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中國可持續發展水資源戰略研究綜合報告

論文類型 基礎研究 發表日期 2000-08-01
來源 《中國工程科學》2000年第2卷第8期
作者 中國工程院“21世紀中國可持續發展水資源
關鍵詞 水資源 防洪減災 農業用水 城市和工業用水 生態環境建設 可持續發展
摘要 中國工程院“21世紀中國可持續發展水資源戰略研究”項目組 (中國工程院,北京100038)   摘要: 我國水資源總量為28000×x108m3,按1997年人口計算,人均水資源量為2220m3,預測到2030年人口增至16×108時,人均水資源量將降到1760m3。按國際上一般承認的標準,人均水資源量少于1700m3為用水緊張的國 ...

中國工程院“21世紀中國可持續發展水資源戰略研究”項目組

(中國工程院,北京100038)

  摘要: 我國水資源總量為28000×x108m3,按1997年人口計算,人均水資源量為2220m3,預測到2030年人口增至16×108時,人均水資源量將降到1760m3。按國際上一般承認的標準,人均水資源量少于1700m3為用水緊張的國家,我國未來水資源的形勢是嚴峻的。
  50年來,全國用水總量從1949年的1000多億m3增加到1997年的5566×108m3,其中農業用水占75.3%,工業20.2%,城鎮生活4.5%,人均綜合用水量從不足200m3增加到458m3。當前面臨的問題是,防洪安全仍缺乏保障;水資源的緊缺與用水的浪費并存;水土資源過度開發造成對生態環境的破壞;水環境惡化和水質污染迅速擴展,已到極為嚴重的程度。
  研究報告指出,通過建設節水高效的現代農業,我國可以基本立足于現有規模的耕地和灌溉用水量,滿足今后16×108人口的農產品需要;預測我國用水高峰將在2030年前后出現,用水總量為(7000,8000)×108m3/a,人均綜合用水量為400—500m3/a 3全國實際可能利用的水資源量約為(8000—9500)×108m3,需水量已接近可能利用水量的極限;必須嚴格控制人口的繼續增長,同時加強需水管理,做到在人口達到零增長后,需水也逐步達到零增長;我國水資源的總體戰略必須以水資源的可持續利用支持經濟的可持續發展,建議從防洪減災、農業用水、城市和工業用水、防污減災、生態環境建設、水資源的供需平衡、北方水資源問題及西北地區水資源問題等8個方面實行戰略性轉變;同時必須進行水資源管理體制、水資源投資機制和水價政策的3項改革。
  關鍵詞:水資源;防洪減災;農業用水;城市和工業用水;生態環境建設;可持續發展

  前言

  水資源是基礎自然資源,是生態環境的控制性因素之一;同時,又是戰略性經濟資源,是一個國家綜合國力的有機組成部分。展望將來,水資源正日益影響全球的環境與發展,甚至可能導致國家間沖突。探討21世紀水資源的國家戰略及其相關科學問題,是世紀之交全球共同關注和各國政府的重點議題之一。
  我國人民在歷史發展中,貫穿著與頻繁水旱災害的斗爭。中華人民共和國成立后,進行了大規模的水利建設,取得了興利除害的重大成就,以占全球約6%的可更新水資源**和9%的耕地***,支持了占全球22%人口的溫飽和經濟發展。但是,在水資源開發利用的進程中,也出現了一些更為復雜的新情況和新問題。1998年長江和嫩江的大洪水,20世紀90年代以來黃河斷流和北方地區沙塵暴的日趨嚴重以及江河湖海的水污染,引起全國人民甚至世界的關注。面臨21世紀我國發展的戰略目標,我們的水資源能否支持將來16×108人口的食物供應?能否支持社會經濟的可持續發展?如何解決我國的洪水、缺水和水質污染?針對這些問題,各界人土紛紛建言獻策。
  為此,在國務院領導和有關部委的大力支持下,中國工程院組織了涉及地理、地質、氣象、水文、農業、林業、水利、土地、水土保持、生態環境、城市建設、環境工程、社會經濟等有關學科的43位兩院院士和近300位院外專家,以“21世紀中國可持續發展水資源戰略研究”為總項目,根據2030年前后我國人口將達到16×108的總形勢,分設7個課題組,并組成項目綜合組進行研究。經過1年多的工作,提出了9個專題報告,在此基礎上經項目綜合組反復研討和重點考察,形成本綜合報告。

  1 我國水資源狀況和面臨的問題

  1.1 水資源的自然狀況
  
水資源的補給來源主要為大氣降水,賦存形式為地表水、地下水和土壤水,可通過水循環逐年得到更新。
  1.1.1 水資源總量和人均水資源量根據20世紀80年代初水利部對全國水資源的評價:我國的多年平均降水總量為6.2×1012m3,除通過土壤水直接利用于天然生態系統與人工生態系統外,還可通過水循環更新的地表水和地下水的多年平均水資源總量為2.8×1012m3。按1997年人口統計,我國人均水資源量為2220m3,預測到2030年我國人口增至16×108時,人均水資源量將降到1760m3。按國際上一般承認的標準,人均水資源量少于1700m3為用水緊張的國家,因此,我國未來水資源的形勢是嚴峻的。
  1.1.2 水資源的時間分布極不均衡除了人均水資源量緊張外,我國水資源的時間分布很不均衡。由于季風氣候影響,各地降水主要發生在夏季。雨熱同期,是農業發展的一個有利條件,使我國在發展灌溉農業的同時,還有條件發展旱地農業。但由于降水季節過分集中,大部分地區每年汛期連續4個月的降水量占全年的60%一80%,不但容易形成春旱夏澇,而且水資源量中大約有2/3左右是洪水徑流量,形成江河的汛期洪水和非汛期枯水。降水量的年際劇烈變化,更造成江河的特大洪水和嚴重枯水,甚至發生連續大水年和連續枯水年。
  1.1.3 水資源的空間分布也極不均衡我國的年降水量在東南沿海地區最高,逐漸向西北內陸地區遞減。從黑龍江省的呼瑪到西藏東南部邊界,這條東北一西南走向的斜線,大體與年均降水400mm和年均最大24小時降水50mm的暴雨等值線*一致,這是東南部濕潤、半濕潤地區和西北部干旱、半干旱地區的分界線。東南部的濕潤和半濕潤地區也是暴雨洪水的多發區(見彩插圖2)。
  水資源的空間分布和我國土地資源的分布不相匹配。黃河、淮河、海河三流域,土地面積占全國的13.496,耕地占39%,人口占3596,GDF占32%,而水資源量僅占7.7%,人均約500m3,耕地畝均少于400m3,是我國水資源最為緊張的地區。西北內陸河流域,土地面積占全國的35%,耕地占5.6%,人口占2.1%,GDP占1.896,水資源量占4.8%。該地區雖屬干旱區,但因人口稀少,水資源量人均約5200m3,耕地畝均約1600m3;如果合理開發利用水土資源,并安排相適應的經濟結構和控制人口的增長,可以支持發展的需要,但必須十分注意保護包括天然綠洲在內的荒漠生態環境。
  1.1.4 江河高泥沙合量是一個突出問題我國西部地區是長江、黃河、珠江和眾多國際河流的發源地,地形高差大,又有大面積的黃土高原和巖溶山地,自然因素加上長時期人為的破壞,使很多地區水土流失嚴重,對當地的土地資源和生態環境造成嚴重危害,也使許多江河挾帶大量泥沙,黃河的高含沙量更是世界之最。這些問題增加了我國江河治理的復雜性和生態環境建設的迫切性。從歷史的觀點看,江河泥沙曾為我們創造了并繼續發展著東部和中部總面積達185×l04km2的廣大沖積平原和山間盆地。這些地方地勢平坦,土壤肥沃,成為中華民族生存和發展的重要基地,但由于開發利用不當,也帶來一系列的水旱災害和環境問題。
  1.1.5 氣候變化對我國水資源的影響根據1950—1997年接近50年的降水和氣溫資料分析,我國近20年來呈現北旱南澇的局面。80年代華北地區持續偏旱,京津地區、海灤河流域、山東半島10年平均降水量偏少10%一15%。進入90年代,黃河中上游地區、漢江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少約5%一10%,黃河花園口的天然來水量初步估計偏少約20%,海灤河和淮河的年徑流量也都明顯偏少。西北內陸地區,80年代降水量略有減少(2.5%),90年代略有增加(8.9%)。由于高山地區冰川融水的多年調節作用,各河流出山口的多年平均流量基本持平。少數河流如新疆的阿克蘇河等徑流量略有增加,個別河流如河西走廊的石羊河徑流量偏少。
  從全國范圍看,在原評價24年系列基礎上增加最近18年的資料,估計對全國水資源總量的影響不大。但北方缺水地區持續枯水年份的出現,以及黃河、淮河、海河與漢江同時遭遇枯水年份等不利因素的影響,加劇了北方水資源供需失衡的矛盾。
  據國際方面的有關研究,未來50年由于人類活動產生的溫室效應,全球年平均氣溫可能升高,但預測值相差很大。氣溫升高將使地表蒸發量提高,水資源量將相應減少。具體到我國的各大流域,影響程度如何,還有待探討。
  1.2 50年來的成就和當前面臨的問題
  
50年來,黨和政府領導廣大人民進行了規模空前的水利建設,全國累計修建加固堤防25×104km,建成大中小型水庫80000多座,初步控制了 大江大河的常遇洪水*,形成了5600×108m3的 年供水能力,灌溉面積從0.16×108hm2擴大到近0.5×108hm2(包括農、林、牧),并為城市和工業的發展提供了水源。全國用水量從1949年約1000×108m3增加到1997年的5566×108m3,其中農業占75.3%,工業占20.2%,城鎮生活占4.5%,人均綜合用水量從不足200m3增加到458m3。這些巨大成就為保障我國經濟迅速發展和社會長期穩定創造了條件。
  但是由于種種原因,水利發展的模式基本屬于粗放型。不少工程的安全標準不高,建設質量較差,配套設施不全,管理工作薄弱,用水浪費很大,水質污染嚴重,至今未能建立起良性運行的機制。在全國經濟的高速發展中,也出現了一些新的矛盾。
  1.2.1 防洪安全仍缺乏保障 我國江河的防洪工程系統還沒有達到已經審批的規劃標準。長江的荊江河段和黃河的主要堤防,在三峽和小浪底水利樞紐及相應的配套工程完成后,可以達到防御100年一遇以上洪水的標準;淮河、海河、遼河、松花江、珠江等江河,除少數重點城市外,大部分堤防都還只能防御20年一遇左右的常遇洪水。即使上述江河的防洪能力達到規劃標準,根據我國的氣象水文規律,仍有發生工程所不能解決的超標準洪水的可能。而由于缺乏統一規劃和管理,各地不分主次,競相修建防洪工程和提高防洪能力,全國的堤防長度由20世紀70年代的ll×104km、80年代的16×104km,發展到目前的25×104km。堤線越來越長,堤防越來越高,洪水蓄泄的空間越來越小,致使許多江河在同樣流量情況下,洪水水位不斷抬高,造成加高加修堤防與抬高洪水水位的惡性循環。由于堤防不斷加高,防汛負擔和防汛風險也不斷加重,萬一潰堤決口,將造成更大的毀滅性災害。
  1.2.2 水資源的緊缺與用水的浪費并存據分析估計,全國按目前的正常需要和不超采地下水,缺水總量約為(300—400)×108m3。在一般年份,農田受旱面積(0.06一0.2)×108hm2。從總體上說,因缺水造成的經濟損失超過洪澇災害。許多地區由于缺水,造成工農業爭水、城鄉爭水、地區之間爭水、超采地下水和擠占生態用水。
  與此同時,用水效率不高和用水嚴重浪費的現象也普遍存在。我國的用水總量和美國相當,但GNP僅為美國的l/8。全國農業灌溉水的利用系數平均約為0.45,而先進國家為0.7甚至0.8。1997年全國工業萬元產值用水量136m3,是發達國家的5一10倍。工業用水的重復利用率據統計為30%—40%,實際可能更低,而發達國家為75%—85%。全國多數城市用水器具和自來水管網的浪費損失率估計在20%以上。
  1.2.3 水土資源過度開發造成對生態環境的破壞
  由于缺乏統籌規劃,水資源和土地資源都有過度開發的現象。全國水資源的開發利用率1997年為19.9%,不算很高,但地區間很不平衡,北方的黃河、淮河、海河開發利用率都超過50%,其中海河已近90%。有些內陸河的開發利用率超過了國際公認的合理限度40%。在土地利用方面,山區毀林開荒,草原過牧濫墾,湖泊濕地被圍墾,江河行洪灘地被侵占,這些都破壞了生態環境,加重了水旱災害。由于地下水的持續超采,使不少地區地面沉陷,海水入侵。在黃淮海流域,由于水資源的過度開發,造成海河流域的河湖干涸,黃河下游經常斷流,甚至淮河中游在1999年也出現了歷史上罕見的斷流現象。
  1.2.4水質污染已到權為嚴重的程度據1997年《中國水資源公報》,全國廢污水的排放總量為584×108t。在10×104km的評價河段中,水質在IV類以上的污染河長占47%。北方遼、黃、海、淮等流域,污水與地表徑流的比例高達1:14—1:6。全國湖泊約有75%以上的水域,近岸海域約有53%以上受到顯著污染。根據全國118座大城市淺層地下水的調查,97.5%的城市受到不同程度的污染,其中40%的城市受到重度污染。

以上可以看出,由水資源緊張、水污染嚴重和洪澇災害為特征的水危機已成為我國可持續發展的重要制約因素。我國經濟已發展到目前水平,必須進一步從人口、資源、環境的宏觀視野,對水資源問題總結經驗,調整思路,制定新的戰略。

  2 以水資源的可持續利用支持我國社會經濟的可持續發展

  針對面臨的問題,建議我國水資源的總體戰略是:以水資源的可持續利用支持我國社會經濟的可持續發展。為此要從8個方面實行戰略性的轉變。
  2.1 人與洪水協調共處的防洪減災戰暗在防洪減災方面,要從無序、無節制地與洪水爭地轉變為有序、可持續地與洪水協調共處。為此,要從以建設防洪工程體系為主的戰略,轉變為在防洪工程體系的基礎上,建成全面的防洪減災工作體系,達到人與洪水協調共處。
  2.1.1 對洪水和洪災的認識要認識到,江河洪水是一種自然現象,而江河洪災則是由于人類在開發江河沖積平原的過程中,進入洪泛的高風險區而產生的問題。我國江河洪水形成的主要原因是夏季的季風暴雨和沿海的風暴潮。在氣候異常年份,某些江河流域出現多次大暴雨甚至特大暴雨,形成這些江河的大洪水以至特大洪水。在歷史上,我國人民為了開發江河中下游的廣大沖積平原,不斷修筑堤防與水爭地,從而縮小了洪水宣泄和調蓄的空間,當洪水來量超過人們給予江河的蓄泄能力時,堤防潰決,形成洪災。
  2.1.2 防洪減災的戰略轉變通過實踐,人們逐步認識到,要完全消除洪災是不可能的。人類既要適當控制洪水,改造自然,又須主動適應洪水,協調人與洪水的關系,這樣才能保證自己的繼續發展。要約束人類自身的各種不顧后果、破壞生態環境和過度開發利用土地的行為,從無序、無節制地與洪水爭地轉變為有序、可持續地與洪水協調共處。發生大洪水時,有計劃地讓出一定數量的土地,為洪水提供足夠的蓄泄空間,以免發生影響全局的毀滅性的災害,并將災后救濟和重建作為防洪工作的必要組成部分。因此,要從以建設防洪工程體系為主的戰略,轉變到在防洪工程體系的基礎上,建成全面的防洪減災工作體系,達到人與洪水協調共處。
  2.1.3防洪成災工作體系的總體目標和主要內容
  我國防洪減災工作體系的總體目標是:在江河發生常遇和較大洪水時,防洪工程設施能有效運用,國家經濟活動和社會生活不受影響,保持正常運作;在江河遭遇大洪水和特大洪水時,有預定方案和切實措施,國家經濟社會活動不致發生動蕩,不致影響國家長遠計劃的完成或造成嚴重的環境災難。
  防洪減災工作體系的主要內容:
  (1)根據江河的總體治理目標,建設有質量保證的防洪工程系統。各主要江河應在原有規劃的基礎上,結合近年來的防洪實踐和國家的發展要求,進一步定出江河的總體治理目標和全面的治理規劃,據此建成有質量保證的防洪工程系統。防洪工程系統的標準要經過技術經濟的論證,一般應達到50年一遇以上,重要堤防100年一遇或更高。
  長江的治理目標是:再遇類似1998年洪水時,確保安全并大大減輕防汛搶險負擔;再遇類似1954年和1870年洪水時,在充分運用三峽等干支流水庫和分蓄洪工程的條件下,保證重要堤防、沿江大城市和重點圍垸的安全。為此要按統一規劃,在完成三峽工程的同時,完成重要堤防和重點圍烷的加固,干流河道的整治,分蓄洪區的配套工程并繼續興建金沙江的溪洛渡、嘉陵江的亭子口、澧水的皂市等干支流水庫。
  黃河的治理目標是:保證防御花園口安全通過100一1000年一遇的洪水;穩定現行的流路,保證黃河不改道。為此要加強水土保持,進一步減少入黃泥沙;充分發揮小浪底水庫對下游的防洪減淤作用及對其上游三門峽水庫的補救作用,解決三門峽對渭河下游的不利影響;整治下游河道及河口,通過放淤抬高兩岸大堤附近的地面,使黃河下游逐步成為一條相對的地下河;根據小浪底的運行情況和發展需要,逐步興建小浪底以上的干流水庫。
  其他各江河也都要制定治理目標和相應的工程建設計劃。
  (2)江河的各類分蓄行洪區,是防洪減災工作體系的必要組成部分。我國江河沖積平原的土地資源已經過度開發,根據技術和經濟的可行性,現在的防洪工程只能達到一定標準(防御常遇洪水或較大洪水),必須安排各類分蓄行洪區作為輔助措施,才能達到規劃的防洪標準和處理超標準的洪水。要明確認識,根據我國的實際情況,江河的各類分蓄行洪區,是防洪減災工作體系的必要組成部分。
  在大洪水或特大洪水時,要首先確保城鄉廣大居民的生命財產和重要工業交通的安全,為此,也須讓出一部分用于農業的土地作為分蓄行洪區;應結合小城鎮建設和分蓄洪區內的安全設施建設,妥善安置這些地區的居民,保證他們的生活和生產。一般說,在確保居民生命財產的前提下,農業土地遭受10—20年一遇或更稀遇的洪水淹沒損失,即相當于90%—95%或更高的防洪安全保證率,是可以承受的,并可采取社會救濟和防災保險等適當措施,予以合理補償。
  (3)城鄉建設規劃要充分考慮各種可能的防洪風險。從總體上看,我國的堤防系統已經達到25×104km的規模,不宜再增建和加高,而應在現有基礎上進行加固,并充分利用各類分蓄行洪區,解決超標準的洪水。對各種可能遭受洪水淹沒的地區,要加強科學指導,分別不同情況,合理安排城鄉建設規劃,不要無限制地侵占洪水的空間,而要主動與洪水協調共處。例如:
  a.山丘區的中小河流,山洪暴漲暴落,并挾帶大量泥沙,要防止在兩岸盲目開發行洪河灘,修建堤防。城鎮村莊的選址,要極其慎重,不準侵占行洪河灘,并注意劃分山洪及泥石流危害區,避免地質災害。
  b.江河沖積平原上的城鄉建設和工業交通設施,都要遵守防洪規劃,防止盲目占用分蓄行洪區。重大建設項目,要經過防洪主管部門的認可。在城市建設中,要注意建成完善的防洪排澇體系,禁止盲目縮窄排洪排澇河道。
  c.在超標準洪水可能淹沒的城鎮村莊,要進行洪災的風險分析,制定洪水可能淹沒的風險圖,定出保證居民生命財產安全措施的長遠規劃,例如建設具有抗洪能力的房屋建筑和道路橋梁等,在國家的組織和支持下,動員社會的力量,有計劃地逐步完成。
  d.在沿海的經濟發達地區,風暴潮的危害極大,這些地方有必要也有可能逐步建成以防御特大風暴潮為目標的沿海防護林帶和高標準海堤,以求長治久安。
  (4)在全國建立防洪保險、救災及災后重建的機制。對各類分蓄行洪區以及其他有防洪風險的地區,可以根據具體情況,進行合理的開發利用,但必須適應防洪的風險。考慮到我國各江河都存在這種問題,應當研究在全國建立防洪保險、救災及災后重建的機制,給予法定的社會保障。
  在過去的防洪工作中,著重建設防洪工程,而沒有落實分蓄行洪區的社會保障工作,許多分蓄行洪區不能按規劃運用,只能“被動蓄洪”而不能“主動蓄洪”,使江河的實際防洪標準大大降低,分蓄行洪區也受到更大的損失。長期以來,許多地方對分蓄行洪區的工作有畏難情緒。我們認為,只要真正認識分蓄行洪區是防洪工作體系的必要組成部分,就能制定出一個合理的規劃和相應的運行機制,既可適當地開發利用分蓄行洪區的土地資源,又能兼顧全局和局部利益,保障各類地區都能得到合理和可持續發展。最近頒布的《蓄滯洪區運用補償暫行辦法》是一個好的開端,還需要繼續進行大量的后續工作。
  (5)建立現代化的防洪減災信息技術體系和防汛搶險專業隊伍。要研究解決致洪暴雨與洪水的準確預測、預報、預警和決策支持軟件,建設一支以高科技武裝的防汛搶險專業隊伍,提高抗洪斗爭中勘測、通訊、查險、除險和搶險的水平,逐步取代現在主要依靠大量人力的防汛搶險辦法。
  2.2以建設節水高效的現代灌溉農業和現代旱地農業為目標的農業用水戰略
  在農業用水方面,要從傳統的粗放型灌溉農業和旱地雨養農業,轉變為建設節水高效的現代灌溉農業和現代旱地農業。
  研究后認為,通過建設節水高效的現代農業,我國可以基本立足于現有規模的耕地和灌溉用水量,滿足今后16×108人口的農產品需要。
  2.2.1所需農產品和耕地預測 根據國家土地管理局1996年調查,我國耕地面積為1.3×108hm2,其中灌溉耕地約0.51×108hm2,占39.8%,雨養農業的旱耕地約0.8×108hm2,占60.2%。1997年糧食總產量為4942×108kg,人均410 kg。
  農產品需求受人口數量、人口年齡結構、城市化水平、收入水平和居民消費行為等因素的影響。考慮到我國人民生活水平逐步提高,在糧食消費趨于穩定的同時,肉、蛋、奶類的消費水平將逐步增加,因此糧食的人均需求量將比現在有所提高。預測人口達到16×108時(2030年),人均糧食的需求量為450kg,糧食總需求量為7000×108kg左右。根據主要農產品需求、主要農作物單產和種植業結構的預測,需保證2×108hm2的播種面積,耕地面積應保持在(1.2一1.233)×108hm2
  2.2.2水土資源供需平衡的幾點結論
  (1)在節約、高效利用的條件下,我國的水土資源基本能保證未來16×108人口對食物與其他農產品的需求,但在區域間差別較大。
  (2)華北地區人口一糧食一水資源不能平衡,是嚴重的缺水地區,除采取高效節水、建立節水型的社會外,從長江調一部分水,對緩解農業用水緊張與整個地區缺水是必要的。
  (3)有潛力增加商品糧供應的是東北地區、長江中下游和蒙寧地區。特別是東北地區,應當加緊農業的基礎建設,使之保持糧食的穩定增長,成為我國最穩定的商品糧包括飼料的供應基地。
  (4)到2030年的奮斗目標是:耕地面積穩定在(1.2一1.233)×108hm2,復種指數達到1.65,糧食播種面積單產達5250kg/hm2;農田灌溉面積擴大到0.6×108hm2,農業灌溉水利用系數達到0.65;在全面節水的基礎上,農田灌溉需水量和農業總需水量基本維持目前用水量的水平,分別為4000×108m3和4200×108m3左右。
  2.2.3節水高效農業的建設途徑
  (1)把提高水的利用效率作為節水高效農業的核心。節水高效農業建設要把發揮單位水量效益作為核心,使水利工程措施和農業技術措施相結合,最大限度地利用水資源,提高水利用效率,爭取從現在的每立方米水的平均糧食產量1.1kg提高到1.5—1.8kg。
  a.要充分利用當地水資源,包括充分利用降水、回收回歸水和處理利用劣質水。如充分利用降水和土壤水,華北地區的小麥、玉米兩熟的灌溉水量每公頃可節省750一1500m3
  b.節水灌溉建設的重點應放在渠灌區,北方渠灌區推行井渠結合的灌溉方式。在北方的渠灌區內打井,以渠補源,以井保豐,不但可以最大限度地利用地表水和地下水,而且可以控制灌區的地下水位,防治灌區的次生鹽堿化。
  c.節水灌溉技術應以改進地面灌溉為主,有條件地發展噴灌和滴灌,要改正那種以為只有噴灌、滴灌才能稱為節水灌溉的誤解。目前我國地面灌溉占到總灌溉面積的97%,在相當長的時間內,地面灌溉仍是我國農田灌溉的主要方式。地面灌溉提高節水技術(如平地、溝灌、間歇灌),耗能少、投入也低,農民易掌握,符合國情和民情。
  d.要十分重視農業節水技術。只有使水利工程和農業技術結合,才能更好地提高用水效率。通過節水農業措施,減少土壤蒸發量和作物蒸騰量,才是真實的節約水資源量。節水農業措施包括節水的輪作制度,節水灌溉制度與管理制度,抗旱高產優質品種,耕作栽培、培肥施肥和化控技術等。河北省滄州等地通過科學的農業節水技術使小麥灌水由過去的5—7次降到2—3次,產量有增無減,這種經驗在一定地區有指導意義。
  (2)實行水旱互補的方針,重視發展旱地農業。節水高效農業應包括灌溉農業與旱地農業兩部分。我國在可預見的未來,灌溉面積占耕地的比重不大可能超過50%,因此,在進行節水灌溉農業的同時,還必須進行旱地農業的建設,做到水旱互補,全面發展。
  旱地農業是指雨養旱作農業和集雨節灌的雨養旱作農業,它是解決我國農業水危機和增加農業產量的重要途徑。發展旱地農業除采取傳統的改土培肥、抗旱保墑、地膜與秸稈覆蓋等常規的農業技術措施外,還要采取以下措施:
  充分利用雨水集蓄節灌等現代旱地農業技術;
  進行以坡改梯為重點的基本農田建設,并通過各種措施,降低無效蒸發,提高土壤有機質,建設土壤水庫,增加貯水;
  根據不同作物的需水特征和當地水資源條件,合理調整作物布局,優化種植結構,選育高產節水優良品種;
  研究以化學制劑改善作物或土壤狀況,開展化學調控節水。
 ?。?)將節水高效農業建設列為國家重大基礎建設項目。我國的水資源能否支持將來16×108人口的發展需要,一個重要關鍵是能否以現有的4000×108m3灌溉水資源,將糧農組織食產量從現在5000×108kg提高到7000×108kg并滿足其他農作物的需水。如將現有的灌溉用水量節少15%,可為擴大灌溉面積和提高藻溉保證率多提供600×108m3的水量超過黃河的年平均徑流量。為了提高灌溉水的利用率,必須進行以節水為中心為藻區續建配套和技術改造,從目前情況看,每畝投入約需300--400元,每節約1m3水約需2--元;而新建大中型藻區的投入一般都在每畝1000元以上,大中型的新水源工程一般在1m3水5--10元以上。因此,建設節水高效農業是經濟合理的。但長期以來,在水利建設中重開源輕節流,重骨干工程建設輕田間配套建設,重工程輕管,灌溉節水和農田水利工程很難列為國家建設項目。而以我國的實際情況,藻溉節水工程光靠農民投資是不行的。因此,農業水利建設投資的主要方向應實行戰略性的轉移,從以開源工程和新建灌區為主轉到建設節水高效農業為主,國家應盡早把節水高效農業建設列為國民經濟的重大基礎建設項目。
  2.3 節流優先、治污為本、多渠道開源的城市水資源可持續利用戰略
  
在城市和工業用水方面,要從不夠重視節水、治污和不注意開發非傳統水資源,轉變為節流優先、治污為本、多渠道開源的城市水資源可持續利用戰略。
  新中國成立50年來,伴隨城市化進程在不同階段的特征,城市水資源的開發利用由單純開源逐步轉向重視節流和治污,先后經歷了“開源為主,提倡節水”,“開源與節流并重”和“開源、節流與治污并重”等幾次戰略性調整。1997年我國城市化水平30%,城市人口3.7×108。預計21世紀中葉以前,我國城市化水平將可能達到60%,城市人口將增加到9.6×108左右,水資源的供需矛將進一步加劇,水質保護的難度也將進一步加大。為此,建議進一步明確節流和治污的必要性,以“節流優先,治污為本,多渠道開源”作為城市水資源可持續利用的新戰略,以促進城市水系統的良性循環。
  2.3.1 節流優先 提倡“節流優先”,這不僅是根據我國水資源緊缺情況所應采取的基本國策,也是為降低供水投資,減少污水排放,提高資源利用效率的最合理選擇是世界各發達國家城市工業用水的發展方向。城市工業用水的70%以上將轉化為污水,一些水資源豐富的國家,近年來也大力推行節不,主要是因為不堪隨污水處理的負擔。我國工業為了降低供水投資,減少污水排放,提高資源利用效率的最合理選擇,是世界各發達國家城市工業用水的發展方向。城市工業用水的70%以上將轉化為污水,一些水資源豐富的國家,近年來也大力推行節水,主要是因為不堪承受污水處理的負擔。我國工業萬元產值取水量是發達國家的5一10倍,城市輸配水管網和用水器具的漏水損失高達20%以上,公共用水浪費驚人。因此,必須調整產業結構 和工業布局,大力開發和推廣節水器具和節水的工業生產技術,創建節水型工業和節水型城市,力爭將城市人均綜合需水量控制在160 m3/a以內,使我國城市總需水量在城市人口達到最大值后得到穩定。為了建立節水型的體制,不僅需提高公眾認識,還要投入相當的資金和高新技術。根據分析預測2010年供水設施的單位投資約為8元/m3污水處理約為10元/m3,而節水僅需3元/m3左右。因此,增加節水的資金投入不但為可持續發展所必需,而且具有明顯的經濟效益。
  2.3.2 治污為本強調“治污為本”是保護供水水質和改善水環境的必然要求,也是實現城市水資源與水環境協調發展的根本出路。水資源本來是可以再生的,但水質污染使水資源不能進入再生的良性循環。我國長期以來在增加城市供水能力的同時,未能注意防治水污染,至今全國城市廢水處理率僅為13.65%,許多城市沒有污水處理廠。據報告,工業廢水處理率為87.4%,實際情況遠遠低于此數,許多處理設施沒有正常運行,甚至基本不運行,達標排放很多流于形式。大量廢水、污水的排放造成了城市水體的嚴重污染,直接影響人民健康和工農業生產。經預測,如果要在2010年以前基本遏制城市水污染的蔓延趨勢,保護城市供水水源,并在2030年以前使水環境有明顯改善,2010年和2030年城市污水的有效處理率必須達到50%和80%以上。否則,我國的水污染不僅不能得到控制,甚至還要繼續擴展。這是一個十分嚴重的問題,也是一項非常艱巨的任務,需要加以認真解決。我們認為,必須加大污染防治力度,增加經費投入,提高規劃的城市污水處理率,并采取有效措 施修復已經受到污染的城市水環境。
  2.3.3多渠道開源 我國缺水城市可分為資源型設施型和污染型三種,缺水的原因不同,解決缺水的途徑也不相同。因此,在加強節水治污的同時開發水資源也不容忽視。除了合理開發地表水和地下水外,還應大力提倡開發利用處理后的污水以及雨水、海水和微咸水等非傳統的水資源。經凈化處理后的城市污水是城市的再生水資源,數量巨大,可以用作城市綠化用水、工業冷卻水、環境用水、地面沖洗水和農田灌溉水等。通過工程設施收集和利用雨洪水,既可減輕雨洪災害,又可緩解城市水資源緊缺的矛盾;沿海城市應大力利用海水作工業冷卻水或生活沖廁水;華北和西北地區應重視微咸水的利用。
  2.4 以源頭控制為主的綜合防污減災戰略
  
在防污減災方面,應從以末端治理為主轉變為以源頭控制為主的綜合治理戰略。
  2.4.1水污染已成為不亞于洪災、旱災甚至更為嚴重的災害我國江河、湖泊和海域普遍受到污染,至今仍在迅速擴展。水污染加劇了水資源短缺,直接威脅著飲用水的安全和人民的健康,影響到工農業生產和農作物安全,造成的經濟損失約為國民生產總值的l。5%一3%。水污染已成為不亞于洪災、旱災甚至更為嚴重的災害。與洪災、旱災不同的是,受污染的水通過多種方式作用于人體和環境,其影響的范圍大、歷時長,但其表現卻相對較緩,使人失去警覺。水污染的危害,早在20世紀70年代已經顯現出來,但沒有引起足夠的注意,采取的措施不夠恰當有力,因此出現了今天的嚴重局面。如再不及時采取有效對策,將產生不可彌補的后果。
  2.4.2從末端治理為主向源頭控制為主的戰略轉移在我國經濟的迅猛發展中,由于工業結構的不合理和粗放型的發展模式,工業廢水造成的水污染占據了我國水污染負荷的50%以上,絕大多數有毒有害物質都是由工業廢水的排放帶入水體。目前我國排放的污水量,與美國、日本相近(美、日還進行污水處理),而經濟發展水平卻不能相比,可見我國為粗放型經濟增長所付出的巨大環境代價。長期以來采用的以末端治理、達標排放為主的工業污染控制戰略,已被國內外經驗證明是耗資大、效果差、不符合可持續發展的戰略。應大力推行以清潔生產為代表的污染預防戰略,淘汰物耗能耗高、用水量大、技術落后的產品和工藝,在工業生產過程中提高資源利用率,削減污染排放量。清潔生產可以同時獲得環境效益和經濟效益,對于我國的經濟發展和環境保護有重要的戰略意義。
  2.4.3加強點源、面源和內源污染的綜合治理除工業和城市生活排水造成的點源污染外,我國的面源污染也越來越嚴重。面污染源包括各種無組織、大面積排放的污染源,如含化肥、農藥的農田徑流,畜禽養殖業排放的廢水、廢物等,其嚴重影響已經在我國很多城市和地區顯現出來。如北京近郊畜禽養殖場排放的有機污染物為全市工業和生活廢水所含有機污染物總量的3倍,滇池流域的面污染源所排放的氮磷污染占據了氮磷污染總量的60%以上。因此,面源污染的控制已經到了刻不容緩的地步。面源污染的控制應與生態農業、生態農村的建設相結合,通過合理使用化肥、農藥以及充分利用農村各種廢棄物和畜禽養殖業的廢水,將面源污染減少至最小,同時也可取得明顯的經濟效益。湖泊、河流、海灣的底部沉積物蓄積著多年來排入的大量污染物,稱為內污染源,目前已是水體富營養化和赤潮形成的重要因素,在適當條件下,還會釋放出蓄存的重金屬、有毒有機化學品成為二次污染源,對生態和人體健康造成長期危害,應與點源、面源污染一并考慮,進行綜合治理。
  2.4.4 把安全飲用水保障作為水污染防治的重點
  我國很多城鎮飲用水源受到污染,農村的飲用水安全更得不到保障。飲用水中有機物含量的增加構成了致癌、致畸、致突變的潛在威脅,重金屬則會使人迅速中毒、得病,水污染也大大增加了飲用水源中致病微生物的數量。這一切已經并正在造成人們的疾病和早亡,應該引起嚴重注意。水污染防治的最終目的是確保人民的身體健康,因此,應把安全飲用水的保障作為水污染防治的重點。應加強對飲用水源地的保護,特別是為城市供水的水庫和湖泊,盡快恢復受污染的水質,例如北京市的官廳水庫。
  2.5 保證生態環境用水的水資源配置戰略
  
生態環境是關系到人類生存發展的基本自然條件。保護和改善生態環境,是保障我國社會經濟可持續發展所必須堅持的基本方針。在水資源配置中,要從不重視生態環境用水,轉變為在保證生態環境用水的前提下,合理規劃和保障社會經濟的用水。
  2.5.1生態環境建設的內容我國在近50年的發展中,為了保護和改善生態環境,雖然作了很大努力,也取得了一定成績,但由于自然環境相對脆弱、人口增長過快,加上工作中的各種問題,生態環境惡化的趨勢仍未得到遏制,主要表現在:森林覆蓋率低、增長緩慢,部分地區覆蓋率減少;草地生態破壞加重;水土流失仍然嚴重;荒漠化面積擴大。
  為了遏制這種惡化的趨勢,國家已將生態環境建設提到十分重要的地位。生態環境建設主要包括兩類內容:一類是以封育保護和植樹種草為主要手段的植被建設;另一類是以農田水利和坡溝工程為主要手段的工程建設。兩者的密切結合構成生態環境的綜合治理,如水土保持和荒漠化防治。
  2.5.2生態環境建設與水資源保護利用的關系
  生態環境建設和水資源保護利用是一種互相依存的關系,主要表現在以下3個方面。
  (1)植被建設。植被包括森林、灌叢、草地、荒漠植被、濕地植被等各種類型,是生態環境的重要組成部分。它對水資源的有利作用表現在:可以涵蓄水分,調節地表徑流,控制土壤侵蝕,保護水質,改善流域水環境。森林、灌叢、草地三種植被的水文功能大小取決于各種植被的具體種類、結構及生長情況。三種植被中,以山丘區森林植被的水文調節功能最大,但另一方面,森林植被蒸散需要消耗的水量也相對較大,特別在干旱地區(不包括干旱地區中的高山森林),隨著森林覆蓋率的增加,流域產水量的減少比較明顯。因此,在植被建設中,應當根據當地天然的生態環境條件,規劃喬灌草以至荒漠植被的合理布局。
  (2)水土保持。水土保持是一項綜合治理性質的生態環境工程,主要是組織群眾,通過綜合措施,充分攔蓄和利用降水資源,控制土壤侵蝕,改善生態環境,發展農業生產。其水文功能與植被建設相同,一般更為明顯。
  對保持土壤的作用:在土厚易蝕的黃土高原,一般小流域經綜合治理后,侵蝕模數可從10000—20 000t/km2降到3000—5000t/km2的水平,如果治理措施得當而且治理年限足夠長,把侵蝕模數降到1000t/km2的安全水平是有可能的。對黃河干流,據統計分析,因水土保持而減少的人黃泥沙年均約3×108t。在長江流域、中小流域的效果也很明顯。對干流的效果目前不明顯,還需經過長時間的試驗觀測。
  水土保持和植被建設對河川徑流都有通過攔蓄洪水從而增加枯水的作用,在中小流域,一般暴雨條件下效應明顯;對大流域的大洪水和特大洪水影響不明顯。
  水土保持也需消耗水量,在一定程度上減少河川的總徑流量,這種消耗對濕潤地區的影響不大,對干旱與半干旱地區的影響較顯著。由于水土保持可以比較有效地減少進入江河的泥沙,從而減少江河下游一部分輸沙需水,因此其用水的效益是正面的。應當明確,水土保持的首要作用是改善當地人民的生產條件和脫貧致富,不能由于水土保持耗水而限制其發展,當然,水土保持中的植被建設也應貫徹節水原則。
  (3)荒漠化防治。按照國際上通行的概念,土地荒漠化是指干旱區、半干旱區和干旱的半濕潤區的土地退化,包括風蝕荒漠化、水蝕荒漠化、凍融荒漠化及土壤鹽漬化等,以風蝕荒漠化土地比重最大。我國現在所面臨的荒漠化和沙塵暴問題,主要是指風蝕荒漠化?;哪瘮U大的主要原因是天然草原和荒漠植被受到破壞。需根據當地的不同條件,采取保護封育天然植被、改良和建設草場以及建設護田林網等措施。在內陸河流域,需要控制上中游用水,留出足夠的河川徑流,保護和恢復下游灘地的天然植被。在風沙區的邊緣,為了阻擋沙漠擴展入侵,必要時建設喬灌草結合的防沙林帶。這些措施都需要耗用一部分水資源。
  2.5.3合理安排生態環境的用水綜上所述,生態環境建設對水資源保護利用起了有利的作用,同時,它也要消耗一定的水量。保障生態環境需水,有助于流域水循環的可再生性維持,是實現水資源可持續利用的重要基礎。對這個問題,過去認識得不夠,今后必須改正。
  (1)生態環境用水的計算范圍。從廣義上說,維持全球生物地理生態系統水分平衡所需用的水,包括水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等,都是生態環境用水。我國降水資源6.2×1012m3,其中相當部分是用于植被(包括人工植被)蒸騰,土壤水、地下水和地表水的蒸發,以及為維持水沙平衡及水鹽平衡而必需的入海水量。這部分用水在水資源豐富的濕潤地區并不構成問題,而在水資源緊缺的干旱、半干旱地區及季節性干旱的半濕潤地區,就成了問題,在經濟發展中往往城市和工業用水擠占農業用水,農業用水又擠占生態用水,導致生態環境的惡化。
  如何計算生態環境用水?國內外的研究一致認為,應以生態環境現狀作為評價生態用水的起點,而不是以天然生態環境為尺度進行評價。因此,狹義的生態環境用水是指為維護生態環境不再惡化并逐漸改善所需要消耗的水資源總量。生態環境用水計算的區域應當是水資源供需矛盾突出以及生態環境相對脆弱和問題嚴重的干旱區、半干旱區和季節性干旱的半濕潤區。
  (2)生態環境用水量的估計。根據我國當前的實際情況,為保護和改善生態環境的用水主要有4個方面:
  保護和恢復內陸河流下游的天然植被及生態環境;
  水土保持及水保范圍之外的林草植被建設;
  維持河流水沙平衡及濕地、水域等生態環境的基流;
  回補黃淮海平原及其他地方的超采地下水。
  估計全國生態環境用水的總量約(800—1000)×108m3[包括地下水的超采量(50—80)×108m3],主要在黃淮海流域和內陸河流域,其中黃淮海流域約500×108m3左右,內陸河流域400×108m3多。這部分生態環境用水中,約600×108m3由各河流目前尚未控制利用的地表和地下水供給,約200×108m3由工農業和生活用水的退水量供給,尚有110×108m3的缺口,需從區外調水補充。
  2.6 以需水管理為基礎的水資源供需平衡戰略
  
對水資源的供需平衡,要從過去的以需定供,轉變為在加強需水管理、提高用水效率的基礎上,保證供水。
  2.6.1 過去對需水量的預測普遍偏高,造成對供水規劃和供水工程在不同程度上的誤導對于全國的用水需求量:20世紀80年代初,水利部門預測,2000年為7096×108m3;1994年,《中國21世紀人口、環境與發展白皮書》預測2000年為6000×l08m3;1997年全國實際用水量為5566×108m3,上述預測特別是80年代的預測明顯偏高。
  就分區而言,可以山西省為例:“七五”期間,當時山西省的缺水現象確實很嚴重,水利部門據此多次預測,1990年的需水量為(72—76)×108m3,2000年為(90一100)×108m3,而19如年和1994年的實際用水量分別為54×108m3和63×108m3。實踐證明,在缺水的情景下,往往對缺水量的估計和預測偏高。對山西省需水量的過高預測,曾使萬家寨引黃工程的近期規模偏大。
  對于城市的用水需求,尤其是對工業用水的需求,以往許多預測明顯偏大。如建設部門的《城市缺水問題研究》中,以1993年為預測基準年,預測2000年全國城市的工業需水量將達到406×108m3,年均增長率為4.9%,而實際情況是從1993年到1997年,我國668個城市(不包括小城鎮)的用水量非但沒有增長,反而由291.5×108m3降至260×108m3。又如北京市,曾預測1995—2000年市區工業需水量將以6%的速度遞增,而實際上從1989年至今,北京市的工業用水量非但沒有增長,還減少了12.5%。
  預測偏高的情況在國外也曾發生。美國國家水資源委員會1968年的報告中,預測2000年、2020年全國總取水量將在1965年3725×108m3的基礎上分別增長200%和407%,達到11116×108m3和18900×108m3。但到1975年,他們意識到如此高的用水量將無法實現水資源的可持續利用,于是作出第二次評價,綜合考慮了水污染、水資源量等多種因素,決定大力推行節水措施,預測2000年的總取水量與1975年的實際用水量基本持平。這個預測和美國目前的實際取水量十分接近。
  造成預測偏高的基本原岡是,對經濟發展和用水需求的客觀規律沒有認識清楚,誤以為隨著經濟發展,用水量也必須不斷增加。實際上,隨著科技水平的提高,經濟結構的變化,以及防治污染和水價等各種因素,在經濟發展中,工農業的用水定額將不斷降低。在一些發達國家,他們在經濟增長中,用水量已達到零增長甚至負增長。
  2.6.2 我國應要求在人口達到16億后,用水量逐漸達到零增長本次報告預測:我國用水的高峰將在2030年左右出現。分項預測:農業用水總量與現在的規模相仿,為4200×108m3左右;工業用水總量從現在的1100×108m3增至2000×108m3;城鄉生活用水從現在的500×108m3增至1100×108m3左右;考慮到未來發展前景的不確定性,因而估計全國用水總量有可能達到(7000—8000)×108m3,較現在增加(1300—2300)×108m3,人均綜合用水量為400—500m3。
  經研究分析,扣除生態環境用水后,全國實際可能合理利用的水資源量約為(8000—9500)×108m3,按上述估計的用水量,已接近可合理利用水量的極限。因此,必須嚴格控制人口的繼續增長,同時加強需水管理,做到在人口達到零增長后,需水也逐步達到零增長。
  2.6.3加強需水管理的核心是提高用水效率 正如中央多次指出,提高用水效率是一場革命。目前我國的用水效率還很低,每立方米水的產出明顯低于發達國家,節水還有很大潛力。節約用水和科學用水,應成為水資源管理的首要任務。
  在對農業和城市工業用水的分析中已說明,通過全面建設節水高效農業,可以大大提高農業的用水效率。通過推行工業的清潔生產,使工業用水量降低,這不僅可以節約水資源,而且可使城市廢水量相應減少,大大削減污染負荷。提高用水效率,還應包括污水資源化和發展微咸水和海水的利用。
  總之,提高用水效率不但是保證我國水資源可持續利用所必需,也是建設現代化工農業和城鄉健康生活的重要內容。提高用水效率,是從傳統工農業和城鄉建設轉到現代化工農業和城鄉建設的一場革命。
  2.7 解決北方水資源短缺的南水北調戰略措施
  
對北方地區,要從以超采地下水和利用未經處理的污水來維持經濟增長,轉變為在大力節水治污和合理利用當地水資源的基礎上,有步驟地推進南水北調,保證社會經濟的可持續增長。
  2.7.1 南水北調的必要性 根據對我國水資源2030年和2050年的供需平衡分析,黃淮海流域特別是黃河下游的黃淮海平原地區,是我國最缺水的地區。在過去的年代,這里的許多地方,特別是黃河以北的海河流域,通過超采地下水和利用未經處理的污水維持了經濟的增長。據海河水利委員會統計,海河平原1998年超采地下水55×108m3,全流域廢污水排放量63×108t,除排放入海5×108t外,其余或被利用或蒸發滲入地下。據不完全統計,約有20×l08t多廢污水被用于灌溉。地下水超采最嚴重的是滄州、衡水和津浦鐵路沿線地區,該區的淺層地下水絕大部分為難以利用的咸水和微咸水,多年來超采的是很難再生的含氟的深層地下水,據2000年有關方面的分析,深層地下水耗竭的時間將為10--15年。太行山麓的京廣鐵路沿線,由于城市和工業大量抽取地下水,也造成淺層地下水的大面積區域性漏斗。由于水資源的過度開發和污染不加防治,許多地方有河無水,有水皆污,洼淀枯竭,造成嚴重的環境問題。
  預測到2030年,經充分挖潛和利用當地水資源,采用節水和污水回用等多種措施和考慮了目前引黃和引江的水量后,在地下水不再超采的情況下,黃淮海平原地區缺水量仍將達到150×108m3(平水年)一300×108m3(枯水年)。考慮到生態環境的用水,今后通過南水北調增補的水源應在300×108m3以上,其中增補黃河以北應在一半以上。
  2.7.2對南水北調各條線路的初步評價 對已提出的南水北調各種線路(彩插圖3),初步評價后認為:水利部提出的東、中、西三條線路,都是可以成立的,也存在一些難點和問題,需要抓緊進行工作;其他各種“大西線”方案,現在尚缺乏科學依據?,F分述如下:
  (1)東線。東線工程從江蘇省揚州附近的長江北岸,在原有引水量的基礎上,增加年均引水約150×l08m3,其中過黃河約90×108m3。利用和擴建京杭運河及與其平行的部分河道,送水到天津,另建分干線到膠東半島。
  東線工程除可解決江蘇和山東兩省的缺水外,還可解決河北省東部深層地下水超采和高氟水導致的地方病以及天津市的缺水問題。其有利條件是:直接從長江引水,水源比較豐富可靠;可利用大運河和洪澤湖、駱馬湖等現成的河道和調蓄湖泊,投資較低,并可分期分段實施,比較靈活。其難點是:沿線水質污染;需要電力提水,總揚程約65m,經常運行費用較高。
  (2)中線。中線工程由加高后的漢江丹江口水庫,多年平均的可能引水量估計約130×108m3/a其中過黃河約(70—75)×108m3/a。建設專用的輸水渠道,沿京廣鐵路西側,送水到北京。
  中線工程除可解決河南省中東部的缺水外,還可解決河北省中部經濟最發達地區和北京市的缺水。其有利條件是:目前水質較好;絕大部分自流引水,如不計建設成本和丹江口發電損失,運行費用較低。其難點是:從漢江的丹江口水庫引水,水源相對有限,如遇連續枯水年難以滿足要求;現在規劃的線路缺少調蓄湖庫,運行困難;黃河以北的線路經過太行山麓的特大暴雨區和地震高發區,安全風險很大;丹江口水庫大壩加高需移民25×104人,總干渠基建投資也較高,需要一次建成才能發揮效益,考慮到配套建設的種種問題,總干渠達到設計效益需要相當時間,加上來水和需水匹配的不穩定性,如以貸款建設,將發生運營困難。
  (3)西線。西線工程從長江干流通天河及支流雅礱江、大渡河調水進入黃河上游,補充黃河水源,估計可能的調水量為(100一150)×108m3/a。
  由于前期工作還沒有達到應有的深度,尚難作出全面評價,但一般估計,實施難度將大于中線和東線。
  (4)“大西線”?!按笪骶€”工程有各種方案,都是由雅魯藏布江、瀾滄江、怒江、金沙江、雅礱江、大渡河等調水進入黃河上游。
  經研究后認為,在可以預見的將來,“大西線”設想的一些工程沒有現實的技術可行性。就我國未來16×108人口的發展形勢看,也沒有大開荒、大移民以致興建“大西線”的現實必要性。
  2.7.3對實施步驟的建議
  (1)南水北調的實施步驟。根據對黃淮海地區水資源供需的分析和南水北調各條線路的初步評價,建議南水北調的實施分為兩大步:
  第一步,2020年前后,完成南水北調的東線和中線,并適當調增黃河上、中游省區的分水指標。
  第二步,2020—2050年,逐步實施南水北調的西線工程。
  (2)東線和中線的先后問題。研究后認為,東線和中線都是解決黃淮海平原缺水所必需,而且各有其主要供水范圍,毋須比選誰先誰后,也不是必須在一條工程完成后才能進行第二條。在北方水資源合理配置的總體規劃下,可以分別作為獨立的項目,按照國家的基本建設程序,進行前期工作并確定各自的實施步驟。只要前期工作可靠,開工條件成熟,都應盡快地逐步實施。
  (3)東線和中線開工前必須完成的先行工作。東線和中線在開工前,都需要完成一些先行工作,保證工程建成后能及時發揮效益。在東線,應首先進行沿線城鄉的水污染防治工作,保證引用水質符合國家規定的標準。在中線的黃河以北,應及早在沿線城市建設從已建水庫引水的自來水廠和管網以及相應的污水資源化工程,一方面迅速制止當前地下水的超采和水質污染,同時也為將來中線工程盡快發揮效益創造條件。
  對東線和中線工程的原規劃,都應研究進一步優化,并核實原來估算的工程量和投資。現在看來,原來的估算都程度不同地偏低。
  (4)中線工程的線路優化研究。研究分析后認為,中線工程的主要難點是將來建成后運營困難,這種困難原由有3個因素:
  首先是兩種用水戶的不同要求。一種用水戶是城市和工業,它們實際需要的供水量并不很大,但要求很高的供水保證率,其供水工程屬于非公益性;另一種用水戶是農業,還應加上原規劃沒有考慮的生態環境用水,它們需要的供水量較大,但對供水保證率的要求不嚴格,其供水工程應為半公益性(農業)和公益性(生態環境)。
  第二個因素是來水和需水的匹配不夠穩定。水源區漢江的水量有限,年際水量差別很大,丹江口水庫即使加高大壩也不能做到多年調節;而受水區海河平原屬于干旱的半濕潤區,年際降水的差別很大。兩區的水文資料表明,大約一半年份需水和供水很匹配或比較匹配;其他年份有時來水多而需求少,有時需求大而來水不足。
  第三個因素是原規劃黃河以北的高線工程不夠靈活,工程投資大,并缺少必要的調蓄工程,因此將造成運營的困難。
  為此,建議研究比較另一種方案,即中線在過黃河后,分設高、低兩條輸水渠。高線按原規劃線路,沿京廣鐵路西側,全線襯砌,盡量減少滲漏,輸送保證率高的少部分水量,專供沿線城市和工業用水;低線走海河平原的低洼地帶,連接現有的主要洼淀,基本不加襯砌,作為一條生態河,也可稱為新海河,補充海河平原的地下水和恢復部分已干涸的河湖水系,其輸水量可隨丹江口水庫的來水量,在一定幅度內隨機變化??赏ㄟ^取水許可證,適當供應農業用水,利用井渠結合的方式,以井保豐,以渠補源??紤]到低線的主要作用是改善生態和支援農業,宜由國家投資。
  (5)東線、中線和西線工程的互補??紤]到目前分給黃河上游的用水指標偏低,在東線和中線起作用后和西線工程完成前,作為過渡性措施,可以利用東線和中線的增補水量,適當取代黃河下游灌區的部分用水,以增加黃河上游的分水指標。
  (6)西線要抓緊前期工作。對西線方案,應抓緊進行扎實的前期工作,按照基本建設程序,制定逐步實施的方案。
  (7)要認真審核長江流域調水后的生態環境影響。長江流域雖然水量相對豐富,但各支流的情況很不平衡,預測到2030年以后,長江流域內的徑流量利用率也將超過25%。因此,對東、中、西各線,不但要進一步審核對各調水區的生態環境影響,而且要綜合東、中、西三線,審核對長江全流域直到入??诘纳鷳B環境影響。
  2.8與生態環境建設相協調的西部地區水資源開發利用戰略
  
西部地區是我國長江、黃河、珠江等主要江河的發源地,是全國生態環境保護和建設的重點。西北地區水少地多,西南地區水多地少,自然條件有很大不同,但生態環境都很脆弱,水資源的開發利用都屬于全國的后進地區,據統計,西部地區50年來的水利投資僅占全國的15%。
  在西部地區大開發中,要從缺乏生態環境意識的低水平開發利用水資源,轉變為在保護和改善生態環境的前提下,全面合理地開發利用當地水資源,為經濟發展創造條件?,F就西北和西南兩個地區分述如下:
  2.8.1西北地區西北地區又可分為內陸河流域和黃河流域兩個不同類型,需要分別加以分析。
  (1)內陸河流域。西北內陸河流域是我國的干旱地區,土地資源豐富,但年均降水量和單位面積產生的年均徑流量在全國都是最少。由于人口稀少,人均水資源量并不少,1993年約為5200m3,預計到2050年為3850m3,都高于國際公認的人均1700m3的水資源緊張的警戒線(世界上同類地區:埃及為923m3/人,以色列為380m3/人,均包括境外流人的水源)。造成本區生態環境惡化的主要原因是:
  灌溉農業還停留在傳統的粗放型階段,農業增產主要依靠擴大耕地面積而不是提高農業用水效率,以致農業用水量過大,產量不高,農田鹽堿化,而且擠占了下游生態環境的用水,造成塔里木河和黑河等流域下游荒漠植被的衰亡和沙漠化的發展。
  在農、林、牧業的產業配置上重視農業發展,對林牧業注意不夠,造成山區的林木過伐,草原牧區的過牧和濫墾。
  對水資源的開發利用也停留在粗放型階段,主要表現在:灌區的配套建設落后;山區的控制性水庫不足,平原水庫過多,水源大量蒸發滲漏;上下游的統一規劃和管理都很不夠;這些都造成水資源的嚴重浪費和配置不當。
  針對以上問題,在今后的發展中應:
  充分注意保護森林、草原和荒漠植被;
  合理調整農、林、牧業的配置,發揮本地區發展牧業的相對優勢;
  著重建設現代化的節水高效的灌溉農業和高效牧業,主要通過改造中低產田來提高農業的產出,嚴格控制耕地面積的繼續擴大,西部地區大開發決不能理解為西北地區大開荒和大移民,在一些下游生態環境已受影響的河流如塔里木河及黑河,要堅決減少農業用水,恢復應有的生態環境;
  在統一規劃下,進一步合理開發利用水資源,包括興建山區水庫以取代平原水庫,以及在本區范圍內的跨流域調水;
  在城市和工業建設中貫徹節水優先、治污為本、多渠道開源的戰略,要充分考慮干旱區的特點,合理安排經濟結構和發展規劃,不應興建耗水量大的項目;
  控制人口的增長。
  只要做到這些,在可以預見的未來,本區的水資源可以支持經濟發展的需要。
  (2)黃河流域。絕大部分屬于土壤易受侵蝕的黃土高原,處在我國從半濕潤區、半干旱區向干旱區的過渡帶,也是農牧交錯區。黃河流域年均徑流量580×108m3,其中青海、甘肅、寧夏、陜西產流約350×108m3。但由于本地區山高水深、地形復雜,除一部分河谷臺地和較平坦的高原外,其他大部分地區都難以引黃灌溉。有些已建的大型灌溉工程,如引大濟秦、鹽環定揚黃工程等,因配套工程量巨大,至今沒有充分發揮效益,甚至基本沒有發揮效益。一些歷史悠久的老灌區,如寧蒙的河套灌區和陜西的關中灌區等,也因長期投入不足,灌溉效率很低。大量的丘陵溝壑區依靠陡坡開荒,廣種薄收,水土流失嚴重,生產條件極差,人民生活極為貧困,形成“越窮越墾、越墾越窮”的惡性循環。建議:
  a.因地因水制宜,大力調整農、林、牧業的生產結構,注意發揮本區發展牧業的優勢,著重發展舍飼畜牧業及相應的畜牧產業。
  b.進行水土保持的綜合治理,在陡坡退耕還林還草的同時,仍要繼續加強溝壑治理和基本農田建設等工程措施,并發展蓄集雨水的抗旱補灌,解決人畜飲水困難。
  c.在國家支持下,對已建灌區進行以節水高效為中心的續建、配套和技術改造工程。
  d.在有條件的地方,引用黃河干流和大通河湟水河、洮河、涇河、渭河、洛河等支流的水源建設節水高效的新灌區;目前分配給本地區的黃河用水指標為122×108m3,近年來實際用水約108×108m3,在今后發展中,可隨著南水北調東線和中線的發揮作用和本區用水的需要,首先從下游的分水指標中,調劑一部分給上中游,然后開展西線南水北調,進一步增加黃河的水量。
  e.對一些缺乏發展條件,生態環境十分嚴峻的特殊貧困地區,應下決心成建制地遷移人口到新建灌區,擺脫扶貧—脫貧—返貧的怪圈。
  f.嚴格保護黃河干流和支流的水質,防治污染。
  2.8.2西南地區主要包括長江、珠江和瀾滄江、怒江、元江、雅魯藏布江等國際河流。本地區的水資源總量達1.01×1012m3,人均水資源量5132m3,均居全國前列??砷_發水能蘊藏量(不含西藏)為2.12×108kW,居全國首位。但由于山高水深,地形復雜,還有大片巖溶山區,水資源的開發成本較高,至今開發程度很低。云、貴、川、渝和西藏的人均灌溉面積’分別為0.43、0.20、0.36、0.24和0.84畝,除西藏外,都低于全國平均數0.57畝,貴州居于全國末位。目前仍有1600×108山區人口飲水極度困難。許多地方陡坡開荒,靠天吃飯,與西北的山丘區一樣,也形成“越窮越墾、越墾越窮”的惡性循環。比西北山丘區更為嚴重的是,由于暴雨的強度和頻率更大,山區的表土層很薄,有的山坡表土沖刷殆盡,形成觸目驚心的“石漠化”。有些經濟比較發達的地區如滇中高原、川中和川東丘陵地區,則因地勢較高,缺少水利骨干工程,仍形成局部缺水。由于水能資源遠離電力負荷集中的東部地區,水電的開發程度只有10.5%(不包括西藏)。因此,發展水利和水電,是支持本區的大開發的重要基礎條件。建議:
  a.調整農業生產結構,退耕還林還草,發展多種經營的大農業。
  b.在退耕還林還草的同時,要大力支持以中、小、微工程為主的“水利扶貧工程”,建設包括集雨窖灌等多種形式的有一定灌溉保證的基本農田,為廣大農民恢復保護生態環境和脫貧致富創造條件??紤]到西南地區山高坡陡的特殊地形條件,建議對本地區的一些中型水庫,按大型水庫給予扶持。
  t.對一些生態環境嚴重惡化、解決飲水非常困難、交通極為閉塞的山區,要下決心遷移人口,合理調整人口布局。
  d.在局部缺水地區,建設適當的大型水利骨干工程,如滇中高原的補水工程、嘉陵江亭子口水庫灌區工程、涪江的武都引水工程以及金沙江的向家壩引水灌溉工程等。
  e.發揮水能資源的優勢,以“開發水電、西電東送”為大開發的重要項目,加快本區的總體經濟發展。為此需要國家對全國電力布局進行宏觀調控,關閉一部分污染嚴重、效率低下的火電站,并實行廠網分開的電力體制改革,為西電東送開拓市場。同時,對水電的稅率和貸款實行國際通行的優惠政策。
  f.嚴格保護三峽和其他水庫及高原湖泊的水質,對已經污染的滇池等水源,要抓緊治理。
  g.西藏地區近期重點開發“一江兩河”(雅魯藏布江、拉薩河、年楚河)的水資源,發展灌溉和水電,同時加強生態環境的保護,為長遠發展奠定基礎。

  3 為實現戰略建議所必需的改革措施

  我國水資源的許多問題,所以長期未得解決,除了認識問題外,很重要的原因是在水資源的管理體制、水資源的投資機制和水價政策中存在問題。因此,實現上述戰略建議的關鍵,是進行以下3方面的改革。從某種意義上說,改革才是解決我國水資源問題的根本出路。
  3.1 改革水資源的管理體制
  
多年以來,部門分割、地區分割的水資源管理體制,使防洪減災、城鄉用水、防治污染、保護生態環境等工作都存在許多矛盾,造成許多不應有的浪費和損失。為此,建議在國務院建立以副總理為首、吸收有關部委負責人參加的水資源管理委員會,水利部作為委員會的辦公室,負責具體的組織協調工作。各省、市、自治區及水利部下屬的各江河的水利委員會,也按此原則進行改組,成立統一管理水資源的委員會。全國按流域管理與區域管理相結合的原則,以“一龍管水,多龍治水”的模式,對江河上中下游、城市與鄉村、水量與水質、地表水與地下水、供水與需水、用水與防治污染,實行統一規劃和統一管理,并相應地加強水資源的立法和執法,修訂原有的水資源規劃。
  3.2改革水資源的投資機制
  
多年以來,水資源的投資機制存在以下問題。
  3.2.1水資源建設的投入不足而且極不穩定 從20世紀70年代后期以來,對水資源建設的投入缺口很大而且極不穩定。“文革”結束以后,由于對水利的作用發生認識上的分歧,水利建設的投資被大幅度削減,以后雖逐漸增加,但很不穩定。有的地方,大災以后大干,小災以后小干,風調雨順不干。有的地方,水災以后抓防洪,旱災以后抓灌溉,重點不斷變換。因此,一些已定的規劃長期未能完成,如:治淮已經50年,中間又經過幾次大洪水,曾經再次強調治淮,但幾起幾落,至今治淮規劃中的重要骨干工程如淮河入海水道,還剛開始第一期工程。
  3.2.2 中央與地方投資的分工不夠合理 中央與地方對水利投資分工范圍的設定,對許多地方產生誤導。為了爭取中央投資,許多地方本來應當著重進行中小工程、續建配套工程和節水工程,卻脫離實際地追求新建大型甚至特大型的開源工程。不少中央舉辦的大型灌區,如安微的淠史杭、寧夏的青銅峽、內蒙的河套等灌區,骨干工程已建成幾十年,但因配套投資不足,至今沒有完成全部工程,因而長期不能達到設計效益,造成很大的浪費和損失。
  3.2.3 城市供水和污水處理的資金缺口很大 缺水城市中,絕大多數屬于設施型缺水和污染型缺水。北方不少城市,所以大量超采地下水,很重要的原因是缺少資金修建引用地表水的自來水廠和相應管網。南方不少城市,則因地表水污染而大量超采地下水。全國普遍地在建設供水設施的同時,缺少資金修建相應的污水處理設施。許多地方在嚴重缺水的同時,大量污水不能利用;有的地方,引用未經處理的污水,造成嚴重后果。
  3.2.4水土保持和林草植被建設的資金缺乏統一管理近年來,中央對水土保持和植被建設給予高度重視和很大支持,得到全國人民的擁護。但是由于條塊分割的投資機制,各項措施不能形成合力,綜合治理效益難以充分發揮。例如,按1999年制定的《國家生態環境建設項目管理辦法》,把一個完整的小流域綜合治理的措施體系,分割開來,由不同的職能部門按措施分別立項,造成一個區域或流域的治理重復投資、治理面積重復計算。一些地方反映:“綜合治理,綜而不合;重點投資,層層截留?!辟Y金投入的另一個問題是,許多地方重治理、輕保護,邊治理、邊破壞,治理跟不上破壞的現象長期得不到解決。
  針對上述問題,應當研究設立長期穩定、有正確導向、全面系統的水資源綜合治理投入機制,在水資源的投資機制中應充分考慮污水處理的需要。
  3.3 改革水價政策
  
長期以來,我國的水價政策極不合理,幾乎與我們所不斷提倡的節水、治污和統一調配水資源的戰略反向而行。例如:
  黃河已達到年年斷流的缺水程度,但至今引黃的水價每噸只收幾分甚至僅幾厘錢,遠遠低于其他水源的價格,使水資源的合理配置難以實現;
  一些城市的超采地下水已經十分嚴重,但至今這些城市的企業和單位仍可無償開采地下水,導致引用地表水的自來水廠難以運營;
  雖然不斷提倡節水,但至今工業和城市生活的水價不但不能調動有關方面進行節水改造的積極性,甚至不能按市場經濟的要求,維持良性運行;
  污染已到十分嚴重的程度,但至今許多地方污水處理廠的運行費用沒有著落,許多已建的污水處理廠不按設計運行甚至根本不運行;
  對于處理后的污水回用,至今沒有合理的定價,難以推行污水的再生利用;
  許多地方由于農民的負擔能力有限,政府沒有明確的補貼辦法,灌溉水價不能反映實際的運行成本,致使許多灌區不但不能按期更新改造,而且不能維持簡單再生產。
  種種情況說明,水價是水資源管理中的主要經濟杠桿,對水資源的配置和管理起重要的導向作用。必須在國家水資源管理機構的統一領導下,根據國家確定的水資源戰略,明確制定我國現階段的相應水價政策和水價系統。北京市最近出臺的水價改革辦法是一個有益的嘗試,值得研究推廣。

  4 結論

  當我國人口增至16×108時,我國的人均水資源量將降到1760m3,已接近國際公認的水資源緊張的標準,水資源的形勢十分嚴峻。同時,防洪減災的任務也十分繁重。經過對防洪、農業、工業城鄉生活、生態環境等各方面情況的分析,本報告認為,在加強管理、加大投入、合理配置、高效利用和注重保護的前提下,我國有條件在人與環境協調共處的基礎上,實現第三步戰略目標和社會經濟的可持續發展。為此,提出水資源可持續利用的總體戰略和相應8個方面戰略性轉變的要求,其核心是提高用水效率,建成節水防污型的社會。這個問題在我國雖已提出多年,但至今未能全面貫徹,其根本原因是:提高用水效率不單純是水資源本身的問題,而是一場涉及生產力和生產關系的革命。21世紀即將到來,如果我們再不抓緊時機,將造成不可挽回的損失。必須從現在起進一步明確方向,下定決心,進行扎扎實實的工作,結合工農業和城鄉建設的現代化,提高我國的用水效率。本報告力求全面系統地分析戰略性轉變的必要性和主要內容,并進一步提出為實施戰略轉變所必須進行的改革。我們希望,這個報告能進一步引起各方面的注意并形成共識,在黨中央和國務院的領導下,在中國大地上真正展開一場提高用水效率的革命。

Strategic Research on Sustainable Development of Water Resource in China

Project Group of “Strategic Research on Sustainable Development of Water Resource in China in 21st Century”, Chinese Academy of Engineering

(Chinese Academy of Engineering, Beijing 100038,China)

[Abstract] The total water resource volume in China is 28000×108m3.According to the demographic statistics in 1997,the average water resource per person is 2220m3 and will be ,by estimation, decreased to 1760m3 in the year of 2030 with the population growing to 16×108. According to the commonly accepted standard, a nation which has a water resource volume per person below 1700m3 will be considered to be short of water resource. The water resource in future is seriously sufficient.

During the past 50 years, the national water consumption has been been lifted from above 1000×108m3 in 1949 to 5566108m3 in 1997, among which agricultural water consumption was 75.3%, industrial water consumption 20.2%, and the water consumption in cities 4.5% . The average comprehensive water consumption per person rose from below 200m3 to 458m3. The problems confronted at present are: lack of flood prevention safety; coexistence of water resource shortage and the extravagance of water resource; the damage to ecological environment resulted from over-exploitation of water and land resource; the deterioration of water environment and the rapid worsening of water pollution. These problems are very grave now.

This report points out that establishing modern agriculture which can efficiently save water can enable the present cultivated area and the irrigation water amount to produce sufficient products meeting the needs of population of 16×108. The water consumption peak in our country will be (8000--9500)×108m3, and that is to say the needed water amount will be approaching the utilizable water volume limit. Consequently, population should be strictly controlled from urther growing and water management to reinforced for the purpose of zero increase of needed water volume when population reaches zero-growth. The general strategy of water resource in China must be the sustainable utilization of water resource supporting the sustainable development of economy.

It is also proposed in this report that strategic shifting be implemented on aspects of flood and disaster prevention; agricultural water consumption; water consumption in cities and industry; pollution and disaster prevention; ecological environment construction; equilibrium between water supplying and needing; slutions to the water resource problem in northern and western China.

[Key words] water resource; flood and disaster prevention; agricultural water consumption; water consumption in cities and industry; ecological environment construction; sustainable development

 

項目綜合組成員名單

組 長:錢正英 中國工程院院士,總項目組長兼防洪減災課題組長
副組長:張光斗 兩院資深院士,清華大學教授,總項目副組長
成 員:王淀佐 兩院院士,中國工程院咨詢委員會主任
師昌緒 兩院院土,中國科學院咨詢委員會主任
徐乾清 中國工程院院土,原水利部副總工程師,防洪減災課題副組長
劉昌明 中國科學院院士、中科院地理科學與資源所研究員,水資源評價和供需發展趨勢分析課題組長、兼城市水資源課題副組長
陳志愷 原中國水利水電科學院水資源所所長、研究員,水資源評價和供需發展趨勢分析課題副組長
石玉林 中國工程院院士、中科院地理科學與資源所研究員,農業需水分析與節水高效農業建設課題組長
盧良恕 中國工程院院士,原中國工程院副院長、農業需水分析與節水高效農業建設課題副組長
錢 易 中國工程院院土、清華大學教授,城市水資源與防污減災課題組長
潘家錚 兩院院土,中國工程院副院長、北方地區水資源的合理配置和南水北調課題組長
張澤禎 原中國水利水電科學研究院院長,研究員,北方地區水資源的合理配置和南水北調課題副組長
張宗祜 兩院院士、中國地質科學研究院研究員,西部地區水資源開發利用(西北)課題組長
盧耀如 中國工程院院土、中國地質科學研究院研究員,西部地區水資源開發利用(西南)課題組長
沈國舫 中國工程院院土,中國工程院副院長、生態環境建設與水資源保護利用課題組長
王禮先 原北京林業大學水土保持學院院長,教授,生態環境建設與水資源保護利用課題副組長
湯鴻霄 中國工程院院士、中科院生態環境研究中心研究員,城市節水專題組長
邵益生 建設部城市水資源中心主任、研究員,城市水資源專題組長
賈大林 中國農業科學院研究員,節水高效農業建設專題組長
常 平 中國工程院秘書長,副編審
項目秘書:
謝冰玉 中國工程院土木、水利與建筑工程學部辦公室主任,高級工程師
王振海 中國工程院土木、水利與建筑工程學部辦公室高級工程師
孫雪濤 全國政協秘書、高級工程師

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