A. 为什么说地下水系统是非常脆弱的
因为当前地下水资源已经面临着枯竭。
要么被抽干了,要么因为污水下渗造成了污染。
地下水资源形成非常不容易,需要经过长时间积累。
可以算是不可再生资源。
B. 什么叫水资源短缺,是指水资源总量低于总用水量吗
定义:水资源相对不足,不能满足人们生产、生活和生态需要的状况。
应用学科:资源科技(一级学科);水资源学(二级学科)
水资源的稀缺,从本质上来说,是因为水资源的不可再生性决定的。地球上水的总量是一定的,而且饮用淡水的总量就更少了。随着利用和不合理浪费的越来越剧烈,水资源的缺乏问题日益明显。 随着经济的发展和人口的增加,人类对水资源的需求不断增加,再加上存在对水资源的不合理开采和利用,很多国家和地区出现不同程度的缺水问题,这种现象称为水资源短缺。 对于水资源短缺问题的解决,最有前景的应该是开发那些不可用水。比如海水淡化,地下水的开发和采集,以及两极冰川的利用。其实,地球上水资源的量是很足够的,我们所说的水资源短缺仅仅是指淡水的,或者说可随意利用的水资源稀缺。所以,变不可用水为可用水是一大方法。 另外,号召人们解决用水和重复利用也是一个办法。此外还有就是防止水污染,水污染也是导致水资源短缺的重要原因。
C. 水资源的属性
关于水资源属性或者说特性(点)的描述见之于各类文章和着作中[5-8],但大致都从可再生性、有限性、用途广泛性和不可能替代性、时空分布不均性以及经济上的两重性等方面进行论述。与人们对水资源内涵的认识过程一样,随着对水问题研究的深入,人们对水资源特性的认识也不断深化并有不同的表述方式。现分述如下:
(1)从以往对水资源量的可再生性描述引申到质的可改善性描述[6]。水质的改善既可根据水体的生态环境和物理化学特性,利用水体的自净功能和水文地质环境对水体的净化能力来达到,也可通过人为技术措施来实现,但改善程度取决人、财、物的投入和用水目的要求。此外,文献[6]还特别强调,在认识到水资源具有不可缺少和广泛社会功能的同时,还应认识到其存在和输出的环境具有易受破坏、比较脆弱的特点,否则,人类必将受到自然界更严重的报复。具体表现在两个方面:一是水环境易受污染,使原本洁净的水域失去利用功能,而且作为一种载体,能使污染物在更大范围扩散蔓延;二是水环境极易受破坏,特别是地下水,当开采量超过补给量时,水资源的质和量都会失去平衡,并由此引发一系列的地质环境问题,从而使水资源失去原有存在的环境条件,失去能作为开发利用水源基地的应用价值。
(2)从开发的整体性和利用的综合性认知水资源的属性[7]。对某一区域来讲,水资源系统是一个完整的体系,水资源的开发利用应以区域水资源的整体作为规划和开发利用单元进行,而且工程的建设也应考虑水资源系统的整体性。但从利用的角度,水资源又是综合的和多功能的,水资源开发利用往往是城乡及工矿企业供水、防洪、除涝、水土保持、航运、养殖、观光、水力发电、农田灌溉、水环境保护等功能的综合,而且不时各种目标都混合在一起,难分伯仲。这就要求水资源项目规划和设计时,既要考虑区域内水资源的总体状况,又要兼顾各部门及各种利用方式间的差异,只有这样才能实现区域水资源的合理开发利用。这种区域水资源利用功能的综合性和差异,也决定不同地域水资源价值和价格的不同。
(3)从自然属性、环境属性、经济属性和社会属性4个方面概括水资源的属性[8]。文中提及了关于“水资源需求零增长”的概念,即随着经济和科学技术的发展,因水资源约束而促使需水量出现零增长或负增长的趋势,但同时水资源范围的拓宽和用水方式的改变却使水资源承载力可能超过限制因素的约束而呈稳定的或持续的增长状态。这一段话的描述引发了笔者对水资源的“不可替代性”的重新思考——“虚拟水”。目前许多大城市由于经济发达,人员技术素质高,常常通过商品交换,以耗水少而产值高的工业商品,换取耗水量大的民用商品和食品以及工业原料,等于进口了水资源。这种隐含在商品中的水便是“虚拟水”(virtual water)。据统计[9],1995~1999年在全世界贸易中虚拟水的交换量达到1万亿m3,而出口量则为170亿m3。由此看来,对水资源“不可替代性”的问题要进行重新认知,即水资源对于某一产业的用途来讲是不可替代的,而对于区域来说,因发展战略和产业布局的不同,水资源量是可以调整的,或者说是可以替代的。
D. 保护水资源的知识
LZ请给分
水是人类生存必不可少的条件之一,没有水,也就没有生命的存在,所以我们要保护水资源。
据统计地球表面的水储量大约有140亿亿立方米,但淡水资源只有3.5亿亿立方米,在这有限的淡水资源中,仅有0.34%是人类可以利用的,由于分布不平衡,生活浪费,全世界60%的地区供水不足,严重缺乏用水,情况严峻。
各种有害的物质,如农药、重金属、化学物质、致病微生物、油类以及各种废弃放射性物质……,被人为地排入水中,并超出了水本身的进化能力,于是就发生了水污染。大量的污水物排入河流,造成内陆水域污染,继而使湖泊和海湾污染,就连地下水也难逃厄运。水污染对人的健康危害极大,污水中的致病菌可引起传染病的流行。各种工业废水、农药等有毒物质排入水中,可使饮水人中毒。重金属污染的水进入人体,会使人慢性中毒等等。
因而,我们要保护水资源,防止水污染,从身边的小事做起。比如:节约用水、使用无磷的洗衣粉……。我们要大力宣传水资源的保护知识,看见破坏水资源的行为,要向有关部门举报。
保护水资源要从我做起,保护水资源就是保护人类自己。
节约用水保护水资源任重道远
我国严峻的水资源问题再次成为公众关注的焦点。我们要充分地认识到,节约和保护水资源,实现水资源的可持续利用,任重道远。
我国是一个洪涝灾害频繁、水资源短缺、水生态环境脆弱的国家。新中国成立后,我国水利事业发展迅速,有效地促进了经济发展和社会进步,取得了举世瞩目的成就。在对水资源进行开发利用治理的同时,注重水资源的节约和保护工作,基本形成了社会主义现代化建设相适应的水资源开发、利用、管理与保护体系。
但是,随着人口的增长和经济社会的快速发展,水资源问题,尤其是水资源短缺与经济社会发展的矛盾已经充分暴露出来。全国平均每年因旱受灾的面积约4亿亩。正常年份全国灌区每年缺水300亿立方米,城市缺水60亿立方米。在缺水的同时,还存在着严重的用水浪费,全国农业灌溉用水利用系数大多只有0.4,而很多国家已达到0.7~0.8;我国工业万元产值用水量为103立方米,是发达国家的10~20倍,水的重复利用率我国为50%左右,而发达国家为85%以上。水污染严重,全国年排放污水总量近600亿吨,其中大部分未经处理直接排入水域。在全国调查评价的700多条重要河流中,有近50%的河段、90%以上的城市沿河水域遭到污染。水污染不仅破坏了生态环境,而且使水资源短缺问题更为严重。
有关专家指出,严峻的水资源形势,对我国的可持续发展构成了极大的威胁。从人口增长看,2030年左右,我国人口将达到16亿,人均占有水资源量将减少1/5,降至1700立方米左右。从经济增长看,今后几十年,我国经济仍将处于快速增长期,到本世纪中叶,国内生产总值要增长10倍以上,城市和工业用水将有较大幅度增长,废污水排放量也将相应增加。从城市发展看,21世纪中叶我国城市化率可能达到70%,城市水供求矛盾必将更加尖锐。从粮食生产看,我国北方产粮区水资源条件并不富余,2050年前国家需要增加1.4亿吨粮食的要求,将导致水资源短缺的形势更加严峻。因此,开源节流和保护水资源的任务十分艰巨。
水资源善也是制约西部大开发的主要因素。西部地区,尤其是西北地区地广水稀,水土流失严重,生态环境脆弱。水资源是该地区最具有战略意义的资源,水资源的合理开发、节约利用、有效保护是实施西部开发的重要内容。
为了缓解水资源短缺的矛盾,遏止水环境恶化的趋势,有关部门正在加大节约和保护工作的力度。在最近召开的全国水利厅局长会议上,水利部部长汪恕诚提出,要转变以往比较注重水资源的开发、利用、治理,对水资源的配置、节约、保护重视不够的局面,要把节约和保护水资源作为一项重大国策,实现由工程水利向资源水利,由传统水利向现代水利、可持续水利的转变。
据了解,国家将在统筹规划、综合治理的基础上,采取实际步骤加强水资源节约和保护工作。在计划上,改变以往单纯的工程计划方式,将节水、水资源优化调度、水环境保护等方面的项目摆到重要位置,加快建设和发展。在体制上,切实加强流域管理职能,积极推进城市水务局管理体制的建立,为水资源的科学配置提供体制保障。在管理上,制订和完善科学的管理制度和措施,充分利用水价、水资源费等经济杠杆,采用有效的科技和经济手段实现水资源的优化配置,提高水资源的利用率,发挥综合效益。在法治上,坚决执行《水法》、《防洪法》、《水土保持法》等有关法律法规,做好有关法律法规和规章制度的配套建设,特别是《水法》的修改工作,加大执法力度,坚持依法管理水资源。在科研上,突破以往水利工程科学的科研模式,不仅要加强水利基础科学,而且要发展综合学科、交叉学科,不仅要研究水利工程特别是枢组工程问题,而且要紧紧围绕我国水利面临的突出矛盾和问题,研究各种治理措施的相互关系,科学配置,促进水资源管理与经济发展、生态环境紧密结合,促进经济效益、社会效益与环境效益的协调统一。
E. 地球的水资源多么缺乏
水资源是人类生产和生活不可缺少的自然资源,也是生物赖以生存的环境资源,随着水资源危机的加剧和水环境质量不断恶化,水资源短缺已演变成世界倍受关注的资源环境问题之一,甚至有人预言,未来战争的起因很可能就是由于对水资源的争夺。
世界水资源
地球上的水量是极其丰富的,其总储水量约为13.86亿立方公里,大部分水储存在低洼的海洋中,占96.54%,而且其中97.47%(分布于海洋、地下水和湖泊水中)为咸水,淡水仅占总水量的2.53%,且主要分布在冰川与永久积雪(占68.70%)之中和地下(占30.36%)。如果考虑现有的经济、技术能力,扣除无法取用的冰川和高山顶上的冰雪储量,理论上可以开发利用的淡水不到地球总水量1%,实际上,人类可以利用的淡水量远低于此理论值,主要是因为在总降水量中,有些是落在无人居住的地区如南极洲,或者降水集中于很短的时间内,由于缺乏有效的水利工程措施,很快地流入海洋之中。由此可见,尽管地球上的水是取之不尽的,但适合饮用的淡水水源则是十分有限的。
世界水资源供需状况并不乐观。1996年5月,在纽约召开的“第三届自然资源委员会”上,联合国开发支持和管理服务部对153个国家(占世界人口的98.93%)的水资源,采用人均占有水资源量、人均国民经济总产值、人均取(用)水量等指标进行综合分析,将世界各国分为四类,即水资源丰富国(包括吉布提等100多个国家)、水资源脆弱国(包括美国等17个国家)、水资源紧缺国(包括摩洛哥等17个国家)、水资源贫乏国(包括阿尔及利亚等19个国家)。按此种评价法目前世界上有53个国家和地区(占全球陆地面积的60%)缺水。其中包括:西班牙、意大利南部、达尔马提尼亚沿岸、希腊、土耳其、阿拉伯国家(叙利亚除外)、伊朗大部分地区、巴基斯坦、印度西部、日本、朝鲜、澳大利亚、新西兰的西部地区和南部地带、西北非和西南非沿岸、巴拿马、墨西哥北部、智利中部和美国西南部、中国。目前的趋势和预测已经表明,到21世纪初,水危机将成为几乎所有干旱和半干旱国家普遍存在的问题,联合国发表的《世界水资源综合评估报告》预测结果表明,到2025年,全世界人口将增加至83亿,生活在水源紧张和经常缺水国家的人数,将从1990年的3亿增加到2025年的30亿,后者为前者的10倍,第三世界国家的城市面积也将大幅度增加,除非更有效地利用淡水资源、控制对江河湖泊的污染,更有效地利用净化后的水,否则,全世界将有1/3的人口遭受中高度到高度缺水的压力。
中国水资源
我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家,如果按水资源总量考虑,水资源总量居世界第六位,但是我国人口众多,若按人均水资源量计算,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位(按149个国家统计,统一采用联合国1990年人口统计结果),已经被联合国列为13个贫水国家之一。全国年降水总量为61889亿立方米,多年平均地表水资源(即河川径流量)为127115亿立方米,平均地下水资源量为8288亿立方米,扣除重复利用量以后,全国平均年水资源总量为28124亿立方米。应该指出的是,我国水资源南北差异较大,形成了南方水多,北方水少的格局。水资源是水资源量与水质的高度统一,在一特定的区域内,可用水资源的多少并不完全取决于水资源数量,而且取决于水资源质量。质量的好坏直接关系到水资源功能,决定着水资源用途,例如,优质矿泉水,具有良好的水质,具有多方面的功能,有较高价值,与此相反,严重污染的污水不仅没有任何使用价值,而且能够给人带来各种危害(破坏景观、影响健康、带来各种经济损失等)。因此,在研究水资源时,水质是非常重要的,是决不能忽略的,只考虑水量或者水质的作法都是不科学的,必须予以纠正。
多年来,我国水资源质量不断下降,水环境持续恶化,由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。根据全国水环境监测网水质监测资料,2000年对全国主要江河700多条河流的水质进行了评价,在评价的11.4万公里的河长中,Ⅰ类水占4.9%,Ⅱ类水占24.0%,Ⅲ类水占29.8%,Ⅳ类水占16.1%,Ⅴ类水占8.1%,劣Ⅴ类水占17.1%。枯、丰水期水质变化不大。全国符合和优于Ⅲ类水的河长占总体价河长的59%。全国重点湖泊、水库的水质良好,部分湖泊处于富营养状态。
我国地表水资源污染严重,地下水资源污染也不容乐观。“八五”期间水利部组织有关部门完成了《中国水资源质量评价》,其结果表明,我国北方五省区和海河流域地下水资源,无论是农村(包括牧区)还是城市,浅层水或深层水均遭到不同程度的污染,局部地区(主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区)和部分城市的地下水污染比较严重,污染呈上升趋势。
具体而言,根据北方五省区(新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古)1995眼地下水监测井点的水质资料,按照《地下水质量标准》(GB/T14848-93)进行评价,结果表明,在69个城市中,Ⅰ类水质的城市不存在,Ⅱ类水质的城市只有10个,只占14.5%,Ⅲ类水质城市有22个,占31.9%,Ⅳ、Ⅵ类水质的城市有37个,占评价城市总数的53.6%,即1/2以上城市的城市地下水污染严重。至于海河流域,地下水污染更是令人触目惊心,2015眼地下水监测井点的水质监测资料表明,符合Ⅰ-Ⅲ类水质标准仅有443眼,占评价总数的22.0%,符合Ⅳ和Ⅵ类水质标准有880和629眼,分别占评价总井数的43.7%和34.3%,即有78%的地下水遭到污染;如果用饮用水卫生标准进行评价,在评价的总井数中,仅有328眼井水质符合生活标准,只占评价总数的31.2%,另外2/3以上到监测的井水质不符合生活饮用卫生标准。
总之,我国水环境总的态势是局部有所好转,整体持续恶化,形势十分严峻,前景令人担忧。
中外水资源数量差异
我国河川径流量27115亿立方米,在世界主要国家中,仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印尼,居世界第六位。
在世界主要国家中比较,我国水资源总量是可观的,但是由于人口众多,导致人均水资源量远远低于上述主要国家,也大大低于全世界的平均水平。如果从单位耕地面积水量来看,也远远小于世界的平均水平,我们用全世界7.2%的耕地,养育了全球1/5的人口,从中可以看出我国的水土资源是多么稀缺。应该特别强调的是,由于我国国土辽阔,各地区之间自然条件存在很大差异,导致水资源丰富程度出现显着的差别。全国水资源80%分布在长江流域及其以南地区,人均水资源量3490立方米,亩均水资源量4300立方米,属于人多、地少,经济发达,水资源相对丰富的地区。长江流域以北广大地区的水资源量仅占全国14.7%,人均水资源量770立方米,亩均约471立方米,属于人多、地多,经济相对发达,水资源短缺的地区,其中黄淮海流域水资源短缺尤为突出.
F. 请教!水资源脆弱性的概念是什么
木有分,我就简单说下吧,水的脆弱性是自我循环和修复的周期缓慢,水大部分都是地下水,不过随着地下水的枯竭,地上水也在下降,降雨量降低后总体都在下降,最严重的是水污染,水只会越来越少,除非大家全力保护~
G. 导致天山水资源系统脆弱的关键环节是什么
导致天山水资源系统脆弱的关键环节是全球气候变暖
全球气候变暖是人类共同面对的严峻课题,让生态资源不可避免地受到威胁,导致冰川消退、雪被减少、永冻土消融等现象冰川冻土加速消融导致“亚洲水塔”失衡,短期内河流径流增加,有利于干旱区草地生态系统和农牧业发展以及绿洲规模扩张。但长期来看,随着冰川融水径流达到峰值后最终将减少甚至消失,未来水资源短缺潜在风险加剧,将对干旱地区生态环境带来严重后果
H. 地下水资源的概念和特征
地下水资源从属于水资源。对于水资源的概念,目前仍然没有统一的定义,但是总体上可以分为广义和狭义两种。广义的水资源概念泛指地球上可被人类利用的水,即“一切具有利用价值,包括各种不同来源或不同形式的水,均属水资源范畴”。《中华人民共和国水法》第二条中将水资源规定为地表水和地下水,就是采用了广义的水资源概念。狭义的水资源概念指广义水资源中参与陆地水循环的液态水,是能够在人类现有经济技术条件下可调控利用的、可更新的、水质满足特定行业标准的水分。《中国大网络全书》(大气科学·海洋科学·水文科学)中把水资源规定为“每年可更新的水量资源……对人类最有实用意义的水量资源,是陆地上每年可以更新的降水量、江河径流量或成层地下水的淡水量”,就是一种狭义的水资源概念。在进行水资源评价时,采用狭义水资源概念。
地下水资源具有水资源的一般属性,即参与陆地水循环、可再生、可调控。地下水的循环过程是水文循环的地下部分,其补给、径流和排泄都受到整体气候-水文系统的约束,因此地下水资源与地表水资源本质上是统一的。水文循环是一个持续不断的过程,地下水在参与水循环时不断与大气水和地表水相互转化,因此是一种可再生、可更新的资源。地下水不像地表水那样可以修建水库和渠道进行调配,但人类也可以通过井孔开采和回灌等技术对其进行一定程度的调节和控制。
地下水资源的特征表现在天然条件下的宝贵性、系统性、流动性、可恢复性或有限可再生性、可调节性以及人为影响下的衰减性和脆弱性等。地下水资源虽然具有水资源的一般属性,但一些属性的具体特征与地表水资源存在重要区别。
首先,地下水资源的赋存和流动空间比地表水资源更为广泛。地表水主要存在于水系,即由河流、湖泊、水库、渠道等构成的水文网络系统。地下水主要存在于含水层系统,并且大多数处于流动状态,它由平面上展布的、具有一定厚度的松散沉积物含水层、基岩裂隙或岩溶含水层组成,也可以存在于断层破碎带,不同程度参与地球表面的水循环。含水层系统的面状结构比水文网络系统的线状结构具有更大的赋存体积,使地下水循环对外界环境变化的缓冲能力更强,循环过程表现得更稳定。流域水系的边界可以通过地貌分水岭来圈定,但这并不一定是地下水系统的边界;一个大型流域内也可能连接了一系列相对独立的含水层系统或流动系统。因此,在进行区域水资源管理的规划时,既不能仅仅根据地表水系也不能单凭一个含水层系统或一个流动系统的分布确定管理范围,应考虑整个地下水系统的范围。
其次,从循环的速率来看,地下水资源是有限可再生的。地下水的循环交替速率远远小于地表水。一个水库的库容降低到死库容之后,在第二年的丰水季节即可恢复。这种以水文年为周期的循环交替过程使地表水具有很强的再生能力。然而,地下水的可再生能力远不如地表水,尤其是深层地下水循环速率很小,以致一个严重超采区“地下水库”的恢复可能需要几十年甚至上百年的时间。某些含水层中的地下水年龄达到几万年乃至几十万年以上,就是因为循环速率十分缓慢、循环路径十分漫长,虽然它仍然是可再生的,但“恢复”时间太长,以至于缺乏现实意义。地下水资源的有限可再生性,还体现在水质的“恢复”十分困难。相对于地表水,地下水的污染治理需要耗费几十倍、几百倍的时间和成本,即使去除了污染源,已经到达地下水中的污染物还能长时间停留在含水层中。这里所说的有限可再生性,并非否定地下水是可再生资源,而是强调地下水循环速率的有限性。
再次,地下水资源的调控难度也大于地表水资源。地下水的赋存空间大、对地表环境的变化有较大缓冲余地,从水资源的利用角度看比地表水资源更稳定。然而,这种稳定性并不意味着地下水资源是容易调控的。地表水系可以直接观察到,赋存空间相对狭小而明确,人类通过选择有利地形即可进行大范围地表水的工程控制和实时调节。含水层系统中的水流是无法直接观察的,其展布范围往往很大,与地表水的联系也十分复杂,一般只能通过分散的井孔进行监测,存在较大的不确定性。长期以来,人们试图以单个或者少数几个水源地为对象研究地下水的优化管理方法,但实际成功的案例极少。这是因为含水层系统的尺度通常都远大于由若干个井孔确定的水源地面积,不同水源地之间的响应时间也通常远大于一个水源地内部井孔之间的响应时间。这种尺度上的巨大差异使地下水资源的调控必须打破地域限制,对现有水利工程的管理模式是一个挑战。
此外,地下水资源与其他流体矿产资源(例如石油、天然气)相比,虽然它们在开采条件下都具有流动性,但是石油和天然气不具有可恢复性,在开采条件下逐渐趋于枯竭。大多数地下水资源虽然具有可恢复性,是有限可再生的,但是在人为过量开采的情况下也会衰减,对于没有补给来源或补给量极其微弱的深层地下(卤)水,在开采条件下也会逐渐趋于枯竭。地下水资源对人为因素的干预表现出一定的敏感性或脆弱性,不仅表现在水量上的变化,也表现为水质上的变化。例如,在人类过量开采的情况下地下水资源会发生衰减,而人类不适当的污染物排放容易导致地下水污染,地下水一旦被污染,治理十分困难。
I. 水资源评价的指标体系问题
近20年来,许多专家学者针对不同地区、不同流域,在水资源评价方面做了大量的研究工作,采用了不同的评价指标体系,其大致可分为水资源单项评价指标体系和综合评价指标体系[6]。
在单项评价指标体系中,不少专家学者针对水资源的某一特定属性,提出了如水资源的质量、承载力、丰富度、脆弱性、价值、生态环境影响、利用特性、管理等不同的评价指标体系。现略述一二。
水资源的丰富度评价与各种水资源量有关(如地表水与地下水资源量、降水量),也与社会经济活动有关(如人口、经济发展程度),是多种因素综合作用的结果。在罗先香一项关于中国西部水资源丰富度综合评价中,选取的10项评价因子为耕地率、耕地灌溉率、人口密度、工业产值模数、需水量模数、供水量模数、人均供水量、水资源利用率、不同年(现状及2000年水平年)缺水率。
目前国内有关水资源脆弱性的研究较少,主要侧重于地下水的研究,针对地表水的研究更少,主要是水质方面,对水资源的脆弱性评价尚未形成一个统一的指标体系,而且某些指标不易获得,可操作性差。在刘绿柳的一项研究中建立了易于操作、可比性强、综合全面的指标体系,包括本质脆弱性(即水资源的内部性质)、特殊脆弱性(即水资源的外部性质)两个方面,构建了年降水量、过境水量、空间分布等17个指标,注重指标可比性方面,如水利发电量/总发电量、开采系数、超采系数、水质综合指数、储量/供给量、需求量/供给量等。
从水资源-生态环境-社会经济复合系统来看,水资源的可持续利用首先受到水资源形成因素的影响,主要体现在水资源条件方面(包括对其组成部分河川在内的河流流水量的年内分配和年际变化、河川径流中各种极值的对比、水旱灾害、区域分配的不均程度、水质及污染等);其次受到社会经济发展水平的影响(包括人口增长、城市化程度、经济发展、人民生活水平);再次受到国家、区域地方政策和人类环境保护意识的影响。所以,研究水资源与社会、经济、环境、人文等多种因素,建立综合评价指标体系,建立水资源可持续开发利用指标体系,可为实现水资源的可持续利用提供科学依据和手段。在这方面的研究成果主要有:左东启等提出了包括自然、人文、经济、生态等方面的47个指标,根据各指标的隶属关系及每个指标的类型,将各个指标划分为不同的层次,组成可持续评价指标体系;朱玉仙等构建了能够表征资源、社会、经济、环境协调发展状况的指标体系;卞建民等建立了包含水资源的可供给性,开发技术水平和管理水平及综合效益的可持续利用评价的指标体系;冯耀龙等建立的区域水资源系统可持续发展评价的指标体系,由一个目标层、一个准则层和两个指标层构成。此外,一些学者针对特定水资源类型,选取特定的区域(如风景区景观水资源、城市水资源)进行综合评价研究。如,温淑瑶等建立的区域湖泊水资源可持续发展评价指标体系包括工业生产等对水的满意度、水环境可恢复度等49个指标,并采用层次分析法确定指标权重,研究结果是和人民群众息息相关的居民用水满意度占的权重最大,人均住宅面积居第二,技术进步贡献率居第三;岳亮等提出景观水资源综合评价标准,包括自然评价和人文评价两个方面,其中自然评价标准为诱人性,包括理化优劣性、水情动态性、水体位态性;人文评价包括社会评价(历史性、观赏性)、生态评价(自然性)和经济评价(稀缺性、效益性)。
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J. 解释气候因素和非气候因素如何影响水资源的脆弱性
我国水资源现状及面临形势的分析报告
壹) 我国水资源现状
我国是一个水资源短缺的国家,水资源时空分布不均。近年来我国连续遭受严重干旱,旱灾发生的频率和影响范围扩大,持续时间和遭受的损失增加。目前全国 600多个城市中,400多个缺水,其中100多个严重缺水,而北京、天津等大城市目前的供水已经到了最严峻时刻。与此同时,由于人口的增长,到2030 年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降至1700至1800立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出,因此,节约水资源,强化水资源稀缺意识已刻不容缓,大家得从我做起,从自身做起,节约每一滴水。 此外,我国水资源开发中还存在着其他问题: (1) 洪水灾害对国民经济发展和社会安定存在潜在威胁 (2) 水分利用效率不高 (3) 水资源普遍受到污染 2003年,淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池,其主要水污染物排放总量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水质污染严重,海河、辽河生态用水严重缺乏,其中内蒙古的西辽河已连续五年断流。太湖、巢湖、滇池均为劣五类水质,总氮和总磷等有机物污染严重。以黄河为例,工业污染是黄河水污染的主要原因,占废污水排放总量的73%,每年由于水污染造成的经济损失约115亿元至156亿元。同时,令人担忧的是,沿黄地区许多农田被迫用污水灌溉,给区域内居民健康带来危害。据初步测算,区域内每年人体健康损失达22亿至27亿元。黄河水污染同时还带来水资源价值损失、城镇供水损失,并增加了处理污水的市政额外投资,每年总损失近60亿元。地球上的水虽然看上去很多,然而在当今经济技术条件下,可供人类开发利用的水资源并不多。据专家估计,地球上的13.86亿立方公里水资源总量中,其中 96.7%的水集中在海洋里,目前还无法利用。而大陆上所有淡水资源总储量只占地球上的水量的3.3%,这3.3%里的85%集中在南极和格陵兰地区的冰盖和高山渺无人烟的冰川中,在现阶段内也难以利用。地球上实际上能为人类开发利用的水资源主要是河流径流和地下淡水。地下水占地球淡水总量的22.6%,为8600万亿吨,但一半的地下水资源处于800米以下的深度,难以开采,而且过量开采地下水会带来诸多问题。河流和湖泊占地球淡水总量的0.6%,为 230万亿吨,是陆地上的植物、动物和人类获得淡水资源的主要来源,可是由于水体污染,这一部分可以利用的水资源又在急剧减少。大气中水蒸气量为地球淡水总量的0.03%,为13万亿吨,它以降雨的形式为陆地补充淡水。目前能够为人类开采利用的河流径流和地下淡水一般只能达到40%。我国多年平均降水总量为6.2万亿m3,除通过土壤水直接利用于天然生态系统与人工生态系统外,可通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水资源总量为 2.8万亿m3,水资源总量居世界第六位,仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印度尼西亚。按1997年人口统计,我国人均水资源总量为2200m3, 人均占有量仅有世界平均数的¼,居世界第121位 ,被列为世界上12个贫水国之一。随着工农业生产的发展,从1980年到1999年,我国社会经济总用水量增加了约四分之一,从4437亿立方米增加到 5591亿立方米。其中农业用水占70%,工业用水占20%,生活用水占10.1%。
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贰)我国水资源面临形势
a)新世纪面临的重大水问题
当代人口、资源和环境的协调发展已成为国际社会共同关注的重大战略问题,中国是世界人口大国,但人均淡水资源却是贫国。我国水资源可利用量、以及人均和亩均的水资源数量极为有限,降雨时空分布严重不均,地区分布差异性极大,这是我国水资源短缺的基本特点。目前水资源短缺问题己成为国家经济社会可持续发展的严重制约因素。但我国水资源可利用量是有限的,从目前现状来看,就全国而言,人均占有淡水资源量只有2200 立方米,从地区来看,水资源总量的81%集中分布于长江及其以南地区,其中40%以上又集中于西南五省区,这是先天决定的水情。从人均占有量来看,人均占有淡水资源量南方最高和北方最低可以相差十倍,西部比东部可以高达五、六百倍。这是我国北方属于资源型缺水的根本原因,南方地区水资源虽然比较丰富,但由于水体污染,水质型缺水也相当严重。目前全国性的干旱缺水越来越严重,尤其北方地区发生水危机已不是危言耸听。
(一) 主要灾情
进入90年代,中国水旱灾害和水污染频繁发生,水多、水少、水脏与水环境恶化问题越来越严重。
(1)洪涝灾害:累计的直接经济损失超过了1.1万亿元,约相当于同期财政收入的1/5。直接经济损失超过1000亿元的年份有1994年(1797亿元)、1995年(亿元);直接经济损失超过2000亿元的年份有1996年(2208亿元)、1998年(2684亿元)。世界银行曾测算,中国每年洪涝灾害损失100多亿美元。
(2)干旱灾害:由于供水不足每年直接影响工业产值2300亿元,正常年份和较旱年份,粮食减产在100~250亿kg(正常年份,如1996年减产100亿kg,较旱年份,如1994年、1995年减产粮食250亿kg),但遇到严重干旱年份粮食减产曾高达近500亿kg(如1997年,北方一些地区干旱持续时间长达100多天,黄河下游发生了有史以来,断流天数、断流河长均创历史记录。这一年因旱粮食减产476亿kg,对粮食生产造成的损失是新个中国成立以来最严重的年份)。世界银行曾测算,中国每年干旱缺水造成的损失约为350亿美元。
(3)水环境:一是水土流失,区域性、局部性的治理成效较大,但面上的水土流失治理进程缓慢,边治理、边破坏的现象还很严重,特别是开发建设项目人为造成新的水土流失急剧增加。全国平均每年因开发建设活动等人为新增的水土流失面积达1万平方公里,每年堆积的废弃土石约30亿吨,其中20%流入江河,直接影响防洪保安。二是水体污染严重,由于工业废污水排放量的急剧增长,并未经处理直接排放到河道里,导致了以淮河、太湖污染为代表的水环境恶化。世界银行发表的中国环境报告测算,中国仅水和大气造成的污染,年损失为540亿美元,占中国年GDP的8%。这就表明,水环境质量在继续恶化,造成的经济损失也十分巨大。
以上这三大灾害合计年均经济损失达1000亿美元,占全国年GDP的15%左右。从这三大灾害损失来看,进入21世纪这三大灾害,水资源源的短缺和水环境恶化将上升为主要矛盾。
(二)主要矛盾
1. 水资源短缺形势严峻
五十年来,全国水资源开发利用率已达到21%。特别是近20年来,由于供水能力增长缓慢,1978~1998年全国供水能力年增长率约为1%左右,而同期国民经济以8~12%的高速度增长,同期人口又增加了约2.5亿,更加剧了缺水矛盾。值得注意的是,由于人类活动的影响,降雨与径流关系,产流与汇流条件都在发生变化,有些江河的天然来水量己呈现衰减的趋势。黄河下游频频发生断流、海河成为季节性河流,以及内陆河部分河流干枯,2000年发生的旱灾,经济损失严重,充分暴露了我国城市供水系统和农村抗旱能力的脆弱性,是水资源供需矛盾的集中表现。
目前,全国每年缺水量近400亿m3,其中,农业每年缺水300多亿立方米,平均每年因旱受灾的耕地达4亿多亩,年均减产粮食200多亿公斤;城市、工业年缺水60亿立方米,直接影响工业产值2300多亿元;农村还有2400多万人饮水困难;在全国668座城市中,有400多座缺水,其中100多座严重缺水。天津市由于连续四年遭受华北干旱影响,为天津供水的潘家口水库水位已接近死库容,于桥水库已无水可供,直接威胁到天津市的生活和生产用水,尽管采取一系列限制用水措施,但今冬明春用水水源仍难以保证。为此,国务院批准了水利部制定的“引黄济津”应急输水工程的实施方案。
进入21世纪,随着我国人口的增长、生活质量水平提高、城市化进程加快,人均水资源占有量将进一步减少,而用水量却进一步增加,水资源供需矛盾更加突出,缺水已成为影响我国粮食安全、经济发展、社会安定和生态环境改善的首要制约因素。维护生态环境安全的
2.水已成为维护生态环境安全的严重问题
全国现有土壤侵蚀面积367万平方公里,占国土面积的38%,其中水蚀面积179万平方公里,风蚀面积188万平方公里,其中黄河中上游和长江上游地区,以及海河上游地区水土流失最为严重。严重的水土流失使我国每年平均损失耕地100多万亩,流失土壤50多亿吨,导致生态环境恶化,河湖泥沙淤积,加剧了洪、旱和风沙灾害。我国自然生态脆弱,加之不合理的人类活动,进一步加剧了水土流失、土地退化和水体污染。
全国地下水由于长期超采,又不能得到回补,目前年超采量达80多亿立方米,已形成了56个区域性地下水位下降漏斗,导致部分地区地面沉降、海水入侵。部分干旱和半干旱地区由于不合理的水资源开发利用,导致下游河道断流、河湖萎缩,下游有些尾闾与湖泊消亡,生态环境严重恶化,胡杨林大面积枯死;草场退化,荒漠化加剧,沙尘暴发生频率增加;此外,有些灌区和绿洲,由于大水漫灌、排水不畅,导致严重的土壤次生盐渍化,土地质量下降,农业生产能力衰减。
1999年全国年排放废污水总量606亿吨(不包括火电直流冷却水),其中工业废水占67%,生活污水占33%。根据1999年水质监测资料,对全国11.36万公里河长进行评价的结果,Ⅰ、‖类水河长只占30%,Ⅲ类水以上的河长占70%(其中Ⅰ类水河长占 5.5%,‖类水河长占24.5%,Ⅲ类水河长占32.4%,Ⅳ类水河长占12..6%,Ⅴ类水河长占7.8%,劣Ⅴ类水河长占17.2%)。
b)十大挑战
邓小平同志指出:“要善于从战略上看问题,要研究下世纪前五十年的发展战略和规划。采取有力步骤,使我们的发展能够持续、有后劲。”水利发展面临着严峻的挑战,我们要抓住机遇迎接挑战,把水利建设作为保障经济社会持续发展的一项重大战略措施来抓。
(一)人口增长出现峰值,人均水资源量降到低谷。我们面临的是庞大的人口基数,如果2030年人口增长达到峰值总人口就达到16亿,人均占有水资源将下降到1750立方米。人口的增长不仅增加对水的需求,而且增加对资源和生态环境的压力,对水的有效利用会带来负面影响。因此,未来50年中国人口的增长是对水资源和水环境最大的挑战,也是对可持续发展最大的挑战。
(二)水的供需矛盾更加尖锐,开发利用更加艰难。中国水资源总量为2.8万亿立方米,专家们根据国际上评估的标准认为,中国水资源的可利用量大约为 10000-11000亿立方米,1997年,我国年总用水量达到了5623亿立方米。按照21世纪中叶中国达到中等发达国家水平的战略目标,初步估计,我国未来水需求将达到7500-8000亿立方米,在现有基础上再增加1500-2200亿立方米的供水能力。鉴于区域发展的不平衡,可经济开发的水源不仅受到区域性的限制,而且可开发利用的水资源的难度也越来越大,因此,中国未来水资源的开发利用将更加艰难,供需矛盾将会更加尖锐。
(三)经济快速增长相应废污水排放量将急剧增长。未来50年,这种发展趋势对供水基础设施建设提出了挑战。基于目前废污水的处理和回收利用偏低的现状,如果未来50年工业用水成倍增加、城市化水平成倍上升、小城镇快速发展,废污水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加,势必加剧水环境的恶化。因此,中国将面临解决水资源短缺和废污水处理、水环境治理的巨大压力。
(四)全球气候变化的影响,北方地区水资源紧缺矛盾更加尖锐,南方地区洪涝灾害可能更加严重。目前全球气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、沙化、海平面升高、资源匮乏等将造成一系列的全球性的环境问题,已引起全世界的关注。全球气候变暖对中国降水、水资源和地区性的分配,以及可利用量势必会带来影响,尤其是北方地区将会带来不利的影响。因此,可以预见未来50年内,水旱灾害防治任务更加繁重,尤其北方地区水资源短缺的矛盾将会更加尖锐。
(五)北方地区缺水形势严峻,黄河及其以北地区河道断流情况加剧。中国北方地区水资源短缺是随着人口、经济社会发展而逐步加剧的。黄河断流、天津城市用水告急就是北方地区水资源供需矛盾的集中表现。黄河断流的原因虽然有许多因素,但主要因素是经济发展导致用水量急剧增加,管理不善和用水浪费造成的,还包括区外引水等因素。专家们分析认为,在未来10-30年内,黄河每年将缺水40-150亿m3,如果未来50年,黄河流域干旱频率增高,黄河中下游泥沙淤积量增加,有可能加重水资源短缺和治黄的难度。黄河以北紧邻的海河流域,尤其是京、津两大城市早在70年代、80年代就出现用水危机。进入21世纪如果北方缺水不能未雨绸缪,我国北方地区缺水问题将直接影响国家经济发展和社会稳定。
(六)粮食增长主要在北方,产粮区与水资源不相匹配的矛盾更加尖锐。在中国历史上水利与经济区的形成和转移密切相关,盛唐时期生主要经济区在北方,当时水利设施的数量的比重占全国41%,到宋朝主要经济区转移南方,北方水利建设被忽视,这时水利设施的数量只占7%,到清朝北方又成为政治经济中心,水利设施的数量又上升到占全国49%。
新中国成立以后,我国的粮食生产主要在南方,曾形成“南粮北运”格局。然而,随着南方经济的发展,粮食生产比较效益下降,水利建设力度减小,粮食增长主要转移到北方,产粮区与水资源不相匹配的矛盾更加尖锐,导致北方旱灾更加严重。在1985年以前,中国长江以以南地区的粮食生产总量占全国粮食生产总量的比重略高于人口占全国人口的比重,南方地区人口占全国总人口的57.1—57.8%,粮食产量占全国粮食总产量的57.2—61.5%,50年代、60年代、70年代前期,南方粮食在低消费水平下,自给有余,余粮调给北方,1953—1959年年均南方净调给北方粮食332.97万吨,1960—1969 年年均净调给北方粮食174.54万吨,1970—1975年均净调给北方粮食192.82万吨,从而形成“南粮北调”的格局。
由于经济发展,南方粮食生产比较效益下降,农田水利建设比北方明显减缓。1998年南方地区有效灌溉面积35978万亩,比1980年只增加1679万亩,仅增加了4.9%,其中,东南沿海地区还减少了912万亩,减少了12.4%。而北方地区有效灌溉面积由30979万亩增加到40554万亩,增加9575万亩,增加了30.9%,其中,东北地区有效灌溉面积由3242万亩增加到6533万亩,增加3291万亩,增加了一倍多。蒙宁新区和华北地区灌溉面积也有很大的增加。
随着南方农田水利建设的减缓,粮食播种面积的减少等因素的影响,导致粮食增产在全国的贡献率大幅度减少。表8—17中列出了南北方1985年前后在我国粮食总产增产中贡献率的变化。1952—1985年我国粮食增产量中,南方占61.4%,北方占38.4%。1985年以后,粮食生产地区格局发生了巨大逆转,北方地区的粮食生产的增量比重已上升到69.4%,其中华北地区占25%,而南方粮食生产增量却下降为30.6%。全国粮食总产量中,北方地区由1985年占40.7%上升到48.4%,南方地区由59.3%下降到51.6%。人均拥有粮食,北方由表1985年的349公斤增加到1998年的484公斤,增加了38.7%;而南方地区由372公斤只增加到377公斤,几乎没有增加。
随着南方粮食生产的减缓,导致了南方粮食总量不足。根据国家计划委员会农村经济司、国家统计局农调总队研究,1978—1990年平均南方粮食自给率100%以上,1991—1994年平均粮食自给率下降至95.2%,1997年南方粮食自给再下降到95.9%,每年需要从北方调运粮食1400万吨以上。粮食产销地区格局逆转为“北粮南运”,这种格局的急剧变化,对未来50年粮食生产总量的增长将产生严重的影响。目前,北方地区水资源短缺的矛盾己十分尖锐,如果未来年粮食生产总量的格局不发生根本性的变化,那么,未来北方,尤其是华北地区水资源短缺的矛盾将更加尖锐。
(七)水利工程将进入百年期,巩固改造任务繁重。我国水利设施目前面临着两大威胁:一是现有水利基础设施面临着萎缩衰老的“危机”,二是工程保安、维修、更新、配套任务大,这是历史遗留下的问题。到21 世纪中叶这些水利基础设施将逐步进入百年期。由于种种历史原因,当时对自然规律认识不足,按经济规律、按照基本建设程序办事不够,设计标准普遍偏低,再加上重骨干、轻配套,重建设、轻管理。因此,许多水利基础设施配套差、尾工大、设备老化失修、管理水平低,运行状态不良,至今没有能充分发挥应有的效益。如果未来50年,现有水利基础设施不能巩固、提高和充分发挥效益,那么现有水利基础设施存在的问题很可能成为经济社会发展最大的制约因素。因此,随着水利基础设施逐步进入百年期,巩固改造任务愈加繁重。
(八)科技含量和管理素质低,提高科技和管理水平任务艰巨。从目前来看,我国科技水平与发达国家相比,存在着很大的差距。因此,未来水利基础设施效益和水资源利用率的提高,缓解水资源短缺矛盾,都取决于科技水平和管理水平的提高。在水利领域,目前水利科技贡献率只有32%左右,水的有效利用和节水技术的应用没有引起高度的重视,在水利建设的指导思想上,重建设、轻管理,管理机构不健全,管理人员素质普遍较低。因此,进入21世纪,依靠科技进步,提高水利科技水平和管理人员素质的任务十分迫切,也十分艰巨。
(九)水价过低,建立水市场经济体制任重道远。目前水价格偏低不利于节水和水资源的有效利用,也不利于各方面资金投入到水资源的开发利用上来。国内外经验表明,提高供水价格,可以促进节约用水和延长工程使用年限。因此,制定有利于水资源可持续利用的经济政策,对缓解水资源的供需矛盾至关重要。 30多年来,国家发布的收取水费和水价改革的文件,至今未能完全到位,很重要的一个原因,就是人们缺乏对水的认识,更缺乏水是商品的意识。加上农业一直是用水大户,它更难靠市场经济来调节。因此,从总体来看,水市场体制的建立任务十分艰巨。
(十)管理体制分割,影响水资源的统一管理。实践表明,水利涉及到农业、工业、水运交通、城镇建设、生态环境、以及人民的健康水平等等;水资源利用涉及到防洪、排涝、灌溉、水电、供水等等;水利是国民经济和社会发展第一位的基础设施。但是长期以来,无论是思想认识上、还是经济体制上,水利只作为农业的一个重要方面,一直没有作为国民经济的基础设施对待。目前水资源分地区、分部门的管理体制,既不利于水资源的有效利用,也不利于生产力的发展。因此,“多龙管水”的时代应当尽快结束,