第二章 水资源全球分布与区域分布
第一节 世界水资源
一、地球水圈和全球水储量
1)水圈
水是地球上分布最为广泛的物质之一。它以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表与地下,成为大气水、海水、陆地水,以及存在于所有动植物有机体内的生物水,组成了一个统一的相互联系的水圈。
水圈为地球表层系统的重要组成部分,该系统的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈、人类社会圈在空间上交叉分布,难以截然分开,在物质、能量交换以及发生发展过程中相互作用、相互影响。所谓的水圈是由地球地壳表层、表面和围绕地球的大气层中液态、气态和固态水组成的圈层,它是地球“五圈”(大气圈、水圈、岩石圈、生物圈、人类社会圈)中最活跃的圈层。水圈通过水文循环与其他圈层相互作用,相互联系,使水量与水质不断发生变化。
在水圈内,大部分水以液态形式存在,少部分以水汽形式存在于大气中形成大气水,还有一部分以冰雪等固态形式存在于地球的南北极和陆地的高山上。水圈中的总水量为13.86亿km3,地球的表面面积为5.1亿km2,其中海洋面积为3.613亿km2, 约占地球总面积的71%,海洋总水量为13.38亿km3,占地球总水量的96.54%(图2-1)。
图2-1 地球上海陆分布图
资料来源:王腊春,史运良,王栋,等.中国水问题[M].南京:东南大学出版社,2007.
2)全球水储量
地球上的总水量为13.86亿 km3,其中海洋水为13.38亿 km3,占地球总水量的96.54%,折合水深约3 700 m。陆面湖泊、河流、沼泽及人工水库中的总水量仅占地球总水量的0.014%,是与人类最为密切的淡水资源。大陆冰雪总量约占全球总水量的1.74%,为地球上最多的淡水资源,但难以开发利用。土壤和地下水总储量为2 340万 km3,其中淡水1 053万km3,占全球总水量的0.76%,也是淡水资源的主要来源之一。另外大气总水量仅占全球总水量的0.000 9%,虽然数量不多,但活动能力却很强。全球生物水量约0.112万km3。综上可知,在全球13.86亿km3的总水量中,可能为人类利用的水资源只占一小部分(图2-2,表2-1)。
图2-2 地球上水储量分布
资料来源:王腊春,史运良,王栋,等.中国水问题[M].南京:东南大学出版社,2007.
表2-1 地球水圈水储量分布
续表2-1
资料来源:贺伟程.世界水资源//中国大百科全书·水利[M].北京:中国大百科全书出版社,1992.
二、全球水文循环和水量平衡
1)水文循环
(1)水文循环基本过程
水文循环又称水循环或水分循环,指地球上各种形态的水,在太阳辐射和地球重力等作用下,通过蒸发、蒸腾、水汽输送、凝结降水、下渗及径流(地表和地下)等环节,不断地发生相态转换和周而复始的运动过程。水循环过程可分解为水汽蒸(散)发、水汽输送、凝结降水、水分下渗和地表径流、地下径流等五个环节。它们相互联系又相互影响、相互独立又交叉并存,并在不同环境下,呈现不同组合,形成不同规模与类型的水循环(图2-3,图2-4)。
图2-3a 自然界水循环过程图
资料来源:王腊春,史运良,王栋,等.中国水问题[M].南京:东南大学出版社,2007.
图2-3b 自然-人为复合水文循环概念简图
资料来源:王开章.现代水资源分析与评价[M].北京:化学工业出版社,2006.
在图2-3b中,由于人类经济社会的发展,用水量不断增加地表水体和地下水体经过各类用水使用后一部分消耗于蒸发并返回大气,另一部分则以废污水形式回归于地表或地下水体。由此形成一特殊的水循环,人们称它为水供需侧支循环或社会经济系统中的水循环。
图2-4 区域水循环概念模型
资料来源:王双银,宋孝玉.水资源评价[M].郑州:黄河水利出版社,2008.
水的循环特性使得人类赖以生存的水资源不断更新,而且直接影响到气候变化和地表形态的改变,对人类生活和生产具有重要意义。
(2)水循环类型
通常按水循环的不同途径与规模,将全球的水循环区分为大循环(又称外循环)与小循环(又称内循环)。前者为大尺度海陆之间的水循环,后者为中小尺度局部范围内(海洋或陆地)的水循环。
① 水分大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程。由海洋上蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,遇冷凝结而形成降水。降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余部分都经地面和地下注入海洋。由于此水分交换广及全球,故名大循环。大循环的主要特点是,在循环过程中,水分通过蒸发与降水两大基本环节,在空中与海洋,空中与陆地之间进行垂向交换,与此同时,又以水汽输送和径流的形式进行横向交换。
② 水分小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上,或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后,又以降水形式降落在海洋中。前者又可称为内陆小循环,后者称海洋小循环。
(3)水循环机理
① 水循环服从质量守恒定律,全球总水量不变,此为水量平衡模型的理论基础。从实质上说,水循环是物质与能量的传输、储存和转化过程,而且存在于每一环节。在蒸发环节中,伴随液态水转化为气态水的是热能的消耗,伴随着凝结降水的是潜热的释放,所以蒸发与降水就是地面向大气输送热量的过程。由降水转化为地面与地下径流的过程,则是势能转化为动能的过程。这些动能成为水流的动力,消耗于沿途的冲刷、搬运和堆积,直到注入海洋才消耗殆尽。
② 太阳辐射和地球重力为水循环基本动力。此动力不消失,水循环将永恒存在。水的物理性质,在常温常压条件下液态、气态、固态三相变化的特性是水循环的前提条件;外部环境包括地理纬度、海陆分布、地貌形态等则制约了水循环的路径、规模与强度。
③ 全球水循环是闭合系统,局部水循环是开放系统。因为地球与宇宙空间之间虽亦存在水分交换,但每年交换的水量还不到地球上总贮水量的1/15亿,所以可将全球水循环系统近似地视为既无输入,也无输出的一个封闭系统,但对地球内部各大圈层,对海洋、陆地或陆地上某一特定地区,某个水体而言,既有水分输入,又有水分输出,因而是开放系统。
④ 水循环广及整个水圈,并深入大气圈、岩石圈及生物圈。其循环路径并非是单一的,而是通过无数条路线实现循环和相变的,所以水循环系统是由无数不同尺度、不同规模的局部水循环所组合而成的复杂巨系统。
⑤ 水循环赋予水体可再生性,水体更替周期是反映水循环强度的重要指标,水循环为水资源提供了水源,同时表征水资源为可更新资源。
水体的更替周期,是指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间。以世界大洋为例,总储水量为13.38亿km3,每年海水总蒸发量为50.5万km3,以此计算,海水全部更新一次约需要2 650年;如果以入海径流量4.7万km3为准,则更新一次需要28 468年;综合上述两种因素,海洋更新周期为2500年。又如世界河流的河床中瞬时贮水量为2 120 km3,而其全年输送入海的水量为4.7万km3,因此一年内河床中水分可更替22次,平均每16天就更新一次。大气水更替的速度更快,平均循环周期只有8天,然而位于极地的冰川,更替速度极为缓慢,循环周期长达万年(表2-2)。
表2-2 各类水体的更新周期
资料来源:黄锡荃,李惠明,金伯欣.水文学[M].北京:高等教育出版社,1985.
(4)水循环的规律与特点
水文循环无始无终,大致沿着海洋(或陆地)→大气→陆地(或海洋)→海洋(或地面)的路径,循环不已,包括许多过程。一般都要经过蒸发、降水(包括凝结过程)、径流形成(包括地表和地下径流以及下渗过程)和大气水分输送四个重要环节(有的小循环运动可能缺少径流部分或径流部分不太明显),并且有以下几个特点。
① 海洋的蒸发量多于降水量。储存在海洋上空大气中多余的水汽,通过气流输入到大陆上空。海洋因蒸发而消耗的水分,再由大陆上的径流和高空中由陆地输入海洋的水汽加以补偿。
② 大陆降水量多于蒸发量。大陆上因为从空中得到了由海洋输送来的水分,使降水量大于蒸发量。大陆上多余的水分,再由地面及地下汇入海洋。
③ 大陆外流区输入水量与输出水量基本平衡。在大陆上的外流区内,由于通过地面及地下径流把陆地上多余的水量输送到海洋,高空中必然有等量的水分从海洋上空输送到大陆上空。
④ 大陆内流区降水量和蒸发量基本相等。在大陆上的内流区内,就长时间的平均状态而言,降水量基本上和蒸发量相等,成为一个独立的循环系统。它虽然不直接和海洋相通,但借助于大气环流运动,在高空进行水分输送,也可能有地下径流交换,所以仍有相对较少的水量参加了海陆间的内外循环运动。
从以上关于水文循环简单的说明中,可能使人得到一种错觉,认为循环是以恒定的流量稳定地进行运转。其实并非如此,在汛期有时大雨倾盆,江河横溢。在另一时期,循环则相对平静下来,几乎停止了运转。这些情况是由年内不同季节气象条件的变化所造成的,这种不稳定不仅表现在一年内的各季之间,在年际之间也有明显变化。
2)水量平衡
在一定的时域空间内,在水循环、转化过程中,其数量变化遵循质量守恒定律。所谓水量平衡,是指在水循环过程中任一区域(流域)在一定时段内,收入的水量与支出的水量之差等于该区域内的蓄水变量。
水量平衡方程式则是水循环的数学表达式,而且可以根据不同水循环类型,建立不同水量平衡方程。如通用水量平衡方程、全球水量平衡方程、海洋水量平衡方程、陆地水量平衡方程、流域水量平衡方程、水体水量平衡方程等。
(1)流域水量平衡
任一时段闭合流域水量平衡方程为:
P=E+R±ΔS
(2-1)
式中:P——时段降雨量;
E——时段蒸发量;
R——时段径流量;
△S——时段流域蓄水变量绝对值。
若取多年平均的情况,流域水量平衡方程为:
(2-2)
式中:——流域多年平均降雨量,mm;
——流域多年平均蒸发量,mm;
——流域多年平均径流量,mm。
(2)全球水量平衡
将全球的陆地作为一个整体,其多年平均的水量平衡方程可由式(2-2)得出:
(2-3)
式中:——全球陆地多年平均降雨量,mm;
——全球陆地多年平均蒸发量,mm;
——全球陆地入海径流量,mm。
将全球的海洋作为一个整体,其多年平均的水量平衡方程可由式(2-2)得出:
(2-4)
式中:——全球海洋多年平均降雨量,mm;
——全球海洋多年平均蒸发量,mm;
——全球陆地入海径流量,mm。
将全球的海洋与陆地作为一个整体,其多年平均的水量平衡方程为:
(2-5)
式中:——全球多年平均降雨量,mm;
——全球多年平均蒸发量,mm。
这表明全球的多年平均降水量与其多年平均蒸发量相等。据统计,它们的数值约为57.7万km3。全球多年平均水量平衡见表2-3。
表2-3 全球多年平均水量平衡表
资料来源:王腊春,史运良,王栋,等.中国水问题[M].南京:东南大学出版社,2007.
第二节 世界各大洲、各国水资源
一、世界各大洲水资源
最能反映水资源水量和特征的是年降水量和河流的年径流量。年径流量不仅包括降水时产生的地表水,而且还包括地下水的补给,所以世界各国通常采用多年平均径流量来表示水资源量。从各大洲水资源的分布来看,年径流量大洋洲(包括澳大利亚)最多,其次是南美洲,那里大部分地区位于赤道气候区内,水循环十分活跃。欧洲、亚洲和北美洲的降水和径流与世界平均水平相接近。而非洲降水多、蒸发也多,径流量仅为151 mm。南极洲降水不多但全部降水以冰川形态储存。从人均径流量的角度看,全世界河流径流总量按人平均,每人约合10 000 m3。在各大洲中,大洋洲人均径流量最多,其次为南美洲、北美洲、非洲、欧洲、亚洲(表2-4,表2-5)。
表2-4 世界各大洲年降水及年径流分布
资料来源:中国大百科全书·水利[M].北京:中国大百科全书出版社,1992.
表2-5 世界各大洲水资源有关统计
资料来源:人口及耕地面积根据《世界水资源公报》(1994—1995年)(1996—1997年)
二、世界各国水资源
中国水资源量为河川径流量加上不和河川径流重复计算的浅层地下水。而国际上习惯用某区域内的多年平均河川径流量代表水资源量。世界上水资源总量最多的10个国家分别是:巴西69 500亿m3,俄罗斯42 700亿m3,美国30 560亿m3,印度尼西亚29 860亿m3,加拿大29 010亿m3,中国27 115亿m3,孟加拉国23 570亿m3,印度20 850亿m3,委内瑞拉13 170亿m3,哥伦比亚10 700亿m3。水资源总量最少的10个国家分别是:科威特2亿m3,利比亚6亿m3,新加坡6亿m3, 约旦17亿m3,阿曼19亿m3,阿联酋20亿m3,以色列22亿m3,毛里求斯22亿m3, 布隆迪36亿m3,突尼斯39亿m3。
第三节 中国水资源
中国的水资源总量虽在世界各国中比较靠前,但人均占有水资源量却只有世界平均水平的1/4,因而水资源问题十分严峻,成为经济社会发展中的重要制约因素之一。
一、自然环境基本特征
1)纬度跨度大
中国边界顶端位置为:北起黑龙江省漠河以北的黑龙江主航道的中心线(北纬53°31′),南到南海南沙群岛的曾母暗沙(北纬4°15′),西起新疆维吾尔自治区乌恰县以西的帕米尔高原(东经73°附近),东至黑龙江省抚远县境内黑龙江与乌苏里江主航道汇合处(东经135°多)。南北相距5 500 km,跨纬度49°15′;东西相距5 200 km,跨经度约62°。东西两端的时差约为4 h。
2)海陆位置
领土面积约960万km2,我国位于世界上最大的大陆——亚欧大陆的东部,西部与许多国家接壤。东部濒临世界上最大的大洋——太平洋,有众多的岛屿和港湾,是一个海陆兼备的国家。
3)独特地形地貌
中国地势西高东低,呈阶梯状分布。青藏高原构成第一级阶梯,第二级阶梯为青藏高原以北及川东,海拔1 000~2 000 m,第三级阶梯为大兴安岭、太行山、巫山及云贵高原东缘以东,直至海滨,丘陵与平原交错分布,大部分山丘海拔在1 000 m以下(图2-5)。
我国地形复杂,高原、山地和丘陵占有很大比重。青藏高原雄踞我国西部,高原上耸立着许多著名的高大山系,位于中尼边境的珠穆朗玛峰,海拔8 848.13 m,是世界第一高峰。海拔在3 000 m以上的高山高原,占国土面积的25%。我国东部有广阔的平原,其间也散布着许多中山、低山和丘陵。在自然地域分异中,水平地带与垂直地带犬牙交错。不同水平地带内的山地各具不同的垂直带结构,从而加深了我国自然条件的复杂性和多样性,使我国自然地域分异具有世界罕见的独特性。
图2-5 中国地势及主要山系示意图
资料来源:刘明光.中国自然地理图集[M].北京:中国地图出版社,2010.
4)气候变化复杂多样
我国的气候具有季风气候明显、雨热同期、复杂多样等特征。
(1)气候基本特征
① 夏季:全国大部分地区盛行东南和西南季风,来自太平洋上空的东南季风和来自印度洋及我国南海上空的西南季风为我国上空带来了丰富水汽,受其影响,我国大部地区进入了雨季;西北内陆地区因远离海洋和受高山及高原阻挡,季风难以深入,降水偏少,为干旱和半干旱区。
② 冬季:我国大部分地区受来自欧亚大陆的冷气流控制,全国盛行西北风,来自西伯利亚的寒流可长驱直入长江以南,北方雨雪稀少,寒冷干燥,南方雨水也较少。
③ 东部季风区在年内受西太平洋副热带高压脊线的西伸、东退、北进和南撤的影响,南北雨季也随之变化(图2-6)。
图2-6 中国冬夏季风及其进退
资料来源:王静爱,左伟.中国地理图集[M].北京:中国地图出版社,2010.
(2)水汽输送
① 水汽是凝云降水的基本条件。我国大陆边界上空平均年输入水汽总量为182 154亿m3,水汽总输出量为158 397亿m3,水汽净输入量为23 757亿m3,占总输入量的13%。
② 我国大陆上空水汽主要从南边界输入,东边界输出。前者输入量占全国总输入量的42%,后者输出量占总输出量的68%。
③ 我国大陆上空的水汽主要由经向输入,由纬向输出。前者输入量占全国总输入量的59.3%,后者输出量占总输出量的69.6%。这表明经向环流是我国水汽输入的主要机制。
④ 水汽输送量的年际变化,呈现丰枯变化,但变幅不大,各边界的年输入量的最大值与最小值之比值为1.3~1.6。
(3)水文循环
水循环是地球上最重要的物质循环之一,在水循环的过程中,使各个圈层相互联系起来,并使他们进行水量和能量交换,由于水循环运动、使得大气降水、地表水、土壤水、地下水之间相互转化,使水资源形成不断地更新的统一系统。
① 降水。降水是水资源的最主要来源,地区降水量与水汽输入量、天气系统及地形等相关。全国多年平均降水总量为61 889亿m3,折合年降水深648 mm,仅为全球陆面平均年降水深的81%,或亚洲陆面平均年降水深的88%。
· 年降水量空间分布:东南向西北递减。多年平均降水量800 mm、400 mm和200 mm等值线,为我国降水分布区的重要分界线。前为湿润区与半湿润区分界线,中为半湿润区与半干旱区的分界线,后为半干旱区与干旱区的分界线(图2-7)。
· 降水量的年内分配:降水受东南季风和西南季风的影响,雨季随东南季风和西南季风的进退而变化。年内分配不均是造成我国水旱灾害频发的主要原因之一。
长江以南地区,雨季一般为3~8月或4~9月,汛期连续最大四个月雨量约占全年雨量的50%~60%。
华北和东北地区,雨季为6~9月,汛期连续最大四个月降水量可占全年降水量的70%~80%,为年内分配最为不均匀地区。
· 降水量的年际变化:中国降水量的年际变化大于世界同纬度的年际变化。国内各地区历年最大年降水深和历年最小降水深之比值:西北地区大于8,华北地区为4~6,东北地区为3~4,南方为2~3,西南地区小于2。降水量年际变化大,同样加剧水旱灾害频繁发生。
② 蒸发。以蒸发能力(水面蒸发量)表示。年蒸发能力各地差异较大,在400~2 600 mm之间。年蒸发能力小于800 mm为低值区,东北和中部山区。年蒸发能力为800~1 200 mm为中值区,东北、华北平原、长江流域大部、东南沿海山区和青藏高原部分地区。年蒸发能力大于1 200 mm为高值区,西北高原和盆地,青藏高原高值区和南方沿海高值区、云南大部高值区。
多年平均年蒸发能力和多年平均年降水量之比值,即为干旱指数或干燥度。据此,全国可分为干旱区(干旱指数>7.0)、半干旱区(3.0~7.0)、半湿润区(1.0~3.0)、湿润区(0.5~1.0)和十分湿润区(<0.5)(图2-8)。
图2-7 中国多年平均降水量等值线图
资料来源:水利电力部水文局.中国水资源评价[M].北京:水利电力出版社,1987.
图2-8 中国多年平均年蒸发量等值线图
资料来源:水利电力部水文局.中国水资源评价[M].北京:水利电力出版社,1987.
③ 暴雨。按我国气象部门规定24 h雨量超过50 mm称之为暴雨,100~250 mm为大暴雨,超过250 mm为特大暴雨(表2-6)。
表2-6 降雨等级与雨量
资料来源:自制
在我国,热带气旋和台风是形成暴雨的主要原因。我国东部每年夏秋受西太平洋热带气旋影响,常出现暴雨,特别是台风暴雨,如“758”河南暴雨,河南林庄24 h雨量达1 060 mm,为中国大陆实测的最高纪录。
锋面和由青藏高原东移的气旋性涡旋也是引起暴雨的原因之一。这类暴雨的主要特征是影响范围广,暴雨雨期长,雨量大。
根据我国最大24 h暴雨的分布情况,陈志恺等把我国易发生特大暴雨的地区分为三个带:台湾、海南等沿海岛屿与华南、东南沿海地带;沿千山、燕山、太行山、伏牛山、大巴山、巫山一带;武陵山前、蒙古高原、青藏高原、云贵高原的东侧带。
④ 径流。降落在地表的大气降水扣除各种水量损失后经地表、地下汇入河流、湖泊或海洋的水流总称。
全国多年的河川径流量为27 115亿m3,折合年径流深284 mm,其中直接由降水补给的河川径流量约占全部河川径流量的71%,由降水渗入地下含水层,又在枯季补给河流的水量约占全部河川径流量的27%,其余2%的河流补给量是由冰川和积雪融化水量补给的。
· 径流量的空间变化
根据年径流深大小,全国年径流深的分布可划分为5个带(图2-9)。
丰水带:年径流深1 000 mm以上,年径流系数>0.5的地带,相当于年降水的十分湿润带;
多水带:年径流深300~1 000 mm,年径流系数0.3~0.5的地带,相当于年降水的湿润带;
过渡带:年径流深50~300 mm,年径流系数0.1~0.3的地带,相当于年降水半干旱半湿润的过渡带;
少水带:年径流深10~50 mm,年径流系数0.1以下的地带,相当于年降水的半干旱带;
干涸带:年径流深10 mm以下,相当于年降水的干旱带。
· 径流量的年内分配与年际变化
径流量的年内分配与年际变化取决于补给来源性质及其变化规律。除冰雪水补给河流外,以雨水补给为主的河流,其变化与降水相似,且变化更大。
图2-9 中国多年平均径流量等值线图(王腊春等,2007)
资料来源:水利电力部水文局.中国水资源评价[M].北京:水利电力出版社,1987.
地理位置和大尺度的阶梯地形影响着气候带和主要河川水系的分布规律,从而决定了我国水资源大范围的时空分布格局。
二、中国的水资源
1)中国水资源基本情况
全国多年平均降水总量为61 889亿m3,面平均降雨量648.4 mm。降雨量在地区上分布不均,长江、珠江及华南诸河、东南沿海诸河、西南诸河四个流域片的面平均降水量超过1 000 mm,其余北方六片(黑龙江、辽河、海滦河、黄河、淮河及山东诸河)的面平均降水量,除淮河流域片外,均小于全国面平均降水量,最小的为内陆河片,只有153.9 mm。南方4片区面平均降水量1 204 mm,北方6片(包括额尔齐斯河)面平均降水量330 mm,前者为后者的3.6倍(表2- 7)。
降水量中约有58%通过地面蒸发返回大气,其余42%形成径流,全国河川径流量为2.7万亿m3,折合年径流深284 mm。南方四片的平均径流深533 mm,北方六片的径流深只有66.4 mm。全国土壤水通量41 554亿m3,其中16%通过重力作用补给地下含水层;地下水资源量为8 288亿m3(其中山区与平原区重复交换量约为302.4亿m3)。扣除地表水和地下水相互转化的重复量,全国水资源总量为2.8万亿m3(图2-10)。
表2-7 全国多年平均降水量及水资源量(1956—1979年)
资料来源:水利电力部水文局.中国水资源评价[M].北京:水利电力出版社,1987.
图2-10 全国水资源组成图
资料来源:王腊春,史运良,王栋,等.中国水问题[M].南京:东南大学出版社,2007.
降雨量在地区上分布不均,2011年全国平均年降水量582.3 mm,折合降水总量为55 132.9亿m3。从水资源分区看,松花江、辽河、海河、黄河、淮河、西北诸河6个水资源一级区(以下简称北方6区)面平均降水量为322.3 mm;长江(含太湖)、东南诸河、珠江、西南诸河4个水资源一级区(以下简称南方4区)面平均降水量为1 043.5 mm。从行政分区看,东部11个省级行政区(以下简称东部地区)平均降水量为1 007.3 mm;中部8个省级行政区(以下简称中部地区)平均降水量为773.1 mm;西部12个省级行政区(以下简称西部地区)平均降水量为467.7 mm。
2011年全国地表水资源量22 213.6亿m3,折合年径流深234.6 mm,比常年值偏少16.8%,比2010年减少25.5%。受降水减少影响,全国地表水资源量也是1956年以来最少的一年。从国境外流入我国境内的水量为167.2亿m3,从我国流出国境的水量为5 518.9亿m3,从我国流入国际边界河流的水量为930.3亿m3,入海水量为12 195.4亿m3。地下水资源量为7 214.5亿m3,比1980—2000年平均值偏少10.6%,地下水与地表水资源不重复量为1 043.1亿m3,占地下水资源量的14.5%(地下水资源量的85.5%与地表水资源量重复)(表2-8)。
表2-8 2011年各水资源一级区水资源量 (单位:亿m3)
资料来源:《中国水资源公报》(2011).数据不包括香港、澳门特别行政区和台湾省.
2)中国水资源特征
(1)水资源总量多,但人均占有量少。我国水资源总量居世界第六位,但由于我国人口众多、耕地面积也较多,人均占有量仅为世界人均占有量的1/4,是加拿大的1/50,巴西的1/15,耕地亩均水量为世界平均水量的3/4。日本河川径流量仅为我国的1/5,但人均占有量却将近我国的2倍。从这个角度看我国的水资源并不丰富,甚至可以说属于贫水国家。
(2)水、土资源的区域分布条件不相匹配。中国水资源与人口、耕地的地区分布很不均匀,北方水资源丰富,南方相差悬殊。长江流域及其以南地区人口占了中国的53.6%,耕地面积占全国的34.7%,但是水资源却占了80.9%,人均水资源量为3 481 m3,亩均水资源量为4 317 m3,属于人多地少、经济发达、水资源丰富地区。北方(不包括内陆河)人口占44.3%,耕地面积占59.6%,水资源只有14.5%,人均水资源量为747 m3,亩均水资源量为471 m3,属于人多地多、经济相对发达、水资源短缺地区;其中黄河、淮河、海河三个流域尤其突出,是全国水资源最为缺乏的地区(表2-9)。
表2-9 水资源、人口、耕地、人均水量、亩均水量统计
*内陆诸河数据包括额尔齐斯河,东南沿河诸河不包括台湾省诸河在内。本表不包括港、澳、台在内。人均水量和亩 均水量是扣除了黄河必须保证的200亿m3冲沙水量后的数据。
资料来源:王腊春,史运良,王栋,等.中国水问题[M].南京:东南大学出版社,2007.
(3)水资源补给年内与年际变化大。受季风气候影响,水资源年际与年内变化很大。最大与最小年径流的比值,长江以南的河流小于5,北方河流多在10以上。径流量的逐年变化存在明显的丰平枯交替及连续数年为丰水段或枯水段的现象。径流量年际变化大与连续丰枯水段的出现,使我国经常发生旱、涝或连旱、连涝现象,加大了水资源开发利用的难度。
(4)各地水资源平衡要素差异明显。由于气候、地形地貌、植被等条件的差异,各地水平衡要素及其相互关系差别明显。北方地区降水量的74%消耗于地表蒸发,只有26%的降水形成水资源量(其中16%的降水形成地表径流,10%的降水入渗补给地下水)。南方地区降水量中约有44%消耗于地表蒸发,有56%的降水形成水资源量(其中43%的降水形成地表径流,13%的降水入渗补给地下水)。在水资源总量中,地表径流量约占76%,降水入渗补给地下水量约占24%。
(5)生态环境用水问题突出。水土流失严重,河流含沙量大,水库淤积,河湖萎缩。由于自然条件的限制和长期以来人类活动的结果,中国森林覆盖率较低,水土流失严重。水土流失造成许多河流含沙量大,泥沙淤积严重,土壤瘠薄,农业低产,水资源开发利用困难。由于泥沙淤积造成河床不断抬高,减少了河道行洪能力,增加了防洪难度,另外泥沙淤积也降低了水库河道的防洪标准和供水效益。因此应加强水土保持工作,减少河流泥沙,维持水利工程效益。
(6)江河湖库水污染严重。经调查统计分析,2011年全国废污水排放总量为807亿t,其中大于30亿t的有江苏、浙江、安徽、福建、河南、湖北、湖南、广东、广西和四川10个省。2011年,对全国18.9万km的河流水质状况进行了评价,Ⅴ类水河长占5.7%,劣Ⅴ类水河长占17.2%。对全国103个主要湖泊的2.7万km2水面进行了水质评价,Ⅴ类占4.5%、劣Ⅴ类占24.7 %。对全国471座主要水库进行了水质评价,Ⅴ类水库占3.4%;劣Ⅴ类水库21座,占4.5%。评价了634个地表水集中式饮用水水源地,按全年水质合格率统计,合格率在80%及以上的集中式饮用水水源地占评价水源地总数的71.3%,其中合格率达100%的水源地占评价总数的55.5%。全年水质均不合格的水源地占评价总数的4.9%。
3)中国水资源存在的问题
新中国成立以来,我国在水资源的开发利用、江河整治、防治水害等方面都做了大量的工作,取得了较大的成绩。但是由于我国水资源分布不均,用水不合理等原因,我国水资源出现了严峻的问题。
(1)洪涝灾害频繁,安全保障程度低。2011年全国31个省(自治区、直辖市)均不同程度遭受洪涝灾害,共有1 846个县(市、区)、1.6万个乡(镇)、8 942万人受灾,洪涝灾害直接经济总损失约1 301亿元。
(2)水资源供需矛盾突出。宋先松曾在《中国水资源空间分布不均引发的供需矛盾分析》中提到:北方人多水少、地多水少、单位水资源的经济负荷较高、开发利用程度较高,而南方地区人少水多、地少水多、单位水资源的经济负荷较低、开发利用程度较低。
(3)水资源开发利用率低。总量开发利用率低,南北方开发不均衡,地区间各类水资源开发利用率差异很大。总体上是,南方多水地区,水资源开发利用程度较低;北方少水地区,水资源开发利用程度都比较高。
(4)水质危机大于水量危机。根据2011年全国水资源公报,全国废污水排放总量为807亿t。对全国18.9万km的河流水质状况进行了评价,全国全年Ⅰ类水河长占评价河长的4.6%,Ⅱ类水河长占35.6%,Ⅲ类水河长占24.0%,Ⅳ类水河长占12.9%,Ⅴ类水河长占5.7%,劣Ⅴ类水河长占17.2%。对全国103个主要湖泊的2.7万km2水面进行了水质评价,水质符合或优于Ⅲ类水的面积占58.8%、Ⅳ类和Ⅴ类水的面积共占16.5%、劣Ⅴ类占24.7%。
综上所述,我国水资源是相当紧缺的。城市和工业缺水,一方面影响人民生活,另一方面制约了国民经济持续发展。因此,保护水源,治理污染,合理开发利用水资源,节约用水,包括提高水的重复利用率等,是实现我国社会经济可持续发展的重要条件。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。