如何改善缺水狀況？科學(xué)家提出這五種方法

水資源短缺是影響人類發(fā)展的五大全球風(fēng)險(xiǎn)之一。在很多國家和地區(qū)，水資源短缺是可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，也是社會(huì)動(dòng)蕩和沖突的潛在原因。很多缺水地區(qū)面臨的形勢極其嚴(yán)峻。一方面由于氣候變化，降雪、降雨和地下水等傳統(tǒng)水源正在受到影響;另一方面，人類用水量的增長導(dǎo)致水供應(yīng)不能及時(shí)跟上。

那么，在缺水的國家和地區(qū)，我們又可以做些什么來改善狀況呢?科學(xué)家們正在研究如何用特殊手段開發(fā)水資源。

從霧中捕獲

霧中含有的水資源開始被視為干旱地區(qū)的飲用水來源，當(dāng)?shù)氐撵F不僅濃烈而且經(jīng)常出現(xiàn)。人類可以架起垂直網(wǎng)格攔截霧并收集其中的微小水滴，然后這些水滴會(huì)匯集并流入水資源儲存和分配系統(tǒng)。

諸如鋁、塑料、有機(jī)玻璃和合金等各種材質(zhì)的篩網(wǎng)材料均可用制作于霧水收集器。這樣一個(gè)系統(tǒng)的成功應(yīng)用往往取決于地理和地形。這需要有利于攔截大霧的最佳環(huán)境條件，通常在干旱山區(qū)和沿海地區(qū)能夠行得通。

水霧收集是一種低成本的選擇，也是一種收集飲用水的綠色技術(shù)。水霧收集項(xiàng)目已在世界不同地區(qū)實(shí)施，其中包括智利、厄立特里亞、以色列和阿曼。

人工降雨

在適當(dāng)?shù)臈l件下，通過人工降雨來增強(qiáng)降雨頻度和強(qiáng)度可以增加從空氣中收集的水量。這項(xiàng)技術(shù)涉及將小顆粒撒播到云層或云層附近。這些粒子作為基礎(chǔ)，能夠促進(jìn)雨滴或冰晶的形成。反過來，這也使采用人工降雨的地區(qū)更有可能下雨或下雪。

不同國家人工降雨技術(shù)的應(yīng)用表明，根據(jù)現(xiàn)有云資源和云類型、云含水量和基礎(chǔ)溫度，降水量可將年平均降雨量增加20%。通常情況下，云中只有10%的水分以降水形式回到地表，因此在干旱地區(qū)采用人工降雨技術(shù)有著巨大的潛力。

減少蒸發(fā)

由于干旱地區(qū)獲得的降雨量極少，微型雨水收集器有助于收集地面上的雨水，否則雨水就會(huì)大量蒸發(fā)。

微型雨水收集系統(tǒng)主要有兩種類型。一種是通過屋頂系統(tǒng)收集雨水，水流被收集并儲存在水箱或類似的設(shè)備中。這種水可用于家庭用水或家畜用水。

第二種是農(nóng)業(yè)用水收集，其中包括收集從小型水庫集水區(qū)或耕種區(qū)四周流出的雨水。集水面可以是天然的，也可以用阻止沙質(zhì)土壤吸水的材料進(jìn)行處理。由于收集的雨量在時(shí)間上存在間歇性，有必要在雨季最大限度地儲存雨水，以便日后使用。

海水淡化

脫鹽過程是從海水或微咸地下水中去除鹽分，使它們符合飲用標(biāo)準(zhǔn)。這使人類能夠在自然水循環(huán)之外收集可用的水，為當(dāng)?shù)靥峁┎灰蕾囉跉夂蜃兓姆€(wěn)定高質(zhì)量水資源。

由于膜技術(shù)和材料科學(xué)的進(jìn)步，海水淡化技術(shù)發(fā)展迅速。預(yù)計(jì)到2030年，這些技術(shù)進(jìn)步將顯著降低生產(chǎn)成本。

由于淡化海水的成本不斷下降，而提取傳統(tǒng)水資源的成本不斷上升，預(yù)計(jì)將有更多的地方將會(huì)更加依賴于淡化海水。目前，海水淡化為全球沿海中心城市提供了約10%的市政供水。預(yù)計(jì)到2030年，這一比例將達(dá)到25%。

采集冰山水

把冰山從極地冰帽之一拖到一個(gè)水資源短缺的國家聽起來不太現(xiàn)實(shí)，但科學(xué)家和學(xué)者們正在考慮將采集冰山水作為提取淡水的潛在方式。

從理論上講，將冰山移過海洋在技術(shù)上是可行的，這一過程分為四部分。這將需要找到一個(gè)合適的冰山作為淡水來源，計(jì)算必要的牽引電力需求，準(zhǔn)確預(yù)測整個(gè)運(yùn)輸過程中冰山的融化損耗，并估計(jì)整個(gè)過程在經(jīng)濟(jì)上的可行性。阿拉伯聯(lián)合酋長國和南非等國家正在考慮將運(yùn)輸冰山作為一種潛在選擇，以縮小當(dāng)?shù)氐枨蠛凸?yīng)之間的差距。(辰辰)