水多还是水少教学设计刍议——寻找水资源可持续利用和节水的科学基础

人民教育出版社 丁尧清

一、地球是个水球：水多

苏联宇航员加加林说，从太空看，地球更像“水球”。因为地球上超过70%的地方是水，是蔚蓝的海洋。人类因为绝大多数生活在地面上，即使是海员和渔民终归也要回到陆地上的家，这个有限的实践决定了人类的认识，因此先民们从自己的经验出发，将我们居住的这颗星球称为“地球”。

图1 统计地球海陆面积比例

（抛掷塑料地球仪，统计接球时拇指的位置（海或陆），反复多次，可以得出海陆七三开的比例）

二、可用水比例低：水少

地球表面71%是海洋，地球水圈总储水量有14亿立方千米。水量似乎无穷之大，但其中绝大部分是海水，能为人类利用的淡水不足3%；在这部分淡水中，大部分（约70%）又被束缚在极地和高山的固体冰雪中，目前人类比较容易利用的淡水资源，主要是河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水，储量约占地球淡水总储量的0.3%，只占地球总储水量的十万分之七。如果说地球上的水以100升计，那么我们可以使用的淡水只比半汤匙多一点。这也是众多出版物和宣传材料要求我们珍惜水资源和节水的重要理由，问题是这个理由站得住脚吗？

图2 地球上的淡水储量比例

三、人均需水有限：水多

任何事物都是相对的，淡水如“沧海一粟”，果真就不足人类之需吗？

按人体生命极限计，不吃饭能维持7天，不喝水只能维持三天。从生理需求来看，每人每天消耗水分2.5升，其中排尿1.5升，蒸发1升。从实际用水量来看，因地区和经济水平而异，比利时人均每日生活用水108升，德国220升，智利360升；在我国，广东和上海城市居民人均每日生活用水超过400升，天津不足200升，乡村居民用水更少。

表1 中国部分省市用水结构和人均生活用水

人类可以利用的淡水合计10.5万立方千米。在现有水平下，目前人类真正有效利用的淡水资源每年约9000立方千米。按人均每日生活用水1000升计，全球70亿人口每年需水2555立方千米，远低于地球提供给人类的淡水资源。

我国淡水资源总量2800立方千米，扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后，现实可利用的淡水资源约1100立方千米，人均可利用水资源每年约900立方米，每日约2.5立方米，这个数值远超过生活需求。

我国淡水资源总量占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，却被列为全球贫水国之一1据世界资源研究所《世界资源报告：1986》（中国环境科学出版社，1988年），我国位列贫水国第13位。1997年，联合国粮农组织将我国列为过分利用地下水问题最严重的国家之一。，这又是为什么呢？

四、自然和经济的约束：水少

我国土地面积位居世界第三，占全球陆地面积6.5%，主要位于温带，气候和生物区系复杂多样，且具有明显的纬向、经向和垂直梯度。

图3 我国400mm等降水量线变率范围

得益于地理位置的特殊性，我国深受季风的影响。但这种季风气候大陆性明显，季节或年际变化显著。由于季风气候的不确定性，我国降水的时空分布通常不稳定、不均匀，最西端和最北部降水稀少，东南沿海较多。在许多地方，极端气候或气象事件时有发生，而且强度大，旱涝灾害多发。与“性格”温和的温带海洋性气候相比，统治中国的季风气候则过于“暴戾”。因此有水利专业人士戏称，将一条西欧河流的堤坝加高10厘米，可将防洪标准从10年一遇提高到百年一遇，如果将中国的堤坝加高50厘米，却仅仅能将防洪标准从10年一遇提高到20年一遇。

从水资源时间分布来看，我国的降水年内和年际变化大，60%至80%主要集中在汛期；从空间分布来看，北方地区陆地面积、耕地、人口分别占全国的64%、60%和46%，而水资源量仅占全国的19%。因此，受季风气候和地理条件影响，水资源时空分布极不均匀，雨热同期、南多北少，与生产力布局不相匹配，这是中国的基本水情。在全球气候变化和工业化、城镇化快速推进的背景下，中国水资源条件正在发生新的变化，北少南多的水资源格局进一步加剧，干旱缺水、洪涝灾害、水体污染、水土流失等水问题日益突现。

中 国以占世界6%的淡水资源、9%的耕地养育了占世界21%的人口2水利部副部长胡四一在南京召开的“第四届长江论坛上”的讲话。2011年4月18日。，水利发挥了极其重要的作用。以山东省为例，水资源仅占全国1%，却灌溉了全国6%的耕地，生产了全国8%的粮食，养育了全国7%的人口，支撑了全国10%的经济总量，靠的就是精细化水资源管理，建设水资源调配工程，高效储存和利用雨洪资源。相反，在某些人均水资源较高的地区，因为储供水能力或水利工程建设不足，缺水情况十分严重。如贵州省，当地中小河流众多，雨量丰沛，但水资源开发利用率仅为9.6%；又如云南省，雨水资源丰富，但因为长期以来不重视保护公共水源，水源林遭到破坏，水库和灌溉系统管护不力甚至荒废，由水资源大省变为穷省，在2009/2010年遭遇秋冬春连旱时，损失巨大。

以人口密集区和粮棉主产区黄淮海平原为例，这里年降水变率很大，降水稳定性差。黄河、淮河、海河三个水系的水资源总量仅占全国的7%，而且还有减少的趋势。如将1980至2000年水文系列与1956至1979年水文系列相比，黄河、淮河、海河流域降水量平均减少6%，地表水资源量减少17%，海河流域地表水资源量更是减少41%。南水北调终点区北京人口总量持续扩张，生活用水已占用水总量44%，如果人口持续膨胀，南水北调的水量将被快速增长的人口所吞噬。

总之，一地水资源的丰缺是和生活形态、经济发展密切相关的。富水区（>1667m3/（人•年））不一定不缺水，如我国台湾，人均每年水资源量高达3030m3，但因为河短水急、冬夏流量变化大以及城市发展、过度抽取地下水、水污染等因素，缺水问题相当严重。相反，属于贫水区（<1000m3/（人•年））的以色列，人均水资源量只有290m3，但通过北水南调、向土耳其购买淡水、发展节水技术、虚拟水种植等措施，人均用水量高达447m3；尽管口粮不能自给，却成为农业（花卉、水果等）出口国。

因此，应通盘思考“为什么缺水”这个问题，包括用水、蓄水、调水等，加强节水宣传，做好结构调整和产业转型，提高水资源供给和保障能力，才是实现水资源可持续利用的关键。