边缘水——未来的新水源

PROTON

随着我国社会经济的快速发展，水资源短缺问题日渐变得严重，这就迫使我们考虑未来新水源的开发。在北方的干旱地区，水的供需矛盾十分突出，很多地方实际上已经开始了边缘水的开发。
    边缘水不同于现在人们正开发利用的淡水资源，是对将来可能利用的新水源的统称，包括微咸水、生活污水和暴雨洪水三种。一般情况下，我们都不把它们当作是资源范畴内的水源，而是作为污水、弃水来处理。但是，在水资源缺乏的地区，这些水源经过一定的手段处理后，可以用于工业、农业和渔业，对于缓解这些地区的水资源缺乏状况起到很大的作用。
    边缘水来源和用途
    1．微咸水
微咸水主要埋藏在较深层的含水层中，在沿海地区较为常见。一般微咸水与海水的区别是通过cl-离子的含量来划分的，海水中的cl-离子的含量是4000毫克／升，而微咸水中的cl-离子含量却只为海水中cl-离子含量的十分之一，为400毫克／升或者更少。世界卫生组织在1961年公布的饮用水卫生标准中，对氯化物的含量的要求为35毫克／升以下，而cl-离子含量低于400毫克／升的微咸水仍然适于养鱼、农田灌溉和工业消耗用水。
    2．生活污水在城市人口密集地区，每天都产生着大量的生活污水。目前，一个县级城市的人均日用水量为100升，在大城市可达到200升。根据城市的规模不同，其附近每天都有不等数量的生活污水排出。这些生活污水在经过污水处理工厂的处理后，可以用于农田灌溉。其好处是多方面的。除了开辟新水源外，还可以充分利用污染物中的一部分营养物质增加农田的肥效，减少环境污染，从而实现其一部分经济价值。
    3．暴雨洪水干旱地区的缺水状况一方面是降水量偏少的缘故，但在绝大多数情况下都是降水在年内的分布不均匀等因素所致。即使在干旱地区，暴雨洪水也常危及农田及城镇安全。暴雨洪水在经过降水、产流、汇流和洪水演进等一系列水文过程之后，经大型河道排入大海。这些暴雨洪水的发生一般都在雨季，不为农田所需，所以不能有效地利用，形成弃水。而在干旱季节，农田灌溉又得不到应有的保证。为了解决这一难题，有必要兴建大型的水利工程来引水入河、湖、水库、甚至地下水库，这样可以使汛期的暴雨洪水通过各种导水渠道进入已经修筑好的集水设施，以便在农田干旱缺水季节使用。
暴雨洪水的主要特征是其形成过程十分复杂，来猛去速，而且不能确定其产生的时间、地点和水量的多少，所以在修建集水工程时，必须有较高的保证率，其相应的投资费用往往也十分巨大。
  边缘水的水量和水质
微咸水水量十分充沛，但其水质则因地而异，当微咸水中的TDS(Total Dissolved Solids，可溶固体物总量)含量小于1200毫克／升时，可用于农田灌溉，对农作物的生长不会有多大的影响，但是当TDS含量大于1200毫克／升时，就会对农作物产生较大的影响。
生活污水的多少取决于人口的多少，城市越大，人口越多，则生活污水就越多，其数量的大小可以通过计算得到。其水质的好坏取决于污水处理的等级，一般按要求进行处理过的生活污水具有较好的水质，并有一定的肥效，可以符合农田灌溉的要求。
    暴雨洪水的数量往往十分可观，在已知其降水过程和降水区域后，其具体数据可以通过水文模型的计算得到。暴雨洪水的水质受到洪水中固体悬浮物的影响，固体悬浮物越多，水质越差，反之，水质就越好。
    边缘水的稳定性
可利用水的一个重要参数就是稳定性。由此我们提出长系列多年平均可获得水量的概念，以衡量某一地区水量的多少，同时，通过多年水量的偏差状况也可以得知其稳定性。对于不稳定的水源就要求我们采取措施，从地区以外的流域引水，以保证当地工农业生产和居民生活用水的需要。
    微咸水在不同的地方有着不同的情形，化石层中的微咸水水量丰富，所以是十分稳定的，但在有的河谷地区，则有可能发生季节性的变化。
    生活污水的稳定性十分可靠，只要城镇人口确定，其流量的大小往往也十分稳定，据估计，其每天的流量误差不大于10％。在雨季，由于有相对充裕的水资源，污水资源可以先储存起来等到旱季时使用。
    在我们所研究的三种边缘水中，暴雨洪水的稳定性最差，虽然是某一地区的多年平均降水情况可以通过历史资料来获得，但是，某次特定洪水却是一个随机过程，所以至今都不能进行有效地预报其发生的时间和水量的多少。
    在水资源匮乏的以色列，边缘水的开发和利用已经十分普遍，仅微咸水的消耗总量已占其年用水总量的10％以上。目前，中国的水资源也很紧张，人均占有量为2400立方米，是世界平均水平的十分之一，在我国华北地区，某些省份的人均水资源占有量仅为400立方米左右，完全不能满足当地的工业生产和居民生活的需要，所以目前的策略，除了继续实行节水生产、节水农业，并努力引进客水资源外，还应重视边缘水的开发和利用。