關于我國淡水資源可持續利用問題
張岳
摘要:江澤民總書記最近強調指出:“當今水資源為世界各國所關注,我國水的資源大為短缺。我們過去的認識很不夠,必須引起全黨十分重視。”水是人類生存與發展的不可替代的資源,是經濟社會可持續發展的基礎。認真貫徹落實江澤民總書記的指示,切實做好淡水資源的節流、開源和保護工作,對實現我國淡水資源可持續利用,確保黨的十五大提出的跨世紀宏偉目標的實現,有十分重要的意義和深遠的影響。
關鍵詞:淡水 水資源 可持續利用
一、淡水資源基本情況
我國水資源總量2.8萬億m3。其中地表水2.7萬億m3,地下水0.83萬億m3,兩者重復計算量0.73萬億m3。全國水資源狀況的基本特點是(見表1)。
1.總量多,人均占有量少
我國水資源總量居世界第6位,但人均占有量卻只有2300m3,約為世界人均的1/4,美國的1/6,前蘇聯的1/8。根據聯合國可持續發展委員會等7個有關組織1997年對世界153個國家和地區水資源的統計,我國人均水資源量已排在世界第121位,是世界上13個貧水國家之一(見表2)。尤其是華北地區的海灤河流域,人均占有水資源量僅為367m3,與世界最缺水的以色列(382m3),沙特阿拉伯(254m3)相近。按現行國際標準,人均水資源量2000m3就處于嚴重缺水邊緣,人均水資源量1000m3為人類生存起碼需求。
我國目前有15個省(區、市)人均水資源量(不包括過境水)低于嚴重缺水線,有7個省、區(寧夏、河北、山東、河南、山西、遼寧、江蘇)人均水資源量低于生存的起碼線(見表3)。到下個世紀中葉,我國人均水資源量將降至1575m3,淡水資源短缺的形勢將更加嚴峻。
2.地區分布不均
我國水資源南多北少,東多西少,與人口、耕地、礦產等資源分布極不匹配。長江及其以南的流域面積占全國國土總面積的36.5%,其水資源量卻占全國的81%;淮河及其以北的面積占全國總面積的63.5%,其水資源量僅占全國總量的19%。西北內陸河地區面積占全國總面積的35.3%,擁有的水資源僅占全國的4.6%(見表4)。華北地區已探明的49種主要礦產資源的潛在價值占全國的41.2%,而水資源只占4.7%;江南地區礦產資源僅占全國10.2%,而水資源卻占全國的42.9%(見表5)。
3.雨熱同步,年內、年際分配不均
受季風氣候影響,我國降水量年內分配極不均勻,大部分地區年內連續4個月降水量占全年總量的70%左右(南方60%左右,北方為80%左右)。也就是說,我國水資源中大約有2/3左右是洪水徑流量。降水量年際之間變化也很大。南方地區最大年降水量一般是最小年降水量的2~4倍,北方地區為3~8倍。此外,還往往出現連續豐水或枯水年的情況,例如,松花江1898~1908年、1916~1928年連續11、13年出現枯水年;黃河1922~1932年、永定河1926~1933年連續11年和8年出現偏旱少水年。
總體來講,我國水資源總量豐富,雨熱同季,豐富的水利資源為中華民族的生存與發展創造了有利條件。但它的時空分布不均,加上與人口、耕地、水資源的分布不相匹配,使得我國成為一個水旱災害頻繁、水土流失嚴重、水資源短缺、生態環境脆弱的國家,也給水資源的開發利用增加了難度。
二、水資源開發利用狀況及存在的主要問題
我國水資源開發利用至今已有5000多年歷史。歷代都把興修水利作為發展生產、治國安邦的大計。新中國成立后,黨和政府領導全國人民進行大規模的水利建設,取得了舉世矚目的成就。據統計,到1996年,全國水庫已從20多座增加到8.4萬座,總庫容4600多億m3。農田灌溉面積從2.4億畝擴大到7.6億畝,農業用水(包括灌溉、林牧漁菜田用水)量從1000多億m3增加到4055億m3,翻了兩番,為我國的糧食產量達到近5000億kg,以占世界7%的耕地養活占世界22%的人口,創造了基本條件。工業與城鄉用水從8.6億m3增加到1143億m3,增長132倍,為我國經濟和社會快速發展提供了物質保障。隨著經濟發展,我國的用水結構也發生了變化,農業用水占總用水量的比例從1949年的97%下降到1993年的78%,工業與城鄉生活用水相應從2.9%提高21.9%。目前全國實際年用水量約5200多億m3,占全國水資源總水量的19%(見表6)。
盡管取得了很大的成績,但在水資源開發利用與保護方面仍然存在很多亟待解決的問題,主要是:
1.淡水資源供需矛盾加劇
首先是農業干旱缺水。隨著經濟的發展和氣候的變化,我國農業,特別是北方地區農業干旱缺水狀況加重。70年代全國農田年均受旱面積1.7億畝,到90年代增加到4億畝,增加了2.3倍。1997年全國受旱面積5億畝,因旱減收糧食470億kg。目前,全國僅灌區每年就缺水300億m3左右。干旱缺水已成為我國農業穩定發展和糧食安全供給的主要制約因素。
其次是城市缺水。我國城市缺水現象始于70年代,以后逐年擴大,特別是改革開放以來,城市缺水愈來愈嚴重。據統計,全國666個城市中,有400多個城市供水不足,日缺水量1600萬m3,年缺水量約60億m3,平均每年因缺水影響工業產值2000多億元。
當前全國農村還有6000萬人和數千萬頭牲畜吃水困難。全國有1/4的人口飲用不符合衛生標準的水,直接影響到身體健康。
2.江河湖泊水體污染呈惡化趨勢
據不完全統計,目前全國工業、城市污水總排放量為416億m3,經過集中處理達標的只占23%,其余的大都未經處理或處理尚未達標就排入江河或用于農業灌溉。在全國水資源質量評價的約10萬km河長中,受污染的河長占46.5%,海河達62.3%。據1997年中國環境狀況公報,我國大淡水湖和城市湖泊均為中度污染。黃河、海灤河、遼河、松花江等監測的50%以上河段的水質為Ⅳ~Ⅴ級,淮河除部分干流河段為Ⅲ級外,其余均為Ⅳ~Ⅴ級。全國90%以上的城市水域受到不同程度的污染。污染十分嚴重。
據有關部門統計分析,全國因水污染每年造成的經濟損失約1000億元;全國受污染的農田有1000多萬km2,損失糧食120億kg。
3.氣候變化和水環境惡化
據氣象部門對我國近40年氣候變暖的趨勢研究表明,80年代平均氣溫比50年代高0.25℃,降水量減少30mm,北方地區最為明顯。《中國21世紀議程》報告指出,受全球氣候變化的影響,我國北方河流可能出現長達20年左右的枯水期,南方的河流可能出現大洪水,全國旱澇災害更加頻繁,這將對我國淡水資源可持續利用帶來影響。
人口的增長和經濟的發展不僅給淡水資源帶來巨大壓力,而且導致了水的生態環境惡化。江河上中游地區,由于森林特別是水源林亂砍濫伐,水土流失,水源涵養能力減弱。同時帶來下游河道、水庫、湖泊的嚴重淤積,調蓄能力下降,河流干涸。地下水超采引發地面下沉,海水入侵。據不完全統計,全國已形成地下水漏斗區56個,面積8.7萬km2。北京城區最大地面下沉達0.6m,天津城區最大地面下沉2.6m。
北方河流斷流日趨嚴重。海河已變成季節性河流。黃河面臨斷流和污染的雙重壓力。從1972年到1997年的25年中,有19年發生斷流,特別是進入90年代以后愈來愈嚴重,1995年斷流122天,1996年斷流136天,1997年達226天。全流域農田受旱累計7042萬畝,減產糧食98.6億kg。新疆塔里木河因干旱缺水,河流萎縮200多km,造成了生態環境的破壞。
4.用水浪費嚴重
首先是農業用水的浪費。目前,全國農業年用水量約4000億m3,占全國總用水量的78%,是用水大戶。我國灌區大多是三四十年前,有的甚至是幾百年前修建的,標準低,老化失修,配套不全,一直沿用傳統的“土渠輸水,大水漫灌”的古老方式,水的浪費十分嚴重。灌溉用水中有近一半在輸水過程中就滲漏損失掉了,進入田間的另一半水,由于采用大水漫灌又有近一半滲漏、蒸發了。全國農業灌溉用水利用系數大多只有0.3~0.4左右。也就是說,現在全國農業用水中的大頭是白白浪費了。國外先進的國家早在40~50年代就開始采用節水灌溉,現在,很多國家實現了輸水渠道防滲化、管道化,大田噴灌、滴灌化,灌溉科學化、自動化,灌溉水的利用系數達到0.7~0.8。我國灌區的狀況與發達國家相比落后了30~50年。
黃河斷流問題已引起全社會關注,但用水浪費及污染尚未引起人們的足夠重視。新中國成立初期,黃河農田灌溉面積1200萬畝,年用水量為122億m3,現在,灌溉面積發展到了1.07億畝,增加了6.4倍,加上其他用水量,目前黃河總的需水量估計已接近于黃河天然徑流總量。黃河一方面缺水,另一方面用水浪費十分嚴重。農業灌溉用水的利用系數只有0.35左右,同時由于大水漫灌,在甘肅景泰、寧夏鹽環定、內蒙的河套等灌區都引發了次生鹽堿化。
其次,工業用水浪費也十分嚴重。目前我國工業萬元產值用水量為159m3,是發達國家的10~20倍(日本為6m3左右,美國為9m3左右);水的重復利用率我國為20%~30%,而發達國家為75%~85%。我國生產1t鋼耗水20~40m3,而發達國家只需6m3左右。
我國城市一方面缺水,一方面浪費現象也十分嚴重。據統計,全國多數城市自來水管網僅跑、冒、滴、漏損失率至少達20%。城市的節水、污水回用以及雨水利用等節水技術沒有得到很好推廣。目前,家庭生活用水浪費現象也十分普遍,如果抽水馬桶采用兩段式、洗澡龍頭采用曝氣式,家庭生活用水就可以節省1/3。
5.水資源的開發利用保護建設滯后
我國水資源開發利用率約為19%。從開發利用進度來看,1980年以前,大體上每10年增加1000億m3(見表6)。改革開放以來,由于投入不足,水資源開發利用滯后于國民經濟的發展。從1980~1993年13年中,我國人口增加2億多,經濟翻了兩番,國民生產總值年增長率11.34%,而供水量年增長僅為1.27%,人均用水量不但沒有增加,反而減少了。水的生態環境建設和污水治理也滯后于經濟社會的發展。
6.淡水資源缺乏統一管理,供水價格偏低
目前水資源分地區、分部門管理和淡水資源無償開發利用的狀況,不利于水資源的優化配置和統一調度。水價格偏低不利于節水,也不利于各方面資金投入到淡水資源的開發利用上來。據1997年統計,目前我國城市生活用水(原水)價格平均每0.1m3/元左右,工業用水(原水)價格平均每0.16m3/元左右,農業用水價格平均每0.03m3/元左右,工農業及城鎮用水都處于虧本運行狀況。而歐美一些國家供水價格一般相當人民幣8m3/元(包括污水處理費)左右,農業水價0.8m3元左右。國內外經驗表明,提高供水價格,可以促進節約用水和延長工程使用年限。
三、21世紀中葉淡水資源的供需分析
1.預測依據
(1)人口。根據《中國21世紀議程》,至2000年全國人口為13億;至2010年人口將增至14億;至2050年人口將達到16億左右。目前,我國人口城市化率為28.7%,2010年為40%,據有關專家分析,到2050年將達到56%左右,那時城鎮人口約為9億,農村人口約為7億。
(2)糧食。解決我國16億人口所需糧食必須立足自給,根據我國政府發布的糧食問題白皮書,按人均占有糧食400kg計算,2050年全國糧食產量需達到6.4億t。據有關專家研究分析,全國耕地面積將由目前的20.89億畝(人均1.7畝)下降到19億畝(人均1.2畝),其中灌溉面積將達到9億畝左右。
(3)國民經濟。根據黨的十五大提出的我國經濟發展分三步走的戰略目標,21世紀中葉,我國經濟將達到世界中等發達國家水平。經有關部門預測,至2050年人均GDP將要達到6000美元左右(相當于目前中等發達國家水平)。
2.需水預測
(1)用水標準。目前,我國農業灌溉用水單方水的糧食產量平均為0.85kg;全國工業用水平均每萬元產值年用水為159m3,重復利用率為30%左右;城鎮生活用水每天人均177L,農村生活用水為76L。如果按目前的用水水平來預測2050年的用水量,全國年平均總需水量將達到5萬~6萬億m3,相當于我國淡水資源總量2.8萬億m3的2倍,這顯然是不可能。
因此,解決我國淡水資源的供需問題,必須堅持節流開源保護并舉,把節流放在首位的原則,用水標準只能按照節水型農業、節水型工業、節水型社會的要求來確定。根據我國國情,參照目前發達國家水平,到2050年工業用水萬元產值用水定額,采用8m3,水的重復利用率達到75%;考慮到我國人多水缺,尚處于社會主義初級階段,城鎮及農村生活用水的標準,只能按低水平來考慮。城鎮生活人均日用水定額采用225升,農村生活人均日用水定額為117升;農業灌溉用水的利用系數采用0.6~0.7,全國單方水平均糧食產量提高到1.25kg。
(2)需水總量。按以上發展指標及用水標準,經有關專家測算,2050年需水總量8200億m3,比現在增加3000億m3。其中城市生活用水720億m3,比現在增加3倍,工業用水3200億m3,比現在增加3.5倍,農業用水4280億m3,比現在略有增加(預測結果見表7)。
(3)供需分析。我國的水資源主要分布在南方,開發條件困難,輸水距離遠,為滿足我國21世紀中葉經濟社會發展對水的需求,必須在全面普及節約用水,對現有供水設施進行配套挖潛改造的基礎上,統籌考慮開發地表水、地下水、污水再生利用、跨流域調水以及海水利用,進行水資源合理開發、優化配置和高效利用,實現水資源總供給與總需求的基本平衡。
目前我國總供水量為5200億m3,要滿足上述需水要求,還需新增供水3000億m3左右。可以從以下幾個方面采取措施:
①搞好現有水源工程的更新配套改造挖潛工作。據統計分析,目前全國水庫總庫容4800億m3,興利庫容為2500億m3,由于老化失修,配套不全,每年實際供水量為1600億m3,尚有900億m3興利庫容沒有得到充分調蓄利用,此外,如提高洪水預報和調度的準確度,還可以增加一部分水庫的調蓄能力;全國河道的引水和提水工程年設計提引水量為3000多億m3,由于工程和設備的老化,目前只達到2610億m3。今后,通過對現有蓄、引、提等水源工程的更新配套改造挖潛,約可增加800億m3的供水能力。這項工作與新建水源工程相比,具有投資少、見效快、效益好、不淹地、不移民等優點,應予優先考慮。
②有計劃的新建一批水源工程。首先是合理開發當地地下水資源。我國地下水資源可開發量為2900億m3,目前已開采900億m3,占可開采量的30%左右,還有一定的開發潛力。采取“以水定井、節水灌溉、統一規劃、嚴格管理”的原則,可在松遼河、新疆、淮河、黃河下游兩岸等地區再開采250億m3;
二是在干旱地區及山區,廣泛發動群眾興修小型、微型水利及雨水集流工程,可以增加蓄水量50億m3;
三是加快蓄水工程建設。目前,全國在建水庫興利庫容有200多億m3、擬建和規劃建設的有600億m3;
四是興建一批引、提水工程。全國在建和擬建的引、提水工程可增加年供水能力300億m3左右;
五是興建一批跨流域調水工程,包括南水北調,新疆和東北的北水南調,引江濟淮,通榆運河,遼寧的西水東調等調水工程,總調水量估計在500億m3左右。
③開發替代水源,污水處理回用。按照上述需水預測計算,至2050年城鎮生活用水每年達720億m3,污水處理率達70%,污水回用量按250億m3計算。處理后其余的生活污水和工業廢水全國約1600億m3可作環境用水。在沿海地區可以利用海水替代一部分淡水作為工業冷卻用水和非飲用水,至2050年大約可以利用相當于50億m3淡水的海水。
通過上述措施,至2050年全國比目前可新增供水能力3000億m3(見表8)。全國淡水資源年總供水能力將達到8200億m3左右,可以基本滿足經濟社會發展對淡水資源的需求。因此,要實現21世紀上半葉的我國淡水資源的可持續利用,首先是工農業及城鎮生活必須全面節水,這是淡水資源可持續利用的基礎。其次要綜合采取挖潛改造、新建、污水和海水利用、雨水集流以及生態環境建設等措施。20世紀后50年,我國以開源為主增加了4000多億m3的淡水資源供給,基本滿足了經濟社會發展的需要。21世紀前50年,我國要以全面節流,搞好保護,積極開源,再增加近3000億m3的淡水資源供給,實現經濟社會的可持續發展。
四、幾點建議
1.將合理利用水資源作為我國的一項基本國策。
21世紀中葉,我國人口增加,經濟發展,人均水資源量比現在減少1/4,水污染和水環境問題愈來愈突出,淡水資源供需矛盾將十分尖銳。解決我國21世紀16億人口的吃飯問題,關鍵在水資源。到21世紀中葉,我國城市化率要達到56%,工業產值比現在增加60倍左右,其關鍵是淡水資源的有效供給,如果淡水資源供給出了問題,不僅影響經濟發展,還將會引發社會問題。江澤民總書記指出:“得認真研究一下水的問題。人無遠慮,必有近憂,應該未雨綢繆”。因此,建議把淡水資源的合理利用作為國家的一項基本國策,引起全黨、全社會的高度重視。要將淡水資源作為國家經濟發展及宏觀調控的重點。國家的經濟發展總體規劃、人口控制方案、生產力布局、資源配置,經濟結構重要調整、國民經濟發展計劃等都要以淡水資源的安全供給與可持續利用為基本前提和重要目標。將水的供求以及開發利用優先納入國家和地方的發展計劃和規劃。
2.堅持節流開源保護并舉,把節流放在首位的原則。
江總書記最近指出:“要認真做好水資源的開發和節約用水工作,二者不可偏廢”。今后我國對淡水資源的需求會不斷增加。但由于自然及環境等因素,我國可供開發利用的淡水資源有限。水的生態環境的破壞和污染,又進一步加劇了水資源的緊缺。因此,解決我國淡水資源不足的問題,要堅持節流開源保護并舉,將節流放在首位的原則。特別在當前社會缺乏節水意識,用水浪費十分嚴重,國家財力薄弱,更要強調節水。把建立節水型的農業、節水型的工業及節水型的社會作為我國經濟社會發展的一個重要目標。根據國內外的經驗,如果考慮工程配套及污水處理的費用,節約一方水的費用,相當于新開發一方水費用的1/10左右。
今后我國農業用水不可能有大的增長,解決我國農業當前干旱缺水和今后發展用水的問題,其根本出路在于節水。工業及城鎮生活用水是今后新增用水的大頭,也是污染水體的主要源頭,是21世紀淡水資源問題的難點。工業萬元產值的用水量降到現在的1/20。不僅農業要大力普及節水灌溉,工業、鄉鎮企業及城鄉用水也要大力普及節水。要抓緊對現有工業、鄉鎮企業進行以節水為中心的改造和調整工作。嚴格控制在缺水地區興辦耗水工業。
同時,要大力加強植樹造林和水土保持工作。特別要加強江河中上游水源林建設,涵養水源。要加大防治水污染的力度,實踐證明,先污染后治理,造成的經濟損失嚴重,治理費用成倍增加。因此,特別要加強對水資源的保護工作。要加強對城市污水的處理回用,實現污水資源化。
3.將淡水資源的節流開源保護作為近期國家建設的重點。
20世紀五六十年代,興建的一大批水利工程在近半個世紀的時間里,為我國的經濟和社會發展發揮了巨大作用。目前這批工程大部分進入老化期,效益衰減日趨嚴重,急需進行以節水為中心的更新改造和配套。從現在起到21世紀中葉,將是我國全面實現現代化十分重要的50年,淡水資源的有效供給是我國實現現代化的重要制約因素。為實現黨的十五大提出的跨世紀宏偉目標,淡水資源的節流、開源、保護建設必須先要有一個大的發展。建議國家將其作為近期國家建設的重點,在研究和制定財稅體制改革和安排投資計劃時,加大對淡水資源節流開源保護的投入。
4.加強管理,改革水價,實行淡水資源的有償開發利用。
加強水資源的統一管理,尤其是建立和完善以流域為單元的水資源統一管理體制。水價要實行“按成本計價、超計劃用水加價”的辦法。逐步提高目前城鄉供水價格。開征水資源費,實行淡水資源的有償開發利用。