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中国水资源利用发展趋势合理性分析

作者:山水 来源:网络 日期:2013-06-05 09:05:31 人气: 标签:

 一、引言

  根据中科院国情分析小组的研究成果,到2030年,我国年平均陆地总蒸发量将增加45亿~50亿m3,土地侵蚀面积将增加145万km2,荒漠化土地面积将增加27万km2,人均水资源量将由目前的2600m3下降到1950m3。由于我国水资源空间分布很不均匀,大部分地区的人均水资源量将低于1700m3,北方部分地区甚至低于500m3。如果按瑞典水文学家富肯玛克提出的“水紧缺指标”来衡量,这些地区属于严重缺水地区。同时,到21世纪中叶,我国将实现第三步战略目标,达到中等发达国家水平,基本实现现代化,经济总量进入世界前列,人口将达到16亿人,城市化率将达到65%。因此,如何保证满足21世纪中叶我国用水量需求,实现经济社会的可持续发展,成为社会普遍关注的一个热点问题。

  评价水资源利用的合理性和科学性,人们比较常用的指标有:人均GDP(GNP)、人均供水量、人均水资源量、用水弹性系数、供水增长率和水资源利用率等。

  根据1997年世界发展报告和1999年世界发展指标,统计计算的世界各国用水量及其相应的经济发展指标,按人均GNP(美元)大小顺序排队划分为四类:高经济收入国家(人均GNP高于9700美元),中等偏上经济收入国家(人均GNP在3000~97000美元之间),中等偏下经济收入国家(人均GNP在790~3000美元之间),低经济收入国家(小于790美元)。高经济收入国家人均供水量,一般在200~990m3之间,其中新加坡84m3,瑞士173m3,美国1870m3,加拿大1602m3;中等经济收入国家的人均供水量多数大于高经济收入国家,一般在400~1000m3之间,其中乌兹别克斯坦为4122m3,哈萨克斯坦为2294m3,而约旦、阿尔及利亚、牙买加等缺水国家人均供水量低于200m3。

  人均供水量与人均水资源量和水资源利用率之间关系相对比较好,由表1可以看出,人均水资源量低于2000m3的国家,人均供水量均在1000m3以下,水资源利用率相对较高。人均水资源量高于10000m3的国家,人均供水量变化幅度相对较大,说明水资源条件对水资源的开发利用限制很小,水资源利用率普遍较低,均小于5%。人均水资源量在2000~10000m3之间的国家,水资源条件限制相对较小,人均供水量与国家经济条件、水资源开发条件、所处气候带等有关,人均供水量变化幅度最大,与我国邻近的中亚地区人均供水量均较大。可见,对于水资源紧缺国家,水资源条件是用水量的主要限制条件。

  二、从水资源条件看我国的可供水量前景

  我国水资源总量28000亿m3,按其自然和地理特点可以大致分为四类地区:第一类地区包括东北黑龙江、鸭绿江、西南雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、红河以及西北伊犁河、额尔齐斯河等国际界河或出境河流域,简称为外流区。该区水资源量约为全国水资源总量的28%,人均水资源量为全国平均的3.8倍,水资源利用率最低,为5.5%。第二类地区包括长江、珠江及东南沿海诸河等流域,简称为南方区。该区水资源量占全国水资源总量的一半以上,人均水资源量为全国平均的1.1倍。第三类地区包括黄河、淮河、海河及辽河等流域,简称为北方区。该区水资源总量约为全国水资源总量的31%,人均水资源量约为全国平均的1/4,水资源利用率最高,为63.8%。第四类地区主要为内陆河地区,简称为内陆区。该区水资源总量约为全国的9%,人均水资源量为全国平均的1.9倍。以上各类地区的指标见表2。

  根据世界各国的实践经验和分析结果来看,当水资源利用率超过40%~50%时,就会出现水资源严重短缺和生态恶化等一系列问题。由于水资源年际变化的影响,实际用水量也很难再有提高。因此,由表2和图1可以看出,目前北方区和内陆区水资源利用率已分别达到63.8%和49.2%。从水资源角度,水资源利用率已不宜提高,可供水量应基本维持现状,即分别为1500亿m3及500亿m3左右。南方区目前水资源利用率为16.7%,从水资源角度看,还有一定潜力。若按水资源利用率增加到25%~30%计算,该区可供水量将达4500亿~5000亿m3,在现状基础上,可以增加1700亿~2200亿m3。外流区目前水资源利用率为5.5%,从水资源角度看,具有较大潜力,但如向北方区供水,需要长距离引水,开发具有一定难度。通过分析,该区水资源利用率可提高至20%,可供水量为1500亿m3,在现状基础上增加900亿m3。

  这样从水资源条件来看,全国的可供水量可达8000亿~8500亿m3左右,全国水资源利用率约为30%。

  三、从世界各国用水量变化过程,分析我国未来的需水量变化趋势

  世界任何国家要想真正进入可持续发展的门槛,必须有序地实现三大“非对称性零增长”在人口质量极大提高的前提下,实现人口数量和规模(自然增长率)的零增长;在社会财富极大提高的前提下,实现物质和能量消耗速率的零增长;在生态质量和生态安全极大提高的前提下,实现生态和环境恶化速率的零增长。

  中国科学院可持续发展研究组研究提出,我国应到2030年实现人口数量和规模的零增长,到2040年实现能源和资源消耗的零增长,到2050年实现生态环境退化的零增长。也就是说,我国的水资源需求应在2040年达到最大值。那么,这个目标能否实现呢?

  首先看一看世界发达国家的用水量变化过程。以荷兰工业用水为例,自1970年达到用水零增长后呈稳定下降的趋势,但与此同时,1957~1982年间,荷兰的工业产值却增加了3倍,见图2。日本工业取水量自1973年达到零增长后也基本呈下降的趋势,同样,1965~1997年间,日本国民生产总值增长了4.5倍,见图3,同时,自1992年后,日本的总用水量也开始呈下降趋势,见图4。瑞典通过的水质法令,强制生产用水再循环利用,工业需水量急剧下降,1970年即达到了零增长,此后出现了负增长,见图5。从以上几个发达国家的用水量变化过程可以看出,用水量的增长在经济发展水平较低时,是与经济增长同步甚至快于经济的增长速度,但随经济的不断发展,用水的增长速度会逐步减缓,最终达到零增长甚至是负增长。

  从我国的用水增长率变化趋势,也可以看出,我国的用水增长率从50年代的7%已经下降到了90年代的1%左右,用水的增长速度已经在明显减缓。特别是在1978~1998年20年间,全国用水增长率平均为1%左右,而同期人口增加2.5亿,国民经济增长速度为8%~12%,用水弹性系数为0.08~0.12。海河流域90年代,人口增长率为0.8%(其中城镇人口增长率为3.2%),国内生产总值增长率为17.7%(其中工业增长率为18.9%),粮食总产增长率为5.8%。而同期用水增长率仅为1.3%,用水弹性系数为0.07。尽管海河流域的发展是用牺牲环境用水的代价来换取工农业及生活用水,同时也在一定程度上影响了经济的发展,但毕竟反映了低用水增长率可以实现较高经济发展速度的趋势。随着经济的进一步发展,用水的增长速度将进一步减缓,最终将实现用水的零增长。所以,经过努力我国可以在2040年左右实现工业、生活和农业总用水量的零增长。因此,我国水资源供给能否保证经济社会的可持续发展,取决于总供水量能否满足总用水量实现零增长时的需求。

  四、全国远景需水量估测

      外流区 南方区 北方区 内陆区 全国
土地面积比例(%) 20.6 27.3 18.2 33.9 100
人口比例(%) 7.4 41.7 39.0 1.9 100
水资源比例(%) 28.1 59.2 9.1 3.6 100
供水量比例(%) 8.1 52.0 30.5 9.4 100
人均水资源量(m3/人) 8880 2657 540 4502 2325
人均供水量(m3/人) 489 444 345 2214 445
资源利用率(%) 5.5 16.7 63.8 49.2 19.0

   水资源利用率>40%、人均供水量<500m3的地区,水资源开发已经接近世界公认的极限值,称为资源型缺水地区。

  非干旱地区人均供水量>500m3(或干旱地区人均供水量>2000m3)的地区,总供水量可以基本满足需求,只是由于各种原因致使该地区出现暂时性缺水,一般可以通过节水挖潜、资源合理配置等措施解决,称为管理型缺水地区。其中由于水质污染造成的缺水,也可称为水质型缺水。

  水资源利用率<20%、人均供水量<500m3的地区,水资源尚待进一步开发,称为工程型缺水地区。
 
  其他地区,缺水性质一般兼有以上两种或以上类型的特征,称为综合型缺水地区。

  根据以上分类,按人均供水量、人均GDP模数(区域人均GDP与全国平均人均GDP比值)及水资源利用率将全国划分为5个类型区进行需水量估测。

  第I类型区为水资源利用率大于40%、人均供水量小于500m3的地区,主要集中于海河流域,淮北平原,山东半岛,汾河、渭河流域和黄河下游及辽河中下游地区。该区人口占全国的34%,用水量占全国的24%。人均GDP模数变化范围较大,由淮河中游区的0.6左右到山东半岛的2.0以上。该区水资源利用率高,属严重缺水区。从缺水性质看,属于资源型缺水,需要外流域调水解决。因此,本区的人均供水量不可能增加过多,考虑保证该地区经济社会的可持续发展需要,人均供水量应由现状的310m3增加到350m3,远景需要增加供水量653亿m3,为数不小。

  第II类型区现状人均供水量大于2000m3,主要集中在我国干旱、半干旱地区。该区水资源利用率大于40%,人均GDP模数在0.6以上,经济基础条件尚可,生态环境脆弱。该区人口占全国2%,而用水量占全国11%。由于中游无序开发,用水量偏大,下游河湖干涸。因此,属于管理型缺水。参照世界同类地区,人均供水量应控制在2000~2500m3,可以保证该区经济社会可持续发展。按此计算,远景总用水量需增加120亿 m3,人均供水量由现状2680m3,降到2380m3。

  第III类型区现状人均供水量大于500m3,人口占全国的28%,用水占31%,主要集中在长江中下游,珠江、钱塘江、闽江等东南沿海诸河下游地区,淮河下游区(引江区)以及额尔齐斯河和伊犁河流域。该区水资源利用率均小于40%,供水能满足需求,我国东部发达地区全都集中在该区,目前主要是水质不能满足用水要求及特枯年份局部缺水,因此主要属管理型缺水。由于水资源条件好,开发仍有较大潜力。经分析,人均供水量可以由现状505m3增加到550m3,远景需要增加供水量810亿m3。

  第Ⅳ类型区为人均GDP模数小于0.6的地区,主要集中在黄土高原、云贵高原、内蒙古高原及青藏高原,人口占全国的12%,用水量仅为全国的7%,属于经济不发达地区。该区为地高水低或人稀地广的农牧区,人均供水量小于350m3,全国人均供水量小于200m3的地区全部集中在该区,是全国贫困区集中地区。该区水资源利用率大都较低,很大部分小于20%,属于工程型缺水。从经济社会可持续发展角度,人均供水量需要有较大增加,但需要增加的供水总量并不多,据估计,远景需增加供水量约280亿m3。

  第Ⅴ类型区为前四类以外的其他地区,主要集中于山丘区,人口与用水均占全国的24%,人均GDP模数在0.6~1.4之间,属经济中等发达地区。该区人均供水量为200~500m3,主要属于工程型缺水。由水资源条件分析,该区用水量增加潜力较大,人均供水量可由目前的430m3增加到540m3,远景共可增加供水量约855亿m3。

  通过以上分类分析,远景全国需要增加供水量2715亿m3。

  五、结语

  我国水资源总量偏少、分布不均,供需前景不容乐观。但估测的远景总需水量能够控制在8000亿m3以内,与水资源可供水量8500亿m3相比,在总量上可以得到满足。根据国内外有关资料分析,随着综合国力的增强,供水量的低增长能够满足社会经济高增长的要求。因此,只要做好水资源的开发利用、节约保护、优化配置工作,水资源供给可以保证我国经济社会的可持续发展。

  从区域划分来看,外流区由于水资源开发潜力较大,用水可以增加较多。内陆区单位用水量偏多,应加强管理。随着人口增加,用水总量的增加在几个区域中应该最小。从类型区划分来看,经济欠发达、人均用水量较小的地区,用水增加速度可能较快,而人均用水量较高地区,应把水资源保护作为重点,用水总量增加应该较慢。

  北方区及内陆区远景需要增加的895亿m3供水量,几乎全部要靠跨流域调水或长距离引水解决。根据目前的规划和设想,除从长江调水约500亿m3,东北的北水南调及西北的引伊、引额约100亿m3外,还要考虑从西南诸河调水约300亿m3,才能基本满足北方区和内陆区远景经济社会的可持续发展需要。

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