憑空取水

■ 本刊記者 葉昌元

憑空取水

■ 本刊記者 葉昌元

《西游記》第六十九回寫道：朱紫國國王患病，孫悟空為國王配藥，用了大黃、巴豆、百草霜，最后用馬尿和丸，用無根水送服。什么是無根水？孫悟空解釋道：“井中河內(nèi)之水，俱是有根的。我這無根水，非此之論，乃是天上落下者，不沾地就吃，才叫做無根水?！?/p>

很多家庭已有雨水利用意識(shí)

我們仔細(xì)想想，陸地上“有根”的水都來自“無根水”。當(dāng)水落入江河湖海后，我們再從中取出，以供生活生產(chǎn)。于是，架水泵、修水渠、手提肩挑，耗費(fèi)很多人力和能源。比如，我們把江河里的一噸水送到高出水面100米的樓頂，需要多少能源是可以算出來的。千家萬戶呢？輸水能耗相當(dāng)可觀。

既然水分就存在空中，我們?yōu)槭裁床恢苯尤∮谩盁o根水”呢？

城市蓄雨，削峰防澇

2010年，在北京市社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì)等舉辦的一個(gè)論壇上，北京大學(xué)中國持續(xù)發(fā)展研究中心常務(wù)副主任宋豫秦透露了自己的一項(xiàng)測算，如果三環(huán)外的所有屋頂通過改造，有效收集雨水的話，按照北京年平均降水600毫米計(jì)算，一年可以收集的雨水相當(dāng)于24個(gè)玉淵潭的容量。如果全市的道路、綠地等都開展雨水收集，一年有效收集到的雨水可以達(dá)到南水北調(diào)的水量。

如果這項(xiàng)措施早些年實(shí)施的話，也許南水北調(diào)的可行性就需要重新論證了。

雨水是一項(xiàng)重要的資源。目前不少國家都非常重視雨水收集。在以色列，盡管人均水資源不足300立方米，但卻是世界上最大的花卉出口國之一，一項(xiàng)重要保障便是雨水收集。在德國，已經(jīng)形成規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化的雨水回收技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系。國內(nèi)一些企業(yè)也在致力于雨水的回收（圖示為一家企業(yè)的蓄雨方案）。

一座城市的市區(qū)如果廣泛建設(shè)蓄雨設(shè)施，暴雨降臨時(shí)，可以防止雨水在光潔的屋頂或路面白白流走，一部分雨水被這些設(shè)施滯留，地表徑流量的峰值就會(huì)低平許多。蓄雨設(shè)施建設(shè)與海綿城市建設(shè)有所不同：前者是直接供人取用；后者主要是補(bǔ)充地下水。蓄雨設(shè)施的普及對(duì)城市防澇大有益處。

正所謂：放對(duì)了地方就是資源，放不對(duì)地方就是災(zāi)難。

目前，我國城市蓄雨的主要用途是景觀用水、綠化用水，對(duì)水質(zhì)要求不高，利用成本也很低。雖然沖刷馬桶、擦地，對(duì)水質(zhì)要求也不高，但雨水向室內(nèi)運(yùn)輸?shù)某杀韭愿?，故極少將雨水作為室內(nèi)清潔用水。

雨水利用，可否進(jìn)入家庭？

實(shí)際上，城市家庭利用雨水在技術(shù)上毫無障礙。設(shè)施分為兩部分：

第一部分是屋頂集雨。在坡屋頂?shù)乃闹荛芸谠O(shè)集水槽，使其連接落水管。如果是平屋頂，可使屋頂略微起坡，讓中間高于四周即可，在屋頂四周設(shè)集水槽，并連接落水管。

第二部分是用裝配式水箱承接由落水管排出的水。水箱置于室外，緊貼外墻，并在其下部安裝水龍頭，通向室內(nèi)。用戶可以在室內(nèi)直接取用水箱里的水。當(dāng)然，水里可能雜有灰塵、樹葉，但稍加過濾就可以用于沖廁、擦地，甚至洗衣服。目前已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)出過濾雜質(zhì)的器具（如下圖所示）。此器具可與水箱結(jié)合。

如果在水龍頭上套上微型凈化裝置，放出來的水可供飲用。

只要水龍頭的高度適當(dāng)，這種“憑空”取水的方式?jīng)]有任何能耗。

如果是多層或高層住宅，能否設(shè)置這種水箱，并為每個(gè)家庭供水呢？從理論上說，完全可行，只是技術(shù)上要復(fù)雜一些。

一是要考慮水在每層住戶的分布；二是要考慮水壓問題。以一6層樓（每層3米高）為例：如果只建一個(gè)18米高的水箱，當(dāng)水少的時(shí)候只能底層住戶享用，上面的住戶用不上水；當(dāng)水滿的時(shí)候，水箱底部的水壓達(dá)到18噸/平方米，無疑對(duì)水箱的強(qiáng)度要求非常高，會(huì)增加水箱的造價(jià)。相信這也是雨水不能進(jìn)多層或高層住宅的原因。

右邊上下兩個(gè)口分別是雨水流入口、凈水排出口；左邊的口將雜質(zhì)排出

顯然，水箱必須分層，每一個(gè)水箱專屬一層住戶?？梢栽谑彝饨ㄒ粋€(gè)分層的框架結(jié)構(gòu)，將每一層水箱置于框架之中，從中引出水龍頭，進(jìn)入住戶家中。而上下相摞的水箱又必須連通，用閥門分隔：從屋頂落水管里流出來的水進(jìn)入頂層水箱，達(dá)到額定的水位后，水開始注入下一層水箱，以此類推。如何實(shí)現(xiàn)閥門的開啟、閉合呢？完全可以利用馬桶的浮球閥原理—向馬桶水箱里注水到一定水位時(shí)，浮球閥推動(dòng)開關(guān)關(guān)閉入水口—我們可以利用浮球閥開、閉兩層水箱間的閥門（如下圖所示）。

還有一種簡單的辦法讓樓上樓下的住戶分享雨水：讓屋頂?shù)挠晁ㄟ^6個(gè)落水管送入每一層的水箱。

雨水利用進(jìn)入家庭，對(duì)于我國西北部缺水地區(qū)的意義更大。目前，我國在缺水地區(qū)開展“幸福水窖”“母親水窖”等活動(dòng)，用水窖儲(chǔ)蓄雨水。注意：是水窖，不是水井。這些地區(qū)沒有地下水，或水位太低而無法打井。水窖最大的缺陷，就是地面上的雜質(zhì)甚至是牛羊糞便都會(huì)隨著雨水匯集到窖里，水質(zhì)的凈化需要很高成本。但是屋頂集水就克服了這個(gè)缺陷。

空氣中的水分也是資源

《史記·孝武本紀(jì)》：“其后則又作柏梁、銅柱，承露仙人掌之屬矣。”漢武帝聽信方士之言，建柏梁臺(tái)，在臺(tái)上設(shè)仙人掌，上面再頂一個(gè)承露盤，用來接露水。據(jù)說喝了這種“仙露”可以長生不老。

我國的五行相生相克說中，有“金生水”的說法。這可能源于古人早就注意到一種現(xiàn)象：當(dāng)氣溫很低時(shí)，空氣中的水分會(huì)在金屬上凝結(jié)而為露。

我們現(xiàn)在知道了，空氣濕度飽和度會(huì)隨著溫度降低而降低，在夜間，空氣中水分超飽和，一部分水分會(huì)被“擠”出來，形成露水。將瓶子從冰箱里拿出來，其表面馬上變得潮濕，也是這個(gè)原因。

即便是在干燥的沙漠中，空氣里也含有水分。沙漠中有一種甲蟲，背殼非常光滑。夜晚，其背上會(huì)結(jié)露。它只要低下頭來，露珠會(huì)順著頭部流到嘴里。這也是它唯一的水源。而沙漠中的蛇、蜥蜴就是靠吃這種甲蟲補(bǔ)充水分和養(yǎng)分。沙漠仙人掌的表皮也有與甲蟲的背部相同的功效，可以將夜間收集的水分送到淺層根系。

我們可以設(shè)想，在我國西部一些嚴(yán)重缺水的地區(qū)，制作一種空氣源熱泵。其主體是一個(gè)金屬筒，利用太陽能作為能源，使金屬筒內(nèi)的溫度急劇降低，空氣中的水分就會(huì)凝結(jié)在金屬筒表面。如果在筒的表面刻上一定形狀的溝槽，就很容易將水分收集起來。從節(jié)能的角度考慮，可以利用太陽能蓄電池在夜間開啟熱泵。雖然這樣得來的水量有限，但完全可以滿足人的飲用需求。再配上屋頂蓄水裝置，可望基本供給居民的生活用水。

西部水窖工程，也是“希望”工程

已經(jīng)有人打云的主意

作為一座富有的城邦國家，由于人口密度高，且缺乏自然水資源，新加坡的淡水資源面臨嚴(yán)峻危機(jī)。當(dāng)前，該國超過40%的飲用水來自于鄰國馬來西亞。對(duì)鄰國水資源的依賴關(guān)乎國家安全，能否打造可持續(xù)發(fā)展且獨(dú)立自主的水資源獨(dú)立對(duì)于新加坡至關(guān)重要。倫敦霍普金斯建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)師陳冉提出一個(gè)解決方案—源于云系的水管理策略，充分利用當(dāng)?shù)爻渥愕慕涤旰蜐穸荣Y源，對(duì)淡水的生產(chǎn)、收集、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和回收加以強(qiáng)化。自然云系還可以降低城市熱島效應(yīng)。

這個(gè)方案是在海上建造高塔，利用太陽能將海水通過高塔蒸發(fā)成云，再利用季風(fēng)的主風(fēng)向?qū)⑷嗽煸拼迪蜿懙兀ㄈ缦聢D所示）。如果結(jié)合氣候條件造云，幾乎可以使其在確定的地域內(nèi)下雨。當(dāng)然，這個(gè)“飄在天上的水庫”還停留在構(gòu)想階段，要想付諸實(shí)施，還需要解決一系列的技術(shù)難題。但它畢竟告訴人們：云將來也是可以利用、掌控的資源。

陳冉方案：高塔生成云彩，綠色代表風(fēng)向