引 言
水是人类赖以生存和发展的重要自然资源,并且也是自然生态环境重要的制约因素。70年代以来,世界人口剧增,灌溉农业扩大,工业化和城市化发展,城乡居民生活水平提高,人类社会对水的需求急剧增长。同时由于城乡污水大量排放,地表水和地下水源不断受到污染,可供人类利用的水源日益短缺。部分地区河道断流,湖泊干涸,地下含水层接近疏干,地面下沉,生态环境不断恶化。因此,水资源的问题已引起全世界的普遍关注。
1 水资源开发利用现状和问题
中国水资源的总量28100亿ｍ3不算太少,但人均水资源2300ｍ3、公顷均水资源28500ｍ3偏少,仅相当世界平均人均占有量的1/4,公顷均占有量的4/5。中国水资源的特点是受季风影响,在时间和地区上分布很不均衡,洪涝和干旱灾害出现频繁,农业生产很不稳定。1999年以来,我国水利建设有了很大发展,全国兴修了大量蓄水、引水、提水和调水工程,为农业、工业、城市生活等事业的发展,提供了水源,有力地促进了我国国民经济的发展和人民生活水平的提高。
根据调查,1993年全国各行业用水总量已达到5255亿ｍ3,占全国水资源总量的19.1%,其中地表水占83%,地下水占17%。全国平均人均年用水量450ｍ3。从全国大平均来看似乎尚有潜力,但中国水资源的主要问题是水资源在地区上分布极不平衡,它与人口、耕地资源和经济的分布不相匹配。因此,全国有相当大的国土面积短缺水资源,而水的供需矛盾在地区上则有明显差别(见表1、2和表3),全国大致可以划分为南方、北方和西北内陆三个明显不同的类型区。
1.1 南方水资源问题
根据1993年调查资料:全国有80.4%的水资源集中分布在长江及其以南地区。该地区人口占全国53.5%,耕地占全国的35.2%,ＧＤＰ占全国54.8%;人均水资源平均为3490ｍ3,公顷均水资源64500ｍ3,属于人多、地少、经济发达,水资源相对比较丰富的地区。该地区1993年人均年用水量450ｍ3,仅占人均水资源量的12.7%,可见当地水资源的开发尚有很大潜力。当前存在的主要问题是水污染日益严重。由于城市化发展过快,城市水设施的建设跟不上,而污水的排放控制不严,污水任意排放使城市周围的地表和地下水源受到严重污染,水质恶化,使符合水质标准可供利用。
1.2 北方水资源问题
在长江以北广大地区,人口占全国44.4%,耕地占全国59.2%,ＧＤＰ占全国43.4%,而水资源仅占全国14.7%,属于人多、地多、经济相对发达、水资源短缺的地区,其中尤以黄河、淮河、海滦河三流域最为突出。三流域的耕地占全国39.1%,人口占全国34.8%,ＧＤＰ占全32.1%,而水资源只占全国7.7%;人均水资源接近500ｍ3,公顷均水资源少于6000ｍ3,是我国水资源最短缺的地区。1993年,黄淮海三流域人均用水336ｍ3,低于全国平均水平,但水资源利用率已达到71%。由于丰水年汛期的洪水难以利用,枯水年来水偏少,因此经济合理的水资源可利用量约为资源量的50%～60%,可见该地区水资源的开发已接近上限,进一步开发潜力不大。部分地区如海滦河,由于地下水过量开采,地下水位大幅度持续下降已形成了大面积下降漏斗,河道断流、湖泊干涸,生态环境日趋恶化。90年代黄河进入了枯水期,中上游来水偏少,黄河下游断流的频次、历时和河长不断增加。1997年黄河出现了近50年来最枯水年份,中上游来水比正常年份偏少约一半左右,黄河下游断流13次,断流河段长达704ｋｍ,断流历时在利津长达226天。黄河是中国第二大河,它的断流已引起了国内外的关注。
1.3 西北水资源问题
西北内陆地区,除额尔齐斯河属于外流河,其他河流都属于内陆河流域。来自流域四周高山地区由冰雪和雨水补给的径流量约1164亿ｍ3,地下水的补给量826亿ｍ3,扣除相互转化的重复量,该地区水资源总量达到1300亿ｍ3,占全国的4.8%。由于西北内陆地区地广人稀,耕地面积占全国5.6%,人口占全国2.1%,ＧＤＰ占全国1.8%,因此人均水资源量达到5191ｍ3,公顷均水资源量约23850ｍ3,人均水资源相对比较多,但公顷均水资源是偏少的。1993年,该地区水资源的引用已达到582亿ｍ3,约占资源量的45%,由于人均耕地较多,人均用水量高达2350ｍ3,居全国首位。西北内陆地区土地资源丰富,进一步开发潜力大,但干旱地区绿洲生态农业的耗水量很大。除青海内陆河,新疆外流的国际河流额尔齐斯
河和伊犁河水资源的开发利用程度较低外,其他河流开发利用程度均相当高,并且已引发了下游生态环境问题———天然绿洲、终端湖泊消亡和荒漠化的发展。由于内陆干旱地区的生态环境十分脆弱,当地水资源的承载力有多大?如何合理开发利用?需结合当地生态环境保护的要求作进一步的研究。
2 21世纪持续发展面临的挑战
中国近50年,在仅占世界7%的耕地面积上,供养了占世界22%的人口,取得了举世瞩目的巨大成就。但是众多的人口仍是我国的沉重负担。目前我国人口已超过12亿,预计2000年将接近13亿,如果对人口能有效地加以控制,到2050年前后,中国的人口仍将达到16亿左右。要满足16亿人口的基本需求,达到中等发达国家的水平,其用水量必将进一步增加。
根据1997年《全国水中长期供水计划》初步预测,到2050年人口达到16亿顶峰,经济达到中等发达国家水平时,全国工农业和城乡生活需水最终将达到7900～8200亿ｍ3。预测的结果表明:
(1)由于农田灌溉面积受地形、水源等条件限制,最终可能发展的灌溉面积约6000万ｈｍ2,考虑节水等因素后,最终农业需水约4300～4400亿ｍ3,比现在增加约500亿ｍ3,约占总用水量的54%。
(2)受工业化和城市化的影响,工业和生活用水增长较多。城乡生活需水将达到1200～1500亿ｍ3。工业需水即使考虑重复利用率的提高和先进节水工艺技术的应用,仍有可能达到2100～2300亿ｍ3,合计将达将到3300～3800亿ｍ3的用水规模,约占总用水量46%。
(3)2040～2050年扣除发电厂冷却用水后,城乡排放的生活污水和工业废水将达到1500～2000亿ｍ3的规模,水源污染防治和环境保护问题将十分突出。
以上初步预测表明,在全面节水的基础上,到2050年,全国供水能力尚需比1997年供水量5566亿ｍ3,增加2300～2600亿ｍ3,才能满足社会经济持续发展的需要,因此21世纪我国面临的供水任务相当艰巨。虽然从全国范围看,我国水资源的开发利用尚有一定的潜力,但由于人口与水土资源的分布不相协调,远距离调水的成本较高,需要大量资金投入,供水量的增加只能随经济发展、资金的积累,逐步解决。因此,估计2030年以前,我国水的供需矛盾仍将继续存在。如何在较低的人均需水量(人均500ｍ3左右)的基础上,实现社会经济的持续发展和现代化,中国21世纪面临的挑战,比世界其它国家更为严峻。
3 水资源持续开发利用对策的探讨
为了解决日益严重的缺水和水污染问题,当务之急首先应加强水资源的统一管理。从水资源的开发—利用—保护和管理各个环节上采取有效的对策措施。在全面节水的基础上,努力提高水的有效利用率,积极开辟新水源,狠抓水的重复利用和再生利用,协调水资源开发与经济建设和生态环境之间的关系,加速国民经济向节水型方向转变,以促使水资源问题尽快解决。因此,需要针对我国面临的水资源问题,研究相应的对策。
3.1 节约用水与合理用水
节约用水和合理用水应当成为水管理考核的首要目标,成为一切开源工程的基础。当前节水研究的重点:农业应着重研究减少无效蒸发、渗漏损失,提高每立方米水的生产率,达到节水增产双丰收;工业应研究通过循环用水,提高水的重复利用率,达到降低单位产值耗水量和污水排放量;城市应研究积极推广节水生活器具,减少生活用水的浪费。今后全国节水的重点应放在工业和城市生活用水方面,以控制需水量的迅猛增长。
3.2 污水资源化和微咸水、海水利用
城市污水未经处理排放入河道,既浪费了资源,又污染了环境,遗害于人民。进入21世纪,城市和工业用水仍将继续迅速增加。以1997年为例,城市和工业用水已超过1121亿ｍ3,扣除电力工业用水后为826亿ｍ3,废污水排放量约580亿ｔ,即每天进入河道的废污水已接近1.6亿ｔ。这些污水如加以处理,达到环境允许的排放标准或污水灌溉标准,使污水资源化,即可增加水源解决农业缺水问题,又可起到治理污染的作用。虽然污水处理费用较高(每方约0.3～0.5元),但为防止污染,改善环境还是必需的,更何况它比长距离跨流域调水还便宜。将污水处理回用于农业与污染治理有机地结合起来,对于解决我国水资源的短缺和水环境的改善有特别重要的意义,应作为经济可持续发展的重要战略措施来研究。
北方沿海地区和西北内陆有相当数量的微咸水可以利用。根据作物生理的需要,交替使用淡水和微咸水,可以弥补淡水的不足,促进缺水地区农业生产的发展。
中国海岸线很长,沿海地区可以大量利用海水作为冷却水。青岛、大连利用海水有丰富的经验,其它沿海城市也应当利用海水替代淡水,解决当地淡水资源不足问题。1985年美国海水利用量已达823亿ｍ3,1982年日本也利用160多亿ｍ3,相比之下我国海水利用量极小,差距很大,因此海水的利用需要加强研究。
3.3 水资源优化配置和跨流域调水
为了实现可持续发展的战略目标,水资源的开发必需根据人口—经济—资源—环境协调发展的原则,在地区上对国民经济各部门的用水需要进行优化分配。
要解决北方的缺水问题,修建一批跨流域调水工程是必需的,诸如引长江水到北方的东线、中线和西线的南水北调工程;引黄河水到缺水地区的引黄入晋、引黄入淀工程等。但跨流域调水工程的建设必需作好总体规划和科学的论证,要兼顾调入和调出流域合理的需水要求,研究和减免其对生态环境造成的不利影响。
新水源的开发应按照经济规律办事,根据供水成本合理地制定水价。水价高了,用户就愿意集资搞节水工程,搞污水处理回用和地下水回灌工程,减少引用水量。多水源的相互竞争,有利于开源工程的规模控制和资金的合理筹措,并可避免水源工程规模过大,造成不必要的资金积压和浪费。
在干旱、半干旱地区,必需确保生态环境用水,以防止生态环境的恶化。随着城镇供水量和再生污水排放量的增加,城乡供水应根据情况的变化,对规划进行滚动式修订。
3.4 水资源的统一管理
随着供水规模的扩大和用水量的不断增加,多水源、多部门的用水管理是一项复杂的系统工程,既要有强有力的综合管理,又要有权威的水主管部门加强对水资源的统一管理。当务之急首先要转变观念,在思想上真正把水作为资源看待,将粗放型水管理向集约型转变,将公益型发展模式向市场效益型转移。只有管好、用好、保护好有限的水资源,才能解决中国水资源的可持续开发利用问题。