水多還是水少教學設計芻議——尋找水資源可持續利用和節水的科學基礎

人民教育出版社 丁堯清

一、地球是個水球：水多

蘇聯宇航員加加林說，從太空看，地球更像“水球”。因為地球上超過70%的地方是水，是蔚藍的海洋。人類因為絕大多數生活在地面上，即使是海員和漁民終歸也要回到陸地上的家，這個有限的實踐決定了人類的認識，因此先民們從自己的經驗出發，將我們居住的這顆星球稱為“地球”。

圖1 統計地球海陸面積比例

（拋擲塑料地球儀，統計接球時拇指的位置（海或陸），反復多次，可以得出海陸七三開的比例）

二、可用水比例低：水少

地球表面71%是海洋，地球水圈總儲水量有14億立方千米。水量似乎無窮之大，但其中絕大部分是海水，能為人類利用的淡水不足3%；在這部分淡水中，大部分（約70%）又被束縛在極地和高山的固體冰雪中，目前人類比較容易利用的淡水資源，主要是河流水、淡水湖泊水以及淺層地下水，儲量約占地球淡水總儲量的0.3%，只占地球總儲水量的十萬分之七。如果說地球上的水以100升計，那么我們可以使用的淡水只比半湯匙多一點。這也是眾多出版物和宣傳材料要求我們珍惜水資源和節水的重要理由，問題是這個理由站得住腳嗎？

圖2 地球上的淡水儲量比例

三、人均需水有限：水多

任何事物都是相對的，淡水如“滄海一粟”，果真就不足人類之需嗎？

按人體生命極限計，不吃飯能維持7天，不喝水只能維持三天。從生理需求來看，每人每天消耗水分2.5升，其中排尿1.5升，蒸發1升。從實際用水量來看，因地區和經濟水平而異，比利時人均每日生活用水108升，德國220升，智利360升；在我國，廣東和上海城市居民人均每日生活用水超過400升，天津不足200升，鄉村居民用水更少。

表1 中國部分省市用水結構和人均生活用水

人類可以利用的淡水合計10.5萬立方千米。在現有水平下，目前人類真正有效利用的淡水資源每年約9000立方千米。按人均每日生活用水1000升計，全球70億人口每年需水2555立方千米，遠低于地球提供給人類的淡水資源。

我國淡水資源總量2800立方千米，扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠地區的地下水資源后，現實可利用的淡水資源約1100立方千米，人均可利用水資源每年約900立方米，每日約2.5立方米，這個數值遠超過生活需求。

我國淡水資源總量占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，卻被列為全球貧水國之一1據世界資源研究所《世界資源報告：1986》（中國環境科學出版社，1988年），我國位列貧水國第13位。1997年，聯合國糧農組織將我國列為過分利用地下水問題最嚴重的國家之一。，這又是為什么呢？

四、自然和經濟的約束：水少

我國土地面積位居世界第三，占全球陸地面積6.5%，主要位于溫帶，氣候和生物區系復雜多樣，且具有明顯的緯向、經向和垂直梯度。

圖3 我國400mm等降水量線變率范圍

得益于地理位置的特殊性，我國深受季風的影響。但這種季風氣候大陸性明顯，季節或年際變化顯著。由于季風氣候的不確定性，我國降水的時空分布通常不穩定、不均勻，最西端和最北部降水稀少，東南沿海較多。在許多地方，極端氣候或氣象事件時有發生，而且強度大，旱澇災害多發。與“性格”溫和的溫帶海洋性氣候相比，統治中國的季風氣候則過于“暴戾”。因此有水利專業人士戲稱，將一條西歐河流的堤壩加高10厘米，可將防洪標準從10年一遇提高到百年一遇，如果將中國的堤壩加高50厘米，卻僅僅能將防洪標準從10年一遇提高到20年一遇。

從水資源時間分布來看，我國的降水年內和年際變化大，60%至80%主要集中在汛期；從空間分布來看，北方地區陸地面積、耕地、人口分別占全國的64%、60%和46%，而水資源量僅占全國的19%。因此，受季風氣候和地理條件影響，水資源時空分布極不均勻，雨熱同期、南多北少，與生產力布局不相匹配，這是中國的基本水情。在全球氣候變化和工業化、城鎮化快速推進的背景下，中國水資源條件正在發生新的變化，北少南多的水資源格局進一步加劇，干旱缺水、洪澇災害、水體污染、水土流失等水問題日益突現。

中 國以占世界6%的淡水資源、9%的耕地養育了占世界21%的人口2水利部副部長胡四一在南京召開的“第四屆長江論壇上”的講話。2011年4月18日。，水利發揮了極其重要的作用。以山東省為例，水資源僅占全國1%，卻灌溉了全國6%的耕地，生產了全國8%的糧食，養育了全國7%的人口，支撐了全國10%的經濟總量，靠的就是精細化水資源管理，建設水資源調配工程，高效儲存和利用雨洪資源。相反，在某些人均水資源較高的地區，因為儲供水能力或水利工程建設不足，缺水情況十分嚴重。如貴州省，當地中小河流眾多，雨量豐沛，但水資源開發利用率僅為9.6%；又如云南省，雨水資源豐富，但因為長期以來不重視保護公共水源，水源林遭到破壞，水庫和灌溉系統管護不力甚至荒廢，由水資源大省變為窮省，在2009/2010年遭遇秋冬春連旱時，損失巨大。

以人口密集區和糧棉主產區黃淮海平原為例，這里年降水變率很大，降水穩定性差。黃河、淮河、海河三個水系的水資源總量僅占全國的7%，而且還有減少的趨勢。如將1980至2000年水文系列與1956至1979年水文系列相比，黃河、淮河、海河流域降水量平均減少6%，地表水資源量減少17%，海河流域地表水資源量更是減少41%。南水北調終點區北京人口總量持續擴張，生活用水已占用水總量44%，如果人口持續膨脹，南水北調的水量將被快速增長的人口所吞噬。

總之，一地水資源的豐缺是和生活形態、經濟發展密切相關的。富水區（>1667m3/（人?年））不一定不缺水，如我國臺灣，人均每年水資源量高達3030m3，但因為河短水急、冬夏流量變化大以及城市發展、過度抽取地下水、水污染等因素，缺水問題相當嚴重。相反，屬于貧水區（<1000m3/（人?年））的以色列，人均水資源量只有290m3，但通過北水南調、向土耳其購買淡水、發展節水技術、虛擬水種植等措施，人均用水量高達447m3；盡管口糧不能自給，卻成為農業（花卉、水果等）出口國。

因此，應通盤思考“為什么缺水”這個問題，包括用水、蓄水、調水等，加強節水宣傳，做好結構調整和產業轉型，提高水資源供給和保障能力，才是實現水資源可持續利用的關鍵。