水资源短缺

水资源短缺(Water scarcity)是缺乏满足用水需求的淡水资源。 它影响到每个大陆,并在2015年被世界经济论坛列为未来十年潜在影响最大的全球风险。 表现为需求的部分或不满足,水量或质量的经济竞争,用户之间的争议,地下水的不可逆转的消耗以及对环境的负面影响表现出来。 全球三分之一的人口(20亿人)至少在一年中的一个月内生活在严重缺水的条件下。 全世界有5亿人全年面临严重缺水问题。 世界上一半的大城市都缺水。

地球上仅有0.014%的水都是新鲜且易于获取的。 在剩余的水中,97%是盐水,少于3%的水很难进入。 从技术上讲,全球范围内有足够的淡水。 然而,由于分布不均(气候变化加剧)导致一些非常潮湿和一些非常干燥的地理位置,加上近几十年全球淡水需求急剧上升,受工业驱动,人类正面临着水危机。 如果目前的趋势继续下去,预计到2030年需求将超过供应量40%。

全球水资源短缺的实质是淡水需求与可用性之间的地理和时间不匹配。 不断增长的世界人口,提高生活水平,改变消费模式以及扩大灌溉农业是全球水需求上升的主要推动力。 气候变化,例如改变的天气模式(包括干旱或洪水),森林砍伐,污染增加,温室气体和浪费的水的使用可导致供应不足。 在全球一级和每年的基础上,有足够的淡水可以满足这种需求,但是水需求和可用性的空间和时间变化很大,导致世界上某些地区(特定时期)缺水(物理)缺水。年。 水资源短缺的所有原因都与人类对水循环的干扰有关。 由于自然水文变化,稀缺性随时间而变化,但随着现行经济政策,规划和管理方法的变化,变化甚至更大。 随着大多数经济形式的发展,预计稀缺性会加剧,但如果正确确定,其许多原因可以预测,避免或减轻。

一些国家已经证明可以将用水与经济增长脱钩。 例如,在澳大利亚,2001年至2009年间用水量下降了40%,而经济增长率超过30%。 联合国国际资源小组指出,政府倾向于大量投资于效率低下的解决方案:水坝,运河,渡槽,管道和水库等大型项目,这些项目通常既不具有环境可持续性,也不具有经济可行性。 根据科学小组的说法,将水资源利用与经济增长脱钩的最具成本效益的方法是政府制定整体水资源管理计划,考虑整个水循环:从资源到分配,经济使用,处理,回收,重用并返回环境。

供应需求
地表水(河流和湖泊)或地下水(例如含水层)形式的地球上易于获取的淡水总量为14.000立方千米(近3359立方英里)。 在这个总量中,“仅”5000立方千米正在被人类使用和重用。 因此,理论上,有足够的淡水可以满足当前70亿人口的世界人口的需求,甚至支持人口增长到90亿或更多。 然而,由于地理分布不均衡,特别是水的消费不平等,在世界某些地区和部分人口中,这是一种稀缺资源。

消费造成的稀缺主要是由于农业/畜牧业和工业中广泛使用水造成的。 发达国家的人们每天的用水量通常是发展中国家的10倍。 其中很大一部分是间接用于水资源密集型农业和工业生产过程中的消费品,如水果,油料作物和棉花。 由于许多这些生产链已经全球化,发展中国家的大量水正在被使用和污染,以生产发往发达国家的消费品。

身体和经济稀缺
水资源短缺可能来自两种机制:

物理(绝对)水资源短缺
经济缺水

实际水资源短缺是由于天然水资源不足以满足该地区的需求,而经济缺水是由于对充足的可用水资源管理不善造成的。 根据联合国开发计划署的报告,后者更多地被认为是造成水资源短缺的国家或地区的原因,因为大多数国家或地区有足够的水来满足家庭,工业,农业和环境需求,但缺乏手段以易于理解的方式提供它。 目前世界上约五分之一的人口生活在受物质缺水影响的地区,那里的水资源不足以满足国家或地区的需求,包括满足生态系统有效运作所需的水资源。 干旱地区经常遭遇物质缺水。 它也发生在水资源看似丰富但资源过度承诺的地方,例如当用于灌溉的水力基础设施的过度开发时。 物理缺水的症状包括环境退化和地下水减少以及其他形式的开采或过度使用。

经济缺水的原因是缺乏对从河流,含水层或其他水源取水的基础设施或技术的投资,或人力不足以满足对水的需求。 世界人口的四分之一受到经济缺水的影响。 经济缺水包括缺乏基础设施,导致无法可靠获取水的人们不得不长途跋涉去取水,而这些水经常被河流污染,供家庭和农业使用。 非洲大部分地区遭受经济缺水的困扰; 因此,在这些地区开发水基础设施可以帮助减少贫困。 生活在干旱环境中的经济贫困和政治薄弱的社区经常出现危急情况。 在大多数发达国家,消费量随着人均GDP的增加而增加,平均每天约为200-300升。 在欠发达国家(例如莫桑比克等非洲国家),人均日用水量低于10升。这是国际组织的背景,建议至少20升水(不包括洗衣服所需的水) ),离家庭最多1公里。 与人均GDP相比,增加的用水量与增加的收入相关。 在缺水的国家,水是投机的主题。

人权,水
联合国经济,社会和文化权利委员会为水安全的五个核心属性奠定了基础。 他们宣称,人类享有水权,使每个人都能获得充足,安全,可接受,物理上可获得且价格合理的水,供个人和家庭使用。

千年发展目标(MDG)
在2000年千年首脑会议上,联合国通过增加获得安全饮用水的国际发展目标,解决了经济缺水的影响。 在此期间,他们起草了千年发展目标,所有189个联合国成员都同意了八个目标。 千年发展目标7确定了到2015年将没有可持续安全饮用水的人口比例减少一半的目标。这意味着将有6亿多人获得安全的饮用水源。 2016年,可持续发展目标取代了千年发展目标

对环境的影响
水资源短缺对环境有很多负面影响,包括湖泊,河流,湿地和其他淡水资源。 由此产生的水资源过度使用与水资源短缺有关,通常位于灌溉农业区,以多种方式危害环境,包括盐度增加,养分污染以及洪泛区和湿地的丧失。 此外,水资源短缺使得城市河流恢复中的流量管理成为问题。

在过去的一百年里,地球上一半以上的湿地已被摧毁并消失。 这些湿地很重要,不仅因为它们是许多居民的栖息地,如哺乳动物,鸟类,鱼类,两栖动物和无脊椎动物,而且它们支持水稻和其他粮食作物的种植,以及提供水过滤和防止风暴和洪水。 淡水湖泊如中亚的咸海也遭受了损失。 曾经是第四大淡水湖,在三十年的时间里,它已经失去了超过58,000平方公里的面积并且盐浓度大大增加。

沉降或地形逐渐沉没是水资源短缺的另一个结果。 美国地质调查局估计,美国45个州的沉降影响超过17,000平方英里,其中80%是由于地下水的使用造成的。 在德克萨斯州休斯顿东部的一些地区,由于沉降,这片土地已下降超过9英尺。 布朗伍德是德克萨斯州贝敦附近的一个分区,由于沉降引起的频繁洪水而被遗弃,此后成为贝敦自然中心的一部分。

气候变化
含水层下降或过度采集以及化石水的泵送增加了水蒸气和蒸发过程中水的总量,从而导致水蒸气和云层的积聚,这是地球大气层中红外辐射的主要吸收剂。 向系统添加水对整个地球系统产生强制作用,准确估计哪个水文地质事实尚未量化。

淡水资源枯竭
除了传统的河流和湖泊等淡水地表水源外,其他淡水资源如地下水和冰川也已成为淡水的更加发达的来源,成为清洁水的主要来源。 地下水是汇集在地球表面下方的水,可以通过泉水或水井提供可用的水量。 这些收集地下水的区域也称为含水层。 冰川以融水形式提供淡水,或从雪或冰融化的淡水,随温度升高供应溪流或泉水。 由于气候变化导致的污染或消失等因素导致传统能源的可用性下降,因此越来越多的这些资源被利用。 人口的指数增长率是增加使用这些类型水资源的主要因素。

地下水
直到2015年,地下水不是一个高度利用的资源。 在20世纪60年代,越来越多的地下水含水层得到发展。 知识,技术和资金的变化使得重点发展可以将地下水资源中的水从地表水资源中抽离出来。 这些变化促进了社会的进步,如“农业地下水革命”,扩大了灌溉部门,增加了农村地区的粮食生产和发展。 地下水供应世界上近一半的饮用水。 在大多数含水层中储存在地下的大量水具有相当大的缓冲能力,允许在干旱或降雨量很少的时候取水。 这对于生活在不依赖降水或地表水作为供应的地区的人们来说至关重要,而是全年提供可靠的水供应。 截至2010年,全球累计地下水取水量估计约为每年1000平方公里,其中67%用于灌溉,22%用于家庭用途,11%用于工业用途。 抽水的前十大主要消费者(印度,中国,美国,巴基斯坦,伊朗,孟加拉国,墨西哥,沙特阿拉伯,印度尼西亚和意大利)占全球抽取用水量的72%。 地下水对非洲和亚洲较贫困地区的12至15亿农村家庭的生计和粮食安全至关重要。

虽然地下水源非常普遍,但一个主要关注领域是一些地下水源的更新率或补给率。 如果没有适当的监测和管理,从不可再生的地下水源中提取可能会导致用尽。 地下水使用量增加的另一个问题是水源水质随着时间的推移而降低。 通常在地下水系统中观察到减少自然流出量,减少储存量,降低水位和水降解。 地下水枯竭可能导致许多负面影响,例如地下水抽水成本增加,诱导盐度和其他水质变化,地面沉降,泉水退化和基流减少。 人类污染也对这一重要资源有害。

为了在水资源丰富的地区附近建立一个大型工厂,瓶装水公司需要以超过补给率的速度从源头提取地下水,导致地下水位持续下降。 地下水被取出,装瓶,然后运往全国各地或世界各地,这种水永远不会回来。 当地下水位耗尽超过临界限值时,装瓶公司就会离开该地区,造成严重的水资源短缺。 地下水的枯竭影响了该地区每个人和所有使用水的东西:农民,企业,动物,生态系统,旅游业以及从井中取水的普通人。 从地面出来的数百万加仑的水使得地下水位均匀地耗尽,而不仅仅是在那个地区,因为地下水位连接着陆地。 装瓶厂造成水资源短缺并影响生态平衡。 它们导致水资源紧张的区域带来干旱。

冰川
由于冰川对溪流的贡献,冰川被认为是重要的水源。 全球气温上升对冰川融化的速度产生明显影响,导致全球冰川总体缩小。 尽管来自这些冰川的融水正在增加目前的总供水量,但长期冰川的消失将减少可利用的水资源。 全球气温上升导致的融水增加也会产生负面影响,如湖泊和水坝泛滥以及灾难性后果。

测量
今天的水文学家通常通过观察人口 – 水方程来评估水资源短缺。 这是通过将每年可用水资源总量与一个国家或地区的人口进行比较来完成的。 衡量水资源短缺的一种流行方法是根据每人每年可用的水资源量对各国进行排名。 例如,根据法尔肯马克水应力指标,据说当一年的供水量低于每人每年1,700立方米时,一个国家或地区会出现“水资源压力”。 在每人每年1,700至1,000立方米的水平下,可以预期定期或有限的水资源短缺。 当供水量降至每人每年1000立方米以下时,该国面临“水资源短缺”。 联合国粮农组织表示,到2025年,将有19亿人口生活在绝对缺水的国家或地区,世界人口的三分之二可能处于压力状态。 世界银行补充说,气候变化可能会深刻改变未来水资源供应和使用的模式,从而增加水资源压力和不安全水平,无论是在全球范围内还是在依赖水资源的部门。

测量水资源短缺的其他方法包括检查自然界中水的物理存在,比较可用水量较低或较高的国家。 这种方法往往无法捕捉水资源对可能需要它的人口的可及性。 其他人有相关的水供应与人口。

另一项衡量标准是2007年更广泛的水管理评估的一部分,旨在将水的可用性与资源的实际使用方式联系起来。 因此,它将水资源短缺分为“物质”和“经济”。 物质缺水是没有足够的水来满足所有需求的地方,包括生态系统有效运作所需的水。 干旱地区经常遭遇物质缺水。 它也发生在水资源看似丰富但资源过度使用的地方,例如当灌溉用水力基础设施过度开发时。 物理缺水的症状包括环境退化和地下水减少。 水分胁迫会危害生物,因为每个生物都需要水来生存。

可再生淡水资源
可再生淡水供应是评估水资源短缺时常用的指标。 该指标具有信息性,因为它可以描述每个国家/地区包含的总可用水资源。 通过了解可用的总水源,可以了解一个国家是否容易出现物理缺水问题。 该指标的缺点在于它是一个平均值; 降水每年在地球上不均匀地输送水,年度可再生水资源每年都不同。 该指标也没有描述水对个人,家庭,行业或政府的可及性。 最后,由于该指标是对整个国家的描述,因此无法准确描述一个国家是否正在经历水资源短缺。 加拿大和巴西都有非常高的可用水供应,但仍然遇到各种与水有关的问题。

可以看出,亚洲和非洲的热带国家淡水资源供应不足。

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下表显示了按国家/地区划分的年均可再生淡水供应量,包括地表水和地下水供应。 该表代表联合国粮农组织AQUASTAT的数据,其中大部分是通过建模或估算而非实际测量产生的。

水压力
联合国(UN)估计,地球上有14亿立方公里(1千万亿英亩 – 英尺)的水,仅20万立方公里(1621亿英亩 – 英尺)代表供人类消费的淡水。

世界上每六个人中就有一个人注意缺水,这意味着他们没有足够的饮用水。 那些水资源紧张的国家在世界上有11亿人口,生活在发展中国家。 根据法尔肯马克水应力指标,当一年的供水量降至每人每年1,700立方米以下时,据说一个国家或地区会出现“水资源压力”。 在每人每年1,700至1,000立方米的水平下,可以预期定期或有限的水资源短缺。 当一个国家每人每年低于1000立方米时,该国就面临缺水问题。 2006年,43个国家约有7亿人生活在每人1,700立方米的门槛之下。 中国,印度和撒哈拉以南非洲等地区的水资源压力越来越大,这些地区包含了任何地区水资源最多的国家,其中近四分之一的人口生活在缺水国家。 世界上水资源最紧张的地区是中东,平均每人用水1200立方米。 在中国,有超过5.38亿人生活在缺水的地区。 目前大部分用水紧张的人口居住在河流流域,水资源的使用大大超过了水源的更新。

气候变化
另一个流行的观点是,由于气候变化,可用淡水量正在减少。 气候变化导致冰川退缩,河流和河流减少,湖泊和池塘缩小。 许多含水层已经过度抽水而且没有快速充电。 虽然淡水供应总量没有用完,但很多已经被污染,盐渍,不适合或者不能用于饮用,工业和农业。 为了避免全球水资源危机,农民将不得不努力提高生产力以满足不断增长的粮食需求,同时工业和城市找到更有效利用水的方法。

水危机
当某一特定人口的饮用水不足时,就会出现水危机的威胁。 联合国和其他世界组织认为,各个地区都存在全球关注的水危机。 其他组织,如粮食和农业组织,认为在这些地方没有水危机,但仍然必须采取措施避免水危机。

水危机的影响
水危机有几个主要表现形式。

大约8.85亿人获得安全饮用水的机会不足
25亿人无法获得卫生设施,这往往导致水污染
地下水过度采伐(过度使用)导致农业产量下降
过度使用和污染水资源,损害生物多样性
稀缺水资源的区域冲突有时会导致战争。

缺乏卫生和卫生造成的水传播疾病是全世界死亡的主要原因之一。 对于5岁以下的儿童,水传播疾病是导致死亡的主要原因。 根据世界银行的统计,88%的水传播疾病都是由不安全的饮用水,卫生设施不足和卫生条件差造成的。

水是安全供水的潜在微弱平衡,但供水管理和分配等可控因素本身也导致了进一步的稀缺。

主要由经济学家声称,由于水资源部门缺乏产权,政府法规和补贴,导致价格过低和消费过高,因此出现了水情。

植被和野生动植物从根本上依赖于充足的淡水资源。 沼泽,沼泽和河岸带更明显地依赖于可持续供水,但随着水资源供应减少,森林和其他高地生态系统同样面临着生产力显着变化的风险。 在湿地的情况下,相当大的面积只是从野生动物的使用中获取,以养活和容纳不断扩大的人口。 但由于上游资源被转用于人类用途,其他地区因淡水流入逐渐减少而导致生产力下降。 在美国的七个州中,80%的历史湿地都是在20世纪80年代填补的,当时国会采取措施创造湿地的“无净损失”。

受危机影响的地区概述
世界上许多其他国家在人类健康和饮用水不足方面受到严重影响。 以下是一些人口众多的国家(列出受影响人口的数量人口)的部分清单,其中唯一的消费是受污染的水:

苏丹(1230万)
委内瑞拉(500万)
埃塞俄比亚(270万)
突尼斯(210万)
古巴(130万)

在此图表文章中可以找到几个显示问题各个方面的世界地图。

在许多较小的国家,水资源短缺已经刺激了重质粮食的进口,在中国和印度等较大的国家可能会很快出现这种情况。 由于使用强大的柴油和电动泵的广泛过度抽水,地下水位在许多国家(包括中国北方,美国和印度)都在下降。 受影响的其他国家包括巴基斯坦,伊朗和墨西哥。 这最终将导致水资源短缺和粮食减产。 即使其含水层过度膨胀,中国也在发展粮食短缺。 当这种情况发生时,它几乎肯定会推动谷物价格上涨。 预计到本世纪中叶全球增加的30亿人口中的大多数将出生在已经出现水资源短缺的国家。 除非人口增长能够迅速放缓,否则人们担心新出现的世界缺水可能没有实际的非暴力或人道解决方案。

在中国和印度之后,还有第二层较小的缺水国家 – 阿尔及利亚,埃及,伊朗,墨西哥和巴基斯坦。

根据联合国气候报告,喜马拉雅冰川是亚洲最大河流的源头 – 恒河,印度河,布拉马普特拉河,长江流域,湄公河流域,萨尔温江流域和黄河流域 – 随着气温升高,到2035年可能会消失。 后来发现联合国气候报告使用的来源实际上是2350而不是2035年。大约有24亿人生活在喜马拉雅河流域的流域。 印度,中国,巴基斯坦,孟加拉国,尼泊尔和缅甸可能会在未来几十年遭遇洪水,随后会出现干旱。 仅在印度,恒河就为超过5亿人提供饮用水和农业用水。 北美西海岸的大部分水源来自落基山脉和内华达山脉等山脉的冰川,也会受到影响。

外表
污水处理厂的建设和地下水超采的减少似乎是解决全球问题的明显方法; 然而,更深入的观察揭示了更多的基本问题。 废水处理是高度资本密集型的​​,限制了某些地区获得这种技术的机会; 此外,许多国家的人口迅速增加使这一竞争难以取胜。 好像这些因素并不令人畏惧,人们必须考虑维持污水处理厂所涉及的巨大成本和技能,即使它们已经成功开发。

减少地下水的过度采伐通常在政治上不受欢迎,并可能对农民产生重大的经济影响。 此外,这一战略必然会减少作物产量,鉴于目前的人口,世界无法承受。

在更现实的水平上,发展中国家可以努力实现初级废水处理或安全化粪池系统,并仔细分析废水排放设计,以尽量减少对饮用水和生态系统的影响。 发达国家不仅可以更好地分享技术,包括具有成本效益的废水和水处理系统,还可以用于水文运输建模。 在个人层面,发达国家的人们可以向内看并减少消费,这进一步加剧了全球的用水量。 发达国家和发展中国家都可以加强对生态系统的保护,特别是湿地和河岸带。 这些措施不仅可以保护生物群,还可以使天然水循环冲洗和运输更加有效,使水系统对人类更加健康。

许多公司正在寻求一系列本地的低技术解决方案。 这些努力的核心是利用太阳能在略低于水沸腾的温度下蒸馏水。 通过开发净化任何可用水源的能力,可以围绕新技术建立本地商业模式,加速其吸收。 例如,来自埃及达哈卜镇的贝都因人安装了Aqua Danial的Water Stellar,它使用一个2平方米的太阳能集热器,每天从当地的水源中提取40到60升。 这比传统蒸馏器的效率高五倍,并且不需要污染塑料PET瓶或运输供水。

全球管理水危机的经验
据称,如果流域内的变化率超过机构吸收这种变化的能力,冲突的可能性就会增加。 尽管水危机与地区紧张局势密切相关,但历史表明,与水的紧急冲突远远低于合作的记录。

关键在于强有力的机构和合作。 尽管存在敌意,但印度河委员会和印度河水条约在印度和巴基斯坦之间的两场战争中幸存下来,通过提供咨询检查和数据交换的框架,证明它是解决冲突的成功机制。 湄公河委员会自1957年以来一直运作,并在越南战争中幸存下来。 相比之下,当区域合作缺乏机构合作时,区域不稳定就会出现,例如埃及计划在尼罗河上建造一座高坝。 但是,目前还没有全球机构来管理和管理跨界水源,国际合作也是通过各机构之间的特别合作实现的,例如由于儿童基金会和联合国儿童基金会之间的联盟而成立的湄公河委员会。美国垦务局。 建立强大的国际机构似乎是一种前进的方式 – 它们促进了早期干预和管理,防止了昂贵的争议解决程序。

几乎所有解决争议的一个共同特征是谈判具有“基于需求”而不是“基于权利”的范式。 可灌溉土地,人口,项目技术性定义了“需求”。 基于需求的范式的成功反映在约旦河流域有史以来唯一谈判的水协议中,该协议的重点是不需要沿岸的权利。 在印度次大陆,孟加拉国的灌溉需求决定了恒河的水量分配。 以需求为基础的区域方法侧重于满足需要用水的个人,确保满足最低限度的需求。 它消除了各国从国家利益的角度看待条约时产生的冲突,从零和方法转向积极的方法,公平分配水及其利益的综合方法。

战略前瞻小组与瑞士和瑞典政府合作开发的蓝色和平框架提供了一种独特的政策结构,促进水资源的可持续管理,并促进和平合作。通过合作而不仅仅是国家之间的分配来充分利用共享水资源,可以增加和平的机会。事实证明,蓝色和平方法在中东和尼罗河流域等情况下是有效的。像Water.org,无限制基金会和慈善机构这样的非政府组织:水在提供清洁水方面处于领先地位。

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