A. 為什麼說地下水系統是非常脆弱的
因為當前地下水資源已經面臨著枯竭。
要麼被抽幹了,要麼因為污水下滲造成了污染。
地下水資源形成非常不容易,需要經過長時間積累。
可以算是不可再生資源。
B. 什麼叫水資源短缺,是指水資源總量低於總用水量嗎
定義:水資源相對不足,不能滿足人們生產、生活和生態需要的狀況。
應用學科:資源科技(一級學科);水資源學(二級學科)
水資源的稀缺,從本質上來說,是因為水資源的不可再生性決定的。地球上水的總量是一定的,而且飲用淡水的總量就更少了。隨著利用和不合理浪費的越來越劇烈,水資源的缺乏問題日益明顯。 隨著經濟的發展和人口的增加,人類對水資源的需求不斷增加,再加上存在對水資源的不合理開采和利用,很多國家和地區出現不同程度的缺水問題,這種現象稱為水資源短缺。 對於水資源短缺問題的解決,最有前景的應該是開發那些不可用水。比如海水淡化,地下水的開發和採集,以及兩極冰川的利用。其實,地球上水資源的量是很足夠的,我們所說的水資源短缺僅僅是指淡水的,或者說可隨意利用的水資源稀缺。所以,變不可用水為可用水是一大方法。 另外,號召人們解決用水和重復利用也是一個辦法。此外還有就是防止水污染,水污染也是導致水資源短缺的重要原因。
C. 水資源的屬性
關於水資源屬性或者說特性(點)的描述見之於各類文章和著作中[5-8],但大致都從可再生性、有限性、用途廣泛性和不可能替代性、時空分布不均性以及經濟上的兩重性等方面進行論述。與人們對水資源內涵的認識過程一樣,隨著對水問題研究的深入,人們對水資源特性的認識也不斷深化並有不同的表述方式。現分述如下:
(1)從以往對水資源量的可再生性描述引申到質的可改善性描述[6]。水質的改善既可根據水體的生態環境和物理化學特性,利用水體的自凈功能和水文地質環境對水體的凈化能力來達到,也可通過人為技術措施來實現,但改善程度取決人、財、物的投入和用水目的要求。此外,文獻[6]還特別強調,在認識到水資源具有不可缺少和廣泛社會功能的同時,還應認識到其存在和輸出的環境具有易受破壞、比較脆弱的特點,否則,人類必將受到自然界更嚴重的報復。具體表現在兩個方面:一是水環境易受污染,使原本潔凈的水域失去利用功能,而且作為一種載體,能使污染物在更大范圍擴散蔓延;二是水環境極易受破壞,特別是地下水,當開采量超過補給量時,水資源的質和量都會失去平衡,並由此引發一系列的地質環境問題,從而使水資源失去原有存在的環境條件,失去能作為開發利用水源基地的應用價值。
(2)從開發的整體性和利用的綜合性認知水資源的屬性[7]。對某一區域來講,水資源系統是一個完整的體系,水資源的開發利用應以區域水資源的整體作為規劃和開發利用單元進行,而且工程的建設也應考慮水資源系統的整體性。但從利用的角度,水資源又是綜合的和多功能的,水資源開發利用往往是城鄉及工礦企業供水、防洪、除澇、水土保持、航運、養殖、觀光、水力發電、農田灌溉、水環境保護等功能的綜合,而且不時各種目標都混合在一起,難分伯仲。這就要求水資源項目規劃和設計時,既要考慮區域內水資源的總體狀況,又要兼顧各部門及各種利用方式間的差異,只有這樣才能實現區域水資源的合理開發利用。這種區域水資源利用功能的綜合性和差異,也決定不同地域水資源價值和價格的不同。
(3)從自然屬性、環境屬性、經濟屬性和社會屬性4個方面概括水資源的屬性[8]。文中提及了關於「水資源需求零增長」的概念,即隨著經濟和科學技術的發展,因水資源約束而促使需水量出現零增長或負增長的趨勢,但同時水資源范圍的拓寬和用水方式的改變卻使水資源承載力可能超過限制因素的約束而呈穩定的或持續的增長狀態。這一段話的描述引發了筆者對水資源的「不可替代性」的重新思考——「虛擬水」。目前許多大城市由於經濟發達,人員技術素質高,常常通過商品交換,以耗水少而產值高的工業商品,換取耗水量大的民用商品和食品以及工業原料,等於進口了水資源。這種隱含在商品中的水便是「虛擬水」(virtual water)。據統計[9],1995~1999年在全世界貿易中虛擬水的交換量達到1萬億m3,而出口量則為170億m3。由此看來,對水資源「不可替代性」的問題要進行重新認知,即水資源對於某一產業的用途來講是不可替代的,而對於區域來說,因發展戰略和產業布局的不同,水資源量是可以調整的,或者說是可以替代的。
D. 保護水資源的知識
LZ請給分
水是人類生存必不可少的條件之一,沒有水,也就沒有生命的存在,所以我們要保護水資源。
據統計地球表面的水儲量大約有140億億立方米,但淡水資源只有3.5億億立方米,在這有限的淡水資源中,僅有0.34%是人類可以利用的,由於分布不平衡,生活浪費,全世界60%的地區供水不足,嚴重缺乏用水,情況嚴峻。
各種有害的物質,如農葯、重金屬、化學物質、致病微生物、油類以及各種廢棄放射性物質……,被人為地排入水中,並超出了水本身的進化能力,於是就發生了水污染。大量的污水物排入河流,造成內陸水域污染,繼而使湖泊和海灣污染,就連地下水也難逃厄運。水污染對人的健康危害極大,污水中的致病菌可引起傳染病的流行。各種工業廢水、農葯等有毒物質排入水中,可使飲水人中毒。重金屬污染的水進入人體,會使人慢性中毒等等。
因而,我們要保護水資源,防止水污染,從身邊的小事做起。比如:節約用水、使用無磷的洗衣粉……。我們要大力宣傳水資源的保護知識,看見破壞水資源的行為,要向有關部門舉報。
保護水資源要從我做起,保護水資源就是保護人類自己。
節約用水保護水資源任重道遠
我國嚴峻的水資源問題再次成為公眾關注的焦點。我們要充分地認識到,節約和保護水資源,實現水資源的可持續利用,任重道遠。
我國是一個洪澇災害頻繁、水資源短缺、水生態環境脆弱的國家。新中國成立後,我國水利事業發展迅速,有效地促進了經濟發展和社會進步,取得了舉世矚目的成就。在對水資源進行開發利用治理的同時,注重水資源的節約和保護工作,基本形成了社會主義現代化建設相適應的水資源開發、利用、管理與保護體系。
但是,隨著人口的增長和經濟社會的快速發展,水資源問題,尤其是水資源短缺與經濟社會發展的矛盾已經充分暴露出來。全國平均每年因旱受災的面積約4億畝。正常年份全國灌區每年缺水300億立方米,城市缺水60億立方米。在缺水的同時,還存在著嚴重的用水浪費,全國農業灌溉用水利用系數大多隻有0.4,而很多國家已達到0.7~0.8;我國工業萬元產值用水量為103立方米,是發達國家的10~20倍,水的重復利用率我國為50%左右,而發達國家為85%以上。水污染嚴重,全國年排放污水總量近600億噸,其中大部分未經處理直接排入水域。在全國調查評價的700多條重要河流中,有近50%的河段、90%以上的城市沿河水域遭到污染。水污染不僅破壞了生態環境,而且使水資源短缺問題更為嚴重。
有關專家指出,嚴峻的水資源形勢,對我國的可持續發展構成了極大的威脅。從人口增長看,2030年左右,我國人口將達到16億,人均佔有水資源量將減少1/5,降至1700立方米左右。從經濟增長看,今後幾十年,我國經濟仍將處於快速增長期,到本世紀中葉,國內生產總值要增長10倍以上,城市和工業用水將有較大幅度增長,廢污水排放量也將相應增加。從城市發展看,21世紀中葉我國城市化率可能達到70%,城市水供求矛盾必將更加尖銳。從糧食生產看,我國北方產糧區水資源條件並不富餘,2050年前國家需要增加1.4億噸糧食的要求,將導致水資源短缺的形勢更加嚴峻。因此,開源節流和保護水資源的任務十分艱巨。
水資源善也是制約西部大開發的主要因素。西部地區,尤其是西北地區地廣水稀,水土流失嚴重,生態環境脆弱。水資源是該地區最具有戰略意義的資源,水資源的合理開發、節約利用、有效保護是實施西部開發的重要內容。
為了緩解水資源短缺的矛盾,遏止水環境惡化的趨勢,有關部門正在加大節約和保護工作的力度。在最近召開的全國水利廳局長會議上,水利部部長汪恕誠提出,要轉變以往比較注重水資源的開發、利用、治理,對水資源的配置、節約、保護重視不夠的局面,要把節約和保護水資源作為一項重大國策,實現由工程水利向資源水利,由傳統水利向現代水利、可持續水利的轉變。
據了解,國家將在統籌規劃、綜合治理的基礎上,採取實際步驟加強水資源節約和保護工作。在計劃上,改變以往單純的工程計劃方式,將節水、水資源優化調度、水環境保護等方面的項目擺到重要位置,加快建設和發展。在體制上,切實加強流域管理職能,積極推進城市水務局管理體制的建立,為水資源的科學配置提供體制保障。在管理上,制訂和完善科學的管理制度和措施,充分利用水價、水資源費等經濟杠桿,採用有效的科技和經濟手段實現水資源的優化配置,提高水資源的利用率,發揮綜合效益。在法治上,堅決執行《水法》、《防洪法》、《水土保持法》等有關法律法規,做好有關法律法規和規章制度的配套建設,特別是《水法》的修改工作,加大執法力度,堅持依法管理水資源。在科研上,突破以往水利工程科學的科研模式,不僅要加強水利基礎科學,而且要發展綜合學科、交叉學科,不僅要研究水利工程特別是樞組工程問題,而且要緊緊圍繞我國水利面臨的突出矛盾和問題,研究各種治理措施的相互關系,科學配置,促進水資源管理與經濟發展、生態環境緊密結合,促進經濟效益、社會效益與環境效益的協調統一。
E. 地球的水資源多麼缺乏
水資源是人類生產和生活不可缺少的自然資源,也是生物賴以生存的環境資源,隨著水資源危機的加劇和水環境質量不斷惡化,水資源短缺已演變成世界倍受關注的資源環境問題之一,甚至有人預言,未來戰爭的起因很可能就是由於對水資源的爭奪。
世界水資源
地球上的水量是極其豐富的,其總儲水量約為13.86億立方公里,大部分水儲存在低窪的海洋中,佔96.54%,而且其中97.47%(分布於海洋、地下水和湖泊水中)為鹹水,淡水僅占總水量的2.53%,且主要分布在冰川與永久積雪(佔68.70%)之中和地下(佔30.36%)。如果考慮現有的經濟、技術能力,扣除無法取用的冰川和高山頂上的冰雪儲量,理論上可以開發利用的淡水不到地球總水量1%,實際上,人類可以利用的淡水量遠低於此理論值,主要是因為在總降水量中,有些是落在無人居住的地區如南極洲,或者降水集中於很短的時間內,由於缺乏有效的水利工程措施,很快地流入海洋之中。由此可見,盡管地球上的水是取之不盡的,但適合飲用的淡水水源則是十分有限的。
世界水資源供需狀況並不樂觀。1996年5月,在紐約召開的「第三屆自然資源委員會」上,聯合國開發支持和管理服務部對153個國家(佔世界人口的98.93%)的水資源,採用人均佔有水資源量、人均國民經濟總產值、人均取(用)水量等指標進行綜合分析,將世界各國分為四類,即水資源豐富國(包括吉布地等100多個國家)、水資源脆弱國(包括美國等17個國家)、水資源緊缺國(包括摩洛哥等17個國家)、水資源貧乏國(包括阿爾及利亞等19個國家)。按此種評價法目前世界上有53個國家和地區(佔全球陸地面積的60%)缺水。其中包括:西班牙、義大利南部、達爾馬提尼亞沿岸、希臘、土耳其、阿拉伯國家(敘利亞除外)、伊朗大部分地區、巴基斯坦、印度西部、日本、朝鮮、澳大利亞、紐西蘭的西部地區和南部地帶、西北非和西南非沿岸、巴拿馬、墨西哥北部、智利中部和美國西南部、中國。目前的趨勢和預測已經表明,到21世紀初,水危機將成為幾乎所有乾旱和半乾旱國家普遍存在的問題,聯合國發表的《世界水資源綜合評估報告》預測結果表明,到2025年,全世界人口將增加至83億,生活在水源緊張和經常缺水國家的人數,將從1990年的3億增加到2025年的30億,後者為前者的10倍,第三世界國家的城市面積也將大幅度增加,除非更有效地利用淡水資源、控制對江河湖泊的污染,更有效地利用凈化後的水,否則,全世界將有1/3的人口遭受中高度到高度缺水的壓力。
中國水資源
我國是一個水資源短缺、水旱災害頻繁的國家,如果按水資源總量考慮,水資源總量居世界第六位,但是我國人口眾多,若按人均水資源量計算,人均佔有量只有2500立方米,約為世界人均水量的1/4,在世界排第110位(按149個國家統計,統一採用聯合國1990年人口統計結果),已經被聯合國列為13個貧水國家之一。全國年降水總量為61889億立方米,多年平均地表水資源(即河川徑流量)為127115億立方米,平均地下水資源量為8288億立方米,扣除重復利用量以後,全國平均年水資源總量為28124億立方米。應該指出的是,我國水資源南北差異較大,形成了南方水多,北方水少的格局。水資源是水資源量與水質的高度統一,在一特定的區域內,可用水資源的多少並不完全取決於水資源數量,而且取決於水資源質量。質量的好壞直接關繫到水資源功能,決定著水資源用途,例如,優質礦泉水,具有良好的水質,具有多方面的功能,有較高價值,與此相反,嚴重污染的污水不僅沒有任何使用價值,而且能夠給人帶來各種危害(破壞景觀、影響健康、帶來各種經濟損失等)。因此,在研究水資源時,水質是非常重要的,是決不能忽略的,只考慮水量或者水質的作法都是不科學的,必須予以糾正。
多年來,我國水資源質量不斷下降,水環境持續惡化,由於污染所導致的缺水和事故不斷發生,不僅使工廠停產、農業減產甚至絕收,而且造成了不良的社會影響和較大的經濟損失,嚴重地威脅了社會的可持續發展,威脅了人類的生存。根據全國水環境監測網水質監測資料,2000年對全國主要江河700多條河流的水質進行了評價,在評價的11.4萬公里的河長中,Ⅰ類水佔4.9%,Ⅱ類水佔24.0%,Ⅲ類水佔29.8%,Ⅳ類水佔16.1%,Ⅴ類水佔8.1%,劣Ⅴ類水佔17.1%。枯、豐水期水質變化不大。全國符合和優於Ⅲ類水的河長占總體價河長的59%。全國重點湖泊、水庫的水質良好,部分湖泊處於富營養狀態。
我國地表水資源污染嚴重,地下水資源污染也不容樂觀。「八五」期間水利部組織有關部門完成了《中國水資源質量評價》,其結果表明,我國北方五省區和海河流域地下水資源,無論是農村(包括牧區)還是城市,淺層水或深層水均遭到不同程度的污染,局部地區(主要是城市周圍、排污河兩側及污水灌區)和部分城市的地下水污染比較嚴重,污染呈上升趨勢。
具體而言,根據北方五省區(新疆、甘肅、青海、寧夏、內蒙古)1995眼地下水監測井點的水質資料,按照《地下水質量標准》(GB/T14848-93)進行評價,結果表明,在69個城市中,Ⅰ類水質的城市不存在,Ⅱ類水質的城市只有10個,只佔14.5%,Ⅲ類水質城市有22個,佔31.9%,Ⅳ、Ⅵ類水質的城市有37個,占評價城市總數的53.6%,即1/2以上城市的城市地下水污染嚴重。至於海河流域,地下水污染更是令人觸目驚心,2015眼地下水監測井點的水質監測資料表明,符合Ⅰ-Ⅲ類水質標准僅有443眼,占評價總數的22.0%,符合Ⅳ和Ⅵ類水質標准有880和629眼,分別占評價總井數的43.7%和34.3%,即有78%的地下水遭到污染;如果用飲用水衛生標准進行評價,在評價的總井數中,僅有328眼井水質符合生活標准,只佔評價總數的31.2%,另外2/3以上到監測的井水質不符合生活飲用衛生標准。
總之,我國水環境總的態勢是局部有所好轉,整體持續惡化,形勢十分嚴峻,前景令人擔憂。
中外水資源數量差異
我國河川徑流量27115億立方米,在世界主要國家中,僅次於巴西、前蘇聯、加拿大、美國和印尼,居世界第六位。
在世界主要國家中比較,我國水資源總量是可觀的,但是由於人口眾多,導致人均水資源量遠遠低於上述主要國家,也大大低於全世界的平均水平。如果從單位耕地面積水量來看,也遠遠小於世界的平均水平,我們用全世界7.2%的耕地,養育了全球1/5的人口,從中可以看出我國的水土資源是多麼稀缺。應該特別強調的是,由於我國國土遼闊,各地區之間自然條件存在很大差異,導致水資源豐富程度出現顯著的差別。全國水資源80%分布在長江流域及其以南地區,人均水資源量3490立方米,畝均水資源量4300立方米,屬於人多、地少,經濟發達,水資源相對豐富的地區。長江流域以北廣大地區的水資源量僅佔全國14.7%,人均水資源量770立方米,畝均約471立方米,屬於人多、地多,經濟相對發達,水資源短缺的地區,其中黃淮海流域水資源短缺尤為突出.
F. 請教!水資源脆弱性的概念是什麼
木有分,我就簡單說下吧,水的脆弱性是自我循環和修復的周期緩慢,水大部分都是地下水,不過隨著地下水的枯竭,地上水也在下降,降雨量降低後總體都在下降,最嚴重的是水污染,水只會越來越少,除非大家全力保護~
G. 導致天山水資源系統脆弱的關鍵環節是什麼
導致天山水資源系統脆弱的關鍵環節是全球氣候變暖
全球氣候變暖是人類共同面對的嚴峻課題,讓生態資源不可避免地受到威脅,導致冰川消退、雪被減少、永凍土消融等現象冰川凍土加速消融導致「亞洲水塔」失衡,短期內河流徑流增加,有利於乾旱區草地生態系統和農牧業發展以及綠洲規模擴張。但長期來看,隨著冰川融水徑流達到峰值後最終將減少甚至消失,未來水資源短缺潛在風險加劇,將對乾旱地區生態環境帶來嚴重後果
H. 地下水資源的概念和特徵
地下水資源從屬於水資源。對於水資源的概念,目前仍然沒有統一的定義,但是總體上可以分為廣義和狹義兩種。廣義的水資源概念泛指地球上可被人類利用的水,即「一切具有利用價值,包括各種不同來源或不同形式的水,均屬水資源范疇」。《中華人民共和國水法》第二條中將水資源規定為地表水和地下水,就是採用了廣義的水資源概念。狹義的水資源概念指廣義水資源中參與陸地水循環的液態水,是能夠在人類現有經濟技術條件下可調控利用的、可更新的、水質滿足特定行業標準的水分。《中國大網路全書》(大氣科學·海洋科學·水文科學)中把水資源規定為「每年可更新的水量資源……對人類最有實用意義的水量資源,是陸地上每年可以更新的降水量、江河徑流量或成層地下水的淡水量」,就是一種狹義的水資源概念。在進行水資源評價時,採用狹義水資源概念。
地下水資源具有水資源的一般屬性,即參與陸地水循環、可再生、可調控。地下水的循環過程是水文循環的地下部分,其補給、徑流和排泄都受到整體氣候-水文系統的約束,因此地下水資源與地表水資源本質上是統一的。水文循環是一個持續不斷的過程,地下水在參與水循環時不斷與大氣水和地表水相互轉化,因此是一種可再生、可更新的資源。地下水不像地表水那樣可以修建水庫和渠道進行調配,但人類也可以通過井孔開采和回灌等技術對其進行一定程度的調節和控制。
地下水資源的特徵表現在天然條件下的寶貴性、系統性、流動性、可恢復性或有限可再生性、可調節性以及人為影響下的衰減性和脆弱性等。地下水資源雖然具有水資源的一般屬性,但一些屬性的具體特徵與地表水資源存在重要區別。
首先,地下水資源的賦存和流動空間比地表水資源更為廣泛。地表水主要存在於水系,即由河流、湖泊、水庫、渠道等構成的水文網路系統。地下水主要存在於含水層系統,並且大多數處於流動狀態,它由平面上展布的、具有一定厚度的鬆散沉積物含水層、基岩裂隙或岩溶含水層組成,也可以存在於斷層破碎帶,不同程度參與地球表面的水循環。含水層系統的面狀結構比水文網路系統的線狀結構具有更大的賦存體積,使地下水循環對外界環境變化的緩沖能力更強,循環過程表現得更穩定。流域水系的邊界可以通過地貌分水嶺來圈定,但這並不一定是地下水系統的邊界;一個大型流域內也可能連接了一系列相對獨立的含水層系統或流動系統。因此,在進行區域水資源管理的規劃時,既不能僅僅根據地表水系也不能單憑一個含水層系統或一個流動系統的分布確定管理范圍,應考慮整個地下水系統的范圍。
其次,從循環的速率來看,地下水資源是有限可再生的。地下水的循環交替速率遠遠小於地表水。一個水庫的庫容降低到死庫容之後,在第二年的豐水季節即可恢復。這種以水文年為周期的循環交替過程使地表水具有很強的再生能力。然而,地下水的可再生能力遠不如地表水,尤其是深層地下水循環速率很小,以致一個嚴重超采區「地下水庫」的恢復可能需要幾十年甚至上百年的時間。某些含水層中的地下水年齡達到幾萬年乃至幾十萬年以上,就是因為循環速率十分緩慢、循環路徑十分漫長,雖然它仍然是可再生的,但「恢復」時間太長,以至於缺乏現實意義。地下水資源的有限可再生性,還體現在水質的「恢復」十分困難。相對於地表水,地下水的污染治理需要耗費幾十倍、幾百倍的時間和成本,即使去除了污染源,已經到達地下水中的污染物還能長時間停留在含水層中。這里所說的有限可再生性,並非否定地下水是可再生資源,而是強調地下水循環速率的有限性。
再次,地下水資源的調控難度也大於地表水資源。地下水的賦存空間大、對地表環境的變化有較大緩沖餘地,從水資源的利用角度看比地表水資源更穩定。然而,這種穩定性並不意味著地下水資源是容易調控的。地表水系可以直接觀察到,賦存空間相對狹小而明確,人類通過選擇有利地形即可進行大范圍地表水的工程式控制制和實時調節。含水層系統中的水流是無法直接觀察的,其展布范圍往往很大,與地表水的聯系也十分復雜,一般只能通過分散的井孔進行監測,存在較大的不確定性。長期以來,人們試圖以單個或者少數幾個水源地為對象研究地下水的優化管理方法,但實際成功的案例極少。這是因為含水層系統的尺度通常都遠大於由若干個井孔確定的水源地面積,不同水源地之間的響應時間也通常遠大於一個水源地內部井孔之間的響應時間。這種尺度上的巨大差異使地下水資源的調控必須打破地域限制,對現有水利工程的管理模式是一個挑戰。
此外,地下水資源與其他流體礦產資源(例如石油、天然氣)相比,雖然它們在開采條件下都具有流動性,但是石油和天然氣不具有可恢復性,在開采條件下逐漸趨於枯竭。大多數地下水資源雖然具有可恢復性,是有限可再生的,但是在人為過量開採的情況下也會衰減,對於沒有補給來源或補給量極其微弱的深層地下(鹵)水,在開采條件下也會逐漸趨於枯竭。地下水資源對人為因素的干預表現出一定的敏感性或脆弱性,不僅表現在水量上的變化,也表現為水質上的變化。例如,在人類過量開採的情況下地下水資源會發生衰減,而人類不適當的污染物排放容易導致地下水污染,地下水一旦被污染,治理十分困難。
I. 水資源評價的指標體系問題
近20年來,許多專家學者針對不同地區、不同流域,在水資源評價方面做了大量的研究工作,採用了不同的評價指標體系,其大致可分為水資源單項評價指標體系和綜合評價指標體系[6]。
在單項評價指標體系中,不少專家學者針對水資源的某一特定屬性,提出了如水資源的質量、承載力、豐富度、脆弱性、價值、生態環境影響、利用特性、管理等不同的評價指標體系。現略述一二。
水資源的豐富度評價與各種水資源量有關(如地表水與地下水資源量、降水量),也與社會經濟活動有關(如人口、經濟發展程度),是多種因素綜合作用的結果。在羅先香一項關於中國西部水資源豐富度綜合評價中,選取的10項評價因子為耕地率、耕地灌溉率、人口密度、工業產值模數、需水量模數、供水量模數、人均供水量、水資源利用率、不同年(現狀及2000年水平年)缺水率。
目前國內有關水資源脆弱性的研究較少,主要側重於地下水的研究,針對地表水的研究更少,主要是水質方面,對水資源的脆弱性評價尚未形成一個統一的指標體系,而且某些指標不易獲得,可操作性差。在劉綠柳的一項研究中建立了易於操作、可比性強、綜合全面的指標體系,包括本質脆弱性(即水資源的內部性質)、特殊脆弱性(即水資源的外部性質)兩個方面,構建了年降水量、過境水量、空間分布等17個指標,注重指標可比性方面,如水利發電量/總發電量、開采系數、超采系數、水質綜合指數、儲量/供給量、需求量/供給量等。
從水資源-生態環境-社會經濟復合系統來看,水資源的可持續利用首先受到水資源形成因素的影響,主要體現在水資源條件方面(包括對其組成部分河川在內的河流流水量的年內分配和年際變化、河川徑流中各種極值的對比、水旱災害、區域分配的不均程度、水質及污染等);其次受到社會經濟發展水平的影響(包括人口增長、城市化程度、經濟發展、人民生活水平);再次受到國家、區域地方政策和人類環境保護意識的影響。所以,研究水資源與社會、經濟、環境、人文等多種因素,建立綜合評價指標體系,建立水資源可持續開發利用指標體系,可為實現水資源的可持續利用提供科學依據和手段。在這方面的研究成果主要有:左東啟等提出了包括自然、人文、經濟、生態等方面的47個指標,根據各指標的隸屬關系及每個指標的類型,將各個指標劃分為不同的層次,組成可持續評價指標體系;朱玉仙等構建了能夠表徵資源、社會、經濟、環境協調發展狀況的指標體系;卞建民等建立了包含水資源的可供給性,開發技術水平和管理水平及綜合效益的可持續利用評價的指標體系;馮耀龍等建立的區域水資源系統可持續發展評價的指標體系,由一個目標層、一個准則層和兩個指標層構成。此外,一些學者針對特定水資源類型,選取特定的區域(如風景區景觀水資源、城市水資源)進行綜合評價研究。如,溫淑瑤等建立的區域湖泊水資源可持續發展評價指標體系包括工業生產等對水的滿意度、水環境可恢復度等49個指標,並採用層次分析法確定指標權重,研究結果是和人民群眾息息相關的居民用水滿意度占的權重最大,人均住宅面積居第二,技術進步貢獻率居第三;岳亮等提出景觀水資源綜合評價標准,包括自然評價和人文評價兩個方面,其中自然評價標准為誘人性,包括理化優劣性、水情動態性、水體位態性;人文評價包括社會評價(歷史性、觀賞性)、生態評價(自然性)和經濟評價(稀缺性、效益性)。
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J. 解釋氣候因素和非氣候因素如何影響水資源的脆弱性
我國水資源現狀及面臨形勢的分析報告
壹) 我國水資源現狀
我國是一個水資源短缺的國家,水資源時空分布不均。近年來我國連續遭受嚴重乾旱,旱災發生的頻率和影響范圍擴大,持續時間和遭受的損失增加。目前全國 600多個城市中,400多個缺水,其中100多個嚴重缺水,而北京、天津等大城市目前的供水已經到了最嚴峻時刻。與此同時,由於人口的增長,到2030 年我國人均水資源佔有量將從現在的2200立方米降至1700至1800立方米,需水量接近水資源可開發利用量,缺水問題將更加突出,因此,節約水資源,強化水資源稀缺意識已刻不容緩,大家得從我做起,從自身做起,節約每一滴水。 此外,我國水資源開發中還存在著其他問題: (1) 洪水災害對國民經濟發展和社會安定存在潛在威脅 (2) 水分利用效率不高 (3) 水資源普遍受到污染 2003年,淮河、海河、遼河、太湖、巢湖、滇池,其主要水污染物排放總量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水質污染嚴重,海河、遼河生態用水嚴重缺乏,其中內蒙古的西遼河已連續五年斷流。太湖、巢湖、滇池均為劣五類水質,總氮和總磷等有機物污染嚴重。以黃河為例,工業污染是黃河水污染的主要原因,占廢污水排放總量的73%,每年由於水污染造成的經濟損失約115億元至156億元。同時,令人擔憂的是,沿黃地區許多農田被迫用污水灌溉,給區域內居民健康帶來危害。據初步測算,區域內每年人體健康損失達22億至27億元。黃河水污染同時還帶來水資源價值損失、城鎮供水損失,並增加了處理污水的市政額外投資,每年總損失近60億元。地球上的水雖然看上去很多,然而在當今經濟技術條件下,可供人類開發利用的水資源並不多。據專家估計,地球上的13.86億立方公里水資源總量中,其中 96.7%的水集中在海洋里,目前還無法利用。而大陸上所有淡水資源總儲量只佔地球上的水量的3.3%,這3.3%里的85%集中在南極和格陵蘭地區的冰蓋和高山渺無人煙的冰川中,在現階段內也難以利用。地球上實際上能為人類開發利用的水資源主要是河流徑流和地下淡水。地下水佔地球淡水總量的22.6%,為8600萬億噸,但一半的地下水資源處於800米以下的深度,難以開采,而且過量開采地下水會帶來諸多問題。河流和湖泊佔地球淡水總量的0.6%,為 230萬億噸,是陸地上的植物、動物和人類獲得淡水資源的主要來源,可是由於水體污染,這一部分可以利用的水資源又在急劇減少。大氣中水蒸氣量為地球淡水總量的0.03%,為13萬億噸,它以降雨的形式為陸地補充淡水。目前能夠為人類開采利用的河流徑流和地下淡水一般只能達到40%。我國多年平均降水總量為6.2萬億m3,除通過土壤水直接利用於天然生態系統與人工生態系統外,可通過水循環更新的地表水和地下水的多年平均水資源總量為 2.8萬億m3,水資源總量居世界第六位,僅次於巴西、前蘇聯、加拿大、美國和印度尼西亞。按1997年人口統計,我國人均水資源總量為2200m3, 人均佔有量僅有世界平均數的¼,居世界第121位 ,被列為世界上12個貧水國之一。隨著工農業生產的發展,從1980年到1999年,我國社會經濟總用水量增加了約四分之一,從4437億立方米增加到 5591億立方米。其中農業用水佔70%,工業用水佔20%,生活用水佔10.1%。
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貳)我國水資源面臨形勢
a)新世紀面臨的重大水問題
當代人口、資源和環境的協調發展已成為國際社會共同關注的重大戰略問題,中國是世界人口大國,但人均淡水資源卻是貧國。我國水資源可利用量、以及人均和畝均的水資源數量極為有限,降雨時空分布嚴重不均,地區分布差異性極大,這是我國水資源短缺的基本特點。目前水資源短缺問題己成為國家經濟社會可持續發展的嚴重製約因素。但我國水資源可利用量是有限的,從目前現狀來看,就全國而言,人均佔有淡水資源量只有2200 立方米,從地區來看,水資源總量的81%集中分布於長江及其以南地區,其中40%以上又集中於西南五省區,這是先天決定的水情。從人均佔有量來看,人均佔有淡水資源量南方最高和北方最低可以相差十倍,西部比東部可以高達五、六百倍。這是我國北方屬於資源型缺水的根本原因,南方地區水資源雖然比較豐富,但由於水體污染,水質型缺水也相當嚴重。目前全國性的乾旱缺水越來越嚴重,尤其北方地區發生水危機已不是危言聳聽。
(一) 主要災情
進入90年代,中國水旱災害和水污染頻繁發生,水多、水少、水臟與水環境惡化問題越來越嚴重。
(1)洪澇災害:累計的直接經濟損失超過了1.1萬億元,約相當於同期財政收入的1/5。直接經濟損失超過1000億元的年份有1994年(1797億元)、1995年(億元);直接經濟損失超過2000億元的年份有1996年(2208億元)、1998年(2684億元)。世界銀行曾測算,中國每年洪澇災害損失100多億美元。
(2)乾旱災害:由於供水不足每年直接影響工業產值2300億元,正常年份和較旱年份,糧食減產在100~250億kg(正常年份,如1996年減產100億kg,較旱年份,如1994年、1995年減產糧食250億kg),但遇到嚴重乾旱年份糧食減產曾高達近500億kg(如1997年,北方一些地區乾旱持續時間長達100多天,黃河下游發生了有史以來,斷流天數、斷流河長均創歷史記錄。這一年因旱糧食減產476億kg,對糧食生產造成的損失是新個中國成立以來最嚴重的年份)。世界銀行曾測算,中國每年乾旱缺水造成的損失約為350億美元。
(3)水環境:一是水土流失,區域性、局部性的治理成效較大,但面上的水土流失治理進程緩慢,邊治理、邊破壞的現象還很嚴重,特別是開發建設項目人為造成新的水土流失急劇增加。全國平均每年因開發建設活動等人為新增的水土流失面積達1萬平方公里,每年堆積的廢棄土石約30億噸,其中20%流入江河,直接影響防洪保安。二是水體污染嚴重,由於工業廢污水排放量的急劇增長,並未經處理直接排放到河道里,導致了以淮河、太湖污染為代表的水環境惡化。世界銀行發表的中國環境報告測算,中國僅水和大氣造成的污染,年損失為540億美元,佔中國年GDP的8%。這就表明,水環境質量在繼續惡化,造成的經濟損失也十分巨大。
以上這三大災害合計年均經濟損失達1000億美元,佔全國年GDP的15%左右。從這三大災害損失來看,進入21世紀這三大災害,水資源源的短缺和水環境惡化將上升為主要矛盾。
(二)主要矛盾
1. 水資源短缺形勢嚴峻
五十年來,全國水資源開發利用率已達到21%。特別是近20年來,由於供水能力增長緩慢,1978~1998年全國供水能力年增長率約為1%左右,而同期國民經濟以8~12%的高速度增長,同期人口又增加了約2.5億,更加劇了缺水矛盾。值得注意的是,由於人類活動的影響,降雨與徑流關系,產流與匯流條件都在發生變化,有些江河的天然來水量己呈現衰減的趨勢。黃河下游頻頻發生斷流、海河成為季節性河流,以及內陸河部分河流乾枯,2000年發生的旱災,經濟損失嚴重,充分暴露了我國城市供水系統和農村抗旱能力的脆弱性,是水資源供需矛盾的集中表現。
目前,全國每年缺水量近400億m3,其中,農業每年缺水300多億立方米,平均每年因旱受災的耕地達4億多畝,年均減產糧食200多億公斤;城市、工業年缺水60億立方米,直接影響工業產值2300多億元;農村還有2400多萬人飲水困難;在全國668座城市中,有400多座缺水,其中100多座嚴重缺水。天津市由於連續四年遭受華北乾旱影響,為天津供水的潘家口水庫水位已接近死庫容,於橋水庫已無水可供,直接威脅到天津市的生活和生產用水,盡管採取一系列限制用水措施,但今冬明春用水水源仍難以保證。為此,國務院批准了水利部制定的「引黃濟津」應急輸水工程的實施方案。
進入21世紀,隨著我國人口的增長、生活質量水平提高、城市化進程加快,人均水資源佔有量將進一步減少,而用水量卻進一步增加,水資源供需矛盾更加突出,缺水已成為影響我國糧食安全、經濟發展、社會安定和生態環境改善的首要制約因素。維護生態環境安全的
2.水已成為維護生態環境安全的嚴重問題
全國現有土壤侵蝕面積367萬平方公里,占國土面積的38%,其中水蝕面積179萬平方公里,風蝕面積188萬平方公里,其中黃河中上游和長江上游地區,以及海河上游地區水土流失最為嚴重。嚴重的水土流失使我國每年平均損失耕地100多萬畝,流失土壤50多億噸,導致生態環境惡化,河湖泥沙淤積,加劇了洪、旱和風沙災害。我國自然生態脆弱,加之不合理的人類活動,進一步加劇了水土流失、土地退化和水體污染。
全國地下水由於長期超采,又不能得到回補,目前年超采量達80多億立方米,已形成了56個區域性地下水位下降漏斗,導致部分地區地面沉降、海水入侵。部分乾旱和半乾旱地區由於不合理的水資源開發利用,導致下遊河道斷流、河湖萎縮,下游有些尾閭與湖泊消亡,生態環境嚴重惡化,胡楊林大面積枯死;草場退化,荒漠化加劇,沙塵暴發生頻率增加;此外,有些灌區和綠洲,由於大水漫灌、排水不暢,導致嚴重的土壤次生鹽漬化,土地質量下降,農業生產能力衰減。
1999年全國年排放廢污水總量606億噸(不包括火電直流冷卻水),其中工業廢水佔67%,生活污水佔33%。根據1999年水質監測資料,對全國11.36萬公里河長進行評價的結果,Ⅰ、‖類水河長只佔30%,Ⅲ類水以上的河長佔70%(其中Ⅰ類水河長占 5.5%,‖類水河長佔24.5%,Ⅲ類水河長佔32.4%,Ⅳ類水河長佔12..6%,Ⅴ類水河長佔7.8%,劣Ⅴ類水河長佔17.2%)。
b)十大挑戰
鄧小平同志指出:「要善於從戰略上看問題,要研究下世紀前五十年的發展戰略和規劃。採取有力步驟,使我們的發展能夠持續、有後勁。」水利發展面臨著嚴峻的挑戰,我們要抓住機遇迎接挑戰,把水利建設作為保障經濟社會持續發展的一項重大戰略措施來抓。
(一)人口增長出現峰值,人均水資源量降到低谷。我們面臨的是龐大的人口基數,如果2030年人口增長達到峰值總人口就達到16億,人均佔有水資源將下降到1750立方米。人口的增長不僅增加對水的需求,而且增加對資源和生態環境的壓力,對水的有效利用會帶來負面影響。因此,未來50年中國人口的增長是對水資源和水環境最大的挑戰,也是對可持續發展最大的挑戰。
(二)水的供需矛盾更加尖銳,開發利用更加艱難。中國水資源總量為2.8萬億立方米,專家們根據國際上評估的標准認為,中國水資源的可利用量大約為 10000-11000億立方米,1997年,我國年總用水量達到了5623億立方米。按照21世紀中葉中國達到中等發達國家水平的戰略目標,初步估計,我國未來水需求將達到7500-8000億立方米,在現有基礎上再增加1500-2200億立方米的供水能力。鑒於區域發展的不平衡,可經濟開發的水源不僅受到區域性的限制,而且可開發利用的水資源的難度也越來越大,因此,中國未來水資源的開發利用將更加艱難,供需矛盾將會更加尖銳。
(三)經濟快速增長相應廢污水排放量將急劇增長。未來50年,這種發展趨勢對供水基礎設施建設提出了挑戰。基於目前廢污水的處理和回收利用偏低的現狀,如果未來50年工業用水成倍增加、城市化水平成倍上升、小城鎮快速發展,廢污水的排放量將會數倍、甚至十幾倍的增加,勢必加劇水環境的惡化。因此,中國將面臨解決水資源短缺和廢污水處理、水環境治理的巨大壓力。
(四)全球氣候變化的影響,北方地區水資源緊缺矛盾更加尖銳,南方地區洪澇災害可能更加嚴重。目前全球氣候變暖、臭氧層破壞、土地退化、沙化、海平面升高、資源匱乏等將造成一系列的全球性的環境問題,已引起全世界的關注。全球氣候變暖對中國降水、水資源和地區性的分配,以及可利用量勢必會帶來影響,尤其是北方地區將會帶來不利的影響。因此,可以預見未來50年內,水旱災害防治任務更加繁重,尤其北方地區水資源短缺的矛盾將會更加尖銳。
(五)北方地區缺水形勢嚴峻,黃河及其以北地區河道斷流情況加劇。中國北方地區水資源短缺是隨著人口、經濟社會發展而逐步加劇的。黃河斷流、天津城市用水告急就是北方地區水資源供需矛盾的集中表現。黃河斷流的原因雖然有許多因素,但主要因素是經濟發展導致用水量急劇增加,管理不善和用水浪費造成的,還包括區外引水等因素。專家們分析認為,在未來10-30年內,黃河每年將缺水40-150億m3,如果未來50年,黃河流域乾旱頻率增高,黃河中下游泥沙淤積量增加,有可能加重水資源短缺和治黃的難度。黃河以北緊鄰的海河流域,尤其是京、津兩大城市早在70年代、80年代就出現用水危機。進入21世紀如果北方缺水不能未雨綢繆,我國北方地區缺水問題將直接影響國家經濟發展和社會穩定。
(六)糧食增長主要在北方,產糧區與水資源不相匹配的矛盾更加尖銳。在中國歷史上水利與經濟區的形成和轉移密切相關,盛唐時期生主要經濟區在北方,當時水利設施的數量的比重佔全國41%,到宋朝主要經濟區轉移南方,北方水利建設被忽視,這時水利設施的數量只佔7%,到清朝北方又成為政治經濟中心,水利設施的數量又上升到佔全國49%。
新中國成立以後,我國的糧食生產主要在南方,曾形成「南糧北運」格局。然而,隨著南方經濟的發展,糧食生產比較效益下降,水利建設力度減小,糧食增長主要轉移到北方,產糧區與水資源不相匹配的矛盾更加尖銳,導致北方旱災更加嚴重。在1985年以前,中國長江以以南地區的糧食生產總量佔全國糧食生產總量的比重略高於人口佔全國人口的比重,南方地區人口佔全國總人口的57.1—57.8%,糧食產量佔全國糧食總產量的57.2—61.5%,50年代、60年代、70年代前期,南方糧食在低消費水平下,自給有餘,余糧調給北方,1953—1959年年均南方凈調給北方糧食332.97萬噸,1960—1969 年年均凈調給北方糧食174.54萬噸,1970—1975年均凈調給北方糧食192.82萬噸,從而形成「南糧北調」的格局。
由於經濟發展,南方糧食生產比較效益下降,農田水利建設比北方明顯減緩。1998年南方地區有效灌溉面積35978萬畝,比1980年只增加1679萬畝,僅增加了4.9%,其中,東南沿海地區還減少了912萬畝,減少了12.4%。而北方地區有效灌溉面積由30979萬畝增加到40554萬畝,增加9575萬畝,增加了30.9%,其中,東北地區有效灌溉面積由3242萬畝增加到6533萬畝,增加3291萬畝,增加了一倍多。蒙寧新區和華北地區灌溉面積也有很大的增加。
隨著南方農田水利建設的減緩,糧食播種面積的減少等因素的影響,導致糧食增產在全國的貢獻率大幅度減少。表8—17中列出了南北方1985年前後在我國糧食總產增產中貢獻率的變化。1952—1985年我國糧食增產量中,南方佔61.4%,北方佔38.4%。1985年以後,糧食生產地區格局發生了巨大逆轉,北方地區的糧食生產的增量比重已上升到69.4%,其中華北地區佔25%,而南方糧食生產增量卻下降為30.6%。全國糧食總產量中,北方地區由1985年佔40.7%上升到48.4%,南方地區由59.3%下降到51.6%。人均擁有糧食,北方由表1985年的349公斤增加到1998年的484公斤,增加了38.7%;而南方地區由372公斤只增加到377公斤,幾乎沒有增加。
隨著南方糧食生產的減緩,導致了南方糧食總量不足。根據國家計劃委員會農村經濟司、國家統計局農調總隊研究,1978—1990年平均南方糧食自給率100%以上,1991—1994年平均糧食自給率下降至95.2%,1997年南方糧食自給再下降到95.9%,每年需要從北方調運糧食1400萬噸以上。糧食產銷地區格局逆轉為「北糧南運」,這種格局的急劇變化,對未來50年糧食生產總量的增長將產生嚴重的影響。目前,北方地區水資源短缺的矛盾己十分尖銳,如果未來年糧食生產總量的格局不發生根本性的變化,那麼,未來北方,尤其是華北地區水資源短缺的矛盾將更加尖銳。
(七)水利工程將進入百年期,鞏固改造任務繁重。我國水利設施目前面臨著兩大威脅:一是現有水利基礎設施面臨著萎縮衰老的「危機」,二是工程保安、維修、更新、配套任務大,這是歷史遺留下的問題。到21 世紀中葉這些水利基礎設施將逐步進入百年期。由於種種歷史原因,當時對自然規律認識不足,按經濟規律、按照基本建設程序辦事不夠,設計標准普遍偏低,再加上重骨幹、輕配套,重建設、輕管理。因此,許多水利基礎設施配套差、尾工大、設備老化失修、管理水平低,運行狀態不良,至今沒有能充分發揮應有的效益。如果未來50年,現有水利基礎設施不能鞏固、提高和充分發揮效益,那麼現有水利基礎設施存在的問題很可能成為經濟社會發展最大的制約因素。因此,隨著水利基礎設施逐步進入百年期,鞏固改造任務愈加繁重。
(八)科技含量和管理素質低,提高科技和管理水平任務艱巨。從目前來看,我國科技水平與發達國家相比,存在著很大的差距。因此,未來水利基礎設施效益和水資源利用率的提高,緩解水資源短缺矛盾,都取決於科技水平和管理水平的提高。在水利領域,目前水利科技貢獻率只有32%左右,水的有效利用和節水技術的應用沒有引起高度的重視,在水利建設的指導思想上,重建設、輕管理,管理機構不健全,管理人員素質普遍較低。因此,進入21世紀,依靠科技進步,提高水利科技水平和管理人員素質的任務十分迫切,也十分艱巨。
(九)水價過低,建立水市場經濟體制任重道遠。目前水價格偏低不利於節水和水資源的有效利用,也不利於各方面資金投入到水資源的開發利用上來。國內外經驗表明,提高供水價格,可以促進節約用水和延長工程使用年限。因此,制定有利於水資源可持續利用的經濟政策,對緩解水資源的供需矛盾至關重要。 30多年來,國家發布的收取水費和水價改革的文件,至今未能完全到位,很重要的一個原因,就是人們缺乏對水的認識,更缺乏水是商品的意識。加上農業一直是用水大戶,它更難靠市場經濟來調節。因此,從總體來看,水市場體制的建立任務十分艱巨。
(十)管理體制分割,影響水資源的統一管理。實踐表明,水利涉及到農業、工業、水運交通、城鎮建設、生態環境、以及人民的健康水平等等;水資源利用涉及到防洪、排澇、灌溉、水電、供水等等;水利是國民經濟和社會發展第一位的基礎設施。但是長期以來,無論是思想認識上、還是經濟體制上,水利只作為農業的一個重要方面,一直沒有作為國民經濟的基礎設施對待。目前水資源分地區、分部門的管理體制,既不利於水資源的有效利用,也不利於生產力的發展。因此,「多龍管水」的時代應當盡快結束,