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3月22日-3月28日是中国水周。3月22日,在“节水中国行·北京朝阳”主题宣传活动北京朝阳主会场,正式发布了“2024中国节水十大经典案例”,其中既有管理上的革新,也有技术上的进步。除此之外,你还知道哪些关于节水护水的方法呢?

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01 给水库铺上“防晒衣”
2015年8月, 9600万个黑色空心高密度聚乙烯球在洛杉矶艾芬豪水库缓缓铺开,宛如给水库穿上了一层厚厚的“防晒衣”。这些直径10厘米的小球漂浮在水面上,能够有效阻挡阳光射入,每年可减少约115万立方米蒸发量[1]。
然而,有专家经过计算后指出,至少要使用两个多月至两年半,才能让这些黑色塑料遮阳球发挥出理想的保护效果。而且,制造这些塑料球本身需要消耗25万-290万立方米水资源(具体取决于球的壁厚)。

图片由AI生成
此外,这些黑色塑料球可能会阻碍水体的氧气交换,导致水体缺氧,影响水生生物的生存。而且,这些塑料球在长期使用过程中可能会逐渐老化、破碎,对水库生态环境造成潜在威胁。不过,科学家们并未因此而气馁,他们正积极研发可生物降解材料,期待未来能为水库(kù)打(dǎ)造出既实用又环保的“防晒衣(yī)”。
02零(líng)能(néng)耗(hào)的(de)“沙(shā)漠(mò)饮(yǐn)水(shuǐ)机(jī)”
液(yè)态(tài)淡(dàn)水(shuǐ)不(bù)仅(jǐn)存(cún)在(zài)于(yú)江(jiāng)河(hé)湖(hú)海(hǎi),还(hái)能(néng)以(yǐ)雾(wù)气(qì)形(xíng)式(shì)悬(xuán)浮(fú)空(kōng)中(zhōng)。在(zài)极(jí)度(dù)干(gàn)旱(hàn)的(de)秘(mì)鲁(lǔ)利马,人们将一种特殊的网挂在山坡上捕捉雾气,让细小的水滴凝结在网上,然后顺流而下到管道中收集起来。据统(tǒng)计(jì),一(yī)张(zhāng)网(wǎng)一(yī)天(tiān)就(jiù)可(kě)以(yǐ)收(shōu)集300至(zhì)400升(shēng)淡(dàn)水(shuǐ)[2],虽(suī)然(rán)不(bù)能(néng)直(zhí)接(jiē)饮(yǐn)用(yòng),但(dàn)可(kě)以(yǐ)用(yòng)来(lái)洗(xǐ)衣(yī)、洗(xǐ)澡(zǎo)、洗(xǐ)菜(cài)和(hé)煮(zhǔ)沸(fèi)后(hòu)做(zuò)饭(fàn)。最(zuì)神(shén)奇(qí)的(de)是(shì),这(zhè)种(zhǒng)装(zhuāng)置(zhì)无(wú)需(xū)电(diàn)力,仅靠昼夜温差就能循环工作,堪称最节能的(de)“沙(shā)漠(mò)饮(yǐn)水(shuǐ)机(jī)”。如(rú)今(jīn),这(zhè)种(zhǒng)捕(bǔ)雾(wù)网(wǎng)已(yǐ)经(jīng)在(zài)秘(mì)鲁(lǔ)、玻利维亚以及哥伦比亚的一些地区广泛应用。

图片来源:WaterSeer
2017年,美国加州大学伯克利分校研发了一种名为“waterseer”的空气取水装置。这个装置的使用方法十分简单,只需将其插入地面,然后利用上层空气与插入地面以下部分的温差来产生水分(fēn),就像空调机里产生的冷凝水一样。经过试验,WaterSeer每天收集的产量可达37升[3、4]。有了它,那些地下水严重缺乏的地区,人们就能利用空气生产出安全可靠的饮用水,再也不用为喝水发愁了。
03 沙漠里的“海鲜奇迹”
以色列的大部分领土被内盖夫沙漠所覆盖,早在1970年,当地人在沙漠的地层中通过钻探寻找水源,结果发现了地热盐水。这种水不仅温度高,出水温度约为40℃,而且含盐度高于饮用水。科学家们经过试验,开发出了分级多次利用地热盐水的方法,他们将农业种植与(yǔ)水产养殖结合起来,先把地热盐水引入温室大棚,为种植的农作物保温,将其热量消耗掉一部分之后,再把冷却后的水按顺序分级流入不同的鱼塘,用来养殖(zhí)不(bù)同(tóng)品(pǐn)种(zhǒng)、适(shì)宜不同(tóng)生存环境的鱼类[5]。在这里,每一滴水都发挥到极致,真正实现了水资源的高效利用和循环利用。

无人机拍摄的新疆温泉县的一处冷水鱼养殖基地。(新华社发/李强摄)
我国的新疆最近也凭海鲜火出了圈。近年来,人们通过科技创新和水资源综合利用,利用沙漠中丰富的地下盐碱水资源,在沙漠中建设养殖池塘,调节水质以模拟海洋环境,用循环水系统保持水质清洁,并根据海鲜的生长需求,合理调控光照、通风等环境条件,在峡谷和盐碱地里养出了螃蟹、大虾等多种海鲜产品,成就了一段沙漠戈壁中的渔业传奇。
04 人(rén)工干预向海洋要水
有时候,人们还会通过人工干预的方式改变水资源的流向,以合理调配水资源。不过,让河水改变流向,不仅需要具备改天换地的勇气,更需要精准无误的规划设计与实力雄厚的经费支持,若要取得成功绝非易事。例如,以含盐度高而著称的死海,水位仍在以大约每年1米的速度继续下降,为了拯救死海,曾有学者提出设想——从红海中抽水,经过淡化处理之后将淡水供当地人使用,再把盐水注入到死海。然而,因这项工程耗费巨大,还有可能对死海的生态环境造成破坏,时至今日依然未能实施。
人类与水的博弈,是科技与自然的碰撞,每一项技术创新的背后都隐藏着对自然的敬畏。我们只有在高效利用与生态保护间找到平衡,才能真正守护生命之源。
参考文献:
[1]张梦然.洛杉矶水库实验表明:用遮阳球减少水分蒸发并不可行[N].科技日报,2018年07月20日.
[2]央视新闻.说说这张神奇的捕雾网[N].总台环球资讯广播,2024年5月19日.
[3] WaterSeer可在空气中取水[N].中国民商,2016年第12期.
[4] https://offgridworld.com/waterseer-provides-endless-supply-pure-water-thin-air/
[5]郝雨.沙漠鱼塘[J].大自然探索,2022年第5期。
作者:马志飞 地质高级工程师,中国地质学会会员,自然资源优秀科普图书奖获得者
审核:徐奎 天津大学水利水电工程系副教授
策划:翟国庆
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