书城童书《水知识篇》(上)
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第12章 地球的“慢性病”(5)

鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河,每年有1560立方千米的清洁淡水白白流入北冰洋。北美的育空河有207立方千米的水白白流入北极海洋中。世界上最大的河流之一亚马孙河,流经巴西人烟稀少的赤道地区,它的巨大淡水资源至今也没有很好利用。

因此,怎样合理地安排世界的淡水资源,使奔腾的江河为人类服务,这是人类应着手解决的问题。

为了纠正自然界的缺陷,人们想尽一切办法,利用长距离输水工程,把水调过来,这是解决水资源在空间分布不均的一种有效的办法。正因为这样,跨流域调水几乎成了本世纪后半期的热门计划。实际上,跨流域调水远在几千年以前的古代就已经开始了。我国的灵渠和京杭大运河可以说是世界上最早的跨流域调水工程。到现在为止,世界上有好几个国家已经完成了较大规模的调水工程。

如1970年巴基斯坦完成的印度河调水工程,年引水量达148亿立方米,灌溉面积达2300多万亩;美国加州完成了萨克拉门托河向圣华金河调水等一系列调水工程。迄今为止的最为雄心勃勃的跨流域调水计划是北美水利联合会提出的北美(阿拉斯加-加拿大-美国西部-墨西哥北部)大调水和俄罗斯西伯利亚大调水计划,它们的年引水量都在1000亿立方米以上,耗资超过1000亿美元。

爱惜这生命之源

我国水资源的地区分布很不均匀,南方水多,北方水少。北方水资源短缺已成为黄河、淮河、海河、辽河四个地区经济发展的最大制约因素。为了解决我国北方地区的缺水问题,我国早在本世纪50年代就开始酝酿让南方“借”水给北方的“南水北调”计划,而且还提出了从长江上游、中游、下游分别调水的几种设想,它们分别称为东线、西线和中线调水计划。西线是从青藏高原上长江干流及支流上的上游调水,引入黄河上游干流。中线是从长江中游及其支流汉江引水,沿伏牛山和太行山东侧到黄海淮平原的西部。

东线是从长江下游抽水,沿京杭大运河向北到黄海淮平原的东部。

南水北调工程是我国目前规模最大的跨流域调水工程,整个工程难度非常大。就拿东线工程来说吧,它必须穿过淮、沂、泗、汶等多条河流及洪泽湖、骆马湖和南四湖三大湖泊,仅输水干线全程就达646千米,而且,黄海沿岸地区的地势比长江引水口要高出40米左右,长江水爬不上去,需要在沿途兴建20多个大型抽水泵站,通过14个梯级,把长江水一级一级地提升,才能达到黄河南岸的东平湖。尽管工程艰巨,但是引水以后的前景是十分诱人的。它不但可以大规模地改善工农业用水条件,而且,还能有效地改善河道的水运条件。

引滦入津工程就是引滦河水进入天津,它横跨滦河、海河两个流域,穿过燕山山脉,共完成215个工程项目。

1983年9月,引滦入津工程提前通水。引滦入津实现后,经济和社会效益都十分明显。通水以后,天津市人民终于喝上了甜水,工业用水也有了增加,特别是印染工业和食品工业获得了很大的效益。同时,引滦入津后,减少了天津市区的地下水开采量,天津市地面下沉的速度也有所缓和。

四川的“西水东调”水利工程以现代水利建设的高速度,建成一段,受益一片,初步显示了巨大的经济效益和社会效益。这就是被誉为“第二都江堰”的武都引水工程。该工程横跨绵阳、广元、遂宁、南充等四地市。建成后,可以彻底解决川西北涪江和嘉陵江区域3.2万平方公里、1051万人口、660万亩耕地的水源和干旱问题。这项工程,已被国务院列为《九十年代中国农业发展纲要》。

1994年川西北遇历史上罕见的特大伏旱,持续高温,人畜断水。为全力抗旱救灾,武引总干渠石龙嘴节制闸开启放水,向断流的芙蓉溪调水1000余万立方米,确保了游仙区各乡镇12万亩栽秧及人畜用水。大灾之年,武引工程初显神威,当地群众称谢:“武引送来了救命水”!武引工程的效益日益为广大群众所认识,自力更生兴水利在绵阳已成为群众的自觉行动,许多灌区的群众自愿出工出力。武引工程是用灌区人民和建设者们的青春和汗水浇铸而成的。当这座宏伟的造福子孙后代的工程发挥作用的时候,不就等于为灌区群众和建设者们立起了一座不朽的丰碑吗!

广东省东深引水工程是从珠江的支流东江引水到深圳水库,向深圳经济特区和香港九龙地区供水。输水道部分利用石马河,部分新挖,沿途发展灌溉农田37万亩。

1965年通水,1978年完成第一期扩建工程,每年可向香港供水1.68亿立方米,第二期扩建工程在1987年完成,每年为香港供水6.2亿立方米,占香港用水量的一半。现在正在进行第三期扩建工程,竣工后,每年可向香港供水11亿立方米。

跨流域调水不管在我国还是在国外,都取得了很大的成就,而且带来了很大的收益。但是,这种改造自然的宏大工程,不但投资大,消耗的人力物力多,而且还有可能引起调水区和被调水区自然生态系统的变化。因此,对待这种工程,每个国家都非常慎重其事。方案的出台,都要经过多种论证,也包括对环境的影响评价,做到尽可能地避免不利因素,发挥有利因素。

跨流域调水是解决天然降水在空间上分布不均匀的办法,但对天然降水在时间上的分布不均匀怎么办呢?

解决这个问题的办法主要是修建水库。在大河小溪上修建水库,不但可以把多水季节多余的水储存到枯水季节使用,还可以建造水电站,让库水通过水轮发电机发电,一举两得。

我国在建国以后,已兴建水库8万多座,在经济发展中发挥着重要的作用。例如,湖北丹江口水库几次拦截了每秒10000立方米以上的洪水,一方面保证了汉江下游的安全,减轻了对长江的压力;另一方面也蓄住了洪水,为水电站准备了充足的水源。在首都北京的郊区,也点缀着许多大大小小的人工水库,其中以密云水库为最大,库水仿佛躺在山的怀抱里,平如明镜的湖水一望无垠。它对首都北京具有特别重要的意义,因为它是北京重要的饮用水源地。

开源、节流

合理分配用水,节约用水,保护现有水资源和开发新的水资源已迫在眉睫。有关国际机构和国际组织多次召开会议,通过了一系列保证正常用水的决议或条文。世界上越来越多的国家积极采取措施开源、节流。

水资源并不是取之不尽、用之不竭的,水不够用,就得开源节流。开源是当务之急,但建设新的水源工程受财力影响,且建设周期较长,在短期内难以受益。因此,节水是缓解水资源矛盾的关键,节水与开源并举才是唯一可行的办法。这也是中国经济建设中的一项基本国策。

人类在寻找新水源方面取得了可喜的成就。目前,中东地区拥有海水淡化工厂1000多座,日产淡水500万吨左右。加拿大专家根据蜘蛛网能够吸附雾露的原理,发明了截雾取水的新方法,一座雾水处理厂日均供水1.1万升,浓雾季节可达13万升。这项技术目前已推广到20多个国家。科学家们还在非洲撒哈拉沙漠底层1300米处,发现蕴藏至少有700亿立方米淡水,一旦开发利用,可望缓解撒哈拉地区干旱缺水状况。

沙特阿拉伯向大海要淡水的历史可以追溯到本世纪初期。为解决吉达市居民的饮水问题,1928年就在那里建立了两套蒸馏设备,对海水进行淡化处理。尽管当时设备简陋,生产能力有限,但确实找到了一条解决水源的路子。

沙特的大半国土被沙漠覆盖,是一个淡水资源贫乏的国家。但是,沙特农业发展却很迅速,耕种面积已达300多万公顷,粮食自给有余,早在1991年就居世界小麦出口国的第6位。这一奇迹的关键在于沙特的海水淡化工厂。海水淡化,就是将海水中的盐用化学方法分离出去,以获得淡水。其方法有闪蒸法、电渗析法和反渗透法等。沙特基本上采用的是传统的闪蒸法,虽然用闪蒸法的成本较高,因为使用闪蒸法的设备和管道均由铜镍合金制成,但是使用这种方法可以一举两得,即在获得淡水的同时,又可在对海水蒸发处理时带动蒸汽涡轮机发电。

经过数十年的建设,沙特的海水淡化工程有了长足的进步,与1970年相比,工厂数量由少数几个发展到目前的23个现代化工厂,淡水产量一翻再翻,由1970年日产0.23亿升,增加到现在的23.64亿升,同时发电3600兆瓦。长期令沙特人苦恼的淡水问题,得到相当程度的解决。

节约水资源的潜力也是很可观的。目前,中国农业灌溉年用水量4000多亿立方米,有效利用率很低。渠道灌溉的有效利用率只有30%到40%,井灌区也只有60%左右。

世界上节水农业搞得最好的以色列,灌溉用水有效率达到70%到80%。如果中国把水的利用率提高10%,每年可节水400多亿立方米。这是一个多么巨大的数字啊!

自80年代以来,以色列采用电脑控制的滴灌和喷灌技术,使农业用水减少了30%,同时将全国近70%的废水经过处理后又用于农业灌溉,每立方米淡水的农业产出值比1950年翻了两番。

日本的工业采用节水生产方式和废水循环使用,使工业用水比过去减少了25%,重复使用率保持在70%以上。

德国工业用水重复利用率也在60%以上,它的许多造纸厂采用新工艺,7千克水就可生产1千克纸,耗水量只占一些老厂的1%左右。节约生活用水也同样有效。

美国波士顿通过开展公众教育、安装节水设备和对各公司实行用水检查等措施,使全市生活用水量年均下降16%。

墨西哥对全国抽水马桶进行改造,使一次冲水量降低一半多,每年可节水约32亿升。

治理污水也已经成为全人类的自觉要求,许多国家制定了“环境保护法”或“防止水污染法”,并采用先进技术来改变污染水质,其中效果较高的要数“微过滤法”。柏林联邦环境局水、土壤和空气卫生研究所的污水处理专家多劳教授在1996年初说:“目前的问题是净化方法造成的。”

他说,重点是净化的最后阶段即沉淀。

从技术上讲,通过沉淀除去包括细菌、病毒和寄生生物在内的悬浮物是不可能的。可是,用微过滤法使这一点成为可能。这种方法已通过了首次试验。在柏林鲁勒本净化厂里,已净化的废水在排入河流前先流经微过滤试验装置,所有较大的粒子都被挡住。对于细菌和寄生生物,这是一个无法逾越的障碍。即使是更小的病毒也会被薄膜挡住,因为病毒多数吸附在较大的粒子上。

此外,这种方法还可以使排出的废水磷酸盐的含量特别低。磷酸盐是植物的养料,会导致水域中藻类的大量繁殖,使水域变绿。而且利用这种方法还可有效地滤去大肠杆菌。

人类在不断地探索和努力,相互取长补短,加强国际间交往与技术合作。我们相信,随着人类的觉醒,随着科学技术的进步,总会有那么一天,人类会从“水荒”的困境中摆脱出来!

保护水、节约水

警钟频频响起,一阵紧似一阵。该是唤醒全人类的水忧患意识的时候了!让我们尽快行动起来,调动经济、法律、行政等各方面的力量,共同营造珍惜水、保护水、节约水的社会氛围。为了人类的生息和进步,让我们全人类携手共同走出“水荒”!

要解决水污染的问题,光靠引水是不够的,还必须在各城镇控制污染源。各城镇的污水必须经过污水处理厂的处理,使污水中含有的污染物质达到国家和地区规定的排放要求后再排入水体。如果一方面引水净化,另一方面又增加污染物的排放,这将使引水无济于事,同时也使水资源大量浪费。因此,引水工程必须与污染控制工作结合起来,水环境质量的提高才有可能实现。

解决我国“水荒”必须走节约用水的道路。农业灌溉要变大水漫灌为小畦或长畦分段灌溉,并创造条件发展喷灌和滴灌技术;工业用水要从改造技术着手减少用水量,增加重复利用率,推行清洁生产,减少污水排放;城市生活用水也要采取节约措施,治理生活污水,以达到污水处理后用于农业灌溉和工业降温。此外,还应从水资源的商品化和市场化的角度出发,按水资源的质量实行水价分类管理,从税收方面调节水资源的使用。