水资源是宝贵的自然资源,又是生态环境的重要组成部分。我国要实现社会经济的可持续发展,无论是经济建设还是生态建设都需要加强对水资源保护和合理利用。21世纪水资源的供需矛盾将会更加突出。水资源包括地表水、地下水和土壤水。我国地下水资源约占水资源总量的1/3,已成为生产、生活、生态用水的重要供水水源。在北方干旱、半干旱地区,地下水资源在供水中占有主导地位。
一、我国地下水资源面临的形势
(一)我国水资源总量、人均与单位面积水资源量
我国陆地总面积960万km2。经计算全国多年平均降水总量为6.2万亿m3/年,多年平均水资源总量约为2.8万亿m3/年,约占年降水总量的45%。全世界总水资源量为42.7万亿m3/年,单位面积水资源量为319mm/年。我国单位面积水资源量为292mm/年,相当于全球平均值的91.5%。
按我国2001年3月公布全国人口为12.95亿计算,人均年水资源量为2162 m3。预测到2030年我国人口增至16亿时,人均年水资源量将降到1760 m3,均远低于世界人均水资源量的平均值。
我国不同地区人均亩均水量见表1。
表1 不同地区人均亩均水量情况表
地区 | 人均水量(m3/年) | 亩均水量(m3/年) |
南方 | 4170 | 4134 |
西南 | 38431 | 21873 |
华北(黄淮海) | 732 | 447 |
北方 | 938 | 454 |
海滦河流域 | 430 | 251 |
东北 | 1680 | 546 |
*黄土高原系估算数
(二)地下水资源量及其分布特点
1.地下水天然资源区域分布
地下水天然资源,是指在天然状态下,在单位时间内从不同途径补给到地下含水层中的水量。全国地下水天然资源量约8700亿m3/年,约占降水总量的14%左右。其中,山区约6700亿m3/年,平原约2500亿m3/年。转化重复量约500多亿m3/年。按照三种不同地下水类型计算,孔隙水天然资源量约为3000亿m3/年,碳酸盐岩岩溶水天然资源量约2000亿m3/年,基岩裂隙水天然资源量约4000亿m3/年。在全国范围内,孔隙水、岩溶水和裂隙水天然资源量的比例,大体上为3:2:4。北方孔隙水所占比例最大,约占北方地下木天然资源量的61%,岩溶水占6%,裂隙水占33%。其分布主要受地质、地貌和气候等条件所控制。
约占全国陆地面积一半以上的北方17省(市、区),地下水天然资源约2800亿m3/年,接近全国地下水天然资源的1/3。在全国各类地下水天然资源中,约有70%的孔隙水、27%的基岩裂隙水以及9%左右的岩溶水分布在我国北方地区。平原盆地松散岩层中的孔隙水是工农业和城市供水最为重要的水源。
我国各类地下水天然资源量及其分布概况见下表2。
表2 各类地下水天然资源量及其分布概况表 分布地区 | 地下水类型 | 总量 | 占全国地下
水资源% | 分布于北方
17省的数量 | 占同类型地
下水资源% | 分布于南
方的数量 | 占同类型地
下水资源% |
平原区 | 孔隙水 | 2503 | 28.7 | 1773 | 70.8 | 730 | 29.1 |
| 裂隙水 | 4250 | 48.7 | 1139 | 26.8 | 3111 | 73.1 |
岩溶水 | 2034 | 23.3 | 192 | 9.4 | 1841 | 90.5 |
河谷平原
及山间盆
地孔隙水 | 458 | 5.2 | 286 | 62.3 | 172 | 37.6 |
小计 | 6743 | 77.3 | 1618 | 24.0 | 5125 | 76.0 |
平原与山区之
间转化重复量 | 530 | | 526 | | 4 | |
全国合计 | 8716 | | 2865 | 32.8 | 5851 | 67.1 |
2.地下水可开采资源分布特点
我国地下水可开采资源约2900亿m3/年,其中宜井地区约2300亿m3/年。平原地区和山间盆地的孔隙水占89%;岩溶水富水地段占9%,裂隙水富水地段仅占2%,全国宜井地区地下水可开采资源有3/5集中在北方。全国平原地区可开采资源约1800多亿m3/年,分布在北方有1300亿m3/年,占70%以上。岩溶水可开采资源,全国总计有800多亿m3/年,其中包括了岩溶大泉和暗河的可利用量600多亿m3/年。对基岩裂隙水仅包括有利的储水构造的富水地段的开采资源,其总量只相当于全国裂隙水天然资源的1.4%。
(三)地下水开发利用状况及潜力分析
1.地下水开发利用状况
据统计,1985年我国地下水实际开采利用量约760亿m3/年,1999年增至1028亿m3/年,占全国总水资源利用量的19%,占地下水可采资源量的35.4%。农业灌溉占地下水开采量的80%以上,其次为工业和城市生活用水,不到20%。北方地下水实际开采量约占北方总用水量的30%,表明了地下水在水资源供应利用中占有重要的地位。据不完全统计,在全国181个大中城市中,有61个城市主要开采地下水,地表水与地下水联合供水有40个城市。南方一些城市和城镇由于地表水污染日趋严重,也开始开采地下水为供水水源。全国已有三分之一人口饮用地下水。
我国地下水开采的地区分布不够平衡,在开采程度最高的京津冀地区,地下水实际开采量已占其可开采资源量的80%以上,局部地区已超采;其次为河南、陕西、山东和甘肃等地,其开采程度达50-70%;东北地区、西北和南方地区均小于30%。就全国而言,宜井地区的地下水实际开采量约占其可采资源量的三分之一。
2.地下水开采潜力分析
就全国总体而言,地下水的开发还有较大潜力。根据可扩大开采的地下水量占可开采资源量的比例,可分为三类地区:
(1)潜力较小地区(小于30%),如华北平原;
(2)潜力中等地区(30—50%),如晋、鲁、豫、陕、甘等地;
(3)潜力较大地区(大于50%),如东北和西北大部分地区。
(四)地下水资源在可持续发展中的重要地位
1.地下水具有的优势
地下水和地表水的共同点是具有可恢复性、时空变化性、有限性,相互转换性和不可取代性。在现实供水水源中地下水占有重要的地位。地表水和地下水相互联系又相互转化。人们对贮存于地下岩层空间的水,一般了解较少,有一些地区地下蕴藏有丰富的地下水,而在那里地表上生息的人们却不知道,不会加以开发利用。
地下水具有其独特的优势。由于地下水地域分布广泛,便于就地分散开采,占地少,开发投资小,有较大灵活性;蒸发损失少,具有多年与年内调节能力,便于平衡,水量、水质、水温相对稳定,供水保证程度较高;水质更适于饮用,有不易污染等特性,因此地下水在水资源的保存、保护和开发利用方面,具有比地表水更为优越的条件。在北方干旱和半干旱地区,地下水是最重要的供水水源;在其他地表水资源较丰富的地区,地下水也能发挥其独特的作用。
2.地下水是重要的生态环境要素
合理利用地下水,对保护生态环境,防治生态恶化具有重要意义。地下水本身就是重要的生态环境要素,保持合理的地下水位埋深,是保持良性生态环境的重要条件。例如在西北地区绿洲的萎缩、黄灌区土地的盐碱化、东南沿海城镇的地面下沉等生态环境问题都直接同地下水的不合理开采,地下水位的不合理升降有关。因此要保持良性的生态环境,特别是进行生态建设,更应从战略高度重视对地下水资源的合理开发利用。
3.充分开发利用地下水资源潜力
从总水资源来看,全国地下水资源的开采量,只占可开采资源量的三分之一,特别是西北干旱半干旱区,已开采量尚不足可开采资源量的30%;西南岩溶缺水山区,地下暗河的利用量比例更低;东北地区辽河平原、松嫩平原和三江平原地下水均有较大的开发潜力,在总体水资源中占有重要比例。我国是一个缺水国家,充分开发利用地下水资源潜力,发挥其独特的优势,是解决我国水资源问题的重要出路之一。
(五)地下水资源开发存在的主要问题与面临的形势
地下水资源开发存在的主要问题是:
1.开发利用缺乏统筹规划和有效管理
水资源是一个统一的自然系统,地下水和地表水在一定条件下可以相互转化,是不可分割的统一体,但由于对水资源开发利用缺乏统筹规划和有效管理,造成一些地区流域上下游水资源分配不合理,矛盾日趋激化。由于上游大量引水,造成下游河流断流,地下水位持续下降,工农业和城市用水困难,生态环境严重恶化的现象在我国北方地区已不鲜见。
2.地下水局部地区过量开采,产生一系列生态环境问题
由于缺乏统一规划和科学管理,在用水集中的大中城市地下水过量开采,导致生态环境恶化。华北地区已形成巨大漏斗;北京、石家庄、沈阳、南昌等城市的局部地区因地下水位持续下降,造成含水层局部疏干和水质恶化;天津、上海、苏州、无锡、常州等城市出现地面沉降;沿海一些城市受到海水入浸,水质发生盐化;一些名泉,如济南的突泉、太原晋词泉、敦煌月牙泉等,由于地下水位下降,水量减少甚至干涸等。
3.城市地下水资源普遍受到污染
1985年至1988年对全国近80个大中城市的调查表明,绝大多数城市地下水受到不同程度的污染,其中比较严重的,北方地区有包头、长春、鞍山、太原、沈阳、哈尔滨、北京等城市;西北地区有西安、兰州、乌鲁木齐等城市;南方地区有上海、无锡、常州、武汉、合肥等城市。主要污染源均为工业和生活废水。此外,部分农业地区地下水也受到不同程度的污染,主要分布在城郊区的污灌区。少数农业区地下水还受到农药和化肥的污染。
4.地下水资源浪费严重
农业是水资源的最大用户,其用水量占总用水量的80%左右,主要用于灌溉,目前以传统方式大水漫灌为主,有效利用率较低,灌区渠系的有效利用率只有40%左右,井灌区一般也只有65%左右。黄淮海平原农业用水浪费严重;城市用水浪费也很突出;我国工业用水的单位耗水量比先进国家高出数倍或数十倍,重复利用率远远低于发达国家。
5.对有些地区的地下水可采资源量与开采利用条件研究程度较低
我国地域辽阔,水文地质条件复杂,在基础性调查方面虽已基本完成1/20万为主的区域水文地质调查,对区域地下水资源量进行了估算,但由于多年来大部分地区都已进行不同程度的开采,地下水的补给量大大减少,或地下水位下降导致泉水枯竭,或采补接近平衡,资源量发生变化,因此需要进一步进行调查,充分挖掘潜力,例如采取人工补给或傍岸取水等措施,以恢复和扩大资源量。
6.对地下水资源和生态环境的调查、评价和监测,国家投入严重不足
公益性水文地质调查占整个地质调查投入比例偏低;按国家水利建设工程投入计算,地下水资源开发的投入所占比例更是微乎其微,目前缺乏一个合理的投入良性机制。
二、地下水资源战略
我国地下水资源的特点及供需关系既具有明显的区域性,又有许多共同点。制定我国的地下水资源开发利用战略应充分体现这种区域性与共同性。为此,将全国的地下水资源按其自然特点和供需关系分为六个战略规划区。针对每个区的特点,提出其地下水开发利用的区域战略。同时,针对我国地下水资源及其开发利用的共同性问题,提出了总体战略。
(一)区域战略
1.黄淮海平原
黄淮海平原系指燕山以南,大行山、伏牛山以东和淮河以北的广大平原地区,面积32万平方公里。
(1)水资源基本状况
水资源总量为963亿m3/年,包括入境水量139亿m3/年。其中,地表水资源量为293亿m3/年;地下淡水天然资源为492亿m3/年,开采资源量为481亿m3/年,深层水资源50亿m3/年。另有地下微咸水40亿m3/年,半咸水14—20亿m3/年。由于地下水位埋藏较浅,能及时得到降水和地表水的快速补给,所以,地下水天然资源量基本上均可开采利用。黄淮海平原人均水资源量为732 m3/年,亩均水资源量为447 m3/年,其中海滦河流域人均水资源量仅为430m3/年,亩均水资源量为251 m3/年,特别是黑龙港地区水资源最为贫乏。
地下水资源是黄淮海平原最重要的供水水源,70%的生活用水、68%的工业用水、45%的农业用水依靠地下水供给。
(2)存在的主要问题
Ⅰ、存在旱涝盐碱等多种自然灾害。咸水、碱地和旱、涝地区分布较广。降水集中于夏季,春旱秋涝已成基本规律,是农业生产的主要威胁。
Ⅱ、地表水和地下水的开发利用缺乏统一规划,例如黄灌区地下水资源比较丰富,但主要发展渠灌,如能加强地下水的开采,实行井渠结合,不仅可将用于农灌的引黄水量支援德州、沧州等城市用水,还有利于农田的防涝治碱。
Ⅲ、灌溉技术落后,用水浪费严重。农业用水量占总用水量的80%,但渠道有效利用率仅40—45%,如果改进灌溉技术和灌溉制度,提高水资源利用效率,农业用水可节省1/3——1/2。
Ⅳ、黑龙港地区地表水、地下水均较贫乏,咸水分布较广,自然灾害严重;深层地下水过量开采,地下水位持续下降,以沧州—衡水为中心的地下水降落漏斗连成一片,面积达1万平方公里,并伴生有地面沉降。
Ⅴ、水库调节功能不强,地表水、地下水不能相互调剂,联合调度;河流上游虽然建造了不少水库,但淤积严重,不能充分发挥多年的调节作用。
Ⅵ、城市发展超过了水资源的供给能力。该区分布许多重要工业城市,城市发展与水资源不相适应,工业过度集中,缺乏合理布局,水源建设不能随城市发展及时进行调整,使水资源供给日趋紧张。
(3)对策
Ⅰ、发展综合节水措施,建立节水型社会体系。在农业方面首先要充分发挥土壤水的作用。以黑龙港地区为例,降水的74%转化为土壤水,20%补给地下水,6%形成地表径流。可见促进作物生长份额最大的水资源是土壤水。充分有效地利用土壤水,是合理有效利用本区水资源的关键环节。据河南商丘大吴庄试验结果,每亩地年用水为150 m3左右(一般不超过200 m3),作物就可获丰收;河北临西、蒿城、望都三个试验站的试验结果,小麦、玉米两季耕种一般年份用水量为125—235 m3/亩,枯水年为225—300 m3/亩。如农田都能达到这一灌溉定额,农灌用水量可减少1/2——1/3。大力发展喷灌、微灌等节水灌溉技术,可进一步大幅度节省水资源。工业节水潜力很大,该区除京、津等特大城市外,工业用水的重复利用率一般都在50%以下,重复利用率至少可以提高到70%以上。
Ⅱ、充分开发利用浅层地下水资源,发挥浅层含水层的多年调节功能。合理调控最佳水位,以丰补欠,达到扩大资源量和综合治理自然灾害、防止生态环境恶化的多重目的。
Ⅲ、发展地下调蓄,开发天然地下水库,实现地表水、地下水联合调度。据河北地理所研究资料,河北有20多处古河道带可建地下水库;中国地质科学院水文地质研究所资料,华北有70多处可供人工调蓄的地下场所,估算可调蓄地下水100亿m3左右。河南商丘的成功经验是汛前地下水位控制在5—6m深,汛后控制在3m左右,形成一个天然的地下水库。据计算,开采资源量可由原来的41亿m3增加到64亿m3,可灌溉耕地由1650万亩扩大到3569万亩,粮食生产成倍增加,特别是大片盐碱地不治自愈,洪涝灾害也有所减轻或自然消除。山前冲洪积扇巨厚的沙卵石层最有利于建立地下水库。目前山区有利地段,大都修建了地表水库,但大部份水库只能进行年内调节,平水年、丰水年仍有一定量的弃水未被充分利用。如能地表水、地下水联合调度,充分利用地下空间进行合理调储,则能大大提高供水能力。
Ⅳ、加强污水治理,实行污水资源化。这是开源和环境治理的重要任务。河北省年排污量将达17亿m3左右,年污水处理能力仅6—7亿m3。若污水处理能力达到50%,可回用水资源8亿多m3。北京市污水日排放量超过200万m3,现净化能力已达50%,即每天可增加100万m3的供水能力。据80年代统计,全国城市污水日排放量达6822万m3,如果净化能力达到50%,那么每天就可增加3400万m3的供水能力。
Ⅴ、加强微咸水的改造利用。华北平原有2—3克/升的微咸水40亿m3,1996年只利用了6.6亿m3;还有3—5克/升的半咸水资源14—20亿m3,有较大的利用潜力。微咸水和半咸水的开发利用,还有利于抽咸换淡,改良水质,使微咸、半咸水变为有效的水资源,同时也有利于治理盐渍化。在咸淡水兼有的地方,要提倡咸淡水混合利用,其混合水的矿化度控制在3克/升以下。进行微咸水和半咸水的利用,还必须与作物耐盐性相适应,推行节水灌溉,减少盐分输入。
Ⅵ、加强深层水的合理调控与科学管理。据水文地质研究所对深层水资源的计算统计,全区共为50.1亿m3/年,其中河北为9.7亿m3/年,但河北实际开采量已达15亿m3/年,造成严重超采,其它各省尚未出现超采情况。河北起来主要是黑龙港地区,如能合理控制开采,加强科学管理,深层水起来问题不是不能解决的。
Ⅶ、充分利用矿山排水,实行排供结合。据查,太行山周边地区矿坑年排水量高达50亿m3左右,一般水质较好,但大部分流失。如能充分加以利用,变废为利,对缓解本区水资源紧缺问题,将能发挥重要作用。
Ⅷ、加强城市水资源的合理规划与科学管理。城市水资源紧缺原因比较复杂,但多数城市并非属于资源型缺水,而是其它各种综合性原因造成的,因此需要采取综合治理措施,主要包括:(a)城市规划与工业布局必须与水资源条件相适应;(b)水源地建设要随城市发展及时进行合理调整,大型城市要建立分散型供水系统;(c)地表水、地下水统一调度,互相调剂,充分利用汛期雨洪集水,开展人工补给;(d)充分挖掘水资源潜力,开发新水源地;(e)加强科学管理,通过模型研究,确立最优开采方案,防止由于过量开采产生的环境负效应;(f)严格控制污水排放,实行污水资源化;(g)不断提高水的利用效率,防止浪费,建立节水型社会。
2.松辽平原
系指大兴安岭、辽西山地以东,小兴安岭、长白山、辽东山地以西的广大平原区,总面积31.14万平方公里。
(1)水资源基本状况
可利用的总水资源量为729.4亿m3/年,其中松嫩平原地下水天然资源量为185.26亿m3/年,开采资源量为132.68亿m3/年;辽河平原地下水天然资源量142.28亿m3/年,开采资源量为111.38亿m3/年;低山丘陵地下水天然资源量为6.87亿m3/年,开采资源量为1.98亿m3/年。以下辽河平原地下水最为丰富,松嫩西部山前平原地下水次之,中上辽河平原及松嫩东部高平原、中部低平原地下水较贫乏。
(2)存在的问题
Ⅰ、旱涝盐碱灾害频繁,以春旱为主,夏旱次之;洪涝灾害在近200年来平均3年一次。
Ⅱ、因地表水调蓄工程不足,大量水资源不能控制利用,洪涝灾害与缺水并存。如辽河中下游由于缺乏地表水调蓄工程,建国后平均1.6年发生一次洪涝灾害,且多发生在汛期,汛期后工农业供水不足。
Ⅲ、地下水和地表水综合利用不够,引水灌溉失控,加剧生态环境恶化。松嫩平原西部地区及下辽河平原腹部冲积平原,大量引用地表水灌溉,地下水资源末得到充分利用,不仅浪费了水资源,加剧了盐碱化、内涝灾害与沼泽化的发展。
Ⅳ、多数城市地下水开采过于集中,超采严重,生态环境受到影响。大庆、沈阳、哈尔滨、鞍山、辽阳、通辽等城市均不同程度出现地下水过量开采的问题,尤以大庆和通辽较为严重。
Ⅴ、工业布局与水资源条件不相适应,加剧了水资源供需矛盾。辽河、浑河、太子河三条河流的8大水库,原设计工业用水3.49亿m3/年,目前工业实际用水量已达12亿m3以上。
Ⅵ、水资源浪费严重。城市工业用水一般重复利用率只有20—50%,农田还大量存在大水漫灌现象,水资源有效利用率低。水质污染严重,不仅加剧了供水矛盾并对生态环境造成不良影响。据1980年的调查资料,松辽地区年排放污水量就达25亿m3,大中城市工业排污量占总排污量的80%,其中90%以上未经处理即排入水域,江、河污染严重。
(3)对策
松辽平原总体上水资源较为丰富,水资源供需矛盾最为突出的地区是下辽河平原。该地区是东北的重要工业基地,工业城市集中,地下水超采较为普遍,同时又是水稻的主要种植区。
Ⅰ、水资源统一规划,因时、因地制宜,科学调度“三水”资源。对地下水资源采取旱年多采,丰年多蓄,以丰补欠;在地域上应在统筹规划的前提下,根据不同的自然条件,采用不同的开发模式。松嫩平原的高平原区,因地下水资源相对贫乏,以开发利用地表水为主,地下水为辅。严重缺水的长春市,采取引第二松花江水、开发当地地表水、河谷潜水、第四系承压水与白垩系承压水联合开发模式,基本能满足长春市供水需要。下辽河平原山前冲洪积扇地下水丰富,还有10多亿立方米地下水开采潜力,能满足当地工农业用水的需要。如沈阳市地处浑河冲积扇上,在现有供水的基础上,可新辟辽河扇地下水4亿m3、浑河扇地下水3.81亿m3,再引浑河库水1.22亿m3,则可在节水的基础上,水资源能满足发展需要。鞍山、辽阳两市地处太子河冲积扇上,在现有的基础上,若引太子河水0.4亿m3,引库水4亿m3,开发地下水4.45亿m3,再考虑节水和采取水稻旱作等措施,水资源也能做到供需平衡。
Ⅱ、建立节水型工农业生产体系。该区域无论是工业还是农业,水资源浪费都较严重,节水潜力巨大。如沈阳市1987年平均工业用水定额为万元166 m3,现已降到万元79.9m3。在农业方面,1987年推广水田旱种25万亩,灌溉定额就由800--900 m3/亩,降至400 m3/亩;发展水稻复膜栽培5万亩,灌溉定额最高为200 m3/亩,可见节水潜力很大。
Ⅲ、强化水资源的管理。对水资源按地区或流域实施行政、法律、经济、技术等方面的统一管理。同时按不同地区或流域制定水资源优化调度决策方案,并将水资源作为商品,用经济杠杆进行管理,以防止水资源的浪费。
3.黄河河套平原
黄河河套平原包括宁夏的银川、卫宁平原和内蒙河套平原两部分,总面积1.98万平方公里,是我国北方最大的自流引黄灌区。历史上素有“黄河百害,唯富一套”之称,有着巨大的生产潜力和开发价值。
(1)黄灌区水资源基本状况
宁夏河套平原地表水天然资源量为1.36亿m3/年,地下水天然资源量为27.87亿m3/年,可采资源量为19.6—21.65亿m3/年;内蒙河套平原地表水天然资源量为1.06亿m3/年,地下水天然资源量为22.07—29.65亿m3/年,可开采资源量为13.99—16.5亿m3/年。河套平原每年平均引黄水量,宁夏约80亿m3,内蒙60亿m3,共约140亿m3,实际耗用量为80亿m3。引黄水量是当地地下水资源主要补给源,占地下水补给总量的90%以上。
(2)存在的主要问题
Ⅰ、引黄水量约占黄河年总径流量20%以上,主要用于农业。长期采用大水漫灌的灌溉方式,造成水资源的极大浪费,也是影响黄河下游断流的主要原因之一,直接影响下游的生态环境和生产、生活用水。
Ⅱ、由于大水漫灌,有灌无排或灌排设施不配套,使地下水位抬高,造成土壤大片盐碱化。宁夏河套平原现有盐渍化耕地203.4万亩,占耕地总面积的39.77%,尤以银北灌区盐渍化最为严重。内蒙河套平原的土壤盐渍化面积占耕地面积的47%。
(3)对策
Ⅰ、“井渠结合、灌排配套”,推广井灌井排技术,实现科学调控、优化地下水位,是防治盐碱化的基本途径。
Ⅱ、充分开发地下水资源,减少引黄灌溉用水量。既可减轻盐碱化程度,又可改善下游的生态环境。河套平原地下可采资源总量达33.59—41.65亿m3/年,还有10多亿m3/年的微咸水可利用。但目前地下水开采量不到10亿m3/年,利用率仅20%左右,说明地下水开发潜力很大。如果地下水资源得到较充分的开发,河套地区可节省出30亿m3/年的引黄水量,调向黄河中下游。
Ⅲ、提高群众节水意识,采取综合措施,开展节水灌溉。如改善工程设施、深化秋灌制度、改进灌溉技术、合理调整农业供水价格等。
4.黄土高原区
西起日月山,东至太行山,北界黄河,南抵秦岭的黄河中游地区,面积约58万平方公里。除局部基岩裸露外,绝大部分为连续的厚达50—200米不等的黄土所覆盖,形成“塬”、“川”、“梁”、
“峁”等地貌形态,沟堑纵横,塬面支离破碎。
(1)水资源基本状况
大气年降水为250—500mm;水资源总量为328.23亿m3/年,其中地下水天然资源为154.09亿m3/年,开采资源为95.34亿m3/年;人均水资源量为300m3/年,亩均水资源量为251 m3/年,是我国水资源严重不足的地区。
陇东地区降水量较大,塬面保存较好,黄土底部有含水层分布。陇西降水量小,塬面强烈割切,黄土层下为含盐红土,水资源极端贫乏。
(2)存在的主要问题
Ⅰ、地形支离破碎,沟谷纵横,黄土层除塬区外,存储和调蓄水资源的能力极差。
Ⅱ、水土流失严重,过去虽曾修建过大量的中小型水库,但在短短几年间就可全部淤满,而失去蓄水的功能。
Ⅲ、村落十分分散,生活贫困,地表水、地下水极端贫乏,人畜饮水十分困难。
(3)对策
Ⅰ、大兴集雨储水工程,就地蓄聚雨洪,解决人畜饮用和春耕点苗用水。
Ⅱ、局部地区有地下水分布,如河谷平原的潜水和承压水;隐伏断陷盆地内的第四系含水层;城区的黄土含水层;盆地边缘黄土下的白垩系或第三系承压水;隐伏的奥陶系岩溶水,能不同程度的解决人畜饮用和部分农田应急用水。
Ⅲ、采取综合措施治理水土流失,涵养水源,恢复生态。从长远看,要发展黄土高原地区的经济,需要从区外调水,如引洮方案值得研究。有些地区建立黄河提灌工程,取得较好经验,但成本很高,需要依靠政府力量。
5.西北内陆盆地区
主要包括甘肃河西走廓,新疆准噶尔盆地、塔里木盆地,青海柴达木盆地并连同周边山区,其总面积相当全国陆地总面积的1/4。
(1)水资源基本状况
盆地内气候极端干燥,降水很少,一般年降水量不足200mm。但盆地四周广大山区,降水可达200—400mm/年,部分高山地区可达400—600mn/年,冰雪资源十分丰富,汇聚成巨大的地表径流,流入盆地,形成我国干旱区水资源特有的优势。据概略统计上述盆地总水资源可达1000亿m3/年左右,相当两条黄河的径流量。其中塔里木盆地为426.46亿m3/年,准噶尔盆地452.59亿m3/年,甘肃河西走廓80.96亿m3/年,青海柴达木盆地为53.19亿m3/年。
由于地广人稀,人均水量分别可达6049、3449、1590、33164 m3/年,远远超过北方地区。
干旱区水资源一般具备以下特征:
①山区地表径流量基本代表每条河流的总水资源量;②山区河流径流量由于受到冰雪资源的调节,相对比较稳定;②山区河流在自然状态下,流入盆地后80%左右在戈壁带渗入地下转化为地下水,又在绿洲带溢出地表形成泉集河;④每条河流由上游至下游,一般流经2—3个盆地,各盆地水资源的总和基本与总水资源相平衡,形成一个统一的水资源系统;⑥全流域水资源系统与生态环境系统相互制约,相互影响,因此水资源的开发利用与维护生态环境密切相关。
(2)存在的主要问题
Ⅰ、地表水、地下水是不可分割的统一体,长期以来缺乏统一规划,重点以建设地表水利工程为主,地下水资源末得到合理利用。
Ⅱ、水资源缺乏合理调配,上游大量引水造成下游水资源不足。只顾提高地表水的利用效率,极少考虑由于上游拦截水资源,造成地下水资源补给量减少,导致泉流量衰减,下游河流断流,并引发生态环境恶化的后果。如石羊河流域泉流量由8.63亿m3/年减至目前的0.3亿m3/年,实际上已接近枯竭;下游民勤盆地流入量由5亿m3/年减至1亿m3/年左右,导致河流断流,湖泊干涸,生态环境全面恶化,已面临难以为继的境地。黑河中游张掖地区耕地由75万亩增加到319万亩,使进入下游额济纳旗的水量由10.5亿m3/年逐渐减少到2—3亿m3/年,河水断流,造成下游尾闾东、西居延海先后干涸,成为戈壁和盐漠。塔里木河是世界第二大内陆河,年均流量达50亿m3,但由于上游过量引水灌溉,到中游年径流量锐减为9.5亿m3,下游河流断流,地下水位大幅度下降,水质恶化,两岸胡杨林大片死亡、草场退化,原长达300公里的“绿色走廊”大多沦为荒漠。
Ⅲ、水资源利用效率低,大水漫灌,浪费严重。石羊河流域开发新绿洲,绿洲面积扩大了3倍,原老绿洲的灌溉用水,全部被引入新绿洲,其结果是:(a)老绿洲由泉灌改为井灌,地下水位持续下降;(b)地下水的重复利用率由原来的77%减少为42%,即灌溉回归水由原来的11.5亿m3/年减少到5亿m3/年。(c)下游老绿洲缺水撂荒,沙漠化扩大。
大量修建水库、渠道等水利工程,大约有50%左右的水资源消耗于无效蒸发,包括水面蒸发和潜水蒸发。
Ⅳ、由于大水漫灌,造成地下水位大幅度上长,导致土壤大面积盐碱化。目前新疆有次生盐碱化耕地1500万亩,占全疆耕地面积的35%,由于盐碱化弃耕的土地超过1000万亩。
(3)对策
Ⅰ、依据内陆盆地地表水和地下水资源相互转化和蒸发强烈的特点,最大限度地发挥戈壁带天然地下水库的调蓄功能,变地面储存为地下储存。
Ⅱ、处理好河流上、中、下游水资源的优化分配,保护下游生态环境。
Ⅲ、大力保护泉水资源,根据泉灌、渠灌、井灌、河灌相结合的原则,因地制宜,重新规划建立新的灌溉系统。
Ⅳ、树立节水意识,建立节水农业。内陆盆地农业用水量占总用水量的80—90%,节水潜力很大。新疆生产建设兵团五师的40万亩耕地,1980年每亩平均灌溉用水量减为582 m3,亩均用水量节省41.8%,如果南疆的灌溉都能达到农五师的水平,则南疆农业节水量每年可达100亿m3以上。河西走廓如能实施限额灌溉、储水灌溉、推广喷、微灌节水灌溉技术,提高渠系利用系数,粗略估计每年可节水10亿m3以上,并能有效地防止土壤盐碱化、沙漠化,维护全区的生态平衡。
Ⅴ、成立有权威的跨地区的水资源管理机构,协调部门之间、地区之间的水资源矛盾,监督水资源的合理开发利用和绿洲生态环境的保护与治理。
6.南方地区
南方地区降雨量丰沛,年均降水量1000—20D0mm,其中长江流域水资源总量为15000多亿m3/年,占全国水资源总量的56%。全区河网密布,各类供水工程供水能力达2561亿m3/年,大部分地区不存在缺水问题。南方地区一般以利用地表水为主,地下水只具次要地位。但在沿海三角洲平原,西南红层、岩溶山区(石山区)等缺水地区,开发地下水仍具重要意义。
(1)沿海岸线长江、甬江、瓯江、闽江、韩江、珠江等三角洲平原,是我国经济最发达的地区。地表水资源丰富,但因受工业污染比较严重,许多地区转向开发利用地下水资源。
但上述三角洲平原地下水资源相对比较贫乏,不适宜大量开采。如上海、苏州、无锡、常州一带,因过量开采地下水已形成了较严重的地面沉降。所以,沿海地区地下水开发必须防止由于过量开采造成的地面沉降、海水入浸等地质灾害。
(2)琼雷盆地火山熔岩覆盖的第三系深层承压水,补给条件较好,水质优良,现已成为海口、湛江等城市的主要供水水源。为保证该深层水的持续利用,要在加强地下水开发动态监测的基础上,进行控制性开采,防止发生海水入浸等灾害。
(3)西南红色盆地是南方严重缺水地区之一。红层风化带水虽单井涌水量不大,但分布较为普遍,水质好,埋藏浅,开采容易,能解决旱季人畜用水。如四川中部南充地区,红层风化裂隙带地下水分布普遍,近年开展了大规模的群众打井运动,取得良好效果,对解决旱季农业应急用水和人畜用水。发挥了重要作用。云南西部分布许多于坝,也有地下水可供开发。
(4)西南岩溶山区,地面严重缺水,但地下普遍有地下暗河分布。如在广西发现有593条地下河,大于每秒50立升的大泉就有201处;国土资源部门通过多年工作,初步掌握了西南岩溶地区地下暗河的分布规律,并已积累不少开发地下暗河的成功经验。需要在已有资料基础上,制订全面规划,根据轻重缓急,有计划有步骤的开发利用地下暗河。首先要选择典型地区进行试验,然后大力推广。
(二)总体战略
1.节流优先,治污为本,提高水资源利用效率的地下水可持续利用战略。我国工业万元产值耗水量是发达国家的5—10倍,要降低工业水耗;农业灌溉浪费严重,有很大的节水潜力,要大力推行喷灌、滴灌等灌溉技术,发展节水农业;必需大力提高水资源的利用效率,推行各种有效的节水措施,创建节水型社会和节水型城市;要减少水资源污染,加强污水治理,实现污水资源化。
2.推行地下水、地表水资源合理配置,优势互补的联合用水战略。地下水、地表水是不可分割的统一体。必须实行统一规划,合理分配,联合调度,综合利用。地表水、地下水应实行优势互补、互相调剂。重视地下水在水资源优化配置中的作用,充分发挥地下水在空间上广泛分布,便于就地开采利用,具有长周期多年调节能力,在时间上能均衡供水,质好且不易受到污染,开发利用占地少,开发投资小等优点,因地制宜积极开发利用地下水资源。特别是在中国北方地区、西北内陆盆地,地下水资源应是水资源开发利用的重点。
开发地下库容,进行人工调蓄,地表水和地下水联合使用,以丰补欠可大大提高水资源的利用效率。2000年世界水均衡预测,需要调节和控制的不稳定洪水流量,其中60%左右将要利用由地下库容调节。这说明,许多国家已经把水资源的地下调蓄和人工补给,作为当前和将来扩大可利用水资源的重要途径。我国华北平原、西北干旱区山前带、西南岩溶地区等均具备开发地下水库的优越条件。
3.水资源开发与生态环境保护相协调的用水战略。在北方干旱半干旱地区,生态环境和水资源的开发紧密相联。为保护生态环境,对水资源的开发必须同时注意:a.保证生态用水的需要;b.为保护植被,必须保持合理的地下水位;c.水资源开发必须与自然灾害的综合治理密切结合;d.保护泉水、湿地、河流、湖泊;e.防止发生地面沉降、海水入浸等公害。
4.以地下水盆地为自然单元、保持地下水资源采补基本平衡战略。加强水资源规划与管理,保持盆地地下水来补平衡。在水资源严重不足的地区,首先要考虑产业结构的调整和控制发展规模,使经济社会发展和地区供水能力相适应。
5.推行井、泉、河、渠相结合的灌溉系统,充分利用大气降水和土壤水的水资源综合利用战略。北方灌区要大力推行井渠结合的灌溉系统,发挥地下水和地表水资源联合运用,以丰补欠、互相调剂的特点。不但可以增加降水入渗和减少无效蒸发,进行周期调控,最大限度地利用地表水和地下水资源,而且,可以控制灌区的地下水位在临界深度以下,避免潜水蒸发,防治灌区的次生盐碱化。将农业技术措施和充分利用大气降水、土壤水紧密结合起来,最大限度地减少灌溉用水。发展现代旱作农业,充分发挥土壤水的功能。
三、主要对策
根据我国地下水资源状况与面临的形势,为实施上述地下水资源战略,认真贯彻中央人口资源环境工作座谈会的精神,切实保护和合理开发好地下水资源,保障国民经济持续发展,建议采取以下政策与管理措施。
(一)正确认识地下水资源及其在经济建设与社会发展中的重要地位
地下水不仅是水资源的重要组成部分,而且是养护良好生态环境的基础因素。但长期以来,由于对地下水在整个水资源系统中的作用、特点和相互关系认识不足,存在一些片面认识。兴修水利工程只侧重于建地表水库,缺乏对地表水地下水的统筹规划;节水工程单纯注重渠道衬砌,不考虑地下水补给减少,造成区域地下水位下降,泉水干涸,生态环境严重恶化;对地表水地下水相互联系、相互转化的整体关系认识不足。必须提高全民对合理开发利用与保护地下水的认识,不仅有利于扩大总水资源量,而且有利于保护生态环境。
(二)深化水资源管理体制改革,实现政企分开,实施统一协调的水资源管理
水资源管理是政府职能,重点是规划、保护与合理利用;水利工程产业是企业行为。进一步深化政府机构改革,实现政企分开,建立统一协调的水资源政府管理体制,是一个国家进行水资源保护与合理利用的前提。要认真贯彻水法关于“国家对水资源实行统一管理与分级、分部门管理相结合的制度”和“国务院水行政主管部门负责全国水资源的统一管理工作。国务院其他有关部门按照国务院规定的职责分工,协同国务院水利行政主管部门,负责有关的水资源管理工作”的规定。在国务院水利行政主管部门的统一管理协调下,发挥部门与地区的积极性,按照国务院冬部门的分工,如对水环境保护问题,地下水资源管理问题,城市水资源合理利用与保护问题等,充分发挥部门与地区的作用,协同做好水资源的管理工作。
(三)在水资源的规划、管理和开发利用中要注意处理好各种关系
水资源系统及其开发利用涉及一系列自然的、管理的、社会的关系。水资源的优化配置和合理利用取决于正确处理这些复杂交叉的关系。要特别注意处理好国家利益与地区利益、部门利益的关系,上中下游的关系,城市与乡村的关系,地表水与地下水的关系,以及水量与水质、供水与需水、生产生活用水和生态用水、用水与治水、局部与全局等关系。
(四)合理配置水资源,地下水要优先保征居民生活供水需要
我国城市生活用水标准较低,一般为发达国家用水标准的30%至50%以下,农村居民生活用水标准更低。边远地区还有约5千万人吃水困难,2亿左右农村人口饮用水质不符合卫生要求的水,需要改善饮水条件。对水资源的配置,要根据水的不同用途,实行分质供水。对优质地下水,要优先用于居民生活饮用。大力开展找水改水工作,重点解决边远贫困地区与水质不良地区居民生活饮用水问题。
(五)调整和优化地下水开采布局
针对我国地下水开发中存在的问题,并考虑今后长远发展的需要,应对地下水开采布局进行必要的调整,制定地下水近期和长远的开发优化规划。主要原则是:严格控制起来区的地下水开采量,防止水源地过度地集中,建立分散型供水系统。缺水城市应限制兴建耗水量大的企业,合理调整产业结构和经济发展规划,使其与水源条件相适应。合理控制深层地下水的开采。农业用水大力开发浅层水和土壤水,合理改造利用微咸水。具备一定条件的傍河地带,兴建岸边地下水源地,激发河流补给。大水矿区实行供水与排水相结合。
(六)强化地下水资源科学管理,建立健全地下水资源管理体系
非工程性对策主要包括:
1.制定地下水资源勘查和开采的专项规划。在中长期或年度计划中,将所需探明的地下水资源量指标纳入国家和地方国民经济和社会发展的规划或计划,使地下水资源的勘查,开发与国民经济发展相协调。
2.制定有效的地下水经济政策,促进地下水资源的合理开发利用与保护。在缺水地区严格实行计划供水、定量供水、超量加价的政策;逐步推行分质供水、按质论价。在收取地下水资源补偿费的地区,应提取一定比例用于地下水资源的勘查和地质环境保护的监测管理;实行用水计划化,供水企业化和监督管理法制化。
3.健全地下水资源信息系统和建立定期发布地下水水情预报制度。开展地下水系统区域开发优化。建立可操作性强的地下水资源管理模型,对地下水开采优化和开发利用,实行有效的监督管理。
4.建立地下水资源管理法规和地下水资源开发利用监督管理体系,形成国家级、省级、地区级、县级自上而下的地下水资源勘查和开发利用监督体系。
(七)依靠科技进步,有计划的开展新一轮基础性地下水资源与生态环境调查,建立典型地区的示范性工程
1.选择全国重要工农业发展地区和重点城市,有计划的开展新一轮基础性区域地下水资源与生态环境调查。根据轻重缓急,制订近期与远期规划,加强地下水与水环境监测网站建设,协调有关部门之间的合作关系。
2.充分开发利用新理论、新技术、新方法,开展典型地区的示范工程,树立样板,如人工调蓄、建立地下水库、农业或工业节水措施、水污染治理、城市固体废物处理、盐土治理、地下暗河开发、红层裂隙水开发、地方病防治、干旱区生态建设等等。组织专家制订相应的技术标准,纳入国土资源大调查计划。
(八)国家增加对地下水资源勘查、监测、保护、研究投入,调整在国土资源大调查中地勘费用所占的此例
根据当前经济社会发展的需要,很有必要加大投资力度,加对地下水资源与生态环境调查的投入。这也是当今各国发展的普遍趋势。建议今后五年内逐步把投资比例由目前的15%左右,高到全部地勘费的20--25%,2010年前达到30%。对一些急需重要工程,向国家报专项经费解决。
调研组:陈梦熊、李裕伟、岑嘉法、朱耀移、籍传茂、田占鳌、殷慕慈;
执笔人:陈梦熊、李裕伟