壓縮淡水

1. 怎樣把海水變成淡水

1、蒸餾法
蒸餾法雖然是一種古老的方法，但由於技術不斷地改進與發展，該法至今仍占統治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程，其原理如同海水受熱蒸發形成雲，雲在一定條件下遇冷形成雨，而雨是不帶鹹味的。根據所用能源、設備、流程不同主要可分設備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等。
2、冷凍法
冷凍法，即冷凍海水使之結冰，在液態淡水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會消耗大量的能源並在儀器里產生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻並不多；而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以使用。
3、反滲透法
通常又稱超過濾法，是1953年才開始採用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓，那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發達國家先後把發展重心轉向反滲透法。
反滲透海水淡化技術發展很快，工程造價和運行成本持續降低，主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力，提高反滲透系統回收率，廉價高效預處理技術，增強系統抗污染能力等。
4、太陽能法
人類早期利用太陽能進行海水淡化，主要是利用太陽能進行蒸餾，所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。餾系統被動式太陽能蒸餾系統的例子就是盤式太陽能蒸餾器，人們對它的應用有了近150年的歷史。由於它結構簡單、取材方便，至今仍被廣泛採用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中於材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統動力源和熱源相比，太陽能具有安全、環保等優點，將太陽能採集與脫鹽工藝兩個系統結合是一種可持續發展的海水淡化技術。太陽能海水淡化技術由於不消耗常規能源、無污染、所得淡水純度高等優點而逐漸受到人們重視。
5、低溫多效
多效蒸發是讓加熱後的海水在多個串聯的蒸發器中蒸發，前一個蒸發器蒸發出來的蒸汽作為下一蒸發器的熱源，並冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節能的方法之一。低溫多效蒸餾技術由於節能的因素，近年發展迅速，裝置的規模日益擴大，成本日益降低，主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力，採用廉價材料降低工程造價，提高操作溫度，提高傳熱效率等。
6、多級閃蒸
所謂閃蒸，是指一定溫度的海水在壓力突然降低的條件下，部分海水急驟蒸發的現象。多級閃蒸海水淡化是將經過加熱的海水，依次在多個壓力逐漸降低的閃蒸室中進行蒸發，將蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化裝置仍以多級閃蒸方法產量最大，技術最成熟，運行安全性高彈性大，主要與火電站聯合建設，適合於大型和超大型淡化裝置，主要在海灣國家採用。多級閃蒸技術成熟、運行可靠，主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力，降低單位電力消耗，提高傳熱效率等。
電滲析法該法的技術關鍵是新型離子交換膜的研製。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其選擇透過性區分為正離子交換膜（陽膜）與負離子交換膜（陰膜）。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列，組成多個相互獨立的隔室海水被淡化，而相鄰隔室海水濃縮，淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水，也可以作為水質處理的手段，為污水再利用作出貢獻。此外，這種方法也越來越多地應用於化工、醫葯、食品等行業的濃縮、分離與提純。
7、壓汽蒸餾
壓汽蒸餾海水淡化技術，是海水預熱後，進入蒸發器並在蒸發器內部分蒸發。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力後引入到蒸發器的加熱側。蒸汽冷凝後作為產品水引出，如此實現熱能的循環利用。

2. 大量海水怎樣變淡水現在有沒有這樣的機器名字是什麼

海水淡化方法分為四種:
(一) 蒸餾法
將水蒸發而鹽留下，再將水蒸氣冷凝為液態淡水
分為多效豎管蒸餾 ,多級閃急蒸餾 ,蒸汽壓縮蒸餾 ,太陽能蒸餾
(二) 冷凍法
冷凍海水，使之結冰，在液態淡水變成固態冰的同時，鹽被分離了出去。
(三) 電滲析淡化法
使用一種特別製造的薄膜實現
在電力作用下，海水中鹽類的正離子穿過陽膜跑向陰極方向，不能穿過陰膜而留下來；負離子穿過陰膜跑向陽極方向，不能穿過陽膜而留下來。
(四) 反滲透淡化法
它使用的薄膜叫「半透膜
半透膜的性能是只讓淡水通過，不讓鹽分通過。如果不施加壓力，用這種膜隔開鹹水和淡水，淡水就自動地往鹹水那邊滲透

3. 怎樣將鹹水變成淡水

用蒸餾的方法。

4. 如何方便從海水中提取淡水

簡單的：

海水蒸餾是最簡單的海水淡化方法。取海水放入蒸發皿中加熱，上面防上加上冷凝板，從冷凝板上收集到的就是淡水，而蒸發皿中最後殘留的鹽可是重要的化工原料哦。

復雜的：

海水淡化
內容：
海水中有大量的鹽。能不能從浩瀚的海洋中去除鹽份，提取出淡水呢？海水淡化是人類追求了幾百年的夢想。早在世界大航海的時代，英國王室就曾懸賞徵求經濟合算的海水淡化方法。時至今日，海水淡化的方法雖然有了數百種之多，生產出的淡水也風味各異，但以經濟合算的標准衡量，仍然不盡如人意。
表面看海水淡化很簡單，只要將鹹水中的鹽與淡水分開即可。最簡單的方法，一個是蒸餾法，將水蒸發而鹽留下，再將水蒸氣冷凝為液態淡水。這個過程與海水逐漸變鹹的過程是類似的，只不過人類要攫取的是淡水。另一個海水淡化的方法是冷凍法，冷凍海水，使之結冰，在液態淡水變成固態的冰的同時，鹽被分離了出去。兩種方法都有難以克服的弊病。蒸餾法會消耗大量的能源，並在儀器里產生大量的鍋垢，相反得到的淡水卻並不多。這是一種很不劃算的方式。冷凍法同樣要消耗許多能源，得到的淡水卻味道不佳，難以使用。
1953年，一種新的海水淡化方式問世了，這就是反滲透法。這種方法利用半透膜來達到將淡水與鹽分離的目的。在通常情況下，半透膜允許溶液中的溶劑通過，而不允許溶質透過。由於海水含鹽高，如果用半透膜將海水與淡水隔開，淡水會通過半透膜擴散到海水的一側，從而使海水一側的液面升高，直到一定的高度產生壓力，使淡水不再擴散過來。這個過程是滲透。如果反其道而行之，要得到淡水，只要對半透膜中的海水施以壓力，就會使海水中的淡水滲透到半透膜外，而鹽卻被膜阻擋在海水中。這就是反滲透法。反滲透法最大的優點
就是節能，生產同等質量的淡水，它的能源消耗僅為蒸餾法的1/40。因此，從1974年以來，世界上的發達國家不約而同地將海水淡化的研究方向轉向了反滲透法。
在新興的反滲透法研究方興未艾的時候，古老的蒸餾法也改弦易轍，重新煥發了青春。常識告訴我們，水在常溫常壓下要加熱到100℃才沸騰，產生大量的水蒸氣。傳統的蒸餾法只考慮了通過升高溫度獲得水蒸氣的方式，耗能甚巨。而新的方法是將氣壓降下來，把經過適當加溫的海水，送入人造的真空蒸餾室中，海水中的淡水會在瞬間急速蒸發，全部變成水蒸氣。許多這樣的真空蒸餾室連接起來，就組成了大型的海水淡化工廠。如果海水淡化工廠與熱電廠建在一起，利用熱電廠的余熱給海水加溫，成本就更低了。
現在世界上的大型海水淡化工廠，大多採用新的蒸餾法。在西亞盛產石油的國度，往往土地「富得流油」，卻打不出一口淡水井。水比油貴的現實，使海水淡化工廠如雨後春筍般出現在西亞的海岸線上。1983年，西亞第一大國沙烏地阿拉伯在吉達港修建了日產淡水30萬噸的海水淡化廠；在另一個西亞國家科威特，現在每天可以生產淡水100萬噸。波斯灣沿岸地區，有的國家的淡化海水已經佔到了本國淡水使用量的80%—90%。
（可以用反滲透法
如果在溶液一例施加大於滲透壓的壓力，則溶液中的水就會透過半透膜，流向純水一側，溶質則被截留在溶液一側，這種作用稱為反滲透.）

5. 海水可以凈化成淡水嗎

海水可以凈化成淡水。但目前我國海水淡化後的水只能用於工業生產，還不能飲用。

全球海水淡化技術超過20餘種，包括反滲透法、低多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發法、水電聯產、熱膜聯產以及利用核能、太陽能、風能、潮汐能海水淡化技術等，以及微濾、超濾、納濾等多項預處理和後處理工藝。

將海水變成淡水一般都採用以下幾種方法。

一、蒸餾法

蒸餾法雖然是一種古老的方法，但由於技術不斷地改進與發展，該法至今仍占統治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程，其原理如同海水受熱蒸發形成雲，雲在一定條件下遇冷形成雨，而雨是不帶鹹味的。根據所用能源、設備、流程不同主要可分設備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等。

二、冷凍法

冷凍法，即冷凍海水使之結冰，在液態淡水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會消耗大量的能源並在儀器里產生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻並不多，而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以使用。

三、反滲透法

通常又稱超過濾法，是1953年才開始採用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。

此時，海水一側高處的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓，那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發達國家先後把發展重心轉向反滲透法。

6. 科學家怎麼把海水變成淡水

海水淡化即利用海水脫鹽生產淡水。是實現水資源利用的開源增量技術，可以增加淡水總量，且不受時空和氣候影響，水質好、價格漸趨合理，可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。 從海水中取得淡水的過程謂海水淡化。 現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法，目前應用反滲透膜的反滲透法以其設備簡單、易於維護和設備模塊化的優點迅速佔領市場，逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。

現代意義上的海水淡化則是在第二次世界大戰以後才發展起來的。戰後由於國際資本大力開發中東地區石油，使這一地區經濟迅速發展，人口快速增加，這個原本乾旱的地區對淡水資源的需求與日俱增。而中東地區獨特的地理位置和氣候條件，加之其豐富的能源資源，又使得海水淡化成為該地區解決淡水資源短缺問題的現實選擇，並對海水淡化裝置提出了大型化的要求。 在這樣的背景下，20世紀60年代初，多級閃蒸海水淡化技術應運而生，現代海水淡化產業也由此步入了快速發展的時代。 海水淡化技術的大規模應用始於乾旱的中東地區，但並不局限於該地區。由於世界上70％以上的人口都居住在離海洋120公里以內的區域，因而海水淡化技術近20多年迅速在中東以外的許多國家和地區得到應用。最新資料表明，到2003年止，世界上已建成和已簽約建設的海水和苦鹹水淡化廠，其生產能力達到日產淡水3600萬噸。目前海水淡化已遍及全世界125個國家和地區，淡化水大約養活世界5％的人口。海水淡化，事實上已經成為世界許多國家解決缺水問題，普遍採用的一種戰略選擇，其有效性和可靠性已經得到越來越廣泛的認同。
編輯本段冷凍法
冷凍法，即冷凍海水使之結冰，在液態淡水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會消耗大量的能源並在儀器里產生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻並不多；而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以使用。真空冷凍海水淡化法工藝包括脫氣、預冷、蒸發結晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟，海水淡化水產品可達到國家飲用水標准，是一種較理想的海水淡化法。
編輯本段冷凍海水淡化法原理
海水三相點是使海水汽、液、固三相共存並達到平衡的一個特殊點。若壓力或溫度偏離該三相點，平衡被破壞，三相會自動趨於一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點原理，以水自身為製冷劑，使海水同時蒸發與結冰，冰晶再經分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。與蒸餾法、膜海水淡化法相比，冷凍海水淡化法能耗低，腐蝕、結垢輕，預處理簡單，設備投資小，並可處理高含鹽量的海水，是一種較理想的海水淡化法。
編輯本段冷凍海水淡化法工藝
冷凍海水淡化法工藝之脫氣 由於海水中溶有的不凝性氣體在低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會在冷凝器內冷凝。這將升高系統的壓力，使蒸發結晶器內壓力高於二相點壓力，破壞操作的進行。顯然減壓脫氣法適合本系統。 冷凍海水淡化法工藝之預冷 海水脫氣後可與蒸發結晶器內排出的濃鹽水和淡化水產生熱交換，預冷至海水的冰點附近。
編輯本段海水淡化法工藝之溫度和壓力
它們是影響海水蒸發與結冰速率的主要因素。 海水淡化法工藝之冰—鹽水是一固液系統 普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離，但分離方法不同，得到的冰晶含鹽量也不同。實驗結果表明減壓過濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。 海水淡化法工藝之蒸汽冷凝 在蒸發結晶器內，除海水析出冰晶以外，還將產生大量的蒸汽，這些蒸汽必須及時移走，才能使海水不斷蒸發與結冰。
編輯本段反滲透法
通常又稱超過濾法，是1953年才開始採用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓，那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發達國家先後把發展重心轉向反滲透法。 反滲透海水淡化技術發展很快，工程造價和運行成本持續降低，主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力，提高反滲透系統回收率，廉價高效預處理技術，增強系統抗污染能力等。
編輯本段太陽能法
人類早期利用太陽能進行海水淡化，主要是利用太陽能進行蒸餾，所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。餾系統被動式太陽能蒸餾系統的例子就是盤式太陽能蒸餾器，人們對它的應用有了近150年的歷史。由於它結構簡單、取材方便，至今仍被廣泛採用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中於材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統動力源和熱源相比，太陽能具有安全、環保等優點，將太陽能採集與脫鹽工藝兩個系統結合是一種可持續發展的海水淡化技術。太陽能海水淡化技術由於不消耗常規能源、無污染、所得淡水純度高等優點而逐漸受到人們重視。太陽能蒸餾法就是採用簡單的太陽能蒸餾器。該蒸餾器由一個水槽組成，水槽內有一個黑色多孔的氈心浮洞，槽頂上蓋有一塊透明、邊緣封閉的玻璃覆蓋層。太陽光穿過透明的覆蓋層投射到黑色絕熱的槽底，轉換為熱能。因此，塑料芯中的水面溫度總是高於透明覆蓋層底的溫度，水從氈芯蒸發，蒸汽擴散到覆蓋層上冷卻為液體，排入不透明的蒸餾槽中.
編輯本段低溫多效
低溫多效蒸餾淡化技術的概念低溫多效海水淡化技術是指鹽水的最高蒸發溫度低於70℃的淡化技術，其特徵是將一系列的水平管噴淋降膜蒸發器串聯起來，用一定量的蒸汽輸入通過多次的蒸發和冷凝，後面一效的蒸發溫度均低於前面一效，從而得到多倍於蒸汽量的蒸餾水的淡化過程。 多效蒸發是讓加熱後的海水在多個串聯的蒸發器中蒸發，前一個蒸發器蒸發出來的蒸汽作為下一蒸發器的熱源，並冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節能的方法之一。低溫多效蒸餾技術由於節能的因素，近年發展迅速，裝置的規模日益擴大，成本日益降低，主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力，採用廉價材料降低工程造價，提高操作溫度，提高傳熱效率等。一種低溫多效蒸餾法海水淡化設備，包括供汽系統、布水系統、蒸發器、淡水箱及濃水箱，供汽系統的生蒸汽入口置於中間效蒸發器上。工作方法為：（1）布水系統對海水進行噴淋；（2）輸入生蒸汽到中間效蒸發器的蒸發管內部；（3）蒸汽在蒸發管內冷凝傳出熱量，蒸發管外吸收熱量產生蒸發；（4）新蒸汽輸送至其兩側的蒸發管內.管外吸收熱量、產生蒸發；（6）各效蒸發器重復蒸發和冷凝過程；（7）蒸餾水進入淡水箱；（8）濃鹽水進入濃水箱。
編輯本段多級閃蒸
所謂閃蒸，是指一定溫度的海水在壓力突然降低的條件下，部分海水急驟蒸發的現象。多級閃蒸海水淡化是將經過加熱的海水，依次在多個壓力逐漸降低的閃蒸室中進行蒸發，將蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化裝置仍以多級閃蒸方法產量最大，技術最成熟，運行安全性高彈性大，主要與火電站聯合建設，適合於大型和超大型淡化裝置，主要在海灣國家採用。多級閃蒸技術成熟、運行可靠，主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力，降低單位電力消耗，提高傳熱效率等。
編輯本段電滲析法
該法的技術關鍵是新型離子交換膜的研製。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其選擇透過性區分為正離子交換膜（陽膜）與負離子交換膜（陰膜）。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列，組成多個相互獨立的隔室海水被淡化，而相鄰隔室海水濃縮，淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水，也可以作為水質處理的手段，為污水再利用作出貢獻。此外，這種方法也越來越多地應用於化工、醫葯、食品等行業的濃縮、分離與提純。
編輯本段壓汽蒸餾
壓汽蒸餾海水淡化技術，是海水預熱後，進入蒸發器並在蒸發器內部分蒸發。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力後引入到蒸發器的加熱側。蒸汽冷凝後作為產品水引出，如此實現熱能的循環利用。
編輯本段露點蒸發法
露點蒸發淡化技術是一種新的苦鹹水和海水淡化方法。它基於載氣增濕和去濕的原理，同時回收冷凝去濕的熱量，傳熱效率受混合氣側的傳熱控制。露點蒸發淡化技術是以空氣為載體,通過用海水或苦鹹水對其增濕和去濕來製得淡水,並通過熱傳遞將去濕過程與增濕過程耦合,使冷凝潛熱直接傳遞到蒸發室,為蒸發鹽水提供汽化潛熱,以提高過程的熱效率。建立了有效傳熱面積分別為9.6 m~2和2.75 m~2的兩台增濕/去濕耦合的露點蒸發淡化設備。建立了相應的實驗裝置和計算機數據採集系統。分別成功地完成了露點蒸發淡化基本流程與參數相關性實驗以及強化傳熱/傳質淡化實驗。
編輯本段水電聯產
水電聯產主要是指海水淡化水和電力聯產聯供。由於海水淡化成本在很大程度上取決於消耗電力和蒸汽的成本，水電聯產可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力，從而實現能源高效利用和降低海水淡化成本。國外大部分海水淡化廠都是和發電廠建在一起的，這是當前大型海水淡化工程的主要建設模式。
編輯本段熱膜聯產
熱膜聯產主要是採用熱法和膜法海水淡化相聯合的方式（即MED-RO或MSF-RO方式），滿足不同用水需求，降低海水淡化成本。目前，世界上最大的熱膜聯產海水淡化廠是阿聯酋富查伊拉海水淡化廠，日產海水淡化水量為45.4萬立方米，其中，MSF日產水28.4萬立方米，RO日產水17萬立方米。其優點是：投資成本低，可共用海水取水口。RO和MED/MSF裝置淡化產品水可以按一定比例混合滿足各種各樣的需求。 此外，以上方法的其他組合也日益受到重視。在實際選用中，究竟哪種方法最好，也不是絕對的，要根據規模大小、能源費用、海水水質、氣候條件以及技術與安全性等實際條件而定。 實際上，一個大型的海水淡化項目往往是一個非常復雜的系統工程。就主要工藝過程來說，包括海水預處理、淡化（脫鹽）、淡化水後處理等。其中預處理是指在海水進入起淡化功能的裝置之前對其所作的必要處理，如殺除海生物，降低濁度、除掉懸浮物（對反滲透法），或脫氣（對蒸餾法），添加必要的葯劑等；脫鹽則是通過上列的某一種方法除掉海水中的鹽分，是整個淡化系統的核心部分，這一過程除要求高效脫鹽外，往往需要解決設備的防腐與防垢問題，有些工藝中還要求有相應的能量回收措施；後處理則是對不同淡化方法的產品水針對不同的用戶要求所進行的水質調控和貯運等處理。海水淡化過程無論採用哪種淡化方法，都存在著能量的優化利用與回收，設備防垢和防腐，以及濃鹽水的正確排放等問題。 海水淡化技術的發展與工業應用，已有半個世紀的歷史，在此期間形成了以多級閃蒸、反滲透和多效蒸發為主要代表的工業技術。專家普遍認為，今後三、四十年在工業應用上，仍將是這三項技術「唱主角」，但反滲透的比重將越來越大。從地區上來講，中東海灣國家仍將以多級閃蒸為首選，因為它具有大型化和超大型化（單台設備產水量目前已高達日產淡水4～5萬噸）、適應於污染重的海灣水以及預處理費用低的優勢；然而在中東以外地區將以反滲透或膜法為首選，因為膜法的能耗和成本都具有優勢，以北美地區為例，近期的發展已經表明，在淡化和水處理方面都將以膜法為主。

7. 中國的淡水資源問題

張宏仁

（原地質礦產部副部長、國際地科聯主席）

淡水是可再生資源，靠大氣降水補給。靜態庫容只是調節空間，不能解決長期供水需要。我國單位面積淡水資源並不少，接近全球平均值，但由於人口密度比世界平均高3倍，人均淡水資源僅為世界人均值的1/3弱。我國大氣降水在時間和空間上分布極不均勻，使蒸發量加大。農業離不開灌溉，更加劇了淡水資源的供需矛盾。淡水是少數幾種無法依賴進口的資源之一。今後只能依靠節水和現有淡水資源的科學調節來解決我國的用水問題。地表水和地下水都是淡水資源的組成部分。地表水體傳導水的能力強，但存儲水的容積小；地下水含水層傳導水的能力弱，但存儲水的容積大。把兩者結合起來聯合調度，可以更加有效地實現淡水資源在時間上的調控。我國淡水資源南多北少，人口分布大體上與淡水資源分布相適應，應當避免人口過多地向缺水地區流動。南水北調可以緩解北方缺水的局面，但調水成本較高，應主要用於特殊乾旱年份，供水的基本來源，仍應立足本地。我國南方降水量充沛，缺水主要是污染造成的，應當集中力量治理污染。為了合理分配淡水資源，有效治理水污染，有必要加強流域的統一管理。規定每一地區的取水量和排污總量的限額。深層封閉地下水資源潛力不大，長期大量開發會導致地面沉降等嚴重後果，要慎用、少用。

淡水是人們生產生活任何時候都離不開的資源。似乎應當屬於常識范圍內的事。然而每當聽到有關「地表水、地下水哪個更重要」的爭論，好心人關於「地球上最後一滴水」的警告，某某地方「地下大水庫的發現」，以及一方面驚呼中國出現了「世界上最大的漏斗」，另一方面又把希望寄託於尋找新的深層地下水源，就感到人們對淡水資源的認識並不一致。而認識是否符合淡水資源的客觀規律，對正確決策有很大影響。

一、淡水資源的主體靠自然再生，靜態庫容的作用是以豐補歉

各種自然資源均可劃分為兩大類：可再生資源和不可再生資源。這種劃分的含義可以用一個家庭的經濟收支平衡賬來形象地說明。

大多數家庭每月都有經常性的收入。如果支出小於收入則把多餘的錢存入銀行。如果支出大於收入，就要動用銀行存款。可以用公式簡單表述如下：

銀行存款的增量＝收入－支出

為了保證家庭可持續的生活，總是力圖量入為出，每個月都略有節余。於是銀行存款逐月增加。然而一旦有額外的消費需求，比如購買大件商品、假日旅遊等，就可以用平時多月乃至多年積攢的存款。對這一類家庭來說，平時生活主要靠經常性的工資收入，銀行存款的功能只是調節餘缺。我們可以說，這樣的家庭所依靠的財政資源是可再生的。

然而，社會上還有極少數人，他們沒有經常性的工資收入，但祖先給他們留下了一大筆遺產存在銀行里，如果不任意揮霍足夠用100年。對這些人來說，上述公式中的收入項等於零，銀行存款每個月都是負增長。直到花光為止。這些人的財政資源顯然是不可再生的。用一點就會少一點。

礦產資源顯然屬於不可再生資源。以煤為例，其是在漫長的地質歷史中形成的。現在地球上某些地方由植物變為煤炭的過程仍在進行，但進行得極為緩慢。每年新生成的煤炭與全球每年消費的煤炭相比微乎其微，可以忽略不計。我們今天所開採的煤炭，實質上是大自然留給人類的遺產。由於地球上煤炭的儲量很大，足夠滿足幾百年的需要，目前可以不必為今後發愁。再過100年，人類總能找到別的替代能源。

森林資源則屬於可再生資源。因為林木不斷地新生，只要合理規劃，就可以保證每年砍伐量不大於再生量。如果砍伐量大於再生量，林木積蓄量就要減少，反之則會增加。

淡水資源的情況略為復雜一點，它的主體屬於可再生資源。但在極特殊情況下，出於無奈，也有把地下地質歷史上儲存的水當做不可再生資源使用的例子。

地球的大氣層是一個龐大的、以太陽能為動力的蒸餾水工廠。它不斷地從海洋和地面把水蒸發上天，再以降水的形式向人們居住的陸地提供淡水。平均每年陸地上的大氣降水約為119萬億立方米。扣除蒸發蒸騰損失，每年仍有42.7萬億立方米可轉化為人類有可能利用的淡水資源。遠遠超過目前全人類每年約4萬億立方米的用水量。在可以預見的未來，淡水資源是永續不斷的。不可能出現「最後一滴水」的危機。因此，從總體上講，人類完全可以依賴可再生的淡水資源滿足可持續發展的需要。

然而，淡水資源在地球上的分布很不均勻。有一些乾旱地區降雨量極少，可再生淡水資源接近於零。如果這些地區人口稀少，又有地質歷史上埋藏的、水質符合需要且存儲量能滿足當地不多的人口上百年需要的地下水，就可以在相當長一段時期靠「吃老本」過日子。例如在非洲北部的撒哈拉沙漠就有地質歷史上埋藏的淡水，為埃及、利比亞等國提供了可供當地人口上百年需要的淡水。類似的條件，在地球其他地方極為罕見。

地下含水層儲存的地下水可以和銀行存款相類比。它能應付短時間入不敷出的緊急情況，但不能滿足長期可持續發展的需要。此外，地下水的儲存量也有不同於存款的地方。提取第一筆存款與提取後一筆存款在手續上沒有區別。而隨著地下水儲存量的減少，地下水位隨之下降。超過一定限度，即使有水也難以利用。

二、我國地均淡水資源並不貧乏，人均淡水資源少是人口多的結果

我國一些地區淡水資源供需矛盾日趨嚴重的狀況，給人造成一種印象：好像中國是淡水資源特別貧乏的國家。這種印象並不符合實際。一個地區淡水資源的豐富程度可以用單位面積平均淡水資源來評價。全世界可再生淡水資源每年為42.7萬億立方米，全球陸地面積為1.34億平方千米，或者134萬億平方米。於是：全球單位面積淡水資源＝全球淡水資源÷全球陸地面積＝42.7萬億立方米÷134萬億平方米/年＝319毫米/年

我國可再生淡水資源每年為2.8萬億立方米，國土面積為960萬平方千米，單位面積淡水資源為292毫米/年。相當於全球平均值的91.5%。由此可見我國並不是淡水資源特別貧乏的國家。國土面積和我國差不多的美國，單位面積淡水資源為317毫米/年，差別也不大。然而，由於我國人口眾多，單位面積人口密度是全世界平均值的3倍。因此，人均淡水資源僅為全世界的1/3弱。目前廣泛引用的數字是1/4，實際上更接近1/3。美國則由於人口密度僅為中國的近1/5，人均淡水資源因此約相當於我國的5倍。總之，我國淡水資源緊張，並不是由於資源貧乏，而是由於人口眾多。

三、淡水資源不能依賴進口，只能立足於國內

在各種自然資源中，淡水資源是用量最大的資源。所有其他自然資源用量的總和也抵不上淡水資源的一個零頭。淡水又是最廉價的資源，經不起大量長距離運輸。我國地勢較高，大部分國際河流是出境河，只有新疆有少數入境河流。這一狀況排除了淡水資源依賴進口的任何可能性。除非全球氣候有重大變化，今後淡水資源總量預計不會有實質性的改變，而人口還將有所增長，不論今後國民經濟如何發展，經濟規模翻幾番，都只能立足在現有每年2.8萬億立方米淡水資源的基礎之上。在這一點上，有的人仍抱有開辟新來源的希望。以下本文將證明：開源雖有一定前景，但不可能對我國淡水資源總量有重大影響。

四、我國淡水資源時空分布極不均勻，加劇了供需矛盾

盡管我國人均淡水資源僅為全球平均值的1/3弱，每人每年仍有2300立方米。按目前的消費水平是夠用的。然而我國的淡水資源無論在空間上還是在時間上的分布都極不均勻。這就進一步加劇了供需矛盾。

淡水資源的更新主要靠大氣降水。我國大部分國土處於北半球中緯度乾旱帶，本應比較乾旱。幸好來自太平洋和印度洋的東南亞季風帶來了水汽。但也導致降水量分布的極度不均勻性。我國南部和東部降水量較多，而西北乾旱。大體上，昆侖山、秦嶺、淮河一線以南，總體上不缺水。如果有缺水問題，一般也主要是由污染造成的。而西北地區則乾旱少雨，淡水資源因而比較貧乏。

應當指出，我國幾千年來一直以農業為主。農業又與淡水資源緊密相連。由於千百年隨機流動的結果，我國的人口分布大體上與淡水資源的分布相適應。一般不宜輕易改變。隨著我國生產力的發展，依附於耕地的農業人口的比重將逐漸減少。人口按耕地分布的前提將逐漸弱化。向乾旱地區遷移人口將不再具有很大的必要性，任何向乾旱、半乾旱地區的移民，必然增加該地區對淡水的需求，進一步擴大淡水資源的供需矛盾，一定要慎之又慎。

淡水資源在時間上分布的不均勻性是導致我國北方供需矛盾緊張的重要原因。從多年平均降水量來看，我國華北許多地方雖不算很豐富，但也不能算太少。以北京為例，年降水量平均為630毫米，和法國巴黎、俄羅斯莫斯科、奧地利維也納、匈牙利布達佩斯等差不多，比英國倫敦、德國柏林還要略多一些。那麼為什麼歐洲比較濕潤，而我國華北比較乾旱呢？這是由於歐洲許多地方降水量隨時間的分布，無論是年內還是年際都出奇的均勻。這是一直生活在亞洲大陸的人所難以想像的。

歐洲大部分地區空氣濕度大，蒸發量遠小於降水量。我國北方地區與歐洲相比反差極為強烈。以北京地區為例，6、7、8月個月的降水量，占年總降水量的3/4以上，而從11月到次年4月的半年時間的降水量不到全年降水量的1/10。由於旱季延續時間很長，年蒸發量大多在1000毫米以上，遠遠超過年降水量。不僅年內，而且年際降水量變化也很大，連續3年的乾旱時有發生。大氣降水只有一小部分能轉化為有效的淡水資源，大部分被重新蒸發上天。此外，由於雨季降水過於集中，經常有一部分水庫裝不下的降水以洪水的形式入海，無法加以利用，有時甚至造成洪災。歐洲降水均勻帶來的另一個好處是農田灌溉用水不多，大氣降水能滿足農作物生長對水的大部分需要，許多地方甚至完全不需要灌溉；留給工業及生活用的水資源就比較多了。而我國，特別是北方地區，農業離不開灌溉。農田灌溉用水佔用了淡水資源的絕大部分，能留給生活和工業生產用的水資源很有限。總之，降水量隨時間分布的不均勻性，一方面使有效淡水資源減少；另一方面使農業用水量增多。這大大加劇了淡水資源的供需矛盾。

五、找礦與「找水」

我國的淡水資源是否還有未被發現的潛力。有人把希望寄託在「找水」上。

地表水不存在「找」的問題，一切都擺在光天化日之下，比較清楚。「找水」實際上指的是找地下水。「找水」的提出顯然是受「找礦」的影響，特別是「找油」的影響。石油是含油層中的流體，地下水也是地層中的流體。可以找油，為什麼不能找水呢。當然，石油天然氣和地下水的流動都遵循滲流力學的基本規律。有許多可以相互借鑒的東西。但是有一點根本不同：石油天然氣是不可再生資源，地下水的主體只能是可再生資源。

作為不可再生資源的礦產，開采一點，已探明的資源量就會少一點，早晚會枯竭。為了保證可持續發展，必須努力尋找接替資源。而且大多數情況下確實有礦可找。因為，由於人們認識的局限性，遠不是所有的礦產都已被查明。整個找礦的歷史可以歸結為：露頭礦找完了找隱伏礦；淺部礦找完了找深部礦。這種經驗推廣到淡水資源領域里來就成了：地表水不夠了找地下水；淺層地下水不夠了找深層地下水。

然而，地下水完全是另外一回事。前面已經討論過，地下水的儲存量只能用於調節豐枯，而不能依靠它長期生活。人類可以依賴的主要是不斷更新的可再生淡水資源。而這種資源就在我們眼皮子底下，並不需要專門去「尋找」。從宏觀戰略的大賬著眼，「找水」並不能解決淡水資源的「開源」問題。

但在某些既缺乏地表水、淺部地下水含鹽量又高的乾旱地區，有的地方地下深部有水質較好的含水層。於是就提出了深部含水層「找水」的問題。深部含水層絕大多數屬於封閉的承壓含水層，由於極難得到大氣降水的補給，所含的淡水資源屬於不可再生資源。大量長期開采這種深層地下水會導致地下水位迅速下降和地面沉降。只有在人少地廣、單位面積取水量很小的條件下，如為邊防哨所和牧區人畜飲用供水，或者在極端乾旱年份短期用水，可以適度開采這種資源。

還有一種情況可以被稱為「找水」，那就是在缺乏有效含水層的地區，如大片花崗岩或變質岩分布的地區。在這些地區需要用地質、地球物理的方法，尋找隱伏的構造破碎帶。因為只有在岩石破碎的地段，才有足夠的孔隙存儲和傳導地下水，簡單地說，只有這種情況才能使水井或其他集水工程出水。

不管是哪種情況，「找水」並不能解決淡水資源的戰略性大賬，而是主要著眼於人口不多的缺水居民點人畜用水問題。

那麼，淡水資源開源的潛力何在？淡水資源的潛力不在於「找水」，但也不是沒有潛力可挖。可以從減少我國大氣降水在時間上分布不均勻性造成的損失方面，想辦法挖掘潛力。主要有兩個方面：一是奪取蒸發量。我國，特別是乾旱地區，大氣降水的大部分被蒸發上天。這裡面潛力是很大的。二是奪取入海棄水。由於汛期降雨量集中，地表水庫沒有足夠的庫容攔蓄洪水，有一部分水白白跑到海里去了。這部分水如果被攔蓄起來，水量也是很可觀的。

然而，這兩條說起來容易，實際上做起來卻很難。要奪取蒸發量，就要設法讓大氣降水更多地滲入地下，減少太陽的暴曬。要奪取入海棄水，就要設法把汛期的洪水存儲起來。為此就需要有足夠的調節庫容，地表水庫就是為此而修建的。北京潮白河上的密雲水庫多年平均來水量10多億立方米，而庫容有40億立方米，是一個可以實現多年調節的好水庫。可惜，在大多數別的流域，現有的地表水庫和預計可以修建的地表水庫加在一起，總庫容仍遠不足以滿足這一要求。而地下水含水層則具有比地表水庫大得多的調節庫容。

因此，無論是奪取蒸發量還是奪取棄水，地下水含水層都具有極其重要的作用。

六、地表水體與地下水含水層的關系

在許多人的心目中，地表水和地下水是兩種不同的水源。這是一種片面的看法，不利於對整個淡水資源的科學、合理的利用。從作為可再生資源的角度看，地表水和地下水都來自大氣降水，而且，它們還相互轉化。以新疆、甘肅的內流河盆地為例。盆地底部的極少量降水幾乎全部被蒸發而形不成任何有效的淡水資源。當地的淡水資源主要來自盆地周圍山區的降水以及隨後的積雪融化。這些水匯集到山區的河流中奔向山麓，有很大一部分入滲到由礫石、粗沙組成的山前洪積扇中，轉化為地下水。洪積扇的碎屑物質從上游向下游逐漸變細，傳輸地下水的能力也逐漸減弱。最後地下水被臃阻在洪積扇的邊緣而以泉水的形式溢出地表，又轉化為地表水。在那些地區，人為地劃分地表水和地下水資源，沒有實質性的意義。

從更廣泛的意義上講，河流的流量在一年的很長時間要靠地下水維持。河流具有很高的傳輸地表水的能力。雨季的大氣降水匯入河川以後，會在很短時間內被排放入海。雨季以後許多河流河水常流不斷要歸功於地下水含水層。地下水含水層能存儲大量由降水入滲形成的淡水。由於地下水含水層傳輸水的能力遠低於地表水體，雨季存儲在含水層中的地下水只能緩慢地釋放出來。所有這些涓涓細流，最後匯集到河川中，形成可觀的流量，保持河水常流不斷。汛期以後的河川水流被叫做「基流」。基流是淡水資源中最可寶貴的部分，而它恰恰來自地下水含水層。

地表水體和地下水含水層都是天然淡水資源的載體，但它們各自有不同的特點。

地表水體作為水的容器摩擦阻力小，因而具有很高的傳輸水的能力。另外，陸地上的淡水體面積僅占陸地面積的1%不到，因而存儲水的能力很小。地下水含水層則相反，由於水在岩石的孔隙中流動，受到很大的摩擦阻力。在同樣的水力坡度下，地下水的流速比地表水要小好幾個數量級。但是，地下水含水層廣泛分布，幾乎無處不在，有比地表水體大得多的存儲水的能力。可以用直流電阻、電容電路來比喻以上兩種情況。地表水體就像是電阻小、電容也小的電路，也就是說時間常數很小的電路，地下水含水層則像是電阻大、電容也大的電路，即時間常數很大的電路。地表水體中的水來得快、去得快。地下水含水層中的水來得慢、去得慢，能夠對短暫的洪峰脈沖進行濾波，把極不均勻的降水拉平。而這正是降水量極不均勻的地區所需要的。

地下水含水層不僅能調節豐水年和枯水年，而且還能大大減少蒸發量。大氣降水一旦滲入地下，蒸發量就會急劇減少。如果地下水位在地面1米以下，蒸發量實際上接近零。

陝西北部神木煤田所在地區有兩條河，一條是窟野河，另一條是禿尾河。兩條河都從西北向東南相互平行地流入黃河，相距只有幾十千米。窟野河所流經的地區岩石裸露，每當雨季，洪水攜帶大量泥沙很快泄入黃河，旱季則長時間乾涸缺水。而禿尾河上游有大片地區被毛烏素沙漠的邊緣所覆蓋，雨季時雨水被沙漠吸收，很少形成洪水，雨季過後，地下水慢慢從沙漠滲出，保持禿尾河常年有比較均勻的流量。由於沙漠的保護，禿尾河流域蒸發量大大減少。有一半以上的大氣降水都能轉化為有效的淡水資源。這在黃土高原是極為可貴的。

地下水含水層的特點是「肚子大，嗓子眼小」，接收大氣降水補給比較緩慢。這就給我們利用它增加了困難。北京地區就是一個很好的例證。永定河沖積、洪積扇有巨厚的含水層。曾經是北京市的主要供水水源地。它的巨大庫容曾經幫助首都度過了一個又一個的缺水年。經過多年的超量抽取地下水使得地下水位大幅度下降，形成較大的地下庫容。這本應是調蓄水資源的絕好場所。20世紀70年代進行了可行性論證，發現永定河每年行洪期只有十幾天。而北京市年取水量幾十億立方米。即使每年人工回灌1000萬立方米，也解決不了多大問題。然而要在10天內完成即使這一不起眼的任務，汛期每天就要回灌100萬立方米，這就需要建設龐大的回灌工程。而且汛期河水含泥沙量高，會很快把地下水含水層的入滲面淤死。當時建設的西黃村人工回灌試驗場，雖然地質、地理條件很優越，但也只能在非汛期用水庫棄水進行人工回灌。

實踐給我們上了很重要的一課。要取得較大的回灌效果，光靠人工措施是不夠的。針對北京地區的具體情況，我們提出了「虛擬回灌」的辦法。北京地區現有抽取地下水的設施能力已經很大。再大的回灌設施能力也不可能超過抽水能力。在保持現有抽水設施運行的情況下，每回灌1億立方米水，與不進行回灌，但減少抽水1億立方米在物理上是等價的。因此，減少抽水等於增加回灌，是一種「虛擬」的回灌。這種回灌不需要專門的回灌設施，但需要有別的水源來代替減少的抽水量。這部分水量可以來自豐水年多餘的大氣降水。如果在北京市建設兩套供水設施，一套用地表水供水，另一套用地下水供水，那麼每一套都能單獨滿足全市供水的需要。如果在豐水年把抽取地下水的設施停下來，就等於不用任何回灌設施，一年就回灌了上10億立方米的水存儲在地下。到枯水年就可以少用地表水，而抽取地下的庫存以度過水荒。用這種辦法還可以對淡水資源進行年調節，汛期前，盡量多用水庫准備「空庫迎汛」的「棄」水，代替抽取地下水，少用地下庫存。

以上方案要求統一調度地表和地下兩個水庫，充分揚各自的「長」，避各自的「短」。結合每一地區的特點，還可能設計出別的方案。

總之，地表水和地下水並不是兩種不同的水源，如果善於取長補短，發揮各自的優勢，就能更好地利用有限的淡水資源。那種把地表水和地下水人為分割開來，各執一端的爭論，是狹隘、片面的門戶之見。

七、開放含水層與封閉含水層

地下水是賦存在地下岩石中的水。所有的岩石或多或少都含有地下水，但並不是所有地層都是含水層。只有那些既含有一定量的水，又能讓地下水流動的地層才叫含水層，否則就是隔水層。當然，這種劃分只是相對的。

按照地下水與含水層和隔水層的關系，地下水含水層可劃分為「潛水含水層」和「承壓含水層」。這兩個引進的術語實在翻譯得令人費解。不僅外行人聽不懂，內行人也往往被搞糊塗了。筆者認為採用「開放含水層」與「封閉含水層」能更好地反映兩種含水層的本質差別。

可以用人們比較熟悉的地表水來比擬。河湖屬於開放水體，自來水管道屬於封閉水體。河流中的淡水體積隨著河水位的上漲而增大，流量也隨之增大。自來水管道中的淡水體積隨著水頭只有極其微小的變化，小到幾乎可以忽略不計，流量只與水力梯度有關，而與水頭幾乎無關。

如果含水層中的地下水沒有充滿整個含水層，情況就和河流、湖泊、水庫等開放水體相似。當含水層中地下水體積增加或減少，地下水位就會上升或下降。這種含水層應當叫做「開放含水層」。但目前通行的術語則是「潛水含水層」。開放含水層由於它的開放性，很容易直接從大氣降水或地表水體得到補給，因而其中的淡水資源比較容易得到再生，以保證可持續發展的需要。目前全世界抽取的地下水，絕大部分來自開放含水層。

如果含水層上面被隔水層所覆蓋，而且地下水充滿了含水層，就變得和封閉的自來水管道相似了。地下水位有升降變化時，含水層體積受上覆隔水層的限制，不能像開放含水層那樣自由變化。這種含水層應當叫做「封閉含水層」，教科書上的科學術語則是「承壓含水層」。

實際上，無論自來水管道還是封閉含水層，都不是絕對剛性的。它們都具有彈性和可壓縮性。當水位上升時，體積會被脹大，反之則會被壓縮變小。這種脹縮對自來水管道來說微不足道，通常被忽略不計。但對封閉含水層來說，由於下面將要談到的原因，這種可壓縮性和彈性卻不能不加以考慮。

首先，封閉含水層傳導水的能力比自來水管道小許多個數量級。任何一個末端自來水龍頭放水，都能幾乎立即從自來水廠的蓄水容器得到補給。其間的水頭損失比較小。而含水層對水的摩擦阻力很大，從封閉含水層的側向補給源到打井取水地點距離一般又很遠。其間要達到穩定狀態，需有很大的水頭損失。實際上，在達到穩定狀態之前，從水井抽出來的水，並不是來自遠方的側向補給源，而是來自水井周圍含水層的壓縮。水井的抽水，使地下水位下降，在水井周圍形成降落漏斗。對封閉含水層來說，這就像液壓千斤頂放油、汽車輪胎放氣一樣，使含水層壓縮。這樣就從含水層擠壓出一些地下水來。水井抽取的地下水，實際上就是來自含水層壓縮出來的那一部分水。早期，水井抽取的主要是水井周圍近處含水層壓縮出來的地下水，隨著降落漏斗的擴展，抽出來的水逐漸更多地來自較遠處的含水層。從開始抽水到大部分井水不再來自含水層的壓縮，而是來自補給邊界，需要很長的時間，如果補給邊界離抽水井比較遠，甚至需要幾十年時間，那時抽水井水位將下降得很深，乃至抽水成本高到難以接受的程度。此外，封閉含水層中地下水位每下降1米，因壓縮所能給出的水是很少的，只有開放含水層的千分之幾到萬分之幾。因此，地下水位的降落漏斗體積，在同樣出水量的條件下，比開放含水層要大成千上萬倍。

按照質量守恆原理，從含水層抽取的地下水不可能憑空產生，總歸要有來源。開放含水層比較好理解，從含水層抽取的水，部分來自含水層的疏干，部分來自地表水體的補給。而封閉含水層就有點令人費解。後者既沒有疏干，也很難從地表水體得到補給。那麼從井裡抽出來的水是從哪裡來的？20世紀初地下水水力學的一個重大進展是發現從封閉含水層抽取的地下水是由含水層體積壓縮而來的。最終表現在地面沉降上。根據河北滄州和天津以往長期觀測的結果，多年從封閉含水層抽取的地下水總體積，大體上等於地面沉降的總體積，側向補給少得可以忽略不計。

從封閉含水層抽取地下水會導致地面沉降！這是一個嚴重的問題。到目前為止我們已經有了大量負面的案例。早在20世紀60年代，上海就因地面沉降而遭受了難以彌補的損失。由於地面沉降早期很難憑直覺發現，上海的教訓並沒有被別的地方及時汲取，天津隨後也出現了類似的問題。長江三角洲的蘇州、無錫、常州由於含水層不如上海寬闊，受局部斷陷小盆地的制約，出現不均勻沉降，導致地面裂縫。西安的地裂縫也是長期從封閉含水層抽水的後果。

由此可見，從封閉含水層長期大量地抽取地下水，弊大於利，往往是得不償失。抽不了多少水就會引起地下水位大幅度下降，而且經常導致嚴重的地面沉降後果。