在一些国家,水对可持续发展至关重要,缺水可能引发社会冲突等更广泛的问题。
创新并利用雾水收集和冰山取水等非常规资源,有助于应对水资源短缺。
然而,这些资源的利用须符合2030年可持续发展议程,以造福我们的地球。
水资源短缺是影响全球的五大风险之一,影响人们的福祉。在水资源匮乏地区,形势严峻。降雪、降雨、河流径流和易于获取的地下水等传统水源正受到气候变化的影响,而随着需求增长,供应量正在减少。
在这些国家,水是可持续发展的关键挑战,也是引发社会动荡和冲突的潜在原因。水资源短缺还影响着传统的季节性人口迁徙路线,并且与其他水安全不足的因素一起,可能重塑人口迁移格局。
缺水国家需要在规划和管理方面进行根本性变革。我们正在研究如何通过创造性地开发非常规水资源来实现这一目标。
从地球海底到高层大气,我们拥有多种可供利用的水资源。但要充分利用这些资源,需要多样化的技术干预和创新。
收集雾水
雾中所含的水在雾气浓重且频繁出现的干旱地区,正日益被视为饮用水来源。雾水可通过垂直网状结构截留水滴流进行收集。随后,这些水会流入集水、储存和分配系统。
雾水收集器可使用多种屏材,如铝、塑料、有机玻璃和合金。此类系统能否成功,取决于地理和地形条件,而这些条件需要有利于最佳雾水截留。但这一方式可能适用于干旱的山地和沿海地区。
在当地社区的积极参与和当地机构的技术支持下,雾水收集是一种维护成本低的绿色技术选择,可用于供应饮用水。雾水收集项目已在世界多地实施,包括智利、厄立特里亚、以色列和阿曼。
人工降雨
在适当条件下,通过云层播种增强降雨有潜力增加从空气中收集的水量。该技术是将细小颗粒散布到云中或云层附近。这些颗粒成为雨滴或冰晶形成的起点,从而促进其形成。进而,这会使降雨或降雪的可能性增大。
各国应用人工降雨技术的结果表明,降水量最多可增加20%(相对于年平均水平),具体取决于可用的云资源和类型、云水含量以及基准温度。由于云中总水量中仅有最多10%以降水形式落到地面,因此降雨增强技术具有巨大潜力,可在干旱地区增加降雨量。
减少蒸发
由于干旱地区降雨量较少,微集水雨水收集技术可能有助于在地表收集雨水,否则这些雨水将会蒸发。
微集水雨水收集系统主要有两种类型。其一是通过屋顶系统收集雨水,即将径流收集并储存在水箱或类似设备中。这些水用于家庭用水或牲畜饮水。
第二种是农业雨水收集,即将集水区流失的雨水收集到小型蓄水池或耕作区的根区。集水面可以是天然的,也可以经过处理,使用能阻止土壤吸水的材料,尤其是在沙质土壤地区。由于径流具有间歇性,因此有必要在雨季储存最大量的雨水,以便日后使用。
海水淡化
该过程是通过去除海水或微咸地下水中的盐分,使其可供饮用。这使我们能够获取超出水循环所能提供的水量,提供一种不受气候影响、稳定且高质量的水源。
得益于膜技术和材料科学的进步,海水淡化的发展速度加快。这些进步预计将使到2030年生产成本显著下降。
由于海水淡化成本下降,而传统水资源成本上升,预计将有更多地区依赖淡化水。目前,全球城市沿海中心的市政供水中,淡化水约占10%,而到2030年,这一比例预计将达到25%。
冰山取水
将冰山从极地冰盖之一拖运至缺水国家,似乎不是解决水短缺的切实可行方案,但科学家、学者和政治家正在考虑将冰山取水作为一种潜在的淡水来源。
在理论上,跨洋拖运冰山是技术上可行的,其基础是一个理论上的四阶段过程。该过程需要找到合适的来源和供应地点,计算所需的拖运动力需求,准确预测运输途中的融化情况,并评估整个项目的经济可行性。阿拉伯联合酋长国和南非等国家正在考虑以冰山拖运作为缩小其水需求与供应缺口的一种选择。
水与气候变化相互关联,因此气候变化增加了干旱地区发生极端干旱的可能性。发掘非常规水资源的潜力有助于增强缺水社区抵御气候变化的能力,同时实现供水资源的多元化。
我们需要识别并推广功能性的非常规水资源系统,这些系统应在环境上可行、经济上可持续,并支持实现与水相关的可持续发展目标,以服务于2030年可持续发展议程及未来。







