我国水资源的状况以及利用中存在的问题
我国水资源的状况与利用
水资源是指由当地降水产生的,可以用于人们生产与生活各类用途,存在于河流、湖泊、地下含水层中的逐年可更新的动态水资源,主要包括地表水和地下水。水资源具有循环性和有限性、时空分布不均匀性、不可替代性、经济上的利害两重性等四种特性。
世界水资源总量为410220亿立方米,人均水资源量为7342立方米/人。1995年,全世界水资源利用量38000亿立方米,消耗量21000立方米,其中农业用水量25000亿立方米;工业用水量7500亿立方米;居民生活用水量3500亿立方米;各种损失量2000亿立方米。
在全球范围内面临以下的水资源问题:
◆ 全球供水安全面临严峻挑战。根据世界水理事会发布的《全球水展望》统计,目前世界上有12亿人(占全球人口的1/5)得不到安全饮用水,有30亿人(占全球人口的1/2)缺乏卫生设施,每年有300万到400万人死于水致性疾病。
◆ 水资源短缺日益成为全球性的问题。从1900年到1995年,全球用水量从6000亿立方米增加到38000亿立方米,增加了5倍,是同期人口增幅的两倍以上。1993年联合国对世界淡水资源的评价表明有1/3的人口居住在水资源中度和高度紧缺的地区。联合国的报告显示,2025年世界用水总量达到44840亿立方米,届时受水资源短缺困绕的世界人口将增加到总数的2/3,人均可利用水资源量将从1990年的7800立方米减少到2025年的4800立方米。
◆ 世界水环境状况趋于恶化。在大多数发达国家和经济转型国家,许多经济进步都是以严重破坏自然环境为代价的。在20世纪中,世界湿地面积已经减少半数,造成重大的生物多样性损失。在发展中国家,所有大城市的地表水和地下水水质都在迅速恶化,威胁人的健康和自然价值。
一、我国的水资源概况
1、水资源总量
我国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立方米,地下水0.83万亿立方米,由于地表水与地下水相互转换、互为补给,扣除两者重复计算量0.73万亿立方米,与河川径流不重复的地下水资源量约为0.1万亿立方米。按照国际公认的标准,人均水资源低于3000立方米为轻度缺水;人均水资源低于2000立方米为中度缺水;人均水资源低于1000立方米为重度缺水;人均水资源低于500立方米为极度缺水。我国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线,有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米。
2、我国水资源的主要特点
总量并不丰富,人均占有量更低。我国水资源总量居世界第六位,人均占有量为2240立方米,约为世界人均的1/4,在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。
地区分布不均,水土资源不相匹配。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%,其水资源量占全国的81%;淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%,其水资源量仅占全国水资源总量的19%。
年内年际分配不匀,旱涝灾害频繁。大部分地区年内连续四个月降水量占全年的70%以上,连续丰水或连续枯水年较为常见。
二、我国水资源开发利用
1、水资源开发利用成就
中华民族5000年文明史也是与水旱灾害斗争的历史,新中国成立后,水利建设取得了举世瞩目的成就。到2000年,建成水库8.5万座,总库容5100亿立方米;发展灌溉面积8.2亿亩;修建堤防27万公里,初步控制了大江大河常遇洪水;治理水土流失面积80万平方公里;水电装机7680万千瓦,653个县实现了农村电气化。
2、水资源开发利用分析
2000年全国用水总量5498亿立方米,其中农业3784亿立方米,占68.8%,工业1139亿立方米,占20.7%,生活用水575亿立方米,占10.5%。从开发利用程度分析,全国水资源开发利用率达到20%,水资源开发利用程度最高的海河流域地表水控制利用率达到94%,平原区浅层地下水开采率为100%,水资源总量消耗率达到96%。从用水指标分析,全国人均用水量430立方米,万元GDP用水量610立方米,万元工业产值用水量78立方米,农田灌溉亩均用水量479立方米,城镇生活人均用水量为每日219升,农村生活人均用水量为每日89升。
3、水资源开发利用中存在的主要问题
(1)供需矛盾日益加剧
首先是农业干旱缺水。随着经济的发展和气候的变化,我国农业,特别是北方地区农业干旱缺水状况加重。目前,全国仅灌区每年就缺水300亿立方米左右。上世纪90年代年均农田受旱面积2667万公顷,干旱缺水成为影响农业发展和粮食安全的主要制约因素;全国农村有2000多万人口和数千万头牲畜饮水困难,1/4人口的饮用水不符合卫生标准。
其次是城市缺水。我国城市缺水现象始于70年代,以后逐年扩大,特别是改革开放以来,城市缺水愈来愈严重。据统计,在全国663个建制市中,有400个城市供水不足,其中110个严重缺水,年缺水约100亿立方米,每年影响工业产值约2000亿元。
(2)用水效率不高
目前,全国农业灌溉年用水量约3800亿立方米,占全国总用水量近70%。全国农业灌溉用水利用系数大多只有0.3-0.4左右。发达国家早在40-50年代就开始采用节水灌溉,现在,很多国家实现了输水渠道防渗化、管道化,大田喷灌、滴灌化,灌溉科学化、自动化,灌溉水的利用系数达到0.7~0.8。
其次,工业用水浪费也十分严重。目前我国工业万元产值用水量约80亿立方米,是发达国家的10~20倍;我国水的重复利用率为40%左右,而发达国家为75~85%。
我国城市生活用水浪费也十分严重。据统计,全国多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损失率为15%-20%。
(3)水环境恶化
2000年污水排放总量620亿吨,约80%未经任何处理直接排入江河湖库,90%以上的城市地表水体,97%的城市地下含水层受到污染。由于部分地区地下水开采量超过补给量,全国已出现地下水超采区164片,总面积18万平方公里,并引发了地面沉降、海水入侵等一系列生态问题。
(4)水资源缺乏合理配置
华北地区水资源开发程度已经很高,缺水对生态环境己造成了影响。目前黄河断流日益严重,却每年调出90亿立方米水量接济淮河与海河,因此,对水资源的合理配置和布局,区域间的水资源的调配要依靠包括调水工程在内的统一规划和合理布局。
(5)经济发展与生产力布局考虑水资源条件不够
在计划经济体制下,过去工业的布局,没有充分考虑水资源条件,不少耗水大的工业却布置在缺水地区;耗水大的水稻却在缺水地区盲目发展,人为加剧了水资源合理配置的矛盾。
综合上述,我国水资源总量并不丰富,地区分布不均,年内分配集中,北方部分地区水资源开发利用已经超过资源环境的承载能力,全国范围内水资源可持续利用问题已经成为国家可持续发展战略的主要制约因素。
三、我国水资源面临的形势与挑战
21世纪初期是我国实现社会主义现代化第三步战略的关键时期,根据国民经济和社会发展预测,以下几个因素成为水资源需求的主要驱动力。
人口增长。2030年我国人口达到高峰,接近16亿,预测2030年城镇生活用水定额为218升/人日,农村生活用水定额114升/人日,则2030年生活用水量为951亿立方米。
城市化发展。2030年城市化水平达到40%左右,城市工业和生活用水比例将进一步提高,农业用水基本维持现状水平。
产业结构调整。2030年国内生产总值达到53.8万亿元,三次产业的结构调整为7.9:48.5:43.6,预测2030年工业产值达到106.8万亿元,工业重心由南向北,由东向中西部转移,加重本已紧张的北方水资源形势,考虑产业结构的调整,2030年工业需水量达到1911亿立方米。
粮食安全。在粮食立足自给的基本国策下,按人均占有粮食450公斤计算,人口高峰时的粮食产量要达到7亿吨,通过节水措施提高农业水有效利用率,农业灌溉用水维持在现状水平,每年3900亿立方米。
综合上述,到2030年,社会经济发展对水资源的需求低限达到7100亿立方米,在现状供水能力的基础上增加1400亿立方米。经专家分析,扣除必须的生态环境需水后,全国实际可能利用的水资源量约为8000-9000亿立方米,上述估计的用水量已经接近合理利用水量的上限,水资源进一步开发的潜力已经不大。国家防洪安全、生态安全、粮食安全,以及人民生活水平的提高和经济社会可持续发展对水资源保障提出了更高的要求。
节水灌溉是科学技术的产物,是解放和发展农业生产力的重要措施,是对传统农业灌溉方式的一场革命,对于促进我国农业灌溉从粗放到集约,从外延为主到内涵为主的转变,具有重要的现实意义和深远的历史意义。为了使其健康、持续地向前发展,有必要用辨证的观点进行思考。
一、发展节水灌溉相关问题的思考
节水灌溉的目的是减少灌溉用水过程中水资源的无效损耗,根据作物不同生长期的需水要求适时、适量地进行科学灌溉,提高农作物的产量,改善农产品的质量,实现增产增收。近30年来,我国在节水灌溉的研究应用和推广方面,积累了丰富的经验,取得了显著的成绩,产生了巨大的经济、社会效益和生态效益。节水灌溉的实践使人们尝到了甜头。然而,任何事物总是存在着对立统一的两个方面,其内部都包含着肯定和否定的两个方面。当人们在赞誉节水灌溉所获得的成就时,几乎很少考虑节水灌溉可能带来的负效应。
如在井渠结合灌区或井灌区采取渠道衬砌和管道输水后,虽然减少了地面供水量或地下水开采量,但同时也减少了对土壤水和地下水的补给量。在地下水资源计算中,从水资源的观点看,减少地面供水量不等于节水量。由此可知,提高农业供水中的利用串,应包括提高一次利用率和重复利用率两项内容。灌溉供水除用于作物蒸腾和田间蒸发外,灌溉回归水量,其地表部分可为下游灌区利用,渗入到地下的水又可利用机井抽出再次利用,土壤水也有部分可供作物吸收。
值得注意的是,推行节水灌溉,虽然减少了输水过程的渗漏损失和田间渗漏损失,也同时减少了地下水回归水量,打破了区域内原有的水体相互联系和相互转化中形成的水资源分布体系。该体系原本对区域内的地下水产生周期性补给,对生态环境、农业生产环境等产生着积极的影响。
近年来,由于全球气候变暖,我国北方地区连年持续干旱,许多内陆河断流干涸,黄河断流在时间和长度上均在加长,华北、西北大部分地区地下水已严重超采,这种状况已造成五天然的水源可开。要想继续开源,就得人工涵养水源。涵养的多寡,不仅决定于客观自然条件,还与可能伤害补给的节流本身有关。
鉴于此,在目前推行的节水灌溉中,我们既要认识到水并非取之不尽用之不竭,也不应忘记水是循环的,可以重复利用的。明白这一点,我们应进一步反思这样一个问题,在有限水资源条件下,尽管人们想方设法,采取各种节水措施,实施精心灌溉,但如果不注重水资源的涵养,尤其是地下水资源的涵养,逢遭持续干旱,这种节水灌溉还能维持多久。
二、发展节水灌溉工程应注意的几个问题
当前各地发展节水灌溉正如火如荼的进行着,吸取以往推广节水灌溉过程中的经验教训,应注意解决好以下几个问题。
1、对选择何种节水灌溉技术应预先作好充分论证
目前可供选择的节水灌溉技术有很多种,但都有一定的适宜范围,必须因地制宜,作好调查研究,进行充分论证和多方案比较,特别要考虑我国农村土地承包延长30年不变的国情,选择最适合本地发展的节水灌溉技术措施。如经济实力强、灌溉水源特缺的地区宜发展喷灌或微灌;如经济实力弱,则可考虑采取简易的田间节水灌溉技术,即平整土地、划小畦块、细流沟灌和隔沟沟灌、坐水点种等,或采用节水灌溉制度;如灌溉经济作物、果树、蔬菜等产值高的作物,可考虑采用喷灌或微灌;如灌溉大田作物宜选择渠道防渗或低压管道输水;如连片种植、又实行规模经营管理的,可考虑采用喷灌;切忌主观盲目,互相攀比,不按经济规律办事,不考虑本身条件,一味追求高新技术,造成不良后果。
2、严格掌握节水灌溉的标准
尽管目前适合我国应用的节水灌溉技术有很多种,但节水节到什么程度才算节水,效益高到什么程度才算高效,用哪些标准来衡量,以往没有一个统一的标准。因此过去修建的节水灌溉工程,质量好坏相差很远。有不少所谓节水工程,片面追求降低投资,工程很简陋。
如有的低压管道输水灌溉工程,地埋管道每亩只有1~2m,有的连1m都没有,全部是地面移动软管;有的喷灌工程喷头和支管布置间距偏大,形成漏喷;有的滴灌工程每条移动毛管控制二亩地等等,尽管工程投资低,但节水效果不明显;有的只在输水部分采取某种单项措施,而田间却是大水漫灌,种植粗放,虽然减少了输水损失,但增产效益很低。如果不能用科学的、实事求是的方法反映节水灌溉的标准,不但会给宏观决策带来困难,而且会直接影响到节水灌溉的投入与产出和已建节水灌溉工程的巩固。
3、节水灌溉工程技术应与农业节水增产技术紧密结合
过去发展节水灌溉过程中,往往只重视单项工程技术,而没有注意将农业增产技术措施予以配套,虽然节水但产出效益并不高。当前农业节水增产技术一般包括:水肥耦合技术、蓄水保墒的耕作技术、适雨种植的作物合理布局、提高作物抗旱能力的栽培技术、秸秆或地膜覆盖技术、采用化学药剂的抑制作物蒸腾、抗旱、吸水、保水技术以及耐旱品种的选育技术等。今后应特别强调根据具体情况选择,将节水灌溉工程技术与农业增产技术组装配套,发挥综合的节水增产效益。
4、认真选择优质的节水灌溉设备
在我国发展节水灌溉的历程中,一个很重要的经验教训是由于采用的节水灌溉设备不过关,造成不少已建节水灌溉工程不能正常发挥效益,甚至报废。因此,必须把选择优质的节水灌溉设备作为建设节水灌溉工程的一件大事来抓。
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