水资源短缺是影响人类发展的五大全球风险之一。在很多国家和地区,水资源短缺是可持续发展的关键挑战,也是社会动荡和冲突的潜在原因。很多缺水地区面临的形势极其严峻。一方面由于气候变化,降雪、降雨和地下水等传统水源正在受到影响;另一方面,人类用水量的增长导致水供应不能及时跟上。
那么,在缺水的国家和地区,我们又可以做些什么来改善状况呢?科学家们正在研究如何用特殊手段开发水资源。
从雾中捕获
雾中含有的水资源开始被视为干旱地区的饮用水来源,当地的雾不仅浓烈而且经常出现。人类可以架起垂直网格拦截雾并收集其中的微小水滴,然后这些水滴会汇集并流入水资源储存和分配系统。
诸如铝、塑料、有机玻璃和合金等各种材质的筛网材料均可用制作于雾水收集器。这样一个系统的成功应用往往取决于地理和地形。这需要有利于拦截大雾的 佳环境条件,通常在干旱山区和沿海地区能够行得通。
水雾收集是一种低成本的选择,也是一种收集饮用水的绿色技术。水雾收集项目已在世界不同地区实施,其中包括智利、厄立特里亚、以色列和阿曼。
人工降雨
在适当的条件下,通过人工降雨来增强降雨频度和强度可以增加从空气中收集的水量。这项技术涉及将小颗粒撒播到云层或云层附近。这些粒子作为基础,能够促进雨滴或冰晶的形成。反过来,这也使采用人工降雨的地区更有可能下雨或下雪。
不同国家人工降雨技术的应用表明,根据现有云资源和云类型、云含水量和基础温度,降水量可将年平均降雨量增加20%。通常情况下,云中只有10%的水分以降水形式回到地表,因此在干旱地区采用人工降雨技术有着巨大的潜力。
减少蒸发
由于干旱地区获得的降雨量极少,微型雨水收集器有助于收集地面上的雨水,否则雨水就会大量蒸发。
微型雨水收集系统主要有两种类型。一种是通过屋顶系统收集雨水,水流被收集并储存在水箱或类似的设备中。这种水可用于家庭用水或家畜用水。
二种是农业用水收集,其中包括收集从小型水库集水区或耕种区四周流出的雨水。集水面可以是天然的,也可以用阻止沙质土壤吸水的材料进行处理。由于收集的雨量在时间上存在间歇性,有必要在雨季 大限度地储存雨水,以便日后使用。
海水淡化
脱盐过程是从海水或微咸地下水中去除盐分,使它们符合饮用标准。这使人类能够在自然水循环之外收集可用的水,为当地提供不依赖于气候变化的稳定高质量水资源。
由于膜技术和材料科学的进步,海水淡化技术发展迅速。预计到2030年,这些技术进步将显著降低生产成本。
由于淡化海水的成本不断下降,而提取传统水资源的成本不断上升,预计将有更多的地方将会更加依赖于淡化海水。目前,海水淡化为全球沿海中心城市提供了约10%的市政供水。预计到2030年,这一比例将达到25%。
采集冰山水
把冰山从极地冰帽之一拖到一个水资源短缺的国家听起来不太现实,但科学家和学者们正在考虑将采集冰山水作为提取淡水的潜在方式。
从理论上讲,将冰山移过海洋在技术上是可行的,这一过程分为四部分。这将需要找到一个合适的冰山作为淡水来源,计算必要的牵引电力需求,准确预测整个运输过程中冰山的融化损耗,并估计整个过程在经济上的可行性。 联合酋长国和南非等国家正在考虑将运输冰山作为一种潜在选择,以缩小当地淡水需求和供应之间的差距。(辰辰)
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