干旱地区的人怎么喝水?科学家提出了五种办法

原创 PC4f5X  2021-01-29 15:11 

作者 | 辰辰

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)

水资源短缺是影响人类发展的五大全球风险之一。在很多国家和地区,水资源短缺是可持续发展的关键挑战,也是社会动荡和冲突的潜在原因。很多缺水地区面临的形势极其严峻。一方面由于气候变化,降雪、降雨和地下水等传统水源正在受到影响;另一方面,人类用水量的增长导致水供应不能及时跟上。

那么,在缺水的国家和地区,我们又可以做些什么来改善状况呢?科学家们正在研究如何用特殊手段开发水资源。

从雾中捕获

雾中含有的水资源开始被视为干旱地区的饮用水来源,当地的雾不仅浓烈而且经常出现。人类可以架起垂直网格拦截雾并收集其中的微小水滴,然后这些水滴会汇集并流入水资源储存和分配系统。

诸如铝、塑料、有机玻璃和合金等各种材质的筛网材料均可用制作于雾水收集器。这样一个系统的成功应用往往取决于地理和地形。这需要有利于拦截大雾的最佳环境条件,通常在干旱山区和沿海地区能够行得通。

水雾收集是一种低成本的选择,也是一种收集饮用水的绿色技术。水雾收集项目已在世界不同地区实施,其中包括智利、厄立特里亚、以色列和阿曼。

人工降雨

在适当的条件下,通过人工降雨来增强降雨频度和强度可以增加从空气中收集的水量。这项技术涉及将小颗粒撒播到云层或云层附近。这些粒子作为基础,能够促进雨滴或冰晶的形成。反过来,这也使采用人工降雨的地区更有可能下雨或下雪。

不同国家人工降雨技术的应用表明,根据现有云资源和云类型、云含水量和基础温度,降水量可将年平均降雨量增加20%。通常情况下,云中只有10%的水分以降水形式回到地表,因此在干旱地区采用人工降雨技术有着巨大的潜力。

减少蒸发

由于干旱地区获得的降雨量极少,微型雨水收集器有助于收集地面上的雨水,否则雨水就会大量蒸发。

微型雨水收集系统主要有两种类型。一种是通过屋顶系统收集雨水,水流被收集并储存在水箱或类似的设备中。这种水可用于家庭用水或家畜用水。

第二种是农业用水收集,其中包括收集从小型水库集水区或耕种区四周流出的雨水。集水面可以是天然的,也可以用阻止沙质土壤吸水的材料进行处理。由于收集的雨量在时间上存在间歇性,有必要在雨季最大限度地储存雨水,以便日后使用。

海水淡化

脱盐过程是从海水或微咸地下水中去除盐分,使它们符合饮用标准。这使人类能够在自然水循环之外收集可用的水,为当地提供不依赖于气候变化的稳定高质量水资源。

由于膜技术和材料科学的进步,海水淡化技术发展迅速。预计到2030年,这些技术进步将显著降低生产成本。

由于淡化海水的成本不断下降,而提取传统水资源的成本不断上升,预计将有更多的地方将会更加依赖于淡化海水。目前,海水淡化为全球沿海中心城市提供了约10%的市政供水。预计到2030年,这一比例将达到25%。

采集冰山水

把冰山从极地冰帽之一拖到一个水资源短缺的国家听起来不太现实,但科学家和学者们正在考虑将采集冰山水作为提取淡水的潜在方式。

从理论上讲,将冰山移过海洋在技术上是可行的,这一过程分为四部分。这将需要找到一个合适的冰山作为淡水来源,计算必要的牵引电力需求,准确预测整个运输过程中冰山的融化损耗,并估计整个过程在经济上的可行性。阿拉伯联合酋长国和南非等国家正在考虑将运输冰山作为一种潜在选择,以缩小当地淡水需求和供应之间的差距。(辰辰)

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(原标题:Five unusual technologies for harvesting water in dry areas)

(责任编辑:秦一晗_NBJS12572)

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