第一篇:水循环与水资源合理开发利用
论文摘要:在分析水循环经济的概念和基本特征、回顾国内外水循环经济与水资源合理开发利用历史演进和研究进程的基础上,陈述了可持续发展理论、物质代谢理论和产业生态学理论是水循环经济研究的三大新理论支柱。从现代水资源合理开发利用研究必须从系统定量的角度研究水资源系统与水社会经济系统的整体行为、演化规律及其相互作用的角度,指出了物质流分析技术(MFA)与投入产出分析技术(I/O)是水循环经济研究的主流方法。分别阐明了水循环经济理论体系构建的研究、水循环经济技术创新问题的研究、水循环经济发展模式选择问题的研究、水循环经济管理体制及经济机制问题的研究是当前水循环经济研究的四项重点内容。
关键词:水循环经济;开发利用;可持续发展;发展模式
水是重要的自然资源,是人类赖以生存和社会发展的必要资源。随着社会经济的发展,“水危机”日益显现,人们对于水资源的开发利用研究也经历了由低级向高级发展的过程。起初人们对水资源的研究仅仅局限于对水资源的开发利用,研究水资源的时空分布规律和运动规律,即着重于水资源自然属性的研究。随着人类的进步和社会的发展,特别是现代科技革命,使人们对水资源的研究产生了一个质的飞跃,逐步从水资源自然属性的研究过渡到水资源的社会经济属性研究,从社会经济系统的角度广泛开展对水资源合理开发利用研究,这些研究领域包括水资源与经济发展关系的研究、水环境安全的研究、水权水价的研究、水资源管理体制的研究等。随着水资源的日益短缺,以水资源的节约使用、清洁生产、水循环利用、污水资源化为核心的水循环经济理论与发展模式的研究逐渐成为当今水资源合理开发利用研究的最新方向。水循环经济的概念与特征 1.1 水循环经济的概念 关于水循环经济的概念,到目前为止学术界并未明确提出,大多数是在循环经济的概念基础上,从城市或产业的角度提出了一些近似的概念。
陈琨[1]从实施水循环经济的模式方面,提出水资源循环经济应该至少包括两层内涵:一是在用水环节,对于跑、冒、滴、漏、污实现最小量化,最大限度地实现水的净化、回收、循环利用,达到或接近水的零排放;二是尊重自然界水的循环规律,在区域范围内,通过经济、工程技术、立法等手段调整水的时空合理分布和利用,维护水的自然循环系统,使水资源得以永续利用。张钡[2]从社会水循环的角度,提出了水产业循环经济的概念,他认为,水产业的循环经济应是一种在对水资源不断循环利用基础上的经济发展模式,其中污水处理资源化、减量化和无害化,是水产业循环经济的一条重要原则和标志。正确而又合理的水循环经济定义是水循环经济系统分析、核算与制定水循环经济发展模式的基础。综上所述,在对水循环经济及其应用这一研究过程中,虽然各位学者给水循环经济所下的定义,规定的研究对象、研究范围等都有所不同,然而随着社会的进步和研究成果的大量问世,彼此间的差异将逐步缩小。本文认为,水循环经济首先是一种先进的水资源经济发展模式,它是建立在社会水循环系统分析的基础上,遵循循环经济的思想,按照水资源节约、水环境友好的原则,在人们在生产和生活过程中,在水资源开发利用的各个环节,始终贯穿“减量化、再利用、再循环”的原则,重视采用新技术、新材料、新工艺,并以完善的制度建设、管理体制、运行机制和法律体系为保障,提高水的利用效益和效率,最大限度地减轻和降低污染,来实现社会发展的最终可持续性。1.2 水循环经济的特征
根据水循环经济的定义,通过传统水资源利用模式和水循环经济模式的对比分析可以得出,水循环经济作为一种先进的经济发展模式具有如下特征。1.2.1 发展目标上追求效率、效益和可持续的统一性 水循环经济模式在发展目标追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一,要求水资源利用模式必须按这三大目标进行重新构建。
(1)效率特征要求水资源利用注重节水,节水应在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下,在先进科学技术的支撑下,采取综合措施减少用水过程中的损失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水资源。
(2)效益特征表现在中观上水资源配置的高效益,要构建节水型经济系统和节水型社会系统。例如,非农产业的用水效益大大高于农业,低耗水产业的用水效益高于高耗水产业,经济作物的用水效益高于种植业,这要求通过结构调整优化配置水资源,将水从低效益用途配置到高效益领域,提高单位水资源消耗的经济产出。
(3)可持续性是指水资源利用充分考虑了对生态环境的保护,不以牺牲生态环境为代价,这是水循环经济模式追求的最高目标。可持续性主要体现在宏观层面,要求区域发展与水资源承载能力相适应,塑造持续发展型社会;要求一个流域或地区量水而行,以水定发展,打造与当地资源禀赋相适应的产业结构;要求通过统筹规划、合理布局和精心管理,协调好生活、生产和生态用水的关系,将农业、工业的结构布局和城市人口的发展规模控制在水资源承载能力范围之内。
1.2.2 管理环节上追求供水、用水和排水等环节的健康循环
发展水循环经济的最终目的是为人类提供健康的水资源生存环境,水循环经济要求水资源利用的各个环节和途径都应追求健康循环,且贯穿于整个水的社会循环过程中。水循环经济的健康、良性循环特征体现在水资源利用的各个环节中,需要贯彻以下三个基本原则。(1)输入端的减量化原则(Reduce)。要求在供水环节,减少进入生产和消费流程的水资源量,即用较少的水资源投入满足既定的生产或消费需求,在经济活动的源头就做到节约水资源和减少污染。在生产中,要求采用清洁生产技术、节水技术和节水实践,从而减少生产过程中对水资源的需求量;在生活中,要求人们使用节水器具和采用节水实践来减少对水资源的过度需求,从而达到减少废水排放的目的。
(2)过程控制的再利用原则(Reuse)。为了提高水资源的利用效率,要求从上一工序或过程排出的水资源能够直接为下一工序或过程所用,水资源在生产过程中尽量多次重复利用。在生产中,要求企业采用清洁生产和先进技术,以便于排出的水能够不经任何处理就能为另一用途所用;在生活中,鼓励人们采取措施将生活水重复使用后用于冲厕、灌溉等用途。(3)输出端的再循环原则(Recycle)。要求生产和消费过程中的污水重新变成可以利用的资源而不是无用的废水。废水资源化通常有两种方式:一是水资源循环利用后形成与原来相同的产品,二是水资源循环利用后形成不同的新产品,废水资源化后形成不同的产品可用于不同的用途。再循环原则要求水资源相关者将失去功能的废水恢复功能,从而可以再利用,以使水资源整个流程实现闭合。
1.2.3 利用手段上追求科学技术、经济与行政手段的一体化
先进的科学技术是循环经济的核心竞争力,如果没有先进技术的输入,水循环经济所追求的经济和环境多目标将难以从根本上实现。水循环经济的技术支持体系由五类构成,包括替代技术、减量化技术、再利用技术、污水资源化技术、系统化技术等。
有效的经济政策是水循环经济发展的重要推动力和必要保障。水循环经济发展模式要求应充分发挥市场机制对水资源配置的基础作用,充分利用价格、税收和财政等各种经济手段,包括建立征收水资源税制度、上下游生态补偿制度、污水资源化税收优惠制度等,从而实现符合水循环经济发展要求的3R原则。
法律和法规作为一种强制手段可以有效地推动水循环经济的发展,也是所有发达国家普遍采用的重要手段。从目前法制建设的需要来看,我国在水循环经济立法中存在着很多立法空白,极大地影响了水资源循环利用的顺利进行,迫切需要制定新的法律法规来规范各种水资源利用的行为,例如:建立《节水型社会基本法》、《污水资源化利用管理条例》等法律和制度,是水循环经济发展模式在管理手段上的重要特点。2 水循环经济国内外研究进展
在水循环的研究与实践应用方面,近年来许多国家和地区结合自己的实际做了大量的工作。这些国家和地区包括:澳大利亚、美国、加拿大、纳米比亚、日本、欧盟成员国以及西亚、非洲、拉丁美洲等国家。Asano等[3]认为水资源需求的数量和调配的范围随着人类生活与社会生产力的发展而不断扩大,一方面社会生产力的发展需要扩展水资源的调配范围;另一方面社会生产力的发展也提高了调水的经济和技术实力。Metcalf[4]从污水再生的角度系统论述了污水处理、处置和回用的基本原理。Beekman[5]从节水减污的角度系统论述了水体保护、循环利用的基本原理。Lund[6]对调水的成本与风险交易以及对自然、经济的影响进行了分析。Glenn-Marie[7]建立了国家层面水资源循环体系和水实物量核算投入产出表,并用于南部非洲国家(如纳米比亚)的水资源核算,进而分析水资源对各部门经济的影响,提出产业发展政策。
其中,澳大利亚无论在水循环研究方面,还是实践方面,都颇为成功。从1977年开始,澳大利亚有关部门便开始着手再生水项目的可行性研究,为了成功举办2000年悉尼奥运会,澳大利亚政府相继出台了《国家水资源管理战略框架》和《NSW城市和社区循环水利用导则》,并建立了相应的循环水管理机构、管理制度和标准;目前,在澳大利亚大约有500个污水处理厂,其中有一半从事循环水的开发,每年大约有150 GL到200 GL的废水被循环利用。2022年,在澳大利亚国会资助下,澳大利亚技术科学与工程学院出版了《澳大利亚的水循环研究》报告。这份研究报告介绍了澳大利亚当前水循环利用情况,主要强调生活和工业废水的处理程度和循环利用问题。报告讨论了一系列问题,既有国际的,又有国内的经验,并提出了未来水循环利用和管理的24条建议:水循环的定义、水循环经济的必要性、循环水的水权问题、相关制度和标准的修订和建立、循环水项目的可行性研究、循环水成本与价格方案与操作办法、对污水处理过程的技术创新、循环水项目的投融资方式、国家水资源管理机构改革、公众参与循环水项目的必要性等[8]。随着水资源的日益紧缺,在中国,许多城市将废水循环利用作为满足日益增长水资源需求的一项重要的战略措施,对于水资源节约利用、社会经济系统水循环利用的研究也逐渐开展起来,但仍处于起步阶段,研究深度不够,成果较少。代表成果主要有:陈志恺[9]的“坚持科学发展观建设节水防污型社会研究”,贾绍凤[10]的“社会经济系统水循环研究进展”和陈琨[1]的“我国实施水循环经济模式的途径”等,这些成果对节水型社会的建立、社会经济系统水循环的研究方向、社会经济系统水循环的评价、水循环经济发展模式进行了研究。在实践方面,废水循环利用主要在以下几方面:农业灌溉,同时改善河流质量;作为工业冷却水;市政用水,如草地和树林;酒店和居民区冲洗厕所;经过处理的废水再利用于城市景观绿化;为了更加明确再生水项目执行的可行性,许多水资源短缺和污染严重的城市,如北京、天津、太原、大连和青岛,已选择部分地方和工业园区作为试点。
综上所述,随着水资源危机逐渐加剧以及人类对可持续发展目标的追求,传统的以“扩大水资源供给”为目的的工程水利管理方式以及对水资源不合理的开发、利用方式已经不能适应可持续发展战略对水资源合理开发利用的要求。传统的单一管理方式逐步向水资源与经济社会协调利用的循环经济方式转变,水资源与社会经济之间关系的研究也逐步由过去的单一水文学向多学科交叉延伸。水循环经济研究的新理论支柱
关于水循环经济研究的理论基础呈现出多学科交叉发展,可持续发展理论、物质代谢理论以及产业生态学理论逐步成为该领域研究的主要理论支柱。3.1 可持续发展理论
产业革命以来,人类活动对自然的两重性愈加明显,随着人口问题、资源问题、环境问题——即全球问题的提出,可持续发展成为我国,也成为全世界二十一世纪发展经济的主题。这就要求要将水资源合理开发利用提高到人口、经济、资源和环境共同协调发展的高度来认识。可见,“可持续发展”的思想将推进水资源的开发和管理,并由此构成未来水资源管理的新理论。
首先,可持续发展理论要求水资源利用要关注流域尺度或区域惊尺度的可持续发展。由于水资源与水环境系统以流域尺度为基本单元,可持续发展在协调水环境系统与经济系统的关系时,必须以流域整体思想为指导。恢复和逐步改善流域水资源环境系统的功能,是谋求可持续发展的必由之路。
其次,可持续发展理论要求定量描述并分析水环境系统与经济系统的关系,使得水环境核算研究成为当前水环境经济领域的最前沿课题。水环境核算包括实物量核算与价值量核算,实物核算是建立在水循环定量分析的基础上,用实物单位描述经济系统与水资源的输入输出关系;价值核算集中在水环境价值的内涵、类型及量化方法上,水资源价值核算将为水权、水价、排污权等水环境保护市场机制的形成奠定理论基础。
最后,可持续发展理论要求水资源利用从循环经济的角度考虑。循环经济作为生态效率高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的经济生产模式,在全球范围受到广泛的重视,是对可持续发展的重要贡献。3.2 物质代谢理论
人类社会发展的实质是物质生产和消费方式在不同时期的动态演进,也是人类对自然世界不断进行改造的历史。早在19世纪中叶,马克思就曾注意到城市迅速发展导致养分循环代谢断裂的问题(Metabolic Rift),并且指出人类社会与自然界之间存在着相互制约、相互影响的重要生态关联[11]。但这以后,很少有学者在此基础上进一步提出物质代谢研究的重要思想或分析方法。
直到20世纪60年代,Kneese与Ayres以及Leontief等经济学家重新意识到现代经济社会中物质代谢过程的重要性,明确指出应当尽早开展关于物质流系统的研究,并且基于经济学理论和投入产出方法分别提出了物料平衡分析的初步方法,用以解释经济系统的生产与消费以及外部性问题,从而推动了物质代谢研究开始逐渐应用于识别产业经济结构及其导致的环境影响。1988年Ayres首次提出物质代谢(Industrial Metabolism,也叫产业代谢)的概念,并且指出所谓物质代谢就是现代经济体系运用劳动力要素将原材料转化为产品与废物的一系列物质过程的集合,这标志着物质代谢研究范畴正式确立并得到广泛认可[12]。进入20世纪90年代,产业生态学的建立和进一步发展为物质代谢理论和成果应用提供了切实的理论依据,促进了现代物质代谢分析技术的发展与繁荣,使得人们逐渐认识到现有的物质生产和消费模式,即物质社会代谢的结构与组织形式,是导致人类社会与自然生态系统之间尖锐冲突的本质根源。由此,以优化或重组物质代谢过程为目标,从根本上转变现行经济结构使之更加符合自然生态规律,已成为实践可持续发展道路的主流方向之一。同样,水循环经济发展模式的研究也需要分析生产、消费等环节的水资源物质流代谢过程,从根本上提出符合水资源节约、高效的经济发展模式,因此,物质代谢理论成为了水循环经济研究的基础理论之一。3.3 产业生态学理论
产业生态学主要以物质和能量代谢为主要研究内容。其主要采用物质利用强度、物质生产力、循环利用率三种指标分析社会经济的物质代谢效率[13]。以生产部门的水资源为例,物质利用强度通过分析部门水资源消耗强度与其相应的经济产出在整个经济系统中所占比例,识别水资源利用效率;物质生产力则将水资源投入作为生产力要素之一,采用单位水资源的产品或产值指标来衡量水资源生产力水平。水资源利用强度越低、水资源生产力水平越高,说明经济体系对于水资源投入的依赖性越小,系统的封闭性越好;水资源循环利用率则用于表征经济系统内部产生的“废水”或“水污染物”的再循环、再利用程度,循环利用率越高,说明耗散损失进入环境的水污染物越小,经济活动对水资源、水环境的压力就越小,而系统的稳定性也越高。
应当指出,虽然自然生态系统的构成与运行模式为重新组织现代经济生产方式与消费提供了一个参照系,但是到目前为止产业生态学并未提出标准的社会经济发展模式来保证这一战略目标的实现,目前关注的焦点问题主要包括:(1)自然生态系统的资源代谢过程的组织和协调机理如何?对于现代社会的生产和消费以及污染物的循环利用有哪些现实意义?例如,水资源在社会经济系统中的代谢规律如何进行定量描述?如何提高废水循环利用率?(2)自然生态系统中的物质分解和再利用的方式有哪些?它们对发现水循环利用的新途径有哪些启示?例如,如何避免经济系统中污水回收和再利用过程本身也可能导致的环境污染?尽管产业生态学理论尚未发展完善,但是其提出的一系列理论方法为水资源的社会经济系统分析和循环经济发展模式制定提供了重要参考价值,使水资源循环经济按照自然生态系统的组成结构、运行规则重构社会经济系统成为可能和可行。4 水循环经济研究新方法与手段 在对水循环与经济发展关系研究的方法上,由于水的流动与循环,水环境系统与水社会经济系统在不同时空尺度下进行能量、物质的交换并交互影响,现代水资源与经济发展关系研究必须从系统的角度出发,研究水环境系统与水社会经济系统的整体行为、演化规律及其相互作用,从区域、流域方面加强水资源循环、定量分析。为此,物质流分析技术(Material Flow Analysis, MFA)与投入产出分析技术(Input and output, I/O)成为了水循环经济研究的主流方法。
4.1 物质流分析技术(MFA)
物质流分析是根据工业代谢和社会代谢的概念,依自然环境为经济社会系统提供的物质输入,通过加工、贸易、使用、回收、废弃等过程形成的系统内存储,以及返回到自然环境中的物质输出等环节过程进行各类物质统计。根据物质守恒定律,整个系统中的输入量应等于输出量与存储量之和。物质流分析中,主要衡量的是社会经济系统中的物质投入、产出和物质利用效率,只考虑通过研究系统边界的物质输入/输出流,而对系统内部的物质流动结构不再细化反映。物质流分析提供了关于环境与经济体系运行机制的整体理解,使得决策者能够确定关键问题所在、选择优先控制目标和相应政策方案,从而通过改善整个经济体系的物质代谢效率来解决生态环境问题。因此,物质流分析已成为20世纪90年代以来环境管理和政策制订的重要技术方法,广泛为发达国家和国际组织所采用[14]。
从物质流分析和水循环经济的相互关系来看,物质流分析的调控作用主要体现在以下几个方面:
(1)减少水资源供应总量。在社会经济活动中,需水的多少直接决定水资源的供应量和对生态环境的影响程度,水资源消耗的减少意味着水资源供应的减少,其对整个社会经济和环境的意义是极为重要的。通过物质流分析,可以发现各部门、各环节水资源输入量的多少,进而通过技术和管理手段,不断提高水资源利用率和增加水资源循环利用量。
(2)提高水资源利用效率。水资源利用效率反映了水资源消耗与经济发展之间的关系,其中生产技术和工艺是提高水资源利用效率的核心。通过物质流分析,我们可以分析和掌握水资源消耗和产值之间的关系,并通过技术、工艺改造和更新,减少水资源的消耗定额,达到尽可能少的水资源消耗获得预期经济与环境可持续发展的目的。
(3)增加水资源重复利用量。通过对生产过程的水资源利用的物质流分析,寻求提高水资源的重复利用率的途径,可以增加水资源的循环使用量,延长水资源的使用寿命,减少水资源的初始投入,从而最终减少水资源的投入量。企业内部、产业间的水资源重复利用,中水回用,雨水和污水资源化利用等都是提高水资源重复利用的重要内容和形式。
(4)减少最终水污染排放量。实际上,在社会经济活动中,通过提高水资源利用率、增加水资源循环利用量,不但可能减少水资源投入总量(新鲜水量),同时也可以实现减少污水排放的目的。因此,在发展水循环经济的过程中,可以通过提高水资源利用率和循环利用率,实行节约用水,达到减少水污染物排放的目的。4.2 投入产出分析技术(I/O)
投入产出分析起源于美国经济学家瓦西里•列昂惕夫的“投入产出分析”。列昂惕夫1931年开始研究“投入产出分析”,主要用于研究美国的经济结构,1968年联合国把它推荐为国民经济核算方法,现已在许多国家得到推广和应用。我国于1974年开始编制了部分产品的1973年投入产出表。一些省市和一些大中城市也编制了投入产出表。1988年底完成了国家1987年的投入产出表的编制工作。同时,各省、市、自治区(除西藏、台湾外)也都编制了本地区的1987年投入产出表。这些投入产出表不同程度地为中央和地方各有关部门应用于管理、决策,并取得了显著成效[15]。
投入产出模型应用于资源环境问题的研究开始于20世纪70年代,Leontief和Ford[16]用投入产出模型研究空气污染问题,Carter和Ireri[17]用地区间投入产出模型研究加利福利亚和亚利桑那州的水资源调配问题,Thoss和Wiik[18]用投入产出模型研究水资源管理问题,Hendricks[19]用投入产出模型研究水资源的供需平衡问题,谢梅等人[20]用投入产出模型研究北京的城市水资源系统,陈锡康[21]建立了山西省水资源经济投入产出模型并研究水资源价值问题。
将水资源和环境问题纳入投入产出模型中进行研究,为观察经济活动的水资源消耗强度和水污染物排放强度(即计算水资源消耗系数和水污染物排放系数)提供了前提,同时也为进一步利用投入产出表的消耗系数,将水资源消耗和水污染物排放置于国民经济各部门的普遍联系之中,为水循环经济的物质流分析和价值流核算、循环水价格的制定等提供了良好的分析工具;此外,可以将投入产出模型与计量经济模型相结合,预测社会经济各部门未来水资源消耗量和水污染物产生量、排放量,根据水循环经济发展目标,提出产业结构调整的合理化建议,为水资源可持续发展经济模式的探索奠定了基础。5 水循环经济研究的重点问题
水循环经济研究的目标首先是建立科学的水循环经济理论体系;其次是技术体系适宜,经济保持适度发展;第三是选择合适的水循环经济发展模式;第四是要建立良好的水循环经济管理体制和经济运行机制,这也是今后一个时期水循环经济需研究的重点问题。5.1 水循环经济理论体系构建的研究
水循环经济理论体系的构建是水循环经济走向实践的重要基础,需要从以下几个方面着手:(1)不断地寻求理论创新,建立起符合社会经济规律的水循环经济理论与方法体系,从而更好地指导水循环经济发展的实践;(2)加强对水循环经济发展模式的研究和经济学分析,从而不断提高水循环经济模式的运行效率,促进水循环经济模式的推广;(3)加强对于流域、区域、城市和工业园区等水循环经济发展的长期分析,探索水循环经济发展的内在规律,并逐步试点示范,从而更好地服务于水循环经济发展战略与政策的制订;(4)加强对于水循环经济运行的多角度分析,如市场、价格、技术、规划、法律等,从而不断充实和完善水循环经济的内容体系;(5)加强水循环经济与相关学科的对比与借鉴研究,从而不断推进水循环经济理论的完善与发展。5.2 水循环经济发展模式选择问题的研究 水循环经济发展模式的选择体现在水循环体系的各个环节之中,包括供水、生产和生活用水、污水资源化、雨水利用等。其目的很清楚,一是节水,减少对自然水资源的索取,二是减少排放,减少对自然水生态的扰动。水循环经济发展模式在人类实践中早有应用,如节水器具,节水的绿色建筑,还有各种中水的回用等。总体来看,对这些模式的研究和分析还不够深入,没有更好地提炼总结,尤其是从经济学角度的分析还有待加强。由于水循环经济概念出现的时间较短,还难以评价各种模式实施的效果,这也都需要加以系统分析[1]。
(1)节约用水模式研究。长期以来我国农业采用大漫灌的灌溉方式,用水量大,利用率低,浪费严重。可见,我国农业节水潜力相当可观,应大力研究和分析农业节水模式,通过节水灌溉和节水农业相结合的办法实现农业节水。要加强对工业行业节水的经济学研究,通过产业布局的调整和产业结构的调整,达到水资源节约利用和水环境污染控制的目的。在城镇,要加强水的循环利用研究,控城镇生活的用水浪费,减少城市给水管网和用水器具漏水损失,充分发挥节水的潜力。要研究和分析各种节水模式的成本和效益,通过成本和效益的比较,选择最优的节约用水模式。
(2)清洁生产模式研究。近年来,世界上大力推广清洁生产,广泛采用循环利用经过处理的工业废水。由于采取这一措施,20年来,日本和德国的工业用水的数量没有增加。美国钢铁业在每吨钢需要的280 t水中,只有14 t是注入的新水,其余用的都是循环水。至2000年,我国工业废水的重复利用率已经达到70%以上,但与世界先进水平的90%~95%相比,还有不少的差距。根据我国目前的工业用水效率预计,2022年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3,增加用水量约1倍。这就要求我们必须重视工业用水过程的研究,多角度地选择清洁生产模式,改进工艺和流程,进一步提高多次重复循环用水,提高用水的效率。
3)污水资源化模式研究。工业废水资源化的观念是对传统工业废水末端治理的革命,是工业废水治理的努力方向;城市生活污水的处理可以考虑变集中处理为分散处理,分散处理的主要场所是居民住宅的屋顶。通过在城市建立中水系统,将生活、生产污水处理之后再次使用,从而节约大量的日常用水。经处理过的回用中水,主要可用于冲厕、体育场馆、高尔夫球场、浇灌花草树木、清洁道路、清洗车辆或基建施工、设备冷却、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。我国90%以上的城市水域遭到污染,城市污水(包括生活污水和工业废水)以每年6.5%的速度增加,预计到2022年城市污水产生量将达到600亿t以上。因此,污水资源化应是我国21世纪城市水循环经济的着眼点,需要大力研究污水处理技术水平和污水资源化应用的方向。
(4)雨水资源化模式研究。由于自然和历史的原因,在我国北方地区,尤其是西北黄土高原的部分地区极度缺水。按可利用水资源统计,当地人均可利用水资源占用量只有110 m3,是全国可利用水资源占有量720 m3的15.3%,是世界人均可利用水资源占有量2970 m3的3.7%。目前在我国的西部地区有近1000万人的饮用水极度困难。数百年来,西部地区居民积累了丰富的雨水汇集和利用的经验,使他们得以在这里生存。面对发展的需要,这种传统的集水方式受到了资金短缺的制约。为此,今后需要大力开展对西北地区雨水利用方式、雨水利用投融资方式等方面的研究。
(5)海水淡化模式研究。我国拥有1万8千多公里的海岸线和300多万平方公里的海洋管辖区,海水利用和淡化是解决淡水紧缺问题的有效途径。据测算,中国城市的用水中约80%是工业用水,工业用水中约80%是工业冷却用水。如果能够用海水替代现有工业冷却用淡水总用量的30%,就可以使沿海城市节约近20%的淡水资源,同时减少冷却水对环境的污染。我国的海水淡化起步于20世纪60年代,目前在技术上还不够成熟。今后,需要加强对海水淡化技术、海水对工业设备的腐蚀、海水淡化成本与效益、海水淡化产业化等方面的研究,使海水淡化利用成为我国解决缺水问题的重要选择之一。5.3 水循环经济技术创新问题的研究
“节流”与“开源”是解决水资源短缺的两个主要途径,在水资源供应不断减少的今天,其核心在于水的循环利用,即通过污水资源化、雨水资源化、节约用水等措施,增加水资源的间接供应,尽量减少水的使用量,这样不仅可以减少无效需求,减轻供水压力,还可以相应减少污水排放和污水处理的负担,减少对环境的污染。为此,循环用水可以说是实现水资源可持续利用的重要战略措施。循环用水需要采取工程、技术、经济和管理等各项综合措施,特别需要不断更新的污水处理技术、节水技术与设备的支持。
技术创新是为了实现一定的系统目标,考虑系统内外客观因素的制约,对各种可能得到的技术手段进行分析比较,不断研究和寻找新的最佳方案。对水循环经济的技术创新研究,主要是从事技术科学的学者,要将水循环经济的理念与思路引入水的供应、输送、使用、排放、处理和回用等过程中,通过对循环过程中水资源消耗、水循环利用、污水处理、水污染排放的分析,提出减量化、再使用、再循环的工程流程或技术建议。
例如,在社会经济系统中用水部门与行业中,各用水部门与行业都存在节水技术与相关设备;在污水处理厂,要实现污水的资源化利用,必须不断更新处理设施和技术,以提高污水的处理水平;同样,要实现污水的循环利用,需要对饮用水、循环水的管道系统进行技术改造。从经济学的角度,还需要考虑不同技术项目的成本与效益,如引入新的生产流程与工艺以提高水循环利用效率所需要的投入及预期产出。对于企业和区域社会经济发展来看,还要对比分析采取水循环技术的长期成本和短期成本,从而确定水循环技术的可行性。这些工作,需要根据各地的水资源条件、经济社会发展状况、科学技术水平等因素,对各类循环水的技术和设备进行系统的分类,并提出相关的技术识别评价指标,以为水循环经济的发展提供理论指导。
5.4 水循环经济管理体制及经济机制问题的研究
长期以来,我国实行水资源分部门管理的体制,水量与水质、地表水与地下水等分割管理,水资源的分割管理导致部门职能交叉、政出多门、推萎扯皮、管理效率低下等诸多弊端。随着社会经济近年来的快速发展,不少地区的水短缺和水污染等水问题日显严重,传统的水资源分割管理模式越来越成为制约水资源可持续利用的障碍。加强水循环经济管理体制和经济机制问题的研究是实践水循环经济工作的突破口,更是实现社会经济可持续发展目标的迫切要求。水循环经济管理体制和经济机制的研究包括循环水权制度的研究、循环水权交易市场的研究、循环水价的研究、水循环经济政府财政和税收的研究、有关循环水的法律法规的建立和完善研究等。
第二篇:中国农业合理开发利用水资源
中国农业合理开发利用水资源
摘要:
我国是一个干旱缺水严重的国家。80年代以来,中国的水荒由局部逐渐蔓延至全国,情势越来越严重,对农业和国民经济已经带来了严重影响。发展节水农业是关系到国民经济健康发展的全局性战略,具有紧迫性。尽管我国节水农业发展取得了一定成就,但也存在一定问题,主要表现在:节水农业技术不普及、理论认识上存在偏差、节水农业创新水平不高、农业节水系列标准不完善、节水技术综合集成程度不高和农业节水投资力度不足,为此节水农业发展方向为:进一步确立节水农业的重点、建立完善的用水计量体系、建立长效的节水农业机制、将节水农业作为战略性工程实施、建立适合我国国情的节水农业技术体系等。
关键字: 农业经济 合理开发 循环利用 水资源
我国淡水资源的总储蓄量为2.8万亿立方米,位居世界第六位,人均拥有水资源量处于世界中等水平,是可以支持我国社会经济持续发展的,关键是要改变用水方式,提高用水的效率和效益。在这方面,以色列这样一个地处干旱和半干旱区的国家,人口从65万增长到680万,人均GDP从300美元增长到15000美元,便是值得借鉴的成功例子。(1)
我国是世界上人口数量最多的国家,而农业是一国之本,如何处理好民生问题是支持我国社会经济持续发展的根本前提。了解我国农业当前用水现状并提出合理开发利用水资源的建议也将是今后一段时间内我国社会经济持续发展面临的难题。
1、中国农业用水资源的现状
我国水资源整体上短缺。我国年平均降水总量约6.188万亿立方米,年水资源总量约2.7万亿立方米,居世界第六位,但人均占有量仅2250立方米,只有世界平均水平的1/4,按亩均算只有1300立方米,只有世界平均水平的一半。目前,农业用水每年亏缺300亿立方米,农村有2000万人口饮水困难。水资源短缺是制约我国经济发展的首要资源环境问题之一。
据预测,在2030前后我国人口将达到16亿高峰,需要粮食增长到6.4~7.2亿吨才能满足需求,按照现有水平预测,为了满足这种粮食需求,灌溉面积需要发展到9.0亿亩,此时,用水量将从现状的4000亿m3增长到6650亿m3。(2)
2、中国农业用水的发展方向
从目前我国水资源供需状况来看,如此大量的农业水资源供给是不可能实现的。出路只有一条,提高水资源利用率和利用效率,节水农业的发展是必由之路。
(3)
目前,我国的耕地灌溉率已经高达40%,农田灌溉用水总量3600~3800亿m3,占全国总用水量的65%。据中国工程院预测,在不增加灌溉用水的条件下,2030年全国缺水高达1300~2600亿m3,其中农业缺水500~700亿m3。如果我们把农业灌溉水的利用率由目前的0.45提高到发达国家的0.7,则仅节水灌溉一项即可节水900~950亿m3!不仅可以解决7亿吨左右食物生产的用水,还可以富裕出400~500亿m3的水用于国民经济的其它重要领域。因此,我国农业节水已经成为国家安全的重要组成部分,是我国农业用水的发展方向。
3、我国节水农业发展存在的问题
3.1节水农业技术不普及农业用水浪费严重
目前,我国水资源短缺与粗放低效利用的状况并存,而水资源的粗放低效利用,又加剧了水资源短缺程度。目前,农业灌溉用水约占全社会用水量的70%,但由于输水方式、灌溉方式、农田水利基础设施、耕作制度、栽培方式等方面的问题,我国农业用水的利用率很低,渠道灌溉区只有30%~40%,机井灌溉区也只有60%,和一些发达国家(达80%)相比有很大差距。同时,我国目前农业用水利用效率也很低,每单位净耗水的粮食生产效率不足1kg/m3,和一些发达国家单位净耗水2-3kg/m3的水平相比差距很大。目前黄河流域农业用水占总用水量的92%,大约有4/5的面积是大水漫灌,节水灌溉面积仅2276万亩,占总灌溉面积的20%。我国西部地区普遍缺水,其中西北干旱少雨,西南土层瘠薄,农业生态环境脆弱。但现状是农业用水浪费严重。
3.2理论认识上存在偏差
目前,在我国节水农业发展问题上认识还存在一些偏差,主要表现在以下几个方面:第一,节水农业看技术含量,认为高新节水技术才识节水,研究、推广得到足够的重视,而那些技术实用性强,效率比较高的“土”技术没有得到足够的重视;第二,注重工程节水,忽视农艺节水,主要表现在将节水农业等同于农业工程节水,把节约水在输送和灌溉过程中的浪费作为主要技术内容,节水农业技术应该包括农艺、工程和管理技术,是一项复杂的系统工程,是综合利用各种农业节水措施的技术集成;第三,节水灌溉农业和旱作节水农业分离,目前由于管理的原因,在节水灌溉农业和旱作农业方面存在分工,水利部门基本注重灌区,农业关注旱区,两者有不相往来的趋势,旱作节水与灌区节水发展不平衡,制约了节水农业的发展。
3.3节水农业创新水平不高
但从整体上看,我国节水农业技术引进的多,自主开发的少,产业化程度低,整体配套性差,如喷微灌设备、节水作业农机具、难以满足显示需求。我国拥有自主知识产权的节水高新技术还很少,推广国外产品,成为一些技术推广部门的经营的主项目,提高农业节水创新水平,满足我国农业节水的需求,是摆在我国节水面前的重大课题。
3.4农业节水系列标准的不完善
农业节水系列标准是衡量节水农业的尺子,具有可操作性的东西。尽管目前采取了多种节水农业技术措施,但如何进行衡量和度量还缺乏统一的标准和指标体系,很多。如投资与效益的比例,多大才是节水效益优的,效益的衡量的时空范围多大,都没有明确界定,这样,对于衡量节水农业是导致众说纷纭。对于一个节水工程而言,局部是节水效益高的,但从整体上来考察则是不节水无效益的。
3.5注重单项技术,缺乏深入的节水技术综合集成目前在我国节水农业发展过程中,往往只注意单项的工程技术如渠道防渗、低压管道输水、喷灌和微灌的推广,缺乏将这些技术和农业措施紧密结合的综合集成技术,导致单一技术的推广出现困难,甚至夭折现象的出现。工程节水技术与非工程节水技术相结合,形成高度集成的综合节水技术体系是当前节水农业技术发展的方向,也是许多国家研究的热点。
3.6农业节水投资力度不足
长期以来,我国节水农业资金不足,制约了节水农业的发展。1996年,经国务院批准,“九五”期间在全国建设300个节水增产重点县。全国在此方面已投入节水灌溉资金250亿元。在旱作农业示范区建设方面,目前国家每年为此投入的资金,大约为2000万元左右。全国农田水利基本建设共投入资金约580亿元,对213个大型灌区和23个重点中型灌区进行了续建配套节水改造,开展了150个节水示范项目、50个牧区节水灌溉试点和99个山区雨水集蓄利用项目建设。但这些资金同巨大的资金需求相比相差很大,投资不足,依然制约节水农业的发展。
4、我国节水农业发展方向
4.1进一步确立节水农业的重点
确立节水农业的重点。目前,我国节水农业的重点是在灌区的节水工程上,应该进行战略性地调整,确立我国节水农业发展灌区和旱区节水农业并重的节水方针,节水的重点是田间。
无论是旱区还是灌区,节水重点应该放在田间,通过农艺等多种措施,减少无效蒸发,提高水资源利用率和利用效率。
4.2建立完善的用水计量体系
计量体系,是节约用水的基础性工作。国家对“配套的”投资政策进行评估,科学地评定起合理性,促进国家有限资金的高效利用。
4.3建立长效的节水农业机制
通过机制的建立,促进节水农业的长效的发展,是目前我国节水农业发展面临的重要课题。
4.4将节水农业作为战略性工程实施
节水农业的发展不仅是农业本身的过程,而是涉及到国民经济发展的大系统工程,国家将其作为一项战略性工程来实施。完善其法律法规。加强其领导,运用科学的发展观统筹节水农业的发展,将其纳入国家的发展规划并严格的加以实
施。(4)
4.5建立适合我国国情的节水农业技术体系
我国的农业基本国情是地块零碎的一家一户土地承包制、农业发展不均衡、经济发展欠发达、地域广阔、农民的掌握科技的整体素质不高等,节水农业技术体系的建立必须建立在这个基本的国情之上,只有适合我国农业基本国情,农业节水技术才能得以普遍推广,才能产生明显的效益。
5、加快发展节水灌溉的措施
5.1 改革现行管理体制和运行机制
采取的措施:对小型灌溉工程采取承包、租赁、拍卖及股份合作等形式;在大中型灌区推行SIDD(自主管理灌排区)管理模式;加大灌区用水者协会、农村供水协会、农民合作社等各种群众组织参与灌溉工程管理经验的总结推广和规范力度。
根据实际情况,供水单位可采取以下三种组织形式:一是按照《公司法》组建有限责任公司和股份公司;二是非公司法人性质的非赢利企业;三是事业单位实施企业化管理。广泛吸收用水产参与灌区经营管理,明晰产权,合理确定灌区专管机构与用水产协会的责、权、利,改革运营机制,以充分调动与激发用水产参与管理的积极性。
5.2 全面推行农业节水奖惩机制
认真执行 “农业灌溉用水定额”标准,对灌溉超定额用水要加价收费。对节水灌溉工程要根据其节水效果并结合当地经济发展水平给予补偿,要使农民对节水灌溉的投资获得不低于社会平均投资利润,利用经济杠杆推动节水灌溉发展。
5.3 多渠道融资,加大投资力度
改革灌溉工程建设和维护的投资体制,积极探索在市场经济条件下,农村水利资金高效利用、滚动使用的合理方式,开辟股份制、股份合作制、合资、独资等各种资金渠道,实行“多元化”融资,改变过去灌溉工程建设和维护过分依赖政府的局面。
5.4 扩大非充分灌溉与调亏灌溉面积
实施非充分灌溉或调亏灌溉,人为地控制水量供给,不仅能够减少作物的奢侈蒸腾,抑制作物茎叶生长,有利于改善作物品质,而且可以将节约出来的水量用于扩大灌溉面积,实现灌区作物总产最大。据试验,对于小麦、玉米连作区,可以减少小麦苗期的灌水量,正常年份每公顷可减少750m3。棉花可在苗期或絮期减少灌溉水量,正常年份每公顷可减少700m3。水稻可在分蘖期减少灌溉水量或不灌。
5.5 进一步搞好节水灌溉规划
要根据各地区经济、水资源、土壤、作物种植等具体条件,选择适当的节水灌溉技术,因地制宜地制定发展规划,切忌盲目引进、盲目搞不适合当地推广的“样板工程”。要根据加入WTO后国际市场的需要,结合农业产业结构调整,加强蔬菜、花卉、果树和珍贵经济作物灌水技术的研究,大力发展设施农业。
5.6 搞好中低产田节水灌溉
中低产田改造已列为今后几年农业的主攻方向,向中低产田要效益,扩大节水灌溉面积。对丘陵薄地重点搞好雨水利用,加强雨养农业和小水源综合利用研究。对盐碱地搞好以水冲盐、以水压碱和土壤改良,研究制定适宜的冲洗定额和节水技术措施。
5.7 加快节水灌溉设备产业化建设
根据发展节水灌溉的总体规划,扶持和培育相应的节水灌溉设备产业,形成规格化、系列化,做到配套齐全,价格低廉,服务及时,为发展节水灌溉提供可靠的保证。
6、发展节水灌溉技术的政策建议
6.1提高发展节水灌溉技术的认识 我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
6.2形成发展节水灌溉技术内在机制
通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。
6.3节水灌溉技术发展要符合农业生产实际
节水灌溉技术发展不仅是工程问题、技术问题,还是社会问题和经济问题。节水灌溉技术如果不能使农民从中得到实惠,就不能得到广大农民的真正拥护,就不能持续快速地发展起来。
6.4促进节水灌溉设施制造业发展
一项新技术得到推广应用,有可能带动一个新的产业发展。伴随我国高效节水灌溉技术的发展和应用,节水灌溉设备制造业也可望能形成一个有相当规模的行业,成为中国加工制造业一个新的增长点,政府部门应使用财政、金融等经济手段加以引导和支持。
随着我国产业结构的调整,以及农业节水灌溉的不断推广,我国水资源的利用在不断的好转,在党和政府的方针指导下,相信我国在农业用水方面会取得可喜的进步,对于我国社会经济的可持续发展也将具有重要意义。
参考文献:
(1)王亚欣,《经济布局不可忽略水资源条件》,长江日报(武汉);
(2)姜文来,唐曲,雷波,《水资源管理学导论》,北京化学工业出版社;
(3)姜文来,《水资源价值论》,北京科学出版社;
(4)姜文来,《水资源价值论》,北京科学出版社;
第三篇:城市水资源合理开发利用初探
目 录
摘要 1 概述
1.1 我国城市水资源的概念 1.2 我国城市水资源分布 2 城市水资源开发利用现状 目前我国城市水资源开发利用存在的问题 3.1 用水浪费
3.2 盲目开采水源,地下水过量开采 3.3 污水处理不力,水资源重复利用率低 3.4 缺乏有效管理 ,用水效率低
3.5水资源时空分布不均 ,缺水严重 ,配臵难度大 4 解决城市水资源实现可持续利用的方法措施 4.1 多渠道节约用水,建设节水型社会 4.1.1 推广农业节水技术 4.1.2 推广工业节水技术
(1)改革生产用水工艺,争取少用水(2)提高水资源的重复利用率(3)探讨利用海水、微咸水的技术 4.1.3 推广城市生活用水节水技术 4.2 实施取水许可制度
4.3 开发、引进和吸收先进的治污技术 4.4 清洁生产模式
4.5 重视和加强水资源调配的研究、规划与实施 5结束语 城市水资源合理开发利用初探
摘要
水是地球上所有生命的源泉.虽然地球70.8%的面积被水覆盖,但97.55%的水是海水,既不能直接饮用也不能灌溉。在余下的2.5%的淡水中,人类真正能够利用的水还不到世界淡水总量的1%。从地球上原始生命出现直到现在,水一直在为生命服务,任劳任怨,不曾停息。而如今天然的水系统已经不堪负重,水资源也供不应求了!造成这种情况的原因主要有两个:第一,大自然本身的缺乏;第二,人为的破坏。当然第一个因素我们无法驾驭的,但第二个因素才是水系统最主要的威胁,是我们人类为了谋求自己的利益而在不断地浪费、破坏水资源。如果我们不珍惜水资源的话,将来地球上流下的最后一滴水是自己的眼泪。城市水资源短缺和水环境恶化已成为我国21世纪社会经济持续发展的瓶颐。
关健词 利用 城市水资源 持续发展
1概述
1.1城市水资鞭的概念
一般说来,城市水资源可定义为“一切可被城市利用的天然淡水资源”,从广义上讲,还应包括海水和可再生利用水。按水的类型,可分为雨水资源、土壤水资源、地表水资源、地下水资源、海水资源和可再生利用水资源等6类。按水的地域特征,可分为当地水资源和外来引水资源两大类。前者包括流经城市区域的水资源、储存在城市区域或能在该区域内被直接提取的水资源和可再生利用的废(污)水资源。外来引水资源是指通过引水工程从城市区域以外调入的地表水资源。因此,可以说城市水资源的量是动态的。
1.2我国城市水资源分布
我国是一个缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/
4、美国的1/5,在世界上名列121位,是世界上公认的13个水资源匮乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后,我国现实可利用的淡水资源量则更少,仅为11000亿立方米左右,人均可利用水资源量约为900立方米,水利部预测,2030年中国人口将达到16亿,届时人均水资源量仅有1750立方米。在充分考虑节水情况下,预计用水总量为7000亿至8000亿立方米,要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿立方米,全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限,水资源开发难度极大。
到20世纪末,全国600多座城市中,已有400多个城市存在供水不足问题,其中比较严重的缺水城市达110个,全国城市缺水总量为60亿立方米。据监测,目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染,且有逐年加重的趋势。随着我国城市化进程的加快和经济的快速发展,城市水资源面临着可持续利用的严峻挑战。从城市的状况看,由于人口密集、工业发达,用水需求过度集中,人均拥有的可利用淡水资源量就更加稀少,远远低于国际平均水平。[1] 2城市水资源开发利用现状
城市水资源的开发利用实际上就是城市对水资源价值和功能的发现和发掘过程,同时也造成了对水资源状态的干扰和破坏。目前,我国正处于社会经济全面转型发展时期。随着城市化和工业化进程的不断推进,需水量和污染物排放量也会迅速增长,致使水危机状况将长期存在,而且可能有迅速加剧的危险。
城市水资源有其自身的特征和运动规律,人类利用水资源时如果忽视这些特征或违背其运动规律,必将产生严重后果,以至影响到城市水资源的持续利用。目前,我国城市水资源开发利用中存在两大主要问题。
一是部分城市的水资源量满足不了用水需求。尤其是以地下水作为供水水源的北方城市和个别沿海城市,缺水量较大。为维持日常供水,多数城市都被迫超量开采地下水,造成地下水位的持续下降,地下水降落漏斗不断扩大.全国已出现56个区域性的地下水降落漏斗.总面积达87000km2,仅唐山市的漏斗面积就高达3470.5 km2,水位最大下降速率达到5.06m/a;国内很多城市都不同程度地形成了降落漏斗,迫使大批机电井报废或换泵,结果造成井越打越深,采水成本越来越高,形成恶性循环。其中,青岛、烟台、大连和北海等沿海城市还由此导致海水入侵,造成地下水水质恶化。此外.由于地下水位的太幅度下降,使多孔介质释水压密,许多城市出现了地面沉降.如上海、天津、北京、唐山、西安、太原、湛江和海口等城市均较为严重,其中天津市的最大累计沉降量为2690mm,最大沉降面积9O8O km2。位于覆盖型岩溶区的部分城市,由于过量抽取地下水,还造成了严重的地表塌陷,其中桂林市的塌陷面积高达362km2 二是城市水资源普遍受到不同程度的污染。长期以来,人们对水资源的脆弱性没有给予足够重视,在处理资源、环境与发展之间的关系问题上受到经济条件的限制,导致全国80%的城市污水和工业废水未经任何处理便直接排入水域,一些分散处理的工业废水虽然达到了排放标准,但其中太部分却又排人了没有集中处理的城市排水系统中,降低了达标排放的意义。由于废(污)水的排放,约90%的城市水域不同程度地受到了严重污染。地表水的污染必然殃及地下水,先是污染浅层地下水,进而通过自然的和人为的“天窗污染深层地下水。污水通过砂性土壤的直接下渗,也是造成地下水污染的重要途径。据统计,全国多数城市的地下水都受到了不同程度的污染。在南方因水质污染导致的城市缺水量约占总缺水量的60—70%。
3目前我国城市水资源开发利用存在的问题 3.1用水浪费
城市生活和工农业用水都存在大量的浪费。由于管理不善,工程配套差和工艺技术落后,城市管网和卫生设施的漏水很普遍,是城市生活用水中浪费最大的一项。据统计,美国城市管网漏水量平均达每人每天60L,占全部用水量的10~15%。北京漏水量占总用水量的10~40%,甚至可达70%。工业上从水源取用的水量远远超过其实际耗水量。如美国1970年统计表明,占全国工业用水量78%的热电站用水,其实际耗水量仅为其取用水量的1%。农村大水漫灌,利用率很低,而且渠道渗漏很大,不仅浪费水资源,而且引起土壤的次生盐渍化和潜育化,降低土壤质量。
3.2盲目开采水源,地下水过量开采
部分城市忽视水文规律,肆意开采本地地下水,造成本地地下水超采,补源困难;不经过科学论证,盲目引用邻域水源,造成邻域水源缺乏,同时影响本域补源。沿海城市地下水超采,造成海水入侵、咸水扩散;内陆地下水超采,形成大面积漏斗区,地面沉陷。严重破坏了生态环境。不利于城市水资源的可持续利用,将严重影响社会经济发展。
3.3污水处理不力,水资源重复利用率低
目前,全国城市污水处理率达到30%,二级处理率为15%,许多城市至今还没有污水处理厂。大量城市污水未经处理直接排入水域,使我国城市水环境质量所面临的形势十分严峻。据统计,全国90%以上的城市水域受到不同程度的污染,水环境普遍恶化,流经城市的河流水质78%不符合饮用水标准,地下水50%以上受到严重污染,其中水源受污染比较严重的城市有98个。另外,沿海城市的海岸带污染也十分严重,局部地区城市水环境还受到酸雨的威胁。[2]环境污染进一步加剧了水资源的短缺程度,也使一些水资源丰富的城市出现了污染型水资源危机。另一方面,城市污水净化设施严重不足,无法满足城市治污需要,大量污水未经任何处理就直接排入江河湖泊,造成严重的水体污染。许多城市尚无中水利用措施,全部为一次性用水,浪费了大量优质水源。工矿企业用水,循环水和冷却水等如不能重复利用,是严重的水资源浪费。
3.4缺乏有效管理,用水效率低
城市的污水给城市的环境带来的污染,是每个城市都面临的问题,解决的方法是兴建污水处理厂,将污水处理后再利用或达标排放。因为污水处理费用较大,一些受眼前利益所至的企业或城市,一放了之,所以很多城市都污染严重。污水处理事业要跟上城市发展的步伐,随着城市的兴起而兴建,随着城市的发展而扩大事业规模。城市内的工业污水要由企业自己处理,企业在不断提高污水处理水平的基础上,充分利用这一资源,提高水的重复利用率,提高中水资源利用率。随着我国经济水平的提高,各地区要加大污水处理能力,提高污水处理的技术水平,不断增加污水处理的科技含量,为城市可持续发展提供可靠的第二资源。
3.5城市水资源时空分布不均,缺水严重,配臵难度大
我国水资源的空间分布极不平衡,西北内陆、长江以北、长江以南3个区域水资源量的比例大致为5∶15∶80,长江以南地区大中型以上的城市较少,长江以北地区却较多。这种水资源分布格局与城市分布不相适应,加剧了我国城市水资源短缺的矛盾。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,进一步加剧了水资源短缺的矛盾,对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响,而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
4解决城市水资源实现可持续利用的方法措施 4.1多渠道节约用水,建设节水型社会 以节水为先,即将节水作为解决城市水资源问题的基本出发点和首要对策。从水资源可持续利用高度看,节约用水是一项具有战略意义的长期任务,应通过坚持不懈的节水宣传教育,在全民中树立对水资源的忧患意识,使节水成为全民行动和社会风尚,使我国逐步成为节水型社会的国度,其潜在作用是深远的。[3] 4.1.1推广农业节水技术。农业用水占我国总用水量的80%,但农业用水中的浪费现象也最严重。灌溉用水占农业用水量的70%,灌溉过程中半数以上在中途渗漏,采用漫灌又要浪费30~35%。今后应大力发展节水灌溉技术。对灌溉农业区,节水灌溉技术应以改进地面灌溉为主,推广适合我国国情的地面灌溉节水技术(如平地、沟灌、间歇灌等)。在北方渠灌区推行并渠结合的灌溉方式,有条件的地区可发展喷灌和滴灌。应使水利工程和农业技术相配合,进行节水的轮作制度。推广耕作栽培、培肥施肥和抗旱高产优质品种。对旱地农业区,应按照水旱互补的方针,充分利用雨水集蓄节灌等现代旱地农业技术,进行以坡改梯为重点的基本农田建设,并通过各种措施,降低无效蒸发,提高土壤有机质,建设土壤水库,增加贮水。同时,根据不同作物的需水特征和当地水资源条件,调整作物布局,优化种植结构,选育优良品种。
4.1.2推广工业节水技术。工业生产也是用水大户。目前我国工业万元产值用水量是发达国家5~10倍,压缩工业用水量还有很大的潜力可挖。降低工业用水量可以从以下三个方面入手:
(1)改革生产用水工艺,争取少用水。如我国炼钢等生产过程的单位耗水量比国外先进水平高几倍甚至几十倍,若用氧气转炉代替老式平炉,不但可提高钢的产量,而且可降低用水量86~90%。
(2)提高水资源的重复利用率。国外先进工业企业的用水重复利用率高达90%以上,而我国工业企业的用水绝大部分都在一次利用后作为废水排放。虽然我国一些缺水大城市的工业用水重复利用率较高,但地区差别很大,进一步挖潜可节约大量水资源。
(3)探讨利用海水、微咸水的技术。由于淡水资源的缺乏,沿海城市可利用海水做工业冷却水和生活冲厕水,华北和西北地区可开发微咸水资源。
4.1.3推广城市生活用水节水技术。城市生活用水是水资源消耗的一个重要方面,也是水污染的又一重要来源。据建设部城市水资源中心的资料表明,我国城市生活用水的1/3由于水资源供给和使用过程中跑、冒、滴、漏现象而白白损失了。由于许多城市自来水管道老化和质量低劣,每年我国由于管道漏损的水量就占自来水管网供水的20%以上,达到60亿立方米。面对这种情况,我国城市应提高节水技术,开发推广节水器具,宣传并鼓励节水,创建节水型城市。
4.2实施取水许可制度
由水的循环特征决定的水的可恢复性表明,水资源的开发利用具有很大的弹性,尤其是地下水资源。如果开发利用得当,巨大的地下库容将为我们提供充分的调节余地,因此实施取水许可制度合理开采和增加补给是促进地下水良性循环和可持续利用的必经之路。合理开采地下水包含有两方面的内容:一是合理规划或谰整开采井的布局,保持不同含水层和不同区域的地下水的均衡开采,控制地下水水位的变化幅度,防止局部含水层水位的大幅度下降;二是优化调度开采方案,控制开采强度和开采节奏。对于超采区域和超采层位,要压缩开采量,增加人工补给,保持水位稳定,防止水质恶化;对于非超采区和非超采层位,可适度增加开采量,降低地下水位,加速水循环,扩大天然水补给量。在有地表水资源的城市,丰水期可增加地表水的供给,减少地下水开采,涵养地下水,留待枯水期采用。
合理开采和增加补给不仅对于超采城市或超采区域非常必要,对其它城市和地区也很重要,因为“人无远虑,必有近忧”。只有未雨绸缨,才能使城市地下水资源处于不断的循环、更新和自净之中。
4.3开发、引进和吸收先进的治污技术
污水再生与利用是城市水污染治理的巨大进步。我们要加强开发新设备的投资力度,来自主创新。同时一些发达国家开发的各种各样节能省地型的污水处理技术和设备,也非常适合于我国。引进、消化和吸收它们的先进技术和经验,能大大加快我国污水处理和水生态修复的进度。总之,在城镇化快速发展的过程中,要充分树立城乡水环境健康化的整体治理观,引入市场机制和引进国外适用技术与经验,调动全社会的治污积极性,切实从源头治理水污染、保护水环境,修复和恢复城镇水生态,实现水资源的循环利用。
4.4清洁生产模式
清洁生产是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略。清洁生产是要引起全社会对工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注,使污染物产生量、流失量和治理量达到最小,资源充分利用,是一种积极、主动的态度。
提高用水效率是工业节水的核心。从广义上讲,它体现了从提高用水系统的重复利用率、企业改革、发展生产经济规模、生产工艺技术进步、到实行清洁生产和科学管理等所产生的全部节水效果。因此,提高工业用水效率是一项涉及面广、科学技术性强和影响深远的系统工程。它与一个国家经济发展水平的提高同步,不可能一蹴而就。从总体上讲,提高工业用水效率,近期应侧重于系统节水和管理节水,以后应逐步把节水工作的重点转向工艺节水。目前我国废水回用总水量不过5×108m3/a,实际回用率很低。
清洁生产具有巨大的节水潜力。近年来世界各国大力推广清洁生产,广泛循环利用经过处理的工业废水。至2000年,我国工业废水的重复利用率已经达到75%以上,但与世界先进水平(90%-95%)相比,还有不小的差距。根据我国目前的工业用水效率预计,2022年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3,用水量增加约倍。因此,必须重视工业用水过程的研究,多角度地选择清洁生产模式,改进工艺和流程,进一步提高多次重复循环用水,提高用水的效率。
4.5重视和加强水资源调配的研究、规划与实施
科学管理加强对城市水资源质与量的保护主要体现在两个方面:一要加强对水质的动态监测,控制污染源,防止水污染和水质恶化,对生活饮用水卫生防护带的分级、划分和设立要有科学性、可操作性和权威性;二要加强对水循环系统的保护,促进雨水、地表水、土壤水和地下水之间的“四水”转化。
城市水资源的科学管理应贯穿于水资源开发、利用和保护的全过程,其内涵应包括统筹规划、民主决策、优化调度和行政执法等许多方面,涉及自然环境的许多系统和社会经济的许多部门,情况很复杂,需要兼顾各方面的利益,协调各方面的关系,使水资源开发利用的整体效益最优化。[4] 面对21世纪可能出现的城市水资源危机.城市水资源可持续发展的目标是:充分利用城市水资源的可恢复性和可再生性特征,最太限度地降低或消除因水资源固有的脆弱性而带来的不利影响,使有限的城市水资源得到持续合理的开发利用,以满足城市社会持续发展和城市居民生活水平不断提高的用水要求.并产生最大的资源效益、环境效益、经济效益和社会效益。
5结束语:
城市水资源可持续利用是一个严肃的课题,是人与自然和谐共处所必须要解决的问题。既要满足当代人的需要,又不能对后代人的需要构成威胁。要合理开发利用水资源,全面推行节约用水,做到开源、节流与治污并举,保护水源,保护生态环境。现实情况表明,水资源短缺已越来越成为我国社会经济发展的制约因素,另一方面我国在水资源开发利用上还有一定的潜力。我们要尽快把解决水资源短缺的问题全面地提到议事日程上来,解决目前我国城市面临的水危机。实现城乡水务一体化,水资源统一调度,优化配臵,是城市水资源管理的发展方向。城市水循环需要新的水资源制度安排和经济运行方式,使人类对城市水资源的开发利用既符合水循环自然规律,又遵循社会经济规律,实现城市水循环与经济循环的和谐统一,最终实现“城市让生活更美好”。
参 考 文 献
[1]加强城市水资源需求管理的研究.刑福俊.2022年3月.[2]中国水资源危机与节水潜力分析.霍雅勤,姚华军,王瑛.资源〃产业,2022年.[3]中国的可持续性发展与水资源的合理利用.刘昌明.中国科学院水问题联合研究中心.2022年.[4]中国城市水资源可持续开发利用.钱易.中国水利水电出版社,2022年.
第四篇:浅谈如何合理开发利用保护水资源
浅谈如何合理开发利用保护水资源
一个大部分被水覆盖的星球面临着水资源危机,这似乎是一种自相矛盾的说法。然而在地球上,这的确是事实。我国严峻的水资源问题早已成为公众关注的焦点。我们要充分地认识到,如何合理开发利用和保护水资源,实现水资源的可持续利用,任重而道远。
1.水资源的认识
1.1水资源的认识
水资源变化大的原因有两方面,一个是气候、自然的变化,我们应采取适应性的对策,一个是对人类活动影响的变化,我们应采取人、水和谐的措施。总的原则就是“人与自然和谐相处,避免所谓的人定胜天”。水资源发展措施的基本方针是节水优先、治污为本、多渠道开源,节水就是一个适应性的政策,多渠道开源包括了一些非传统的水源,比如城镇的水源、围田水、再生水,甚至于海水的利用也是非常好的。新的概念与内涵探讨,首先要考虑的是水循环,水圈中各水体,包括气、液相、固相等转化与交换。现在的水资源包括资源水、生态水、环境水和灾害水,要把水资源合理的调控和调度,不要洪水来了就防洪,要有机地联系起来。用水对水资源影响的控制,一类是强耗水,一类是弱耗水。强耗水,水经过使用以后大量的损失掉。发生用水以后,大量的水还存在,消耗的水量很少就是弱耗水。强耗水的情况下,比如农业灌溉,通过大气的蒸发作用,水灌溉到农田以后全部蒸发掉了,只有1%的水量进行光合作用形成了产品,水量大部分被消耗掉,不可能回收。我们要调整农业用水,而不应该让农业用水浪费,要抓好水源、输水渠道、以及田间的节水。弱耗水,比如生活与工业用水,我们每天大量的生活用水是洗澡、洗菜等,这90%以上的水都要排出去,排出去的都是污水,工业用水也是污水大量排放,我们要做到“供、用、耗、排、治”,对用水做深入的研究,采取适当的措施保护水资源。
1.2水资源的可持续发展
水是人类生存的生命线,是经济发展和社会进步的生命线,是实现可持续发展的重要物质基础。依法治水,依法管水,是水资源实现可持续利用的根本保证,也是水利事业可持续发展的根本保证。1988年六届全国人大常委会二十四次通过的《中华人民共和国水法》是新中国第一部管理水事活动的基本法。它的颁布实施标志着我国水利事业进入了依法治水的新时期。《水法》颁布实施14年来,我国已经初步建立了与《水法》相配套的水法规体系;基本理顺了水资源管理体制,强化了水资源的统一管理;以实施取水许可制度和水资源有偿使用制度为重点,建立和完善了各项水资源管理制度,使我国水资源管理逐步纳入法制轨道,水的利用率大幅度提高,水利建设和防治水旱灾害工作取得了重大成就。但是,必须看到我国的水资源问题一直没有得到根本的解决,已经成为影响我国经济社会可持续发展的一个重大问题。首先,我国主要江河的防洪标准普遍偏低,洪涝灾害依然是中华民族的心腹之患。近10多年来,我国一些地区多次遭受洪水的袭击,都给当地人民生命财产造成巨大的损失,甚至打乱了国民经济的部署。其次,水资源短缺在一些地区已经成为制约经济社会发展不容忽视的问题。我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源量只有世界人均占有量的1/4,而且在时空的分布上又极为不均。现在,全国668座城市中,有400多座城市缺水。2000年和2022年,北方一些地区在遭受多次沙尘暴之后,又接着遭受大旱,我国水资源紧缺与经济社会发展的矛盾更加突出的暴露出来。据初步统计,2022年全国农作物因旱受灾面积3846
万公顷,成灾2370万公顷,绝收642万公顷,因旱粮食损失548亿公斤,经济作物损失538亿元。第三,水环境恶化的趋势没有得到有效的遏制。全国水土流失面积367万平方公里,占国土面积的38%。全国近50%的河段、90%的城市水域受到不同程度的污染。[4]水环境的恶化,破坏了生态系统,进一步加剧了水资源紧缺的矛盾。随着我国人口的增加,经济的发展和城市化进程的加快,我国水资源形势将更为严峻,以水资源紧张、水污染严重和洪涝灾害为特征的水危机已经成为我国可持续发展的重要制约因素,成为实现新时期经济社会发展目标具有基础性、全局性和战略性的重大问题。党和国家把水资源问题同粮食、石油一起作为国家的重要战略资源,提出了“全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理” “兴利除害相结合,开源节流并重,防洪抗旱并举”,“开源节流并重,把节约放在突出位置,以提高用水效率为核心,全面推行各种节水技术和措施,发展节水型产业,建立节水型社会”,实现水资源的可持续利用等一系列水利建设的方针,政策。把解决水资源短缺和水污染问题放到重要的位置,以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。
2.水资源的基本特点
我国水旱灾害比较频繁。人均水资源占有量较低,水资源时空分布不均,水土资源与经济社会发展布局不相匹配。改革开放20多年来,中国经济以平均每年8%的速度持续增长,这也给中国的水资源和水环境带来巨大压力。水资源供需矛盾突出;防洪能力偏低;水污染和水土流失等问题还比较严重。中国政府高度重视这些问题,按照可持续发展的要求,不断调整和完善治水思路,积极探索解决水资源问题的有效途径,取得了明显成效。一方面,我们加快水利事业发展,以适应经济社会对水的需要;另一方面,改进经济社会的用水方式,以适应水资源的条件。水资源时空分布极不均匀,与人口、耕地、矿产资源分布不相协调,水资源的开发利用难度很大。随着我国社会经济的快速发展、人口不断增加和人民生活水平的提高,水的需求量越来越大。切实做好水资源的治理、开发、利用、配置、节约、保护工作,使水资源和人口、社会、经济、环境协调发展,是中国社会经济可持续发展的关键问题之一。我国江河众多,流域面积在100km2以上的河流有5万多条,1000km2以上的约有1500多条。但受气候和地形的影响,河流分布很不均匀,绝大部分河流分布在我国东部湿润、多雨的季风区,西北内陆气候干燥、少雨,河流很少。
我国有1 km2以上的湖泊2300多个,总面积7187 km2,约占国土面积的0.8%;湖水总储量约为7088亿m3,其中淡水量占32%。
我国还有丰富的冰川资源,共有冰川43000余条,集中分布在西部地区。总面积58700km2,占亚洲冰川总量的一半以上,总贮量约52000亿m3。
我国平均年降水量为61889亿m3,平均降水深648.4mm,年均河川径流量27115亿m3,合径流深284.1mm。河川径流主要靠降水补给,由冰川补给的只有500亿m3左右。我国年平均地下水资源为8287.6亿m3。
根据分析计算,我国地表水和地下水的量分别为27115和8288亿m3,扣除二者间的重复量7279亿m3后,则我国多年平均水资源总量28124亿m3。[3]我国水资源具有以下特点:
1、水资源总量多,人均占有量少。我国水资源总量不少,仅次于巴西、俄罗斯、加拿大居世界第四位。由于中国人口众多,人均水资源占有量低。
2、河川径流年际、年内变化大。我国河川径流量的年际变化大。在年径流量时序变化方面,北方主要河流都曾出现过连续丰
水年和连续枯水年的现象, 海河流域在八十年代也出现了连续枯水年。这种连续丰、枯水年现象,是造成水旱灾害频繁,,农业生产不稳和水资源供需矛盾尖锐的重要原因。
3、水资源地区分布与其它重要资源布局不相匹配。我国水资源的地区分布不均匀,南多北少,东多西少,相差悬殊,与人口、耕地、矿产和经济的分布不相匹配。
3.水资源的合理开发利用?
我们坚持人与自然和谐相处的理念。制止向大自然无节制索取的做法,自觉约束人类活动,努力实现人与水和谐相处。在水资源开发利用中,大力推进节约用水,努力保护生态和环境,既满足当代人对水的需求又给子孙后代留下足够的生存和发展空间。在防洪工作中,加强综合治理,开展风险管理,规范人类活动,给洪水以出路。在治理水土流失中,实施退耕还林、封山育林、退牧还草,充分发挥大自然的自我修复能力。在水利水电工程建设方面,高度重视工程带来的生态影响,充分发挥水利工程保护生态的作用。科学合理地规划河流的开发利用与治理保护,做到在保护生态的基础上有序开发,让河流永远为人类造福。
我们还要认识节约用水在可持续发展中的重重大意义,节水有两大功能,一个是保护了水资源的量和质,一个是减少废污水的排放,降低环境成本,所以节水有一箭双雕的功能。
开发利用水资源,应当服从防洪的总体安排。我国特定的自然条件和水文特征,决定了防洪问题在我国具有特殊的重要性。我国大约有1/2的人口、1/3的耕地、上百座大中城市、许多重要交通干线和工矿企业处于江河洪水位以下几点,受江河洪水严重威胁的地区的工农业产值占全国2/3。随着经济的发展和人口的增长,洪水造成的损失也越来越大。大江大河一旦出事,势必造成难以挽回的损失,打乱整个国家经济的布置,影响社会稳定。因此开发利用水资源应当服从防洪的总体安排,按照《防洪法》的有关规定,规范各种水资源开发利用活动。
4.水资源的保护
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。水利部部长汪恕诚在全国水利厅局长会议上就提出,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,合理开发利用和保护水资源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。
保护水资源也就成了保护人类生存发展的最起码条件。首先,要树立惜水意识,开展水资源警示教育。长期以来,大多数人们普遍认为水是取之不尽,用之不竭的“聚宝盆”,使用中挥霍浪费,不知道自觉珍惜。其实,地球上水资源并不是用之不尽的,尤其是我国的人均水资源量并不丰富,地区分布也不均匀,而且年内变化莫测,年际差别很大,再加上污染严重,造成水资源更加紧缺的状况,黄河水多处多次断流就是生动体现。国家启动“引黄工程”、“南水北调”等水资源利用课题,目的是解决部分地区水资源短缺问题,但更应引起我们深思:黄河水枯竭时到哪“引黄”?南方水污染了如何“北调”?所以说,人们一定要建立起水资源危机意识,把节约水资源作为我们自觉的行为准则,采取多种形式进行水资源警示教育。
其次,必须合理开发水资源,避免水资源破坏。水资源的开发包括地表水资源开发和地下水资源开发。水资源属于国家所用,因此,生产和生活用水的开发必须遵守《中华人民共和国水法》的有关规定,作到全面规划,统筹兼顾。现代水利工程,如防洪、发电、航运、灌溉、养殖供水等在发挥一种或多种经济效益的同时,对工程所在地、上下游、河口乃至整个流域的自然环境和社会环境都会产生一定的负面影响,也可能造成一定范围内水资源破坏,因此,自20世纪70年代以来,许多国家对水利工程进行环境评价。我国要求在水利工程可行性研究阶段即进行环境评价,大型工程和一般中型工程要编写环境影响报告,对环境影响较小的中型工程和小型工程要编写环境影响评价表。另外,一些采矿行业对水资源的破坏不容忽视,如煤炭开采中每采一吨煤要排漏0.88立方米水,按我省年采煤3亿吨计算,每年仅因采煤损失地下水资源高达2.5亿立方米,并对地下水体地质构造造成极大的破坏。又如,无限度的乱砍乱伐,造成植被严重破坏,对水土保湿及水资源的地表埋藏也会造成一定的影响。
第三,提高水资源利用率,减少水资源浪费。目前,许多大中型企业已经开发利用中水,如霍州煤电集团各个矿井都利用中水返回井下洒水和地面冲厕,取得了良好的经济和社会效益。另外,利用经济杠杆调节水资源的有效利用。由于水管理不到位,很多地方有长流水现象发生,而有些地方会“捧碗祈天”,因此,必须安装有效的水计量装置,执行多用水多计费的原则,达到节约用水的目的。第四,进行水资源污染防治,实现水资源综合利用。长期以来,由于工业生产污水直接外排而引起的环境事件屡见不鲜,它给人类生产、生活带来极坏影响,因此,应当对生产、生活污水进行有效防治。在城市可采取集中污水处理的途径;工业企业必须执行环保“三同时”制度;生产污水据其性质不同采用相应的污水处理措施。总之,我们必须坚决执行水污染防治的监督管理制度,必须坚持谁污染谁治理的原则,严格执行环保一票否决制度,促进企业污水治理工作开展,最终实现水资源综合利用。
通过加强水资源管理,取得了明显的效果。从1980年到1993年,我国年平均供水增加70亿立方米,年均增长率为1.41%,同时期按可比价格计算的GDP增长速度为9.53%,供水对于GDP的弹性系数为0.133,明显低于国际上同发展阶段国家的0.2~0.3。低供水增长维持高速经济发展,为水资源的有效供给和可持续利用提供了经验。在此期间,我国工业节水水平有了较大幅度的提高,1980年工业万元产值用水约600立方米,到1997年工业万元产值用水下降到103立方米,北京、天津、青岛等地低于100立方米。全国的用水结构有了明显的变化,全国工业和城镇生活用水所占的比重已由1980年的11.9%提高到1993年的24.6%。近十几年来主要通过节约用水和调整用水结构,维持了社会经济发展的对水的需求。
尽管我国水利建设取得了举世瞩目的成就,但是我国的洪涝灾害、干旱缺水、水生态环境恶化三大问题仍十分突出,特别是水资源短缺,已经成为我国经济社会发展的重要制约因素。展望21世纪,水资源配置问题,水资源节约问题,水资源保护问题,还将是中国水资源可持续开发利用的重要任务。
浅谈发展节水灌溉是节约水资源的有效途径
水乃生命之本,生存之源泉,世界的万物都离不开水,我们无法想象没有水的世界是个什么样子。如今我们正面临着水资源紧缺的现象,如果不引起高度重视,水危机就会产生,因此,提高土地灌溉技术、杜绝水资源的浪费已是当务之急。
一、发展节水灌溉的重要性及意义
濮阳市是缺水的地区,部分市县属高亢区,用水需求量大,生产生活离不开黄河水,对黄河水依赖性强。由于黄河水沙年内分布不均,水、沙年际变化大,连丰、连枯特征明显。
因此,黄河下游水资源紧缺与沿黄经济社会发展的矛盾日益突出,黄河防断流和引黄供水形势十分严峻,加之目前灌溉设施建设标准低,更新维护不足,部分设施老化失修严重,用水管理粗放,灌溉水量在输水过程中因渗漏而损失,田间灌溉方式和技术落后,灌溉水的平均利用率相对较低。所以说发展节水灌溉是具有重要意义的。
发展节水灌溉,一方面“计划用水”与“订单用水”相结合,以“计划”与“订单”用水来制约水资源的过量开采和不合理使用,防止水环境的恶化,使有限的水资源能够得到有效利用;另一方面可以充分利用天然降雨和土壤水,发展集雨节灌,通过挖掘雨水资源和土壤水资源的潜力提高农业综合生产能力,改善区域生态环境。节水灌溉技术的发展,可促进发展优质、高效、高产农业,促进农业增产和农民增收。节水灌溉的普及,还可促进农业机械化、集约化、现代化水平的提高,增强农业发展的后劲,对农业生产力整体水平的提高具有十分重要的意义。
二、发展节水灌溉,选择正确的节水方法及措施
1、合理布局,井渠结合,地表水与地下水相结合井渠结合既可重复利用灌溉水的渗漏量进行灌溉,达到开源作用,又可减少地表水的取水量,起到节流的作用,还可解决地表水供水与作物需水在季节上的矛盾。目前,在地表水灌溉量中,有1/3左右补给了地下水,在地下水没有开发利用的地区,灌溉对地下水的补给将引起地下水的无效蒸发,招致土壤盐渍化。特别是遇到干旱降雨偏少的时候,阳光直射,30多度的高温使地下潜水蒸发更加严重。在井渠结合的灌区,不仅灌溉对地下水的回补量可以充分利用,而且可以减少潜水蒸发,到了雨季还可腾出“地下水库”蓄存降雨。但也要防止过度打井,要根据各个地方的地理特征,气候变化以及灌溉需求,防止“一刀切”而导致打井过多,类似“蜂窝煤”,井打的越多,抽水总量就会减少,既破坏了水环境,也提高了生产成本。要按照“采补平衡”的原则,合理布局,使经济、社会和生态效益最佳统一。濮阳市两大灌区主要以农田灌溉为主,采取了井渠结合的方式灌溉,既节约了水资源,也缓解了灌溉高峰期的供需冲突。
2、改变输水方式,逐步实现输水管道化
输水方式的发展趋势是逐步实现管道化。灌溉水的输送方式有三种,即土渠、防渗渠道和管道。国内外的大量实践证明,近距离土渠输水的损失为10%-40%,而远距离土渠输水的损失甚至高达50%以上。防渗渠道可以减少或避免渗漏损失,但仍然存在蒸发损失,泄露损失也比管道输水严重。管道输水可使渠系水利用系数提高到0.95以上。加大推广低压管道灌溉技术的力度,实现井灌区管道化。采用免烧管代替农、毛渠道,节水效果好,成本也较低。因此,在农业节水灌溉的发展中,应重点发展管道输水,逐步实现输水管道化。
3、成立浇地专业队
浇地专业队是用水户协会招聘的灌溉用水专业队伍,是灌区农村抗旱的服务组织。用水户协会对浇地专业队可以实行目标管理,也可以实行单项承包。
灌溉用水期间,改进放水方式,把传统的沟(畦)一次放水改为间歇放水,进行间歇灌,由浇地专业队进行统一护渠和灌水。在灌溉站的指导下平衡各用水户的利益,推行节水灌溉技术,实行“小畦灌溉,二八改畦”的节水方法。解决因计量设施不健全、户与户之间“喝大锅水”而造成的大水漫灌问题。使用水户均衡负担、均衡受益,达到节约用水、降低成本的目的。
4、调整农业种植结构,加强节水管理,合理收缴水费
通过政府和市场宏观调控手段,逐步调整传统的农业种植结构,适当扩大高效优质节水作物种植比例,选用抗旱优质品种,合理改土施肥,改进工作制度积极开展节水高产灌溉制度的研究,进行灌溉需水测报及预报,对缺水地区采用非充分灌溉,推行科学计划用水制度,提高水分生产率,通过现代化的管理手段,不断完善秸秆还田、地膜覆盖等保墑措施,科学灌水,使有限的水资源发挥更大效益,推进高效农业的发展。另外,应不断完善水费制度,使过去按亩计收水费的灌区逐步过度到按方计费。对水费较低的灌区,应逐步提高水价,运用市场经济的杠杆增强农民的节水意识,使灌区逐步达到良性循环和可持续发展。
5、提高科技含量,完善灌溉制度。
灌区需要实施自动化测水量水技术,利用计算机网络实行信息化管理、科学化管理,在数据采集、数据计算机处理的基础上实现灌区自动化监测控制;改进和完善灌溉制度,用节水型的灌溉制度指导灌水,制订和完善有利于节水型的政策、法规。建立节水技术推广服务体系,健全灌区管理组织和完善节水管理规章制度,把节水管理责任落实到每项工程,每个干部职工、每个农民要及时总结交流推广先进经验,举办不同层次的节水技术培训班,普及节水科技知识,加强节水宣传,使节水观念深入人心,成为每个职工、每个群众的共同意识和自觉行动。
三、加强管理,建立良性运行机制
近年来,通过对市场经济条件下灌区经营管理工作的再认识,灌区上下对实施节水灌溉形成了共识,认为节水灌溉关系到灌区农业持续发展,是水管单位实现良性循环的需要。建立适应灌区特点的节水灌溉模式,对改善灌区农业生产环境、减轻农业生产灾害、保障农业稳产高产有十分重要作用。同时还可以降低农业灌溉成本,减轻农民负担,这样水管单位才能长久地从用水户的收益中得到回报,形成以经济利益为纽带的双赢关系。在目前形势下,水源紧缺已成定势,开源不通只有节流。而实现节流,除了解决认识问题,采取工程节水技术措施外,更根本的是改变粗放的管理模式。其关键在于建立利益驱动激励机制,即在灌区节水过程中,国家、管理者、用水户三者之间要围绕水资源利用建立一定的联系,构成权利、责任、利益关系体系,协调、理顺灌区经济管理中的各种复杂的利益关系,充分调动职工管水的积极性和用水户节水的积极性。
综上所述,节水灌溉是系统工程,应该充分认识其重要性,从实际情况出发,以提高效益为中心,因地制宜地采取经济、技术、行政、法律、宣传等配套措施,在不断总结经验的基础上加大力度,既缓解干旱缺水问题,又能取得好的经济、社会和生态效益。
第五篇:水循环和水资源合理利用试题
水 循 环 和 水 资 源 合 理 利 用 试 题
一、单选题
内流河是指不能注入海洋的河流。为内流河提供径流的区域,称为内流区。无流区是指基本上不产生地表径流的地区,这类区域多出现在干旱少雨的地区。读“某国家中部某一内流区位置图”,完成以下两题。
1.《1》图示无流区的地表景观最可能为()A.牧场 B.梯田 C.盐沼 D.沙漠
2.《2》图中所示的时令河流程最短时期,有可能出现在()A.2月 B.4月 C.7月 D.10月
读“某区域水系分布简图和甲地气候统计图”,完成以下三题。
3.《1》甲处最高水位出现在春季,最主要的原因是()A.降水量大 B.积雪融水补给 C.冰川融水补给 D.地下水大量汇入 4.《2》该区域气候类型是()A.温带季风气候 B.温带海洋性气候 C.温带大陆性气候 D.亚寒带大陆性气候 5.《3》与东侧相比,甲乙之间河段西侧支流少的主导因素是()A.气候 B.植被 C.土壤 D.地形
水循环包括自然循环和社会循环。读图,回答以下两题。
6.《1》图中①②③④分别为()A.蒸发、地表径流、跨流域调水、降水 B.降水、地表径流、蒸发、跨流域调水 C.跨流域调水、下渗、地下径流、蒸发 D.降水、蒸发、地表径流、跨流域调水 7.《2》在水资源的社会循环各环节中,下列做法不够恰当的是()A.取水——保护水源地 B.输水——减少过程损耗 C.用水——节约、综合利用 D.排水——防止当地污染 下图为“某地区水循环示意图”,据此完成以下两题。
8.《1》图示地区建有大型水库,水库建成后对水循环的各环节可能造成的影响,说法不正确的是()A.库区下渗加强,周边地下水位上升 B.库区水汽蒸发增加,周边空气湿度增加
C.库区受热力环流影响,冬季降水减少,夏季降水增加 D.库区下游河流径流量变化幅度减小 9.《2》在F处建有一座海水淡化工厂,从水循环角度看其作用类似于()A.海陆间循环 B.跨流域调水 C.水库 D.地下水补给湖水 读“我国东北地区某河流流量补给示意图”,完成以下两题。
10.《1》图中数码表示的河流补给类型正确的是()A.①—冰川融水补给 B.②—湖泊水补给 C.③—雨水补给 D.④—积雪融水补给 11.《2》与淮河相比,该河流水文特征是()A.水位季节变化大 B.泥沙含量大 C.有明显的春汛和夏汛 D.冬季封冻断流
读“水库调洪蓄洪功能示意图”,完成以下两题。
12.《1》如果图中a缩短,b减小,则下列叙述可能成立的是()A.水库下游径流变化减小 B.下游不易发生洪涝灾害 C.水库中泥沙淤积不断增多 D.水库上游水土流失得到有效治理
13.《2》若我国某大河(外流河)中上游修建多座调洪蓄洪功能为主的水库,则()A.枯水期下游流水搬运能力下降 B.入海水量总量大幅减少 C.下游河床抬升 D.三角洲面积增速减缓
L湖原是新疆最大的淡水湖,近年来已演变成微咸水湖。现在该湖西部沿岸芦苇广布,而东部沿岸几乎没有。下图示意L湖及周边地区,读图回答以下两题。
14.《1》正确描述甲、乙两河与L湖相互关系的是()A.甲河秋季输人L湖泥沙最多 B.甲河流量变化深受L湖影响 C.乙河是L湖重要补给水源 D.乙河对L湖具有排盐作用 15.《2》对L湖东、西两岸芦苇分布差异影响最小的因素是()A.主导风向 B.湖水盐度 C.沿岸坡度 D.土壤肥力
16.在人类面临的各种资源危机中,淡水危机是其中之一。据预测,到2025年,全世界2/3的人口将生活在缺水状态中。目前世界普遍感到用水紧张的原因是()①环境污染严重,水质下降 ②全球气候变暖,蒸发量大,江河径流量下降 ③人口急剧增长,工农业及生活用水增长过快 ④世界上的水资源总量不足 ⑤水资源时空分布不均 A.①②④ B.②③⑤ C.②③④ D.①③⑤ 读“1~7年深圳市用水构成变化趋势图”,完成以下两题。
17.《1》对深圳市用水的描述正确的是()①居民生活用水比例最大、变动最小 ②工业用水比例逐年增大 ③公共用水比例先逐年增大,再逐年减小 ④其他用水比例逐年减小
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
18.《2》近年来,深圳市出现了“水荒”,其主要原因是()①降水季节不均 ②城市规模扩大 ③水体污染加剧 ④受赤潮影响加剧 A.①② B.②③ C.③④ D.①③
下图是“我国长江、黄河、珠江、松花江四大河的水量平衡示意图”。回答以下两题。
19.《1》图中反映松花江的是()A.① B.② C.③ D.④ 20.《2》②河流径流量最小,最主要的原因是()A.流域面积最小 B.河流长度最短 C.流经半干旱、半湿润地区 D.水土流失严重
二、非选择题
21.下图为我国东部某地区的一个水电站大坝下游某水文站在修坝前后测得的“该河两条全年流量曲线图”,读图回答下列问题。
4(1)图中A、B、C分别是这条河流水源补给形式,请判断:A是________补给,B是________补给;C是________补给。
(2)图中①、②两条曲线,哪一条是在修坝前测到的?________,判断理由是________________________________________________________________________。(3)这条河流位于我国________地区,判断理由是___________________________________。(4)在A、B、C三种水源补给形式中,该河最主要的补给来源是________,最稳定可靠的补给是________。(填字母)(5)从图中看出河流径流量与C这种河流补给形式的关系是________________,其原因是什么________________________________________________________________________。22.读“我国两区域河流图”,回答问题。
(1)甲图中两湖泊对河流的作用:
①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________。该河的主要补给水源是:________________。
(2)乙图中河流补给水源是________,其径流季节变化较甲图中河流________,径流年际变化较甲图河流________。
23.第27届~30届奥运会的举办城市分别是悉尼(34°S,151°E)、雅典(38°N,24°E)、北京(40°N,116°E)、伦敦(52°N,0°)。读图回答以下各题。
(1)上述四城市中________与其它三城市不在同一半球。
(2)结合以雨水补给为主的“某河流流量示意图”和“城市气温曲线降水柱状图”分析,该河最可能分布的城市是________(填字母)。判断依据是_______________________________。(3)A最高气温出现在________月,气候特点是_____________________________。可能是________(城市)(4)B、D两地与北京市气候特点相符的是________地。其气候类型是________________。24.阅读图文资料,完成下列要求。
马略卡岛(如图)是隶属于西班牙的一个岛屿,年降水量约400mm,大部分降水集中在9~10月,冬季海拔最高处常有霜冻。马略卡岛地下岩层具有很强的渗透性,岩层孔隙储水丰富。岛上常住人口约85万,大约一半居住在首府帕尔马。灿烂的阳光、砂质的海滩、优美的田园和悠久的历史使马略卡岛成为世界著名的旅游胜地,2022年接待游客多达2 120万。旅游旺季帕尔马机场平均每1.5分钟起降1个架次。近年来,马略卡岛受到水资源日渐短缺的威胁。
(1)推测马略卡岛上城市用水的最主要来源,并阐述理由。
(2)指出帕尔马在城市供水、用水过程中遇到的主要问题。
(3)阿尔库迪亚计划新修建两座高尔夫球场,你是否赞同并说明理由。
答案解析
1.【答案】D 【解析】无流区是指基本上不产地表径流的地区,说明地表干旱,极端缺水。图示地区为某国家中部,也就是深居内陆地区,所以图示无流区的景观最可能为沙漠。2.【答案】C 【解析】根据经纬度位置判断该区域位于南半球,也就是在澳大利亚境内。时令河的流程最短时也就是降水较少的时期,夏季由于澳大利亚大陆强烈升温,气压带、风带南移,该地区受到来自赤道地区的西北季风影响,带来较丰富的降水。冬季主要受来自大陆的东南季风的影响,降水较少,所以图中所示时令河流程最短时期主要出现在南半球的冬季。3.【答案】B 【解析】根据经纬度位置可判断该地位于东欧地区(乌克兰)。结合甲地气候统计图分析,该地为温带大陆性气候,冬季寒冷,有积雪,春季气温回升,积雪融水补给河流形成春汛;从甲地气候统计图可看出,春季降水并不多,该河流没有冰川融水补给;地下水补给的河流水位变化较小。4.【答案】C 【解析】根据气候统计图分析可知,该地区全年降水量较少,最冷月均温在0℃以下,冬冷夏热,说明该区域的气候类型为温带大陆性气候。5.【答案】D 【解析】影响河流水系的主要因素是地形,甲乙之间河段西侧支流少是因为受地形的限制,该河段东西两侧气候、植被、土壤差异很小。6.【答案】B 【解析】水循环的四个基本环节是蒸发、水汽输送、降水和径流。结合图中箭头方向和流程可判断出①表示降水,②表示地表径流,③表示蒸发,数码④的图例含义为流域间循环,因此为跨流域调水。7.【答案】D 【解析】在水资源的社会循环排水环节中,要保护好水源地,在输送水的过程中要减少水资源的损耗,同时注意节约用水。在排水时不仅要防止当地的水污染,而且还要防止对下游地区造成污染。8.【答案】C 【解析】由于水体的热容量远大于陆地,因而库区周围的气温日较温差和年较温差减少,使得夏天凉爽,冬天温暖。由于水陆的热力差异,在较大的库区也形成类似于海陆风的“湖陆风”。白天风从水库吹向岸边,夜间风从陆地吹向水面。另外,在水库的下风方向,由于水面输来的丰富水汽,使云量和降水有可能增加,不会使冬季降水减少。9.【答案】A 【解析】海水淡化是利用海水脱盐生产淡水,类似于海水蒸发经过水汽输送到陆地上形成淡水,故相当于海陆间循环。10.【答案】C 【解析】图示是东北地区,位于我国的外流区,结合河流流量补给示意图可以判断:①——地下水补给,②——季节性积雪融水补给,③——雨水补给,④——湖泊水补给,正确答案是C。
11.【答案】C 【解析】东北地区的河流和淮河都位于季风气候区,水位季节变化都大,A错误;东北地区植被覆盖率较高,泥沙含量小,B错误;东北地区的河流有季节性积雪融水形成的春汛和大气降水形成的夏汛,而淮河只有夏汛,C正确;东北的河流冬季封冻,但不会断流,D错误。12.【答案】C 【解析】根据水库的调蓄能力,水库泥沙不断淤积,水库的库容不断减少,水库削峰补枯的能力下降,b值在变小。洪峰出现的时间在缩短,a值缩短,C对。调蓄能力下降,水库的下游径流变化增大,A错。下游洪涝灾害增多,B错。上游水土流失多,D错。13.【答案】D 【解析】若该大河中上游修建多座水库,则枯水期下游径流稳定,流水搬运能力较强,A错;入海水量总量不会减少,B错;下游泥沙沉积少,河床侵蚀,C错;泥沙大量淤积库区,河口泥沙淤积量减少,三角洲面积增速将减缓,D对。14.【答案】D 【解析】河流流向与等高线凸出方向相反。读图,根据图中等高线判断河流流向,甲河补给L湖,L湖补给乙河,C错。图示区位于新疆,以冰雪融水补给为主,夏季气温高,甲河流水量大,输入L湖泥沙最多,A错。甲河在湖泊上游,流量不受L湖影响,B错。乙河流出湖泊,对L湖具有排盐作用,D对。15.【答案】A 【解析】芦苇是淡水、浅水域生长的植物,所以其生长受水面深浅、盐度高低和土壤肥力影响较大,B、C、D影响较大。主导风向与水的盐度、深浅无关,芦苇分布与主导风向无关,A影响最小,选A。16.【答案】D 【解析】导致水资源短缺的自然和人为原因:水资源时空分布不均;人口剧增导致需水量大增;水污染导致可用水量减少。17.【答案】A 【解析】结论可直接从图中读出。18.【答案】B 【解析】深圳地处我国南部沿海地区,降水多,水资源丰富,近年来的“水荒”与城市规模扩大、需水量增加和水污染加剧有关;南部沿海地区降水季节变化相对较小;赤潮发生在沿海海域。19.【答案】A 【解析】我国北方河流的降水量受气候影响要低于南方的河流,故①②应为黄河和松花江,而松花江流经湿润区和半湿润区,故其流量大于黄河,故①为松花江。20.【答案】C 【解析】黄河虽然是我国第二长河,但其流经半干旱和半湿润地区,降水相对不足,而蒸发量较大,使它的径流量最小。
21.【答案】(1)雨水 季节性积雪融水 地下水
(2)①曲线 全年流量不稳定,径流量变化很大,说明没有受到水库的调节作用(3)东北 一年有春汛和夏汛两个汛期(4)A C(5)径流量越大,地下水补给越少 径流量越大,河水水位越高,地下水位与其差距越小。
【解析】根据图示可判别河流的补给来源。C的来源稳定为地下水补给,A夏汛为雨水补给,B为积雪融水补给。22.【答案】(1)源头 调节水量 雨水(2)冰川融水 大 小
【解析】甲图属于外流区域,乙图是内流区域,两区域河流有明显的不同特征:①补给水源不同。甲图河流是雨水、湖泊水补给,但雨水是主要补给形式;乙图河流是冰川融水补给;②径流变化不同。以雨水补给为主的河流,径流随降水量的变化而变化。我国东部属季风区,降水的季节变化、年际变化都大,因此导致河流的径流季节变化大、年际变化大。西北内陆地区,径流随气温的变化而变化,因此河流的径流季节变化大、年际变化小。23.【答案】(1)悉尼
(2)A 河流流量多少与每月降水量相对应(3)7 夏季炎热干燥,冬季温和多雨 雅典(4)D 温带季风气候
【解析】(1)悉尼位于南半球,雅典、北京、伦敦位于北半球。(2)从河流流量图上分析可知,1月份河流流量大,7月份河流流量小。从降雨柱状图分析1月份降雨多,7月份降雨少的是A城市,由于河流主要靠降雨补给,河流流量与各月降水量相对应,所以河流可能是A城市的。(3)从气温曲线看,A最高气温出现在7月,气候特点是夏季炎热干燥,冬季温和多雨。该城市是雅典。(4)从气温曲线和降雨柱状图看出,D地夏季高温多雨,冬季寒冷干燥。B地全年高温多雨。所以D两地与北京市气候特点相符的是D地,其气候类型是温带季风气候。
24.【答案】(1)地下水。马略卡岛地下岩层孔隙储水量大,地下水丰富;当地降水少且季节变化大,河流枯水期长,径流量小;夏季炎热,蒸发旺盛,水库储水量有限。
(2)水库位于北部山区,距离城市较远,引水困难、费用高;夏季降水量少,却是旅游旺季和农作物生长季节,用水量大,城市供水更为紧张;大量开采地下水,导致地下水位下降,海水入侵,污染地下水。(3)赞同。吸引更多旅游者,促进旅游业发展;增加当地就业;增加经济收入。不赞同。旅游市场小,需求有限;球场用水不足;加重城市水资源短缺。
【解析】(1)材料显示马略卡岛地下岩层具有很强的渗透性,岩层孔隙储水丰富,所以地下水丰富;从地表水分析,当地降水少且季节变化大,河流枯水期长,径流量小;该地属于地中海气候,夏季炎热,蒸发旺盛,水库储水量有限。
(2)该城市一部分水来自水库,但从水库位置分析,水库位于北部山区,距离城市较远,引水困难、费用高。从水资源消费分析,夏季是旅游旺季和农作物生长季节,用水量大,但降水少,所以供水更紧张;从地下水分析,大量开采地下水,导致地下水位下降,因位于沿海地区,所以海水入侵,污染地下水。
(3)从赞同角度分析,高尔夫球场为旅游资源,修建它,可以吸引更多旅游者,促进旅游业发展;增加当地就业;增加经济收入。从不赞同角度分析,该地人口很少,两座高尔夫球场会导致客源不足;因水资源缺乏,球场用水不足;加重城市水资源短缺。