⑴ 中国的淡水资源问题
张宏仁
(原地质矿产部副部长、国际地科联主席)
淡水是可再生资源,靠大气降水补给。静态库容只是调节空间,不能解决长期供水需要。我国单位面积淡水资源并不少,接近全球平均值,但由于人口密度比世界平均高3倍,人均淡水资源仅为世界人均值的1/3弱。我国大气降水在时间和空间上分布极不均匀,使蒸发量加大。农业离不开灌溉,更加剧了淡水资源的供需矛盾。淡水是少数几种无法依赖进口的资源之一。今后只能依靠节水和现有淡水资源的科学调节来解决我国的用水问题。地表水和地下水都是淡水资源的组成部分。地表水体传导水的能力强,但存储水的容积小;地下水含水层传导水的能力弱,但存储水的容积大。把两者结合起来联合调度,可以更加有效地实现淡水资源在时间上的调控。我国淡水资源南多北少,人口分布大体上与淡水资源分布相适应,应当避免人口过多地向缺水地区流动。南水北调可以缓解北方缺水的局面,但调水成本较高,应主要用于特殊干旱年份,供水的基本来源,仍应立足本地。我国南方降水量充沛,缺水主要是污染造成的,应当集中力量治理污染。为了合理分配淡水资源,有效治理水污染,有必要加强流域的统一管理。规定每一地区的取水量和排污总量的限额。深层封闭地下水资源潜力不大,长期大量开发会导致地面沉降等严重后果,要慎用、少用。
淡水是人们生产生活任何时候都离不开的资源。似乎应当属于常识范围内的事。然而每当听到有关“地表水、地下水哪个更重要”的争论,好心人关于“地球上最后一滴水”的警告,某某地方“地下大水库的发现”,以及一方面惊呼中国出现了“世界上最大的漏斗”,另一方面又把希望寄托于寻找新的深层地下水源,就感到人们对淡水资源的认识并不一致。而认识是否符合淡水资源的客观规律,对正确决策有很大影响。
一、淡水资源的主体靠自然再生,静态库容的作用是以丰补歉
各种自然资源均可划分为两大类:可再生资源和不可再生资源。这种划分的含义可以用一个家庭的经济收支平衡账来形象地说明。
大多数家庭每月都有经常性的收入。如果支出小于收入则把多余的钱存入银行。如果支出大于收入,就要动用银行存款。可以用公式简单表述如下:
银行存款的增量=收入-支出
为了保证家庭可持续的生活,总是力图量入为出,每个月都略有节余。于是银行存款逐月增加。然而一旦有额外的消费需求,比如购买大件商品、假日旅游等,就可以用平时多月乃至多年积攒的存款。对这一类家庭来说,平时生活主要靠经常性的工资收入,银行存款的功能只是调节余缺。我们可以说,这样的家庭所依靠的财政资源是可再生的。
然而,社会上还有极少数人,他们没有经常性的工资收入,但祖先给他们留下了一大笔遗产存在银行里,如果不任意挥霍足够用100年。对这些人来说,上述公式中的收入项等于零,银行存款每个月都是负增长。直到花光为止。这些人的财政资源显然是不可再生的。用一点就会少一点。
矿产资源显然属于不可再生资源。以煤为例,其是在漫长的地质历史中形成的。现在地球上某些地方由植物变为煤炭的过程仍在进行,但进行得极为缓慢。每年新生成的煤炭与全球每年消费的煤炭相比微乎其微,可以忽略不计。我们今天所开采的煤炭,实质上是大自然留给人类的遗产。由于地球上煤炭的储量很大,足够满足几百年的需要,目前可以不必为今后发愁。再过100年,人类总能找到别的替代能源。
森林资源则属于可再生资源。因为林木不断地新生,只要合理规划,就可以保证每年砍伐量不大于再生量。如果砍伐量大于再生量,林木积蓄量就要减少,反之则会增加。
淡水资源的情况略为复杂一点,它的主体属于可再生资源。但在极特殊情况下,出于无奈,也有把地下地质历史上储存的水当做不可再生资源使用的例子。
地球的大气层是一个庞大的、以太阳能为动力的蒸馏水工厂。它不断地从海洋和地面把水蒸发上天,再以降水的形式向人们居住的陆地提供淡水。平均每年陆地上的大气降水约为119万亿立方米。扣除蒸发蒸腾损失,每年仍有42.7万亿立方米可转化为人类有可能利用的淡水资源。远远超过目前全人类每年约4万亿立方米的用水量。在可以预见的未来,淡水资源是永续不断的。不可能出现“最后一滴水”的危机。因此,从总体上讲,人类完全可以依赖可再生的淡水资源满足可持续发展的需要。
然而,淡水资源在地球上的分布很不均匀。有一些干旱地区降雨量极少,可再生淡水资源接近于零。如果这些地区人口稀少,又有地质历史上埋藏的、水质符合需要且存储量能满足当地不多的人口上百年需要的地下水,就可以在相当长一段时期靠“吃老本”过日子。例如在非洲北部的撒哈拉沙漠就有地质历史上埋藏的淡水,为埃及、利比亚等国提供了可供当地人口上百年需要的淡水。类似的条件,在地球其他地方极为罕见。
地下含水层储存的地下水可以和银行存款相类比。它能应付短时间入不敷出的紧急情况,但不能满足长期可持续发展的需要。此外,地下水的储存量也有不同于存款的地方。提取第一笔存款与提取后一笔存款在手续上没有区别。而随着地下水储存量的减少,地下水位随之下降。超过一定限度,即使有水也难以利用。
二、我国地均淡水资源并不贫乏,人均淡水资源少是人口多的结果
我国一些地区淡水资源供需矛盾日趋严重的状况,给人造成一种印象:好像中国是淡水资源特别贫乏的国家。这种印象并不符合实际。一个地区淡水资源的丰富程度可以用单位面积平均淡水资源来评价。全世界可再生淡水资源每年为42.7万亿立方米,全球陆地面积为1.34亿平方千米,或者134万亿平方米。于是:全球单位面积淡水资源=全球淡水资源÷全球陆地面积=42.7万亿立方米÷134万亿平方米/年=319毫米/年
我国可再生淡水资源每年为2.8万亿立方米,国土面积为960万平方千米,单位面积淡水资源为292毫米/年。相当于全球平均值的91.5%。由此可见我国并不是淡水资源特别贫乏的国家。国土面积和我国差不多的美国,单位面积淡水资源为317毫米/年,差别也不大。然而,由于我国人口众多,单位面积人口密度是全世界平均值的3倍。因此,人均淡水资源仅为全世界的1/3弱。目前广泛引用的数字是1/4,实际上更接近1/3。美国则由于人口密度仅为中国的近1/5,人均淡水资源因此约相当于我国的5倍。总之,我国淡水资源紧张,并不是由于资源贫乏,而是由于人口众多。
三、淡水资源不能依赖进口,只能立足于国内
在各种自然资源中,淡水资源是用量最大的资源。所有其他自然资源用量的总和也抵不上淡水资源的一个零头。淡水又是最廉价的资源,经不起大量长距离运输。我国地势较高,大部分国际河流是出境河,只有新疆有少数入境河流。这一状况排除了淡水资源依赖进口的任何可能性。除非全球气候有重大变化,今后淡水资源总量预计不会有实质性的改变,而人口还将有所增长,不论今后国民经济如何发展,经济规模翻几番,都只能立足在现有每年2.8万亿立方米淡水资源的基础之上。在这一点上,有的人仍抱有开辟新来源的希望。以下本文将证明:开源虽有一定前景,但不可能对我国淡水资源总量有重大影响。
四、我国淡水资源时空分布极不均匀,加剧了供需矛盾
尽管我国人均淡水资源仅为全球平均值的1/3弱,每人每年仍有2300立方米。按目前的消费水平是够用的。然而我国的淡水资源无论在空间上还是在时间上的分布都极不均匀。这就进一步加剧了供需矛盾。
淡水资源的更新主要靠大气降水。我国大部分国土处于北半球中纬度干旱带,本应比较干旱。幸好来自太平洋和印度洋的东南亚季风带来了水汽。但也导致降水量分布的极度不均匀性。我国南部和东部降水量较多,而西北干旱。大体上,昆仑山、秦岭、淮河一线以南,总体上不缺水。如果有缺水问题,一般也主要是由污染造成的。而西北地区则干旱少雨,淡水资源因而比较贫乏。
应当指出,我国几千年来一直以农业为主。农业又与淡水资源紧密相连。由于千百年随机流动的结果,我国的人口分布大体上与淡水资源的分布相适应。一般不宜轻易改变。随着我国生产力的发展,依附于耕地的农业人口的比重将逐渐减少。人口按耕地分布的前提将逐渐弱化。向干旱地区迁移人口将不再具有很大的必要性,任何向干旱、半干旱地区的移民,必然增加该地区对淡水的需求,进一步扩大淡水资源的供需矛盾,一定要慎之又慎。
淡水资源在时间上分布的不均匀性是导致我国北方供需矛盾紧张的重要原因。从多年平均降水量来看,我国华北许多地方虽不算很丰富,但也不能算太少。以北京为例,年降水量平均为630毫米,和法国巴黎、俄罗斯莫斯科、奥地利维也纳、匈牙利布达佩斯等差不多,比英国伦敦、德国柏林还要略多一些。那么为什么欧洲比较湿润,而我国华北比较干旱呢?这是由于欧洲许多地方降水量随时间的分布,无论是年内还是年际都出奇的均匀。这是一直生活在亚洲大陆的人所难以想象的。
欧洲大部分地区空气湿度大,蒸发量远小于降水量。我国北方地区与欧洲相比反差极为强烈。以北京地区为例,6、7、8月个月的降水量,占年总降水量的3/4以上,而从11月到次年4月的半年时间的降水量不到全年降水量的1/10。由于旱季延续时间很长,年蒸发量大多在1000毫米以上,远远超过年降水量。不仅年内,而且年际降水量变化也很大,连续3年的干旱时有发生。大气降水只有一小部分能转化为有效的淡水资源,大部分被重新蒸发上天。此外,由于雨季降水过于集中,经常有一部分水库装不下的降水以洪水的形式入海,无法加以利用,有时甚至造成洪灾。欧洲降水均匀带来的另一个好处是农田灌溉用水不多,大气降水能满足农作物生长对水的大部分需要,许多地方甚至完全不需要灌溉;留给工业及生活用的水资源就比较多了。而我国,特别是北方地区,农业离不开灌溉。农田灌溉用水占用了淡水资源的绝大部分,能留给生活和工业生产用的水资源很有限。总之,降水量随时间分布的不均匀性,一方面使有效淡水资源减少;另一方面使农业用水量增多。这大大加剧了淡水资源的供需矛盾。
五、找矿与“找水”
我国的淡水资源是否还有未被发现的潜力。有人把希望寄托在“找水”上。
地表水不存在“找”的问题,一切都摆在光天化日之下,比较清楚。“找水”实际上指的是找地下水。“找水”的提出显然是受“找矿”的影响,特别是“找油”的影响。石油是含油层中的流体,地下水也是地层中的流体。可以找油,为什么不能找水呢。当然,石油天然气和地下水的流动都遵循渗流力学的基本规律。有许多可以相互借鉴的东西。但是有一点根本不同:石油天然气是不可再生资源,地下水的主体只能是可再生资源。
作为不可再生资源的矿产,开采一点,已探明的资源量就会少一点,早晚会枯竭。为了保证可持续发展,必须努力寻找接替资源。而且大多数情况下确实有矿可找。因为,由于人们认识的局限性,远不是所有的矿产都已被查明。整个找矿的历史可以归结为:露头矿找完了找隐伏矿;浅部矿找完了找深部矿。这种经验推广到淡水资源领域里来就成了:地表水不够了找地下水;浅层地下水不够了找深层地下水。
然而,地下水完全是另外一回事。前面已经讨论过,地下水的储存量只能用于调节丰枯,而不能依靠它长期生活。人类可以依赖的主要是不断更新的可再生淡水资源。而这种资源就在我们眼皮子底下,并不需要专门去“寻找”。从宏观战略的大账着眼,“找水”并不能解决淡水资源的“开源”问题。
但在某些既缺乏地表水、浅部地下水含盐量又高的干旱地区,有的地方地下深部有水质较好的含水层。于是就提出了深部含水层“找水”的问题。深部含水层绝大多数属于封闭的承压含水层,由于极难得到大气降水的补给,所含的淡水资源属于不可再生资源。大量长期开采这种深层地下水会导致地下水位迅速下降和地面沉降。只有在人少地广、单位面积取水量很小的条件下,如为边防哨所和牧区人畜饮用供水,或者在极端干旱年份短期用水,可以适度开采这种资源。
还有一种情况可以被称为“找水”,那就是在缺乏有效含水层的地区,如大片花岗岩或变质岩分布的地区。在这些地区需要用地质、地球物理的方法,寻找隐伏的构造破碎带。因为只有在岩石破碎的地段,才有足够的孔隙存储和传导地下水,简单地说,只有这种情况才能使水井或其他集水工程出水。
不管是哪种情况,“找水”并不能解决淡水资源的战略性大账,而是主要着眼于人口不多的缺水居民点人畜用水问题。
那么,淡水资源开源的潜力何在?淡水资源的潜力不在于“找水”,但也不是没有潜力可挖。可以从减少我国大气降水在时间上分布不均匀性造成的损失方面,想办法挖掘潜力。主要有两个方面:一是夺取蒸发量。我国,特别是干旱地区,大气降水的大部分被蒸发上天。这里面潜力是很大的。二是夺取入海弃水。由于汛期降雨量集中,地表水库没有足够的库容拦蓄洪水,有一部分水白白跑到海里去了。这部分水如果被拦蓄起来,水量也是很可观的。
然而,这两条说起来容易,实际上做起来却很难。要夺取蒸发量,就要设法让大气降水更多地渗入地下,减少太阳的暴晒。要夺取入海弃水,就要设法把汛期的洪水存储起来。为此就需要有足够的调节库容,地表水库就是为此而修建的。北京潮白河上的密云水库多年平均来水量10多亿立方米,而库容有40亿立方米,是一个可以实现多年调节的好水库。可惜,在大多数别的流域,现有的地表水库和预计可以修建的地表水库加在一起,总库容仍远不足以满足这一要求。而地下水含水层则具有比地表水库大得多的调节库容。
因此,无论是夺取蒸发量还是夺取弃水,地下水含水层都具有极其重要的作用。
六、地表水体与地下水含水层的关系
在许多人的心目中,地表水和地下水是两种不同的水源。这是一种片面的看法,不利于对整个淡水资源的科学、合理的利用。从作为可再生资源的角度看,地表水和地下水都来自大气降水,而且,它们还相互转化。以新疆、甘肃的内流河盆地为例。盆地底部的极少量降水几乎全部被蒸发而形不成任何有效的淡水资源。当地的淡水资源主要来自盆地周围山区的降水以及随后的积雪融化。这些水汇集到山区的河流中奔向山麓,有很大一部分入渗到由砾石、粗沙组成的山前洪积扇中,转化为地下水。洪积扇的碎屑物质从上游向下游逐渐变细,传输地下水的能力也逐渐减弱。最后地下水被臃阻在洪积扇的边缘而以泉水的形式溢出地表,又转化为地表水。在那些地区,人为地划分地表水和地下水资源,没有实质性的意义。
从更广泛的意义上讲,河流的流量在一年的很长时间要靠地下水维持。河流具有很高的传输地表水的能力。雨季的大气降水汇入河川以后,会在很短时间内被排放入海。雨季以后许多河流河水常流不断要归功于地下水含水层。地下水含水层能存储大量由降水入渗形成的淡水。由于地下水含水层传输水的能力远低于地表水体,雨季存储在含水层中的地下水只能缓慢地释放出来。所有这些涓涓细流,最后汇集到河川中,形成可观的流量,保持河水常流不断。汛期以后的河川水流被叫做“基流”。基流是淡水资源中最可宝贵的部分,而它恰恰来自地下水含水层。
地表水体和地下水含水层都是天然淡水资源的载体,但它们各自有不同的特点。
地表水体作为水的容器摩擦阻力小,因而具有很高的传输水的能力。另外,陆地上的淡水体面积仅占陆地面积的1%不到,因而存储水的能力很小。地下水含水层则相反,由于水在岩石的孔隙中流动,受到很大的摩擦阻力。在同样的水力坡度下,地下水的流速比地表水要小好几个数量级。但是,地下水含水层广泛分布,几乎无处不在,有比地表水体大得多的存储水的能力。可以用直流电阻、电容电路来比喻以上两种情况。地表水体就像是电阻小、电容也小的电路,也就是说时间常数很小的电路,地下水含水层则像是电阻大、电容也大的电路,即时间常数很大的电路。地表水体中的水来得快、去得快。地下水含水层中的水来得慢、去得慢,能够对短暂的洪峰脉冲进行滤波,把极不均匀的降水拉平。而这正是降水量极不均匀的地区所需要的。
地下水含水层不仅能调节丰水年和枯水年,而且还能大大减少蒸发量。大气降水一旦渗入地下,蒸发量就会急剧减少。如果地下水位在地面1米以下,蒸发量实际上接近零。
陕西北部神木煤田所在地区有两条河,一条是窟野河,另一条是秃尾河。两条河都从西北向东南相互平行地流入黄河,相距只有几十千米。窟野河所流经的地区岩石裸露,每当雨季,洪水携带大量泥沙很快泄入黄河,旱季则长时间干涸缺水。而秃尾河上游有大片地区被毛乌素沙漠的边缘所覆盖,雨季时雨水被沙漠吸收,很少形成洪水,雨季过后,地下水慢慢从沙漠渗出,保持秃尾河常年有比较均匀的流量。由于沙漠的保护,秃尾河流域蒸发量大大减少。有一半以上的大气降水都能转化为有效的淡水资源。这在黄土高原是极为可贵的。
地下水含水层的特点是“肚子大,嗓子眼小”,接收大气降水补给比较缓慢。这就给我们利用它增加了困难。北京地区就是一个很好的例证。永定河冲积、洪积扇有巨厚的含水层。曾经是北京市的主要供水水源地。它的巨大库容曾经帮助首都度过了一个又一个的缺水年。经过多年的超量抽取地下水使得地下水位大幅度下降,形成较大的地下库容。这本应是调蓄水资源的绝好场所。20世纪70年代进行了可行性论证,发现永定河每年行洪期只有十几天。而北京市年取水量几十亿立方米。即使每年人工回灌1000万立方米,也解决不了多大问题。然而要在10天内完成即使这一不起眼的任务,汛期每天就要回灌100万立方米,这就需要建设庞大的回灌工程。而且汛期河水含泥沙量高,会很快把地下水含水层的入渗面淤死。当时建设的西黄村人工回灌试验场,虽然地质、地理条件很优越,但也只能在非汛期用水库弃水进行人工回灌。
实践给我们上了很重要的一课。要取得较大的回灌效果,光靠人工措施是不够的。针对北京地区的具体情况,我们提出了“虚拟回灌”的办法。北京地区现有抽取地下水的设施能力已经很大。再大的回灌设施能力也不可能超过抽水能力。在保持现有抽水设施运行的情况下,每回灌1亿立方米水,与不进行回灌,但减少抽水1亿立方米在物理上是等价的。因此,减少抽水等于增加回灌,是一种“虚拟”的回灌。这种回灌不需要专门的回灌设施,但需要有别的水源来代替减少的抽水量。这部分水量可以来自丰水年多余的大气降水。如果在北京市建设两套供水设施,一套用地表水供水,另一套用地下水供水,那么每一套都能单独满足全市供水的需要。如果在丰水年把抽取地下水的设施停下来,就等于不用任何回灌设施,一年就回灌了上10亿立方米的水存储在地下。到枯水年就可以少用地表水,而抽取地下的库存以度过水荒。用这种办法还可以对淡水资源进行年调节,汛期前,尽量多用水库准备“空库迎汛”的“弃”水,代替抽取地下水,少用地下库存。
以上方案要求统一调度地表和地下两个水库,充分扬各自的“长”,避各自的“短”。结合每一地区的特点,还可能设计出别的方案。
总之,地表水和地下水并不是两种不同的水源,如果善于取长补短,发挥各自的优势,就能更好地利用有限的淡水资源。那种把地表水和地下水人为分割开来,各执一端的争论,是狭隘、片面的门户之见。
七、开放含水层与封闭含水层
地下水是赋存在地下岩石中的水。所有的岩石或多或少都含有地下水,但并不是所有地层都是含水层。只有那些既含有一定量的水,又能让地下水流动的地层才叫含水层,否则就是隔水层。当然,这种划分只是相对的。
按照地下水与含水层和隔水层的关系,地下水含水层可划分为“潜水含水层”和“承压含水层”。这两个引进的术语实在翻译得令人费解。不仅外行人听不懂,内行人也往往被搞糊涂了。笔者认为采用“开放含水层”与“封闭含水层”能更好地反映两种含水层的本质差别。
可以用人们比较熟悉的地表水来比拟。河湖属于开放水体,自来水管道属于封闭水体。河流中的淡水体积随着河水位的上涨而增大,流量也随之增大。自来水管道中的淡水体积随着水头只有极其微小的变化,小到几乎可以忽略不计,流量只与水力梯度有关,而与水头几乎无关。
如果含水层中的地下水没有充满整个含水层,情况就和河流、湖泊、水库等开放水体相似。当含水层中地下水体积增加或减少,地下水位就会上升或下降。这种含水层应当叫做“开放含水层”。但目前通行的术语则是“潜水含水层”。开放含水层由于它的开放性,很容易直接从大气降水或地表水体得到补给,因而其中的淡水资源比较容易得到再生,以保证可持续发展的需要。目前全世界抽取的地下水,绝大部分来自开放含水层。
如果含水层上面被隔水层所覆盖,而且地下水充满了含水层,就变得和封闭的自来水管道相似了。地下水位有升降变化时,含水层体积受上覆隔水层的限制,不能像开放含水层那样自由变化。这种含水层应当叫做“封闭含水层”,教科书上的科学术语则是“承压含水层”。
实际上,无论自来水管道还是封闭含水层,都不是绝对刚性的。它们都具有弹性和可压缩性。当水位上升时,体积会被胀大,反之则会被压缩变小。这种胀缩对自来水管道来说微不足道,通常被忽略不计。但对封闭含水层来说,由于下面将要谈到的原因,这种可压缩性和弹性却不能不加以考虑。
首先,封闭含水层传导水的能力比自来水管道小许多个数量级。任何一个末端自来水龙头放水,都能几乎立即从自来水厂的蓄水容器得到补给。其间的水头损失比较小。而含水层对水的摩擦阻力很大,从封闭含水层的侧向补给源到打井取水地点距离一般又很远。其间要达到稳定状态,需有很大的水头损失。实际上,在达到稳定状态之前,从水井抽出来的水,并不是来自远方的侧向补给源,而是来自水井周围含水层的压缩。水井的抽水,使地下水位下降,在水井周围形成降落漏斗。对封闭含水层来说,这就像液压千斤顶放油、汽车轮胎放气一样,使含水层压缩。这样就从含水层挤压出一些地下水来。水井抽取的地下水,实际上就是来自含水层压缩出来的那一部分水。早期,水井抽取的主要是水井周围近处含水层压缩出来的地下水,随着降落漏斗的扩展,抽出来的水逐渐更多地来自较远处的含水层。从开始抽水到大部分井水不再来自含水层的压缩,而是来自补给边界,需要很长的时间,如果补给边界离抽水井比较远,甚至需要几十年时间,那时抽水井水位将下降得很深,乃至抽水成本高到难以接受的程度。此外,封闭含水层中地下水位每下降1米,因压缩所能给出的水是很少的,只有开放含水层的千分之几到万分之几。因此,地下水位的降落漏斗体积,在同样出水量的条件下,比开放含水层要大成千上万倍。
按照质量守恒原理,从含水层抽取的地下水不可能凭空产生,总归要有来源。开放含水层比较好理解,从含水层抽取的水,部分来自含水层的疏干,部分来自地表水体的补给。而封闭含水层就有点令人费解。后者既没有疏干,也很难从地表水体得到补给。那么从井里抽出来的水是从哪里来的?20世纪初地下水水力学的一个重大进展是发现从封闭含水层抽取的地下水是由含水层体积压缩而来的。最终表现在地面沉降上。根据河北沧州和天津以往长期观测的结果,多年从封闭含水层抽取的地下水总体积,大体上等于地面沉降的总体积,侧向补给少得可以忽略不计。
从封闭含水层抽取地下水会导致地面沉降!这是一个严重的问题。到目前为止我们已经有了大量负面的案例。早在20世纪60年代,上海就因地面沉降而遭受了难以弥补的损失。由于地面沉降早期很难凭直觉发现,上海的教训并没有被别的地方及时汲取,天津随后也出现了类似的问题。长江三角洲的苏州、无锡、常州由于含水层不如上海宽阔,受局部断陷小盆地的制约,出现不均匀沉降,导致地面裂缝。西安的地裂缝也是长期从封闭含水层抽水的后果。
由此可见,从封闭含水层长期大量地抽取地下水,弊大于利,往往是得不偿失。抽不了多少水就会引起地下水位大幅度下降,而且经常导致严重的地面沉降后果。
⑵ 国内外海水淡化进展,请简明扼要一些。
外
(一)海水淡化已成为解决全球水资源短缺的重要途径。
尤其在中东地区和一些岛屿地区,淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用。以色列70%的饮用水源来自于海水淡化水,2005年日产海水淡化水量达73.8万立方米;阿联酋饮用水主要依赖海水淡化水,2003年日产海水淡化水量达546.6万立方米;意大利西西里岛500万居民,2005年日产海水淡化水量为13.5 万立方米,约占全部可饮用水源的15%-20%。
目前全球海水淡化的市场年成交额已达到数十亿美元。著名的海水淡化公司有:法国Sidem公司、英国Weir热能公司、韩国斗山重工公司、以色列IDE公司、意大利Fisia公司等。截止到2003年12月,全球已有130多个国家应用海水淡化技术,海水淡化日产水量约3775万立方米。其中,80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题,即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。
(二)海水淡化技术日趋成熟,淡化规模不断扩大,成本不断降低。
多级闪蒸(MSF)、低温多效(MED)和反渗透(RO)是当今海水淡化三大主流技术。多级闪蒸技术成熟、运行可靠。主要发展趋势为提高装置单机造水能力,降低单位电力消耗,提高传热效率等。低温多效蒸馏技术由于节能的因素,近年发展迅速,装置的规模日益扩大,成本日益降低。主要发展趋势为提高装置单机造水能力,采用廉价材料降低工程造价,提高操作温度,提高传热效率等。反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低。主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。
内
早在400多年以前就有人提出海水淡化的问题,进入20世纪后,海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,70年代以来,更多的沿海国家由于水资源匮乏而加快了海水淡化的产业化。目前,无论是中东的产油国还是西方的发达国家都建有相当规模的海水淡化厂。沙特、以色列等中东国家70%的淡水资源来自于海水淡化,美国、日本、西班牙等发达国家为了保护本国的淡水资源也竞相发展海水淡化产业。截至1997年底,全世界单台产量在100吨/日以上的海水淡化设备,日产水量就已达2300万吨,且一直以10%-30%的速度增长,由此带动了淡化水产品提供、设备制造、工程安装、技术服务等整体海水淡化市场的巨大需求。目前世界上每年海水淡化市场的成交额已达数百亿美元。在我国,海水淡化年产量也已超过了千万吨。
中国是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡化先进技术的国家之一,继西沙群岛日产200吨电渗析海水淡化装置成功运行后,又先后在舟山建成了日产500吨反渗透海水淡化站,在大连长海建成日产1000吨海水淡化站。日前,我国最大的日产18000吨苦咸水淡化工程在河北沧州建成投产。
改革开放后,中国的经济高速发展,淡水需求量急速增加,加上北方多年干旱,国家对海水淡化产业化已非常重视,国家、集团公司、个体投资者都看好这一行业,海水淡化产业化将很快被插上腾飞的翅膀。
⑶ 白酒的最高度数是多少
白酒的最高度数是70度,为霸王醉,始创于公元1870年,其以“上好原酒、廿年窖藏、原汁灌装”三大独特工艺和70度无与伦比的独特口感,荣获“中国第一高度”、“湖北极品酒”、“襄樊三宝”等美誉。
石花霸王醉上市以来,受到了全国各地消费者的钟爱。2005年,石花霸王醉荣获第三届中国(厦门)国际食品博览会金奖,并被湖北省人民政府将列为省政府重点扶持的白酒品牌。
(3)沧州哪里出售蒸馏水扩展阅读
喝酒注意事项
血液中的乙醇浓度达到0.05%时,酒精的作用开始显露,出现兴奋和欣快感;当血中乙醇浓度达到0.1%时,人就会失去自制能力。
如达到0.2%时,人已到了酩酊大醉的地步;达到0.4%时,人就可失去知觉,昏迷不醒,甚至有生命危险。
长期饮酒也是男性不育的原因之一。 长期饮酒者容易导致慢性酒精中毒,一旦出现慢性酒精中毒,患者会出现睾丸萎缩,导致精液质量下降。
研究发现喝醉酒一次最少需要三个月的调理才能恢复到醉酒前的状态,专家认为,有生育计划的男子,起码要在醉酒以后三个月才可受孕,这样才能保证胎儿健康。
⑷ 海水淡化属于什么行业
问题一:为什么要发展海水淡化? 因为有些液裂地方缺少水资源,像非洲、中东地区,还有就是像我国华北地区都是严重缺水,而海水资源这么多,如果能将海水淡化,将会解决人类用水问题。
而且海水淡化产业作为我国战略性新兴产业,是以生产海水淡化水为主要目的,包括相关技术研发、设备制造、工程设计与建设、生产运营、原材料生产与销售、咨询服务、宣传培训和交流等工序和环节,具有完整产业链的生产体系。
根据2012年12月国家发改委发布的《海水淡化产业发展“十二五”规划》(以下简称“规划”),到2015 年,我国海水淡化产能将达到220万立方米/日以上,海水淡化对解决海岛新增供水量的贡献率达到50%以上,对沿海缺水地区新增工业供水量的贡献率达到15%以上,海水淡化产业产值将达到300亿元以上。
而截止于2012年底,我国海水淡化日产能仅为70万吨,与2015年220万吨的产能目标存在着巨大的提升空间,因此我们认为未来2年我国海水淡化工程建设有望加快!
近年来,随着海水淡化各项政策的陆续出台,海水淡化产业顶层设计已基本完成。同时随着各地海水淡化试点、示范工程的落地以及产业联盟工作的逐步推进,也在一定程度上推动了我国海水淡化技术的发展以及关键设备国产化的进程。
但从我国已投入运营的海水淡化工程运行情况来看,却不得不让人对海水淡化的短期应用心存担忧。以我国领先的海水淡化重点发展城市天津为例,目前天津已建成投产的6家海水淡化厂产能利用率不足30%,产能过剩的背后折射的是市场需求的不足。
根据前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国海水淡化产业深度调研与投资战略规划分析报告》数据显示,当前制约我国海水淡化规模化应用的主要原因为成本过高。目前我国海水淡化供水价格约为8元/吨,相比于城市自来水价格4元/吨明显偏高。因此短期内要想实现海水淡化的规模化应用,就必须依靠 *** 的补贴,而目前国家并未出台针对海水淡化的补贴政策。此外,由于淡化的海水普遍呈酸性,而我国现有的城市供水管网仍然以水泥和铸铁管为主,因此淡化的海水输送必然要求更换现有的供水管网,这搜巧必然会加大地方 *** 的财政支出。
综上来看,在成本未得到解决前,海水淡化规模化应用仍尚需时日!
希望我的回答可以帮助到你。
问题二:海水淡化的国家政策 水利部正在考虑是否将海水淡化纳入水利部整体规划,以及地方水资源配置等相关规划中。为此,水利部2014年 一项重大课题就是《我国海水利用现状、问题及发展对策》。从2011年7月25日开始,水利部组织相关课题组赴天津、大连、青岛、浙江、厦门以及唐山等六大沿海省市展开为期一月的调研。此次调研是我国有史以来关于海水利用现状、存在问题的一次最大规模的调研。除国内调研外,调研组还将特聘海水淡化专家对以色列、美国、日本、西班牙等海水淡化发展比较发达的国家进行调研。业内人士分析,相关调研报告将为海水淡化纳入国家规划以及地方水资源配置提供决策支撑。我国 *** 高度重视海水淡化工作,采取了一系列措施推动海水淡化产业发展。“十一五”期间,我国海水淡化发展迅速。截止2010年底,已建成海水淡化装置70多套,设计产能60万立方米/日,年均增长率超过60%;具有自主知识产权的技术取得突破性进展,反渗透海水膜、高压泵、能量回收装置等取得明显进步,脱盐率由99.2%提高到99.7%以上;产业发展已具备条件,海水淡化市场已基本形成;各级 *** 高度重视海水淡化,社会各界普遍关注海水淡化产业发展。与此同时,在我国还存在对海水淡化战略意义认识不足、自主创新能力较弱、产业发展水平低和配套政策不足等问题。因此,统筹规划,加快发展海水淡化产业是十分必要和紧迫的重要任务。根据《意见》精神,在充分调研和广泛听取各方意见的基础上,国家发展改世埋键革委组织编制了《海水淡化产业发展“十二五”规划》(发改环资[2012]3867号) 。此外,由发改委牵头,11个部委参与制定的《加快海水淡化产业发展的意见》已经完成几轮征求意见,并上报有关部门,年内有望以国务院的名义出台。发改委还将配套出台《“十二五”海水淡化产业发展规划》。分析人士指出,在此背景下,海水淡化产业将迎来发展黄金期,扶持政策有望密集出台。由于《中华人民共和国水法》未能将海水淡化列入水资源配置,海水利用也缺乏系统的法律规范,因此海水淡化的相关政策很难推进。分析人士指出,若国家能给予海水利用工程与国家公益性水利工程同等的地位,将海水淡化纳入国家水资源配置体系和区域水资源规划,必将极大地促进海水淡化产业的发展。随着水资源紧缺问题突显以及国家的重视,海水淡化发展前景广阔。据预测,未来五年,中国海水淡化的产能将翻番。“十二五”时期,我国海水淡化产能将达到200万至300万吨/天,投资规模将达200亿元。国家发改委日前印发《关于公布海水淡化产业发展试点单位名单(第一批)的通知》,多个城市、工业园区及海岛等入选,并提出要大力发展海水淡化产业。这是2012年底国家出台《海水淡化产业“十二五”发展规划》后的首个配套政策。此次入选第一批名单的城市和海岛等均在着力打造海洋经济,预示着海水淡化将借力海洋经济而进入投资加速阶段。市场分析认为,“十二五”期间海水淡化产业投资需求有望突破200亿元。根据试点名单,浙江舟山市和深圳市等入选试点城市,天津滨海新区、河北沧州渤海新区入选试点园区,浙江鹿西乡(岛)入选试点海岛,杭州水处理技术研究开发中心入选产业基地,天津国投津能发电为海水淡化供水试点,甘肃庆阳市环县为苦咸水淡化试点。政策要求,试点单位要积极推动海水淡化水应用,城市新增用水优先使用海水淡化水;在保障公共饮用水安全的前提下将淡化水作为市政供水新的选项;大力发展海水淡化产业。值得注意的是,首批试点单位多为国家规划的大力发展海洋经济地区。随着海洋经济战略地位日益提升,海水淡化产业化发展步伐将加快。根据相关规划,“十二五”期间全国海洋经济投资将达80......>>
问题三:海水淡化属于什么大学专业 该专业属于综合学科的结晶。目前没有专门的本科专业,硕士研究生倒是有可能有这个方向,比较接近的专业环境工程专业和化工专业。你可以看看以色列管关于海水净化方面的文章,也许会有一点参考意义。网络有这方面的资料。
问题四:1.海水淡化行业主要设计院所 1 事业单位,只有一个,天津海水淡化与综合利用研究所,属于国家海洋局的。
2 杭州水处理技术研究开发中心,以前归海洋局,2006年,中心进入中国化工集团,正式转为科技型企业。
3 有不大企业、设计院成立了自己的海水水淡化设计部门,不过算不上单独的设计院所,主要有东方电气、上海电气、哈尔滨电气、一重、二重、双良节能、中冶、中集、国华、国投,这些大公司或集团都有自己的设计院或者子公司从事海水淡化的设计研发。
问题五:什么专业学习海水淡化 水是生命之源。不久以前,人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话,然而,工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹,解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下,把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。目前,淡化海水的方法已有十种之多,下面介绍的是其中最为主要的几种。
一、蒸馏法 蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外,以上方法的组合也日益受到重视。
二、电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片,按其选择透过性区分为正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(阴膜)。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列,组成多个相互独立的隔室海水被淡化,而相邻隔室海水浓缩,淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水,也可以作为水质处理的手段,为污水再利用作出贡献。此外,这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。
三、反渗透法 通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。
??有人说:19世纪争煤,20世纪争石油,21世纪可能争水。水资源危机已经开始困扰越来越多的国家,我国也不例外。我国是一个海洋大国,海水资源丰富,海水谈化技术优点是节能,高效和经济,因此,具有广阔的发展前景。经查阅资料得知现有海水淡化方法如下:
??一、压气蒸馏法
??二、低温多效蒸馏法
??三、电渗析法
??四、反渗透法
??第二节 狂人狂想
??本小组经过一段时间的调查和查阅资料,在思考后,初步形成了如下不完善的想法。
??太阳能蒸流法:(图略)
??这种方法适用于邻近海洋地区。首先在临近海洋的地方开通两个渠道,一个是进水道一个是出水道,管道内部应铺上聚乙烯材料,目的是为了防止海水长期侵蚀导致管道的损坏。然后,在近海地区,建造一个大型的过滤器,过滤器由防腐材料制成,中间有三个水室,第一室与第二室之间用石英砂过滤层隔开,二室与三室之间用活性炭过滤层隔开,在过滤器的顶端用一个洁净的管道与下一个蒸发装置相连接,蒸发装置的动力来源依靠太阳能,即在装置底部铺上一层太阳能聚热板,板底设置一个闸门,装置底部与浓盐水排海道相连,此装置在与下一个蓄水箱相连,这个蓄水箱再与下一个蓄水箱相连,两个蓄水箱中间设一个消毒装置。工作时,根据连通器的原理,海水将被压入过滤器中,然后被压上涨,透过石英砂过滤层,滤去较大的颗粒杂质,滤水继续上涨,透过活性户过滤层,依靠活性炭的吸附性,滤去细菌浮游生物和有毒离子等物质,经过这样处理的水已经很纯净了。将这种水再引入下一个蒸发装......>>
问题六:城镇污水处理行业属于什么产业,属于工业吗 根据国民经济行业分类(GB/T 4754-2011)
城镇污水处理厂属于 水的生产和供应业 中的污水处理及其再生利用,行业代码4620
水的生产和供应业 包括3个细分行业
1、行业代码4610 自来水生产和供应 指将天然水(地下水、地表水)经过蓄集、净化达到生活饮用水或其他用水标准,并向居民家庭、企业和其他用户供应的活动
2、行业代码4620 污水处理及其再生利用 鼎 指对污水污泥的处理和处置,及净化后的再利用活动
3、行业代码4690 其他水的处理、利用与分配 指将海水淡化处理,达到可以使用标准的生产活动,以及对雨水、微咸水等类似水进行收集、处理和利用活动
问题七:现在中国开始采用海水淡化了吗? 中国的海水淡化工厂,大部分都是电力、钢铁行业附加的配套工厂:按投产先后顺序王滩电厂(反渗透法);河北黄骅电厂(低温多效);首钢津唐(低温多效);北疆电厂(低温多效);南方的浙江华能玉环(反渗透),还有比较早期青岛黄岛电厂(低温多效)等很多。
现在 已经有很多很多 海水淡化厂了~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~都是利用多余的能源进行海水淡化
问题八:海水淡化的股票有哪些 一 海水淡化应用
000598 兴蓉投资(反渗透膜)
600229青岛碱业
60龚409三友化工
000598蓝星清洗
二 海水淡化设备
000039中集集团
600268国电南自
600481 双良节能
601106 中国一重
601727上海电气
601989 中国重工
三 海水淡化反渗透膜
000598 兴蓉投资
000920南方汇通
002168深圳惠程
300070 碧水源
四 海水淡化配件
002203海亮股份
002318 久立特材
300145 南方泵业
600019宝钢股份
600456宝钛股份
002540 亚太科技
问题九:1.海水淡化行业主要工程总承包商 2.海水淡化行业主要设计院所 双良节能,上海电气,天津海淡所弗凯迪水务
海水淡化在国内有膜法和热法两种,膜法是反渗透膜,热法主要是MED低温多效蒸发.
主要是总包,承包单位即设计单位.
问题十:《海水淡化产业发展"十三五"规划》什么时候提出的 今年的1月份吧~要是没记错的话~
⑸ 如何测定沥青的软化点
使用沥青软化点测定仪,操作规程:1、在烧杯中放入800~1000ml蒸馏水,在室内温度较低时可放少一些,在室内温度较高时可放多一些。2、通过加热或放入冰水中,使烧杯内的温度调节到5℃。3、把磁力搅拌子放至烧杯底部中间的位置。4、将两个试样放入试样环中,并把两个钢球放到试样的中央。把试样放入烧杯中恒温不少于15min。5、把烧杯置于试验器中,插上电源插座。6、打开电源开关,按下“启动”按钮,通过调节调速按钮,使搅拌子的转速调到合适的位置。开始加热时,搅拌子的转速可快一些,当水温接近软化点时,停止转动。7、当试样下降到25.4mm处时,试验器发声,表示试验结束。 8、按“结果”按钮,在温度显示器上读取平均温度。注意:在测试过程中严禁按“复位”键。校验方法:1、用外径千分尺测沥青软化点测定仪钢球相互垂直的三个直径,再用分析天平称其重量。2、检查沥青软化点测定仪钢球和试样环表面是否生锈或残缺。3、及外径千分尺测量试样环图示各部位的尺寸。4、用游标卡尺测量沥青软化点测定仪支架承环下缘与承板的距离。5、用钢直尺测量沥青软化点测定仪耐热热玻璃烧杯尺寸。
沧州智晟试验仪器厂是专业化生产建筑防水材料系列、土工合成材料系列,建筑节能材料系列、高速、公路、铁路、以及水利测试仪器等方面的生产企业,集科研开发、加工制造、经营经销于一体的技术企业,公司电脑数控沥青软化点试验仪主要特点:1、温度由仪器自控,无人为误差。2、外置式温度探头,对温度反映灵敏。3、速度采用PID加模糊逻辑算法控制,线性升温。4、新型外观,操作更加方便。5、有磁力搅拌装置,试验温度更均匀。6、自动、手动两种记录试验结果,自动计算平均值。