災難條件下水資源的獲取及有效利用——從產(chǎn)品設計角度進行解讀

趙雨欣 劉曉青 何巧云 周 雍 （湖南科技學院美術系 湖南永州 425100）

水是地球上一切生物和生命賴以生存的物質基礎和必然條件，它是人體組織的重要成分，除了供人們飲用維持生理所需，同時在日常生活中還發(fā)揮重要的清潔、循環(huán)和代謝等功能和作用。在災難面前，水是人類的第一需要，據(jù)統(tǒng)計，人不攝取熱量補充可維持生命7天左右，但不攝取水僅能生存3天左右，可見水在災難中對生命的重要意義。本文筆者僅從人類在應對自然災難中解決水獲取的一些思考進行論述。

一、災難條件下的水資源概述

據(jù)調查數(shù)據(jù)顯示，人體每天攝入和排出的水分大約都在3公升左右，當人體失去1%-2%的水分時就會感到口渴，喪失5%將處于意識模糊狀態(tài)，大于15%時，就會面臨死亡危險。一個人如果只食用無水食物，不攝入任何水分，一般只能存活5天，但如果一個人只喝水不攝入任何食物，卻可以維持30天的生命。由此可以看出，災難發(fā)生時面對各種物資短缺，水成為了尤其重要的必需品。

而近些年全球災難頻發(fā)，在災難中如何獲取水源已經(jīng)成為了我們共同面對的焦點問題。那么，災難中有哪些可以利用的水資源呢？

1.地表水資源

地表水資源指地表水中可以逐年更新的淡水量。是水資源的重要組成部分。包括冰雪水、河川水和湖沼水等。這些水資源在災難時只需經(jīng)過簡單的過濾或消毒的方法，從而得到能夠供人飲用的水。

2.地下水資源

地下水資源是指在一定期限內(nèi)，能提供給人類使用的，且能逐年得到恢復的地下淡水量，也是水資源的組成部分。地下水資源主要是由于大氣降水的直接入滲和地表水滲透到地下形成的。

但是地下水資源在災難中的獲取并不如其他水資源得來的便捷。因為，一個地區(qū)的地下水資源豐富與否，首先和地下水所能獲得的補給量與可開采的儲存量的多少有關。在雨量充沛的地方，在適宜的地質條件下，地下水能獲得大量的入滲補給，則地下水資源豐富。在干旱地區(qū)，雨量稀少，地下水資源相對貧乏些。所以地下水在災難中的應用只適用于部分條件允許的地區(qū)。

3.土壤水資源

土壤水資源是位于包氣帶上部土壤層中具有利用價值的結合水和毛細水。氣象條件、降水分布特征、包氣帶巖性及厚度、微地形、土地利用方式與強度等都會影響土壤水資源的時空分布。土壤水具有以下特性：①對降水的依賴性和相關性；②不易保存性（易耗失性）。

根據(jù)以上兩個特性，土壤水在災難中如何獲取便成為了首要性的問題。

4.非常規(guī)水資源

非常規(guī)水資源是指如降水、污水、微咸水、冷凝結水等需要一定條件限制的水資源。因為這一類的水資源通常潔凈性較差，所以較前三種水資源相比需要更為徹底的凈化。

二、災難條件下水資源的獲取和利用途徑

災難條件下人們面對的飲用水問題有兩個，一是如何得到水資源；二是如何將獲取的水源變成能飲用的潔凈水。這兩個問題的解決都需要借助一定的工具或者產(chǎn)品來實現(xiàn)，本文將從產(chǎn)品設計的角度分情況進行探討。

1.水源條件充足情況下人工污水凈化

據(jù)調查，目前國際上已研發(fā)出幾款凈水裝置，并都已用于使用。比較典型的是美國野戰(zhàn)軍運用RO凈水裝備從海上淡化取水，通過凈化海水來解決水源問題，同時，在野戰(zhàn)軍的取水裝置中，除了淡化海水，還有通過添加消毒藥劑比如有機碘片、碘酒等凈化污染的水源，從而得到干凈可用的水源，還有將消毒劑附于管壁用于殺滅細菌凈化水源的消毒器械。

人工污水凈化的方式可分為兩種：物理凈化和化學凈化。

物理凈化主要是通過過濾、沉淀、加熱、磁鐵吸附等物理方式對污水進行凈化處理，這些方法能夠較快的得到干凈的水，并且用其原理制成的產(chǎn)品能夠重復使用，適用于水源污染較輕的災后。其他還有一些例如電吸附除鹽技術等的凈化方式在災難水凈化產(chǎn)品中的應用并不方便快捷，故在此不表。

化學凈化通常是通過藥劑對污水采取沉淀、消毒、殺菌等方式進行凈化，相對于物理凈化，化學凈化更能夠對水中的細菌和有毒物質進行處理，因此化學凈化一般適用于水源污染較嚴重的災后。

從目前來看，凈水方法主要是化學和物理兩種，受凈化的水源包括海水、體液及其他被污染的水源。

2.水源條件不充足情況下如何獲取水源

災難中，除了利用現(xiàn)有水源，我們也可以嘗試人工采水來獲取水資源。

在沒有足夠水源條件下的災后（如旱災），冷凝取水一般是較為常見的方式之一。冷凝取水是通過裝置將空氣遇冷凝結成水滴，再將水滴積少成多得到水資源的過程。這種方法相對來說耗時較長、獲取的水資源相對較少，但在極度缺水的情況下也不失為一種救命良方。

除了冷凝取水，其實人所排出的尿液在災難中也是水資源的一種。尿液其中95%左右是水，其余為固體部分。固體物中，無機物質有鈉、鉀、氯、硫酸鹽、磷酸鹽、銨鹽、鈣離子等；有機物質主要有尿素、尿激酶、表皮生長因子、生長激素、促紅細胞生長素、促性腺激素、血管舒緩素和抗腫瘤肽類物質等，都是對人體有益的物質。在汶川地震之后，四川美術大學的王立端教授針對災難設計了一款凈化水壺，他提倡在無水源或水源極度缺乏的情況下，被困的人可以用它來凈化污水甚至是尿液來獲取飲用水，充分循環(huán)利用水資源。

3.災前預防儲水

災前預防儲水是指在災難來臨前，平常生活中為災后用水采取的儲備措施。目前筆者所了解到的災前儲水裝置可以分為室內(nèi)、室外兩種方式。室內(nèi)儲水設備一般是在構造穩(wěn)定的如桌椅、床柜處安置儲水設備，以便災難來臨時能夠第一時間尋找到水源。室外儲水設備通常是如水壺、水袋等簡單易于攜帶的小型儲水裝置，在災難時方便攜帶和使用。

由以上可以看出，取水、凈水和儲水都需要借助一定的設備或其他事物，所以取水、凈水和儲水裝置在產(chǎn)品造型方面擁有比較廣的發(fā)展空間。

三、災難條件下的取水和凈水產(chǎn)品設計及應用

結合上述所列舉的獲取和凈化水資源的方法，由此可以從產(chǎn)品設計的角度加以應用，形成下述的取水和凈水產(chǎn)品。

1.物理凈化獲取及化學凈化獲取

?Rocket自救產(chǎn)品設計

在不發(fā)達的國家和地區(qū)，飲水問題一直是災民們最大的困難。飲用水離居民區(qū)非常遠而且水質非常不干凈。Aqua Tow就是為了最大限度降低引用受污染水源所帶來的疾病危機。這個設計概念旨在通過此裝置將受污染的水通過過濾和氯的消毒來“再造”干凈的飲用水。在使用 Aqua Tow的時候也是非常方面，因為采用滾筒設計，所以即使是小孩子也可以通過Aqua Tow上的繩索拉動這一滾筒40升的水。

?活性炭磁化凈水設備

當災難來臨時，水成為了挽救生命的無價之寶，但是在不同的環(huán)境中，則需要不同的設備來將水凈化，從而保證人們的身體健康。這款凈水杯適合在野外有水源，但水源受到輕度污染的情況下將水過濾成可飲用水，整個過程經(jīng)歷兩層活性炭過濾網(wǎng)和一層吸附磁鐵，上端的過濾裝置打開之后同時可以安裝在其他的水壺上，從而獲得更多的飲用水，將更加有效地利用這個凈水裝置。

?冷凝取水器

或許你曾有過這樣的經(jīng)歷，當從空調器下經(jīng)過時，有時會無意被淋上幾滴水，這是空氣冷凝所致。洛可可設計師通過細心地觀察，將這一原理也轉用到取水方式上來。整個產(chǎn)品分為兩部分：上面是冷凝器，下面是儲水器，冷凝器可以通過旋轉上方的手把來制造電能，從而實現(xiàn)干燥空氣制冷采水的效果。

2.儲存獲取

?集約式自救設備

遇到災難時我們需要什么？設計師關懷到受難者的最終需求，從需求開始思考，設計出一款產(chǎn)品。它集采水設備、救生圈以及求救信號發(fā)射器等設備于一體，組成一個百寶箱式的圓筒。產(chǎn)品一端是采水設備，運用物理蒸發(fā)冷卻原理，將海水或其他可利用水源蒸發(fā)冷卻供災難中的人飲用；另一端是求救設備，這里除了信號發(fā)射器之類的設計以外，設計師還考慮了電池的問題，專門設置了太陽能電池，讓人在沒電的情況下也能依靠自然生存；中間是一個裝著救生艇的小圓筒，如果遭遇水災，人們可以直接打開自救。這款產(chǎn)品真正考慮到受難者的需求，讓其不僅可以借助這個設備延續(xù)生命，同時還能尋找搜救信號。這三個設備聯(lián)合在一起，拆卸使用方便，同時產(chǎn)品運用了鮮艷的黃色，容易找尋。

四、結語

在水資源日益匱乏和水污染嚴重、災難頻發(fā)的今天，如何更有效的減少災難帶來的惡性后果是我們每一個人所關注的。災難時水資源的獲取一直是全世界共同面對的問題，而且災難救援設施也具有充分的市場發(fā)展前景，迄今為止，已有的研究成果并用于災難后取水中的有關設計并不多，并且沒有從不同災難時水源的不同獲取途徑來深入分析，不夠透徹。所以災難設計在現(xiàn)代設計中將會散發(fā)出無窮的魅力。

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