付恒阳，潘红霞

（长安大学a.地球科学与资源学院;b.环境科学与工程学院，西安 710054）

世界水危机及对策探讨

付恒阳a，潘红霞b

（长安大学a.地球科学与资源学院;b.环境科学与工程学院，西安 710054）

由于人口增长、水污染、跨国水体管理不善、水供需系统低效运行等因素的综合作用，世界人均可用淡水量正在持续下降，水资源短缺日趋严重。避免潜在的水危机需要我们用全新的思考方式和态度对待水问题，找到更科学、更高效、更完善的水的计划、生产、配置、节约和管理策略。介绍了目前世界淡水资源的可利用量、抽取和消耗状况;强调了促使未来水问题更加复杂化的一些主要因素;尝试性提供一些防治未来水危机和实现水可持续利用的综合性对策及建议。

水危机;水资源;水资源综合管理;教育;宣传

1 水危机对人类生活的影响

随着人口的急剧增加、工业化进程的加快和农业生产规模的扩大，全球淡水抽取和消耗量以惊人的速度增长，有限的淡水资源正日趋减少，人类社会的可持续发展将面临着一个严峻的水危机挑战。水安全关系着粮食安全。今天，世界40%的粮食来源于灌溉土地，在许多人口众多的发展中国家，如中国、印度等，水资源可用量已达不到灌溉的需求，而这些国家快速增长的人口及用水的低效性使这一问题更加突出。联合国环境规划署的数据显示，如按当前的水资源消耗模式继续下去，到2025年，将有40个国家占全球30%的人口受到水资源短缺的影响。到2050年，将有65个国家约占全球人口60%的人类将面临淡水危机［1］。

目前世界上大约有9亿人没有安全饮用水喝，有近26亿人缺乏安全的水卫生设施，全球每年有数百万人，尤其是5岁以下儿童，死于与水相关的疾病，如疟疾、伤寒、霍乱等［2］。在所有传染性疾病导致死亡的案例中，由水造成的传染性疾病是第三大杀手。有时候，如2004年，与水相关的疾病比HIV和AIDS造成的死亡数字还高［2］。极端水文事件，如洪水、干旱常常诱发或加剧了上述疾病的发生。发展中国家是世界大部分人口的集聚地，最易受水传播疾病的影响。

此外，水污染造成了许多物种灭绝和严重的生态破坏，把人类及其赖以生存的环境置于越来越大的危险之中，严重制约着各国社会和经济的发展。世界人口膨胀和气候变化使本已棘手的水问题更加复杂化，未来前景更暗淡。

2 水资源可利用量、抽取和消耗状况

2.1 水资源可利用量

全球总的淡水储量大约是3 500万km3，只占世界水资源总量的2.5%（140 000万km3）。剩下的97.5%以盐水的形式存在于海洋中（96.5%）和地下水中（1%）。淡水资源以各种形式存在，其中约70%存在于两极冰川、雪山及永久冻土中，人类难以使用［3］。淡水湖泊和河流是人类用水的源泉，其储量只有9万多km3，不足世界淡水总储量的0.3%。

就世界总的淡水资源（包括储存和流量）来说，能把水消耗殆尽是不切实际的。因为世界淡水总量是巨大的，超过人类出于各种目的用水量的数千倍。如在20世纪早期，全球整个用水量大约是每年3 700 km3，只占整个水量（3 500万km3）的0.01%［4］。然而，世界各地的实际水资源和人口限定了该地区的人均实际用水量，造成各地可用水量多寡不均。

表1列举了世界各地区的水资源可用量。从表1中，我们看到，亚洲人均可用水量最低，人均3.26×103m3/a，其次是欧洲，人均3.92×103m3/a。大洋洲最高，人均达到66.69×103m3/a，然后是南美洲，人均31.19×103m3/a。由于世界每个洲各个地区实际可用水量极其不同，故表中的数字会造成误解。如大洋洲人均可用水量是66.69×103m3/a，而澳大利亚实际人均可用水量仅仅是19.7×103m3/a。从表上反映，整个非洲的年人均可用水量比亚洲和欧洲都高，但实际上北非很多地区人均可用水量最低，只有0.71×103m3/a。除北非外，人均可用水量较少的国家还有:南亚（1.76×103m3/a），西亚（2.11×103m3/a），中欧（2.12×103m3/a），中国西北人均可用水量也仅有2.13×103m3/a［5］。总的来说，年人均可用水量较低的地区大都是干旱和半干旱气候，且人口增长较快［6］。除了大洋洲之外，年人均可用水量较高的地区还有加拿大和美国的阿拉斯加（174×103m3/a），西伯利亚及俄罗斯远东地区（76.6×103m3/a），南美洲北部（58.3×103m3/a），南美洲东部（45.1×103m3/a）［5］。

表1 世界各个洲的潜在可用水量Table 1Potential water availability in different continents of the world

2.2 淡水资源的抽取和消耗

影响水抽取和消耗的主要因素是人口、生活标准、为生存和发展所从事的各种经济活动（如工业、农业等）、水供应和分配系统的有效性、环境意识等。全世界范围看，发达国家人均水抽取和消耗量比发展中国家高。

表2列出了1900—2025年各个洲的水抽取和消耗量。可以清晰地看到，自1900年以来，全球各个洲的水抽取和消耗量都在极大地增加，截至到2010年，从抽取量上反映，全球增长了近8倍。就各个洲来看，非洲和亚洲增长了近7倍，大洋洲增长了22倍，欧洲和南美洲增长了14倍，北美洲增长了10倍多。从消耗量上看，全球增长了7倍还多，非洲和亚洲增长了近7倍，大洋洲增长了35倍，欧洲增长了17倍，南美洲增长了近10倍，北美洲也增长了8倍多。

人口的快速增长和工业化进程无疑导致了家庭和工业用水的增长，但水需求的决定性因素是农业（如表3所示）。表3给出了各部门年抽取量和消耗量。全球范围内，2010年与1900年相比，农业用水增长了5倍多。农业对水需求起决定性作用尤其体现在经济欠发达的地区，如非洲、亚洲和南美洲。在这些地区，农业用水占据了总用水量的60%，一些国家甚至达到或超过了90%［5］。

需要注意的是，虽然农业用水占重要比例，但工业和生活用水增长的速度更快。从表中反映，1900—2010年期间，全球工业用水和生活用水都增长了20倍。在经济发达地区，如欧洲和北美洲，生活用水量最高，预计到2025年，这些地区的生活用水会占总用水量的40%［6］，将超过农业和工业用水。而在亚洲和非洲，未来的农业用水仍远高于生活和工业用水。可以肯定地说，未来不同部门用水的竞争会使水问题更加突出。

表2 各个洲的水抽取和消耗量Table 2Water withdrawal and consumption in different continents103m3/a

表3 全球不同部门的水抽取和消耗量Table 3Global water withdrawal and consumption by different sectors103m3/a

3 促使未来全球水问题复杂化的主要因素

3.1 人口增长

人口增长是全球水危机的一个主要驱动因素。人口的增长促使各个方面对水需求的增加，包括家庭、工业、农业、娱乐业等。如图1所示，世界人口已从1900年的16亿发展到目前的70亿。联合国预测，到2025年，世界人口会增长到80亿，2050年会达到91.5亿，当然这些增长主要体现在发展中国家，这些国家的人口到2020年会达到54亿，到2050年会达到79亿。由于这些国家目前就存在着严重的水问题，未来水问题会更加棘手。

图1 1900—2050年世界人口Fig.1World population from 1900 to 2050

3.2 全球气候变化

有关气候变化趋势究竟是正常的自然循环还是人类作用的结果争论不休。的确，由于气候大系统的复杂性和人类对气候作用的非充分理解，很难准确地预测未来气候变化对全球的影响。然而，许多科学家通过不同的气候模型分析证明，人类活动的确加剧了温室效应。一致认可的是，21世纪全球气候变化趋向于变暖，未来几十年人为产生的增暖率每10年将增加0.1～0.2℃［7］。

大量的全球气候模型（GCM）和区域气候模型（RegCM）分析表明，未来的全球气候的变化会使干旱区变得更干旱，湿润区变得更湿润，大量的降雨有可能发生在高纬度地区，而大部分亚热带地区降雨量会减少。预计到21世纪末，全球极端干旱的面积会增加10%～30%。今后每100年极端干旱事件的数量和平均干旱持续时间会增加20%或更多［8］。夏季欧洲南部降雨量会减少，温度增高，随之带来的是蒸发量加大，土壤水分减少，这不可避免会造成干旱的频率和强度增加。降雨量的预测结果表明，到2050年，北美和欧亚的高纬度地区降雨量会增加10%～40%，而在地中海、南非和美国西部及墨西哥湾北部会减少10%～30%［9］。

需要指出的是，虽然气候模型被认为是预言气候变化及其影响最有用和最有力的工具，但其结果仍具有不确定性。部分原因是气候系统具有高度的动态性、非线性和复杂性，部分原因是目前模型采用的网格尺寸与实际对象有一定的误差，部分原因是许多地区缺少长期的气候相关成分如降雨的历史记录。故需要对上述预测的精确性作认真的解读。

水循环是气候大系统的一个组成部分。气候变暖无疑会加速全球的水循环，这无论是对全球还是对区域性地方水资源都有极大的影响，造成更大更频繁的水极端事件，如洪水和干旱等，给全球水资源的管理及避免潜在的水危机和水冲突带来更大的挑战。也许目前急需解决的问题是如何把现今和未来的气候变化信息整合起来，更具体更可靠地评估全球气候变化对水资源的影响。

4 对策与建议

4.1 因地制宜防治水危机

就全世界范围看，水荒主要体现在资源性缺水、管理性缺水、水质性缺水和工程性缺水几个方面。在干旱和半干旱地区，年降雨量少，蒸发量大，面临的是实质性水资源短缺;而在一些水资源较充沛的国家和地区，水问题突出表现在水资源管理上;至于水质性缺水和工程性缺水世界各个国家都不同程度地存在。也有很多专家把世界水荒完全归结为水资源长期持续的管理不当，包括严重水渗漏、水浪费、水质污染、水资源配置不合理等。

无论何种原因造成的水荒，采取一些行之有效的保水、储水和节水措施都很有必要。各个地区可因地制宜采用或参考以下方法:①三水（天上水、地表水和地下水）统观统管，全面规划，合理调配［10］;②发展地下蓄水，修建地下水库，增加当地水源;③研发简易、高效的废水处理技术，重复用水，节约水源;④充分利用雨水、洪水、冰川雪水、苦咸水等;⑤加强灌溉管理，推广高效灌溉节水技术;⑥扩大绿化面积，加强区域小循环，涵养水源;⑦时空、经济和生态治水，保证水资源的永续供给;⑧研究生物节水和作物精量控制用水技术;⑨研发经济、廉价的海水淡化技术;⑩构建节水型社会。

4.2 对水资源作更精确的评估

日益加重的水资源短缺促使我们必须找到一个对目前和将来水供需量更现实更可靠的评估方法，以实现更有效的水资源利用。尤其要精确各种数据和指标，包括水旱灾害损失率、城市生活供水普及率、生产用水效率综合指数、农业用水比率、防洪能力指数、最小生态用水保障程度、水质达标率、水土流失治理率、水利信息化指数等［11］。

影响水的因素多种多样，且以各种复杂的方式相互交织并持续变化着，包括人口及其分布、生活标准、水的时空分布、不同部门间的用水竞争、水价、水质和气候状况等。故在对水的可利用量和需求量评估时，要充分考虑所有因素，包括一些潜在因素，如城镇人口的持续增长对水供应、水卫生、水处理及其相关问题的影响，老龄人口增加对水供应及水卫生的影响等。

4.3 制定水资源管理的综合性框架

传统的水资源管理方法多倾向于科技和工程，较少综合考虑社会、政治、文化、经济、环境等因素。应对未来的水危机要求我们不能只考虑“以技术为中心”的方法，同时也应该融入“以社会为中心”的方法。解决水荒完全依靠技术专家和工程方法是不足取的，因为水资源管理在真空中不可能实现，社会体系、结构、文化和生活方式都是重要的因子。

必须创建一个更宽泛的，尽可能包括所有影响水问题因素的管理框架来提升人们对水问题的理解和解决水问题的能力。这需要物理、生物和化学（硬科学）和人文社会科学（软科学）的综合。“硬科学”方面包括气候、水、环境和生态的物理、化学、生物性质，时空动态及其相关数据;“软科学”方面包括与水相关的社会、政治、经济、文化、种族、宗教、语言和法律等。

现实中我们对水问题的研究倾向于用具体的科学理论把某一问题“具体化”，缺少在多变的气候和社会状况下，用于综合管理的灵活有效的方法。因此，应对未来的水危机挑战，我们应做到:①拓宽对各种相互联系的诸因素的了解;②制定适应不断变化条件下的研究和处理大范围水问题的方法和措施。

4.4 重视水方面的教育和培训

就水安全和水危机而言，导致目前严峻状况的一个最根本原因是缺乏对水的重要性、水资源可利用量、水的合理有效利用方面的教育。问题的主要原因是社会上占主流的思想和态度造成的，目前流行的观点认为，水资源是一种准公共物品［12］，是大自然免费提供的资源，并总有足够的水供人们利用。在发达国家，很多人想当然认为每个家庭都应得到足够的、高质量的饮用水。甚至在一些发展中国家，很多人相信每个家庭每天都能有安全饮用水喝。事实上，我们中的很多人，尤其是生活在大城市的人，甚至不知道每天用的水是从哪里来的，只知道是从家里的水龙头里淌出来的，人们似乎也不关心水的来源问题。结果，世界上大部分地区水的利用极不充分，浪费极其严重。人们太缺乏水保护和节约的主人翁责任感，急需就水资源方面进行很好的教育和培训。

水资源的教育应努力做好以下几个方面的工作:①使人们清楚水资源的可利用量、需求、消费及其相关问题;②解释说明改变目前水态度的必要性;③制定行之有效的教学计划和程序。

显然，要实现教育的有效性，必须从家庭、教室做起，对象应包括儿童、青少年、妇女和老人等所有人群。我们走出关键的第一步是要对中、小学的课程进行改革，把水资源及与水资源相关的社会、经济、政治、环境融入到相关课本与教学之中。政治领导者应联合水方面的专家及教育家共同制定行之有效的水教育计划和措施。

4.5 扩大对水问题的宣传

尽管目前水状况很严峻，然而水问题并没有受到高度的关注，远不及HIV、AIDS、恐怖活动和其他一些不太严重的全球性问题。其原因并不是因为水安全、水危机不被世界认可，也不是因为水问题没有别的世界性问题重要，而是因为没有有效地向全世界广大群众宣传水安全、水危机及相关问题，尤其是没有以广大群众可接受、易吸纳的方式宣传。

人们对水资源可用量、水需求、水消费等相关问题的知识和认识主要依赖于每个人的生活背景、生活方式、受教育的多寡、文化和宗教等，所以，获得水方面的信息和知识的方式不同。因此，让水安全问题得到全世界的关注的一个主要方法是广泛宣传目前的水现状、未来趋势及其该方面的科学进展，且必须分别采用各地人们所熟悉和需要的语言及形式进行。目前，世界就水问题及其取得的进展的宣传方式主要通过国际性会议和期刊杂志，而这种方式广大群众无法触及，也不感兴趣。再者，采用的语言常常带有许多科技或工程术语，相当一部分人难以理解。

向广大群众有效宣传水问题及其研究成果的困难迫切需要解决。我们需要找到一个更开放、更灵活、更通俗的方式。一些学者发现，从事社会科学、政治科学和法律科学的研究人员比专门从事水问题的研究者在水问题宣传中更积极，甚至更成功。我们应和各个领域的研究人员合作，从而找到更有效、更快捷的宣传方法。

5 结论

（1）人口增长、水无度消耗、水污染、水供应系统不良运行和对水可持续利用漠不关心的态度造成了目前水资源短缺的严峻形势，未来世界将面临潜在的水危机。

（2）人口膨胀、全球气候变化和一些未知事件（如人口老龄化，城市扩大等）促使未来的水问题更加复杂化。

（3）实现水资源的可持续利用和有效预防未来的水危机需要我们在思想上和行动上作出重大变革，方法有:因地制宜解决水问题;对水资源作更精确的评估;制定水资源管理的综合性框架;重视水方面的教育和培训;扩大对水问题的宣传。

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（编辑:赵卫兵）

World Water Crisis and Countermeasures

FU Heng-yang1，PAN Hong-xia2
（1.School of Earth Sciences and Resources，Chang’an University，Xi’an710054，China;
2.School of Environmental Science and Engineering，Chang’an University，Xi’an710054，China）

The world’s per capita available fresh water is declining and the water shortage is getting serious owing to a combination of factors including population growth，water pollution，inadequate management of cross-border waters，inefficient operation of water supply and demand system.To avoid potential water crisis，we need new ways of thinking and attitudes to deal with water problems，and to find more scientific，more efficient strategies for water planning，production，configuration，conservation and management.In the present research，the availability of world’s freshwater resource and the water withdrawal and consumption are reviewed.Some of the main factors that complicate the water problem in the future are highlighted.Some tentative comprehensive measures to control the future water crisis and realize the sustainable use of water are given.

water crisis;water resources;integrated water resource management;education;publicity

X312

A

1001-5485（2013）05-0017-05

10.3969/j.issn.1001-5485.2013.05.005

2013，30（05）:17-21

2012-04-16;

2012-05-18

教育部国家外专局高等学校学科创新引智计划（“111”）项目（B08039）

付恒阳（1975-），男，河南平舆人，博士研究生，从事水资源与环境方面的研究，（电话）15929803209（电子信箱）fhengyang@163. com。