以水为中心论点写一段话

我国人口占世界人口的22%,耕地面积只占世界耕地的10%,但灌溉面积却占全球灌溉面积的21%,人均灌溉面积与世界平均水平相当.我国灌溉面积约8亿亩,占总耕地的41%,其生产了70%的棉花、90%以上的蔬菜和2/3以上的粮食.在这些灌溉面积中,万亩以上大中型灌区5600处,灌溉面积3.3亿亩,占灌溉总面积的43%,其中超过30万亩的大型灌区220处,灌溉面积1.7亿亩,占灌溉总面积的22%.大中型灌区水土资源条件好,设施相对完好,经营管理水平较高,是我国粮食生产的骨干基地,生产的粮食占全国总产量的20％以上,它们对满足我国21世纪16亿人口粮食需求,保证粮食安全具有举足轻重的作用.

然而,当前我国的农业用水效率却很低,灌溉用水的利用率只有0.3－0.4,与发达国家0.7－0.9相比,相差0.4－0.5；农作物水分生产率平均1kg/m3左右,与发达国家2.0kg/m3相比,相差一倍.从用水效率上来看,我国GDP1995年的用水效率只有美国的1990年1/8,日本1989年的1/25.提高灌溉面积占全国总灌溉面积的1/5以上的大型灌区的用水效率,对于缓解我国农业水资源危机具有举足轻重的地位.

为此,国家准备投入大量资金,开展以节水为中心的大中型灌区改造.这项工程的顺利实施,必将显著地提高我国农业用水的效率,具有极其重要的现实意义.目前,有关各灌区积极行动起来,热情十分高涨,纷纷制订相应的改造规划.然而,综观目前已经出台或者即将出台的有关规划,由于时间短促等多方面原因,还存在许多问题,主要表现在有些规划是“要钱”规划,灌溉水源集中于引水,工程主要集中在骨干工程,较少考虑与非工程措施结合和生态环境用水,这对于灌区的可持续发展是极为不利的,不仅可能造成巨大水资源的浪费,而且与提高水资源利用效率的初衷相违背.针对这些问题,笔者就灌区改造规划提出一些意见,供有关部门、学者参考指正.

1、灌区水资源综合利用和统一管理

水资源的综合利用和统一管理是提高农业水资源利用效率的重要基础.从灌区的水源来看,包括降水、地表水、地下水、土壤水、回归水和处理的劣质水（包括污废水和微咸水）等,在制定灌区改造规划中,必须将他们作为一个整体进行统筹考虑,纳入规划之中,并且深入认识他们之间的复杂转换关系,充分利用这种自然规律,提高水资源的利用率.目前,我们的灌区改造规划的水源偏重于“引水”,忽视或者淡化了其他水源,需要得到纠正.

1.1 充分利用当地水资源

现有的灌区改造,在水源的设计上,应该在充分利用当地水资源的基础上考虑引水.充分利用当地水资源在灌区改造中占有重要地位.水资源总源于降水,通过对地表水、土壤水、地下水的合理调控,最大限度地把天然降水转化为农业可用的水源,是我们的目标.此外,经过适当处理的工业和城镇生活排出的污废水以及具有一定矿化度的地下咸水,也都是灌溉水源,在规划中都要加以认真考虑.

充分利用降雨和土壤水,是充分利用当地水资源的重要途径.根据研究,除新、甘、宁、蒙及陕北外,我国占全国总播种面积91%地区的降雨量都大于农田需水量,如果充分利用当地降水,特别是华北、西北、东北旱作区,亩均仅需补充灌溉水量50－150立方米,就可以满足作物生长需要,从中我们可以透视充分利用降水对灌区改造规划可能带来的冲击.

在生态环境允许的范围之内,适当且充分利用浅层地下水是解决农业水源短缺的有效途径.开发利用浅层地下水,适当降低地下水位,有利于增加降雨入渗量,减少径流流失和潜水蒸发,不仅能充分利用当地水资源,有利于旱涝盐碱综合治理,而且能充分地发挥地下水库的多年调节作用（干旱年适当多开采,多雨年得到补偿）,提高农业用水的保证率.我国北方6流域片平原区地下水平均年可开采量合计为1022.72亿立方米,接近2条黄河的年径流量,可见,地下水的开发利用,大大增加当地农业水源,对灌区改造规划会产生一定影响.

劣质水处理利用是增加灌溉水源和保护、改善环境的战略措施.劣质水包括工业和城镇生活污废水,地下咸水.我国1998年城市和农村工业和生活污水排放量593亿m3,预计2010年为885亿m3,2050年达到2648亿m3.污废水经过处理使之达到灌溉标准,不仅可以增加农业灌溉水源又可防止污染环境,其充分利用还有一定的潜力可挖.我国还有可开采利用的矿化度为2－3克/升的地下微碱水资源130亿m3,其中华北地区为23亿m3,但1996年微咸水利用量仅有6.6亿m3,尚有很大潜力.这些资源的开发利用无疑对现有灌区改造规划产生影响.

1.2 井渠结合是综合利用水资源的有效方式

井渠结合是地上水地下水联合运用有效途径,其机理是调控地下水埋深在适宜的状态,通过降雨入渗地下形成土壤水和地下水.井渠并用优化调度水资源,能大力提高水资源的利用效率.如陕西泾惠渠灌区开灌前地下水埋深在15－30m,1932年引泾河水灌溉后,到1954年地下水位上升幅度达10－24m,土地发生次生盐渍化.60年代初发展井灌,到70年代井渠双灌面积达100万亩,地表水地下水联合运用的方式：春灌,地下水位回升到最高,返盐盛期,采用群井汇流,井渠间灌,防止返盐；夏灌以井为主,降低地下水位,预防渍涝；冬灌,河水充足,渠灌洗盐补淡.年均开采地下水1.1－1.3亿m3.遏制了地下水位上升,次生盐渍化得到控制,促进了农业增产,灌溉水的利用率达到0.505.根据泾惠渠灌区1980至1990年资料,在采用井渠结合的条件下毛灌溉用水量仅有135－220mm,粮食产量达到530kg/亩,远低于河南、山东等地设计毛灌溉用水量460－630mm.

1.3 灌区水资源统一管理是灌区改造规划的重要组成部分

水资源按流域形成自然体系,灌区是流域组成一部分,只有按流域统一管理,才能优化配置水资源.目前,我国水资源管理地方上各自为政和多部门争权的现象十分普遍,在上游地区,大引大排,大水漫灌,不仅造成水资源大量浪费,还引起渍涝灾害加重和土壤盐碱化蔓延；而地处下游地区则由于河道来水供不应求或枯竭,不得不掠夺性地开发利用地下水,以致引起地下水位持续下降,诱发一系列生态环境问题.

灌区的水资源必须统一管理,包括地表水、地下水等多种水源的统一开发利用和治理保护,在制订灌区改造规划时决不能忽略.灌区水管理机构给各地区和各部门分配的水资源,要以这些地区和部门合理开发利用当地水资源为前提.灌区机构分配江河水资源给各地方和各部门,只是补充其当地水源的不足.农田灌溉,必须克服单纯依赖引用河水灌溉的传统观念和习惯作法.

目前,我国有些灌区如泾惠渠灌区和石津灌区等在灌区内打井,井渠结合,地上水和地下水联合运用,取得了节水增产防治土壤盐碱化的显著效果,但当前存在的问题是地上水、地下水没有统一管理和统一收费,灌区管理局很难维持,需要下决心,解决好灌区统一管理问题.

项目研究现状及发展趋势

4. 3. 1 灌区与水利工程

黑河流域有 58 个灌区，总灌溉面积 502×104亩，总有效灌溉面积 392×104亩; 流域内已兴修大、中、小型水库 98 座，总库容 5×108m3，总有效库容 4×108m3; 流域内各级渠道 12695 条，总长度 13988km，年引用河、泉水量达 32×108m3; 流域内各类配套机井 6659 眼，地下水年总开采量为 4×108m3( 表 4. 6) 。

表 4. 6 黑河流域 ( 平原区) 灌区与水利工程统计表

黑河流域的灌区与水资源利用主要集中在黑河干流区，而且大都集中于黑河干流的张掖地区。黑河干流中游地区的灌区数量、灌溉面积和地表水引水量均占到流域的 70%以上，配套机井数和地下水开采量占到流域的 50%以上，渠道和水库数量不足 50%。这些数据反映了黑河干流的水资源条件和水土资源的开发利用程度，特别是中游地区由于水资源开发强度大，已给下游地区带来水资源不足和一系列生态环境问题。因此，研究黑河干流水资源特征，即干流内的渠道引水、地下水开采、河流入渗、降水入渗、灌溉水入渗、地下水蒸发、地下水位下降、地下水溢出、河道下泄特征等，对干流和流域水资源的合理配置与规划具有重要意义，对西北内流盆地水资源分析有参考和借鉴作用。

黑河干流中游地区已构成一个相对完善的以河流为主干的集供、引、蓄、用、排为一体的水资源系统，灌区、渠道、机井、水库、河流等是其组成部分 ( 图 2. 3) ，各组成部分的相互作用对系统内外环境都有重要影响。

4. 3. 2 中游渠道引水与地下水开采

4. 3. 2. 1 渠道引水量

黑河干流的引水量主要集中在张掖地区黑河两岸的 20 个灌区 ( 合并后为 13 个灌区) ，干流上无骨干控制工程，仅有草滩庄水利枢纽及众多引水口和平原区水库，并通过 60 多条干渠和分干渠向灌区引水，构成张临高三县市灌区内密集有序的渠道系统 ( 图 2. 3) 。

( 1) 引水量的年际变化

张掖地区水电处张临高三县市灌区 1981～2000 年引水量见图 4. 11。引水量多年来呈总体下降趋势，年下降幅度最大的是张掖市灌区，年下降幅度最小的是高台县灌区，三县市灌区总引水量年均下降幅度 0. 22×108m3。三县市灌区 1981～1990 年 10 年间平均年引水量 17. 66×108m3，1991～2000 年 10 年间平均年引水量 15. 48×108m3，前后 10 年引水量减少 2. 18×108m3，减少了 12. 3%;三县市灌区 1981～2000 年 20 年平均年引水量 16. 57×108m3，分别占黑河干流平原区及干流中游地区年引水量的 66%和 75%。

( 2) 引水量的年内分配

东、西总干渠 1995～2001 年及西洞与龙洞渠 1989～1999 年引水量资料绘制的多年平均月引水量及月分配过程线 ( 图 4. 12、图 4. 13) 可以看出: 东、西总干渠与西洞、龙洞渠的引水过程基本相似，在灌溉期引水量以 6、7、8 月最大，单月比例大于 15%，总比例 49% ～53%; 5、9、10 月次之，单月比例大于 10%，总比例 32% ～ 33%; 3、4、11 月最小，单月比例小于 7%，总比例14%～18%。

图 4. 11 张临高灌区引水量曲线图

图 4. 12 多年平均月引水量过程线

图 4. 13 多年平均引水量月分配过程线

4. 3. 2. 2 地下水开采量

黑河干流的地下水开采量也主要集中在张掖地区，根据 1990 年及 1995～2001 年开采量统计资料 ( 图 4. 14、表 4. 7) ，张掖与高台灌区逐年开采量总体呈上升趋势，临泽呈下降趋势，三县市灌区开采量年均增长 0. 24×108m3; 张临高三县市灌区多年平均年开采量 1. 95×108m3。根据张临高实际开采量拟合的曲线方程 ( 图 4. 15，相关系数 R=0. 91，样本数 n=8，相对误差平均 1. 39%) ，预测的 1981～1994 年灌区开采量列入表 4. 7，1981～2001 年年平均开采量1. 02×108m3。

图 4. 14 张临高灌区地下水开采量曲线图

4. 3. 2. 3 灌区用水量

黑河干流张临高三县市灌区多年平均年用水量 ( 引水量与开采量之和) 17. 49×108m3，总体呈缓慢下降趋势，年均减少 0. 09×108m3( 表 4. 8、图 4. 16) 。

4. 3. 3 下游渠道引水与地下水开采

正义峡以下主要有鼎新灌区、东风场区和额济纳旗引用河水及开采地下水，河流引蓄水主要用于农田和生态林灌溉，开采地下水主要供给工业和生活用水 ( 表 4. 9) 。

表 4. 7 黑河中游张临高灌区地下水开采量统计表

图 4. 15 张临高灌区地下水开采量拟合曲线图

鼎新灌区内平原水库较多，总库容 3024×104m3，实际库容 2400×104m3，水库一般一年 2 次蓄水，大致在 3 月和 9 月份; 灌区内有干、支渠 240km，年引灌水量多年平均 1. 445×108m3( 含生态用水 0. 67×108m3) ; 灌区夏灌 6 次水，河水可以保证灌溉 1 ～ 3 次水，其余靠地下水灌溉，年开采量多年平均 0. 16×108m3。灌区多年平均年总用水量 1. 60×108m3。

东风场区主要为生产、生活和绿化供水，年供水总量 1. 33×108m3，其中引用河水 0. 21 ×108m3，开采地下水 1. 12×108m3。

额济纳旗主要为生态林和农田灌溉用水，东、西河地段的用水比例为 7 ∶ 3; 灌溉用水的水源每年 2、3 月份的春灌取自河水，其他月份河流来多少水、灌多少水，不足部分主要靠开采地下水补充; 额济纳旗农业与生态等年总用水量 2. 50×108m3，其中引用河水 2. 44×108m3，开采地下水0. 06×108m3。

表 4. 8 黑河中游张临高灌区用水量统计表 单位: 108m3/ a

图 4. 16 张临高灌区用水量曲线图

表 4. 9 黑河干流下游区现状供水量与用水量表 单位: 104m3

从世界范围看，干旱－半干旱地区开发利用地下水已有悠久的历史。尤其是最近几十年来，随着一些干旱－半干旱国家或地区社会经济的不断发展，用水量日益增长，从而促使他们加快了地下水资源勘查评价及有关水文地质工作的步伐，并由此取得了突破和进展。

地下水(包括深层地下水)资源的大量开发利用，一方面不仅保证了干旱地区人民的生活用水需求，而且有力地促进了干旱地区的社会进步和经济发展。另一方面，地下水资源由于受补给所限，尤其是深层承压水基本上是一种非再生的水资源，如果无计划或不科学地过度开采，将会带来一系列生态－环境地质问题，如导致含水层枯竭、水质恶化、土地沙化和土地盐碱化等，甚至还可能危及子孙后代的“水安全”和经济社会的可持续发展。有的国家或地区由于过度开采地下水资源，已开始出现地下水资源枯竭、水质变差、供水能力逐渐下降、土地沙化和盐碱化等严重问题。所幸的是，水的问题许多干旱国家或地区都已经意识到并采取措施开始着手解决这些问题，他们在不断加强地下水资源勘查评价的基础上，越来越重视地下水开发利用战略的制定与选择、地下水储蓄和调配工程的建设以及地下水资源的管理和立法，从而使地下水资源利用正进入到一个更加科学、合理的新阶段。

20世纪90年代以来，国际上关于区域沉积盆地地下水的赋存规律和运移机制有两种截然不同的观点:一是以水力连续性为基础的水文模型———径流模型;二是以水力不连续性为基础的滞留(Stagnant)模型，提出了“滞留含水层”的概念。

干旱区地下淡水勘探技术的进展主要表现在遥感技术与GIS的结合、不断完善的物探技术及其解译技术的计算机化。

总之，干旱区水文地质研究是水文地质学的一个重要研究领域，也是各国水文地质学家关注的热点之一，特别是20世纪80年代以来系统工程理论和方法的引入，同位素技术、遥感技术、计算机等的应用，地球物理勘探(磁法、核磁共振)、钻探水平的提高，大大推进了干旱区水文地质研究的发展。目前，许多国家日益重视干旱区水资源的持续利用，将地下水资源与生态－地质环境保护结合在一起进行研究评价。

为了满足我国国民经济发展的需要，从1956年起，地质部在河西走廊进行了1∶20万地质、水文地质综合测绘。与此同时，地质部水文地质工程地质研究所阎锡屿、段永侯等人，结合当时生产需要及我国12年科学规划，开始了我国干旱及半干旱地区水文地质条件的研究，并发表了有关重要的论著，阐明了我国西北内陆盆地山前冲洪积平原水平分带特征。1956～1958年期间，陕西、甘肃、青海、新疆等省、自治区相继建立了水文地质工程地质队，开始了1∶50万、1∶20万水文地质调查。水利部门和中科院系统也进行过许多与水土资源开发利用有关的考察和研究工作。具代表性的工作有:①甘肃省地质研究所范锡朋教授主笔的《甘肃省河西走廊地下水资源分布规律和合理开发利用报告》;②地质矿产部“七五”科技攻关项目“西北地区地下水资源评价及合理开发利用研究”;③1996～1999年，中国科学院兰州冰川冻土研究所国家“九五”攻关专题“黑河流域水资源合理利用与社会经济和生态协调发展研究”。

近20年来，随着系统理论分析方法的引入和同位素、遥感、计算机技术和先进物探手段等的应用，内陆干旱区的地下水勘查与研究得到迅速发展。通过“九五”攻关项目的整体研究，对上中下游兼顾，水资源开发与生态环境保护并重，地表水和地下水联合调度得到了更广泛的共识，取得了不少重要的成果，但很多方面研究深度还不够，尤其是一些可操作的实施方案尚待进一步研究。鉴于西北内流盆地水资源的形成、演化和分布规律，甚至水资源的开发方式及其存在的生态－环境地质问题都具有很大的相似性，在流域尺度上，开展西北地区典型流域水资源利用与生态－地质环境保护试验和示范工程的研究，将具有很好的代表性和推广应用的前景。

干旱地区社会经济－水资源－生态环境之间如何协调发展等问题，已引起了国际社会的广泛关注和高度重视。近年来，日益频繁的国际合作与学术交流为开展本项目提供了许多可借鉴的新技术和新思路。瑞士苏黎世工业大学水力学与水资源研究所(EHT)承担全球可持续发展项目Alliance for Global Sustainability(AGS)，与美国麻省理工学院和日本东京大学联合开发了水资源持续管理系统的模型和方法，特别重视农业用水和干旱区盐分的运移。同时新的环境同位素示踪技术(CFC，T/3He，稳定同位素)，与示踪元素和盐分运移耦合的水循环模拟，利用卫星影像识别蒸发强度，校验模型参数，确定水资源开发战略的优化方法在干旱地区取得了良好的效果。尤其是荷兰德尔福特(Delft)国际建设、水利与环境工程学院(International Institute of Infrastructure，hydraulics and Environment Engineering)和荷兰应用地学研究所开发的区域地下水地理信息系统(REGIS)，为地下水资源的开发与管理提供了有力的工具。

以色列是一个严重干旱缺水的国家，大部地区属于干旱或半干旱区，其中干旱区面积占国土面积的60%。水资源时空分布不均，北部和西部年均降雨量400～800mm，向东向南急剧减少，南部的内盖夫沙漠地区降水量在50mm以下;降雨主要发生在冬季(11月至次年3月)。以色列水资源的调控经验是:充分利用地表水资源，实施调水工程;充分利用边际水资源(污水、咸水、海水及暴雨洪水);在沿海平原含水层建立地下水库;从国外进口水;采用先进的节水灌溉技术;重视水资源的管理。其中北水南调工程把以色列唯一的淡水湖———北部的加利利湖的水引到干旱的南部地区，使南部的不毛之地变成了一片片绿洲，称为国家输水工程(National Water Carrier)。该工程于1964年建成并投入运转，输水管道包括地下管线、明渠、中继性水库和暗渠隧道。年供水量4×108m3。沿途设多座泵站加压，并吸纳全国主要地表水和地下水源，同时向外辐射出供水管道，与各地区的供水管网相连通，形成全国统一的调配水系统。这条输水管道不仅是主要的供水系统，而且还能接纳北部冬天和早春多余的水，向沿海地区的含水层补给水源，有效地防止因地下水位下降造成的海水倒灌。在沿海平原含水层建立地下水库。以色列沿海平原含水层储水潜力大，且其东部地区大部分含水层是未饱和的。以色列在沿海平原建立地下水库用于贮存冬季(或降水大的年份)多余的雨水、灌溉渗漏水及回收污水，在需要用水时，再抽出来使用。以色列的滴灌技术给农业灌溉赋予了新概念，为世界干旱区农业发展树立了榜样。该技术由计算机系统自动控制。相对于其他灌溉方式，滴灌是最有效的节水方法，水分利用率(WUE)可达95%，而表面灌溉只有45%，喷灌为75%。滴灌技术的采用使以色列的农业用水大大减少，可以腾出更多的水用于其他用途。

众所周知，美国水资源地区分布不均，西部地区气候较为干旱，年降水量不足200mm，最低的仅为50mm。中西部地区地下水受到严重超采，地下水位持续下降，引起了地面沉降、海水入侵等严重问题。美国对水资源的调控措施是:在西部干旱区修建引水工程;限制地下水开采量，进行地下水人工补给;重视废水循环利用;普遍推广农业节水灌溉;重视水资源的管理。为开发西部，仅1933～1943年联邦政府就批准兴建了34个灌溉与调水工程。加利福尼亚州南部地区原本是沙漠地区，年降雨量很少，在美国西部开发中，通过从科罗拉多河引水，供应加利福尼亚州南部地区的用水需求。20世纪50年代，加利福尼亚州进一步实施了北水南调工程，将加利福尼亚州北部的水引到南部，为南部地区的发展提供了坚实的基础。美国西南部亚利桑那州的盆岭地区极为干旱，建设了中亚利桑那工程(CAP)，该工程从科罗拉多河引水到亚利桑那州的盆岭地区，工程渠道总长540km，每年输水22×108m3。

近十余年来，地表水和地下水联合调蓄与优化利用已成为流域尺度水资源科学利用研究的热点，国际上含水层储存与利用(Aquifer Storage and Recovery，简称ASR)研究越来越受到重视，而且得到广泛应用。美国佛罗里达州夏灌冬用，解决了冬季渡假用水不足;荷兰利用沿海沙丘区，用净化后的莱茵河水回灌沙丘含水层，再回采用于海牙和阿姆斯特丹两大城市供水，回采水量占到回灌水量的80%，并有效地控制了海水入侵;瑞士苏黎世市采用傍河取水—回灌含水层—再回采利用模式，使水源通过含水层再自净，既减少了化学处理费用，也杜绝了化学处理可能导致的二次污染，达到优质供水的目的。我国北方沿海城市利用河流盆地构筑地下水库，也取得了很好的效果。到目前为止，最难解决的问题依然是可供回灌的水量不足及可供回灌的时间有限，加之地下水补给过程中的气滞阻水，使多数回灌补给效率不高。

总之，流域尺度的水土资源利用、经济社会可持续发展、生态环境保护三位一体的综合研究和实践，越来越受到社会和学者的重视，已成为多学科综合研究与工程示范的热点问题之一。