李慧博
3月22日-3月28日是中國水周。3月22日,在“節水中國行·北京朝陽”主題宣傳活動北京朝陽主會場,正式發佈了“2024中國節水十大經典案例”,其中既有管理上的革新,也有技術上的進步。除此之外,你還知道哪些關於節水護水的方法呢?
給水庫鋪上“防曬衣”
2015年8月, 9600萬個黑色空心高密度聚乙烯球在洛杉磯艾芬豪水庫緩緩鋪開,宛如給水庫穿上了一層厚厚的“防曬衣”。這些直徑10釐米的小球漂浮在水面上,能夠有效阻擋陽光射入,每年可減少約115萬立方米蒸發量。
然而,有專家經過計算後指出,至少要使用兩個多月至兩年半,才能讓這些黑色塑膠遮陽球發揮出理想的保護效果。而且,製造這些塑膠球本身需要消耗25萬-290萬立方米水資源(具體取決於球的壁厚)。
圖片由AI生成
此外,這些黑色塑膠球可能會阻礙水體的氧氣交換,導致水體缺氧,影響水生生物的生存。而且,這些塑膠球在長期使用過程中可能會逐漸老化、破碎,對水庫生態環境造成潛在威脅。不過,科學家們並未因此而氣餒,他們正積極研發可生物降解材料,期待未來能為水庫打造出既實用又環保的“防曬衣”。
零能耗的“沙漠飲水機”
液態淡水不僅存在於江河湖海,還能以霧氣形式懸浮空中。在極度乾旱的秘魯利馬,人們將一種特殊的網掛在山坡上捕捉霧氣,讓細小的水滴凝結在網上,然後順流而下到管道中收集起來。據統計,一張網一天就可以收集300至400升淡水,雖然不能直接飲用,但可以用來洗衣、洗澡、洗菜和煮沸後做飯。最神奇的是,這種裝置無需電力,僅靠晝夜溫差就能迴圈工作,堪稱最節能的“沙漠飲水機”。如今,這種捕霧網已經在秘魯、玻利維亞以及哥倫比亞的一些地區廣泛應用。
2017年,美國加州大學伯克利分校研發了一種名為“waterseer”的空氣取水裝置。這個裝置的使用方法十分簡單,只需將其插入地面,然後利用上層空氣與插入地面以下部分的溫差來產生水分,就像空調機里產生的冷凝水一樣。經過試驗,WaterSeer每天收集的產量可達37升。有了它,那些地下水嚴重缺乏的地區,人們就能利用空氣生產出安全可靠的飲用水,再也不用為喝水發愁了。
沙漠里的“海鮮奇跡”
以色列的大部分領土被內蓋夫沙漠所覆蓋,早在1970年,當地人在沙漠的地層中通過鑽探尋找水源,結果發現了地熱鹽水。這種水不僅溫度高,出水溫度約為40℃,而且含鹽度高於飲用水。科學家們經過試驗,開發出了分級多次利用地熱鹽水的方法,他們將農業種植與水產養殖結合起來,先把地熱鹽水引入溫室大棚,為種植的農作物保溫,將其熱量消耗掉一部分之後,再把冷卻后的水按順序分級流入不同的魚塘,用來養殖不同品種、適宜不同生存環境的魚類。在這裡,每一滴水都發揮到極致,真正實現了水資源的高效利用和迴圈利用。
無人機拍攝的新疆溫泉縣的一處冷水魚養殖基地。(新華社發/李強攝)
我國的新疆最近也憑海鮮火出了圈。近年來,人們通過科技創新和水資源綜合利用,利用沙漠中豐富的地下鹽鹼水資源,在沙漠中建設養殖池塘,調節水質以類比海洋環境,用迴圈水系統保持水質清潔,並根據海鮮的生長需求,合理調控光照、通風等環境條件,在峽谷和鹽鹼地里養出了螃蟹、大蝦等多種海鮮產品,成就了一段沙漠戈壁中的漁業傳奇。
人工干預向海洋要水
有時候,人們還會通過人工干預的方式改變水資源的流向,以合理調配水資源。不過,讓河水改變流向,不僅需要具備改天換地的勇氣,更需要精準無誤的規劃設計與實力雄厚的經費支援,若要取得成功絕非易事。例如,以含鹽度高而著稱的死海,水位仍在以大約每年1米的速度繼續下降,為了拯救死海,曾有學者提出設想——從紅海中抽水,經過淡化處理之後將淡水供當地人使用,再把鹽水注入到死海。然而,因這項工程耗費巨大,還有可能對死海的生態環境造成破壞,時至今日依然未能實施。
人類與水的博弈,是科技與自然的碰撞,每一項技術創新的背後都隱藏著對自然的敬畏。我們只有在高效利用與生態保護間找到平衡,才能真正守護生命之源。
作者:馬志飛 地質高級工程師,中國地質學會會員,自然資源優秀科普圖書獎獲得者
審核:徐奎 天津大學水利水電工程系副教授