地球上还有多少水

    水不同于其他资源,对生命至关重要。人类的祖先来源于水,至今胎儿仍在母体的羊水中成长,人体的60%是液体,其中主要是水。水对人体健康至关重要,一旦失去体内水分10%,生理功能即严重紊乱;失去水分20%,人很快就会死亡。水对人类以外的生命也是如此,它是一切生命之源,人类在外星球寻找生命,首先是找水。水对经济而言不可或缺,农作物无水会枯死,工业无水不能生产。水是人类一切文明之源。


  地球上的水很多很多,据估计水的总体积约为13.8亿立方公里。如果将这些水平均分布于地球表面,相当于地球整个表面覆盖着一层平均深度为2650米的水。但是十分可惜,这些水98%是咸水,主要分布在海洋中。淡水只占地球水总量的2%,约有3000万立方公里,而这2%的淡水也不能全为人类所应用,因为它的88%被冻在两极的冰帽和冰川里,剩下的12%即河流、湖泊和能开采的浅层地下水才可为人类应用,其中绝大多数又为地下水,不开采不能应用,可直接应用的河流湖泊中的水,只占淡水总量的0.04%。地球上的水,总是处在变化之中,海洋和陆地上的水蒸发到大气中,再形成雨或雪落回大地,滋养万物,补充河流、湖泊或注入大海。水还会渗入地下,汇入地下蓄水层。极深的地下水不能补充,也不能开采,被称为原生水,因而不能再生。正因为水资源的这种流动性质,因而形成陆地的水涝或干旱,造成水资源分布不均衡,世界上每年约有65%的水资源集中在10个国家里,而人口共占世界总人口的40%的80个国家(其中9个国家在近东和中东)却严重缺水,另26个国家(共有2.3亿人口)的水资源也很少。我们称这些国家为缺水国家。国际上对缺水国家的标准是依据瑞典水文学家马林、法尔肯马克所下的定义:如果一个国家所拥有的可更新的淡水供应量在每人每年1700吨以下,那么这个国家就会定期或经常处于少水的状况;如果每人每年水供应量在1000吨以下,那就会感到水紧缺。目前平均年每人供应水1000立方米以下的国家有15个。在这些国家中马耳他年人均只有82立方米,其缺水情况位居缺水国家之首。除马耳他外,最缺水的国家还有卡塔尔(年人均占有91立方米)、科威特(95立方米)、利比亚(111立方米)、巴林(162立方米)、新加坡(180立方米)、巴巴多斯(192立方米)、沙特阿拉伯(249立方米)、约旦(318立方米)、也门(346立方米)、阿尔及利亚( 527立方米)、布隆迪(594立方米)、佛得角(777立方米)、阿曼(874立方米)、阿联酋(902立方米)、埃及(936立方米)。预计到21世纪中,这些国家的水将比石油还贵,如马耳他年人均将为68立方米。


  由于生活水平和生产方式的不同,水的消费差别也很大。世界各地每人每天平均消费的水为:美国600升、欧洲200升、以色列260升、巴勒斯坦70升、非洲仅为30升。美国人为非洲人用水量的20倍。在发达国家,你只要拧开水龙头,在你尚未意识到之前就已经用掉了大量的水;而在炎热的发展中国家,特别是那些城市边缘简陋的棚户区里,几十户甚至百户人家只有一个水龙头,每天只要用上2公升水就算是奢侈的享受了。世界水文理事会主席马哈茂德·阿布—扎依德说:“在50年代,只有少数几个国家缺水,但是到了90年代后期有26个国家的3亿人口缺水,预计到2050年,约有占世界人口的2/3的66个国家将由一般缺水发展为严重缺水。”目前全世界有29亿人喝不上干净的饮用水。水的污染更使已经紧缺的水资源形势雪上加霜,全球由此而产生的经水传染的疾病每年使1500万人丧生,其中大部分是儿童,仅腹泻每年就造成四五万婴儿和差不多相同数量的成年人死亡。世界上的一些著名科学家们几十年来一直在研究世界水的前景,他们的共同结论是形势十分严峻。他们提醒人们,如果水资源消耗殆尽,人类的健康,经济发展以及生态系统都将受到威胁。


  综合世界各地信息,目前人类避免水危机所采取的行动主要有以下几个方面:


  第一是控制人口增长。自本世纪以来,人类用水速度随着人口的不断增加而迅猛增长。世界人口50年代为25亿,1999年为60亿,50年增加了1.2倍。与此同时农业用水则增加了5倍,工业用水增长26倍,市政用水(城乡地区的家庭及生活用水)增加了18倍。现在世界人口正以每年8100万的速度递增,预计2050年将达到94亿,水的需求也将随之成倍增长,形势会更加紧张。但是也有些权威人口专家认为,人口形势随着人们文化与生活水平的提高,随着计划生育工作的开展,也可能出现新的变化。他们正认真考虑这样一种可能性,即在我们有生之年,世界人口增长将达到顶峰,然后开始无定期下降。


  第二是改变观念,切实把水作为一种稀有资源来管理。这种观念上的转变可能节约大量资金。例如,在一些第三世界国家的某些城市,60%的饮用水因水管生锈或者管路的搭接违反规定而流失。马尼拉市自来水总管的泄流量已达供水总量的58%,而在管理较为完善的新加坡,水管泄漏损失平均只有8%。联合国的一项调查报告显示,英国和美国浪费水的比例约有12%,工业化国家因渗漏造成的浪费约有10%,个别地区通过采取节约用水措施和循环用水的措施甚至可以节省更多的水。目前尚未发生一起水战争,但由于人口的增加和人们生活水平的提高而增加的用水需求,上游地区对下游地区的控制(上游控制河水流量)等种种因素都可能会点燃蓄积已久的冲突。目前世界上有215条国际河流,有若干个国家共同分享的300处地下水流域和地下蓄水层,这些地方均十分需要建立良好的伙伴关系。


  第三,运用高新技术,代替或改进传统的工农业用水方式。人类使用水资源的方式也是加剧水资源紧张的重要原因。在消耗的水资源中市政占8%,工业用水占22%,农业灌溉用水占70%,后两项合计用水占92%。发展中国家每公顷灌溉农田的用水量是工业化国家的两倍,但产量仅为后者的1/3。原因就是方式不同,一个是采取漫灌式,一个是采取喷灌式或地下管浇法。前者由于气候炎热,有一半的水在贮存地区或流经露天灌溉渠时就蒸发掉了(一般蒸发1/8)。漫灌法还会导致土壤退化(盐碱化),巴基斯坦在20世纪上半叶在印度河平原上的1000万公顷土地得到了充足的灌溉,然而引起的水涝加上高蒸发率,致使土壤盐碱化,大片农田寸草不生。联合国粮农组织指出,采取更有效的灌溉方法可以节省10%—30%的农业用水。如伊朗、智利以及北非的埃及等绿洲地区,自古以来就一直使用地下水渠,它可以把水从数公里以外的水井引来。以色列则采取更科学的方法——现代地下滴灌技术。以色列是个最缺水的国家,在那里“水比牛奶贵”,买一瓶矿泉水要花1.25美元,而这1.25美元能买4瓶牛奶。为了解决水贫乏,以色列长期以来致力于开发新技术。在那里,只要是在有绿田的地方,准会有滴灌,这是一种高新技术,那根根细细的管道,会定时定点地从小眼中喷出水滴,准确地浇到植物的根部,只浇植物不浇土地,一滴不浪费。在以色列还发明了埋藏式滴灌法、喷洒式滴灌法、散布式滴灌法等。


  现代工业不像农业那样贪婪,但仍要用掉大量的水。变废水为纯净水,然后再用于灌溉或工业循环用水是减少工业废水污染的唯一途径,并且已被更多的工业企业所采用。在发达国家,这项技术已完全成熟,早在数年甚至十多年以前已全部使污染的河水变清。以色列每年大约要将2.3亿立方米的废水改良成为农业用水,并且这个数字还在扩大。而谁污染谁治理的原则,则会促使这一方法迅速推广落实。


  第四,兴修水利拦洪蓄水,植树造林保护植被、涵蓄水源。兴修水利、变害为利,在国际上有两个被人们共认的范例,一个是西班牙的巴伦西亚地区。这里是世界著名的农业区,他们千百年来一直保留着古老的阿拉伯式灌溉系统,合理地用水和合理的配水也一直是他们自觉遵守的“铁的法则”。再一个是美国的密西西比河,它是用现代系统工程整治江河的突出例子。密西西比河全长6262公里,平均年径流量5800亿立方米,流域面积322万平方公里,是世界上第四大河,流域内居住着美国约一半人口,上游有3.4万平方公里在加拿大。从1928年5月,美国国会通过密西西比河防洪法令起正式治理。现在该河流已成为包括防治江河洪涝灾害;开发利用江河水资源(发电、灌溉、航运、水产、供水、旅游等);流域水土保持及植树造林、保护植被、水源保护、生态环境保护等功能齐全的水利工程范例。它能防御100—150年一遇的洪水,每年通航时间为325天,货运量从1950年的1.38亿吨增加到1980年的5.85亿吨。流域内灌溉面积713万公顷,其中喷灌面积157万公顷。该流域已开发大小水电站1127座,总装机容量2844万千瓦,平均发电量983亿千瓦,占美国全国的18.6%。在其支流修建水库150余座,6座库容大于45亿立方米的水库有效库容超过700亿立方米。水涝、高温等自然灾害的一个重要原因是植被的破坏,据科学家试验,一棵25年生的天然树木每小时可吸收150毫米降水,22年生人工水源林每小时可吸收300毫米水。而裸露地每小时仅吸收5毫米。林地的降水有60%为林冠截留或蒸发,30%变为地下水。而在裸露地面,约有55%的降水变为地表水流失,40%暂时保留或蒸发,仅有5%渗入土壤。林地涵养水源的能力比裸露地高7倍。一片10万亩面积的森林,相当于一个200万立方米的水库。我国森林的年水源涵养量为3473亿吨,相当于我国现有水库总容量的75%。但是十分可惜,世界在1980年至1995年间,却失去了1.8亿公顷的森林,近200年间地球上的森林已有1/3以上被采伐或毁掉。目前,虽然世界森林面积减少的趋势未被止住,但确实已引起了高度重视。“保护环境”、“可持续发展”的口号已响遍全球,各国一系列强有力的措施陆续出台,在一些国家已卓有成效。


  第五,兴办水产淡水业,变海水为淡水。如前所述,海水占地球总水量的98%,可以说是取之不尽用之不竭,人类从海水中获取淡水,是一条理想之路。但截至目前,海水淡化技术一般是用蒸馏、电渗析法,因能耗大、水纯度低已被逐渐抛弃。随着地球淡水日趋短缺,以及科学技术的发展,海水淡化这一千年梦想将变为现实,21世纪可能会出现一个新型的大行业——未来水产业。目前全球有1.1万家海水淡化厂,经过淡化处理的海水日产量已有53.6亿加仑左右,其中25.9%是沙特阿拉伯生产的,居全球第一。美国占总产量的15.2%,居第二位。海湾国家经过处理的海水已能满足这些国家将近2/3的饮用水需要。而30年前全世界生产能力的总和每天还不到2亿加仑,这证明了海水淡化产量正在以几何数增长。但海水淡化资金投入相当大,仅海湾国家即已投入1000多亿美元,其中包括数十亿美元的用于海水淡化设施运转和维修的资金。不久前,又出现了一种“反渗透法”,这种方法是由一层层卷起的薄膜或一束束空纤维构成,当海水或待处理的水从一头压进去后,另一头出来的就是可饮用的淡水或纯水。法国塞纳河畔的一家公司(纳甲VAL公司),已开发成功手动泵式海水淡化装置,10分钟内可将1公升海水变成一公斤淡水。目前这种装置只能造福于海岛、渔村、渔船的需要,它的下一步发展,有可能形成大规模海水淡化技术。据国际原子能机构的资料称,在缺水国家中,利用核能来进行海水去盐正在引起人们的兴趣。水产淡水业还包括作两极及冰上的文章。澳大利亚计划用塑料布覆盖国内冰山,以减少蒸发。海湾六国则计划从北冰洋用船拖冰山到海湾,然后融化成淡水。