的作用固然无庸置疑,但是由于其耗水量巨大又限制了其发展。目前大多数灌溉方法比较落后,效率低,浪费大。在全世界范围内,灌溉水的平均有效率仅及 37%,其余的 63%都浪费了。这不仅浪费了水源,增加了成本,而且还造成养分的流失,更严重的是引起土壤盐渍化和水涝,造成地下水污染,以及引起某些疾病(如疟疾和血吸虫病)的传播等问题,这些均需予以足够的重视。