水资源开发利用与管理

我国水资源危机成因分析及其 全面解决方案 王占文 中国矿业大学 北京 地球科学与测绘工程学院 摘要摘要 本文从分析中国水资源面临的严峻形势入手 指出造成现有水资源危机的自然 人为 原因 水资源数量有限和分布极不均衡是水资源危机产生的自然原因 社会经济的发展进 一步加剧了水资源危机的程度 并最终提出解决中国水资源危机的根本之道在于水体保护和 节约用水 实现水资源的优化配置 关键词 关键词 水资源危机 原因 解决方案 水资源优化配置 1 1 中国水资源现状及面临的面危机中国水资源现状及面临的面危机 1 1 中国水资源现状 随着人口的增长 经济的发展以及人们物质文化生活水平的提高 人类社会对水的需 求量迅速增长 加之人类活动造成水污染 使得世界上许多国家和地区出现水资源危机 水 资源紧缺已经成为当今世界许多国家社会经济发展的制约因素 引起人们普遍的关注 中国年均降水总量为 61889 亿 m3 平均降水深度 648 mm 年均地表水资源为 27115 亿 m3 扣除重复利用量以后年均水资源总量为 28124 亿m3 居世界第四位 中国用世界上 7 的水养活了世界上 22 的人口 按 1999 年人口统计 中国人均占有 水资源量约 2232 m3 仅为世界人均水资源量 8840 m3 的 1 4 排在世界 121 位 已被联合国列为 13 个贫水国家之一 我国水资源供需状况不容乐观 长期以来 社会经 济发展受缺水困扰 水资源成为国民经济发展的 瓶颈 缺水遍及各个流域 成为全 国性的问题 进入 21 世纪 我国的水资源矛盾进一步加剧 城市中的生活用水与工业 用水需求加大 虽然节水和重复利用水源使需水定额增长趋势变缓 但由于工业经济的快 速发展 将导致工业用水量迅速增加 2000 年工业用水达 655 亿 m3 2010 年达 929 亿 m3 2030 年将达 1899 亿 m3 2050 年将为 3436 亿 m3 生活用水将由 2000 年的 189 亿 m3 增加到 2050 年的 730 亿 m3 由此可见 我国水资源面临 的形势非常严峻 如果我国水资源的开发利用没有大的突破 水资源将难以支撑国民经济 的快速发展和人民生活的提高 水资源危机将成为 21 世纪最为棘手的难题 甚至将威 胁中华民族的生存与发展 1 21 2 水资源危机水资源危机 近年来 由于人口的增长 工农业需求增加 水资源利用率不高 水资源污染日益严 重等原因 使中国水资源问题愈来愈多 愈来愈严重 处于 贫病交加 的严峻状态 当 前 中国水资源面临的危机突出表现在以下三个方面 一是水资源供需矛盾非常突出 按目前的正常需要和不超采地下水 全国正常年份缺 水量近 400 亿m3 其中灌区缺水约 300 亿 m3 平均每年因旱受灾的耕地达 0 2 亿 多 hm2 年均减产粮食 200 多亿 kg 城市 工业年缺水 60 亿 m3 影响工业产值 2300 多亿元 近年来 对用水水质有严格要求的工业和生活用水 呈逐年增长趋势 1997 2002 年中国工业和生活用水年均增长达 1 36 预计到 2030 年前后中国人口 将达到 16 亿 人均水资源量只有 1750m3 将列入严重缺水的国家 而用水总量估计将 达到 8000 亿m3 左右 接近全国可能利用水资源量的极限 中国实际可能利用的水资源 量在平水年约为 8000 亿 9500 亿 m3 如果不采取有力措施 中国相当一部分地区有 可能在未来出现严重的水危机 二是水污染形势十分严峻 污染物排放量呈增长趋势 2000 年全国工业废水和城镇 生活污水排放总量约 620 亿t 比 1980 年增加了 2 倍多 水质恶化的趋势尚未得到有 效控制 2000 年全国九大流域片的 700 多条河流有 41 3 的河段水质在四类以上 其中 劣五类水占 17 1 属严重污染 基本丧失使用功能 在部分流域和地区 水污染已呈现 出从支流向干流延伸 从城市向农村蔓延 从地表向地下渗透 从陆域向海域发展的趋势 水污染不仅加剧了水资源短缺 而且直接威胁着饮用水安全和人民健康 影响到工农业生 产和农作物安全 造成了巨大经济损失 三是水生态环境安全面临严重威胁 部分地区用水量已大大超过水资源可利用量 导 致江河断流 湖泊萎缩和地下水超采 对生态安全和经济安全构成潜在威胁 目前 北方 河流断流情况仍在加剧 尤以黄河下游为甚 黄河断流的频繁发生 导致河道排洪能力下 降 工农业生产受损 城 乡 居 民 饮 水 困 难 而且 严重破坏了生态环境 湖泊和 天然湿地的减少和丧失导致水资源调蓄能力和水体自净能力下降 加剧了洪涝灾害的危害 和河流水质的恶化 中国地下水多年超采量高达 92 亿 m3 已形成 164 个地下水超采 区部分地区已发生地面沉降 海水倒灌等现象 2 2 水资源危机产生原因水资源危机产生原因 造成中国水资源危机的原因是多方面的 有水资源自身条件的限制 也有忽视对水资 源的节约 保护等人为因素 2 1 自然原因 主要是由于水资源人均占有量少 时空分布不均 且与经济布局不相匹配 中国人 均水资源占有量只有世界平均水平的四分之一 受季风气候和自然条件影响 水资源时空 分布极不均衡 南方水多北方水少 近 20 年来 受气候变化和人类活动的影响 中国北 方地区水资源量进一步减少 同时 中国的经济布局与水资源分布存在着明显的矛盾 这 进一步加剧了中国水资源紧缺局面 特别是加剧了西北和华北地区缺水的严重性 2 2 人为原因 2 2 1 水资源利用方式粗放 用水浪费严重 中国水资源利用的效率和效益与发达国家相比有较大差距 在生产和生活领域存在严 重的用水浪费 2000 年中国万元 GDP 用水量为 610m3 是世界平均水平的 4 倍左右 是美国的 8 倍左右 中国平均每立方米水实现国内生产总值仅为世界平均水平的 1 5 中 国农业用水占用水总量的四分之三强 但由于灌溉技术落后 渠道渗漏严重 水资源管理 不善 农业灌溉用水有效利用率只有 40 左右 而发达国家农业用水利用率可达 70 80 用水浪费进一步加剧了水资源的短缺 2 2 2 经济发展与水资源合理开发利用和有效保护协调不够 人水矛盾尖锐 一些地区在制定经济社会发展规划时没有充分考虑当地的水资源条件 如严重缺水的 华北地区 2002 年高耗水工业取水占工业取水量的比例高达 99 不含火电直流冷却用水 一些水资源匮乏地区盲目建设大都市和城市群 盲目发展高耗水 高污染的产业和高耗 水种植业 据有关资料分析 通过产业结构调整大约可以节约 20 的用水量 中国工业的 结构性污染突出 技术装备和工艺落后 经营管理粗放 物耗大 污染物排放水平居高不下 城市和工业废污水处理率较低 中国大部分城市兴建的污水处理设施不能正常运转 治理 工作滞后 加剧了水污染和水的供需矛盾 2 2 3 水资源可持续利用的体制和机制不完善 水资源使用权益不明晰 既造成对水资源开发利用上的无序竞争 也使得水资源保 护缺乏责任和利益上的主体 水法 确立的水资源统一管理体制尚未形成 在防洪减 灾 城乡供水 水污染防治 生态环境保护等工作中存在诸多矛盾 长期以来 中国主要 依靠行政措施推动水资源的节约 保护 缺乏有效的政策激励机制 自发的节约 保护水 资源的社会环境尚未形成 一边是大量投资建设水源工程 治理水污染 另一边是浪费水 资源 肆意污染水资源 水资源开发利用和水体污染防治监督管理薄弱 3 3 应对水资源危机的解决方案应对水资源危机的解决方案 3 1 节约用水 确立节约用水的总体目标 发展节水型工业和节水型农业的经济发展方式 中国万元 GDP 产值用水量是世界平均水平的 4 倍左右 是美国的 8 倍左右 只要 能降低一半的用水量 就能大大缓解水危机 农业是我国的用水大户 占用水量的七成左 右 而农业用水的经济效益仅为工业的 1 10 左右 从技术上角度看 农业节水大有潜力 包括雨水利用技术 高效灌溉技术 节水种植制度 还有创新发展抗旱节水品种 应用计 算机技术监测节水信息等 都是节约用水的有效途径 从管理上讲 运用经济杠杆调控 比单纯的宣传教育有效得多 据经济学家分析 水价每提高 10 用水量会减少 5 3 2 加大科学技术研究的投入力度 开创新的海水淡化科技 解决水危机问题 人们最快想到的就是利用海水 目前人们掌握了多种海水淡化的方 法 如蒸馏 但是消耗很多能量 生产成本也很高 反渗透法也是广泛应用 且分离效果 好 能量消耗少 设备简单 效果显著 是研究的一个重要方向 因为海水是世界上最丰 富的资源 海水淡化将成为我们日常灌溉 饮用的淡水资源 是补充淡水资源和解决水资 源短缺的绝好途径 3 3 加大进行污水处理的投入力度 建立城镇污水处理厂 发展科技 完善污水处理设备 实现水的再生利用 对污水进行有效处理后在排放 不但减低了水污染程度 也是保护地下水资源和江河水资源的重要途径 3 4 设立专门的环境教育管理机构 加强环境保护教育 公众的环境保护意识水平的高低 直接关系到我国环境保护事业的成败 而提高公众 环保意识 培养公众的公民道德 最主要的途径就是有效开展环境教育 人们的环境意识 提高了 开展各项的环境问题处理工作就会更加顺利 3 5 建立能够支持水资源管理的法律体系 现在我国虽然有水管理法律 但其盲点太多 而且在跨区域 江河流域水的使用 排 污 分配 责任 义务等都缺乏法律规范 此外 尽管北回归线穿过我国南部 但我国大部分地区并不是干旱少雨的沙漠景观 这得益于我国独特的海陆位置形成的季风气候所带来的丰富的降水 但在分布上有 三多 三少 年变率大 的特点 东部多 西部少 南方多 北方少 夏秋两季多 冬春 两季少 年际变化大 总之 我国水资源的总体状况是 总量不足 时空不均 对此 我们认为 1 退湖还田和修筑水库能够有效缓解我国水资源时间分布上的不均 我国降水过分集中在夏季 6 7 8 月 洪水给人民生命财产带来极大威胁 同时大量水资源未加利用 白白流入海洋 但在枯水期径流量又不够用 从自然地理条 件来看 我国是一个水患频繁的国家 很多河流径流量的变率都比较大 如长江就是一 条季节变化和年际变化都较大的河流 洞庭湖位于长江中游 是中国第一大湖 洪水期吞 蓄洪水 枯水期吐水还江 但由于流域植被破坏 导致水土流失 入湖河水带来大量泥 沙 每年进入洞庭湖的泥沙多达 1 4 108 m3 湖底年淤高 4 5cm 而泥沙淤积形成的 土地 倍加丰稔 有种皆收 从而诱导人们退水后筑堤围垸 开垦种田 结果 导致 了洞庭湖水面由 19 世纪初的 6 000k 减至 2 691k 容积 293 108 m3 减至 174 108 m3 大大降低了洞庭湖的蓄洪能力 森林是泥沙的保护神 也是优良的淡水水库 而水库和湖泊是河川径流的天然调节器 植树造林 与 退田还湖 对缓解水资源在 时间分布上的不均衡是非常有益的 2 跨流域调水可以局部缓解我国水资源空间分布上的不均 我国华北地区 气候上属半湿润区 年降水量 400 800mm 是我国缺水最严 重的地区 80 年代以来随着社会经济的发展 北方地区水资源供需矛盾日趋尖锐 为 了从根本上解决我国北方地区严重缺水的问题 从 50 年代以来国家有关部门就组成了 各方面专家对南水北调进行了长期勘察和可行性研究 长江是我国第一大河 水资源丰 富 年平均径流量约 9 600 108 m3 入海量约占径流量的 94 即绝大部分未加利用 就流入了海洋 有条件从长江流域调出部分水量 因此 南水北调工程对均衡我国水资 源南多北少的分布状况将起到一定的积极作用 3 水体保护与节约用水是缓解我国水资源危机迫在眉睫的根本措施 除了水资源数量严重不足外 最严重的问题是水体的污染和水资源的浪费 随着城市 规模的不断扩大 用水量的持续上升 排入江河湖泊中的污水也不断增加 据水利部门 最新统计 目前全国污水排放量已超过 80 年代初的 1 倍 年排污水达 600 108 m3 这些污水 80 以上未经处理直接排入江河湖库 是主要污染源 水利部对全国 700 条 河流约 10 104km 河床进行水资源质量评价 结果显示 近一半的河床受到污染 达 到 IV V 类 1 10 河床严重污染 超过 V 类 已丧失使用价值 在全国六大流域中 太湖 淮河和黄河流域均有 70 以上的河段受到污染 全国 90 以上的城市水域严 重污染 有 1 4 的人口饮用水不符合卫生标准 在全国范围内 水污染呈总体恶化趋势 水污染正从东部向西部发展 从支流向干流延伸 从城市向农村蔓延 从地表向地下渗 透 然而 水体的严重污染自然界是很难在短期内自我净化的 我国水资源数量已相当紧缺 水体污染又相当严重 但水资源在使用过程中的浪费却 达到了惊人的地步 如果说生产用水的浪费缘于技术落后的话 生活用水的浪费则在于人 们节约用水意识的淡漠 如洗衣服开着水龙头冲半天 公共场所水龙头漏水无人问津 由 此可见 水体保护与节约用水是缓解我国水资源危机迫在眉睫的根本措施 水资源按价有偿使用机制的建立是节约用水的根本措施 现代先进节水技术的采用是 节约用水的有效途径 相信随着人们保护水资源和节约用水意识的增强 水资