水资源保护的内涵与功能

水资源保护的内涵与功能

1水资源作为社会问题和经济制约因素已成为制约生态环境的重要因素水是人类和所有生物生存的重要基础。同时，它也是工农业生产、社会经济发展和生态环境改善所不可替代的极其宝贵的自然资源。从数量上看,地球上的水量是非常丰富的。地球71%的面积被水覆盖,水的总量估计为1.39×1010亿m3,其中海洋水体约占97.41%,冰帽和冰河水体约占1.984%,地下水约占0.592%,湖泊水体约占0.007%,土壤水体约占0.005%,大气中水蒸气约占0.001%,河流水体约占0.0001%,生物体中水约占0.0001%。但这些水体中淡水总量仅为0.036×1010亿m3。除冰川和冰帽外,可利用的淡水总量不到全球总储水量的1%。这部分淡水与人类的关系最为密切,具有极其重要的社会、经济和环境价值。虽然淡水在较长时间内可以保持平衡,但在一定时间、空间范围内,它的数量却是有限的,并不像有些人想象的那样可以取之不尽,用之不竭。从未来的发展趋势看,由于社会对水的需求不断增加,而自然界所能提供的可利用的水资源又有一定限度,突出的供需矛盾使水资源己成为社会经济发展的重要制约因素。种种迹象表明,水的问题即将或已经成为严重的社会问题。20世纪60年代后期和70年代初期,非洲撒哈拉地区发生大干旱,造成了非洲大饥荒;1976~1977年美国大旱及1988年北美大旱,影响波及美国60%的地区,使人们对水资源的问题有了深切的认识。目前,印度、中国耗用水量分别达到最大可利用量和安全极限量的70%;阿拉伯地区22个地处沙漠的国家,水资源利用率已超过85%;埃及和以色列基本上已使用了可以利用的全部水资源量。据联合国预测,水将成为本世纪最有争议的城市问题之一。全世界将有10多亿人得不到清洁的饮用水,17亿人缺乏起码的公共用水卫生设施。水量短缺严重,供需矛盾尖锐将是全球水资源的主要表现之一。1992年初,有156个国家代表参加的“世界水资源与环境大会”提出了警告:“水资源短缺已成为当今人类面临的最严峻挑战之一。至本世纪末及21世纪初,此种情况更令人忧虑。”2000年3月17日,国际水问题联合会在荷兰召开了“世界水问题论坛”会议,就水的安全性问题进一步向人们提出警告,各国政府提出了明确的行动纲领。一方面水资源日益短缺,而另一方面水资源浪费现象又特别严重。统计结果表明,从1900年到1975年,世界人口大约翻了一番,年用水量则由约4×1011m3增加到3×1012m3,增长了约6.5倍,其中农业用水约增加了5倍;城市生活用水约增长12倍;工业用水约增加了20倍。特别是从20世纪60年代开始,由于城市人口的增长,耗水量大的新兴工业的建立,全世界用水量增长约1倍。农业灌溉一直采用粗放式的漫灌方式,严重浪费水资源。随着社会、经济、技术和城市化的发展,排放到环境中的污染物量日益增多,造成水体污染日益严重。水资源污染造成的“水质型缺水”加剧了水资源短缺的矛盾,加剧了居民生活用水的紧张和不安全性。1.1前苏联及加拿我国水资源并不丰富,水资源总量约为28124亿m3,其中河川年平均总径流量约为27115亿m3,排在世界第6位,继巴西69500亿m3、前苏联65400亿m3、美国30560亿m3、加拿大29114亿m3和印尼28113亿m3之后。我国人均占有河川年径流量约2327m3,仅相当于世界人均占有量的1/4,美国人均占有量的1/6,前苏联人均占有量的1/8。世界人均占有年径流量最高的国家是加拿大,人均占有年径流量高达14.93万m3,是我国人均占有年径流量的近64倍。1.1.1地下水资源分布的不均匀性我国水资源空间分布的特征主要表现为:降水和河川径流的地区分布不均,水土资源组合很不平衡。北方水资源贫乏,南方水资源较丰富,南北相差悬殊。长江及其以南地区的流域面积占全国总面积的36.5%,却拥有占全国80.9%的水资源总量;西北内陆地区及额尔齐斯河流域面积占全国的33.5%,拥有的水资源量仅占全国的4.6%。按面积平均,北方的水资源量均低于全国平均水平。据水利部水资源调查评价估算,我国各省、自治区和直辖市的水资源量,最多的是西藏、四川、云南和广西等省区,年拥有的水资源量均在1800亿m3以上;宁夏、天津、上海、北京、山西、河北和甘肃等省市区,年拥有的水资源量均在280亿m3以下,宁夏最低,年水资源量仅10亿m3。1.1.1.2地下水资源分布的不均匀性作为水资源重要组成部分的地下水资源量的分布受地形及其主要补给来源——降水量的制约。我国是一个地域辽阔、地形复杂、多山分布的国家,山丘区约占全国面积的69%,平原和盆地约占31%。地形特点是西高东低,定向山脉纵横交织,构成了我国地形的基本骨架。北方分布的大型平原和盆地成为地下水储存的良好场所。东西向排列的昆仑山—秦岭山脉,成为我国南北方的分界线,对地下水资源量的区域分布产生了深刻影响。正是地形上、降水上的分布差异性,使我国不仅在地表水资源上表现为南多北少的局面,而且地下水资源仍具有南方丰富、北方贫乏的空间分布特征。占全国总面积60%的北方地区,地下水天然资源量约260km3/a,约占全国地下水天然资源量的30%,不足南方的1/2。而北方地下水开采资源约140km3/a,占全国地下水开采量的49%。特别是占全国约1/3面积的西北地区,水资源量仅有220km3/a,只占全国的8%,地下水天然资源量和开采资源量分别为110km3/a和30km3/a,均占全国地下水天然资源量和开采资源量的13%。而东南及中南地区,面积仅占全国的13%,但水资源量占全国的38%,地下水天然资源量和开采资源量分别为260km3/a和26km3/a,均约占全国地下水天然资源量和开采资源量的30%。南、北地区在地下水资源量上的差异十分明显。1.1.2我国的降水量、年际变化大,全年都出现水资源短缺和水环境问题我国水资源受降水影响,其时间分布具有年内、年际变化大,枯水年和丰水年连续发生的特点。许多河流发生过3~8a的连丰、连枯期,如黄河在1922~1932年连续11年枯水,1943~1951年连续9年丰水。我国最大年降水量与最小年降水量之间相差悬殊。南方地区最大年降水量一般是最小年降水量的2~4倍,北方地区则达3~6倍。长江以南地区由南往北雨季为3~6月至4~7月,降水量占全年的50%~60%。长江以北地区雨季为6~9月,降水量占全年的70%~80%。水资源年际变化大,年内分配不均,不仅是我国经常发生季节性缺水,而且是许多河流发生灾难性水环境问题的原因。水资源的上述特点,导致我国国土的大部分地区都出现水资源短缺和水环境问题,并成为制约21世纪中国社会经济持续发展的重要因素之一。因此,认识我国水资源特点,有效地加以调控和保护,以促进水资源与人口、社会、经济和环境的协调发展,是解决21世纪我国水问题的关键。1.1.3不适应果林人口和耕地分布的特点我国水资源空间上分布的不平衡性与全国的人口和耕地分布上的差异性,构成了水资源与人口和耕地不匹配的基本特征。1.1.3.全国均水资源量不足北方地区人口占全国总人口的2/5强,但水资源占有量不足全国水资源总量的1/5;南方地区人口占全国的3/5,而水资源量为全国的4/5。北方地区人均水资源拥有量为1127m3,仅为南方地区人均的1/3。在全国人均水量不足1000m3的10个省区中,北方地区占了8个,而且主要集中在华北区;在全国人均水量超过2000m3的13个省区中,南方地区占了10个,而北方地区只有3个;人均水量在1000~2000m3的6个省区中,南、北两方各有3个。在南、北两地区中,北方地区的华北区人口稠密,其人口占全国的26%,但水资源量仅占全国的6%,人均水量仅为556m3,只有西北区的1/5和东北区的1/3强,不足全国人均的1/4,因此该区目前已成为全国缺水最严重的地区之一;南方地区的西南区人口不足全国的20%,而水资源量却占全国的46%,全区人均水量高达5722m3,是华北区的10倍。1.1.3.我国水资源与人口组合现状北方地区耕地面积占全国耕地面积的3/5,而水资源总量仅占全国的1/5;相反,南方地区耕地面积占全国的2/5,而水资源量却占全国的4/5。南方地区耕地水量28695m3/hm2,而北方地区只有9465m3/hm2,前者是后者的3倍。在全国耕地水量不足1500m3/hm2的15个省区中,北方地区占了13个;耕地水量超过30000m3/hm2的11个省区中,北方地区仅有1个;耕地水量为15000~30000m3/hm2的有3个省区,北方地区占了1个。综上所述,我国水资源与人口和耕地组合状况很不理想。尤其是北方地区耕地资源和人口稠密,而水资源占有量低,同时,稠密的人口和社会经济发展带来大量的污染物,造成有限的水资源质量下降。可见水资源是我国许多地区今后社会经济持续发展的主要限制因素,应全面深入开展水资源优化配置和水资源保护规划的研究工作,确保社会经济对水资源的需求。1.2未来中国面临的主要水资源问题根据我国21世纪社会经济发展总目标和水资源供求发展态势,今后我国主要面临着以下几方面水资源问题。1.2.1水资源供求矛盾趋由于人口持续增长和经济高速发展,工农业和人民生活用水将持续增加,使目前存在的水资源供求矛盾更趋激化。其主要表现为:a.供求总量更加不平衡,需水量增长速度超过可供水量的增长速度,供水状况趋于恶化;b.北方地区和沿海工业发达地区等地域性水资源供求矛盾日趋恶化,将严重制约社会经济的发展;c.巨大的人口压力对发展耕地灌溉事业提出更加紧迫的要求,而工业城市将是增加用水量的主要部门。用水量骤增,将对农业灌溉用水构成严重的威胁,部门用水矛盾更加尖锐。据预测,到21世纪30年代,在需水量实现零增长之前,全国需水总量将可能达到7000亿m3,比目前需水量要增加2000亿m3左右,平均需增加可供水量近100亿m3/a,这需要投入庞大的资金,要解决一系列复杂的社会环境问题,可见任务之艰巨。1.2.2农村水分节约潜力我国用水效益低下,用水浪费,大大加剧了全国性水的供需矛盾。据统计,目前农业灌溉缺水300亿m3左右,工业、城市缺水约58亿m3。600余座设市城市中有300多座缺水,较严重缺水的有110多座,年损失产值1600亿元,并不同程度地影响城市居民生活。可是,目前各用水部门较普遍存在浪费现象,水资源未能得到有效合理地利用,用水效益不高。农业用水效益低下,渠灌区水的利用率仅0.4~0.5,农民仍然习惯于大水漫灌,新的节水灌溉技术推广进度缓慢。目前全世界灌溉面积中,滴、喷灌面积已占总灌溉面积的1/10,我国至2000年底发展到1638.9万hm2,约占总灌溉面积的29.8%。近年来,节水灌溉技术推广力度较大,但所占比例仍然较低。不少学者研究指出,我国现在的农业用水如果能积极采取有效节水措施,可望节约用水量近1000亿m3,潜力十分巨大。工业和城市生活用水仍然浪费严重。我国正处在工业化初期阶段,大量工业生产设备陈旧,生产工艺落后。工业结构中新兴技术产业比重低,加上管理水平低,因此绝大多数地区工业单位产品耗水率高于先进国家数倍甚至十余倍。而水的重复利用率也低得多,全国只有青岛、大连、北京、天津、西安等缺水城市水的重复利用率达到70%以上,大批城市在30%~50%之间,而日本、美国、前苏联等在80年代水的重复利用率均在75%以上。如果我国工业用水效率能达到上述国家的水平,工业用水紧张局面可以得到一定程度的缓解。目前城市生活因各种条件限制,人均日用水量仅达到180L左右,县、镇人均日用水量更低,只有50~60L左右,但还是存在相当程度的浪费现象,尤其是公共用水部分,如宾馆、学校和商业等部门。居民生活也同样存在用水浪费问题。因此城市生活用水也有节约的潜力。随着将来城市规模的进一步扩大,城市生活节水对缓解城市供水矛盾更具有重大意义。1.2.3污水废水渗透,危害人民健康出现水资源紧张局面,除当地水资源短缺和供水工程供水能力不能满足需水要求外,水资源受到严重污染而不能继续作为供水水源也是重要原因。据2000年《中国水资源公报》,全国污水排放量达到620亿t,80%的污水未经处理就直接排入江河湖海。全国90%以上的城市水环境恶化,城市所在地附近的河流或河段已多成为排污沟渠。城市地区的地表水水质已严重恶化,部分城市地区的浅层地下水水质也有恶化的趋势。随着乡镇企业的快速发展,使水质污染不断向广大农村蔓延。严重的水质污染问题,不仅使水资源无法利用,也使农产品受到污染,严重影响人民健康。在过去地区间存在水源分配的矛盾尚未得到很好解决的情况下,现在又增加了地区间排放污水的矛盾,增加了地区间的社会冲突和社会不安定因素。为了保证我国社会经济持续发展,我们必须把水资源保护放在重要地位。1.2.4、加强水管理水管理,实行部门保护主义、多头管理、部门古与先进国家相比较,我国水资源管理水平落后,水利工程的“重建轻管”现象依然未得到扭转。尽管国家颁布了水法,但因部门间、地区间利益冲突,各种保护主义盛行,又缺乏行之有效的法律实施细则,致使水管理工作进展缓慢。要强化水资源系统管理,克服部门保护主义和分散管理与多头管理的弊端,对地表水、地下水和空中水、给水和排水、供水和需水由一个管理机构实行统一全面管理。通过管理提高用水效益,缓解我国水资源供求矛盾,以确保社会、经济、环境的协调发展,奠定社会经济持续发展的物质基础。1.3水资源危机实质世界上许多国家正面临水资源危机。20世纪世界人口增加了2倍,而人类的用水增加了5倍,对人类和环境产生了十分巨大的影响。当前,全球1/5的人得不到安全的饮用水,30亿人缺乏卫生设施,致使每年有300~400万人死于由水引起的疾病。我国水资源危机更为严重,人均水资源不足,而且时空分布不均,全年降雨主要集中在7,8,9月,南方水多,北方水少,更加剧了水资源短缺。北方问题更为突出,有河皆干,有水皆污。如果目前的用水方式保持不变,未来生态系统的恶化和生物多样性的破坏将威胁人类的生存,缺水更成为经济发展和社会进步的重要制约因素。水资源危机不仅仅表现在数量方面,而且同样表现在质量方面,水资源质量下降是导致水危机的重要原因。因此,开展水资源保护管理的研究,探讨水资源质量管理理论方法和管理体系,解决我国水资源保护管理中的关键技术,是实现水资源永续利用,促进社会经济可持续发展的重要前提。该项研究不仅具有重大的理论意义,而且具有十分广泛的实际应用价值。2流域管理及运行特点国外对水资源保护相当重视,将其纳入流域管理的核心内容之一。近年来,随着生态环境的变化和人们认识的不断提高,流域管理突出表现为合理利用流域水资源,流域环境保护和流域生态系统建设等。流域管理的目的是充分发挥水土资源及其它自然资源的生态效益、经济效益和社会效益,以流域为单元,在全面规划的基础上,合理安排工、农、林、牧、副各业用水,因地制宜布设综合治理措施,对水土及其它自然资源进行保护、改良与合理利用,实现可持续发展战略。2.1流域管理方式的转换在欧美等发达国家,经过一个世纪的发展演变,流域管理的理念发生了重大变化,水资源保护管理的政策、形式和内容也随之而变。这一转变的脉络是:大规模水资源开发→工业污染物排放,水环境质量的恶化→工业污染控制,水资源保护的加强→水污染综合防治,水生态环境的恢复→可持续性流域水资源-环境-生态综合管理;从水利科学的角度可分为五个阶段:防洪→供水→水资源保护→景观建设→生态恢复→生态平衡,这两种表达方式是一致的。这种水资源管理政策和流域管理内容的阶段性在美国最为明显。美国在19世纪50年代至20世纪初,水资源开发利用程度较低,主要任务是开发水资源以促进国家社会经济的发展。当时的流域管理主要着眼于水资源的多功能特性,强调水资源的综合开发和利用,注重河流梯级开发,水工程的统一布局和其自身的综合功能,以便最大限度地开发利用水资源,水资源多目标管理便是这一时期提出的。20世纪60年代,人们逐渐认识到一个流域水环境容量的有限性和各种资源相互依存的整体性。流域不但是一个以江河干支流水系为纽带,把各种资源有机结合起来的综合体,而且是支撑和保障人类生存和社会经济发展的环境条件。于是,水资源开发利用已达到较高水平的美国相继调整了水资源政策,逐渐由开发转向管理。1965年美国颁布了《水资源规划法》,要求以环境质量、区域发展、社会福利为目标进行水土资源综合规划,并要求建立以规划、协调为主的流域机构。1972年美国修订通过了《清洁水法》,提出了要达到“可钓鱼、能游泳”的水质目标,于是开始进行大规模的城市污水处理厂建设和工业污水处理。80年代开始,现代型的“流域保护方法”在美国各州全面兴起。这一方法的特点是:控制在流域内兴建新的水利工程,重视管理现有的水利工程;强调联邦政府和地方政府协作,开展流域范围资源和环境的综合管理,水资源管理权限移交州政府,生态环境用水需求得到保障;在流域水污染控制方面,既重视点源,也重视非点源污染控制和管理,强调对流域生态系统的保护。在欧洲,流域管理工作与防治山洪、泥石流、滑坡等自然灾害联系在一起。欧洲文艺复兴时期以后,围绕因滥伐山地森林而引起的山地荒废、洪涝灾害等问题,欧洲阿尔卑斯山区各国开展了以恢复森林为中心的森林恢复工程。奥地利在15世纪就出现了以防治山洪为目标的拦沙坝。1884年,奥地利制定了世界上第一部《荒溪治理法》,总结出一套综合的防治荒溪流域水土流失的森林-工程措施体系。欧共体国家在20世纪60年代至70年代纷纷制定或修改了《水法》,建立了以流域管理为基础的水资源管理体制,成立了流域水资源管理机构,加强对水资源数量和质量的管理。在日本,流域管理的目的与欧美基本相同,强调水土资源一体化管理,注重“治水”、“治土”、“利水”、“环境”(“保水”)和“生态”(“亲水”)。总体来看,发达国家目前的流域管理方式已从注重水资源量的管理转向流域水土保持、水资源量、水环境和生态系统的可持续性综合管理,即对流域内的水土资源及其它相关资源的开发、利用和保护进行统一规划、协调与管理,尤其重视流域生态系统的修复和人与自然的和谐相处。其中以美国的流域水资源管理模式转换最富有代表性,其特征可归纳如下:①重视水资源一体化管理;②重视水资源量和质保护并重;③重视生态环境用水量;④强调改进流域生态系统的整体功能;⑤由重开发转向开发保护并重;⑥由重治理转向重预防;⑦重视非工程措施在水资源保护管理中的作用;⑧流域水环境保护由点污染源治理转向综合控制管理;⑨强调政府、企业和公众在流域管理中的共同参与和协作;⑩重视流域所有资料、信息,特别是水资源量和质监测成果共享。2.2发达国家的水资源保护体系的发展2.2.1tva模式的特点1933年,美国总统罗斯福批准了“TVA法案”(TennesseeValleyAuthorityAct),建立了第一个流域管理机构——田纳西流域管理局。TVA的目的是以水资源开发为先导,通过控制洪水、开发航运、发展电力、完善基础设施、合理利用土地资源等促进流域的社会经济发展。TVA模式有其鲜明的特点:a.对经济和社会发展具有广泛的权力;b.属于政府的一个机构,直接对联邦政府负责;c.法律授权和高度的自治权;d.有专门经费,滚动开发。TVA水资源管理模式的成功,使这种形式的流域管理成为落后地区取得经济发展的一种模式。第二次世界大战后,这种模式在发展中国家受到欢迎,印度、墨西哥、斯里兰卡、巴西、哥伦比亚等国相继建立起类似的以改善流域经济为目标的流域管理局。2.2.2流域协调委员会流域协调委员会是由国家立法或由河流流经