全球水资源短缺 我面临严峻挑战
“水资源对全球至关重要，整个经济发展离不开水。水资源短缺对澳大利亚是一个挑战，对中国更是一个严峻的挑战。”夏巴兹·凯恩博士与记者交谈时一开始就如此强调。他是澳大利亚科学与工业研究组织水土研究所所长，与中国在水资源可持续发展方面有着密切合作。
采访中，我们的话题集中在农业灌溉和水资源污染等问题上。凯恩介绍说，由于生态环境的破坏和用水需求的增加等因素，全球水资源严重短缺，而且形势日趋严峻。目前，全球水资源的72％用于农业灌溉。亚洲国家用于农业灌溉的水资源比例更高，达87％，其中大部分用于水稻种植。世界十大稻米生产国为中国、印度、印度尼西亚、孟加拉国、越南、泰国、缅甸、菲律宾、日本和巴西。亚洲国家是世界的米仓，生产全球91．1％的大米。近年来，国际市场对大米需求量逐年增加。这就意味着，主要大米生产国还会进一步扩大水稻种植。但由于工业化和城市化对水资源的需求急剧上升，使本已趋紧的水资源问题变得更加严峻和复杂化。在一些地方，水资源短缺问题已很突出，农业发展受到严重制约。根据目前的发展趋势，灌溉农业，尤其是水稻所需的水资源将越来越少。到2025年，亚洲国家将有3900万公顷水稻面临缺水。日益严重的水资源短缺威胁着灌溉农业的可持续发展，进而威胁到水稻种植者和消费者的食品安全和生计。
中国是世界最大的大米生产国，产量达世界总产量的32％。中国的灌溉面积在过去几十年里有较大幅度的扩大。1949年，中国的灌溉面积为1600万公顷，占可耕地的16％。现在，中国的灌溉面积达到5300万公顷，占可耕地的40％。但由于工业和城市用水增加迅猛，农业的用水份额逐渐减少，从1949年的92％逐步下降到1980年的80％和1997年的65％。凯恩说，面对如此严峻的形势，急需找到“多种水稻少用水”的灌溉技术，加强保护并合理利用水资源，同时也要提高水资源的利用率。
多种水稻少用水 实行计算机管理
解决“多种水稻少用水”问题正是凯恩研究的领域之一，主要涉及地表水资源。在澳大利亚，水稻种植集中在墨累河和马兰比吉河流域的平原地带。根据澳大利亚国家统计局公布的数字，澳大利亚的农业用水在逐年增加。20世纪80年代中，澳农业灌溉用水为127亿立方米，到了90年代中期以后，增加到158．2亿立方米，灌溉面积也由80年代中的162．7万公顷增加到233．2万公顷。随着灌溉面积扩大，加之干旱少雨和生态环境遭到破坏，灌溉用水逐年减少。为了科学利用宝贵的水资源，凯恩领导的水土研究所对整个灌区实行计算机管理，在输水口建有与控制室计算机联网的太阳能电动闸门（见上图），农田供水全部由计算机自动完成。凯恩及水土研究所的科技人员将灌区不同时段的降雨量、河流的蓄水量、土地的含沙量、河流和土地的蒸发量及渗漏量、作物不同生长阶段的耗水量等大量数据搜集录入计算机，由计算机对这些数据进行综合分析，以确定农田的最佳给水量。计算机同时跟踪天气情况，搜集千变万化的气象资料，分析在不同天气情况下农田耗水量的变化，以科学调整农田的给水量。如果雨天即将来临，计算机会根据气象资料提供的降雨数据自动减少或取消对农田灌水。凯恩等科技人员还同时搜集包括中国在内的其他国家灌区的有关数据，供分析参考，指导灌溉，力争做到不浪费一滴水。
灌溉技术是一个方面。整个灌区水资源的保护和统筹使用问题是凯恩研究的另一方面。在研究过程中，凯恩不是考虑某一个或几个农场对水资源的需求问题，而是对整个灌区的用水情况进行全面规划。通过计算机对灌区各个农田的全部数据进行分析，准确掌握不同农田的耗水情况，实行按需灌溉，该多灌的多灌，该少灌的则少灌。这样，不仅节约了水资源，而且大大提高了水的利用率。
中澳情况不相同
地下水资源的保护和合理使用，与地表水资源的保护和合理使用同等重要。地下水资源一旦受到污染，不仅会造成灌溉和饮用水短缺，而且会严重影响人体健康。
在谈到地下水资源的保护和利用时，凯恩说，他每年几度访问中国进行相关研究，总不忘拿中国与澳大利亚作比较。澳大利亚的土地板结，地表水下渗缓慢，相对来说，土壤中的盐，以及化肥、农药中的氮、磷等有害成分随着水渗入地下的速度也较缓慢。但由于地下水量不充足，盐等致污物的浓度依然很高，往往不适合于饮用，甚至无法用来灌溉农田。中国的情况则不同，在很多地方，土壤含沙量较高，土质松软，地表水渗入地下的速度较快。土壤中的大量盐分随水渗入地下，对地下水造成污染。不仅如此，水稻种植地区的稻田漫灌现象比较普遍。灌溉时，用水量和灌溉方法缺乏科学管理，水从一块稻田流到另一块稻田，还经常出现稻田里的水四处横溢。这样，既造成水肥浪费，又造成大面积的地表及地下水资源污染。
污水处理是关键
更可怕的污染源是城市生活污水和工业废水。这些污水如不加处理直接排放，将严重污染河流和地下水资源。凯恩说，他在山西某地曾看到一口井，人们在用水泵抽取地下水饮用。那口井紧挨着排放污水的水沟。沟里的污水会大量渗入井内，直接污染井水。他强调，必须加强治理，否则，那里的地下水将完全变作废水，不但无法饮用，也不能用来灌溉农田。地下水既是灌溉资源，更重要的是农业地区饮用水的来源。人们饮用了遭到污染的地下水之后，往往会出现多种疾病，严重危害人体健康。
几个世纪以来，人类一直都在设法阻止地表水渗入地下。传统的做法劳民伤财，且收效甚微。要从根本上解决地下水资源污染问题，还得用科学的方法。除了对地表水资源加强科学管理，合理灌溉，减少渗漏外，还要加强对城市污水进行处理。
最近，凯恩针对中国人口比较稠密，城市大量排放污水的特点，在山西对解决地下水资源污染问题进行实质性研究，并与大同市合作，建立一座污水处理系统，对城市污水进行处理和利用，阻止污水对地表和地下水资源造成污染。凯恩说：“我们要设法利用每一滴水，不仅利用地表水、地下水，还要设法利用城市污水。我们要利用污水来种庄稼、来进行工业生产，甚至来解决生活用水不足问题。”他介绍说，大同的污水处理系统处理能力非常强，可以把整个城市排放的污水全部回收，加以处理。这一项目将在3年内竣工并投入运营。届时，大同的水资源不足问题可望大大得到缓解。
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