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对节水防污型社会建设的思考(钱蕴璧)

发布时间: 2004-09-16 来源:

钱蕴璧  中国水利水电科学研究院
(2004-09-16)

 
一、对节水防污型社会建设重大战略意义的认识

    1、水资源短缺的严峻形势
    随着人口与经济的迅速增长,农业供水不足的矛盾日益加剧。20世纪80年代初,全国水资源总量约28100亿m3,人均水资源量2220m3,仅为世界平均水平的1/4。进入90年代,由于工业和生活用水的迅速增加,农业用水的比重从1949年的97%,逐步降低至不到70%。2002年全国总供水量为5497亿m3,人均用水量为428 m3,农业用水量为3736亿m3,占68%。预计未来人口达到峰值时,在全国范围内推行严格的节水措施的基础上,农业用水总量仍保持现有规模。
按国际标准,人均拥有水资源量2000 m3为严重缺水边缘, 1000 m3为起码要求,中国已接近严重缺水边缘。如果以此标准按省(市、区)对比,问题更加严重,全国有18个省(区、市)已达到严重缺水的情况。黄河、淮河、海河、辽河四大流域,总面积为156万km2,人口为3.8亿,人均水资源占有量只有459 m3,是我国严重缺水地区。
    2、水污染严重生态环境恶化加剧了水资源的紧缺程度
    近年来我国水污染日趋严重,生态环境日趋恶化。据不完全统计,由于对地下水的过度开采,诱发地面沉降,海水入侵等环境问题,全国已形成区域地下漏斗100多个,总面积达15万km2,华北平原深层地下水已形成了跨冀、京、津、鲁的区域地下水漏斗,近7.0万km2面积的地下水位低于海平面。全国有46个城市由于不合理开采地下水而发生地面沉降,沉降中心累计最大沉降量超过2.0米的有上海、天津、太原等。我国生态环境问题的严重性,呈现出从陆地向近海水域延伸、从地表水向地下水延伸、从单一污染发展到综合污染,同时还表现出从一般污染物扩展到有毒有害物质、点源和面源污染共生、生活污染和工业排放相互叠加,各种新旧污染与二次污染形成复合污染的态势。此外,因农业导致的面源污染十分严重,我国化肥、农药的利用率仅30%左右,70%以上的农药进入土壤,水体和大气,70%以上的河流受到污染,39%的湖泊,以及东南沿海富营养化,不合理或过度使用的有机肥和化肥导致在蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐普遍超标,每年近4万公顷的地膜覆盖,导致白色污染和土壤肥力下降。
    据1998年的中国水资源公报,全国废污水排放总量为593亿吨,占水资源总量的2%左右。由于90%的废污水未经处理或处理未达标就直接排放,致使全国符合饮用水标准的仅占1/3,11%的河流水质低于农田灌溉水质标准。全国湖泊有75%以上的水域水质受到严重污染,水质的严重恶化,加剧了水资源的紧张程度。对生态系统、食品安全、人体健康,构成日愈严重的威胁,据估计,每年由于环境污染造成的经济损失占GDP的3%~8%。
    3、水资源时空分布极度不均造成季节性和区域性水资源短缺严重
    降水资源季节分布不均衡,农作物生长遭受干旱与洪涝灾害的交叉影响,每年水旱灾害约4亿亩,绝收面积达千万亩。水资源空间分布不均,区域性缺水严重,黄、淮海三流域土地面积占全国的13.4%,耕地占39%,人口占35%,而水资源总量仅占全国的7.7%,人均和亩均水资源量分别只有500m3和不到400m3。而京、津、冀的人均水资源量不足300 m3,仅相当于全国的1/8,世界的1/32。水资源时空分布不均造成季节性和区域性水资源严重不足。
    4、社会经济高速增长、水资源供需矛盾加剧
    随着人口与经济的迅速增长,农业供水不足矛盾将日益加剧。20世纪90年代以后,工业和生活用水的迅速增长、农业用水逐年减少,农用水量从1949年的97%降低到目前的不到70%。人均水土资源不仅数量持续减少,而且生态环境日趋恶化。社会经济和人口的持续增长,与水土资源的矛盾将日趋尖锐,其承载能力已处于危机状态。
    5、农业用水浪费严重、水的利用率和利用效率低
    我国农业用水现状是一方面水资源紧缺,另一方面是浪费严重。表现在传统的灌溉用水粗放,水的利用率低,平均仅40%左右,同时自然降水的利用率低,农业用水效率不高。我国依靠降水的旱农区约有8000万公顷,70%分布在年降水250~600mm的北方地区,由于粗放经营,农田对自然降水的利用率只有56%,其中还有26%的水分消耗于田间的无效蒸发。我国农业灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m3,旱地农田水分利用效率为0.6~0.75kg/m3,全国平均水的利用效率为0.8kg/m3,远低于发达国家的水平。可见节水潜力巨大。

二、对节水与防污相互关系的认识

    1、农业面临严重的面源污染
    世界农业发展的实践证明,施肥,尤其是化肥是最快最有效的增产措施。 从 1961~2001年的40年间,世界化肥用量从0.31亿吨增加到1.38亿吨,同期粮食产量从8.77亿吨增加到21亿吨,单位面积产量从1.35t/hm2(90kg/亩)增加到3.11t/hm2(207kg/亩)。我国从20世纪80年代初开始,大力推进化肥的施用,化肥总消费量由1980年的1269万吨,增加到1998年的4084万吨,增加2.2倍。相应粮食产量从3.18亿吨提高到5.12亿吨,增加了近61%。
图一  1949年~2000年粮食产量与农用化肥施用量(折纯量)的变化过程
(资料来源:农业统计年鉴)

    我国化肥的年使用总量已跃居世界之首,化肥的平均消费折合人民币高达1600亿元左右。但是传统的施肥和灌水技术相当粗放,致使化肥利用率偏低,氮肥的单季利用率仅为30%左右。据估算,1988年我国农田中化肥氮通过不同损失途径进入环境的氮量为474万吨,其进入地表水的有124万吨,进入地下水50万吨,以N2O和NH3形态进入大气的分别为27万吨和273万吨。这些氮导致地表水富营养化,地下水硝酸盐富集。过量施肥引起农田地下水污染,特别是浅层地下水的污染。
    除了化肥的污染外,农药是农田水土污染的另一个污染源。我国农药总产量由1989年的20.6万吨增加到1997年的39.5万吨,增加了91%,一般来说只有10%~20%的农药附着在农作物上,而80%~90%流失于土壤、水体和空气中。过量的化肥和农药在灌水,特别是大水漫灌与降水的淋溶与迁移作用下,农田水土资源受到污染,地下水污染日趋严重,农田生态环境日趋恶化。
    不合理污水灌溉是农田水土资源和地下水污染日趋严重的又一个重要污染源。我国的污水资源化利用自20世纪80年代以来稳定发展,污水灌溉面积1972年为140万亩,到1998年达到5427万亩。

我国污水灌溉面积发展情况
年份(年)
1972
1976
1980
1998
 污灌面积
140
270
500
5427

    污水灌溉面积不断扩大,主要分布在我国北方城市郊区如北京、天津、石家庄、太原、济南等。这些地区具有干旱、半干旱气候的特点,水资源短缺,由于大量未经处理的污水直接用于农田灌溉,已造成土壤,作物及地下水的严重污染,据农业部污染调查统计,全国约有1.5亿亩土地受到污染,在调查的37个污灌区中,33个灌区的地下水受到不同程度的污染,污灌区蔬菜的重金属含量超出清水灌区1.7~3.6倍。
    由此可见,不合理灌溉,施肥、施药是引发面源污染的重要污染源。
    2、节水防污型社会的内涵
    节水防污型社会指人们在生活和生产过程中,在水资源开发利用的各个环节,始终贯穿对水资源的节约,对污染的防治和对生态环境的保护,在生产的全过程重视采用新技术、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,提高水的使用效益和效率,最大限度的减轻和降低污染。在政府、用水单位和公众参与下,通过水资源的高效利用,合理配置和有效保护,实现区域经济、社会和生态的可持续发展。节水防污型社会具有明显的效率、效益和可持续三重特征。效率特征表现出资源利用的高效率,节水是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,科学合理和高效利用水资源。建立节水防污型农业、工业和城市,减少水资源开发利用各个环节的损失和浪费,提高水的利用率。效益特征表现在资源配置的高效益,通过结构调整,优化配置水资源,提高单位水资源消耗的经济产出,节水防污型社会就农业而言一定是节水增效的农业,具有显著的效益特征。可持续特征是对水资源的利用,充分考虑了对生态环境的保护,不以牺牲生态环境为代价。
    总之,节水防污型社会是实现水资源的高效利用、经济社会的快速发展,人和自然和谐相处的社会,它体现了人类发展的现代理念,代表着高度的社会文明,也是现代化的重要标志。
    3、节水与防污相辅相成 节水优先防污为本
    节水不仅可以提高资源利用效率,缓解资源供给压力,而且可以减少污水排放,节水等于减轻污染。我国南方地区,城市水源不足和水质型缺水问题十分突出,广大的农村,农业面临过量施用化肥、农药以及不合理污水灌溉导致的面源污染,加剧了农田水土资源及地下水的污染,因此,不论水资源短缺的北方地区,还是水资源相对丰富的南方地区,不论是枯水年,还是丰水年,不论农业还是工业,都必需节约用水和高效用水,坚持节水优先防污为本的原则,节水与防污紧密相联,节水等于防污,节水可以减少污水排放量,减轻和控制面源污染。根据甘肃省张掖市提供的资料,工业和城市生活每节约1m3水,就可以少排放0.5m3废污水,减少了对环境的污染。河西走廊地区通过节水,每年可少抽取地下水近7000万m3,减缓了地下水位的持续下降和地表植被的退化。同时防污可以增大可用水量,从这个意义来说,防污等于节水。节水和防污是相辅相成的,其共同目的,都是保障水安全,包括供水安全、粮食安全和生态环境安全,以水安全保障经济社会可持续发展。可以认为,全面建设节水防污型社会,是解决中国缺水和污染问题的根本出路。

三、对建设目标的思考

    1、总体目标
    通过建设节水防污型社会,使水资源利用率和效率有显著提高,生态环境有较大改善,可持续发展能力不断增强,促进人与自然和谐相处,从而推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。
    具体目标是:
    1) 科技支撑
    为全面建设节水防污型社会提供强有力的科技支撑。围绕水的高效优质利用,大幅度提高水资源的利用率和效率;围绕改善生态环境,提高面源污染的治理和污水处理回用率;围绕具有节水防污型社会本质特征的水资源管理机制、政策、法规、保障体系,提出具备全局性、战略性、前瞻性的成套实用技术,建立科学的理论和实用技术体系。
    2)产业发展
    节水防污型社会建设,必将带动一批高新技术产业的发展,创制节水防污关键设备与产品,推动节水防污设备产业化的进程,在研发一批节水防污新设备、新产品、创制一批节水防污新材料、新制剂的基础上,促进我国节水防污产品与设备的更新换代和技术升级,推动相关生产企业的技术进步,推动节水防污型社会建设产业化发展进程。产业化发展要突出重点、培育“支柱产业”。现代农业高效节水装备、新型污水处理装置,新型工业和生活用水高效节水装置,非常规水开发和安全利用成套装置等将是产业化开发的重点。
    3)示范区建设
    针对我国水资源与水环境问题具有显著的区域性和流域性的特点,在华北、西北、华东地区建成资源型缺水、污染型缺水、工程型缺水、管理型缺水等不同类型的节水防污型社会建设示范区。
    2、建设指标
    到2015年,初步建立起具有中国特色的不同类型节水防污型社会建设模式和保障体系,建成10个国家级节水防污型社会建设示范区,在节水防污型社会评价指标体系,不同尺度水循环对生态环境系统相互作用的定量关系,基于循环经济的节水、防污成套技术及产业结构调整模式,完善的监测网络、决策支持系统等方面,力争取得突破。
    示范区农业灌溉水有效利用系数提高到0.55以上,肥料、农药和农膜面源污染治理率达90%左右,农村废弃物处理利用率90%左右。工业用水重复利用率达到70%,污水处理率达到90%,再生污水回用率达到50%。上述指标的实施将有效缓解我国水资源严重匮乏和生态环境恶化的现状,实现经济社会和环境的谐调发展,促进人和自然的友好和谐,推动整个社会走向生产发展生活富裕、生态良好的文明发展道路。
    结语
    中国目前以最稀缺的水资源和最脆弱的水生态环境支撑着人类历史上最大规模的人口,负担着历史上最大规模的人类活动,从而也面临着历史上最为严重的水危机。在全面建设小康社会的进程中,水资源短缺和水环境污染将在相当长的时期内,成为制约我国经济、社会发展的重大瓶颈。水的低质量和低效率是对我国社会、经济可持续发展的重大挑战,建设节水防污型社会是解决我国水问题的根本出路。

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