理解水短缺问题

缺水淡水资源不足,满足一个特定区域的人类和环境的要求。缺水是密不可分的人权,充分获得安全的饮用水是全球发展的当务之急。然而,给予的挑战人口增长、挥霍无度的使用越来越多污染,由于天气的变化模式全球变暖许多国家和全球主要城市,富有和贫穷,面临日益枯竭的水资源在21世纪。

机制

一般有两种类型的缺水:物理和经济。物理、或绝对缺水是一个地区的结果超过了有限的需求水资源发现。根据联合国粮食及农业组织(粮农组织)的联合国,大约有12亿人生活在物理领域的稀缺性;很多人生活在干旱或半干旱地区。物理可以季节性缺水;据估计,世界上三分之二的人口生活在季节性缺水的地区,至少一个月。受身体缺水的人数预计将增长随着人口增加,随着天气变得越来越不可预知的和极端。

经济缺水是由于缺乏水利基础设施或管理不善的水资源基础设施的地方。联合国粮农组织估计,超过16亿人面临经济缺水。在经济缺水的地区,通常有足够的水来满足人类和环境需求,但访问是有限的。水是管理不善或不发达可能意味着访问被污染的或为人类食用不卫生。经济缺水也会由于不受监管的水用于农业或工业,往往以牺牲普通人群。最后,主要用水效率低下,通常由于经济低估水作为有限的自然资源,可以导致水短缺。

通常,经济缺水源自多种因素的组合。这是一个经典的例子墨西哥城,超过2000万人的大都市。虽然城市收到丰富的降雨,平均每年超过700毫米(27.5英寸),其数百年的城市发展意味着失去大部分降水污染径流污水管道系统。此外,消除的湿地和湖泊,曾经包围了城市意味着很少的降水提要回当地蓄水层。将近一半的市政供水是城市不可持续的从含水层系统。取款大大超过含水层的更新,部分地区下沉40厘米(16英寸)。此外,据估计,有近40%的城市的水通过管道泄漏,已经损坏地震城市的沉没,年老。许多地区,特别是贫困地区,经常体验水资源短缺,和居民用水有经常带来的卡车。表面和地面水域的历史和现代管理不善和自然区域,加上老但的复杂性日益增长的城市,使墨西哥城最高的城市之一受到经济世界上缺水的威胁。

影响

较低的地区降雨或限制进入地表水,依赖蓄水层是司空见惯的事了。开发地下水资源可以威胁到未来供水如果退出含水层的速率超过自然补给的速度。据估计三分之一的世界上最大的遇险含水层系统。此外,重定向,过度使用和污染的河流和湖泊灌溉、工业和市政使用可能导致重大环境危害和生态系统的崩溃。这是一个典型的例子咸海,曾经是世界上第四大的内陆水域,但缩减到以前的一小部分大小的转移农业灌溉的流入河流。

随着水资源变得稀缺,水有增加问题公平分配。政府可能会被迫选择农业、工业、市政、或环境利益,一些团体赢得别人的牺牲。慢性缺水可以在迫使高潮迁移和国内或地区冲突,尤其是在地缘政治上脆弱的地区。

慢性缺水的地区尤其容易受到水危机,水供应减少临界水平的地方。2018年,居民开普敦南非,面对“零天,”的可能性,市政水龙头会干涸,第一个潜在的任何主要城市水危机。由于极端的努力节约用水和偶然的雨,没有发生重大事故的直接威胁。不过,鉴于人类能生存几天没有水,水危机会迅速升级为一场复杂的人道主义危机。2017年全球风险报告世界经济论坛水危机列为第三个最重要的全球风险对人类的影响,大规模杀伤性武器和极端天气事件。

解决方案

解决水资源短缺需要多学科的方法。水资源管理必须与公平经济和社会福利最大化的目标的前提下生态系统功能。这种理想有时被称为“三重底线”:经济,环境,和股票。

一系列的环境、经济和全球工程解决方案已经提出或实施。公共教育无疑是水资源保护工作的关键,和所有公共和环境政策必须使用合理的科学的实施能否持续资源管理计划。

环境政策

保存和恢复自然生态系统的收集、过滤、存储和释放水,等湿地和森林,是一个关键的战略对抗缺水。淡水生态系统还提供许多其他生态系统服务,如养分循环和防洪。只有一个完整的生态系统可以支持这些生态过程,具有经济和社会价值。然而自然领域,往往不与他们的生态重要性评价思想和被破坏或退化的更直接的经济效益。

经济和社会的解决方案

大量的研究表明,水价格上涨减少水的浪费和污染,可以用于水利基础设施的改进。然而,价格上涨是公开和政治上不受欢迎的在大多数地方,和政策制定者必须小心考虑这样的增加可能如何影响穷人。水税重用户可以阻止在工业和农业用水浪费而离开家庭用水价格不受影响。消费者可能会经历高产品价格由于生产成本增加,理想情况下这种税将有助于解耦经济增长从水中使用。在许多地方,退税浪费水的更换电器、厕所和淋浴喷头等,是一种常见的和具有成本效益的选择。

工业农业是一个主要因素水污染从农药和化肥和动物废物。政策激励有机农业和其他可持续农业实践保护水源免受农业污染物。工业水污染的来源通常更容易监管的点源污染。

工程技术

可以解决水资源短缺的挑战与传统的工程,往往直接好处。最明显的解决方案是基础设施维修。想办法降低安装和维护成本,特别是在欠发达国家,和设计工程解决方案,有利于环境和应对气候变化的影响正在挑战在基础设施维修。

考虑到大约70%的淡水资源致力于农业,另一个主要的解决方案是改善灌溉技术。许多农业地区依靠简单的洪水,或地面灌溉,灌溉的原理方法。然而,洪水经常会频频向被字段比作物需要更多的水,和大量的水蒸发到空气中或在交通从其来源。从这些实践,教育农民对潜在失水中水回用减排目标制定明确的目标,和资金改善灌溉和节约用水的技术可以帮助减少浪费水在农业中使用。

海水淡化提出了控制地区的缺水问题访问或海水含盐地下水。事实上,脱盐水已经是一个城市的主要来源水的供应在一些人口密集的干旱地区,如沙特阿拉伯。然而,现有的海水淡化技术需要大量的能量,通常的形式化石燃料,所以这个过程是昂贵的。出于这个原因,一般只用在淡水的来源并不经济。此外,大量的温室气体产生的废水排放和盐水脱盐工厂造成重大的环境挑战。

废水可以是一个宝贵的资源在城市或城镇的人口增长和水供应是有限的。除了缓解紧张有限的淡水供应,实现废水的再利用可以提高质量的溪流和湖泊通过减少污水排放,他们接受。废水可回收和重用的作物和景观灌溉、地下水补给、或娱乐的目的。填海喝或家庭使用在技术上是可行的,但是这重用面临重大公众阻力。水循环植物的发展在世界各个城市举办的越来越普遍。使用废水灌溉施肥藻类或其他生物燃料已被建议作为一种有效地培养这些作物,同时促进吗renewable能源来源。另请参阅废水处理。

雨水收集nonpotable功能,如园艺和洗衣服,可以显著降低公共淡水供应需求和雨水的基础设施。储蓄的需求和供应饮用淡水可以显著在大城市,和许多缺水的城市,如墨西哥城,积极发展集雨系统。许多地方甚至鼓励和补贴雨桶和其他雨水收集系统。然而,在一些地区,尤其是在美国西部,集雨被视为一个水权问题,和限制放置在这样的集合。此外,收集径流集水系统,让它渗透到地面是很有用的充电地下水。

写的梅丽莎Petruzzello、植物和环境科学助理编辑百科全书。yabo亚博网站首页手机

上图信贷:托马斯·m·Luhring / SREL