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我们有多少水资源

已有 5016 次阅读 2009-10-25 21:34 |个人分类:思考|系统分类:科研笔记| 水资源, 蒸发, 太阳能量

现在有很多地区缺水。缺水到底是指什么?简单说就是可以使用的水量不足,但是背后的原因却是多样的。有的地方是本来就没有水,例如一些沙漠地区降水量极少;有的地方虽然有降水,但是降水在时间上的分布却十分不均匀;有的地方虽然有很多水,可是水却是不能直接利用的,例如海岛,水源被污染的地区。

没有水的地方可以从有水的地方调水,例如土库曼斯坦开凿卡拉库姆运河从阿姆河调水供给阿什哈巴德等城市(百度百科:卡拉库姆运河http://baike.baidu.com/view/980593.html?fromTaglist)。降水在时间上分布的不均匀可以通过修筑水库或者水窖收存雨季的降水供其它时候使用,如中国西北一些地方(互动百科:水窖http://www.hudong.com/wiki/%E6%B0%B4%E7%AA%96)。 而水不能直接利用的地区需要海水淡化工厂,污水处理厂。

从本质上讲,几乎所有的水资源都来源于降水。来源于雪山的水是头一年冬天的降雪(或者多年来积攒的降雪,但如果水来源与以前的降雪,这是不可持续的);来源于山中的泉水是以前雨季的降水,如果考虑可持续,那么一年可用的水量应该等于一年的降水量;来源于湖泊和河流的水本质上也来源于降水。所以,在可持续的前提下,可以认为一年的水资源的上限是全世界大陆上的总降水量(如果我们有能力将所有降水加以利用的话)。可持续的前提是重要的,如果对水资源的利用超过了其更新速度,水资源迟早是会用完的(一个例子:也门首都萨那http://news.xinhuanet.com/world/2009-10/22/content_12294279.htm)。

那么我们到底有多少水可以用呢?可以认为形成降水的水汽都来源于海洋,而从海洋蒸发水汽的能源是太阳光。地球每年接收的太阳能量可以估算为 。由于海洋和陆地面积之比为7:3,假定地球接收能量的70%被海洋吸收,而且这些热量用于水的汽化。水的汽化潜热为。再考虑到海陆面积之比,假定蒸发的水汽的30%作为降水落在陆地上。于是每年全球总
的降水量的上限,也就是说每年水资源的上限为。每年的人均水资源量的上限大约 。每人每天最多可以有一百多立方米水。

但是我们距离上限有多远呢?目前似乎还没有太好的办法利用雨季形成的洪水,而这一部分水占了降水的很大一部分。而有些城市(我知道的有昆明)的雨水虽然可以存在湖中,但是由于雨水和污水不分,雨水最终也称为了污。所以其实我们没有多少水可以用。想想那些常年漏水的水龙头,我有些不安。

环境问题思辨
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