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『壹』 蒸馏水、三级水、去离子水的区别是什么

普通蒸馏水电导率抄一般为10us/cm
三级水电导率一般为5us/cm
蒸馏水、去离子水的区别是制取工艺不同，纯蒸馏水是通过加热冷凝制取，缺点是生产成本太高，水质纯度一般，而且产量小。
去离子水是通过离子交换制取，优点是生产成本低，产量大。现在一般和反渗透配套使用生产高纯水。
三级水不能和蒸馏水、去离子水比较。三级水只是蒸馏水和去离子水的标准之一，用来划定水质纯度的指标
实验室用水检验标准（25摄氏度条件下）
三级水电导率≦5us/cm（蒸馏水）
二级水电导率≦1us/cm
（纯水）
一级水电导率≦0.1us/cm
（高纯水）
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『贰』 电报的故事是什么

研究密码的弗里德曼

在现代战争中，截获敌方电报和组织专家破译，是电子战的一个重要方面。它往往会关系到一场重大战役的得失成败和士兵的生死存亡，所以各国对电报通信，都严加保密。

二次世界大战的前夕，日本海军于1937年便使用了一种为保护最高机密而研制出的“九七式”密码电报机。这种电报机发报时，是采用两本按字母顺序编写的45000组密码。日本军方认为，它保密性极强，其中密码，世人难以破译，有利于军事秘密通信。

但是强中更有强中手，上述日本的密码，还是被人破译了。是谁破译的呢？这人便是美国的密码奇才、破译高级专家——弗里德曼。

弗里德曼1912年毕业于美国康奈尔大学，毕业后就从事密码的研究工作。从1938年起，他全力以赴地做破译日本密码和仿制日本密码电报机的工作。经过两年多呕心沥血地钻研，终于在1940年9月，通过一架仿制的“九七式”密码电报机，初步破译了日本的密码。1941年1月20日，又正好有一艘日本商船“日新丸”号驶人美国旧金山，美国海军情报机关认为这是天赐良机，机不可失，便派出几名士兵，化装成海关人员抢走了“日新丸”商船上用的“电报密码本”。虽说这商船用的密码与日本海军用的密码不一样，但总有一定启发，这就给弗里德曼掌握日本密码规律和精确破译日本密码，提供了一个条件。

此后半年多时间，弗里德曼破译了日本外务省与日本驻美大使馆之间的电报达270多份。此外，还破译了90％的日本海军联合舰队发出的密码电报。由于弗里德曼建立了这样大的功绩，先后荣获美国颁发的“公民特别勋章”、“最高功勋章”、“保障国家安全勋章”，并奖给他10万美元巨款。

1942年5月20日，日本联合舰队总指挥官山本五十六海军大将，发给日本各舰的密码电报，又被弗里德曼破译，这就关系重大了。

因为，此时正是日美太平洋战争中一次大规模海战——“中途岛大海战”即将打响的前夕（日军6月4日凌晨发起攻击）。日本海军集中绝对优势兵力——航空母舰8艘（舰载飞机400多架）以及战列舰、巡洋舰、驱逐舰、潜艇等共120多艘，决心攻占中途岛，以达到消灭美国太平洋舰队的目的，迫使美军退守夏威夷和西海岸。

美国太平洋舰队司令尼米兹上将，从破译的密电码中得知日本海军的作战行动计划，喜出望外。但还有一事不明，就是日军这次军事行动要攻占的目标是哪里？密电码中只多次提到“AF”，这“AF”究竟是何地？这又难坏了尼米兹。尼米兹猜想是中途岛，于是从中途岛给美国国防部拍了一封电报，报文是“中途岛的蒸馏水厂遭到破坏，淡水供应十分困难。”有意让日军“窃收”。果然日本海军上当了：日军“窃收”到电文后，在发往日本东京的急电中说：“AF”淡水奇缺，必须在6月5日以前，把大量淡水运到“AF”。从日本海军这电文中使尼米兹证实了日军要攻占的目标“AF”就是中途岛，还进一步了解发起攻击日期可能是6月4日，因为日本海军自以为兵力强大，狂妄已极，想一天就拿下中途岛。全部歼灭美国太平洋舰队，像半年前（1941年12月7日）突袭美国珍珠港那样——炸沉、炸伤美国军舰40多艘、击毁美军飞机260架、炸死炸伤美军47575人，致使美国太平洋舰队丧失战斗力达半年之久。

但是历史的进程并不都是按日本侵略者的意愿前进的。美国尼米兹海军上将，从弗里德曼破译的日军密电中，对日本海军的一举一动，都了如指掌。于是便巧作如下部署。

由山本五十六指挥的日本联合舰队的第一机动部队4艘航空母舰，开进距中途岛西北240海里海域，派出第一批飞机180架扑向中途岛，企图歼灭美国太平洋舰队。此时，美国太平洋舰队的战斗群（也称航空母舰编队）已离开中途岛，开进日本第一机动部队4艘航空母舰附近，并派出了200多架飞机，前去轰炸日军的航空母舰。

当日军第一批飞机轰炸中途岛返回、正在航空母舰上降落，日军第二批100多架飞机又挂鱼雷准备起飞的忙乱时刻，美国的两批机群先后扑过来，对日本的4艘航空母舰狂轰滥炸。此时，日本只有寥寥数架飞机拼死迎战，但如飞蛾扑火，已无济于事了。结果，日本联合舰队的第一机动部队4艘航空母舰，都被美军炸沉。美国航空母舰战斗群乘胜追击日本的残兵败将，使山本五十六想一举攻下中途岛的美梦彻底粉碎了。

救救我们

如果你看过英国电影《尼罗河惨案》，一定会记得这样一个场面：制造惨案的凶手，为了隐蔽他们的阴谋，施展出“借蛇杀人”之计。比利时的侦探波洛，在房间里突然遇到了可怕眼镜蛇，在十分危险、又无法走脱的情况下，他机警地用手指敲了敲墙壁，隔壁的雷斯上校听到敲墙的声音，急忙拿着剑冲进波洛的房间，刺死了毒蛇，解救了波洛。雷斯上校来得如此之快，他是怎样知道波洛遇到危险了呢？原来，波洛在墙上敲的是“莫尔斯电码”——“SOS”的响声（嘀嘀嘀，啦啦啦，嘀嘀嘀），这是国际上通用的遇险求救的信号，因此雷斯上校听到后，便急忙来援救。波洛巧用“莫尔斯电码”的国际上通用的遇险求救信号，因此雷斯上校听到后，便急忙来援救。波洛巧用“莫尔斯电码“的国际遇险求救信号，便化险为夷了。

那么，这“SOS”的响声（嘀嘀嘀，哒哒哒，嘀嘀嘀）是什么意思呢？又是何时规定下来的呢？

原来，在电报发明以前，航海的人们是以火花、音响和旗帜作为遇险求救信号。有了电报以后，1908年国际上一致同意，船只遇险时都用“SOS”作为呼救信号。这“SOS”是几个英语字的缩写，意思是“救救我们”。最早使用这一遇险求救信号的是美国“阿拉普豪伊”号轮船，那是在1909年8月，这艘轮船航行到哈特拉斯角附近时，机器发生了故障，无法继续航行，船上人员十分焦急。此时轮船不得不发出“SOS”信号，希望得到邻近海岸的救援。

这莫尔斯电码“SOS”信号的意义十分重大，它挽救了许多人的生命。例如，1909年，白星轮船公司的“共和国”号船发生重大事故；1912年，“泰坦尼亚”号船的惨剧；1913年，“伏尔托诺”号船的火灾；1914年，“爱尔兰女皇”号船在圣劳伦斯河被撞沉……都是由于这些轮船及时发出“SOS”信号，得到援救，才大大减少了人员的伤亡。莫尔斯电码“SOS”信号，自1908年至今，究竟解救了多少人，这是难以统计的。但电报的作用是有目共睹的。

电报捉凶犯

用电报传送信息，至少有两大优点：一是快；二是准确无误，“报文”一般不会出现差错。

电报为什么快呢？快到什么程度呢？以无线电报来说它是以电波的形式传送的，电波在空间传播的速度和光的速度一样，每秒钟约30万千米。这种速度要比当今3倍音速的飞机（例如美国名叫“黑鸟”的高空侦察飞机）甚至比20倍音速的洲际导弹（洲际导弹落下时速度）都要快许多倍。所以用“电”传“报”，即使地球上两点最远的距离，只需1/15秒就可以传到了，这不能不令人惊异！

1945年1月，英国首都伦敦各家报纸都以大的标题登载了一条追捕逃犯的消息，人们看后都争相传告，说：“这电报可真快！”这里讲的“电报真快”与逃犯有什么关系呢？

原来，那年元旦凌晨，英国帕丁顿火车站的报务员收到一份从斯劳火车站发来的电报，说那里发生一起凶杀案，罪犯已登上7点42分开往帕丁顿的火车，座位是头等车厢第二节最后一排。报务员收到电报后，马上报告了保安部门。刑警队迅速在帕丁顿车站布下罗网，火车一到站，凶手就很快被捕获。

从以上事例可以看出，利用电报追捕逃犯真是快如闪电，逃犯即使乘上3倍音速的“黑鸟”飞机，想从英国伦敦飞到美国纽约，那也难逃法网。因为，“黑鸟”的飞行速度虽然是3倍音速，比步枪子弹刚出枪口的速度还快，但从伦敦飞到纽约也需1小时55分32秒，而电报只要一眨眼功夫，0.1秒钟就传到了。

此外，从以上事例还可以看出，电报是准确无误的。从斯劳火车站发来的“报文”说，罪犯已登上“7点42分”的火车，这“7点42分”不会误为“9点42分”，如果失误，那罪犯就难抓到了。电报为什么不会失误呢？

把电报同普通电话比较一下，就可以了解电报在这一方面的优点了。电报和电话在传输过程中，都不可避免地会受到各种干扰，如雷电、风沙以及各种电气设备所产生的电火花的干扰，有时还有敌特施放的电子干扰。普通电话传输的是连续的语言信号，对于上述各种杂音干扰是难以克服的，只好让这些干扰杂波和人说话的声波混在一起，送入接话人的耳中，所以有时听不清楚，要求对方再说一遍。而电报传送的是“滴滴啦”一个个离散的、不连续的“电码脉冲”（脉冲是指一个极短时间的电流，正像人的脉搏跳动一样。），虽然“电码脉冲也会受到干扰，但只要“电码脉冲”不被干扰杂波淹没，对方发来的“电文”内容就能反映出来。

特别是，在电报机的接收设备中，有一个“幅度鉴别器”，它能巧妙地对电报信号起到筛选作用。

人们事先确定好“鉴别电平”，当收到脉冲的幅度超过“鉴别电平”时，就输出“有电脉冲”。这就好比江河上有个拦水大坝，只有当水位超过大坝的高度时，才有水流过去。通常，“鉴别电平”是定在正常脉冲的一半以上。这样，只要干扰杂波不超过正常脉冲的一半，干扰杂波就被去掉了。有了“脉冲幅度鉴别器”，如同给电报戴上了一副“滤光眼镜”，大大增强了电报的“抗干扰能力”，从而提高了电报传送信息的准确性。当然，这是指正常情况下的收发电报。如果在非常情况下——喋血恶战之时，敌方施放强烈的电子干扰，或叫“电子轰炸”（即“电子战”），像海湾战争第一夜，美军几十架电子飞机施放电子干扰，就可能使电报通信失灵而中断。

此外，电报通信不容易出差错是因为有存文可查。电报通信能把对方发来的电文，自动记录下来，发电报的一方也能同时留下一份底文。这样可以及时发现差错和留案备查。这对传送上级命令，尤为必要。以上电报的优点，是普通电话不具备的。

现在的“快速电报”，还采用了一种对“错误码元”能作自我检查、自行纠正（简称“自检自纠”）的编码方式，传送100万个码元，差错不超过一个，这就使电报的准确性更高了。

有一种“快速电报机”，当在70个码元中，出现3个以下差错时，能自行纠正；出现4～6个差错，能全部检查出来；出现6个以上差错，能大部分检查出来。检查出来以后，便通知对方，叫他“重发”，直到收下的“报文”，完全无错为止。还有一种更高级的“快速电报机”，在发报端安装了一整套自动检错和纠错设备。发报时，一边把电报发出，一边又将它存进“存贮器”。收报端收到电报后，一边“落地”（凿成电报纸条或印成字符），一边又将信息送回发报端。发报端把收到的“返回信息”与“原发信息”进行比较，发现有差错，就主动重发，一直到对方收到的电报完全无错为止。这对于传送上级命令，是完全必要的，以免一字之差，造成大错。例如，“凌晨2点发起总攻”，如误为“3点”，那将影响战争全局的得失成败。

密码真的保密吗？

其实，电报不仅快而准。而且它还具有保密性好的优点。

这是因为电报传送的信息（即报文），是一组一组的电码，没有经过专门训练的人，是没法听懂的，不像打电话那样，谁都可以听明白。如果用电传机（由电报机发展而成）传送电报，由于采用均匀电码，每一个字符是由相等的电码脉冲组成，再加上传送速度很快，像打机关枪那样，那就更没法听清了。这就起到了一定的保密作用。

再就是，中文电报的每个汉字，都是由一组一组的数码组成。拍发中文电报时，先要将汉字译成数码，再把数码变成电码。具体来说，要拍发一份“见报速回”的电报，首先你要在电报纸上写好报文底稿，电报局的译电员就根据全国的统一的《标准电码本》，把报文中的一个个汉字，翻译成一组组由4个阿拉伯数字组成的电码（“见”是6015，“报”是1032，“速”是6643，“回”是0932），再加上报头，报务员就可拍发了。拍发电报过程见下图。

报务员用“印码电报机”（也叫莫尔斯电报机，它是电报家族的第一代，至今有的线路仍在使用）拍发电报时，根据电码组合按下和放开电键。按下电键时，电路就接通了。这时电流经过电报线路，传入对方电报机的电磁钱线圈，使电磁铁产生磁力，吸动衔铁，利用杠杆原理，把印码轮（平时浸在油墨缸中）抬起，使它正好贴在移动着的纸条上。于是，在纸条上便画出了一条黑线。当报务员放开电键时，电路中的电流被切断，电磁铁失去磁力，印码轮又落在油墨缸中。由于印码轮离开纸条，纸条上便出现了一段空白。发方报务员不断用手指按下和放开电键，电路时通时断，在纸条上便印出了“点”和“划”的符号。收方的报务员把这些“点”和“划”抄译成数字，再由译电员译成汉字，就成了一份电报了。

由以上可见，电报确实具有保密性，如果没有专业的译电员，发过来都是“点”和“划”，或是“6015，1032”等等数码，一般人怎能了解其含义呢？

但是，历史上的战争，特别是近代战争都告诉人们，在远离炮火纷飞的前线，还有一场隐形的激烈战斗在后方无时无刻都在进行着。那便是交战国双方彼此“窃收电报”的战斗以及“破译密码”的战斗，简称“密码战”。在现代京剧《红灯记》中，李玉和对日本鬼子鸠山的生死斗争，就在于不能交给日本鬼子鸠山的“密电码本”。所以在非常情况下，军事上拍发电报，为“反窃收”、“反破译”都需要另外“加密”。所加的密码是一组组人为制造的令人很难摸到规律的乱码，经过双方秘密约定，而且又随时变更，或双方各自用电子计算机按照预先编好的程序，进行及时转换密码。这样“加密”，只要加的密码不泄露，敌方即使“窃收”到了电报，但找不到解密的金钥匙——“密码本”，也是无法了解电报的内容。密码电报的“密”，就在于此。

此外，还有一种密码是“约定语式密码”，是事先与对方约定，把文中的词语用与原意毫不相干的内容替换。收到电报的人一看便知，别人却莫名其妙。1984年11月6日，日本《每日新闻》登出一个寻人广告。广告的文字是：“二郎，恶友已离去，请速归家，有热茶饭相待。母亲千代子启。”在一般人看来，这仅是一个很普通的广告，哪知是涉及到一桩诈骗案的“暗语”。上述广告文字，真正的意思就是：“鹫，警察不在了，速来联系，同意付款，森永公司。”像这样“暗语”式的密码电报，倒像是敌特相互联系时的“黑话”。要破译它，就太难了。

以上仅是密码电报的几个简例，随着当今高新技术的发展，密码电报更加复杂难破译了。例如，把要传送的文字，逐个用数字加以置换，并及时加上只有己方才明白的数码。对这种密码，除非搞到对方的“换字对照表”，否则破译是十分困难的。据报刊报道说，早在1963年，美国的白宫和前苏联的克里姆林宫就建立了一条“直接电报通信线路”，这条线路从莫斯科经过英国伦敦，然后通过横贯大西洋的海底电缆到达美国首都华盛顿。对这条线路，人们叫它“热线”。两国政府之间发出的所有电报，在发出时都是自动译成密码，接收时自动译成文字。可想而知，密码在此过程中起着十分重要的作用。

『叁』 化学工业主要用来跟氢气反应制取蒸馏水，为什么错，错在哪里

氧气和氢气制取蒸馏水成本非常高，且原料制备和运输麻烦，操作危险性高。
一般制取蒸馏水工厂常用的是RO（反渗透膜）和混床技术。成本低，效率高。

『肆』 200L蒸馏水机，500L蒸馏水器厂家价格，哪里有蒸馏水机卖

蒸馏水是不含任何矿物元素和杂质的纯水
1.在生活中，一般和机器，电器相关的时候，蒸馏水的作用主要是它不导电，保证机器运行稳定，延长电器使用寿命。
2.在医药行业，蒸馏水的作用是因为低渗作用。用蒸馏水冲洗手术伤口，使创面可能残留的肿瘤细胞吸水膨胀，破裂，坏，失去活性，避免肿瘤在创面种植生长。
3.我们学校里的化学实验，有些需要用蒸馏水，利用的就是蒸馏水无电解质，没有游离离子，或是没有杂质。你需要具体问题具体分析，看看是利用它不导电的性质，还是低渗作用，还是没有其他离子，不会发生化学反应的作用。
用蒸馏方法制备的纯水。可分一次和多次蒸馏水。水经过一次蒸馏，不挥发的组分（盐类）残留在容器中被除去，挥发的组分（氨、二氧化碳、有机物）进入蒸馏水的初始馏分中，通常只收集馏分的中间部分，约占60％。要得到更纯的水，可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液，除去有机物和二氧化碳；加入非挥发性的酸（硫酸或磷酸），使氨成为不挥发的铵盐。由于玻璃中含有少量能溶于水的组分，因此进行二次或多次蒸馏时，要使用石英蒸馏器皿，才能得到很纯的水，所得纯水应保存在石英或银制容器内。
蒸馏水的优点:
蒸馏水的制作是把源水煮沸后令其蒸发冷凝回收，要大量耗费热能，造价不会太低，用于制作蒸馏水的源水中的其它遇热蒸发物质，也就随着蒸馏水的生成而冷凝到蒸馏水中，如对健康有害的酚类、苯化合物，甚至可蒸发的汞等。要想得到纯净水或超纯水，必须经过二次、三次的蒸馏还得增加其它纯净手段。
不过市场供饮用的蒸馏水不大可能这么做，也没有必要这么做。
同时，常饮蒸馏水就等于放弃了从水中获得人体所需的微量元素的5％的来源。
实验室做蒸馏水器是自来水用电加热致沸，其蒸气过冷凝管冷凝成蒸馏水，收集即得。
特殊质量的蒸馏水要用特殊的方式制作.
例如：
1 亚沸水
是红热的电热丝管悬在水面上，使水受热在不到沸点的情况下，慢慢蒸发再冷凝收集。这水的特点是比较纯净，不会像普通蒸馏水那样，沸腾时会夹杂颗粒水进入冷凝器。
2 重蒸馏水
是将蒸馏水再蒸馏一遍。当然还有3次蒸馏水。
3 去氨蒸馏水
是将自来水里面加入适量的硫酸，使氨成为硫酸铵，在蒸馏时不会逸至蒸馏水中。

『伍』 蒸馏水、三级水、去离子水的区别是什么

普通蒸馏水电导率一般为10us/cm
三级水电导率一般为5us/cm
蒸馏水、去离子水的区别是制取工艺回不同，纯蒸馏水是通答过加热冷凝制取，缺点是生产成本太高，水质纯度一般，而且产量小。
去离子水是通过离子交换制取，优点是生产成本低，产量大。现在一般和反渗透配套使用生产高纯水。
三级水不能和蒸馏水、去离子水比较。三级水只是蒸馏水和去离子水的标准之一，用来划定水质纯度的指标
实验室用水检验标准（25摄氏度条件下）
三级水电导率≦5us/cm（蒸馏水）
二级水电导率≦1us/cm （纯水）
一级水电导率≦0.1us/cm （高纯水）
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『陆』 去离子水和蒸馏水有什么区别

去离子来水是用离子交自换树脂来去除水中的大量的阴阳离子，但是不能去除所有的离子。
而蒸馏水，是蒸汽遇冷凝结的，所以基本不含离子（氢离子和氢氧根离子除外），所以蒸馏水的纯度要比去离子水的高，你测电导率就可以知道蒸馏水的电导率要低。
一般分析的时候使用蒸馏水，而工厂生产是使用去离子水。

『柒』 中国的淡水资源问题

张宏仁

（原地质矿产部副部长、国际地科联主席）

淡水是可再生资源，靠大气降水补给。静态库容只是调节空间，不能解决长期供水需要。我国单位面积淡水资源并不少，接近全球平均值，但由于人口密度比世界平均高3倍，人均淡水资源仅为世界人均值的1/3弱。我国大气降水在时间和空间上分布极不均匀，使蒸发量加大。农业离不开灌溉，更加剧了淡水资源的供需矛盾。淡水是少数几种无法依赖进口的资源之一。今后只能依靠节水和现有淡水资源的科学调节来解决我国的用水问题。地表水和地下水都是淡水资源的组成部分。地表水体传导水的能力强，但存储水的容积小；地下水含水层传导水的能力弱，但存储水的容积大。把两者结合起来联合调度，可以更加有效地实现淡水资源在时间上的调控。我国淡水资源南多北少，人口分布大体上与淡水资源分布相适应，应当避免人口过多地向缺水地区流动。南水北调可以缓解北方缺水的局面，但调水成本较高，应主要用于特殊干旱年份，供水的基本来源，仍应立足本地。我国南方降水量充沛，缺水主要是污染造成的，应当集中力量治理污染。为了合理分配淡水资源，有效治理水污染，有必要加强流域的统一管理。规定每一地区的取水量和排污总量的限额。深层封闭地下水资源潜力不大，长期大量开发会导致地面沉降等严重后果，要慎用、少用。

淡水是人们生产生活任何时候都离不开的资源。似乎应当属于常识范围内的事。然而每当听到有关“地表水、地下水哪个更重要”的争论，好心人关于“地球上最后一滴水”的警告，某某地方“地下大水库的发现”，以及一方面惊呼中国出现了“世界上最大的漏斗”，另一方面又把希望寄托于寻找新的深层地下水源，就感到人们对淡水资源的认识并不一致。而认识是否符合淡水资源的客观规律，对正确决策有很大影响。

一、淡水资源的主体靠自然再生，静态库容的作用是以丰补歉

各种自然资源均可划分为两大类：可再生资源和不可再生资源。这种划分的含义可以用一个家庭的经济收支平衡账来形象地说明。

大多数家庭每月都有经常性的收入。如果支出小于收入则把多余的钱存入银行。如果支出大于收入，就要动用银行存款。可以用公式简单表述如下：

银行存款的增量＝收入－支出

为了保证家庭可持续的生活，总是力图量入为出，每个月都略有节余。于是银行存款逐月增加。然而一旦有额外的消费需求，比如购买大件商品、假日旅游等，就可以用平时多月乃至多年积攒的存款。对这一类家庭来说，平时生活主要靠经常性的工资收入，银行存款的功能只是调节余缺。我们可以说，这样的家庭所依靠的财政资源是可再生的。

然而，社会上还有极少数人，他们没有经常性的工资收入，但祖先给他们留下了一大笔遗产存在银行里，如果不任意挥霍足够用100年。对这些人来说，上述公式中的收入项等于零，银行存款每个月都是负增长。直到花光为止。这些人的财政资源显然是不可再生的。用一点就会少一点。

矿产资源显然属于不可再生资源。以煤为例，其是在漫长的地质历史中形成的。现在地球上某些地方由植物变为煤炭的过程仍在进行，但进行得极为缓慢。每年新生成的煤炭与全球每年消费的煤炭相比微乎其微，可以忽略不计。我们今天所开采的煤炭，实质上是大自然留给人类的遗产。由于地球上煤炭的储量很大，足够满足几百年的需要，目前可以不必为今后发愁。再过100年，人类总能找到别的替代能源。

森林资源则属于可再生资源。因为林木不断地新生，只要合理规划，就可以保证每年砍伐量不大于再生量。如果砍伐量大于再生量，林木积蓄量就要减少，反之则会增加。

淡水资源的情况略为复杂一点，它的主体属于可再生资源。但在极特殊情况下，出于无奈，也有把地下地质历史上储存的水当做不可再生资源使用的例子。

地球的大气层是一个庞大的、以太阳能为动力的蒸馏水工厂。它不断地从海洋和地面把水蒸发上天，再以降水的形式向人们居住的陆地提供淡水。平均每年陆地上的大气降水约为119万亿立方米。扣除蒸发蒸腾损失，每年仍有42.7万亿立方米可转化为人类有可能利用的淡水资源。远远超过目前全人类每年约4万亿立方米的用水量。在可以预见的未来，淡水资源是永续不断的。不可能出现“最后一滴水”的危机。因此，从总体上讲，人类完全可以依赖可再生的淡水资源满足可持续发展的需要。

然而，淡水资源在地球上的分布很不均匀。有一些干旱地区降雨量极少，可再生淡水资源接近于零。如果这些地区人口稀少，又有地质历史上埋藏的、水质符合需要且存储量能满足当地不多的人口上百年需要的地下水，就可以在相当长一段时期靠“吃老本”过日子。例如在非洲北部的撒哈拉沙漠就有地质历史上埋藏的淡水，为埃及、利比亚等国提供了可供当地人口上百年需要的淡水。类似的条件，在地球其他地方极为罕见。

地下含水层储存的地下水可以和银行存款相类比。它能应付短时间入不敷出的紧急情况，但不能满足长期可持续发展的需要。此外，地下水的储存量也有不同于存款的地方。提取第一笔存款与提取后一笔存款在手续上没有区别。而随着地下水储存量的减少，地下水位随之下降。超过一定限度，即使有水也难以利用。

二、我国地均淡水资源并不贫乏，人均淡水资源少是人口多的结果

我国一些地区淡水资源供需矛盾日趋严重的状况，给人造成一种印象：好像中国是淡水资源特别贫乏的国家。这种印象并不符合实际。一个地区淡水资源的丰富程度可以用单位面积平均淡水资源来评价。全世界可再生淡水资源每年为42.7万亿立方米，全球陆地面积为1.34亿平方千米，或者134万亿平方米。于是：全球单位面积淡水资源＝全球淡水资源÷全球陆地面积＝42.7万亿立方米÷134万亿平方米/年＝319毫米/年

我国可再生淡水资源每年为2.8万亿立方米，国土面积为960万平方千米，单位面积淡水资源为292毫米/年。相当于全球平均值的91.5%。由此可见我国并不是淡水资源特别贫乏的国家。国土面积和我国差不多的美国，单位面积淡水资源为317毫米/年，差别也不大。然而，由于我国人口众多，单位面积人口密度是全世界平均值的3倍。因此，人均淡水资源仅为全世界的1/3弱。目前广泛引用的数字是1/4，实际上更接近1/3。美国则由于人口密度仅为中国的近1/5，人均淡水资源因此约相当于我国的5倍。总之，我国淡水资源紧张，并不是由于资源贫乏，而是由于人口众多。

三、淡水资源不能依赖进口，只能立足于国内

在各种自然资源中，淡水资源是用量最大的资源。所有其他自然资源用量的总和也抵不上淡水资源的一个零头。淡水又是最廉价的资源，经不起大量长距离运输。我国地势较高，大部分国际河流是出境河，只有新疆有少数入境河流。这一状况排除了淡水资源依赖进口的任何可能性。除非全球气候有重大变化，今后淡水资源总量预计不会有实质性的改变，而人口还将有所增长，不论今后国民经济如何发展，经济规模翻几番，都只能立足在现有每年2.8万亿立方米淡水资源的基础之上。在这一点上，有的人仍抱有开辟新来源的希望。以下本文将证明：开源虽有一定前景，但不可能对我国淡水资源总量有重大影响。

四、我国淡水资源时空分布极不均匀，加剧了供需矛盾

尽管我国人均淡水资源仅为全球平均值的1/3弱，每人每年仍有2300立方米。按目前的消费水平是够用的。然而我国的淡水资源无论在空间上还是在时间上的分布都极不均匀。这就进一步加剧了供需矛盾。

淡水资源的更新主要靠大气降水。我国大部分国土处于北半球中纬度干旱带，本应比较干旱。幸好来自太平洋和印度洋的东南亚季风带来了水汽。但也导致降水量分布的极度不均匀性。我国南部和东部降水量较多，而西北干旱。大体上，昆仑山、秦岭、淮河一线以南，总体上不缺水。如果有缺水问题，一般也主要是由污染造成的。而西北地区则干旱少雨，淡水资源因而比较贫乏。

应当指出，我国几千年来一直以农业为主。农业又与淡水资源紧密相连。由于千百年随机流动的结果，我国的人口分布大体上与淡水资源的分布相适应。一般不宜轻易改变。随着我国生产力的发展，依附于耕地的农业人口的比重将逐渐减少。人口按耕地分布的前提将逐渐弱化。向干旱地区迁移人口将不再具有很大的必要性，任何向干旱、半干旱地区的移民，必然增加该地区对淡水的需求，进一步扩大淡水资源的供需矛盾，一定要慎之又慎。

淡水资源在时间上分布的不均匀性是导致我国北方供需矛盾紧张的重要原因。从多年平均降水量来看，我国华北许多地方虽不算很丰富，但也不能算太少。以北京为例，年降水量平均为630毫米，和法国巴黎、俄罗斯莫斯科、奥地利维也纳、匈牙利布达佩斯等差不多，比英国伦敦、德国柏林还要略多一些。那么为什么欧洲比较湿润，而我国华北比较干旱呢？这是由于欧洲许多地方降水量随时间的分布，无论是年内还是年际都出奇的均匀。这是一直生活在亚洲大陆的人所难以想象的。

欧洲大部分地区空气湿度大，蒸发量远小于降水量。我国北方地区与欧洲相比反差极为强烈。以北京地区为例，6、7、8月个月的降水量，占年总降水量的3/4以上，而从11月到次年4月的半年时间的降水量不到全年降水量的1/10。由于旱季延续时间很长，年蒸发量大多在1000毫米以上，远远超过年降水量。不仅年内，而且年际降水量变化也很大，连续3年的干旱时有发生。大气降水只有一小部分能转化为有效的淡水资源，大部分被重新蒸发上天。此外，由于雨季降水过于集中，经常有一部分水库装不下的降水以洪水的形式入海，无法加以利用，有时甚至造成洪灾。欧洲降水均匀带来的另一个好处是农田灌溉用水不多，大气降水能满足农作物生长对水的大部分需要，许多地方甚至完全不需要灌溉；留给工业及生活用的水资源就比较多了。而我国，特别是北方地区，农业离不开灌溉。农田灌溉用水占用了淡水资源的绝大部分，能留给生活和工业生产用的水资源很有限。总之，降水量随时间分布的不均匀性，一方面使有效淡水资源减少；另一方面使农业用水量增多。这大大加剧了淡水资源的供需矛盾。

五、找矿与“找水”

我国的淡水资源是否还有未被发现的潜力。有人把希望寄托在“找水”上。

地表水不存在“找”的问题，一切都摆在光天化日之下，比较清楚。“找水”实际上指的是找地下水。“找水”的提出显然是受“找矿”的影响，特别是“找油”的影响。石油是含油层中的流体，地下水也是地层中的流体。可以找油，为什么不能找水呢。当然，石油天然气和地下水的流动都遵循渗流力学的基本规律。有许多可以相互借鉴的东西。但是有一点根本不同：石油天然气是不可再生资源，地下水的主体只能是可再生资源。

作为不可再生资源的矿产，开采一点，已探明的资源量就会少一点，早晚会枯竭。为了保证可持续发展，必须努力寻找接替资源。而且大多数情况下确实有矿可找。因为，由于人们认识的局限性，远不是所有的矿产都已被查明。整个找矿的历史可以归结为：露头矿找完了找隐伏矿；浅部矿找完了找深部矿。这种经验推广到淡水资源领域里来就成了：地表水不够了找地下水；浅层地下水不够了找深层地下水。

然而，地下水完全是另外一回事。前面已经讨论过，地下水的储存量只能用于调节丰枯，而不能依靠它长期生活。人类可以依赖的主要是不断更新的可再生淡水资源。而这种资源就在我们眼皮子底下，并不需要专门去“寻找”。从宏观战略的大账着眼，“找水”并不能解决淡水资源的“开源”问题。

但在某些既缺乏地表水、浅部地下水含盐量又高的干旱地区，有的地方地下深部有水质较好的含水层。于是就提出了深部含水层“找水”的问题。深部含水层绝大多数属于封闭的承压含水层，由于极难得到大气降水的补给，所含的淡水资源属于不可再生资源。大量长期开采这种深层地下水会导致地下水位迅速下降和地面沉降。只有在人少地广、单位面积取水量很小的条件下，如为边防哨所和牧区人畜饮用供水，或者在极端干旱年份短期用水，可以适度开采这种资源。

还有一种情况可以被称为“找水”，那就是在缺乏有效含水层的地区，如大片花岗岩或变质岩分布的地区。在这些地区需要用地质、地球物理的方法，寻找隐伏的构造破碎带。因为只有在岩石破碎的地段，才有足够的孔隙存储和传导地下水，简单地说，只有这种情况才能使水井或其他集水工程出水。

不管是哪种情况，“找水”并不能解决淡水资源的战略性大账，而是主要着眼于人口不多的缺水居民点人畜用水问题。

那么，淡水资源开源的潜力何在？淡水资源的潜力不在于“找水”，但也不是没有潜力可挖。可以从减少我国大气降水在时间上分布不均匀性造成的损失方面，想办法挖掘潜力。主要有两个方面：一是夺取蒸发量。我国，特别是干旱地区，大气降水的大部分被蒸发上天。这里面潜力是很大的。二是夺取入海弃水。由于汛期降雨量集中，地表水库没有足够的库容拦蓄洪水，有一部分水白白跑到海里去了。这部分水如果被拦蓄起来，水量也是很可观的。

然而，这两条说起来容易，实际上做起来却很难。要夺取蒸发量，就要设法让大气降水更多地渗入地下，减少太阳的暴晒。要夺取入海弃水，就要设法把汛期的洪水存储起来。为此就需要有足够的调节库容，地表水库就是为此而修建的。北京潮白河上的密云水库多年平均来水量10多亿立方米，而库容有40亿立方米，是一个可以实现多年调节的好水库。可惜，在大多数别的流域，现有的地表水库和预计可以修建的地表水库加在一起，总库容仍远不足以满足这一要求。而地下水含水层则具有比地表水库大得多的调节库容。

因此，无论是夺取蒸发量还是夺取弃水，地下水含水层都具有极其重要的作用。

六、地表水体与地下水含水层的关系

在许多人的心目中，地表水和地下水是两种不同的水源。这是一种片面的看法，不利于对整个淡水资源的科学、合理的利用。从作为可再生资源的角度看，地表水和地下水都来自大气降水，而且，它们还相互转化。以新疆、甘肃的内流河盆地为例。盆地底部的极少量降水几乎全部被蒸发而形不成任何有效的淡水资源。当地的淡水资源主要来自盆地周围山区的降水以及随后的积雪融化。这些水汇集到山区的河流中奔向山麓，有很大一部分入渗到由砾石、粗沙组成的山前洪积扇中，转化为地下水。洪积扇的碎屑物质从上游向下游逐渐变细，传输地下水的能力也逐渐减弱。最后地下水被臃阻在洪积扇的边缘而以泉水的形式溢出地表，又转化为地表水。在那些地区，人为地划分地表水和地下水资源，没有实质性的意义。

从更广泛的意义上讲，河流的流量在一年的很长时间要靠地下水维持。河流具有很高的传输地表水的能力。雨季的大气降水汇入河川以后，会在很短时间内被排放入海。雨季以后许多河流河水常流不断要归功于地下水含水层。地下水含水层能存储大量由降水入渗形成的淡水。由于地下水含水层传输水的能力远低于地表水体，雨季存储在含水层中的地下水只能缓慢地释放出来。所有这些涓涓细流，最后汇集到河川中，形成可观的流量，保持河水常流不断。汛期以后的河川水流被叫做“基流”。基流是淡水资源中最可宝贵的部分，而它恰恰来自地下水含水层。

地表水体和地下水含水层都是天然淡水资源的载体，但它们各自有不同的特点。

地表水体作为水的容器摩擦阻力小，因而具有很高的传输水的能力。另外，陆地上的淡水体面积仅占陆地面积的1%不到，因而存储水的能力很小。地下水含水层则相反，由于水在岩石的孔隙中流动，受到很大的摩擦阻力。在同样的水力坡度下，地下水的流速比地表水要小好几个数量级。但是，地下水含水层广泛分布，几乎无处不在，有比地表水体大得多的存储水的能力。可以用直流电阻、电容电路来比喻以上两种情况。地表水体就像是电阻小、电容也小的电路，也就是说时间常数很小的电路，地下水含水层则像是电阻大、电容也大的电路，即时间常数很大的电路。地表水体中的水来得快、去得快。地下水含水层中的水来得慢、去得慢，能够对短暂的洪峰脉冲进行滤波，把极不均匀的降水拉平。而这正是降水量极不均匀的地区所需要的。

地下水含水层不仅能调节丰水年和枯水年，而且还能大大减少蒸发量。大气降水一旦渗入地下，蒸发量就会急剧减少。如果地下水位在地面1米以下，蒸发量实际上接近零。

陕西北部神木煤田所在地区有两条河，一条是窟野河，另一条是秃尾河。两条河都从西北向东南相互平行地流入黄河，相距只有几十千米。窟野河所流经的地区岩石裸露，每当雨季，洪水携带大量泥沙很快泄入黄河，旱季则长时间干涸缺水。而秃尾河上游有大片地区被毛乌素沙漠的边缘所覆盖，雨季时雨水被沙漠吸收，很少形成洪水，雨季过后，地下水慢慢从沙漠渗出，保持秃尾河常年有比较均匀的流量。由于沙漠的保护，秃尾河流域蒸发量大大减少。有一半以上的大气降水都能转化为有效的淡水资源。这在黄土高原是极为可贵的。

地下水含水层的特点是“肚子大，嗓子眼小”，接收大气降水补给比较缓慢。这就给我们利用它增加了困难。北京地区就是一个很好的例证。永定河冲积、洪积扇有巨厚的含水层。曾经是北京市的主要供水水源地。它的巨大库容曾经帮助首都度过了一个又一个的缺水年。经过多年的超量抽取地下水使得地下水位大幅度下降，形成较大的地下库容。这本应是调蓄水资源的绝好场所。20世纪70年代进行了可行性论证，发现永定河每年行洪期只有十几天。而北京市年取水量几十亿立方米。即使每年人工回灌1000万立方米，也解决不了多大问题。然而要在10天内完成即使这一不起眼的任务，汛期每天就要回灌100万立方米，这就需要建设庞大的回灌工程。而且汛期河水含泥沙量高，会很快把地下水含水层的入渗面淤死。当时建设的西黄村人工回灌试验场，虽然地质、地理条件很优越，但也只能在非汛期用水库弃水进行人工回灌。

实践给我们上了很重要的一课。要取得较大的回灌效果，光靠人工措施是不够的。针对北京地区的具体情况，我们提出了“虚拟回灌”的办法。北京地区现有抽取地下水的设施能力已经很大。再大的回灌设施能力也不可能超过抽水能力。在保持现有抽水设施运行的情况下，每回灌1亿立方米水，与不进行回灌，但减少抽水1亿立方米在物理上是等价的。因此，减少抽水等于增加回灌，是一种“虚拟”的回灌。这种回灌不需要专门的回灌设施，但需要有别的水源来代替减少的抽水量。这部分水量可以来自丰水年多余的大气降水。如果在北京市建设两套供水设施，一套用地表水供水，另一套用地下水供水，那么每一套都能单独满足全市供水的需要。如果在丰水年把抽取地下水的设施停下来，就等于不用任何回灌设施，一年就回灌了上10亿立方米的水存储在地下。到枯水年就可以少用地表水，而抽取地下的库存以度过水荒。用这种办法还可以对淡水资源进行年调节，汛期前，尽量多用水库准备“空库迎汛”的“弃”水，代替抽取地下水，少用地下库存。

以上方案要求统一调度地表和地下两个水库，充分扬各自的“长”，避各自的“短”。结合每一地区的特点，还可能设计出别的方案。

总之，地表水和地下水并不是两种不同的水源，如果善于取长补短，发挥各自的优势，就能更好地利用有限的淡水资源。那种把地表水和地下水人为分割开来，各执一端的争论，是狭隘、片面的门户之见。

七、开放含水层与封闭含水层

地下水是赋存在地下岩石中的水。所有的岩石或多或少都含有地下水，但并不是所有地层都是含水层。只有那些既含有一定量的水，又能让地下水流动的地层才叫含水层，否则就是隔水层。当然，这种划分只是相对的。

按照地下水与含水层和隔水层的关系，地下水含水层可划分为“潜水含水层”和“承压含水层”。这两个引进的术语实在翻译得令人费解。不仅外行人听不懂，内行人也往往被搞糊涂了。笔者认为采用“开放含水层”与“封闭含水层”能更好地反映两种含水层的本质差别。

可以用人们比较熟悉的地表水来比拟。河湖属于开放水体，自来水管道属于封闭水体。河流中的淡水体积随着河水位的上涨而增大，流量也随之增大。自来水管道中的淡水体积随着水头只有极其微小的变化，小到几乎可以忽略不计，流量只与水力梯度有关，而与水头几乎无关。

如果含水层中的地下水没有充满整个含水层，情况就和河流、湖泊、水库等开放水体相似。当含水层中地下水体积增加或减少，地下水位就会上升或下降。这种含水层应当叫做“开放含水层”。但目前通行的术语则是“潜水含水层”。开放含水层由于它的开放性，很容易直接从大气降水或地表水体得到补给，因而其中的淡水资源比较容易得到再生，以保证可持续发展的需要。目前全世界抽取的地下水，绝大部分来自开放含水层。

如果含水层上面被隔水层所覆盖，而且地下水充满了含水层，就变得和封闭的自来水管道相似了。地下水位有升降变化时，含水层体积受上覆隔水层的限制，不能像开放含水层那样自由变化。这种含水层应当叫做“封闭含水层”，教科书上的科学术语则是“承压含水层”。

实际上，无论自来水管道还是封闭含水层，都不是绝对刚性的。它们都具有弹性和可压缩性。当水位上升时，体积会被胀大，反之则会被压缩变小。这种胀缩对自来水管道来说微不足道，通常被忽略不计。但对封闭含水层来说，由于下面将要谈到的原因，这种可压缩性和弹性却不能不加以考虑。

首先，封闭含水层传导水的能力比自来水管道小许多个数量级。任何一个末端自来水龙头放水，都能几乎立即从自来水厂的蓄水容器得到补给。其间的水头损失比较小。而含水层对水的摩擦阻力很大，从封闭含水层的侧向补给源到打井取水地点距离一般又很远。其间要达到稳定状态，需有很大的水头损失。实际上，在达到稳定状态之前，从水井抽出来的水，并不是来自远方的侧向补给源，而是来自水井周围含水层的压缩。水井的抽水，使地下水位下降，在水井周围形成降落漏斗。对封闭含水层来说，这就像液压千斤顶放油、汽车轮胎放气一样，使含水层压缩。这样就从含水层挤压出一些地下水来。水井抽取的地下水，实际上就是来自含水层压缩出来的那一部分水。早期，水井抽取的主要是水井周围近处含水层压缩出来的地下水，随着降落漏斗的扩展，抽出来的水逐渐更多地来自较远处的含水层。从开始抽水到大部分井水不再来自含水层的压缩，而是来自补给边界，需要很长的时间，如果补给边界离抽水井比较远，甚至需要几十年时间，那时抽水井水位将下降得很深，乃至抽水成本高到难以接受的程度。此外，封闭含水层中地下水位每下降1米，因压缩所能给出的水是很少的，只有开放含水层的千分之几到万分之几。因此，地下水位的降落漏斗体积，在同样出水量的条件下，比开放含水层要大成千上万倍。

按照质量守恒原理，从含水层抽取的地下水不可能凭空产生，总归要有来源。开放含水层比较好理解，从含水层抽取的水，部分来自含水层的疏干，部分来自地表水体的补给。而封闭含水层就有点令人费解。后者既没有疏干，也很难从地表水体得到补给。那么从井里抽出来的水是从哪里来的？20世纪初地下水水力学的一个重大进展是发现从封闭含水层抽取的地下水是由含水层体积压缩而来的。最终表现在地面沉降上。根据河北沧州和天津以往长期观测的结果，多年从封闭含水层抽取的地下水总体积，大体上等于地面沉降的总体积，侧向补给少得可以忽略不计。

从封闭含水层抽取地下水会导致地面沉降！这是一个严重的问题。到目前为止我们已经有了大量负面的案例。早在20世纪60年代，上海就因地面沉降而遭受了难以弥补的损失。由于地面沉降早期很难凭直觉发现，上海的教训并没有被别的地方及时汲取，天津随后也出现了类似的问题。长江三角洲的苏州、无锡、常州由于含水层不如上海宽阔，受局部断陷小盆地的制约，出现不均匀沉降，导致地面裂缝。西安的地裂缝也是长期从封闭含水层抽水的后果。

由此可见，从封闭含水层长期大量地抽取地下水，弊大于利，往往是得不偿失。抽不了多少水就会引起地下水位大幅度下降，而且经常导致严重的地面沉降后果。

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