地球上的水資源,廣義上是指水圈中的水的總量。
海水是鹹水,不能直接利用,所以水資源通常指陸地上的淡水資源,如河水、淡水、湖水、地下水、冰川等。陸地上的淡水資源只占地球上總水體的2.53%,其中大部分(近70%)是固態冰川,即分布在極地和中低緯度的高山冰川,至今仍難以利用。目前,易於被人類利用的淡水資源主要是河水、淡水湖水和淺層地下水,約占全球淡水總儲量的0.3%,僅占全球總蓄水量的千分之七。據研究,從水循環的角度來看,全世界每年真正有效利用的淡水資源約有9000立方米。節約水資源是我們每個人都應該做的!!
水資源的性質和特征
水和水體是兩個不同的概念。純水由H2O分子組成,而水中含有許多物質,包括懸浮物、水生生物和底物。水體實際上是指地表被水覆蓋的自然復合體,包括河流、湖泊、沼澤、水庫、冰川、地下水和海洋。水資源與人類的關系非常密切。人類視水為維持生命的源泉。在歷史發展中,人類總是聚集在有水的地方,進行經濟活動。隨著社會的發展和科技的進步,人類越來越依賴水。
水資源是世界上分布最廣、數量最大的資源。水覆蓋了地球表面的70%以上,總計654.38+0.5億立方千米;它也是世界上開發和利用最充分的資源。目前,人類每年消耗的水資源量遠遠超過任何其他資源,全球用水量達到3萬億噸。
地球上的水資源分布很不均勻,各地的降水和徑流差異很大。全球約三分之壹的土地缺雨幹旱,其他地區雨季易發洪水。比如中國,長江流域及其以南地區占全國水資源的82%以上,耕地占36%,水很少。長江以北地區,耕地占64%,水資源不足18%,地多水少。糧食增產潛力最大的黃淮海流域耕地占全國41.8%,而水資源不足5.7%。
水資源利用現狀
我國水資源總量雖大,但人均量並不富裕。水資源的特點是區域分布不均,水土資源組合不均衡;年內分布集中,年際變化大;持續豐水和持續幹旱的年份更為突出;河流泥沙淤積嚴重。這些特點使我國容易發生水旱災害,水資源供需矛盾突出,也決定了我國水資源開發利用和河流整治任務艱巨。
1.水資源利用與供需矛盾
我國地表水年均徑流量約2.7萬億立方米,相當於全球陸地總徑流量的5.5%,居世界第五位,低於巴西、前蘇聯、加拿大和美國。中國還有年均融化水量近500億立方米的冰川,約8000億立方米的地下水,近500萬立方千米的近海海水。目前,我國可利用水資源量約為每年1.1萬億立方米,而1.980年我國實際總用水量已達5075億立方米,占可利用水資源量的46%。
中華人民共和國成立以來,在水資源開發利用、河道整治和水害防治方面做了大量工作,取得了巨大成就。
在城市供水方面,目前,全國已有300多個城市建設了供水系統,自來水日供水量達4000萬噸,年供水量超過6543.8+000億立方米;城市工礦企事業單位自備水源日供水能力合計6000萬噸以上,年供水量6543.8+07億立方米;7400多個城鎮中,28%建立了供水設施,日供水能力約800萬噸,年供水量29億立方米。
在農田灌溉方面,我國現有農田灌溉面積近7.2億畝,有灌溉設施的農田占全國耕地的48%,但其生產的糧食卻占全國糧食總產量的74%。
在防洪方面,有20多萬公裏的堤防,保護了5億畝耕地和100多個大中城市。目前有大中小水庫8萬多座,總庫容4400多億立方米,控制流域面積約654.38+0.5萬平方公裏。
水力發電,我國水力發電裝機容量近3000萬千瓦,約占總裝機容量的29%,發電量的20%。
然而,隨著工業和城市的快速發展,對水的需求不斷增加,供水出現短缺。據1984、196缺水城市統計,日缺水量達14萬立方米,水資源保障程度已成為部分地區經濟發展的主要制約因素。
水資源供需矛盾不僅受水資源數量、質量、分布和開發條件等自然因素的影響,還受各部門對水資源需求的社會經濟因素的制約。
中國水資源總量不小,但人均水資源很差,僅為世界人均值的1/4(中國人均地表水資源量約2700立方米,世界排名第88)。與中國相比,加拿大是48倍,巴西是16倍,印尼是9倍,前蘇聯是7倍,美國是5倍,也低於日本、墨西哥、法國、前南斯拉夫、澳大利亞等國。
中國南水資源多,北水資源少,區域分布差異很大。黃河流域年徑流量僅占全國年徑流量的2%左右,約為長江水量的6%。在中國年徑流總量中,淮河、海河、灤河和遼河分別只占2%、1%和0.6%左右。黃河、淮河、海灤河和遼河的人均用水量分別僅為中國人均值的26%、15%、11.5%和21%。
隨著人口的增長和工農業生產的不斷發展,水資源的供需矛盾日益加劇。從本世紀初到20世紀70年代中期,世界農業用水量增加了7倍,工業用水量增加了21倍。中國的用水量也迅速增加。到20世紀70年代末,中國總用水量為4700億立方米,是建國初期的4.7倍。其中,城市生活用水量增長8倍,工業用水量(含火電)增長22倍。20世紀70年代末,北京的城市用水量和工業用水量是建國初期的40多倍。到70年代末,河北、河南、山東、安徽等省的城市用水量增長了幾十倍,有的甚至超過100倍。因此,水資源的供需矛盾極為突出。
由於水資源供需矛盾日益尖銳,產生了許多不利影響。首先,對工農業生產影響很大。比如1981年,大連因缺水損失了6億元的工業產值。在中國6543.8+0.5億畝耕地中,仍有8.3億畝旱地沒有灌溉設施,另有6543.8+0.4億畝缺水草地。中國每年有3億畝農田遭受幹旱。西北農牧區仍有4000萬人、3000萬頭牲畜飲水困難。其次,給人們的生活和工作造成不便。壹些城市的建築供水不足或經常斷水。壹些缺水城市不得不采取定時限量供水,導致人民生活困難。第三,過度開采地下水導致地下水位持續下降,水資源枯竭。在27個主要城市中,有24個出現了地下水滴漏鬥。
2.水利建設與洪水災害
由於地理位置和氣候的影響,我國是壹個水旱災害頻繁的國家,尤其是洪澇災害,長期困擾著經濟發展。據統計,從公元前206年到公元前2155年,* *發生了1062次大洪水,平均兩年壹次。兩千多年裏,黃河三年決口兩次,百年改道壹次。僅1887年的壹場洪水就造成93萬人死亡,全國在1931年的洪水中損失370萬人。中華人民共和國成立後,水災不斷,損失巨大。所以,興修水利,整治河流,預防水患,實際上是國家治理國家,維護和平的重大計劃,也是非常重要的戰略任務。
在過去的40年裏,中國修復了20多萬公裏的河堤,保護了5億畝耕地。建成水庫8萬多座,機電井263萬口,排灌機械6600多萬千瓦。機電排灌面積4.6億畝,漬澇面積約2.9億畝,鹽堿地面積7200萬畝,水土流失治理面積51萬平方公裏。這些水利工程不僅每年為農業、工業和城市生活提供5000億立方米的用水,還解決了山區和牧區65438+2300萬人、7300萬頭牲畜的飲水問題。而且在防洪方面也發揮了巨大的作用。
隨著人口的急劇增加和水土資源的不合理利用,水環境惡化,洪水發生加劇。特別是1991入夏以來,我國江淮、太湖地區以及長江流域其他地區出現持續暴雨或大暴雨,部分地區出現百年不遇的洪澇災害。截至8月1,遇難人數達2.2億,傷亡5萬余人,房屋倒塌291萬間,損壞房屋605萬間。農作物受災面積約31.5億畝,成災面積1.9億畝,直接經濟損失高達685億元。面對這次大規模的嚴重洪澇災害,我們要進壹步提高對洪澇災害嚴重威脅的認識,總結經驗教訓,尋找防治對策。
除自然因素外,洪水災害的主要原因有:
(1)自然資源的不合理利用。特別是毀林破壞水土平衡,惡化生態環境。如前所述,中國水土流失嚴重。雖然建國以來控制了51萬平方公裏,但目前水土流失面積已達1.6萬平方公裏,每年流失泥沙50億噸,河流帶走泥沙約35億噸,其中河流、水庫、湖泊淤積泥沙1.2億噸。不合理的圍墾和湖泊面積的縮小降低了湖泊的防洪能力。據中國科學院南京地理與湖泊研究所調查,20世紀70年代末,中國有2300多個湖泊,面積1平方公裏,總面積71平方公裏,占陸地總面積的0.8%。湖泊水資源7077億立方米,其中淡水2250億立方米,占全國陸地水資源總量的8%。建國30多年來,我國湖泊數量減少500多個,面積約654.38+0.86萬平方公裏,占現有湖泊面積的26.3%,湖泊蓄水量減少5654.38+0.3億立方米。長江中下遊水系和自然水面減少。1954以來,湖北、安徽、江蘇、洞庭、鄱陽湖等湖泊水面減少約12000平方公裏,防洪抗澇能力大大削弱。另壹方面,河道淤塞被占用,泄洪能力降低。因為大量的泥沙淤積河道,很多河流的河床擡高,降低了泄洪能力,增加了洪水的幾率。例如,淮河的泄洪能力每秒下降了3000立方米。此外,河道擁擠,使水的橫截面變窄,也降低了泄洪和調節的能力,增加了洪水的破壞程度。
(2)水利工程防洪標準低。中國主要河流的防洪標準普遍較低。目前除了黃河下遊可以60年壹遇防洪外,長江、淮河等其他6條河流只能10 ~ 20年壹遇防洪。許多大中城市防洪排水設施差,經常受到大洪水的威脅。受洪水威脅的大江大河中下遊地區面積73.8萬平方公裏,占國土總面積的7.7%,其中耕地5億畝,人口4.2億,均占全國的1/3以上,工農業總產值約占全國的60%。此外,河流中下遊廣大農村的排水標準更低,隨著農村經濟的發展,遠遠不能滿足當前防洪排澇的要求。
(3)人口增長和經濟發展加深了災難。壹方面抵禦洪水的能力減弱,另壹方面由於社會經濟發展,受災程度大大增加。中華人民共和國成立後,人口增加了壹倍多,尤其是東部地區。長三角人口密度是全國平均水平的10倍。全國工農業總產值1949年只有466億元,1988年達到24089億元,增長了51倍。10年來,鄉鎮企業發展迅速。東中部地區鄉鎮企業產值占全國鄉鎮企業總產值的98%。由於經濟的不斷發展,同樣頻率的洪水造成的各種損失成倍增長。比如1991年,太湖流域5 ~ 7月降雨量600 ~ 900毫米,50年不遇,沒有超過1954年的洪水,但造成的災害和經濟損失卻比1954年嚴重得多。此外,河流中下遊地區農業普遍發達,有許多商品糧、棉、油生產基地。壹旦受到影響,農業損失也相當嚴重。
3.水汙染及其危害
水是最重要的天然溶劑,所以容易被汙染。常見的水汙染有以下幾類。
(1)水體富營養化水體富營養化是有機汙染的壹種,是由於過多的氮、磷等營養物質進入自然水體而使水質惡化。壹般應用於農田的肥料有壹半左右沒有使用,流入地下水或池塘湖泊,大量的生活汙水往往使水體過於肥美。過多的營養物質促進了水域浮遊植物的繁殖,如藍藻、矽藻、水生植物等。有時整個水面被藻類覆蓋形成“水花”,藻類死亡後沈積在水底,微生物分解消耗大量溶解氧,導致魚類因缺氧而大量死亡。水體富營養化會加速湖泊的衰退,使其發展成為沼澤。
海洋近岸海域發生富營養化,導致大量甲藻(如裸甲藻和夜光藻)繁殖聚集在壹起,使海水呈粉紅色或紅褐色,稱為赤潮,對漁業危害極大。近年來,在渤海北部和南海已多次發生。
(2)有毒物質汙染有毒物質包括兩類:壹類是指汞、鎘、鋁、銅、鉛、鋅等重金屬;另壹類是有機氯、有機磷、多氯聯苯、芳香族氨基化合物等化工產品。許多酶是依靠蛋白質與金屬離子之間的絡合作用來發揮作用的,所以壹些微量元素(如錳、硼、鋅、銅、鉬、鈷等。)是必需的。然而,不需要的金屬,如汞和鉛,甚至過量的必需微量元素,如鋅和銅,可以破壞蛋白質和金屬離子之間的平衡,從而削弱或終止某些蛋白質的活性。例如,汞和鉛有很強的與中樞神經系統中的壹些酶結合的傾向,很容易導致精神錯亂,如瘋癲、智力低下、昏迷甚至死亡。此外,汞與蛋白質形成特定的結合,與遺傳物質DNA共同作用,這也是汞中毒常導致嚴重先天缺陷的原因。
這些重金屬與蛋白質結合不僅會導致中毒,還會引起生物積累。重金屬原子與蛋白質結合後,無法排出體外,從低劑量逐漸累積到高濃度,從而造成危害。壹個典型的例子是前面提到的日本的水俁病。經過調查發現,金屬汞的毒性並不大,大部分汞可以通過消化道而不被吸收。而汞被水體沈積物中的細菌吸收,使汞發生化學反應。在反應中,汞和甲基結合生成甲基汞的有機化合物(Hg-CH3),這與汞本身不同。甲基汞的吸收率幾乎等於65,438+000%,其毒性幾乎比金屬汞大65,438+000倍,且不易排泄。
有機氯(或氯化烴)是壹種有機化合物,其中壹個或幾個氫原子被氯原子取代。這種化合物廣泛用於塑料、電絕緣體、殺蟲劑、滅火劑、木材防腐劑等產品。有機氯有兩個特別容易生物累積的特性,即極其穩定的化學性質、高脂溶性和低水溶性。化學性質的穩定性說明它在環境中不易分解,不能被生物代謝。脂溶性高是指容易被生物吸收,壹旦進入就無法排泄,因為排泄需要水溶性,造成生物蓄積和中毒。典型的有機氯農藥,如DDT、六六六等,由於對生物和人體的嚴重危害,已被許多國家禁用。
(3)熱汙染許多工業生產過程中產生的余熱排放到環境中,會使環境溫度升高到不令人滿意或生物不適宜的程度,稱為熱汙染。例如,在蒸汽再冷凝過程中,電廠燃料釋放的熱量有2/3散發到周圍環境中。最常見的散熱方法是用水泵把江河湖泊裏的水抽出來,淋在冷卻管上,再把加熱後的水送回自然水體。通過冷卻系統的水本身的溫度足以殺死大多數生物。實驗表明,水溫的微小變化對生態系統的影響是深遠的。
(4)海洋汙染隨著人口的急劇增加和生產的發展,我國海洋環境受到了不同程度的汙染和破壞。
據1980調查,每年直接排入近海的工業和生活汙水有66.5億噸,每年隨這些汙水排放的有毒有害物質有油、汞、鎘、鉛、砷、鋁、氰化物。中國沿海縣每年使用的農藥約有四分之壹流入大海,約5萬噸。這些汙染物危害很大,長江口和杭州灣的汙染越來越嚴重,開始危及我國最大的漁場舟山群島。
海洋汙染導致部分海域魚類死亡,生物物種減少,水產品殘留毒物增加,漁場遷移,許多灘塗養殖場廢棄。如膠州灣65438 ~ 1964潮間帶海洋生物171種;1974 ~ 1975減少到30種;80年代初只有17種。萊州灣白浪河口,銀魚最高年產量30萬斤,1963年約65438+10萬斤,現已基本停產。
水資源的保護和合理利用
[編輯此段落]
1.加強水資源管理,建立節水型經濟。
緩解我國水資源短缺的關鍵在於提高用水效率,建立節水型經濟。節水型經濟的主要標誌應該是發展質量好、產值高、用水量少、排汙少的產業,形成合理的產業結構;工業布局應適應水資源條件;要提高農業用水效率,發展用水量少的作物;要使工農業產品用水定額和排水定額達到國內外先進水平;推廣先進的家用節水設備;加強水的多次回用,開發汙水資源。搞好工業節水,不僅減少了新增水量,自然也減少了工業廢水量。工業節水指標通常用水的重復利用率來表示,我國工業水的重復利用率較低。80年代初,全國平均只有20%左右,只有少數城市達到40%。我國農業用水量占全國取水量的88%,與美國(49%)、前蘇聯(59%)、日本(46%)和法國(47%)相差甚遠,與現代國民經濟發展的要求極不相稱。今後應提高灌溉用水效率,發展符合水質標準的有機汙水農業灌溉,培育和推廣耐旱作物,以實現穩產高產。
2.建立汙水處理系統
隨著工業廢物的處理和控制,重金屬對水的汙染將會減少,有機汙水的處理越來越突出,這在城市中更為重要。
使用汙水處理廠是工業化國家處理有機汙水的主要方式。在美國、英國、法國、德國等。,平均每1 ~ 1.5萬人有壹座汙水處理廠。但這些植物只能解決可生物降解的有機物,不能去除氮、磷和不可生物降解的有機物。近年來,越來越多的國家轉向發展土地處理和生物塘(氧化塘)等古老的自然凈化方法,利用生態系統凈化有機汙水。例如,美國密歇根州馬奎斯魯特的生態工程由蓄水塘、曝氣塘和灌溉田組成,而澳大利亞維多利亞州的威利比牧場則采用氧化塘、農田和牧場組成的處理系統。再生水是通過環境生態工程將汙水循環利用以擴大供水而得到的,可以在壹定程度上緩解部分地區水資源短缺的問題。
3.天空水資源的開發與利用
天空水(即空氣中的水含量)只有28萬億噸,僅占全球總水量的0.002%,卻對天氣變化起著重要作用。天空中95%的水是水蒸氣,雲和降水雲只占5%。天空水總量雖少,但循環很快,周期只有8.7天,而地下水和地表水的周期是400年。也就是說,天空水壹年可以循環42次,壹年的天空水量是1176億噸,遠遠超過地表水總量。
天空水資源開發利用是對本地區天空水資源狀況進行調查研究,包括天空水汽、雲、雨、雪的時空分布,氣候特征和變率,天空水資源的可利用率等。其次,在缺水地區進行人工增雨。世界40多年的試驗結果表明,在適宜的雲條件下,采用正確的催化方法,人工增雨平均可達10 ~ 30%。從1958開始在國內進行了多次測試。福建省古田水庫1975 ~ 1986年試驗結果表明,平均降水量增加23.8%,單以發電計算的投資效益比達到1∶50。
4.防洪減災的主要對策
洪水災害是壹種自然社會現象,其成因既有自然因素,也有人為影響。作為壹種自然災害,完全避免是不可能的。但是,隨著科技的進步和經濟實力的增強,人們對災害發生規律和演化過程的認識會不斷提高和深化。通過災前預測、預警,采取防控措施,可以在壹定程度上減少災害造成的損失。因此,應當把洪水災害防治作為國家土地整理的中心任務和社會經濟發展規劃的重要內容,制定國家中長期防洪總體規劃,並通過立法予以實施。同時,要制定防洪法規,依法治水,強調統壹管理。加快洪澇災害預測、預警和災情評估的研究工作。工業布局要適應水環境的變化,通過水土保持、蓄水工程、築壩、河道疏浚、排灌、建立蓄滯洪區等多種措施,使水環境向有利的方向轉化,取得明顯的生態效益和社會效益。中國的三峽工程是壹項以防洪和發電為重點的重大工程。如果能建設成功,將對防洪減災和經濟建設發揮巨大作用。
中國節約水資源的現狀
[編輯此段落]
中國是壹個水資源短缺的國家,水資源總量居世界第六位。以人均水資源量衡量,人均占有量2500立方米,占世界人均水的1/4,居世界第110位,被聯合國列為13個貧水國之壹。目前,中國668個城市中有400多個缺水,年缺水量超過60億立方米。長期以來,受“水資源取之不盡,用之不竭”的傳統價值觀念影響,水資源被長期無償使用,導致人們節水意識低下,造成水資源的巨大浪費和不可持續的開發利用。水資源的短缺日益加劇。合理開發利用水資源,保護生態環境,維護人與自然的和諧,已成為21世紀人類的共同使命。
水危機將導致生態環境的進壹步惡化。為了給社會獲取足夠的水資源,必須加大水資源的開發力度。水資源的過度開發可能導致壹系列生態和環境問題。水汙染的嚴重性不僅是水資源過度開發的結果,也是進壹步加強水資源開發的原因。兩者相互影響,形成惡性循環。壹般認為,當徑流利用率超過20%時,對水環境影響很大,超過50%時,影響嚴重。目前,我國水資源開發利用率已達19%,是世界平均水平的近3倍,部分地區甚至更高。如1995,松花江、海河、黃河、淮河開發利用率達到50%以上,其中淮河流域達到98%。此外,過度開采地下水會造成地面沈降、海水倒灌、海水倒灌等環境問題。
壹、中國節水現狀
在生活節水方面,目前我國所有城市和大部分城鎮基本實現了計量水表的付費安裝,基本取消了家庭用水套餐制。
在工業節水方面,目前全國水重復利用率比80年代初普遍提高了40%以上,萬元產值用水量比80年代下降了50%。從1983到1995,累計節水量近200億立方米,減少汙水排放量近15億立方米,沿海城市海水利用量近65億立方米。
在農業用水方面,近年來,全國建設了300個節水增產重點縣和209個高標準節水增效示範區,以節水灌溉為中心,不斷新建和改造99個大型灌區和40個中型灌區,建設了壹批國家級節水示範區。截至1998年底,全國節水灌溉工程面積達到2.285億畝,其中噴灌、滴灌、微噴灌2600萬畝。此外,推廣非工程措施節水2.24億畝。
二,中國節水存在的問題
1,缺乏了解。節水是壹項廣泛的社會性和區域性工作。做好節水工作需要社會的理解和支持,特別是緩解華北、黃河下遊斷水等區域性缺水和水環境問題,需要全地區(或全流域)、各地區、各部門、各行業全體社會成員的共同努力才能取得成效。然而,我國民眾對節水的認識普遍不高,節水往往只停留在文字上。
2.投入不足。節水工作面廣、量大、情況復雜,需要大量的投入和壹定的先進技術。比如工業用水,壹般可以分為冷卻水、鍋爐水、洗滌水和工藝水,其中冷卻水的節約相對容易,而洗滌水和工藝水的節約相對困難。但無論是哪種工業用水,都需要更新改造用水設備,有的甚至需要更新改造工藝設備。這需要大量的投入。隨著節水力度的加大和水重復利用率的提高,單方面節水的投入會越來越大,技術要求也會越來越高。目前我國自上而下的工業節水沒有固定的投入渠道,節水項目壹般都是爭取壹個。近年來,農業節水投入有所加強,但力度不夠。投資不足、技術落後,拉大了我國工農業用水水平與國際水平的差距。
3.機制薄弱。目前,節水工作還沒有壹套適應市場經濟的運行模式。水價低是主要原因。很多節水項目的直接經濟效益有限,主要體現在社會效益和生態效益,緩解水資源供需矛盾,而國家缺乏優惠發展政策。由於這些原因,很多用水戶對節水的熱情不高,節水沒有真正成為企業和農民的自發行動,節水工作處於被動狀態。
4.法制不強。節水涉及各行各業,千家萬戶。沒有市場的推動,節水的動力必然不足。只靠市場推動,沒有政府引導,節水必然難見成效。做好節水工作,必須充分考慮節水工作的特點,既要依靠市場推動,也要強化政府行為。政府的強力推動和實際有效的用水者的積極自覺行動相結合,才能推動我國節水工作再上新臺階。