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中国可持续发展水资源战略研究综合报告(一) (二) (三)

中国可持续发展水资源战略研究综合报告(二)

(3)节水高效农业的建设途径
①把提高水的利用效率作为节水高效农业的核心
节水高效农业建设要把发挥单位水量效益作为核心,使水利工程措施和农业技术措施相结合,最大限度地利用水资源,提高水的利用效率,争取从现在的每立方米水的平均粮食产量1.1kg提高到1.5~1.8kg。
——要充分利用当地水资源,包括充分利用降水、回收回归水和处理利用劣质水。如充分利用降水和土壤水,华北地区的小麦、玉米两熟的灌溉水量每亩可节省50~100立方米。
——节水灌溉建设的重点应放在渠灌区,北方渠灌区推行井渠结合的灌溉方式。在北方的渠灌区内打井,以渠补源,以井保丰,不但可以最大限度地利用地表水和地下水,而且可以控制灌区的地下水位,防治灌区的次生盐碱化。
——节水灌溉技术应以改进地面灌溉为主,有条件地发展喷灌和滴灌,要改正那种以为只有喷灌、滴灌才能称为节水灌溉的误解。目前我国地面灌溉占到总灌溉面积的97%,在相当长的时间内,地面灌溉仍是我国农田灌溉的主要方式。地面灌溉提高节水技术(如平地、沟灌、间歇灌),耗能少、投入也低,农民易掌握,符合国情和民情。
——要十分重视农业节水技术。只有使水利工程和农业技术结合,才能更好地提高用水效率。通过节水农业措施,减少作物的蒸发蒸腾量,才是真实的节约水资源量。节水农业措施包括节水的轮作制度、节水灌溉制度与管理制度、抗旱高产优质品种、耕作栽培、培肥施肥和化控技术等。河北省沧州等地通过科学的农业节水技术使小麦灌水由过去的5~7次降到2~3次,产量有增无减,这种经验在一定地区有指导意义。
②实行水旱互补的方针,重视发展旱地农业
节水高效农业应包括灌溉农业与旱地农业两部分。我国在可预见的未来,灌溉面积占耕地的比重不大可能超过50%,因此,在进行节水灌溉农业的同时,还必须进行旱地农业的建设,做到水旱互补,全面发展。
旱地农业是指雨养旱作农业和集雨节灌的雨养旱作农业,它是解决我国农业水危机和增加农业产量的重要途径。发展旱地农业除采取传统的改土培肥、抗旱保墒、地膜与秸秆覆盖等常规的农业技术措施外,还要采取以下措施:
——充分利用雨水集蓄节灌等现代旱地农业技术。
——进行以坡改梯为重点的基本农田建设,并通过各种措施,降低无效蒸发,提高土壤有机质,建设土壤水库,增加贮水。
——根据不同作物的需水特征和当地水资源条件,合理调整作物布局,优化种植结构,选育高产节水优良品种。
——研究以化学制剂改善作物或土壤状况,开展化学调控节水。
③将节水高效农业建设列为国家重大基础建设项目
我国的水资源能否支持将来16亿人口的发展需要,一个重要关键是能否以现有的4000亿立方米灌溉水资源,将粮食产量从现在的5000亿kg提高到7000亿kg并满足其他农作物的需水。如将现有的灌溉用水量节省15%,可为扩大灌溉面积和提高灌溉保证率多提供600亿立方米的水量,超过黄河的年平均径流量。为了提高灌溉水的利用率,必须进行以节水为中心的灌区续建配套和技术改造,从目前情况看,每亩投入约需300~400元,每节约1立方米水约需2~3元;而新建大中型灌区的投入一般都在每亩1000元以上,大中型的新水源工程一般在1立方米水5~10元以上。因此,建设节水高效农业是经济合理的。但长期以来,在水利建设中重开源、轻节流,重骨干工程建设、轻田间配套建设,重工程、轻管理,灌溉节水和农田水利工程很难列为国家建设项目。而以我国的实际情况,灌溉节水工程光靠农民投资是不行的。因此,农业水利建设投资的主要方向应实行战略性的转移,从以开源工程和新建灌区为主转到以建设节水高效农业为主,国家应尽早把节水高效农业建设列为国民经济的重大基础建设项目。
3.节流优先、治污为本、多渠道开源的城市水资源可持续利用战略
在城市和工业用水方面,要从不够重视节水、治污和不注意开发非传统水资源转变为:节流优先、治污为本、多渠道开源的城市水资源可持续利用战略。
新中国成立50年来,伴随城市化进程在不同阶段的特征,城市水资源的开发利用由单纯开源逐步转向重视节流和治污,先后经历了“开源为主,提倡节水”,“开源与节流并重”和“开源、节流与治污并重”等几次战略性调整。1997年我国城市化水平30%,城市人口3.7亿。预计21世纪中叶以前,我国城市化水平将可能达到60%,城市人口将增加到9.6亿左右,水资源的供需矛盾将进一步加剧,水质保护的难度也将进一步加大。为此,建议进一步明确节流和治污的必要性,以“节流优先,治污为本,多渠道开源”作为城市水资源可持续利用的新战略,以促进城市水系统的良性循环。
 1节流优先
提倡“节流优先”,这不仅是根据我国水资源紧缺情况所应采取的基本国策,也是为了降低供水投资、减少污水排放、提高资源利用效率的最合理选择,是世界各发达国家城市工业用水的发展方向。城市工业用水的70%以上将转化为污水,一些水资源丰富的国家,近年来也大力推行节水,主要是因为不堪承受污水处理的负担。我国工业万元产值取水量是发达国家的5~10倍,城市输配水管网和用水器具的漏水损失高达20%以上,公共用水浪费惊人。因此,必须调整产业结构和工业布局,大力开发和推广节水器具和节水的工业生产技术,创建节水型工业和节水型城市,力争将城市人均综合需水量控制在160 立方米/年以内,我国城市总需水量在城市人口达到最大值后得到稳定。为了建立节水型的体制,不仅需提高公众认识,还要投入相当的资金和高新技术。根据分析,预测2010年供水设施的单位投资约为8元/立方米,污水处理约为10元/立方米,而节水仅需3元/立方米左右。因此,增加节水的资金投入不但为可持续发展所必需,而且具有明显的经济效益。
 2治污为本
强调“治污为本”是保护供水水质、改善水环境的必然要求,也是实现城市水资源与水环境协调发展的根本出路。水资源本来是可以再生的,但水质污染使水资源不能进入再生的良性循环。我国长期以来在增加城市供水能力的同时,未能注意防治水污染,至今全国城市废水处理率仅为13.65%,许多城市至今还没有污水处理厂。工业废水处理率据报告为87.4%,实际情况远远低于此数,许多处理设施没有正常运行,甚至基本不运行,达标排放很多流于形式。大量废水、污水的排放造成了城市水体的严重污染,直接影响人民健康和工农业生产。经预测,如果要在2010年以前基本遏制城市水污染的发展趋势,保护城市供水水源,并在2030年以前使水环境有明显改善,2010年和2030年城市污水的有效处理率必须达到50%和80%以上。否则,我国的水污染不仅不能得到控制,甚至还要继续发展。这是一个十分严重的问题,也是一项非常艰巨的任务,需要加以认真解决。我们认为,必须加大污染防治力度,增加经费投入,提高规划的城市污水处理率,并采取有效措施修复已经受到污染的城市水环境。
 3多渠道开源
我国缺水城市可分为资源型、设施型和污染型三种,缺水的原因不同,解决缺水的途径也不相同。因此,在加强节水治污的同时,开发水资源也不容忽视。除了合理开发地表水和地下水外,还应大力提倡开发利用处理后的污水以及雨水、海水和微咸水等非传统的水资源。经净化处理后的城市污水是城市的再生水资源,数量巨大,可以用作城市绿化用水、工业冷却水、环境用水、地面冲洗水和农田灌溉水等。通过工程设施收集和利用雨洪水,既可减轻雨洪灾害,又可缓解城市水资源紧缺的矛盾;沿海城市应大力利用海水作工业冷却水或生活冲厕水;华北和西北地区应重视微咸水的利用。
4.以源头控制为主的综合防污减灾战略
在防污减灾方面,应从以末端治理为主转变为以源头控制为主的综合治理战略。
 1水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害
我国江河、湖泊和海域普遍受到污染,至今仍在迅速发展。水污染加剧了水资源短缺,直接威胁着饮用水的安全和人民的健康,影响到工农业生产和农作物安全,造成的经济损失约为国民生产总值的1.5%~3%。水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。与洪灾、旱灾不同的是,受污染的水通过多种方式作用于人体和环境,其影响的范围大、历时长,但其表现却相对较缓,使人失去警觉。水污染的危害,早在70年代已经显现出来,但没有引起足够的注意,采取的措施不够恰当有力,因此出现了今天的严重局面。如再不及时采取有效对策,将产生不可弥补的后果。
 2从末端治理为主向源头控制为主的战略转移
在我国经济的迅猛发展中,由于工业结构的不合理和粗放型的发展模式,工业废水造成的水污染占据了我国水污染负荷的50%以上,绝大多数有毒有害物质都是由工业废水的排放带入水体。目前我国排放的污水量,与美国、日本相近(美、日还进行污水处理),而经济发展水平却不能相比,可见我国为粗放型经济增长所付出的巨大环境代价。长期以来采用的以末端治理、达标排放为主的工业污染控制战略,已被国内外经验证明是耗资大、效果差、不符合可持续发展的战略。应大力推行以清洁生产为代表的污染预防战略,淘汰物耗能耗高、用水量大、技术落后的产品和工艺,在工业生产过程中提高资源利用率,削减污染排放量。清洁生产可以同时获得环境效益和经济效益,对于我国的经济发展和环境保护有重要的战略意义。
 3加强点源、面源和内源污染的综合治理
除工业和城市生活排水造成的点源污染外,我国的面源污染也越来越严重。面污染源包括各种无组织、大面积排放的污染源,如含化肥、农药的农田径流,畜禽养殖业排放的废水、废物等,其严重影响已经在我国很多城市和地区显现出来。如北京近郊畜禽养殖场排放的有机污染物为全市工业和生活废水所含有机污染物总量的3倍,滇池流域的面污染源所排放的氮磷污染占据了氮磷污染总量的60%以上。因此,面源污染的控制已经到了刻不容缓的地步。面源污染的控制应与生态农业、生态农村的建设相结合,通过合理使用化肥、农药以及充分利用农村各种废弃物和畜禽养殖业的废水,将面源污染减少到最大限度,同时也可取得明显的经济效益。湖泊、河流、海湾的底部沉积物蓄积着多年来排入的大量污染物,称为内污染源,目前已是水体富营养化和赤潮形成的重要因素,在适当条件下,还会释放出蓄存的重金属、有毒有机化学品成为二次污染源,对生态和人体健康造成长期危害,应与点源、面源污染一并考虑,进行综合治理。
 4把安全饮用水保障作为水污染防治的重点
我国很多城镇饮用水源受到污染,农村的饮用水安全更得不到保障。饮用水中有机物含量的增加导致了致癌、致畸、致突变的潜在威胁,重金属则会使人迅速中毒、得病,水污染也大大增加了饮用水源中致病微生物的数量。这一切已经并正在造成人们的疾病和早亡,应该引起严重注意。水污染防治的最终目的是确保人民的身体健康,因此,应把安全饮用水的保障作为水污染防治的重点。应加强对饮用水源地的保护,特别是为城市供水的水库和湖泊,尽快恢复受污染的水质,例如北京市的官厅水库。
5.保证生态环境用水的水资源配置战略
生态环境是关系到人类生存发展的基本自然条件。保护和改善生态环境,是保障我国社会经济可持续发展所必须坚持的基本方针。在水资源配置中,要从不重视生态环境用水转变为:在保证生态环境用水的前提下,合理规划和保障社会经济的用水。
 1生态环境建设的内容
我国在近50年的发展中,为了保护和改善生态环境,虽然作了很大努力,也取得了一定成绩,但由于自然环境相对脆弱、人口增长过快,加上工作中的各种问题,生态环境恶化的趋势仍未得到遏制,主要表现在:森林覆盖率低,增长缓慢,部分地区覆盖率减少;草地生态破坏加重;水土流失仍然严重;荒漠化面积扩大。
为了遏制这种恶化的趋势,国家已将生态环境建设提到十分重要的地位。生态环境建设主要包括两类内容:一类是以封育保护和植树种草为主要手段的植被建设;另一类是以农田水利和坡沟工程为主要手段的工程建设。两者的密切结合构成生态环境的综合治理,如水土保持和荒漠化防治。
 2生态环境建设与水资源保护利用的关系
生态环境建设和水资源保护利用是一种互相依存的关系,主要表现在以下三个方面。
①植被建设
植被包括森林、灌丛、草地、荒漠植被、湿地植被等各种类型,是生态环境的重要组成部分。它对水资源的有利作用表现在:可以涵蓄水分,调节地表径流,控制土壤侵蚀,保护水质,改善流域水环境。森林、灌丛、草地三种植被的水文功能大小取决于各种植被的具体种类、结构及生长情况。三种植被中,以山丘区森林植被的水文调节功能最大,但另一方面,森林植被蒸散需要消耗的水量也相对较大,特别在干旱地区(不包括干旱地区中的高山森林),随着森林覆盖率的增加,流域产水量的减少比较明显。因此,在植被建设中,应当根据当地天然的生态环境条件,规划乔灌草以至荒漠植被的合理布局。
②水土保持
水土保持是一项综合治理性质的生态环境工程,主要是组织群众,通过综合措施,充分拦蓄和利用降水资源,控制土壤侵蚀,改善生态环境,发展农业生产。其水文功能与植被建设相同,一般更为明显。
对保持土壤的作用:在土厚易蚀的黄土高原,一般小流域经综合治理后,侵蚀模数可从10000~20000t/k平方米降到3000~5000t/k平方米的水平,如果治理措施得当而且治理年限足够长,把侵蚀模数降到1000t/k平方米的安全水平是有可能的。对黄河干流,据统计分析,因水土保持而减少的入黄泥沙年均约3亿t。在长江流域,中小流域的效果也很明显,对干流的效果目前不明显,还需经过长时间的试验观测。
水土保持和植被建设对河川径流都有通过拦蓄洪水从而增加枯水的作用,在中小流域,一般暴雨条件下效应明显,对大流域的大洪水和特大洪水影响不明显。
水土保持也需消耗水量,在一定程度上减少河川的总径流量,这种消耗对湿润地区的影响不大,对干旱与半干旱地区的影响较显著。由于水土保持可以比较有效地减少进入江河的泥沙,从而减少江河下游一部分输沙需水,因此其用水的效益是正面的。应当明确,水土保持的首要作用是改善当地人民的生产条件和脱贫致富,不能由于水土保持耗水而限制其发展。当然,水土保持中的植被建设也应贯彻节水原则。
③荒漠化防治
按照国际上通行的概念,土地荒漠化是指干旱区、半干旱区和干旱的半湿润区的土地退化,包括风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、冰融荒漠化及土壤盐渍化等,以风蚀荒漠化土地比重最大。我国现在所面临的荒漠化和沙尘暴问题,主要是指风蚀荒漠化。荒漠化扩大的主要原因是天然草原和荒漠植被受到破坏。需根据当地的不同条件,采取保护封育天然植被、改良和建设草场以及建设护田林网等措施。在内陆河流域,需要控制上中游用水,留出足够的河川径流,保护和恢复下游滩地的天然植被。在风沙区的边缘,为了阻挡沙漠扩展入侵,必要时建设乔灌草结合的防沙林带。这些措施都需要耗用一部分水资源。
(3)合理安排生态环境的用水
综上所述,生态环境建设对水资源保护利用起了有利的作用,同时,它也要消耗一定的水量。保障生态环境需水,有助于流域水循环的可再生性维持,是实现水资源可持续利用的重要基础。对这个问题,过去认识得不够,今后必须改正。
①生态环境用水的计算范围
从广义上说,维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水,包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等,都是生态环境用水。我国降水资源6.2万亿立方米,其中相当部分是用于植被(包括人工植被)蒸腾,土壤水、地下水和地表水的蒸发,以及为维持水沙平衡及水盐平衡而必需的入海水量。这部分用水在水资源丰富的湿润地区并不构成问题,而在水资源紧缺的干旱、半干旱地区及季节性干旱的半湿润地区,就成了问题,在经济发展中往往城市和工业用水挤占农业用水,农业用水又挤占生态用水,导致生态环境的恶化。
如何计算生态环境用水?国内外的研究一致认为,应以生态环境现状作为评价生态用水的起点,而不是以天然生态环境为尺度进行评价。因此,狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。生态环境用水计算的区域应当是水资源供需矛盾突出以及生态环境相对脆弱和问题严重的干旱、半干旱和季节性干旱的半湿润区。
②生态环境用水量的估计
根据我国当前的实际情况,为保护和改善生态环境的用水主要有以下方面:
——保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境;
——水土保持及水保范围之外的林草植被建设;
——维持河流水沙平衡及湿地、水域等生态环境的基流;
——回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水。
估计全国生态环境用水的总量约800亿~1000亿立方米(包括地下水的超采量50亿~80亿立方米),主要在黄淮海流域和内陆河流域,其中黄淮海流域约500亿立方米左右,内陆河流域400多亿立方米。这部分生态环境用水中,约600亿立方米由各河流目前尚未控制利用的地表和地下水供给,约200多亿立方米由工农业和生活用水的退水量供给,尚有110亿立方米的缺口,需从区外调水补充。
6.以需水管理为基础的水资源供需平衡战略
对水资源的供需平衡,要从过去的以需定供转变为:在加强需水管理、提高用水效率的基础上,保证供水。
1过去对需水量的预测普遍偏高,造成对供水规划和供水工程在不同程度上的误导
对于全国的用水需求量:80年代初,水利部门预测2000年为7096亿立方米;1994年,《中国21世纪人口、环境与发展白皮书》预测2000年为6000亿立方米。实际1997年全国的用水量为5566亿立方米,上述预测特别是80年代的预测明显偏高。
就分区而言,可以山西省为例:“七五”期间,当时山西省的缺水现象确实很严重,水利部门据此多次预测,1990年的需水量为72亿~76亿立方米,2000年为90亿~100亿立方米,而实际1990年和1994年的用水量分别为54亿立方米和63亿立方米。实践证明,在缺水的情景下,往往对缺水量的估计和预测偏高。对山西省需水量的过高预测,曾使万家寨引黄工程的近期规模偏大。
对于城市的用水需求,尤其是对工业用水的需求,以往许多预测明显偏大。如建设部门的《城市缺水问题研究》中,以1993年为预测基准年,预测2000年全国城市的工业需水量将达到406亿立方米,年均增长率为4.9%,而实际情况是从1993年到1997年,我国668个城市(不包括小城镇)的用水量非但没有增长,反而由291.5亿立方米降至260多亿立方米。又如北京市,曾预测1995~2000年市区工业需水量将以6%的速度递增,而实际上从1989年至今,北京市的工业用水量非但没有增长,还减少了12.5%。
预测偏高的情况在国外也曾发生。美国国家水资源委员会1968年的报告中,预测2000、2020年全国总取水量将在1965年3725亿立方米的基础上分别增长200%和407%,达到11116亿立方米和18900亿立方米。但到1975年,他们意识到如此高的用水量将无法实现水资源的可持续利用,于是作出第二次评价,综合考虑了水污染、水资源量等多种因素,决定大力推行节水措施,预测2000年的总取水量与1975年的实际用水量基本持平。这个预测和美国目前的实际取水量十分接近。
造成预测偏高的基本原因是,对经济发展和用水需求的客观规律没有认识清楚,误以为随着经济发展,用水量也必须不断增加。实际上,随着科技水平的提高,经济结构的变化,以及防治污染和水价等各种因素,在经济发展中,工农业的用水定额将不断降低。在一些发达国家,他们在经济增长中,用水量已达到零增长甚至负增长。
(2)我国应要求在人口达到16亿后,用水量逐渐达到零增长
本次报告预测:我国用水的高峰将在2030年左右出现。分项预测:农业用水总量与现在的规模相仿,为4200亿立方米左右;工业用水总量从现在的1100多亿立方米增至2000亿立方米;城乡生活用水从现在的500多亿立方米增至1100亿立方米左右;考虑到未来发展前景的不确定性,因而估计全国用水总量有可能达到7000亿~8000亿立方米,较现在增加1300亿~2300亿立方米,人均综合用水量为400~500立方米。
经研究分析,扣除生态环境用水后,全国实际可能合理利用的水资源量约为8000亿~9500亿立方米,按上述估计的用水量,已接近可合理利用水量的极限。因此,必须严格控制人口的继续增长,同时加强需水管理,做到在人口达到零增长后,需水也逐步达到零增长。
(3)加强需水管理的核心是提高用水效率
正如中央多次指出的,提高用水效率是一场革命。目前我国的用水效率还很低,每立方米水的产出明显低于发达国家,节水还有很大潜力。节约用水和科学用水,应成为水资源管理的首要任务。
在对农业和城市工业用水的分析中已说明:通过全面建设节水高效农业,可以大大提高农业的用水效率。通过推行工业的清洁生产,使工业用水量降低,这不仅可以节约水资源,而且可使城市废水量相应减少,大大削减污染负荷。提高用水效率,还应包括污水资源化、发展微咸水和海水的利用。
总之,提高用水效率不但是保证我国水资源可持续利用所必需,也是建设现代化工农业和城乡健康生活的重要内容。提高用水效率,是从传统工农业和城乡建设转到现代化工农业和城乡建设的一场革命。
7.解决北方水资源短缺的南水北调战略措施

对北方地区,要从以超采地下水和利用未经处理的污水来维持经济增长转变为:在大力节水治污和合理利用当地水资源的基础上,有步骤地推进南水北调,保证社会经济的可持续增长。                         (未完待续)