水资源问题
地球上的水资源,广义上是指水圈中的水的总量。
海水是咸水,不能直接利用,所以水资源通常指陆地上的淡水资源,如河水、淡水、湖水、地下水、冰川等。陆地上的淡水资源只占地球上总水体的2.53%,其中大部分(近70%)是固态冰川,即分布在极地和中低纬度的高山冰川,至今仍难以利用。目前,易于被人类利用的淡水资源主要是河水、淡水湖水和浅层地下水,约占全球淡水总储量的0.3%,仅占全球总蓄水量的千分之七。据研究,从水循环的角度来看,全世界每年真正有效利用的淡水资源约有9000立方米。节约水资源是我们每个人都应该做的!!
水资源的性质和特征
水和水体是两个不同的概念。纯水由H2O分子组成,而水中含有许多物质,包括悬浮物、水生生物和底物。水体实际上是指地表被水覆盖的自然复合体,包括河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、地下水和海洋。水资源与人类的关系非常密切。人类视水为维持生命的源泉。在历史发展中,人类总是聚集在有水的地方,进行经济活动。随着社会的发展和科技的进步,人类越来越依赖水。
水资源是世界上分布最广、数量最大的资源。水覆盖了地球表面的70%以上,总计654.38+0.5亿立方千米;它也是世界上开发和利用最充分的资源。目前,人类每年消耗的水资源量远远超过任何其他资源,全球用水量达到3万亿吨。
地球上的水资源分布很不均匀,各地的降水和径流差异很大。全球约三分之一的土地缺雨干旱,其他地区雨季易发洪水。比如中国,长江流域及其以南地区占全国水资源的82%以上,耕地占36%,水很少。长江以北地区,耕地占64%,水资源不足18%,地多水少。粮食增产潜力最大的黄淮海流域耕地占全国41.8%,而水资源不足5.7%。
水资源利用现状
我国水资源总量虽大,但人均量并不富裕。水资源的特点是区域分布不均,水土资源组合不均衡;年内分布集中,年际变化大;持续丰水和持续干旱的年份更为突出;河流泥沙淤积严重。这些特点使我国容易发生水旱灾害,水资源供需矛盾突出,也决定了我国水资源开发利用和河流整治任务艰巨。
1.水资源利用与供需矛盾
我国地表水年均径流量约2.7万亿立方米,相当于全球陆地总径流量的5.5%,居世界第五位,低于巴西、前苏联、加拿大和美国。中国还有年均融化水量近500亿立方米的冰川,约8000亿立方米的地下水,近500万立方千米的近海海水。目前,我国可利用水资源量约为每年1.1万亿立方米,而1.980年我国实际总用水量已达5075亿立方米,占可利用水资源量的46%。
中华人民共和国成立以来,在水资源开发利用、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,全国已有300多个城市建设了供水系统,自来水日供水量达4000万吨,年供水量超过6543.8+000亿立方米;城市工矿企事业单位自备水源日供水能力合计6000万吨以上,年供水量6543.8+07亿立方米;7400多个城镇中,28%建立了供水设施,日供水能力约800万吨,年供水量29亿立方米。
在农田灌溉方面,我国现有农田灌溉面积近7.2亿亩,有灌溉设施的农田占全国耕地的48%,但其生产的粮食却占全国粮食总产量的74%。
在防洪方面,有20多万公里的堤防,保护了5亿亩耕地和100多个大中城市。目前有大中小水库8万多座,总库容4400多亿立方米,控制流域面积约654.38+0.5万平方公里。
水力发电,我国水力发电装机容量近3000万千瓦,约占总装机容量的29%,发电量的20%。
然而,随着工业和城市的快速发展,对水的需求不断增加,供水出现短缺。据1984、196缺水城市统计,日缺水量达14万立方米,水资源保障程度已成为部分地区经济发展的主要制约因素。
水资源供需矛盾不仅受水资源数量、质量、分布和开发条件等自然因素的影响,还受各部门对水资源需求的社会经济因素的制约。
中国水资源总量不小,但人均水资源很差,仅为世界人均值的1/4(中国人均地表水资源量约2700立方米,世界排名第88)。与中国相比,加拿大是48倍,巴西是16倍,印尼是9倍,前苏联是7倍,美国是5倍,也低于日本、墨西哥、法国、前南斯拉夫、澳大利亚等国。
中国南水资源多,北水资源少,区域分布差异很大。黄河流域年径流量仅占全国年径流量的2%左右,约为长江水量的6%。在中国年径流总量中,淮河、海河、滦河和辽河分别只占2%、1%和0.6%左右。黄河、淮河、海滦河和辽河的人均用水量分别仅为中国人均值的26%、15%、11.5%和21%。
随着人口的增长和工农业生产的不断发展,水资源的供需矛盾日益加剧。从本世纪初到20世纪70年代中期,世界农业用水量增加了7倍,工业用水量增加了21倍。中国的用水量也迅速增加。到20世纪70年代末,中国总用水量为4700亿立方米,是建国初期的4.7倍。其中,城市生活用水量增长8倍,工业用水量(含火电)增长22倍。20世纪70年代末,北京的城市用水量和工业用水量是建国初期的40多倍。到70年代末,河北、河南、山东、安徽等省的城市用水量增长了几十倍,有的甚至超过100倍。因此,水资源的供需矛盾极为突出。
由于水资源供需矛盾日益尖锐,产生了许多不利影响。首先,对工农业生产影响很大。比如1981年,大连因缺水损失了6亿元的工业产值。在中国6543.8+0.5亿亩耕地中,仍有8.3亿亩旱地没有灌溉设施,另有6543.8+0.4亿亩缺水草地。中国每年有3亿亩农田遭受干旱。西北农牧区仍有4000万人、3000万头牲畜饮水困难。其次,给人们的生活和工作造成不便。一些城市的建筑供水不足或经常断水。一些缺水城市不得不采取定时限量供水,导致人民生活困难。第三,过度开采地下水导致地下水位持续下降,水资源枯竭。在27个主要城市中,有24个出现了地下水滴漏斗。
2.水利建设与洪水灾害
由于地理位置和气候的影响,我国是一个水旱灾害频繁的国家,尤其是洪涝灾害,长期困扰着经济发展。据统计,从公元前206年到公元前2155年,* *发生了1062次大洪水,平均两年一次。两千多年里,黄河三年决口两次,百年改道一次。仅1887年的一场洪水就造成93万人死亡,全国在1931年的洪水中损失370万人。中华人民共和国成立后,水灾不断,损失巨大。所以,兴修水利,整治河流,预防水患,实际上是国家治理国家,维护和平的重大计划,也是非常重要的战略任务。
在过去的40年里,中国修复了20多万公里的河堤,保护了5亿亩耕地。建成水库8万多座,机电井263万口,排灌机械6600多万千瓦。机电排灌面积4.6亿亩,渍涝面积约2.9亿亩,盐碱地面积7200万亩,水土流失治理面积51万平方公里。这些水利工程不仅每年为农业、工业和城市生活提供5000亿立方米的用水,还解决了山区和牧区65438+2300万人、7300万头牲畜的饮水问题。而且在防洪方面也发挥了巨大的作用。
随着人口的急剧增加和水土资源的不合理利用,水环境恶化,洪水发生加剧。特别是1991入夏以来,我国江淮、太湖地区以及长江流域其他地区出现持续暴雨或大暴雨,部分地区出现百年不遇的洪涝灾害。截至8月1,遇难人数达2.2亿,伤亡5万余人,房屋倒塌291万间,损坏房屋605万间。农作物受灾面积约31.5亿亩,成灾面积1.9亿亩,直接经济损失高达685亿元。面对这次大规模的严重洪涝灾害,我们要进一步提高对洪涝灾害严重威胁的认识,总结经验教训,寻找防治对策。
除自然因素外,洪水灾害的主要原因有:
(1)自然资源的不合理利用。特别是毁林破坏水土平衡,恶化生态环境。如前所述,中国水土流失严重。虽然建国以来控制了51万平方公里,但目前水土流失面积已达1.6万平方公里,每年流失泥沙50亿吨,河流带走泥沙约35亿吨,其中河流、水库、湖泊淤积泥沙1.2亿吨。不合理的围垦和湖泊面积的缩小降低了湖泊的防洪能力。据中国科学院南京地理与湖泊研究所调查,20世纪70年代末,中国有2300多个湖泊,面积1平方公里,总面积71平方公里,占陆地总面积的0.8%。湖泊水资源7077亿立方米,其中淡水2250亿立方米,占全国陆地水资源总量的8%。建国30多年来,我国湖泊数量减少500多个,面积约654.38+0.86万平方公里,占现有湖泊面积的26.3%,湖泊蓄水量减少5654.38+0.3亿立方米。长江中下游水系和自然水面减少。1954以来,湖北、安徽、江苏、洞庭、鄱阳湖等湖泊水面减少约12000平方公里,防洪抗涝能力大大削弱。另一方面,河道淤塞被占用,泄洪能力降低。因为大量的泥沙淤积河道,很多河流的河床抬高,降低了泄洪能力,增加了洪水的几率。例如,淮河的泄洪能力每秒下降了3000立方米。此外,河道拥挤,使水的横截面变窄,也降低了泄洪和调节的能力,增加了洪水的破坏程度。
(2)水利工程防洪标准低。中国主要河流的防洪标准普遍较低。目前除了黄河下游可以60年一遇防洪外,长江、淮河等其他6条河流只能10 ~ 20年一遇防洪。许多大中城市防洪排水设施差,经常受到大洪水的威胁。受洪水威胁的大江大河中下游地区面积73.8万平方公里,占国土总面积的7.7%,其中耕地5亿亩,人口4.2亿,均占全国的1/3以上,工农业总产值约占全国的60%。此外,河流中下游广大农村的排水标准更低,随着农村经济的发展,远远不能满足当前防洪排涝的要求。
(3)人口增长和经济发展加深了灾难。一方面抵御洪水的能力减弱,另一方面由于社会经济发展,受灾程度大大增加。中华人民共和国成立后,人口增加了一倍多,尤其是东部地区。长三角人口密度是全国平均水平的10倍。全国工农业总产值1949年只有466亿元,1988年达到24089亿元,增长了51倍。10年来,乡镇企业发展迅速。东中部地区乡镇企业产值占全国乡镇企业总产值的98%。由于经济的不断发展,同样频率的洪水造成的各种损失成倍增长。比如1991年,太湖流域5 ~ 7月降雨量600 ~ 900毫米,50年不遇,没有超过1954年的洪水,但造成的灾害和经济损失却比1954年严重得多。此外,河流中下游地区农业普遍发达,有许多商品粮、棉、油生产基地。一旦受到影响,农业损失也相当严重。
3.水污染及其危害
水是最重要的天然溶剂,所以容易被污染。常见的水污染有以下几类。
(1)水体富营养化水体富营养化是有机污染的一种,是由于过多的氮、磷等营养物质进入自然水体而使水质恶化。一般应用于农田的肥料有一半左右没有使用,流入地下水或池塘湖泊,大量的生活污水往往使水体过于肥美。过多的营养物质促进了水域浮游植物的繁殖,如蓝藻、硅藻、水生植物等。有时整个水面被藻类覆盖形成“水花”,藻类死亡后沉积在水底,微生物分解消耗大量溶解氧,导致鱼类因缺氧而大量死亡。水体富营养化会加速湖泊的衰退,使其发展成为沼泽。
海洋近岸海域发生富营养化,导致大量甲藻(如裸甲藻和夜光藻)繁殖聚集在一起,使海水呈粉红色或红褐色,称为赤潮,对渔业危害极大。近年来,在渤海北部和南海已多次发生。
(2)有毒物质污染有毒物质包括两类:一类是指汞、镉、铝、铜、铅、锌等重金属;另一类是有机氯、有机磷、多氯联苯、芳香族氨基化合物等化工产品。许多酶是依靠蛋白质与金属离子之间的络合作用来发挥作用的,所以一些微量元素(如锰、硼、锌、铜、钼、钴等。)是必需的。然而,不需要的金属,如汞和铅,甚至过量的必需微量元素,如锌和铜,可以破坏蛋白质和金属离子之间的平衡,从而削弱或终止某些蛋白质的活性。例如,汞和铅有很强的与中枢神经系统中的一些酶结合的倾向,很容易导致精神错乱,如疯癫、智力低下、昏迷甚至死亡。此外,汞与蛋白质形成特定的结合,与遗传物质DNA共同作用,这也是汞中毒常导致严重先天缺陷的原因。
这些重金属与蛋白质结合不仅会导致中毒,还会引起生物积累。重金属原子与蛋白质结合后,无法排出体外,从低剂量逐渐累积到高浓度,从而造成危害。一个典型的例子是前面提到的日本的水俣病。经过调查发现,金属汞的毒性并不大,大部分汞可以通过消化道而不被吸收。而汞被水体沉积物中的细菌吸收,使汞发生化学反应。在反应中,汞和甲基结合生成甲基汞的有机化合物(Hg-CH3),这与汞本身不同。甲基汞的吸收率几乎等于65,438+000%,其毒性几乎比金属汞大65,438+000倍,且不易排泄。
有机氯(或氯化烃)是一种有机化合物,其中一个或几个氢原子被氯原子取代。这种化合物广泛用于塑料、电绝缘体、杀虫剂、灭火剂、木材防腐剂等产品。有机氯有两个特别容易生物累积的特性,即极其稳定的化学性质、高脂溶性和低水溶性。化学性质的稳定性说明它在环境中不易分解,不能被生物代谢。脂溶性高是指容易被生物吸收,一旦进入就无法排泄,因为排泄需要水溶性,造成生物蓄积和中毒。典型的有机氯农药,如DDT、六六六等,由于对生物和人体的严重危害,已被许多国家禁用。
(3)热污染许多工业生产过程中产生的余热排放到环境中,会使环境温度升高到不令人满意或生物不适宜的程度,称为热污染。例如,在蒸汽再冷凝过程中,电厂燃料释放的热量有2/3散发到周围环境中。最常见的散热方法是用水泵把江河湖泊里的水抽出来,淋在冷却管上,再把加热后的水送回自然水体。通过冷却系统的水本身的温度足以杀死大多数生物。实验表明,水温的微小变化对生态系统的影响是深远的。
(4)海洋污染随着人口的急剧增加和生产的发展,我国海洋环境受到了不同程度的污染和破坏。
据1980调查,每年直接排入近海的工业和生活污水有66.5亿吨,每年随这些污水排放的有毒有害物质有油、汞、镉、铅、砷、铝、氰化物。中国沿海县每年使用的农药约有四分之一流入大海,约5万吨。这些污染物危害很大,长江口和杭州湾的污染越来越严重,开始危及我国最大的渔场舟山群岛。
海洋污染导致部分海域鱼类死亡,生物物种减少,水产品残留毒物增加,渔场迁移,许多滩涂养殖场废弃。如胶州湾65438 ~ 1964潮间带海洋生物171种;1974 ~ 1975减少到30种;80年代初只有17种。莱州湾白浪河口,银鱼最高年产量30万斤,1963年约65438+10万斤,现已基本停产。
水资源的保护和合理利用
[编辑此段落]
1.加强水资源管理,建立节水型经济。
缓解我国水资源短缺的关键在于提高用水效率,建立节水型经济。节水型经济的主要标志应该是发展质量好、产值高、用水量少、排污少的产业,形成合理的产业结构;工业布局应适应水资源条件;要提高农业用水效率,发展用水量少的作物;要使工农业产品用水定额和排水定额达到国内外先进水平;推广先进的家用节水设备;加强水的多次回用,开发污水资源。搞好工业节水,不仅减少了新增水量,自然也减少了工业废水量。工业节水指标通常用水的重复利用率来表示,我国工业水的重复利用率较低。80年代初,全国平均只有20%左右,只有少数城市达到40%。我国农业用水量占全国取水量的88%,与美国(49%)、前苏联(59%)、日本(46%)和法国(47%)相差甚远,与现代国民经济发展的要求极不相称。今后应提高灌溉用水效率,发展符合水质标准的有机污水农业灌溉,培育和推广耐旱作物,以实现稳产高产。
2.建立污水处理系统
随着工业废物的处理和控制,重金属对水的污染将会减少,有机污水的处理越来越突出,这在城市中更为重要。
使用污水处理厂是工业化国家处理有机污水的主要方式。在美国、英国、法国、德国等。,平均每1 ~ 1.5万人有一座污水处理厂。但这些植物只能解决可生物降解的有机物,不能去除氮、磷和不可生物降解的有机物。近年来,越来越多的国家转向发展土地处理和生物塘(氧化塘)等古老的自然净化方法,利用生态系统净化有机污水。例如,美国密歇根州马奎斯鲁特的生态工程由蓄水塘、曝气塘和灌溉田组成,而澳大利亚维多利亚州的威利比牧场则采用氧化塘、农田和牧场组成的处理系统。再生水是通过环境生态工程将污水循环利用以扩大供水而得到的,可以在一定程度上缓解部分地区水资源短缺的问题。
3.天空水资源的开发与利用
天空水(即空气中的水含量)只有28万亿吨,仅占全球总水量的0.002%,却对天气变化起着重要作用。天空中95%的水是水蒸气,云和降水云只占5%。天空水总量虽少,但循环很快,周期只有8.7天,而地下水和地表水的周期是400年。也就是说,天空水一年可以循环42次,一年的天空水量是1176亿吨,远远超过地表水总量。
天空水资源开发利用是对本地区天空水资源状况进行调查研究,包括天空水汽、云、雨、雪的时空分布,气候特征和变率,天空水资源的可利用率等。其次,在缺水地区进行人工增雨。世界40多年的试验结果表明,在适宜的云条件下,采用正确的催化方法,人工增雨平均可达10 ~ 30%。从1958开始在国内进行了多次测试。福建省古田水库1975 ~ 1986年试验结果表明,平均降水量增加23.8%,单以发电计算的投资效益比达到1∶50。
4.防洪减灾的主要对策
洪水灾害是一种自然社会现象,其成因既有自然因素,也有人为影响。作为一种自然灾害,完全避免是不可能的。但是,随着科技的进步和经济实力的增强,人们对灾害发生规律和演化过程的认识会不断提高和深化。通过灾前预测、预警,采取防控措施,可以在一定程度上减少灾害造成的损失。因此,应当把洪水灾害防治作为国家土地整理的中心任务和社会经济发展规划的重要内容,制定国家中长期防洪总体规划,并通过立法予以实施。同时,要制定防洪法规,依法治水,强调统一管理。加快洪涝灾害预测、预警和灾情评估的研究工作。工业布局要适应水环境的变化,通过水土保持、蓄水工程、筑坝、河道疏浚、排灌、建立蓄滞洪区等多种措施,使水环境向有利的方向转化,取得明显的生态效益和社会效益。中国的三峡工程是一项以防洪和发电为重点的重大工程。如果能建设成功,将对防洪减灾和经济建设发挥巨大作用。
中国节约水资源的现状
[编辑此段落]
中国是一个水资源短缺的国家,水资源总量居世界第六位。以人均水资源量衡量,人均占有量2500立方米,占世界人均水的1/4,居世界第110位,被联合国列为13个贫水国之一。目前,中国668个城市中有400多个缺水,年缺水量超过60亿立方米。长期以来,受“水资源取之不尽,用之不竭”的传统价值观念影响,水资源被长期无偿使用,导致人们节水意识低下,造成水资源的巨大浪费和不可持续的开发利用。水资源的短缺日益加剧。合理开发利用水资源,保护生态环境,维护人与自然的和谐,已成为21世纪人类的共同使命。
水危机将导致生态环境的进一步恶化。为了给社会获取足够的水资源,必须加大水资源的开发力度。水资源的过度开发可能导致一系列生态和环境问题。水污染的严重性不仅是水资源过度开发的结果,也是进一步加强水资源开发的原因。两者相互影响,形成恶性循环。一般认为,当径流利用率超过20%时,对水环境影响很大,超过50%时,影响严重。目前,我国水资源开发利用率已达19%,是世界平均水平的近3倍,部分地区甚至更高。如1995,松花江、海河、黄河、淮河开发利用率达到50%以上,其中淮河流域达到98%。此外,过度开采地下水会造成地面沉降、海水倒灌、海水倒灌等环境问题。
一、中国节水现状
在生活节水方面,目前我国所有城市和大部分城镇基本实现了计量水表的付费安装,基本取消了家庭用水套餐制。
在工业节水方面,目前全国水重复利用率比80年代初普遍提高了40%以上,万元产值用水量比80年代下降了50%。从1983到1995,累计节水量近200亿立方米,减少污水排放量近15亿立方米,沿海城市海水利用量近65亿立方米。
在农业用水方面,近年来,全国建设了300个节水增产重点县和209个高标准节水增效示范区,以节水灌溉为中心,不断新建和改造99个大型灌区和40个中型灌区,建设了一批国家级节水示范区。截至1998年底,全国节水灌溉工程面积达到2.285亿亩,其中喷灌、滴灌、微喷灌2600万亩。此外,推广非工程措施节水2.24亿亩。
二,中国节水存在的问题
1,缺乏了解。节水是一项广泛的社会性和区域性工作。做好节水工作需要社会的理解和支持,特别是缓解华北、黄河下游断水等区域性缺水和水环境问题,需要全地区(或全流域)、各地区、各部门、各行业全体社会成员的共同努力才能取得成效。然而,我国民众对节水的认识普遍不高,节水往往只停留在文字上。
2.投入不足。节水工作面广、量大、情况复杂,需要大量的投入和一定的先进技术。比如工业用水,一般可以分为冷却水、锅炉水、洗涤水和工艺水,其中冷却水的节约相对容易,而洗涤水和工艺水的节约相对困难。但无论是哪种工业用水,都需要更新改造用水设备,有的甚至需要更新改造工艺设备。这需要大量的投入。随着节水力度的加大和水重复利用率的提高,单方面节水的投入会越来越大,技术要求也会越来越高。目前我国自上而下的工业节水没有固定的投入渠道,节水项目一般都是争取一个。近年来,农业节水投入有所加强,但力度不够。投资不足、技术落后,拉大了我国工农业用水水平与国际水平的差距。
3.机制薄弱。目前,节水工作还没有一套适应市场经济的运行模式。水价低是主要原因。很多节水项目的直接经济效益有限,主要体现在社会效益和生态效益,缓解水资源供需矛盾,而国家缺乏优惠发展政策。由于这些原因,很多用水户对节水的热情不高,节水没有真正成为企业和农民的自发行动,节水工作处于被动状态。
4.法制不强。节水涉及各行各业,千家万户。没有市场的推动,节水的动力必然不足。只靠市场推动,没有政府引导,节水必然难见成效。做好节水工作,必须充分考虑节水工作的特点,既要依靠市场推动,也要强化政府行为。政府的强力推动和实际有效的用水者的积极自觉行动相结合,才能推动我国节水工作再上新台阶。