二十一世纪的水资源.doc

二十一世纪的水资源

大自然的原动力-水的循环
人类生活于宇宙间之地球上,无时无刻不与水发生密切的关系;大至空气中的浮云聚集与散离,气候的呼风唤雨,使得我们周遭的环境中常见涧水常蓝,溪水川流不息,其间滋润土壤,苏醒翠绿的植物,而终归于浩瀚的海洋;小至人体本身约占体重的70%是水份,在体内扮演输送养分与排除废物的功能。由此等事实的水文现象,我们知悉在大自然中,水所构成的水循环圈(Water Cycle)是人类生活居住以及维持生态系统不可或缺的自然环境之一(图一)。可是生活中常体验到水多成灾、水少成旱、水脏成污染,因此如何管理水资源,自古即为人类所关注与致力探讨的课题,时至今日讲求效益的科技时代,对水资源的开发利用及保育节约更着重于效益经营。为达成此目的,必须先了解水循环与水资源收支(Water Budget),才宜瞻望21世纪水资源蓝图,并据以规划合理开发与有效利用(节约)的长程计划。
▲图一
在整个地球的水文大环境中,,水由海上与陆上蒸发扩散于大气中,经由气候变迁,藉雨、雪、雹及雾等形式下降至陆上之淡水,约有3,800万立方公里,仅占总水量3%,%属于南北两极冰冠与冰川,实际上无法利用,剩下900万立方公里的淡水分存于河川、湖泊与地下水,%,此等地表水亦常转为径流流入河流及海洋,,占总水量的97%。综观全球水文循环中与人类生活相关能使用的水,不足总水量的1%,且其大部分水源几乎已充分开发。今后要因应人口增长,生活水准提高,用水量递增,必须跳脱传统水源开发利用之范畴。亦即应着眼于应用新理念与新科技来开发利用储存量庞大的海洋,以配合迈向21世纪的前瞻导向。
生命的泉源-海水与生物
从水循环可知悉海洋为水的总归宿,亦是水永续的泉源,取之不尽、用之不竭,,是极丰富的天然资源。况且又具有各种特性如流动性、再生性、洁净性、资源性(如盐、钾、钠、镁等矿物质)及冷热相宜性。海洋表层犹如一巨大的太阳能收集器,吸收蓄储能源,而深层海水又类似大冷藏库储存巨量冰水,富养分犹如维他命或维生素库,有利于生物的繁殖。海洋又在地球分布广阔,约占居全球表面积之71%,在如此庞然巨大的空间又蕴藏如此富丰而干净的能源与水资源等,自地球有生物以来一直是生物界多种生命的泉源。其中尤其是深海冷海水将是人类所必需,且量大而极有价值的资源;赋存于深海的海水无论其养分、洁净度及恒定低温无菌等特性,均比浅海海水优越。如所含磷酸盐、硝酸盐与硅酸盐等养分的浓度比浅海者高数十倍;深海水之洁净无菌系因深海中有机物极为稀少,菌类难以繁殖,是人类最佳的水资源。深海水深藏于海洋底部,水温不受季节气候之影响,维持在稳定的低温1
℃~5℃,是冷能利用与海水淡化之最佳原水。
目前地球上人口已超越56亿,每年约增加1亿人,至2000年已超出60亿人,随人口之增加,每人需求的水、能源消费、土地空间以及粮食亦随之增进。其中尤以水与能源之生产消耗,在部分地域已超越自然环境所能容许的界限,以化石燃料之消耗,已威胁到大自然的运行(如温室效应等)。因此,今后为了人类的社会能永续的营运,必须趁早确保与大自然相调和的再