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中 国 水 利
1999年  第3期
总429期  3月12日出版

目录

《中国可持续发展水资源战略研究》座谈会专家发言摘要

  第一课题:我国水资源现状评价和供需发展趋势分析

  课题组负责人:刘昌明陈志恺

  座谈会发言人陈志恺(中国水利水电科学研究院研究员)

  为了解决日益严重的缺水和水污染问题,当务之急首先应加强水资源的统一管理。从水资源的开发、利用、保护和管理各个环节上采取有效的措施。在全面节水的基础上,努力提高水的有效利用率,积极开辟新水源,狠抓水的重复利用和再生利用,协调水资源开发与经济建设和生态环境之间的关系,加速国民经济向节水型方向转变,以促使水资源问题尽快解决。因此,需要针对我国面临的水资源问题研究相应的对策。

  一、节约用水与合理用水

  节约用水和合理用水应当成为水管理的考核目标,成为一切开源工程的基础。当前节水研究的重点:农业应着重研究减少无效蒸发、渗漏损失,提高单方水的生产率,达到节水增产双丰收;工业研究通过循环用水,提高水的重复利用率,降低单位产值耗水量和污水排放量;城市研究积极推广节水生活器具,减少生活用水的浪费。

  二、污水资源化和微咸水、海水利用

  虽然污水处理费用较高,但为防止污染,改善环境还是必需的,更何况它比长距离跨流域调水要便宜。将污水处理回用于农业与污染治理有机地结合起来,对于解决我国水资源的短缺和水环境的改善有特别重要的意义,应作为经济持续发展的重要战略措施来研究。

  北方沿海地区和西北内陆有相当数量的微咸水可以利用。根据作物生理的需要,交替使用淡水和微咸水,可以弥补淡水的不足,促进缺水地区农业生产的发展。

  中国海岸线很长,沿海地区可以大量利用海水作为冷却水。1985年美国海水利用量已达823亿立方米,1982年日本也利用160亿立方米,相比之下我国海水利用量极小,差距很大,因此海水的利用需要加强研究。

  三、积极开辟新水源

  要解决北方的缺水问题,修建一批跨流域调水工程是必需的,但跨流域调水工程的建设必需作好总体规划和科学的论证,要兼顾调入和调出流域合理的需水要求,研究和减免其对生态环境造成的不利影响。

  新水源的开发应按照经济规律办事,根据供水成本合理地制定水价。

  四、水资源优化配置

  为了实现可持续发展的战略目标,水资源的开发必须根据人口、经济、资源、环境协调发展的原则,在地区上对国民经济各部门的用水需要进行优化分配。在干旱、半干旱地区.必需确保生态环境用水,以防止生态环境的恶化。随着城镇供水量和再生污水排放量的增加,城乡供水应根据情况的变化,对规划进行滚动式修订。

  五、水资源的统一管理

  随着供水资源的扩大和用水量的不断增加,多水源、多部门的用水管理是一项复杂的系统工程,既要有强有力的综合管理,又要有权威的水主管部门加强对水资源的统一管理。当务之急是将粗放型水管理向集约型转变,将公益型发展模式向市场效益型转移。只有管好、用好、保护好有限的水资源,才能解决中国水资源的可持续开发利用问题。

  第二课题:农业需水及节水高效农业的建设

  课题组负责人:石玉林 卢良恕

  座谈会发言人石玉林(中国工程院院士、中科院综考会研究员)、卢良恕(中国工程院院士、中国农业与农村科技专家咨询委员会主任)

  石玉林说:

  一、研究的目的意义

  我国是贫水国家,干旱缺水问题十分严重。我国农业灌溉用水量占总用水量的70%以上。随着工业化、城市化和人口高峰的到来,工农争水、城乡争水的矛盾将日益激化,农业缺水问题势必更加突出,这将危及食物及农产品的提供和保障。另一方面,长期以来,由于技术和管理的落后,灌溉设施老化失修等原因,目前灌溉水的利用率仅为40%左右,与发达国家80%的利用率相差甚远,农业灌溉节水潜力极大。

  二、节水高效农业建设途径

  (1)区域农业水资源合理开发利用研究:包括降水资源的充分利用,地表水、地下水联合运用,劣质水资源化。

  (2)节水灌溉农业建设途径:包括提高水的利用率的途径与技术,提高水的利用效率的途径与技术,主要农作物高效用水技术,节水灌溉农业发展战略。

  (3)旱地农业建设途径:包括提高降水利用率的途径与技术,提高降水利用效率的途径与技术,发展集雨补灌农业,半干旱半湿润地区旱地农业发展战略。

  (4)高新技术在节水农业中的应用:包括节水农业中高新技术的筛选,实用高新技术的推荐。

  (5)节水高效农业管理对策:包括发展节水农业的政策调控,节水农业建设的制度保障,节水农业投入与产业化。

  卢良恕说:

  要切实贯彻党的十五届三中全会精神,“把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓”,“加快以水利为重点的农业基本建设,改善农业生态环境”,努力做到全面规划、优化结构、依靠科技、加强管理,加快节水农业的建设步伐。

  1.加快制定分区、分流域的规划,重点考虑华北、西北、东北、新疆以及黄河流域,统筹考虑工农业用水、上中下游统一安排、防洪和抗旱、水资源的开发利用和保护、防止水土流失等问题。

  2.优化结构,转变经济增长方式。

  ——加快调整农业、能源和工业经济结构。

  ——加强对“四水”(降水、径流、地下水、废水回收)的综合利用。

  ——大力推广节水灌溉,对现阶段各地实行的机械化旱作农业技术,要做好合理组合配套的研究和示范工作,建立示范区和基地,进一步加大技术示范推广力度。

  ——调整农作物布局,探索农牧业结合,研究同步改造环境与改良作物,水土保持与农业生产相协调的措施与途径。

  3.依靠科技进步,加强高新技术在节水农业中的应用,大幅度提高水的利用率。

  4.加强管理,使水资源发挥最大的效益。

  第三课题:城市和工业的节水和水质保护及污水处理问题(海水淡化与海水利用)

  课题组负责人:钱易 刘昌明

  座谈会发言人汤鸿霄(中国工程院院士、中科院生态环境中心教授)、高从堦(中国工程院院士、国家海洋局杭州水处理技术研究中心研究员)

  汤鸿霄说:

  一、城市水资源的可持续利用

  我国城市不同程度地受到缺水的困扰,但同时又存在着严重的水浪费。工业用水是城市用水的大户,约占总用水量的70%,我国城市工业每万元产值的耗水量近200立方米,而发达国家仅为20~30立方米,我国城市污水的回用率尚不到10%,若能提高到30%则会增加大量的水。节约工业用水量和循环回流一水多用等于就地取水,其造价要比远程调水便宜得多。

  二、水资源水质管理及水污染防治

  水量与水质是水资源问题的两个方面,随着城市与工、农业用水量的急速增长,现代工业与人体健康对水质的需求也显著提高,而天然水体的污染则对水量和水质的需求矛盾同时加大其严重性。水量危机与水质危机是同时出现,互为因果的,这在城市供水和排水中表现得更为突出。

  我国城市水域的90%以上受到严重污染,可用的清洁水量日益减少,不得不把取水水源向上游迁移,加长输水管线,兴建专用水库。水源的微污染处理已经成为我国城市水厂的常见工艺模式和科研方向。

  另一方面,河流流量的短缺甚至断流,大大降低了对排放污水的稀释能力,使水环境的污染更为显著,环境容量紧缩,甚至要提高排水的水质标准,才能保持水体的正常等级。调引水量和控制污染必须双管齐下才能收到经济实效。

  因此,水质问题实际是可用的有效水量问题,增大水量而不能保证水质会降低其使用价值,在基本建设中增大的投资负担同样是惊人的。水质是水资源的必然组成部分,水质的低下是水资源短缺的另一种表现形式,二者必须同时考虑才是健康的水资源政策。

  三、水源的污染与修复

  我国的地面水源已经达到严重污染的程度,地下水的污染也日益加剧。对于“三河三湖”已经开始采取坚决的措施。进行工业污染源的治理当然是首先要考虑的,但这并不能解决根本问题,甚至达不到水变清的目标。我国严重污染的水体都已积累了大量的沉积物即淤泥,包含着历年积存的各种有害有毒污染物,即使上复水换清,沉积物会成为二次污染源,释放污染物。水体彻底清淤是很困难甚至不可能的。污染湖泊的自然恢复往往要几十年的时间,这已成为国际上的难题和动向,我国将会面临更大的困扰,要及早从事研究已污染水环境的修复问题。

  高从堦说:

  海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。早在50年代,为解决“水的危机”,美国从1952年起专设盐水局,1974年后转为水资源技术局,不断推进水资源和脱盐的技术进步;1973年日本通产省下设造水促进中心,专门研究节能的脱盐技术;欧洲则在尤里卡等计划下推动海水淡化的发展。我国海水淡化技术是在政府支持和国家重点攻关项目驱动下发展起来的。1997年,在浙江嵊山镇建造了500立方米每天的反渗透海水淡化示范工程,填补丁我国这方面的空白,出水水质优于自来水,吨水耗电5.5千瓦时以下,技术经济指标具有世界先进水平,正着力推广应用,推进反渗透海水淡化技术的产业化。目前海水淡化主要的技术是蒸馏法和膜法。

  海水利用是指用海水代替淡水和从海水中提取化工产品的技术和过程。为解决淡水资源的紧缺,以海水作为工业冷却水已有百多年的历史。国内直接利用海水淡化冷却也有近60年的历史。海水直接利用的另一方面是冲厕,香港在这方面很突出,约有70%的冲厕用水为海水,在缓解水资源不足方面也起了很大作用。

  1.我国水资源匮乏,又是一个海洋大国,沿海城市一半以上缺水,所以海水淡化和海水利用应作为解决沿海和岛屿水资源不足的重要途径和方法之一。应加快包括海水淡化在内的开发利用海水资源的研究和实践。

  2.海水淡化技术的研究、开发和工程实验在我国已有良好的基础,世界各国的海水淡化经验也是很好的借鉴,设计和建造适合我国需求的海水淡化工程系统是完全可行的。

  3.海水资源开发需政策引导,除与其他技术配合在经济上能为社会接受外,目前应鼓励和扶植利用海水的产业和用户,使海水淡化和直接利用为沿海地区经济发展更好地服务。

  第四课题:北方地区水资源的合理配置和南水北调问题

  课题组负责人:潘家铮 张泽祯

  座谈会发言人潘家铮(中国工程院副院长、院士)

  我们认为在研究南水北调问题时,应该将包括水源调出区在内的整个地区的资源、经济、环境、社会各项因素视为一个完整的系统工程加以统盘考虑和透彻研究,才能得出符合实际情况和可行的解决方案。

  我们建议今后的研究中要特别遵循以下原则:

  1.北方地区到底缺多少水?必需依靠外调解决的又是多少?这是研究南水北调首先需弄清的问题。为此,要根据实际资源条件,研究社会经济发展的合理规模与速度,工农业的合理产业结构和布局,城市生活用水的控制水平等这一类基础性问题。不能在现有的用水方式和水平上作外延式的推算。例如,本地区是否要发展高耗水工业,是否宜耗用大量水资源垦荒,是否应严格控制生活用水标准等等,都值得研究,要认识到无论从资源上或需求上看,水的供应都有个极限,决不能考虑由国家建调水工程,各地区各部门敞开无偿或低价用水。那样做,调水工程只会助长浪费,加剧污染,把建设引上歧路。

  2.北方水资源供需缺口应通过什么方式来弥补?由于调水工程代价极大,水极昂贵,不能靠它作为唯一出路。首先应该充分合理地管好用好自己的水资源(包括向附近地区调水),开发其潜力,提高其利用效率。

  3.我国实行社会主义市场经济体制,调水工程当然不能按一般的盈利性工程对待,但决不是可以不考虑经济问题。南水北调不论采用哪一路线,工程都极为艰巨浩大。为了保证经济分析和财务分析的可靠性,必须落实全套工程(即能使调水发挥实效所需的全部配套工程)的设计、工程量和造价。对技术上的可行性要有把握有根据。对用水市场及不同地区、部门能承受的水价要调查清楚。对自然条件、技术安全和用水市场变化等不确定因素要做足够考虑,才能证实南水北调的可行性,不致开工后中途而废或建成后成为沉重负担。我国已建的一些调水工程的运用实践值得重视。

  4.过去的工作偏重于对调入区的研究,对水资源调出区的情况研究不透,要加大力度。

  5.要研究为了妥善解决北方地区缺水,实施南水北调应采取的各项政策和措施,包括宣传教育、政策导向与扶持、经济杠杆、行政法规等等。

  第五课题:江河防洪减灾对策研究

  课题组负责人:钱正英 徐乾清

  座谈会发言人徐乾清(原水利部副总工程师)

  一、总结历史经验教训,研究自然环境特点和社会经济历史背景,认识我国洪水产生、水灾形成的基本规律

  洪水的产生是气象(主要是降雨)和地形、地质条件所决定,而洪涝灾害的形成是人类社会经济活动的产物。

  我国西高东低三级阶状地形和气象条件不同、景观差异很大的三个自然地理区域,形成了从东北到西南一个宽广的地形气象过渡带。这个过渡带是我国主要江河的源头和上中游,是我国季风暴雨最集中、强度最大的地带,地形有利于洪水的汇集和传播,是我国东部洪水的主要来源;同时又是形成第三阶梯广宽冲积平原和众多河口三角洲的基本条件。

  东部冲积平原和河口三角洲既是洪水滞蓄、宣泄和泥沙堆积的场所,又是最适宜于人类生存和发展的优良地区。随着人口的增加和经济的发展,须不断扩大人的生存空间,而不断开发利用河川冲积平原,不断与水争地是扩大生存和发展空间的重要途径,这几乎是所有文明国家发展的基本规律。于是,人类生存空间与洪水出路产生对立和矛盾,这就是洪水灾害的基本成因。

  我国大江大河上中游洪水来量大,中下游河道泄洪能力小的矛盾是造成洪水灾害的直接原因,愈到近代矛盾愈趋尖锐。根据气象变化的不确定因素和人类控制天气、整治江河的能力和社会经济活动的影响,在可以预想的未来,洪水灾害是不能完全控制的,是不能从根本上消除的,只能采取既控制又适应的策略,尽量减少洪水灾害的损失,力争避免毁灭性灾害的发生。防洪治本是相对的,防洪任务是长期和艰巨的。

  二、分析研究主要江河水情、河情、工情、灾情的变化趋势,切实掌握江河防洪形势

  1.水情变化:受气象周期波动和人为因素特别是水利建设、水土保持和生态环境的影响,已引起江河洪水来量和洪水过程的明显变化,北方少水多沙的河流变化更为明显。

  2.江河萎缩,行洪水位明显抬高。

  3.防洪工程设施老化失修,未能充分发挥作用,如病险水库、堤防隐患和薄弱环节都很多。

  4.关于洪涝灾情:据主要江河中下游广大冲积平原、局部盆地、河谷川地曾经发生过的最大洪涝淹没面积估计,全国受洪水威胁的国土面积为73万平方公里,耕地约5亿亩。

  5.社会经济发展既为江河防洪能力的提高创造了有利条件,同时由于社会经济发展,特别是人口不断向江河沿岸聚集,土地不完全合理的开发利用,又为提高防洪能力设置了许多障碍。

  三、从防洪与社会经济可持续发展的关系出发,明确防洪的目标和标准

  1.有效控制常遇洪水,使洪水威胁地区(也是人口密集和经济发达地区)中90%以上的年份和每年90%以上的地区,免受洪水灾害,保证社会经济的正常运转。

  2.对超标准的非常大洪水,要有可行的对策,在充分利用常规工程措施(水库、河道堤防等)蓄泄能力的前提下,采用临时分蓄洪、积极防洪抢险和相应非工程措施,将洪水控制在一定范围内,防止洪水失控造成巨大损失和毁灭性灾害。

  3.建立灾后的有力保障体系,使灾后的救济、恢复、重建工作迅速进行,保障社会稳定,经济发展。

  四、探讨大江大河的防洪对策

  一般说来,有效控制常遇洪水,应以工程措施为主;对付非常洪水,应以非工程措施或临时性工程措施为主。

  工程措施必须点、线、面结合。即面上的水土保持和中小河流治理;整治河道加强堤防;兴建控制性调洪水库。

  堤防非常重要,但有它局限性,堤防越高,隐患越难消除,安全风险越大,而且战线很长,薄弱环节很难完全消除。因此,堤防需要限制在一定高度内,应当确保工程质量。全国数十万公里堤防,必须区别对待。

  关于河道疏浚,南方河道局部河段,可因地制宜的进行;北方河道,特别是黄河,必须慎重对待,不可未经试验研究盲目从事。

  关于分蓄洪区,是长期必须的,必须做到到时候能真正使用。因此,必须选择适当,完善安全设施,移民建镇,健全灾后恢复重建的政策办法。真正做到主动、及时、适量分洪。

  关于退田还湖,对防洪作用,不如实行蓄洪垦殖方式的分蓄洪区。移民安置任务十分艰巨,必须慎重对待。

  第六课题:西北地区及岩溶地区水资源开发利用研究

  课题组负责人:张宗祜 卢耀如

  座谈会发言人张宗祜(中国科学院院士、中国工程院院士、国土资源部水文地质研究所研究员)、卢耀如(中国工程院院士、国土资源部水文地质研究所研究员)

  张宗祜说:

  一、西北地区水资源的开发利用必须与生态环境的维护和改善结合起来考虑。

  二、西北地区水资源的开发利用要结合区内不同的自然地理、地质条件具体分析,采取不同的对策。

  三、西北地区水资源的开发利用要从整个流域来考虑。上、下游要统一考虑,使资源得到更合理的利用。

  四、水资源的开发利用不仅要利用可再生的水资源,同时也要考虑非再生性水资源的开发利用。所谓可再生水资源,系指那些与大气降水、河川地表水有紧密、直接联系的浅部地下水资源。它可以经常得到新的补给,并进行着周期不长的循环过程。非再生性水资源系指对人类时间尺度内,与现在大气降水或地表水系统没有紧密联系的地下水,它是长时期内储存于地下深处含水层中的淡水。非再生水资源并非绝对不会有新的补给、滞留不动、不能再生的水,只是补给、循环的周期比浅部地下水的循环周期要长。开发利用非再生水资源在干旱地区是一个非常重要的方面,对解决干旱区水资源问题有十分重要的意义。目前世界上许多处于干旱气候带的国家都早已重视并开发了非再生水资源(深部地下水)。例如:利比亚、阿曼、巴林、卡塔尔100%利用地下水,阿联酋77%用的是地下水,沙特阿拉伯75%用的是地下水,阿尔及利亚、以色列67%用的是地下水,突尼斯65%用的是地下水,美国亚利桑那(在进入科罗拉多河之前)62%用的是地下水,利比亚的库夫莱50年内开采了110亿立方米深部地下水用于灌溉。

  五、为解决西北地区水资源问题,首先要弄清水资源的承载能力和可持续利用程度,在这一工作的基础上来考虑和确定地区社会经济发展的规模和模式。水资源的最大承载能力和可持续利用程度,包括天然水资源量和可利用的最大负荷,也包括合理利用中的节约潜力和管理效益。这些应是制定地区发展规划的前提和约束条件。

  卢耀如说:

  岩溶山区开发利用水资源,存在着几个重要问题,需要认真对待。

  1.岩溶地区水资源的分布时空差异性。南北方岩溶地区都受季风气候影响,降雨补给多集中于6~8月,而且地表水和地下水转化迅速,赋存岩溶地下水的通道、洞穴系统的发育,又存在着巨大差异性,这就使开发水资源带来很大困难,而且由于岩溶因素而频繁出现旱、涝现象。不仅春旱是普遍存在,有的出现夏、伏、秋连旱现象。至1998年10月,广西和贵州仍有800万人和600头牲畜没有解决饮水问题。就是在长江边的重庆奉节县,全县仍有78万人、80万头牲畜饮水困难。许多县城如贵州紫云县饮水还是很困难的。

  许多地区原先已解决了饮水问题,近期又出现缺水现象。

  2.开发岩溶地区水资源易于诱发不良灾害问题。开发岩溶地区地表水和地下水资源,都易于产生不良灾害问题。例如修建地表中小型水库易于产生渗漏、塌陷,大型水库也易于诱发大型滑坡和地震;过量抽取岩溶地下水,也常诱发岩溶塌陷等现象。因此,开发岩溶地区地表和地下水资源,需要认真科学地对待环境效应问题。

  3.岩溶地区的地质一生态环境的恶化问题。由于岩溶地区未能很好开发水资源,加上土地小片分散、土壤薄瘠及氮、磷、钾养分少,缺乏稀有元素,使农业生产落后,加剧开荒、毁林,更使地质一生态环境不断恶化。薄瘠土地上,开垦多,无灌溉保障、土壤侵蚀加剧,收获少,也使石漠化现象发展加剧。

  4.岩溶石山地区成为长江等中下游地带水旱灾害的祸源。1998年长江中下游水灾,与岩溶石山地区生态环境恶化现象有密切联系。长江宜昌以上100万平方公里流域面积内,土壤流失量每年5.45亿吨,估计有一半以上来自岩溶石山地区,相当于有3700多万亩土地,每年被侵蚀1厘米的土壤。这些泥沙造成洞庭湖区每年淤积近1亿立方米,由于岩溶地区地表和地下水的迅速转化,也易于汇集并加大洪峰流量。

  第七课题:水土保持和林业生态环境建设问题

  课题组负责人:沈国舫 王礼先

  座谈会发言人沈国舫(中国工程院副院长、院士、北京林业大学教授)

  1.总的来说,在涵养水源、保持水土、改善水质等方面能起巨大的作用,从而在根本上改善区域生态环境、提高土地生产力,为农业、工业、交通、电力等各业发展和当地群众的脱贫致富提供良好的基础。

  2.水土保持综合措施必然会对天然降水的有效利用程度、河川径流量的变化、地表水和地下水的转换乃至区域(流域)水分平衡产生巨大的影响。这些影响又因地区条件(气候、地质地貌等)、人口负担程度、土地利用结构、区域规模(小流域、中尺度和大尺度的流域规模)的不同而不同,情况相当复杂。

  3.包含植被建设在内的水土保持工作的有效进展在某些地区会减少小流域产水量和进入河川的总径流量,对此有不同看法,尤其是针对半湿润及半干旱地区,分歧较为明显。在这方面存在着评价的观点问题。如认为水土保持促进了区域降水的有效利用从而促进当地社会经济的发展,应把由此而减少的径流量视为合理的水资源利用,是保持水土改善生态环境和促进地区发展应付的水资源代价,其中大部分本应是地区水分平衡的本底范畴。

  4.森林与水资源的关系也是很复杂的,在这方面也存在着一些不同看法。森林作为下垫面与大气环流的关系需要在大尺度甚至巨尺度的区域范围内进行探究,现代科学还不能提供完全确切的答案。森林的局部增雨作用是有可能的,但对其范围、程度和有效性评价也需作进一步的阐明。这方面的问题可以暂时搁在一边留待研究。森林的涵蓄水分、固土护坡、调节径流、滞洪补枯等作用在总体上毋唐置疑,可以加以充分利用。森林既可减少地表物理蒸发,增进水分有效利用,本身又需要消耗一部分水来支持其生命系统,这些组分在生态系统水分平衡中的相对关系因地区条件及森林状况而异。这个相对关系在湿润地区并不构成问题,而在水分不足的干旱半干旱地区需认真对待,从森林的合理覆盖率、乔灌草的比例和布局、树种选择及林分结构的合理化等方面加以探索,以充分发挥以森林或灌草为主体的植被在地区水文平衡中的有利作用,限制其不利方面,为区域的社会经济可持续发展提供良好的基础。既不能无限夸大森林植被的水文作用,又不能以个别在不合理人为活动影响下形成的低劣林分的状况来否定森林的有利水文作用。因地制宜、因林制宜,把森林适当地放在景观生态系统中发挥其有利作用,这是正确理解的关键。

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责任编辑岳梦华