1.1 全球水资源简况
水是维系地球上人类社会和自然生态系统正常运行的重要支撑资源。水安全事关生命健康安全、供水安全、生态环境安全、粮食安全、经济安全、社会安全和可持续发展,直接关系到人类社会的存在与发展。据统计,在发展中国家,城乡每人平均用水量在40~350L/d之间;在发达国家,一些现代化城市每人平均用水量高达600~830L/d之间。水对经济社会同样十分重要,工农业生产无水不能正常进行,生态系统无水会萎缩消亡。尤其在现代工业中,每个工业部门都需要用水,每一项工业都与水有直接或间接关系,几乎工业生产的每一个环节都有水的参与。水不仅是一般的基础自然资源,而且同粮食和石油一样,是影响国家综合国力的经济资源,关系到民族存在和地区经济社会发展的战略资源。水对人类生命和生产生活非常重要,没有水就没有生命,更没有社会的进步和繁荣,水是人类一切文明之源。
从水资源数量而言,地球的储水量是很丰富的。地球71%的面积被水覆盖,水的总量估计为1.39×1010亿m3,其中海洋水体约占97.41%,冰帽和冰河水体约占1.984%,地下水约占0.592%,湖泊水体约占0.007%,土壤水体约占0.005%,大气中水蒸气约占0.001%,河流水体约占0.0001%,生物体中水约占0.0001%。可是,地球上的水尽管数量巨大,而能直接被人们生产和生活利用的却少得可怜。首先,海水又咸又苦,不能饮用,不能灌溉,也难以用于工业。其次,地球的淡水资源仅占其总水量的2.59%,而在这极少的淡水资源中,又有70%以上被冻结在南极和北极的冰川和冰帽中。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分,不到全球总储水量的1%。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布,巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足,其中26个国家约3亿人极度缺水。预计到2025年,世界上将会有30亿人面临缺水,40个国家和地区淡水严重不足。这些仅有的可以被人类利用的淡水资源,在水资源时空分布极不平衡的当今,体现出具有极其重要的社会、经济和环境价值。
由于自然界的水分循环,水资源通常具有可更新性和可恢复性。虽然淡水在较长时间内可以保持平衡,但在一定时间、空间范围内,它的数量却是有限的,并不是可以取之不尽,用之不竭。随着人口的增长及生活水平的提高,人们对水资源的消耗量也将数以亿计增长。1900—1975年,世界人口大约翻了一番,年用水量则由约4000亿m3增加到3万亿m3,增长了约6.5倍;其中农业用水约增加了5倍;城市生活用水约增长12倍;工业用水约增加了20倍。特别是从20世纪60年代开始,由于城市人口的增长、耗水量大的新兴工业的建立,全世界用水量增长约1倍。另一方面,自然界所能提供的可利用的水资源又有一定限度,加之近年来全球气候变化造成的降雨量普遍减少,突出的水资源供需矛盾已成为社会经济发展的重要制约因素。20世纪60年代后期和70年代初期,非洲撒哈拉地区发生大干旱,造成了非洲大饥荒;美国1976—1977年大旱及1988年北美大旱,影响波及美国60%的县,使人们对水资源的问题有了深切认识;2010年发生于中国西南五省市云南、贵州、广西、四川及重庆的百年一遇的特大旱灾,造成2425万人、1584万头大牲畜因旱饮水困难,耕地受旱面积达1.16亿亩。目前,印度、中国耗用水量分别达到最大可利用量和安全极限量的70%。阿拉伯地区22个地处沙漠的国家,水资源利用率已超过85%。埃及和以色列基本上已使用了可以利用的全部水资源量。据联合国预测,水将成为本世纪最有争议的城市问题。全世界将有10多亿人得不到清洁的饮用水,17亿人缺乏起码的公共用水卫生设施。水量短缺严重、供需矛盾尖锐将是全球水资源问题的主要表现之一。
种种迹象表明,水资源问题即将或已经成为严重的社会问题。2000年3月17日国际水问题联合会在荷兰召开了“世界水问题论坛”会议,就水的安全性问题进一步向人们提出警告,各国政府提出了明确的行动纲领。2007年世界水日的主题被确定为“应对水短缺”,强调全世界水短缺的重要意义日益增加,需要加强一体化和合作,确保国际和地方两级对短缺的水资源进行可持续、有效和公平的管理。
在水资源日益短缺的同时,全球水资源浪费和水质污染现象日趋严重。全球范围内,仍有许多地区农业灌溉一直采用粗放式的漫灌方式,严重浪费水资源。数据表明,近年来工业用水是用水量增长幅度最大的行业,工业重复用水率低也是水资源浪费的重要方面。至于日常生活中的水资源浪费现象,更是不胜枚举。随着社会、经济、技术和城市化的发展,通过城市排污口、农田径流等方式排放到环境中的污染物量日益增多,造成水体污染日益严重。水体污染造成的最直接影响是“水质型缺水”,许多地区水资源丰富,但因为水污染却不能使用本地区的水资源,这就可能需要通过兴建输水、引水工程从别的区域调水,这也无形中加剧了水资源短缺的矛盾,加剧了居民生活用水的紧张和不安全性。