我國水資源對農(nóng)業(yè)科技管理新政策建設

　　文章是一篇水利論文，主要講述了我國水資源危機與節(jié)水農(nóng)業(yè)新科技發(fā)展運用等等。本文選自：《水利建設與管理》，《水利建設與管理》主要宣傳報道設計施工、建設管理、招標投標、工程監(jiān)理、工程質量、工程管理、工程加固、防洪搶險、河道整治、水利資源利用、經(jīng)驗交流、信息傳遞等方面的新技術、新成果以及科技信息等。本刊信息量大、實用性強。

　　摘要：隨著持續(xù)發(fā)展的興起,各國學者見智見仁。有的強調(diào)環(huán)境保護,即倡導減少溫室效應保護臭氧層;有的西方學派則強調(diào)少投入不施化肥的“生態(tài)農(nóng)業(yè)”;有的如以色列、埃及、印度等國則強調(diào)治水。對于我國而言,由于水資源不豐不均決定了治水是國民經(jīng)濟的命脈,而且灌溉農(nóng)業(yè)和旱農(nóng)為我國農(nóng)業(yè)之主體,合理治水、調(diào)水、用水、節(jié)水、保水是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎,因此眾多學者如劉巽浩指出“我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略重點是水[5]”;張岳提出“中國可持續(xù)發(fā)展的關鍵在水”等。

　　關鍵詞：水資源,節(jié)水要點,水利工程,水利應用,水利論文

　　一、 水與我國的持續(xù)發(fā)展

　　歷史上,治水就被眾多統(tǒng)治者看作是興國安邦的根本大計,主要致力于農(nóng)田灌溉和水道運輸兩方面的發(fā)展。公元前250秦朝蜀郡太守李冰在成都平原修建了都江堰灌溉工程,兩千余年來,這個工程仍良好地使用著。公元前246年在秦始皇號召下又興建了關中鄭國渠,其引涇水至洛水,全長150公里,灌田約115畝,據(jù)史書記載稱譽到:“關中為沃野,無兇年,秦以富強,卒并諸侯”。公元前221年前后,即戰(zhàn)國末期,我國開鑿的運河已溝通了黃河、淮河、長江等幾個主要水系。公元前219年在今廣西興安縣修建了靈渠,接通了湘、漓二水,從而溝通了長江和珠江兩大水系的航道。隋朝時期,開鑿了與長城相媲美的南北大運河(或稱京杭大運河),即聯(lián)通了海河、黃河、淮河、長江和錢塘江五個水系,全長約1780公里,為世界上修建最早和最長的人工運河。唐中期則主要是南方農(nóng)田水利的開發(fā),即太湖流域發(fā)展了大規(guī)模的圍田墾殖,并在大部分湖岸修堤,使湖海通流。唐代大和七年,則修建了它山堰工程(今浙江寧波),設計和施工都很先進。在南宋時期,井灌技術已甚發(fā)展,地下水得到大量利用,較著名的有坎爾井(源于漢代關東的井渠,由新疆各族人民改創(chuàng))。元代也很注重興修水利,設置屯田,由軍民鑿渠灌田,并建成通惠河(北京至通州)。明代軍事屯田規(guī)模也不小,在內(nèi)蒙古建立后套八大渠,寧夏引黃灌溉等,此外,還治理了京杭運河。到了清代,農(nóng)田灌溉也有發(fā)展,但規(guī)模不大。建國后,提倡水利是國家的命脈,大力修建水利,農(nóng)田灌溉已達約7.3億畝[4]�？傊�,“興水利,而后有農(nóng)功;有農(nóng)功,而后裕國”,也就是說水利興則國泰民安,水利衰則社會動蕩,這是歷史的見證。

　　尤其長江、黃河、珠江、淮河、海河、遼河和松花江等七大江河流域能否得到根本治理與開發(fā)便成為我國社會經(jīng)濟是否能夠持續(xù)發(fā)展的重點。這七大江河流域面積占全國國土面積44.5%,人口約占88%,耕地面積約占83%,河川徑流量占58%,工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值約占全國的80%以上,而且集中了全國各種主要礦產(chǎn)資源,尤其這些流域的中下游地區(qū)是我國社會經(jīng)濟最發(fā)達的區(qū)域,同時由于下游地勢較低平,又是經(jīng)常遭受洪澇等各種自然災害最集中的地區(qū)[1]。為此,我國在《中國21世紀議程》中,把解決水問題(包括水利設施和資源節(jié)水)放在首要地位。

　　二、 我國水資源狀況

　　1、我國水資源基本特征

　　由于我國受所處地理位置、氣候、降水、地形、地貌等自然條件以及人口、耕地與礦產(chǎn)資源分布的影響,水資源有以下特點。

　　1.1水資源總量較豐富,人均畝均擁有水量少

　　水資源總量為河流、冰川、湖泊等地表水體與地下水體中參加水循環(huán)的動態(tài)水資源量的總和。根據(jù)水利部于1986年完成的全國水資源調(diào)查評價成果,我國的多年平均水資源總量為28124億m3,但可利用量只有40%-50%左右。河川徑流是水資源的主要組成部分,占我國全部水資源總量的94.4%。與世界各國河川徑流量比較,我國河川徑流量居世界第六位(算上原蘇聯(lián)),約占全球河川徑流量的5.8%。平均徑流深度為284mm,為世界平均值的90%。然而,每人年占有的徑流量僅為2260 m3,約相當美國每人平均占有量的1/6,巴西的1/19,加拿大的1/58。人均水資源量為2480 m3,約為世界平均值的1/4,占世界第88位(有人認為第109位[8]),屬于最低國家之一[5]。據(jù)實有耕地計算,我國畝均水資源量約為1400 m3,約為世界水平2353 m3的60%,低于巴西、加拿大、印尼和日本(山侖[6]指出人均畝均水資源分別為2730 m3/人和1870 m3/畝,陳夢熊[7]認為人均畝均分別為2710 m3和1770 m3,但兩人一致得出人均畝均水資源分別為世界平均水平的1/4和3/4)。

　　1.2水資源時空分布極不均勻

　　我國水資源受降水影響,其時空分布具有年內(nèi)、年際變化大以及區(qū)域分布不均勻的特點。首先是水資源的地區(qū)分布很不均勻,北方貧乏,南方豐富,差距懸殊。長江及其以南地區(qū)的流域土地面積、人口和耕地分別僅占全國的 36.4%、55%和36%,卻擁有占全國81%的水資源,北方的土地、人口和耕地相應地占全國的63.6%、45%和64%,水資源卻僅占19%[3]。此外,西北內(nèi)陸及額爾齊斯流域面積占全國的63.5%,擁有的水資源量也僅占全國的4.6%。

　　其次,水資源年際年內(nèi)變化很大。主要是雨水集中在夏秋6-8月,冬春少雨,而且長江以南十年中最大降雨與最小降雨的比值為1.5-1.7,而黃淮海為2.2-2.9;最大與最小年徑流的比值,長江以南的中等河流在5以上,北方河流多在10以上。徑流量的逐年變化存在明顯的豐平枯水年交替出現(xiàn)及連續(xù)數(shù)年為豐水段和枯水段的現(xiàn)象,由此使我國經(jīng)常發(fā)生旱、澇及連旱、連澇現(xiàn)象,從而加重了水資源調(diào)節(jié)利用的困難。

　　1.3我國大部都處在季風氣候控制下,旱澇是經(jīng)常的絕對的

　　據(jù)不完全統(tǒng)計,從公元前206年到1949年的2155年期間,我國發(fā)生較大的水災1092次,較大旱災1056次,也就是幾乎每年都有一次較大的水災或旱災,其中尤以黃淮海平原和長江中下游最為嚴重。又據(jù)1950-1995年,全國平均受旱災和水災面積約2133萬ha和933萬ha,分別占耕地面積的22%和9.1%,成災率分別為43%和55%。

　　2、我國水資源危機狀況

　　2.1 我國水資源極其缺乏,按人均被列為13個貧水國家之列

　　2.1.1我國是世界上缺水區(qū)分布人口最多的國家

　　根據(jù)聯(lián)合國人口行動組織1993年提出低于1000 m3/人.年屬于缺水國,低于1700 m3/人.年為用水緊張國。1995年用水緊張國有44個,分布人口有7.33億;缺水國28個,人口3.8億。從總體上看,中國尚不屬于缺水國家。事實上則不然,中國人口占世界的22%,而淡水量僅占世界的8%。而且由于水資源地區(qū)分布極不均勻,使得我國北方和西北地區(qū)出現(xiàn)資源性缺水;而水資源年際變化大,年內(nèi)分配不均,又造成我國半干旱、半濕潤地區(qū)甚至南方多水地區(qū)經(jīng)常發(fā)生季節(jié)性缺水,從而導致我國國土的大部分地區(qū)都出現(xiàn)水資源短缺問題。如按省市區(qū)匹配核算,用水緊缺的省市已有15個,即天津、寧夏、上海、河北、北京、山東、河南、山西、遼寧、安徽、甘肅、陜西、吉林、湖北和江蘇,分布人口為6.19億,相當于世界44個用水緊張國人口的85%,其中10個省區(qū)已滑入缺水行列,分布人口為4.19億,超過28個缺水國人口的總和。這就意味著全球有50%以上的缺水人口在我國,主要集中在北方。

　　2.1.2我國缺水嚴峻,尤其缺水區(qū)形勢不容樂觀

　　我國水資源主要補給來源是大氣降水,全國年平均降水量為628mm,遠低于世界陸地年均降水834 mm,而廣大西北內(nèi)陸地區(qū)年均降水還不到400 mm,塔里木盆地、河西走廊、柴達木盆地、阿拉善高原等地年均降水量還不到100 mm[9]。90年代初,我國476個城市中,缺水城市近300個,其中嚴重缺水城市就有58個[37]。而且1995年,我國10個缺水省年人均可再生水資源量為458.6 m3,不足該類型標準的50%。比如天津人均量163 m3 ,寧夏193m3,上海207 m3 ,河北369m3 ,北京379m3 ,山東385m3等。

　　2.2我國水資源狀況將進一步惡化,危機初露端倪

　　21世紀正是我國人口增長高峰期,預計一些省份將落入緊水或缺水區(qū),屆時用水緊張區(qū)人口分布將達7億以上,缺水區(qū)將達5億以上。東北、西北、華北及長江下游將成片出現(xiàn)水資源危機,如此廣的地域,如此多的人口分布,在世界上實屬罕見。

　　黃河1972年出現(xiàn)了長達3000年悠久歷史中的首次斷流。此后的12年中斷流斷斷續(xù)續(xù)出現(xiàn)。自1985年以來,黃河每年必定發(fā)生斷流,而且斷流長度、時間和頻率不斷加長加快[11]。如1997年斷流長度為500公里,斷流時間為226天�；春�1997年斷流90天。其它支流也難以幸免。發(fā)源于祁連山的黑河,穿越甘肅進入內(nèi)蒙古阿拉善,1949年年流量為16億噸,到90年代只剩下1-2億噸。新疆塔里木河因上游引灌,下游已干枯數(shù)百里。此外,自然湖泊90年代初,數(shù)量已減少19%,總面積縮小了11%,最大的咸水湖—青海湖,水位正以每年10厘米左右的速度下降。布朗再次以此為由指出我國水資源短缺,灌溉能力的下降勢必影響世界糧食安全[40]。

　　地下水問題也面臨挑戰(zhàn)。其中華北地區(qū)最為嚴重,出現(xiàn)了2.3萬km2的大漏斗,而地下水開采率仍在以130%的規(guī)模進行,地下水位年降低量平均為1.5米。1997年夏,滄州地區(qū)地下水位降低近3米,近1/3的井無水可抽。地下水超采造成大量環(huán)境地質問題, 如地下水枯竭、地面下沉、海水倒灌等。

　　氣候變暖致使青藏高原冰川每年是退縮量為2-17米,天山冰川也在退縮之中。未來氣候條件下,黃淮海三個流域水資源短缺可能進一步加劇[12]。

　　2.3局部地區(qū)水環(huán)境將進一步惡化

　　水資源受到嚴重污染不能繼續(xù)作為水源也是供水不足的一個重要原因。目前,全國廢污水排放量高達300多億m3,80%污水未經(jīng)處理就直接排入江河湖海。據(jù)調(diào)查,全國近1/4的人口在飲用水質不良的水,有2/3的人口飲用的是受次生污染的水[13]。據(jù)環(huán)保局提供的信息,我國江河湖庫普遍受到不同程度污染,七大水系污染呈加重趨勢,其中遼河、淮河、海河為污染嚴重,工業(yè)發(fā)達城鎮(zhèn)附近的水域污染尤為突出[14]。其它如北方的汾河、白洋淀、南四湖、部分水庫如官廳水庫以及南方的黃浦江、蘇州河、太湖、洞庭湖等水體已被嚴重污染。全國90%以上的城市水環(huán)境惡化,城市所在附近的河流或河段已多成為排污溝渠。城市地區(qū)的地表水和地下水水質已嚴重惡化。隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速發(fā)展,水質污染更迅速向廣大城市郊區(qū)和農(nóng)村蔓延。

　　2.4水資源危機成因錯綜復雜,需水壓力急速膨脹,加之用水浪費和用水效益低下,使得水資源供求矛盾更趨尖銳

　　除了水土資源組合不平衡,降水年際年內(nèi)不均,旱澇頻繁等自然因素外,造成水資源緊缺的根本原因是人為因素,即人口增長,經(jīng)濟高速發(fā)展、工農(nóng)業(yè)和人民生活用水持續(xù)增加、水質污染以及溫室效應造成的氣候變化使目前存在的水資源供求矛盾更趨激化,其主要表現(xiàn)在:一是供求總量更加不平衡,需水量增長速度超過可供水量的增長速度,供水狀況惡化。二是北方地區(qū)和沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)等地域性水資源供求矛盾日趨惡化,將嚴重影響經(jīng)濟發(fā)展。三是巨大的人口壓力對發(fā)展灌溉提出更加緊迫要求,但工業(yè)城市將是增加用水量的主要部門,從而將對農(nóng)業(yè)用水構成嚴重威脅。

　　目前的人口數(shù)量約為350年前的25倍,是20世紀初的3倍以上,預計2030年人口達16億,人均將降至1758 m3,近于世界用水緊張水線。同時由于經(jīng)濟社會活動所造成的水質變劣,使得人均水資源量還要相對減少。

　　我國一方面供水量不足,另一方面用水浪費,用水效益低下,大大又加劇了全國性水的供需矛盾。據(jù)計,目前農(nóng)業(yè)灌溉缺水240億m3左右,工業(yè)、城市缺水約58億m3。但農(nóng)業(yè)渠灌區(qū)水的利用率僅0.4-0.5,糧食作物的水分生產(chǎn)效率只有4.5-7.5kg/(mm.hm2),灌溉水量超過作物需水量1/3甚至1倍以上,西北一些地區(qū)每公頃灌水超過15000m3。農(nóng)民仍然習慣大水漫灌,新的節(jié)水灌溉技術推廣進度緩慢。此外,我國正處在工業(yè)化初期階段,大量工業(yè)生產(chǎn)設備陳舊,生產(chǎn)工藝落后,絕大多數(shù)地區(qū)工業(yè)單位產(chǎn)品耗水率高于先進國家數(shù)倍甚至十余倍。目前只有大連、北京、天津、西安等缺水城市的水重復利用率達到70%以上,大批城市在30%-50%之間。

　　根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗,當一個國家用水超過其可用水資源量的20%,就會發(fā)生危機。目前我國用水量占到我國可用水量的19%左右,處在水危機的臨界狀態(tài)。到21世紀中葉,這個比例將會升高到28%,需水壓力加大,人水矛盾將更加尖銳[10],水資源危機將空前深重。