【保存旧报纸】用水者的科学智慧——聪明节水与造水


发布时间:2020-11-26 20:41:04 阅读量:884 作者:新明

中水回收再利用也为动物园省下不少水,中水指的是轻度使用但处理后仍可作为次级利用的水保存旧报纸。国王企鹅水池的维生系统用水,都是自来水经过粗滤、细滤、臭氧杀菌,呈密闭式循环,一个月才需换水一次,而每次换下130立方米的水其实还相当干净,动物园因此设计引流道,把企鹅的池水供应给次级用水区,例如鸟园的大水池、花圃浇灌和小河道补给水,以及野马和棕熊的栏舍清洗等用途。

却仍面临缺水的窘境,如何使每一滴水发挥最大效能,考验每个用水者的科学智慧。台湾《科学人》杂志第79期刊文《聪明节水与造水》作了介绍,摘编如下:

在台湾,每逢梅雨和台风季节,都会带来丰沛雨量,不时酿成灾祸,而平均年雨量高达2500毫米,更是世界平均值的2.5倍,这个看似水资源不虞匮乏的小岛,实际上每人每年分配到的有效水资源只有1700立方米,名列全球第18个缺水地。

地理和气候是造成缺水的主因,由于台湾多山、河川坡陡水急,降下的雨水很快就奔流入海,每年大约900亿立方米的降雨,其中500亿立方米最后都进了太平洋和台湾海峡,只留少部份可以利用。

此外,降雨时间与空间分布极为不平均,有78%的降雨集中在5~10月,台风和豪雨在短时间内带来丰沛的雨量,宣泄不及便酿成水灾,而在接下来的六个月枯水期,丰枯径流量差异甚大的台湾中、南部地区,则经常面临缺水问题(丰水期和枯水期径流量的比例,北部为六比四,中部和东部约为八比二,南部则高达九比一)保存旧报纸。

社会与经济的发展使人口不断增加、产业持续引入,需水量势必增加,则是缺水的另一个原因。台“水利署”以1996年为推估基准、配合不同的发展情形预估,至2021年,台湾地区的用水需求最高可达188亿立方米;而农业用水量是最大宗,和全世界其它地方一样,在2006年的总用水量174亿立方米中,农业用水就占了将近71%,其它则为生活用水约占21%,工业用水则占9%。这些水源有70%取自地面水,30%取自地下水。

地面水主要来自大型蓄水设施,在台湾山多水短的地形环境下,每一条重要河川上几乎都有蓄水库的兴建,再加上大大小小的拦河堰与河川圳,这个小岛上就有109座水库坝堰,供应各种用水与发电所需。但台湾地质脆弱,大雨冲刷让水库淤积严重,水库寿命逐年递减,水利署每年的清淤量总计在400万立方米以上,加上兴建水库对生态环境有一定的冲击,每次兴建水库总是引发许多抗争。

地下水则是台湾另一个主要水源,每年雨水对地下水的天然补注量约为40亿立方米,但我们每年取自地下的水量约为55亿立方米,过度抽取地下水,造成许多地区地层下陷,引发海水倒灌、土壤盐化和淹水等问题,彰化、云林、嘉义地区特别严重。

显然,寻找新的“开源节流”技术已经刻不容缓。

节省灌溉用水

在农业用水中,又以灌溉用水占最大宗,2006年的灌溉用水量高达105.49亿立方米,水源主要取自水库和河川,如果能够节约灌溉用水量,在缺水期间,就足以供应民生或工业用水。

台湾的耕地面积约有86万公顷,其中水田约46万公顷,旱田有40万公顷。种植水田必须先把田地灌满水,能节省的用水有限,旱田则有较多的节水灌溉改良。传统的旱田灌溉方式,大多是在田间挖田沟,引入渠道的水,这种灌溉方式首先必须先让水淹漫田间,再以人工灌溉,水很容易从田间渗漏、造成浪费。

“农委会”自1983年就开始结合各地方农田水利会改良旱作末端管路,以穿孔管或喷头式灌溉设施取代田沟,直接把水送到目标地点,不仅省水、省人力、省时间,施灌的水量也较精准,提升作物的产量与质量,相较于田沟灌溉,可以节省一半的用水量保存旧报纸。

而地中海国家普遍使用的滴水灌溉系统,在台湾大多使用在精致观光农业的高价值农产品,例如西红柿、甜椒等,但因为滴灌设备价格较昂贵,使用并不普遍,“农委会”农田水利处人员说,在以色列,一套滴灌设备可以用10多年,但是在台湾,实在禁不起台风的摧残。

储集雨水灌溉也能有效节约农业用水,偏远地区的农民大约在10年前开始使用雨水作为替代水源,在山坡与丘陵地农田的上游设置大型雨水储槽,经过沉淀和过滤,作为灌溉辅助水源,至今全台湾已有3773个大型雨水储槽,平均一年可以储集514万立方米的雨水,逼近宝山水库535万立方米的蓄水量。

为了确实管理农业用水量,农田水利会与农业水库管理单位在主要水文观测站设置自动测报系统,利用电子仪器测量水量进出,再回报到主系统进行监测与统计后,可清楚掌握实际用水量,剩余则可调度给民生或工业用水。例如卑南上圳进水口施设自动观测站后,透过系统精准的水闸门操控,可避免无谓的水源浪费,每年约节省3153万立方米的水量。

动物园和晶圆厂如何省水?

利用雨水取代自来水,不仅在农田灌溉中取得不错成效,也为台北市木栅动物园每年省下300万元(新台币,下同)以上的水费。动物园的水费每年曾经高达1000万元,包括动物水池、栏舍清洗与饮用水、环境清扫,加上员工与游客用水,每年要耗用120~150万立方米的水。

为了减少用量,园方利用木栅山区的地利之便,在山坡上筑引水道搜集雨水,流经过滤器去除枝叶泥沙,最后到达蓄水槽,可以用于动物水池、栏舍清洗、植栽浇灌、马桶冲厕等。

利用地势的高低位差,动物园也设计出让自来水逐级利用的方式,以相连水道连接不同动物水池,让高水池的水溢流入低水池作为补充,例如热带雨林区的绿头鸭池水,溢流到赤颈鹤的水池,每月可省下300立方米的水,食蟹的栖地水溢流给下游的猪尾猕猴水池,每月也可省下200立方米的用水。

工业用水户也可以利用中水回收省下大量用水,例如台积电从2002年开始调整各厂设备的制程用水量,并改善废水回收系统,至2007年全公司总平均制程用水回收率达80%,省下1373万立方米的自来水用量,约为2.5座供应竹科园区的宝山水库容量。(郑静琪)

科学 缺水 用水

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来自德州的网友说:评论时间:2020-11-26
人生最可悲的就是;失去了东西才懂得难以忘怀留恋。 回复
来自福鼎的网友说:评论时间:2020-11-26
人生最可悲的就是;失去了东西才懂得难以忘怀留恋。 回复

  • 来自江油的网友说:评论时间:2020-11-26
    如果我们想交朋友,就要先为别人做些事,那些需要花时间、体力、体贴、奉献才能做到的事。 回复

  • 来自普兰店的网友说:评论时间:2020-11-26
    爱情也是一种发明,需要不断改良。只是,这种发明跟其他发明不一样,它没有专利权,随时会给人抢走。 回复

来自大理的网友说:评论时间:2020-11-25
每个人都会感到孤独,寂寞的时候你会发现你的心很空。 回复
来自景德镇的网友说:评论时间:2020-11-25
那些想说却不敢说的话,都变成了转发,不是我不善言辞,只是不敢表达。 回复

  • 来自铁岭的网友说:评论时间:2020-11-25
    找到对的人也许要花一生的时间,但爱上一个人却往往在一瞬间。 回复

  • 来自阆中的网友说:评论时间:2020-11-25
    女人退一步,男人退两步。一个懂得爱的人,宁可扮演输家,也不去打败自己的爱人。打败了她,或者他,你想得到什么呢?真爱,就要懂得让步。 回复

  • 来自磐石的网友说:评论时间:2020-11-24
    我们不肯探索自己本身的价值,我们过分看重他人在自己生命里的参与。于是,孤独不再美好,失去了他人,我们惶惑不安。 回复

  • 来自阳江的网友说:评论时间:2020-11-24
    世界上最痛苦的事,莫过于爱上一个对别人痴心的人。 回复

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