第一节 世界水资源和我国水资源概况
一、水资源概况
(一)世界水资源分布及其利用状况
水是人类赖以生存和发展的珍贵资源。地球上虽然“三山六水一分田”,水资源总量达14亿立方公里,但海洋咸水占97.2%,淡水仅占2.8%,储量仅3.7亿亿立方米,其中绝大部分蕴藏在南极冰原和北极冰山中,人类生产和生活能利用的地表淡水仅为105万亿立方米,只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用,主要分布在湖泊、河流、水库和浅层地下水源(见表4-1)。
“世界上有10个国家的水资源总储量占了全世界水资源的65%,而严重缺水的情况却普遍存在于占到世界总人口的40%的80个国家里”。(1)在20世纪,世界人口的用水量的增速是人口数量增速的两倍还多,与此同时,全球水资源总量中仅有0.5%是可供人类利用的淡水资源,相比之下每年以4%-8%的速度增加的远超人口增长率的淡水消耗量,使得全球性的用水问题更加突出,水资源战略地位业日益凸显。“在21世纪,水会成为影响国家富裕程度的至关重要的因素,它的珍贵性不亚于20世纪初石油对人类的意义”。(2)一个国家是继续发展还是衰落的关键将很可能取决于这个国家对待水资源的态度——占有竞争优势的国家将很可能是那些身体力行地治理水系统并高效节约运用水资源的国家。
当今世界的水资源分布十分不均。从地理和人口分布来看(见图1),地处美洲大陆的加拿大、美国、巴西、哥伦比亚,地处欧亚大陆的俄罗斯、我国、印度,地处非洲的刚果以及地处印度洋和太平洋的印度尼西亚等9个国家拥有60%的世界淡水资源。而拥有40%约15亿世界人口的80个国家和地区却面临着严重的淡水不足的问题,这其中处于极度缺水状态的就有26个国家约3亿人口。从地理环境的自然禀赋来看,除了欧洲因地理环境优越、水资源较为丰富以外,其他各洲都不同程度地存在一些严重缺水地区,最为明显的是非洲撒哈拉以南的内陆国家,那里几乎没有一个国家不存在严重缺水的问题;在亚洲也存在类似问题。从历史的发展和人口的增长来看,人均用水量始终是不断增加的。例如,公元前每天人均耗水约12升,中世纪时人均耗水增加到20-40升,18世纪增加到60升,当前发达国家一些大城市人均每天耗水500升。在发展我国家,对水的需求量也日益增加,如我国,近20年城市用水番了几番。历史的趋势不可逆转,自然地理的禀赋差异不可更改,水资源供求紧张的状况只能是日益严峻。
表4-1 地球水储量
续 表
图4-1 全球水资源分布图(3)
世界上对水资源的需求正在以惊人的的速度增长,与此同时,世界上可供消费的水资源正在急剧减少。“可以预测,在今后20年中,世界上人均水资源消费量将会减少1/3。到2050年,将有48个国家的20亿人口每年人均水资源消费量不到1000立方米”。(4)(见表4-2)
(二)我国水资源概况
水资源总量是由降水形成的地表水和地下水的产水总量。地表水资源量是指存在于地表的各种形态的水体的动态水量,一般用还原的天然河川径流量表示。“我国的水资源总量是28261亿立方米,其中地表水有27115亿立方米”。(5)由于地表水与地下水可以相互转换和补给,扣除两者的重复计算量后与河川径流不重复的地下水资源量约为1000亿立方米。国际上公认的将人均水资源量作为衡量缺水情况的指标,轻度缺水是当人均水资源小于3000立方米时的情况,中度缺水是当人均水资源低于2000立方米时的状态,当人均水资源量小于1000立方米时,就到了严重缺水的程度;如果人均水资源量小于500立方米则就是极度缺水了。
表4-2 前10名和后10名的国家和地区
目前,我国有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水的标准,人均水资源量小于500立方米的省、区有6个,分别是宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏。“我国水资源总量占全球水资源的6%,排名世界第6位,但是人均占有量仅排在世界第88位,人均水资源量仅有2240立方米,属于中度缺水的国家”。(6)同时,我国水资源的地区分布不平衡也导致了水资源紧张的问题。从地理分布看,占国土面积36.5%长江流域及其以南地区,拥有全国水资源量的81%;而占国土面积63.5%的长江流域及其以北地区,仅拥有全国水资源量的19%。再者,庞大的人口基数也拉开了我国的人均水资源量与世界水平的差距。一方面我国的人均水资源量仅为世界平均水平的1/4,另一方面我国又是世界上用水最多的国家。2002年,全国淡水取用量达到5497亿立方米,大约占世界年取用量的13%,是美国1995年淡水供应量4700亿立方米的约1.2倍。在我国水资源的存量与使用存在着更为
图4-2 我国水资源分布图(7)
二、水资源利用存在的问题及解决方法
(一)世界水资源利用面临严峻挑战
首先,水资源对于人类的重要性不仅仅在于数量还在于质量。“目前,全球还有近11亿人口没有洁净的饮用水。每年约有400万人由于使用非洁净的饮用水致病而亡,其中5岁以下的儿童占了近11%”。(8)与此同时,这些问题在发展我国家更为严重,因为这些国家缺少最基本的公共卫生设施和科学处理污水的系统,绝大部分生活和工业废水未经处理就排入河道,造成的污染后果十分严重。
其次,未来全世界的水资源需求量将愈来愈大,如何破解不断扩大的需求和有限的资源量之间的难题是我们面临的又一个严峻挑战。一方面,对许多发展我国家而言解决困扰全世界的贫困问题的关键在于发展农业。自1950年以来,全世界淡水消耗量增长了40%,水浇地面积仅在亚洲就增加了3倍,农业的发展和进步对克服贫困、平抑粮价起到了积极作用。目前,全球淡水需求的70%以上集中在农业用水方面,但要实现联合国千年发展纲要提出的将世界贫困人口减少一半的目标(以1990年为基准年),农业用水量至少需要翻一番。另一方面,全球有20多亿人生活在干旱地区,有41%的可耕种土地同样在那里,与此同时,全球有近1/3的人受到缺水问题的困扰,这比原先估计的提前了10多年。有鉴于此,水资源还能够为人类发展提供多长时间的支持已经成为人们心中的一个隐忧。
再次,世界大城市的发展对水资源的需求日益增大,对水资源的影响难以评估。自上世纪初至今,全球百万人口以上的大城市从16个增至400多个,不仅如此人口超过千万的城市也不再少数。目前,我们还不能对这些大城市、特大城市对水资源及其相关气候变化的影响作出科学、全面的评估,也就更谈不上提出可行的方案和采取有效的措施来积极应对这种前所未有的变化。
对于上述问题,目前我们能够采取的措施有两方面:一方面,各国必须加强对水资源的管理和控制,这其中包括国际合作治理,提高协同性;降低输水管网的损耗,高效节约用水;倡导水资源的循环利用等。新加坡在水循环利用方面走在了世界前列,至2011年新加坡全国用水量的1/3将来自循环水。另一方面,在农业用水的问题上,必须加大用水高效节约的力度。农业用水占全球用水的三分之二强,能够在保证产量的基础上,科学耕种,科学用水,让今天的水浇地适应未来精细用水的需求才是人类生存和可持续发展的出路。
(二)我国水资源存在的问题及解决方案
我国面临着水资源日益短缺的严峻挑战,这主要体现在以下几个方面:
第一,从供给方面看。首先,我国水资源总量大均量少。我国是全球13个人均水资源贫乏的国家之一,人均水资源占有量仅为2300立方米,排在世界第110位,与世界平均水平相比仅有其1/4,与其他国家相比,仅相当于美国的1/4,日本的1/2,加拿大的1/44。其次,水资源分布极不平衡,这主要体现在时间和空间两方面:从空间分布看,我国东南部沿海地区有着绵长的海岸线,南方水量丰沛,水资源量占全国的80%,而土地面积却相对较少,耕地占全国不到35%;北方则有着大面积的土地,耕地占全国的65%,而水资源量仅占全国的20%;从时间分布看,我国大部分地区由于受季风气候影响,一年中绝大部分降水量集中在汛期的3-4个月当中,占到全年降雨量的70%以上。
第二,从需求方面看,我国是世界上用水量最多的国家,但是水资源利用效率低。“长期以来我国水资源利用方式粗放、效率不高、浪费严重,为了获得一单位的GDP增长,我国要耗用8倍于美国25倍于日本的水量”。(9)在工业生产中,重复、再生用水程度低,用水工艺落后、效率偏低是我国普遍存在的问题。我国工业万元产值的耗水量是发达国家的10-20倍,发达国家万元工业增加值用水量一般是50立方米以下,工业用水重复利用率在80%~85%以上,而我国则分别是196立方米和60%~65%。
在农业生产中,全国平均单方灌溉水粮食产量约为1公斤,仅为世界上用水水平先进的国家的30%-40%。千年的农耕文明所特有而传统的大水漫灌方式仍在我国大部分地区延续着,农业节水灌溉面积占有效灌溉面积的35%,而一些较为发达的国家,其节水灌溉面积的比例达到了80%以上。农业仅灌区每年缺水就达300亿立方米,影响粮食产量近百亿公斤。我国耗用发达国家2-3倍的水资源才能收获与其水平相当的粮食产量。
生活用水方面,公众节水意识不强浪费严重更是困扰我国城市化建设的难题。“全国600多个城市中有一半以上城市不同程度缺水,其中严重缺水的有108个”。(10)城市生活用水量虽然不及农业和工业用水量,但是日常生活中人们对水资源毫不吝惜和肆无忌惮的浪费却触目惊心。以北京为例,人均占有水量为全世界人均占有水量的1/13,连一些干旱的阿拉伯国家都不如,但是北京市仅一年的洗车耗水量,就相当于一个多昆明湖或6个北海的蓄水量。目前我国城市供水主要以地表水或地下水为主,或者两种水源混合使用。有些城市由于过度开采地下水,造成地下水位下降,地基下陷。某些沿海城市缺水情况甚至更为严重,由于长期取用地下水超过自然承载力,有的城市形成了几百平方公里的大漏斗,使海水倒灌数十公里。在广袤的土地上,我国的内陆水系涵养了一代又一代的人。然而,根据卫星照片显示,有数百个湖泊正在干涸,一些地方性的河流也在消失。黄河、淮河等流经人口稠密地区的河流断流的时间不断延长。更为严峻的是,工业废水的肆意排放致使80%以上的地表水和地下水被不同程度的污染。美国颇有影响的民间智囊机构——世界观察研究所发表的一份报告中断言,我国城市地区和工业地区迅速增大的水需求量将使我国长期陷入缺水状态。
第三,从未来的发展趋势看,我国总人口到2030年左右将达到16亿,人均占有水资源量将更少,约降至1700立方米左右。然而,我国经济在今后几十年间仍将处于快速增长期,用水需求量巨大。到21世纪中叶,我国国内生产总值要增长10倍以上,城市化率可能达到60%以上,城市和工业用水将有大幅度增长,用水供求矛盾必将更加尖锐。庞大的人口,快速发展的经济,来能够是的需求将十分巨大,而我国北方产粮区水资源条件并不富余,这将导致水资源短缺的形势更加严峻。
面对如此严重的水资源利用问题,我们有必要采取一些措施:(一)一定要全民建立节水观念,深入每一个人心中。所以要强调注意建立节水型城市,节水型产业。研究循环使用水资源,大家建立节水观念和规则。这一点发达国家比我们做得好。以色列是沙漠国家,搞无水农业、搞滴灌。日本也做得好。我们也是要好好学习。(二)发展节水事业。如发展循环经济,废水利用,海水淡化科技。最近报导舟山地区研究海水淡化,技术过关,就是成本太高,尚无实用价值。(三)发展科技农业,提高单位面积产量,而非扩大耕地。(四)各大城市发展产业一定要考虑到水资源。“量水而行”。(五)坚持退耕还林、退耕还草、退田还湖、保护湿地等等政策,不能犹豫。(六)加强治污力度,对不规则的排污,加强处罚力度。现在是守法成本高,违法成本低。所以水污染问题长期不能解决。现在很多城市因缺水,往往搞跨流域调水。这总非长久之计。河流的布局和流向,是自然界数亿万年形成的平衡。我们随意打破这种平衡,究竟后果如何,难以逆料,近些年南方洪水也是值得我们思考的。因此,长久之计,还是“节约用水”“以需定供”,加强节水观念,采取各方面加强水资源保护措施,水环境必定能有所改善。
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