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总体评价全市水资源状况,具有以下几个方面的特点:
一是降雨充沛,但时空分布极不均匀。境内多年平均降雨量1400毫米,其年际分布极不均匀,丰水年与枯水年降雨量变差悬殊,而且年内分布也极为不匀,春夏两季降雨占全年降雨70%以上,其中4-6月降雨占50%以上,秋冬两季仅占30%左右,易造成年内前涝后旱,水量供需矛盾尖锐。其次,降雨在空间上分布不匀,全市水资源西多东少,东部湘水流域占总面积50.7%,却只拥有41.5%的水资源。
二是境内水资源量较少,但过境水量充沛。全市境内水资源人平1513方,远低于全国及全省的平均水平,也低于联合国可持续发展委员会确定的1750方用水紧张线。水资源紧缺的矛盾,在我市东部湘水流域表现得较为突出,人平水资源量仅为1064方。因此,过境水的开发利用,是解决我市水资源不足的重要途径。但过境水量又主要集中在资水,随着经济社会的发展,东部湘水流域水资源不足的问题将日益凸显出来。
三是水利工程较多,但调蓄水能力较差。我市虽降水量较大,产水率较高,水库工程分布也较为密集,但缺乏调蓄能力大的控制性工程,因此,在我市特殊的地形条件下,降雨便迅速向中部汇集,现有工程又多病险无法正常运行,洪涝时须大量排弃水,也就容易因水源短缺而出现干旱。
娄底市水资源流域分布情况表
支流
(条)
流域面积
(平方公里)
河流
总长(公里)
地表径流总量
(亿方)
客水资源量
(亿方)
可利用资源总量
(亿方)
已利用
水量
(亿方)
人平水
资源量
(方)
资水
100
3992
1790
35.40
126.28
56.40
7.55
2145
湘水
95
4109
1522
25.11
7.15
11.35
8.95
1064
合计
195
8101
3312
60.51
133.43
67.75
16.5
二、娄底市水资源开发利用现状评价
综上所述,全市年平均可利用水资源量为67.75亿立方米,占总水资源量的34.9%。平均已利用水量16.5亿立方米,约占可利用水资源量的25%,其中:农业灌溉用水10亿立方米,占总利用水量的60.6%,工业用水4.4亿立方米,占总利用水量的26.7%,城乡生活用水2.1亿立方米,占总利用水量的12.7%。年人平用水为412立方米,低于全省人均综合用水量指标(全省人均为483立方米),城市生活人均用水量为196升/人·日,乡村(含牲畜)为135升/人·日,均低于全省平均水平;万元GDP需水量823万立方米,略高于全省平均水平(全省平均为802方立方米)。2003年,我市遭受了历史罕见的特大干旱,全市的利用水资源量约为45亿立方米,利用水量则达20亿立方米以上。
从总体上看,可利用水资源量仍有一定富余,表明我市经济社会的发展对水的需求还处于水资源的承载能力之内,但社会经济发展水平比较落后,水的利用率较低。水资源总体上具有可持续利用的能力,且能支撑一定程度经济社会的持续发展。但因水资源时空分布不均及在生活、生产等领域供用水结构的不同,许多水资源矛盾也十分尖锐。
一是区域性水资源紧缺已成为我市经济社会发展的突出问题。因资源不足,或因工程缺乏,宏观上的区域性水资源紧缺问题在我市尤其是湘水流域已日趋明显。在供水领域上覆盖了农业、工业以及城乡生活用水,加上市内大面积干旱死角和许多工矿采空区的存在,我市水资源的紧缺的问题已经成为制约我市经济发展的重要因素。比如:2000年,娄星区缺水为240万立方米,2003年缺水量达3000万立方米以上;就城市供水而言,娄底市和涟源市早已因供水水源不足而实行了调水。我市粮食主产区双峰县测水流域,占全市总耕地面积28.23%,水资源量却仅为全市的12.84%,2003年,全流域因特大干旱而出现了严重的水资源紧缺。
二是水资源开发利用的工程体系有待进一步配套完善,水利由工程水利向资源水利转变还没有实质性突破。通过多年的开发利用,我市水利工程已基本形成了以水库为骨干,以塘坝为基础,蓄引提相结合的工程体系,蓄引提能力达12.95亿方,而这些工程已大多因病险、老化及配套不全等多种因素致使蓄引提能力大为降低。全市710座水库和近20万处山平塘应蓄8.3亿方,而实际年蓄水都控制在7.0亿方左右。这些水利工程在用水结构上大多以农业灌溉为主,在灌溉节水上还没有实现革命性的转变。因此,水资源优化配置、生态补水以及实现水资源由自然资源向经济资源的第二步战略性转变均没有得到实质性突破,其核心就是水资源统一管理体制没有得到根本性的变革。
三是水污染严重而导致的水质性缺水问题已日趋严重。随着我市社会经济的发展,水污染严重的问题越来越成为经济社会发展的重要制约因素,且这种状况在我市仍未得到有效遏制。目前,全市绝大多数水库水质状况良好,主要河段已污染严重,部分地段水质已严重超标。资水污染程度已为全省四水之最,而我市冷江、新化段又是污染最严重的地段,水质已劣于III类,对人民的身体健康构成了很大的影响。涟水娄底段水质已劣于IV类,涟源段劣于III类,都已不能饮用。做为娄底市主要供水水源的孙水,基本维持了良好的水质,但由于上游锻造厂、涟源氮肥厂等厂矿生产废水的排入,也给下游造成了一定的污染,因资水、涟水水质的日趋恶化,许多河段水体已基本不能饮用,各县市区水质性缺水的局面加剧。
三、娄底市水资源可持续利用分析
随着我市社会经济的发展和工业化、城镇化步伐的加快,对水的需求将随着经济的跳跃式发展而出现急剧增长,按照我市需水远期规划和规模预测,到2020年,全市年用水将达到35亿方,为可利用量的53%。其中:工业用水达20亿方,城镇生活用水(含生态用水)7亿方,农业用水8亿方。理论上说可利用水资源能够支撑远期发展,但在目前这种水资源开发利用程度和水平上是无法实现水资源的这一配置的,加上地域性、季节性、资源性和水质性缺水等诸多因素的存在,唯有实现水资源的优化配置,尽快建立水资源可持续利用的管理体系,并切实搞好水资源管理,实现城市水与农村水、地表水与地下水、水质与水量的统一管理,通过进一步强化节水措施,提高用水效率,加强地下水管理,强化水环境保护,同时运用经济手段为实现水资源有效有序管理,才能实现水资源的可持续利用和发展。这种转变是革命性的,直接关系治水思路的根本变革和对未来供用水结构的重新调整,也是需要有前瞻性的,否则,社会经济发展无法得到可持续发展。
一是应把“量水而行”作为我市社会经济发展和结构调整的一项基本原则。我市水资源并不富足,东西部水资源不平衡和区域性缺水矛盾在不断加剧,尤其是水质性缺水矛盾日益尖锐,这已成为不争的事实,在近年出现的历次干旱中已明显暴露,而且这种水资源不足的状况在短时间内难以根本改变,只有实行“量水而行”,“以供定需”,以保证人民生活需要和粮食生产安全为前提,以维护生态平衡为基础,实现水资源的优化配置,使经济社会发展和水资源承载能力相协调,才能实现可持续发展,否则会造成生态系统破坏而失去发展基础。一是在对经济结构和布局进行战略性调整过程中,要以水定产业,以水定发展。全市尤其是东部地区总体上要充分考虑产业布局对水资源配置的要求,对农业、工业等各行业要结合结构调整进行考虑,要适度控制高耗水的工业项目,城市规模与城镇规模要适度、协调发展。二是要保证生态环境用水的水资源配置与管理。在水资源的配置中,要从不重视生态环境用水转变为在保证生态用水的前提下,合理规划和保障社会经济用水。对涟水要留足生态用水,在结合防污治理,在娄底和涟源两地要尽快修建污水处理厂的同时,要依靠生态自我修复能力,实现水环境的转良,使之成为娄底可用水源。同时,要禁止引进高污染的项目,尽快责成现有企业进行技术改造和污水处理,改进生产工艺流程,改变过去水污染的末端管理为源头控制,必要时要下决心关、停、并、转,以提高水资源的可利用量和重复利用率。三是要保障生活用水的水资源配置。首先是要以人为本,加快城市供水水源建设。从远期和远景来看,娄底市城市的建设与发展不能突破中型城市的规模,孙水做为第一供水水源必须严格加以保护,要下决心关闭上游锻造厂、氮肥厂等厂矿企业,对白马水库旅游开发要严加限制和严格管理,对白马灌区要强力推行节水灌溉技术并逐步进行农业产业结构调整,以助成白马水库供水结构的根本转变。远期可在娄底市经济技术开发区犁头咀附近兴建三水厂,并通过加大涟源、娄底两市污水处理力度和环境保护力度,使涟水涟钢的上游成为城区第二可用水源。涟源市城市供水水源目前取自新涟河和温江,远期与远景必须依靠南北两大水库的调节,白马与大江口共灌区建设加快步伐,并要充分考虑娄底和涟源两市供水。冷水江市、新化县要进一步调整供水结构的转变,以车田江水库为龙头水库,引车田江水济冷江,引其结瓜工程--梅花洞水库库水济新化,应是两市县水源建设的根本出路。
美国地处北美洲中部,总面积937万平方公里。辽阔的地域上平原、山脉、丘陵、沙漠、湖泊、沼泽等各种地貌类型均有分布,山地占国土面积的三分之一,丘陵及平原占三分之二,境内地势东、西两侧高,中间低,东部与西部大致以南北向的落基山东麓为界,也是美国太平洋水系和大西洋水系的分水岭,两边的气候和自然条件差异较大。
美国河流大都为南北走向,主要水系为:墨西哥湾水系,由密西西比河及格兰德河等河流构成,流域面积占美国本土面积的三分之二;太平洋水系,包括科罗拉多河、哥伦比亚河、萨克拉门托河等;大西洋水系,包括波托马克河以及哈得逊河等;白令海水系,由阿拉斯加州的育空河及其它诸河构成;北冰洋水系,包括阿拉斯加州注入北冰洋的河流。
根据降水量的自然分布,美国水资源特点可以概括为,东多西少,人均丰富。全美多年平均降水量为760毫米。以西经95度为界,可将美国本土化分成两个不同区域:西部17个州为干旱和半干旱区,年降水量在500毫米以下,西部内陆地区只有250毫米左右,科罗拉多河下游地区不足90毫米,是全美水资源较为紧缺的地区;东部年降水量为800至1000毫米左右,是湿润与半湿润地区。美国水资源总量为29702亿立方米,人均水资源量接近12000立方米,是水资源较为丰富的国家之一。
二、美国水资源管理情况
经过近一个世纪的建设,美国水资源开发利用工程已基本形成体系,对局部洪水的控制和西部水资源的配置都达到了较高水平,可以说,美国大规模开发利用水资源的阶段已经结束。在进一步开发利用水资源已受到生态和环境强力制约的今天,美国水资源工作的重心已转向高效管理,重点是提高水的利用效率和防治水污染。其水资源管理的主要特点是:
1、以州为主的水资源管理体制。由于美国是联邦制国家,水资源属州所有,水资源管理基本以州为主进行。全国无统一的水资源管理法规,管理行为以州立法和州际协议为准绳。州以下往往分成若干个水务局,对供水、排水、污水处理及回用等涉水事物统筹考虑,统一管理。以我们考察的南加州都市水务局为例,这个成立于1928年的水资源管理机构,起初只负责6个县,5200平方公里的供水事宜,向州供水工程买水再向下一级水务机构趸售。随着人口的增加,经济的发展,水务局的职能已不可能拘限于单纯的供水,而是必须统筹考虑工业、农业、服务业及生态用水需求,统一规划调度外来供水、区域内地表水、地下水以及废污水处理回用,以保障区域经济社会发展的需要。尽管这样的水务局不是政府部门,但州立法赋予其管理权限,对区域水资源、水环境负总责,使美国的水资源在一定程度上实现了统一管理。
2、行政措施主要体现在规划的制定和实施。以州为主的水资源管理体制,并不意味着联邦政府在此方面只能袖手旁观。历史上,美国联邦有关部门一方面进行过大量水利基础设施工程的建设,一方面也协调制定并监督执行了许多州级分水协议。在我们走访的内政部地质调查局、垦务局等部门,目前都有一些规划、计划在制定或执行中,这些计划涉及水资源调查评价、水质监测、节水、水生态系统恢复等等,都由联邦投资保证执行。通过规划、计划的制定实施,促进美国水资源管理更趋科学和高效。在加州水资源局,政府工作人员正在着手修改“加州水资源计划”。于1957年制定的“加州水资源计划”写入了加州的法律,即每五年就要修改一次该计划。此次修改将增加干旱对策、节水措施、环境气候变化等新内容,并对未来10年加州水资源供需作出预测。水资源局今后的行政措施将主要通过这个计划的实施得以体现。
3、发挥市场在水资源配置中的作用,水价制定遵循市场规律。美国是一个高度市场化国家,市场驱动机制无所不在。从大型水利工程的建设到供水区域内水资源的配置,其融资、供求均通过市场机制调控。在南加州都市水务局,来水、蓄水、输水、抽取地下水、废污水处理、地下水回灌等都是有偿运行的。水务局根据用水需求和供水情况,通过水资源调度模型进行实时调度,以满足用户需求。这个调度系统运行的基础就是市场化管理,水资源按质和成本论价。不同的价格决定了各种水源的分配,也促进了产业结构的调整,使废污水得以处理回用,使水资源向效益更高的产业部门流动,即“水往高处流”。
美国的水权与土地所有权密不可分,在水资源使用权的继承、流转和交易上,各州有较大不同,因涉及较多法律问题,都非常繁琐。近年来,在美国西部地区出现了水银行的水权交易体系,将每年水资源量按水权分成若干份,以股份制形式对水权进行管理,方便了交易程序,使水资源的经济价值得到充分体现。
美国水价的制定遵循市场规律,基本上要考虑水资源价值、供水及污水处理成本、新增供水能力投资。水费包括供水债券、资源税、污水处理费、检测费、管线接驳费等等,水价每年修订一次。美国也注重水价对节约用水的杠杆作用,近年水价年增幅达到8%,对1985年以后全国保持用水零增长起到了积极作用。水权、水价和水市场的运营,使开源和节流成为市场机制调控的自觉行动,尽管存在管理失灵的问题,但在促进美国水资源可持续利用方面的作用是显而易见的。
4、节约和保护水资源是管理的重点。美国各级水资源部门在谈到目前水资源管理方面的主要工作时,都强调节约和保护的重要性。美国用水结构在20年前已基本趋于稳定,居民生活用水所占比例较高,在1950年至1980年的总用水量增长期内,农业、工业由于结构调整、降低成本以及对废水排放的严格限制,用水一直在下降,增长较快的就是城市居民和服务业用水。为此,美国水资源较紧缺的西部各州采取了许多节水措施,推广家庭节水器具,改革水价,开展节水宣传等。有的州对居民用水的限制措施非常细,甚至连灌溉草坪的时间都有明确规定。为了鼓励节水,政府规定了详细的经济政策,凡家庭、商业单位、工厂采取节水措施的都有不同程度的奖励补贴。节水措施有效遏制了用水量增长的势头。现在,各有关规划、计划中都把节水作为主要措施加以突出,尤其是西部各州,在开源与节流的关系中,首先强调的就是节流。
在水资源保护方面,美国十分重视减少对江河的污染和水生态系统的维护。目前全美建有20000多座污水处理厂,各种规模的污水收集处理系统保证了较高的污水处理率。一些城市划定了大面积的水源保护区,如旧金山政府就购买了饮用水源地集水区,采取严格保护措施。美国在水资源开发利用过程中,对生态系统的维护进行了大量研究。联邦垦务局所管理的西部水库,都规定要下泄生态水量,以保证动植物对水的需求。美国地调局近年启动了一项计划,对全国地下水进行监测评价,以推动各州采取回灌等措施,加强对地下水的保护。
5、新技术应用于水资源管理。在水资源调查评价、规划、实时监控等方面,美国有关部门广泛地应用先进的科学技术,如遥感技术,卫星传送,地理信息系统等。美国地质调查局负责水资源的监测、评价和科研工作,共设有覆盖全美各个河流和水源地的7028个观测站点,技术手段十分先进,这些监测站点全部与卫星联网,任何一个站点上发生在两小时以前的监测数据都能在因特网上查到。该局不仅开展正常的水资源观测和评价工作,近年来,还率先运用数学模型进行了全美地下水的水量和水质方面的研究工作,其技术方法值得我们借鉴。
水资源实时调度在美国也很普遍,许多供水区都是通过计算机模型完成对水量的分配,自动化控制对水资源的科学配置起到了促进作用。
6、不断进行改革。美国的水资源管理处在不断改革中,体制问题是改革的重点。目前呼声最高的就是供水与污水处理业的私有化改革。由于美国环保部门对供水提出了更高的水质要求,大量20年以上管龄的供水管道需要更换(占70%),加之水处理成本也要增加,供水业对资金的大量需求呼唤私人资本的注入。美国目前的供水和污水处理企业90%以上是县、市及各种社区所有,资金不足,人才缺乏,使企业改造举步维艰;而投资回报率达到20%的美国供水业,对其国内和海外的私人资本有极强的吸引力,因此,供水与污水处理业私有化趋势明显。在一些地区,私营水厂和委托管理的水厂越来越多。美国水公司协会调查研究的结果表明,水厂体制变革带来了一系列的变化:水质提高了,用水户投诉率降低了,经营成本降低了。更重要的是,私有化带来了资金、工作效率、优质服务,为美国水业注入了活力。
三、美国西部水资源开发利用与北水南调工程
与我国相类似,美国的西部较之东部也是主要的缺水区域。美国西部以山地高原为主,主要由太平洋沿岸山地、哥伦比亚高原、科罗拉多高原以及落基山山地组成。太平洋沿岸地区属温带海洋性气候,夏季干旱无雨,以冬季降水为主,大部分地区年降水量少于500毫米,尤其是毗邻太平洋的加州地区,在全美人口密度最大,工业和城市化程度很高,水资源不足长期以来是美国联邦和加州政府十分关注的主要问题之一。
在美国漫长的西部开发历史中,水资源的开发利用始终是重中之重。早在1902年,联邦政府就设立了垦务局致力于中西部水资源的开发利用,经过近100年的努力,在西部已经建成水库348座、泵站267座、渠道21.6万公里、输水干管2300公里、水电站58座。这些工程的建设,为美国西部水资源的配置,为西部经济社会的发展奠定了基石。有了胡佛水坝,才有内华达美丽的城市拉斯维加斯;如果没有北水南调工程,今天的美国第二大城市洛杉矶将风光不再。
美国西部水资源开发利用的一个典型就是北水南调工程。北水南调工程是加州解决水资源短缺问题的配置性工程。位于美国西海岸的加利福尼亚州,南北狭长,地形起伏,雨水分布不均。北部雨水较多,常有洪水;南部人口密集,降雨稀少。尤其是南加州,聚集了该州2/3的人口,又是经济高速发展地区,水资源矛盾十分突出。这一地区主要依靠从东北内华达州科罗拉多河引来的部分河水和地下水。但随着各州对本州水源的控制和保护,加上地下水超采引起地面下沉等情况,迫使加州政府于20世纪50年代起,统筹考虑解决北涝南旱的水资源配置之策。1960年,加州全民公决支持北水南调计划,使全长600多公里的调水工程得以开工建设。该工程主干道于1973年竣工,此后,完善和配套工作一直未停。整个工程建有28座大坝和水库,22座抽水站和一些发电站,年调水量近50亿立方米,供加州2000万人使用,调水量的70%用于城市,30%用于灌溉360多万亩农田,是目前美国乃至世界距离最长扬程最高的调水工程。
北水南调工程主体投资17.5亿美元,全部来自长期债券,由州水资源局根据用水需求与当时的29个地方水务局签署长期用水合同,再用水费偿还债券。这种市场化的资金运作,不仅解决了工程建设的资金问题,也为工程的运营管理打下了良好的基础。从目前的情况看,北水南调工程的建设是成功的,即使美国对水利工程建设反对最激烈的环保人士也充分肯定这一工程的功绩。
四、体会和建议
通过赴美水资源培训考察,针对我国及西部地区水资源开发利用和管理保护的实际,我们深切感到,美国作为一个水资源条件较好的国家,又有多年来大量水利设施建设的基础,仍然高度重视水资源问题,采取切实措施促进水资源的节约和保护,很值得我们学习。归纳起来有几个方面值得借鉴:一是美国基层水务局的模式和供水业的改革,对我国正在进行的水务管理体制改革有借鉴意义;二是美国水资源规划和计划的制定实施,对我们增强规划的可操作性与如何保证实施有借鉴意义;三是在深入研究水权、水市场及制定水资源节约和保护的经济政策上,美国的做法值得学习;四是水资源管理的先进技术可以学习交流;五是西部地区水利建设从资金筹措到运营管理能够从美国西部开发的做法中学到经验;六是我国西部大开发中如何维护良好的水生态系统应当借鉴美国经验。为此,提出以下建议:
1、进一步深化水务管理体制改革,为水资源可持续利用提供体制保障。从美国水务局的运行情况看,水资源的统一管理与涉水事物的统筹治理具有体制上的优越性。我国水务管理体制改革的方向是正确的,应坚定不移的走下去,国家和地方应制定政策予以推动。目前,我们在推行水务一体化管理上主要着重于理顺城乡水资源管理体制,在水资源保护、污水处理以及回用的管理上比较薄弱,随着城市化进程的加快,要加强对水资源保护和污水处理的统一管理。要指导水务部门积极改革内部管理体制,做到政企、政事分开,推动供水企业的改革、改组和改造,引入竞争机制,增强运营活力。
2、切实转变政府职能,编制落实好水资源规划。当前,全国各地都在进行水资源规划的编制工作,统筹安排今后水资源的管理、节约和保护工作。要汲取以往教训,以求真务实的作风,抓好前期基础资料的整编,制定切实可行的措施,编制出管用、落实的规划。
一、流域性水资源管理困境
流域污染的常态性已经基本确定,水污染正伴随工业化的高速推进从支流向干流、从城市向农村不断蔓延发展。那么,为什么污染状况没有随着近年来持续的治理行动而有所好转呢?
(一)水资源的公共产品特性
水资源是公共资源,其产权常具有模糊性。流域内的每个团体或个人都难以具备界定明确的权力去维持流域环境不受污染和可持续利用。巴泽尔指出,当产权无法充分界定时,部分有价值的产权总是存在于公共领域,对公共领域中存在的可被攫取的资产价值将导致人们的寻租行为。当生产和消费行为带来水资源污染时,其污染成本由全社会共同承担,而产生的收益由排放者独自占有;而且水资源污染给排放者自身所带来的损失远远小于污染治理成本,从个人理性的角度出发,排放者没有治理污染的动机,从而必然导致对水资源的过度污染和使用,治理产品的提供不足,这就是但丁所言的公共领地的悲剧。
(二)市场失灵下的政府解决思路
解决水资源过度使用和污染的一个方法是根据科斯定理,将外部性内在化,即明晰资源产权,由排污者和受害者双方讨价还价解决污染问题。然而,公共资源产权的界定首先是非常困难的。即使能够界定,成本也是高昂的。当产权界定清楚后,确定污染赔偿的讨价还价过程本身也将增大交易成本,当涉及人数众多时,“搭便车”现象将发生,从而导致市场机制的失灵。即使采用民主投票方式确定污染的价格,根据阿罗不可能定理,也难以产生满意的投票结果。因此,单纯通过市场机制来解决水资源污染问题必然导致市场失灵。当市场失灵时,避免公地悲剧就需要依赖于代表公共利益的政府,通过政府的管制来保护水资源。政府常采取的策略是排污收费、直接管制、排污消减补贴,这些措施的强制执行将有效减少市场讨价还价的交易费用和效率低下状况,从而提高水资源保护效率。
(三)政府失灵
市场失灵条件下通过政府管制是不是就能有效解决水资源过度使用和污染的问题呢?政府作为国家权利的执行机构,并不是抽象的存在,而是由不同利益和目的的部门和人群组成的集合。由于水资源的效益涉及农业灌溉、水力发电、水路运输、地下水勘探与开采等部门的利益,水资源管理实际上由水利、电力、交通、城建、地矿、农业等14个不同或相同级别的局、部以及流域各省市区水行政管理部门共同负责。这些政府部门的行为主体和市场中的经济人一样也要受到自身权利、职位和相关物质利益的驱动,谋求个人效用最大化。根据公共选择理论,这时必然出现多数获利集团的个人边际利益大于社会边际利益,或个人成本小于社会边际成本的结果,从而导致公共目标的偏离,最终导致“政府的失灵”,从而在我国出现水资源管理“多龙治水”、“政出多门”的管理格局。“管水源的不管供水,管供水的不管治污,管治污的不管回用”,地方政府以本地利益为导向,采用宽松的排污管制措施促进当地投资和GDP增长;流域上游没有足够的动机和激励去减少不合理产业布局,常常为了增加GDP而引入高污染、高水耗的项目,导致水资源从源头就被污染。在此情况下,水资源的保护重任就只能依赖于环保部门的严格立法和执法。实际情况又怎样呢?国家环保总局近期检查的11个省份的126个工业园区,有110个存在环境违法问题;在抽查的城镇污水处理厂中,超过一半运转不正常或停运,四成以上被查企业存在环境违法行为。因此,仅仅依赖环保部门是不可能实现对水资源的有效保护的
四)政府监管困难
即使不存在政府失灵,政府也将面临信息不对称和隐的监管困境。企业排污是私人信息,环境保护部门不可能每天24小时监督全国的所有排污者的排污状况,这必然导致一些排污者利用没有监督的空档增大排污。同时,当采用矫正性税收对污染排放量征税时,税率往往难以确定,税率过高,成本转嫁给消费者,造成消费者福利损失;当采用使用量、排放量、排放物含量标准时,若排污权数量过大,会使区域内污染物的排放量超过环境容量;数量过小,排污成本超过社会经济技术承受能力,严重影响生产和生活,甚至会导致非法排污或偷排。
(五)政府失灵下的市场失灵
当政府失灵时,水资源的污染问题该如何解决?会不会求助于市场?在我国,受计划经济体制的影响,长期以来人们缺乏对水资源经济产品属性的认识,供水作为政府提供的基本福利,供水水价不能有效体现水资源的全部价值构成,最多只能补偿生产经营成本,而不能体现资源水价(即水资源费或水权费)和环境水价(即水资源处理费)。因此,水资源的价格远远背离了水资源的价值构成,从而依赖市场价格机制不能有效调节水资源的使用和保护。许多冶污企业建起了先进的生产线,却处于闲置状态。因此,在政府失灵的情况下,我国的水资源市场也表现为失灵状态。当水资源的市场失灵和政府失灵同时存在时,此时应该求助于谁,应该采用怎样的管理机制来有效解决水资源的过度使用和污染问题呢?
二、水资源的有效管理机制
对于水资源市场失灵和政府失灵的双重管理困境,必须系统设计水资源管理机制,从制度、文化、领导力、执行力等方面着力,建立一个强有力的水资源管理体系,避免“多龙冶水”的割裂格局。
(一)构建以流域为核心的水资源一体化管理模式
目前的流域、部门和行政区域三结合的水资源管理体制导致各部门常基于部门利益、地区利益,而不是自觉地从全流域和全社会的可持续发展角度来使用水资源。因此,建立一个统一的管理权威对水资源实施一体化的全面管理就显得尤为重要。一体化管理的途径一是按照行政区域划分,以行政辖区为基本单元的开发模式;二是由一个单独的部门统筹、管理全国的水资源。地方政府维护公共资源的出发点是地区利益,出于这种目的,上游城市必然不是从全流域的经济发展出发来配置水资源,分割管理状态依然难以改变。纵观法国、英国、荷兰等国的水资源管理体制,最突出的一点是由一个部门统筹管理。如英国环保局一管到底,不设水利部,水管理直接进入市场,政府只是宏观调控。同时,对于跨省、跨地区的大江大河统筹采用以流域为单元的水质与水量统一管理模式。法国按大流域分设了几个水务局,荷兰以流域为单元设立水董事会,由水法赋予权力,依法管理水量水质。借鉴各国的成功经验,我国有必要建立一个单独的政府部门统筹负责全国所有水资源的取水、排水、供水、节水、防洪、防涝、治污、灌溉、污水回用等事务,实现水资源的统一规划、调度、运营和监督治理。同时,该管理部门内部按照流域设立不同的分支机构,统一管理流域内的水量和水质,从而避免各部门相互争权、推诿、扯皮,缓解政府失灵的状况。
(二)政府管制下的市场交易机制
一体化的水资源管理机制使具有决策权、执行权、监督控制权的权威管理部门通过计划、命令、协调等方式实现对资源的统一配置。但通过指令性计划来配置资源的计划经济形式,由于决策者的有限理性和信息不对称,常常导致资源配置的低效率。在此情况下,引入市场机制,通过政府管制和市场机制的双重结合可提高水资源的配置效率。即,政府首先制订相关政策、法规,然后水资源使用者再根据自身利益在可供交易的市场中进行使用量、排污量的抉择。这些市场化交易机制包括:市场化的水价体系、排污权交易和流域水资源补偿制度等方式。转
(1)市场化的水价体系。目前的福利型水价体系无法激发使用者和排污者内在的节约和创新思想,冶污企业由于长期亏损也没有冶污的积极性。国外经验表明,利用市场定价原则,发挥价格杠杆作用,能够达到合理使用水资源的目的。因此,我国需要建立和完善市场化的水价体系,通过市场定价机制,在国家宏观调控下按照水资源的用途、地区等因素制订灵活多样的交易价格,通过买卖双方的自主谈判实现市场化水价体系的正常运行。
(2)排污权交易。排污权交易是指政府根据流域的承载能力规定污染物排放总量,企业按照市场价格向政府购买排污权,包括排放污染物的种类和数量、排放地点和方式、有效时间等,这是排污权交易的一级市场(政府一排污者);如果企业减少排污,购买的排污权得到节省,可在市场上售出排污权而获利,这就是排污权交易的二级市场(排污者一排污者)。这种市场化运作机制可以调动企业治污积极性,使其可以选择更有利于自身发展的方式主动减排。
(3)流域水资源补偿机制。在流域中,上下游地理位置的不同使上游拥有使用权的优势地位。如果上游用水过多或者排污过多就意味着下游水资源生态环境的恶化。为了使下游的水资源满足自身经济发展和人们生活用水的需要,下游需要提供一种补偿机制弥补上游节约用水、减少排污的机会成本,从而激励上游保护水资源。
(三)节水文化的建立
水资源一体化管理体制和市场交易机制仅仅是从“拉”的角度运用经济、行政手段来引导人们的行为,而不是人们发自内心的自愿“推”动水资源的保护。但是,公众的监督参与更能克服信息不对称和隐带来的监管困境,怎样形成公众参与的节水文化呢?首先,要尊重价值规律,将水价调至真正体现其价值的价格水平上,使人们意识到水的宝贵,这是树立节水文化的根本之举。其次,文化的建立常取决于支持这种文化的领导权威和倡导者,节水文化在我国现阶段是~种全民节水文化,不可能依赖于某个公益组织,而必须依赖于政府的推动,应把水资源保护作为政府业绩考核、干部选拔和奖惩的重要依据,使官员成为全社会节约用水的倡导者、领导者和监督者,使政府成为节水文化的主导者。再次,提供公众参与水资源保护的途径,包含预案参与、过程参与、末端参与、行为参与和信息完全公开机制。最后,增强全民族的水资源忧患意识和节约意识,培育节约用水的社会风尚。
三、水资源管理机制的实施要点
水资源管理机制是一个庞大、复杂的系统工程,在建设过程中需要科学的处理好以下矛盾。
(一)处理好水资源管理机构和地方政府之间的关系
流域水资源一体化管理机制将改变现有管理体制和利益格局,在改革中要妥善调整各部门的分工、人员;其次,水资源管理总部、流域水资源管理分部也将与各地方政府部门发生相关业务往来,彼此之间如何分工、合作、协调等都是需要解决的关键事项。
(二)处理好政府宏观管理和市场交易之间的关系
水资源管理机制是通过制订政策、法律、法规等实现水资源的宏蹰调控:依赖于市场化的价格交易机制自主实现资源的有效配置。这就要求明确政府的权力范围和市场的作用范围,避免政府权力过大压抑市场的积极性;同时,又要避免政府权力过小,难以干涉市场不合理的交易活动。
(三)处理好上中下游水资源分配的关系
流域一体化管理体制直接关系到上中下游的水资源权力和经济利益,这就需要解决好以下关系:(1)上中下游合理分配水量,可以按照地区经济发展水平和经济成长能力为基本指标;(2)合理确定流量控制关系,合理调节各区段对水资源的利用时差;(3)合理确定利益分割比例;(4)合理确定水资源污染成本分担原则,可依照“谁污染,谁冶理”和预留“污染治理费用”的原则进行。
(四)处理好流域区与非流域区水资源使用的关系
水资源不仅是本流域的资源,同时还是整个国家的战略资源。流域水资源的配置不仅要考虑本流域的经济生活环保发展需要,还要结合国家的整体战略部署,处理好流域区和非流域区水资源调用量、使用效率、使用时段等关系。
(五)处理好生活、生产和生态用水的关系
我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害,水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系,以水资源为管理对象,探讨水资源高效利用保护的各种措施规律,实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。
一、水资源管理学内涵
加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理,目前学术界尚未统一,《中国大百科全书》在不同的卷中,对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念,有以下特点:首先,从整体上来看,他们都是以水资源开发作为主线,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,大多数概念只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此,作者认为,水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。
水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学,是水资源管理知识体系,是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究,可以为提高水资源利用率和利用效率,保障水资源安全,通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。
二、水资源管理学研究内容
水资源管理学研究对象很明确,就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前,水资源危机在世界范围内蔓延,水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源,人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样,但都基本围绕着“满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下,实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题,这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动,必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系,这成为水资源管理学研究的主要研究内容。
具体地说,水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面:水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、水资源规划管理、水资源配置管理、水资源经济管理、水资源投资管理、水资源风险管理、水资源利用技术管理、水资源工程管理、水资源数字化管理、国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。
三、国内外水资源管理学研究进展
3.1国际水资源管理学研究进展
到目前为止,明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点,国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究,并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。
在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年,联合国教科文主持,国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”,探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。
1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会:面向21世纪新的挑战”,讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求,而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中,寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比,可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理,使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域(如水电、水资源供给与供给设施,灌溉与排水等)一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素。
1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”,洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。
1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”,探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。
2000国际水文科学学会(IAHS)年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标,以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识:未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理,其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为,为了实现流域统一管理的目标,必须做到以下几点:①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上;②必须显著提高预测各项管理活动结果的能力;③为了达到水资源管理的目的,持续的检测和评估工作十分必要;④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。(MiguelA.Marino等,2001)2001年,国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨,包括:以往水资源管理活动的经验和教训;面对新挑战的区域可持续水资源管理;水资源管理的研究方法。
伴随着国际学术界对现代水资源管理活动的研究和讨论,近年来,国际学术界相继出版了多部论述“水资源管理活动”的专著,这些专著大多以论文集的形式出版,很少从学科的角度对水资源管理的理论体系进行系统的论述和研究。尽管如此,这些专著还是探讨和研究了大量有关现代水资源管理活动的主要内容,使我们能够大致了解目前国际学术界关于水资源活动的主要理论和具体内容。并且通过编著者对一些论述水资源管理活动的论文的整理和归类,我们可以从中基本上了解到当前国际学术界对水资源管理理论体系的划分。
MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic在2001编著出版的《水资源综合管理》收录了国际水文科学学会(IAHS)2000年在美国召开的“水资源综合管理研讨会”的文章。MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic认为,从20世纪80年代开始,人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新形势的要求,而新的管理方式仍在摸索中,水资源管理活动正处在探索过程中。作者认为,在传统的水资源管理活动中,僵化的管理体制(包括法律、政策和管理机构)是实现水资源有效管理的最大障碍。管理体制的官僚作风、不负责任以及缺乏战略性指导原则导致水管理体系效率低下,缺乏远见,并且拒绝与水资源利益相关者就水资源管理问题进行公开的交流和探讨。新的水资源管理最大的挑战是如何寻求实现长期可持续利用水资源的水资源管理方式,为此,他们认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面。新的水资源管理活动必须包含水环境治理和保护问题、水资源的可持续利用问题、水资源利益相关者之间的利益分配问题以及水资源管理决策中的公众参与问题。
由C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在2002年编著出版的《水资源管理》(Ⅰ和Ⅱ)收集了2000年和2001年两年间国际上一系列关于“水资源管理”国际会议上的文章。C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在本书的前言中指出,当前水资源管理问题在全球变得越来越复杂。水资源管理活动主要面临着的主要问题是:人口的增长和人均水需水的增加正在家具人类对水资源的需求;与此对应的是,水污染、水资源浪费以及气候变迁等因素却正在威胁着水资源的供给。这套书从10个方面论述了当代水资源管理活动的内容,他们是:水资源管理决策支持系统,灌溉水管理,流域管理,生活用水管理,水质管理和水活动管理,废水处置和管理,管道输水和渠道输水管理,水文模型,地下水管理,沿岸和港口水资源管理。(C.A.BrebbiaP.Anagnostopolos,2002)。值得注意的是C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在书中指出,现代水资源管理所涉及学科和领域已经超出了传统水文地质学中关于水资源管理的思考和限制。
由M.AL—Rashed、V.P.Singh和M.M.Sherif合作编著的《水资源发展与管理(Ⅳ)》中从7个方面论述了水资源管理的内容,这7个方面包括:水资源管理的目标、政策和原则,水资源稀缺和保护,用水管理,水资源管理、规划、水权分析和处置的决策支持系统,水电和灌溉的发展潜力,灌溉水管理,水资源稀缺管理。
其他一些比较著名的著作还包括B.DattaRay,R.P.Athparia的《水与水资源管理》(1999年);A.FarooqKhan的《水资源管理:挑战与责任》(1998);经济合作与发展组织出版的《水资源管理:综合政策》(1989)等。
值得注意的是,尽管学术界并未明确提出水资源管理学的概念,但在国际上许多大学中,都开设了以“水资源管理”为名称的课程,这些课程的开始以及对水资源管理活动的讲述在一定程度上也促进了水资源管理学的形成。例如在美国特拉华流域委员会计划和行动部部长Dr.KennethF.Najjar在VILLANOVA大学为水利工程学、水文地质学及相关专业的研究生开设的“水资源规划0与管理”课程介绍中,Dr.KennethF.Najjar认为,“水资源规划与管理”是对水资源规划、分析、设计、经济管理的理论和实际方法等综合型课程,主要包括水资源法律和规章条例,流域管理、水资源建模、地下水和地表水需求和共给分析、洪水管理、水资源质量管理、湿地保护。水资源供给规划包括水资源使用、需求项目,水资源配置、水容量扩充。该课程还包括水库运行等相关问题。水资源规划与管理是关于水资源的综合问题的考虑,这些问题来自于从静态的水资源法律和章程到动态的自然资源的应用。
3.2国内水资源管学研究进展
我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代,早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加,并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战,学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。
赵保璋主编的《水资源管理》(1994年)是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中,作者提出,大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的,而是有机的联系,统一而相互转化的整体。而现实中,长期以来我国水管理体制较为混乱,水权分散,形成了“多龙治水”的局面。该书认为,水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发,对水资源的合理开发利用、规划布局与调配,以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制,按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理(赵保璋,1994)。
冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标,在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中,所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键;政策指导是进行水事活动决策的规则和指南;组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量,实施水资源开发利用的一系列活动实践;协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系,控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施;监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。
吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编(吴季松,2002)。《现代水资源管理学概论》一书中,作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看,该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。
左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发,对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容,并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容,包括:加强教育、提高工作觉悟和参与意识;制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求,该书还专门探讨了水资源的信息化管理,介绍了电子信息技术和“3S”(GIS、GPS和RS)技术在水资源管理活动中的应用。
林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为:依据水资源环境承载能力,遵循水资源系统自然循环功能,按照经济社会规律和生态环境规律,运用法规、行政、经济、技术、教育等手段,通过全面系统的规划,优化水资源配置,对人们的涉水行为进行调整与控制,保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨,论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容,并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是,该书提出,随着人类水资源问题认识的发展深化,水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科,其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面,其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容,是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。
姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》,本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上,对水资源管理学的基本理论进行探讨,然后专题阐述水资源管理的各个领域,最后展开案例研究。全书共分十九章,第一章,水资源管理学概述,界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系;第二章,水资源管理学的理论基础,分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础;第三章—第十七章,专题论述,论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理;第十八章和第十九章,案例研究,以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。
四、结束语
由于水资源是与人类生存和国民经济发展密切相关的自然资源,特别是近年来由于水资源短缺引发的各种问题,长期以来对有关专家学者对水资源管理极为关注,积累了大量的文献资料,水资源管理学产生与发展具有深厚的基础。水资源管理学是水资源管理的知识体系,是建立在众多学科之上的交叉性综合性学科。积极推进和发展水资源管理学,对于水资源可持续利用与管理具有深远的历史和现实意义。
参考文献
姜文来,唐曲,雷波,水资源管理学导论,北京:化学工业出版社,2004
姜文来,初论水资源管理学,中国水利,2004(3);
赵宝璋,水资源管理,北京:水利电力出版社,1994;
吴季松,现代水资源管理概论,北京:中国水利水电出版社,2002;
塔里木河流域是塔里木盆地内的阿克苏河、喀什噶尔河、叶尔羌河、和田河、开都河—孔雀河、迪那河、渭干河与库车河、克里雅河和车尔臣河等九大水系144条河流的总称,多年平均径流量312.5亿m3(国外入境水量63亿m3),主要以冰川融雪补给,不重复地下水资源量30.7亿m3,流域水资源总量为429亿m3。历史上塔里木河流域的九大水系均有水汇入塔里木河干流,但由于人类活动与气候变化等影响,20世纪40年代以前,车尔臣河、克里雅河、迪那河已相继与干流失去了地表水联系;40年代以后,喀什噶尔河、开都河—孔雀河、渭干河也逐渐脱离干流,目前与塔里木河有天然地表水联系的只有和田河、叶尔羌河和阿克苏河三条源流,以及通过人工干渠向塔里木河输水的孔雀河。
目前,源流区总面积为24.1万km2,其中山区面积17.12万km2,占71%,平原面积6.98万km2,占29%。源流区多年平均降水量252.4mm,主要集中在山区,年降水量可达400mm以上,是主要产流区;平原降水量大多在40~70mm之间,产流很少,属干旱地区。在源流区中,阿克苏河由源自吉尔吉斯斯坦的库玛拉克河和托什干河两大支流组成,河流全长588km,经依玛帕夏闸汇入塔里木河干流。国内流域面积4.28万km2(境外流域面积1.95万km2)。和田河发源于昆仑山和喀拉昆仑山北坡,有玉龙喀什河和喀拉喀什河两条支流,河流全长319km,由南向北穿越塔克拉玛干沙漠后汇入塔里木河干流。流域面积4.93万km2。叶尔羌河发源于喀拉昆仑山北坡,由主流克勒青河和塔什库尔干河、柯克亚河和乌鲁克河等支流组成,河流全长1165km,叶尔羌河出流域灌区流经200km沙漠后到达塔里木河干流。国内流域面积7.70万km2(境外流域面积0.29万km2)。开都河发源于天山中部,全长560km,最终注入博斯腾湖。博斯腾湖是连接开都河和孔雀河的枢纽,它既是开都河的尾闾,又是孔雀河的发源地。随着入湖水量的减少,博斯腾湖的湖水已无法通过自然落差流入孔雀河。1976年以来,借助于所建成的扬水泵站及输水干渠,实现博斯腾湖向孔雀河供水,进而向塔里木河干流供水。
三条源流的水资源总量201.39亿m3,其中地表水196.61亿m3,地下水4.78亿m3。径流量以冰川融雪补给为主,也有少量的地下水和泉水补给,径流的年际变化不大(表1)。阿克苏河是目前惟一的一条常年有水补给塔里木河的河流,是塔里木河最主要的源流;和田河在每年洪水期有水补给塔里木河,是塔里木河的主要季节性源流;1985年以后,叶尔羌河已无水供给塔里木河,仅在1994年发生特大洪水时,有部分余水输向塔里木河。三条源流河流入干流的多年平均径流量为45.87亿m3,其中阿克苏河占73.0%,和田河占23.9%,叶尔羌河占3.1%。此外,从1976年开始,通过博斯腾湖扬水泵站及输水干渠,每年向孔雀河供水约10亿m3,其中约2.5亿m3水量通过库塔干渠输到塔里木河干流的下游灌区,以解决该地区的春季生产生活用水。
2塔里木河流域水资源开发利用
塔里木流域在相对长的历史时期里,人口和经济增长缓慢,水资源开发利用处于相对稳定的阶段。塔里木河流域较大规模的水资源开发与利用,始于20世纪50年代。为了弄清塔里木河水资源开发、利用过程,我们先从历史的角度加以描述,然后从逻辑的角度做一个归纳。
2.1根据水源可利用性建立新的移民点
建国以后,为了国防安全,屯垦戍边的需要,我国一直面临着粮食短缺问题。在当时看来,塔里木河流域地域广袤,是适宜采用外延扩大再生产方式生产粮食的一个好地方,而且认为,这是合理利用塔里木河流域土地资源的重要途径。人力资源和水资源是当时开发塔里木河流域所面临的两个制约因素。第一个问题是通过扩大建设兵团建制和从东中部移民的办法加以解决的,第二个问题则是根据利用水资源的难易程度决定团场配置的做法加以解决的。于是在水资源条件相对较好的地区出现了一批新的居民点和大片新的耕地,塔里木河流域也随之变成了一个粮仓,生产出的粮食为化解当时的粮食短缺问题作出了应有的贡献。
2.2以提高引水率的做法扩大开垦规模进而粮食生产规模
生产建设兵团为了扩大商品粮产量,不断地开垦耕地从而扩大生产规模。1993年与1949年相比,源流区的灌溉面积从35.12万hm2增加到77.66万hm2,净增42.54万hm2。为了满足不断扩大的耕地对水资源的需求,生产建设兵团采取了增加引水量的做法,引水量占河川径流总量的份额逐步上升到80%以上,叶尔羌河灌区的引水率接近100%,从而导致源流汇入干流水量的逐年减少。据统计,1957─l995年源流区多年平均来水量平均每年增加2000万m3,而源流灌区用水量平均每年增加5000万m3,使汇入干流首阿拉尔站的水量平均每年减少3000万m3。经过几十年的累积,阿拉尔站的径流量由50年代的49.35亿m3减少到90年代的42.33亿m3,减少17.5%。
2.3以开辟新水源扩大开垦规模和粮食生产规模
在塔里木河流域,任何一条河的水量都是相当有限的,而且随着引水率的不断提高,引水的边际成本越来越高。所以,随着垦殖规模的继续扩大,先后又采用了打井获取地下水的办法。此外,还在博斯腾湖建起了扬水泵站及输水干渠,实现博斯腾湖向孔雀河供水,其中的库塔干渠则是专门为引孔雀河水济塔里木河下游的恰拉灌区修建的,从1976─1994年平均输水量2.06亿m3,解决了干流下游的一部分用水需求。
2.4减少灌溉系统的输水损失
为了化解下游来水量减少的负面影响,位于干流区的5个团场对干、支、斗渠全部进行了防渗处理,渠系利用系数由原来的50.2%提高到81.2%,提高了31个百分点,在来水量不断减少的情况下,仍能维持1.66万hm2耕地的灌水需求。同时,由于渠道渗漏减少,垦区地下水位有所下降,土壤盐渍化程度也在减轻。
2.5采用节水技术,提高水资源利用效率
具体措施是通过发展膜上灌,棉花改窄膜为宽膜,推广玉米、冬小麦的膜上灌,水稻改浅水淹灌为旱育稀植,有条件地方试行喷灌、滴灌。根据农一师水利规划和塔里木河流域规划,在不增加引水量的情况,发展节水灌溉。
2.6调整种植结构
在开垦初期,种植业结构以粮食作物为主,在粮食作物中又以水稻为主,占粮食总产量的70%。到80年代,流域内粮食作物比重仍然很大,占45%,但随着来水量的减少,水稻种植面积趋于下降。进入90年代以来,来水量进一步减少,1991─1995年平均供水量只有4.64亿m3,其中来水量2.38亿m3,引水量2.26亿m3。扣除水库、渠道及河道的蒸发与渗漏造成的水量损失,可用的水量远不能满足灌溉需要。为了解决水资源供不应求的问题,5个团场的粮食播种面积减少到100hm2,其中以小麦、大豆和棉花为主,占耕地总面积75%。
2.7弃耕
新疆生产建设兵团有3万hm2耕地,因为缺水不得不大面积弃耕,如今耕地已递减到1.2万hm2。2000年,塔里木河下游发生了有水文记载以来最严重的一次水荒,断流时间持续时间长达300多天。兵团被迫再次扔掉0.33万hm2耕地。在被称为“风头水尾”的34团、35团,也由于缺水而放弃了近半耕地,当年开垦的上万亩耕地如今仅剩266.67hm2。
在干流下游,由于垦区内水库蓄水严重不足,1993年被迫弃耕棉田3500hm2。20世纪90年代以来,恰拉和铁干里克灌区60年代开垦耕地约2.67万hm2,由于缺水灌溉,被迫放弃了约1万hm2。现有耕地面积1.67万hm2,实际播种面积1994年只有1.33万hm2。
塔里木河流域现在不仅停止了毁林开荒,而且决定在3年时间内压缩20万公顷棉田。退耕后的棉田大部分用来栽种果树及荒漠植被。塔里木河流域的巴音郭楞州2000年已经退耕还林0.75万hm2,今后5年内将退耕还林4.67万hm2,退耕还草2.2万hm2。阿克苏地区将在塔里木河两岸种植6.67万hm2生态林。
2.8实行宏观调控措施
塔里木河下游恰拉至台特马湖段,历史上因水量充足,沿岸胡杨、芦苇、甘草和红柳等植被生长茂密,形成一条宽约1~5km的纵贯塔里木盆地东部的天然“绿色走廊”。近几十年尤其是最近30年,这条“绿色走廊”因水源断绝,日趋衰败,自然环境急剧恶化,存在着被风沙淹没的极大可能。为了消除绿色走廊面临的生态威胁,政府采取了调水措施。2000年5月和11月,先后两次从博斯腾湖向塔里木河下游总共调水3.27亿m3,调水距离785km,水流通过断流河道长达215km,使断流将近30年的塔里木河下游得到清流的滋润。2000年第二次输水结束后,塔里木河下游河道的地下水位抬升3m以上,地下水影响宽度达到800m,影响范围约200km2,这对以胡杨林为主的“绿色走廊”起到紧急抢救的作用,延缓了生态系统的急剧蜕变,而且增强了搞好塔里木河流域治理的信心。由于塔里木河尾端台特玛湖以上148km的河道仍处于干涸之中,2001年第三次从博斯腾湖调水输入塔里木河,输水将直至台特玛湖。
从逻辑角度看,塔里木河流域的水资源利用相继经历了4个阶段:(1)单一依靠渠系利用地表水阶段。在这个阶段,由于渠道渗漏严重,加上大水淹灌,水资源的损耗率极大。(2)渠、库配合利用地表水阶段,其实质是利用水库拦蓄的一部分夏洪和冬闲水扩大灌溉面积,从而提高水资源利用效率。(3)渠、库、井配合,地表水与地下水并用阶段。地下水的适当开发,既能降低地下水位,从而防治土壤次生盐渍化,同时又能减少无效蒸发,使水资源得到合理利用。(4)提高引水效率与用水效率并举阶段。提高引水效率的措施有渠道衬砌等,提高用水效率的措施包括推广玉米、冬小麦的膜上灌,棉花改窄膜为宽膜,水稻改浅水淹灌为旱育稀植,有条件地方试行喷灌、滴灌,以及通过调整种植结构和产业结构,降低单位国民生产总值的用水量。
3近年来塔里木河流域开发治理方面所做的工作
3.1资源调查、考察与流域规划
1982─1986年,先后进行了阿克苏河、和田河、叶尔羌河和塔里木河干流的资源调查和科学考察。1986─1991年又相继完成了叶尔羌河、和田河和阿克苏河的流域规划和塔里木河的干流规划。1999年12月18─30日由自治区人民政府组织、自治区计委牵头,水利、农业、林业、牧业、气象、中科院新疆分院、巴州、兵团、农二师等方面专家组成的考察组对塔里木河中下游进行了勘察,并完成了《塔里木河干流水利工程建设与流域生态环境建设的项目建议书》。2000年1月12日~28日,2月13─29日,在水利部的具体要求和安排下,新疆水利厅组织了38位专家对塔里木河干流进行全程实地踏勘,历时33天,行程11000km;获得了大量的水样、土样、地形断面、GPS定点资料及相应的音像资料,召开了六次座谈会和一次研讨会。在此基础上编制了勘察报告、塔里木河规划纲要任务书和规划工作大纲,以及塔里木河生态治理抢救工程的可行性研究报告。2000年4月24日,自治区计委和水利厅通过了塔里木河干流生态治理抢救工程可行性研究报告,并报国家计委和水利部,现己列人今年国家的基建计划。2000年5月27─28日,由水利部规划总院组织,水利部有关司局参加,审查并通过了塔里木河流域综合规划纲要任务书。
3.2塔里木河流域水资源开发利用和生态环境保护研究
近年来,中科院新疆生地所、清华大学、新疆农业厅、水利厅和塔里木河管理局等单位相继开展了《塔里木河流域自然环境演变和自然资源的合理利用》、《塔里木河流域资源与环境遥感调查和系列图纸编制》、《塔里木河农业自然资源的合理利用和整治》、《阿克苏河¾¾塔里木河水资源利用优化模式及环境保护对策》、《塔里木河上游三源流向干流输水目标管理系统研究》、《塔里木河流域水资源利用及管理研究》、《塔里木河干流来水平衡研究》、《塔里木河河流形态研究》、《塔里木河流域水资源利用、生态环境整治和经济发展战略研究》、《塔里木河流域整治与生态环境保护研究》等研究项目。上述研究对塔里木河流域水资源开发利用和生态环境保护提供了许多有较高学术价值和实用价值的成果。尤其是1996~1999年,中科院生地所、清华大学和塔里木河管理局承担的“九五”攻关项目《塔里木河流域整治与生态环境保护研究》,其研究的内容、深度和广度经国家鉴定达到国际先进水平。
3.3塔里木河干流的整治工作
1992─1996年利用世界银行贷款实施了《塔里木河治理前期准备项目》,项目总投资3514万元。1994─1996年在水利部的支持下实施了《塔里木河向下游绿色走廊应急输水工程》,项目投资2600万元。1998年开始利用世界银行贷款进行《塔里木盆地灌溉与环境保护二期工程》,总投资1.128亿元,目前正在实施。上述整治工程的完成使塔里木河流域管理机构和生态综合监测站初具规模,并相继建成了十几座阐、涵、桥。
3.4加强水政水资源管理
1992年1月,成立了塔里木河流域管理局,颁布了流域管理委员会章程和管理局职责。1994年4月,颁布了《塔里木河流域水政水资源管理暂行规定》。1994年冬至1995年夏,依据《塔里木河水资源管理暂行规定》,利用《塔里木河前期治理项目》和《塔里木河向下游绿色走廊应急输水工程》中已建成的部分工程,在自治区政府的协调和巴州、农二师的配合下,首次向塔里木河下游大西海子水库以下绿色走廊泄水2800万m3。1997年12月,颁布了《新疆维吾尔族自治区塔里木河流域水资源管理条例》。1998年8月,成立了塔里木流域水利委员会常委会和塔里木流域水利委员会、执委会、管理局,并通过了五年工作计划和水利委员会章程。1999年初,下发了《新疆塔里木河流域各用水单位年度用水总量定额》。2000年2月12日塔里木河流域水利委员会与流域内各地州师局签订了2000年用水协议。2000年4月30日和11月,依靠水利部、自治区政府和兵团的支持和巴州、农二师、塔里木河管理局的共同努力,先后两次从博斯腾湖向塔里木河下游大西海子水库以下绿色走廊泄水3.27亿m3,对于扭转下游植被衰败的趋势起了积极作用。上述工作的开展使塔里本河流域的管理逐步纳入了法治化管理的轨道。
4水资源开发中的主要问题
4.1源流区大量开荒,自用水量急剧增加,导致汇入干流的水量减少
据统计,在1949─1993年期间,尽管源流区的水资源趋于增加,但由于其新增灌溉面积太多,达42.54万hm2,引水率已提高到80%以上,甚至接近100%,导致汇入干流区的水量不断下降。据统计,干流来水量90年代与50年代相比减少了16.8亿m3。干流来水组成也发生了变化,即大部分是回归水和农田排水,由此导致了干流河水矿化度的升高。
4.2干流区上游引水过多,下游来水量急剧下降
干流区除了来水量有所减少、质量有所下降外,还出现了上游引水量增多,用水份额加大,下游来水量和用水份额急剧减少的问题。从表2可以看出,最近几十年,干流各区段的耗水量发生了很大变化。其中,上游耗水量从50年代的14.8亿m3增加到90年代的17.1亿m3,耗水份额由26.4%增加到43.5%;中游耗水量由50年代的25.8亿m3减少至90年代19.2亿m3,但耗水份额相对稳定,维持在46%~50%之间;下游段耗水量减少较多,由50年代的15.6亿m3减少到90年代的3.1亿m3,耗水份额由27.7%下降到7.8%。有关资料表明,上游沙雅县境内和中游尉犁县境内的开荒尤为严重,估计每年在1万hm2以上。为了满足新增耕地的用水需求,上游下段和中游乱扒的引水口多达300余处,致使下游来水量由50年代的15.6亿m3剧减为90年代3.1亿m3,减少了80%。由于下游来水量减少,大西海子水库的蓄水量满足不了当地灌区的用水需求,新疆塔里木河管理局准备实施的向“绿洲走廊”应急输水0.8亿m3的目标未能实现。
由于竞相引水,干流来水量愈往下游递减得越快。在阿拉尔至新满渠180km内,每km减少360万m3;新满渠至大坝284km,每km减少400万m3;大坝至恰拉的203km区段内,每km减少1010万m3。下游的总来水量从50年代的14.8亿m3减少到4.64亿m3,减少了69%,铁干里克的来水量由8.5亿m3减少到0.06亿m3,减少了99.3%。阿拉干和罗布庄则分别断流了25年和27年。
4.3流域内水利基础设施薄弱
无论是源流区还是干流区,所建的都是引水工程,基本上没有控制性水利工程,加上水利工程严重老化,水毁工程修复缓慢,对水资源的宏观调控能力很低;基本上没有采用工程治理措施,河道处于自然状态,洪水来时到处漫流,大量水资源被蒸发、渗漏掉了;枯水季节,水质咸化,又不适于灌溉;渠系衬砌率低,输水过程中的渗漏非常严重,损耗率高达60%~65%,以致每hm2耕地的灌溉用水达到16500~22500m3。
4.4缺乏流域总体规划
流域内各地州、各部门各自为政,水资源缺乏统一管理。源流区和干流中上游随意取水现象比较严重,到达下游的水量越来越少,越来越难以维持农田灌溉和生态需水。
5提高水资源利用效率的措施
5.1实行全流域水资源的统一管理和配置
为了有效地协调源流区与干流区的关系,干流区上中下游的关系,以及生产、生活与生态用水的关系,实现塔里木河流域的可持续发展,必须对塔里木河流域进行统一管理。1)强化管理、监督,实行干流、源流水资源一体化管理,按照大流域的概念对分源流、干流所做的流域规划作必要的补充、修改和调整,提高它们之间的耦合性。2)在源流区实行定额限量引水,确保塔里木河干流来水量不低于47.1亿m3,其中,源流区来水量不低于43.6亿m3,“引孔济塔”水量不低于3.5亿m3。为了拯救下游绿色走廊,近期要确保有2亿m3水量泄往大西海子以下,远期达到2.5亿m3。
5.2借助于水价和水权交易等手段,提高水资源利用效率
从供给角度看,水价必须反映水资源的稀缺程度,从需求角度看,水价要反映水资源可带来的边际效益。有了这样的价格信号,就会诱发源流区和干流区开展旨在提高水资源利用效率的技术创新,实现由增引地表水到转向开发地下水的转变。所谓水权交易,则是为了实现“双赢”。
5.3依靠技术创新和工程建设,提高水资源的可利用性
据业内人士估计,工程措施可挖潜的水资源达7.39亿m3,其中上游段2.46亿m3,中游段4.93亿m3;节水2.79亿m3。其中上游0.82亿m3;中游1.97亿m3。具体措施包括疏通河道,修建控制闸,封堵非法引水口,减少湖区蒸发耗水等。源流区内潜水位在0~2m的面积有7500km2,潜水蒸发量达47.7亿m3。通过开发地下水替代一部分地表水,不仅可利于提高向塔里木河干流输水的保证程度,而且可获得良好的生态效益。开发地下水的投资也不会高,一般都低于修建水库的投资,经济效益也是好的。
塔里木河流域的水资源利用应实行维护生态与发展生产相结合原则。生态用水按维护现有生长较好的植被面积计算约需31.23亿m3,生产用水可达到9.66亿m3,扣除水库、湖泊、湿地、河流水面蒸发损失6.4亿m3,生态与生产用水比例大体为3:1。干流各区段的水量的分配应按地域相对平衡,上、中游各占源流来水份额的42.5%,即18.5亿m3,下游占15%,达到6.5亿m3。下游再加上孔雀河供水3.5亿m3,合计10.0亿m3,就可满足维护下游绿色走廊用水。
6总结性评论
6.1存在的主要问题
(1)源流区大量开荒,导致用水量急剧增加。据统计,1957─l995年源流区多年平均来水量平均年增加2000万m3,而源流灌区用水量也平均年增加5000万m3,使汇入干流首阿拉尔站的水量平均年减少3000万m3,其结果是阿拉尔站的径流量由50年代的49.35亿m3减少到90年代的42.33亿m3,减少17.5%。
(2)干流区上中游大量耗水,致使到达恰拉断面的水量由50年代的l4.6亿m3减少到现在的2.5亿m3,阿拉干地下水位由3~5m下降到11~13m,下游段胡杨林由50年代的5.4万hm2减少到1995年0.733万hm2,减少了86.4%;35年内沙漠化面积增如1.231万hm2,两大沙漠正在靠拢。
导致上述问题的主要原因是无序开发、无序引水、无权威管理机构、无统一治理规划。
6.2治理的基本思路
(1)今后的开发治理中应以生态环境保护为前提,以水资源优化配置为重点,以水资源统一管理作保证,建好管好源流,改造治理干流。
(2)水资源首先满足生态需求,同时兼顾生产需求;源流和干流治理应抓紧干流治理;干流的上中下游治理突出上游下段和中游上段的治理;南岸和北岸应当重在南岸;水量水质重在水量,但不忽视水质。
(3)干流治理控制上游、改造中游、挽救下游,下游治理上段保绿洲、中段保生态、下段保通道。
(4)源流治理实现三个转变,即由粗放型向集约型开发利用水资源转变,由片面开发地表水向科学开发地下水转变。由建平原水库向建山区水库取代部分平原水库转变。干流治理实现三个改造,即通过修闸、筑堤、疏浚、封口改造干流通道;通过排水工程和泄洪区建设改造干流水质,通过退耕还林还草、种植业结构调整改造农业生产系统。
(5)强化流域法治管理,加大监督查处力度,依法治水,依法管理河流。
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收稿日期:2003-06-02
作者简介:李周,男,1952年9月出生,中国社会科学院农村发展研究所副所长,研究员;中国社会科学院研究生院教授委员会委员、农村发展系主任,教授,博士生导师;《中国农村经济》杂志社社长,《中国农村经济》和《中国农村观察》杂志副主编。主要从事环境与资源经济和发展理论与政策的研究。至今已在《中国社会科学》、《经济研究》、《改革》、《管理世界》、《香港社会科学学报》、《中国农村经济》、《中国农村观察》、《林业科学》、《林业经济》和《美国经济评论》、《牛津经济政策评论》等中外学术刊物上发表论著近300篇。
StudiesontheWaterResourceUtilizationandManagementinTarimWatershed
LIZhou,BAOXiao-bin
1.水资源管理现状
1949年以来,我国进行了大规模的水利建设,开发利用水资源,治理水旱灾害。这一时期,中国水资源管理体制的特点是采用分级、分部门的管理模式。按照行政区划在各级政府设立了水利部门,负责水利建设和水资源的管理,并且在各级政府的水利、电力、农业、建设、矿产、环保、交通等部门之间划分水资源管理职能。例如,水利部门负责农村水利和防洪,建设部门负责城市供水,矿产部门负责地下水勘察,交通部门负责航运、航道建设和管理等。在这种管理体制下,往往只重视本地区或本部门的利益而忽视水资源的整体性和多功能性,忽视水资源的综合效益,并且各个部门之间缺乏有效的协调,影响了水资源的合理开发利用。
20世纪的70年代末到80年代初,随着人口增长和经济发展,以及出现了连续干旱,我国北方和许多沿海城市水资源严重不足,水污染日趋严重,有些城市和地区出现了地下水过量开采、造成水源枯竭、地面沉降、海水入侵等问题,地区之间、部门之间的水事纠纷时有发生。出现这些问题的原因,一方面是我国的人均水资源量不足且时空分布不均,增加了水资源开发利用的难度;另一方面,水资源管理体制存在缺陷,导致水资源的无序开发,用水效率低下,不重视水资源的节约和保护,也是其中一个重要的原因。
1988年颁布的中华人民共和国第一部《水法》,提出要对水资源实行统一管理,即“国家对水资源实行统一管理与分级、分部门管理相结合的制度”。实行水资源统一管理的核心问题是理顺不同部门和不同层次(中央、流域、省、地方)之间在水资源管理方面的职责。但从10多年的实施情况来看,水资源管理体制不顺的问题尚未真正解决。
1998年以后,中央政府实行了机构改革。在水资源的管理方面,水利部和建设部、国家经济贸易委员会、国家林业局、地质矿产部之间进行了职能的调整,本着一事一部的原则,基本上把水资源的统管职责划归水利部门。但由于种种原因,水资源分级、分部门管理的基本格局尚未真正改观。
2.水资源管理中存在的问题
造成水资源问题除了自然因素外,人为因素特别是水资源需求管理上的不足也是影响水资源问题主要原因,它们包括:
(1)水资源管理政策法律法规尚不健全,未能形成良好的法规体系和政策监督机制;
(2)水资源行政管理体制关系不顺,水资源统一管理的管理模式并未形成,也难以形成;
(3)水资源权属管理滞后,水权制度尚未形成,影响水市场运作和发展;
(4)取水许可制度的实施与贯彻不完善,水资源有偿使用制度尚未全面实施;
(5)用水方式落后,用水效率低下,水资源短缺与水浪费和污染并存;
(6)水资源管理仍处于粗放、落后状况,缺少先进的科学技术手段。
因此,进行水资源需求管理是抑制不合理的水资源需求、缓解水供需矛盾、防止生态环境系统持续恶化的有效途径。
二、水资源需求管理概述
1.水资源需求管理的基本概念
水资源需求管理是近年来国际上正逐渐兴起的一种先进的水资源管理理念和模式。由于正处在不断发展之中,尚未有统一的解释。从水资源综合管理的概念进行引申,水资源需求管理一般来说可以理解为:为了抑制由于水资源需求增长所造成的用水矛盾加剧、生态系统破坏和水环境容量衰减,促进水资源的公平合理配置与高效可持续利用,综合运用法律、行政、经济、科技、宣传等一系列手段,而进行的涉及水行政管理者、用水户及水经营者三大群体的综合系统。
其中“水行政管理者”是指政府决策者、政策制订和执行者、代表政府行使职能的规划和管理者;“用水户”是指水的终端用户以及对问题关注的公众,包括具有经济效益的经济各行业用水部门、具有社会效益的生活及公共用水者、具有生态环境效益的生态环境用水要求;“水经营者”是指水服务提供者,包括水利工程开发者、各级趸供(售)水经营管理者(非终端用户)、废污水处理经营管理者等。因此,所有受水资源开发利用有利或不利影响的群体,即所谓利益相关者,都是水资源需求管理行为的主体。
水资源需求管理涵盖了水资源综合管理与需水管理,即在水资源综合管理的基础上将重点加强需水管理,强调从整个流域的观点出发,从源头到终端用户全过程对需水进行管理,达到可持续的供需平衡。
2.水资源需求管理的可持续性原则
水资源需求管理模式中体现了可持续发展的思想。资源利用的可持续性意味资源利用不仅要满足当代人的需求,也要维护子孙后代对其利用的权利。可持续性的内容应包括以下方面:经济、财务的可持续性、技术可持续性、运行可持续性、体制可持续性、资源基础与健全环境的可持续性。
水资源需求管理是水资源可持续利用的必由之路。水利作为国民经济的基础设施和基础产业,水资源可持续利用是发展经济、提高人民生活水平的基本保障。所以,水资源需求管理是水资源可持续利用的必要条件,而人们又以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展,作为进行水资源需求管理的基本指导思想。
3.水资源需求管理的主要内容及活动
水资源需求管理的主要内容涉及水资源管理中的法律法规、管理机构体制、经济效益与调节手段、社会需求与利益相关、机构能力建设以及有关的科学技术手段等。这些内容特别需要围绕水权、取水许可制度、总量控制与定额管理三个方面的主题进行深入的研究和实践。
我国早期的水利管理主要强调工程管理,到20世纪70年代后期,开始考虑全面的水资源管理,重视对过度需水采取控制措施。我国现代的需水管理大约始于1982年。当时华北地区水资源短缺的矛盾开始显现并不断加剧,山西省尤为突出,因此率先开始对水资源的需求采取控制措施,通过了《山西省水资源管理条例》。中央政府也逐渐加强对需水的管理,进行宏观调控,尝试改革水利管理体制,出台了一系列政策法规,包括1985年国务院94号文件《水利工程水费核订、计收和管理办法》,1988年颁布《中华人民共和国水法》,以及后续的《水利产业政策》,加强水资源的宏观调配,建立取水许可制度,逐步加快了需水管理的进程。
随着时代的发展,我国目前正在积极开展水资源需求管理的各项活动。这些活动包括:修订《中华人民共和国水法》以适应形势的发展、变化;建立、健全各项法律、规章、制度,修改国务院(1993年)第119号令《取水许可制度实施办法》,在竞争用水激烈的地区进行水资源的合理配置,调整水价,全面实施取水许可制度,建立鼓励用水户参与管理用水者协会组织,建立经济自立灌区,变革水管理体制,进行各方面的能力建设等。从2002年开始,全国水资源综合规划工作正式启动,其别强调了对水资源的需求管理和对水资源的合理配置。我国积极参加国际社会水行业的各项活动,配合制订水行业的各种行动计划和行动纲领,开展水资源需求管理领域中的工作,引进国际上先进的管理方法与技术,并认真履行对国际社会做出的承诺。例如,参与水行业的国际协作网络组织——全球水伙伴,成立中国地区技术咨询委员会,多次举办有广泛代表性的研讨会,推进各部门、单位、团体、社群的协作、沟通,加快水资源需求管理的步伐。
4.水资源需求管理与现代水利的关系
“现代水利”或“资源水利”,是以水资源需求管理为基础对水资源进行统一管理,达到水资源的可持续利用。“现代水利”和水资源“需求管理”分别与“传统水利”和水资源“供给管理”相对应。过去,为了解决缺水问题,人们一般倾向于开发新水源、扩大供水,尽最大可能满足用户要求,总的来说需求不受约束,即所谓的“供给管理”。但随着人口的继续增长以及经济的不断发展,这种方法日益显露出其不可持续性,具体表现为:资源渐趋枯竭,环境日益恶化。例如,在黄淮海平原地下水资源过度开采、黄河断流、水土流失严重,一些北方城市水资源严重短缺、水污染严重、生态环境恶化、荒漠化面积扩大、沙尘暴危害加剧等等。人们开始认识到水资源承载能力和水环境容量是有限的,不能无节制地开发利用,否则就会造成严重的后果,于是开始把目光转向水资源的需求方面,即所谓的“需求管理”。
需求管理对水资源管理提出了新的要求,例如,要求有广大利益相关者的参与和公众介入,有足够透明度的决策和管理,科学的水行业战略规划,以及强调水资源配置的合理性、公正性与有效性等。供给管理强调征服自然、改造自然,反映了人类从畏惧、崇拜自然的远古洪荒时代进入文明社会后,随着科学技术的日益发达及生产力水平的不断提高,强烈要求主宰自己命运的思想;而需求管理则侧重于人与自然和谐相处的思想,倾向于抑制人类过多地向自然界索取,尽量约束人类本身过度膨胀、只顾眼前利益、损害环境与生态系统的种种不适当需求。
在从“传统水利”向“现代水利”转变的过程中,做好水资源需求管理是关键。只有约束人类对水资源无限制的需求,对有限水资源进行合理配置和科学管理,才能从根本上解决当前面临的主要水问题,真正实现水资源可持续利用。
三、实行水资源需求管理的措施建议
1.水资源需求管理面临的挑战和机遇
进入21世纪,水问题日益受到世界各国的广泛关注。目前我国在推行水资源需求管理中面临的主要挑战是:
(1)如何改善水资源与环境的管理;
(2)如何缓解水资源短缺、用水竞争激烈、水污染严重、水环境恶化的矛盾;
(3)如何实现水资源的合理配置;
(4)如何防止浪费和污染水资源,普及推广节水减污高效的用水方式;
(5)促进国际合作,协调参与者之间的关系。
目前我国政府正在积极推行流域水资源统一管理和城乡水务一体化管理的水管理体制,对洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化等问题进行统筹规划、综合治理,做到除害兴利结合,防洪抗旱并举,开源节流并重,强化流域水资源的统一管理,建立权威、高效、协调的水资源管理机构,提高水资源管理的整体水平,使水资源得到优化配置、合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理。在国际上,面临日趋严重的水问题,联合国及其所属机构和其他国际组织频繁举行水问题方面的国际会议,实施各种水管理项目,采取行动,帮助各国政府解决水与贫困问题。因此,当前国际、国内的形势都为中国推行水资源需求管理提供了难得的机遇。
2.实现水资源需求管理的措施建议
针对当前水资源管理中存在的问题,应采取下列措施逐步加强水资源需求管理:
(1)健全水资源管理的政策、法律和法规,形成完善的法规体系和政策监督机制。立法规划既要体现新的治水思路,也要根据不同时期的工作中心,分清轻重缓急,统筹安排。加强水资源需求管理,应该修订水法规体系,突出重视水资源合理配置、节约保护、高效使用和抑制不合理用水需求等方面的内容,以及有关水权、水市场的法律法规内容,用法规推动水管理体制的改革。
(2)理顺水资源行政管理体制。理顺不同部门和不同层次(中央、流域、省、地方)之间在水资源管理方面的职责,划清水资源管理与水资源开发利用的界限。加强流域统一管理和城乡水务一体化管理,真正形成“一龙管水,多龙治水”的格局。在水管理体制改革中还应当重视建立有效的协调机制,认真总结以往在部门之间进行协调方面的经验教训,并对如何建立这种机制进行深层次的探讨。
(3)加强取水许可制度改革。理顺取水许可制度管理体制,由水行政主管部门代表国家行使水资源权属管理,对水资源实行统一规划、统一调度、统一发放取水许可证、统一征收水资源费、统一管理水量水质;完善取水许可监督管理制度,强化建设项目水资源论证制度和取水许可申请报告的审批制度;建立水资源使用权转让制度;维护生态水权和环境水权等自然水权。
(4)加快建立健全水资源总量控制和定额管理指标体系与合理的水价体系,有效抑制低效用水和水污染严重的用水需求,建立起鼓励节水减污、高效用水的激励机制。
3.地下水功能区开采控制量(1)开发区开发区包括集中式供水水源区和分散式开发利用区,是浅层地下水保护的重点。山东省有89.9%的地下水开采量、82.6%的超采量位于开发区。对具备一定开采潜力的地区,以地下水可开采量为控制,在保护的基础上适度合理开采;对开采程度很高或采补平衡的地区需控制和减少开采。(2)保护区生态脆弱区无地下水开采。对于因地下水超采已经引发海(咸)水入侵的区域,应制定有利于生态与环境状况迅速改善并达到既定的保护目标。(3)保留区保留区包括不宜开采区,不宜开采区地下水除东营市有所增加外,其余维持现状。山东省地下水功能区开采量控制目标详见表1。
4.地下水水质保护各功能区的地下水水质保护目标不应低于其使用功能的要求和水质现状。到2020年列入国家重要饮用水水源地名录以及供水人口20万以上的集中式地下水饮用水水源地水质得到有效保护,水质安全得到基本保障,重点地区的地下水水质得到改善;水源涵养保护区和不宜开采区的地下水水质基本维持不低于现状;环境地质脆弱区地下水水质随着地下水超采治理,地下水水质有所改善。到2030年,集中式地下水饮用水水源地水质得到有效保护,重要地下水饮用水水源地水质安全得到基本保障,大部分平原区地下水水质得到改善;水源涵养区和不宜开采区地下水水质继续保持稳定;环境地质脆弱区地下水水质随着地下水超采治理,地下水水质进一步得到改善。
5.地下水水位控制生态环境良好的山丘区各类功能区的地下水水位不低于现状;因地下水过量开采或矿山排水等造成生态环境问题的山丘区各类功能区应将维持河川一定的生态基流或重要泉水一定流量的水位作为控制标准。平原区各类功能区的地下水水位控制值要结合地下水压采方案,根据各功能区环境地质功能保护、地下水源涵养和保护要求、地下水采补平衡、规划确定的总量控制目标与超采治理方案以及各地水文地质条件、水位现状等综合确定。开发利用为主的区域根据水资源配置方案确定的地下水允许开采量和总量控制目标,按照采补平衡的原则,以多年平均条件下水位不会持续下降,不引起地下水系统和地面生态系统退化,不诱发地面沉降、地裂缝、植被退化、土地沙化等环境地质问题,同时不发生次生盐渍化为控制目标确定其地下水生态控制水位。以涵养地下水源和保护地下水环境地质功能为主的区域,要严格按照维护其环境地质功能对水位控制的要求,根据水资源配置方案确定地下水规划开采量和总量控制目标,按照采补平衡的原则,以水位不下降或基本不下降,不引起湿地等生态系统退化、不引起岩溶塌陷、海咸水入侵等环境地质问题为控制目标合理确定其控制水位。
易发生次生盐渍化的农田灌溉区,应适当鼓励开采地下水,以控制合理的地下水埋深,防止土壤次生盐渍化;对于地下水开采条件较差或水质无法满足使用功能要求的区域,如微咸水、咸水分布区等,地下水开采基本维持现状,以维持地下水的天然状态。2020年区域地下水水位持续下降的趋势将得到初步控制,城市严重超采区的地下水水位有所回升;盐渍化地区地下水埋深控制在合理范围内。2030年区域地下水水位持续下降的趋势将得到全面控制,多年平均条件下地下水水位超出生态水位控制阈值的范围基本消除;深层承压水水头持续下降的趋势将得到扭转。
中图分类号:P332(225)文献标识码:B文章编号:1000-0860(2002)08-0027-02
2001年年底,山西省万家寨引黄工程已试通水至汾河水库,由汾河水库至太原市呼延水厂的输水管道进入收尾阶段.这标志着引黄工程的基本建设工作已大部分完工,在2002年年底前把黄河水引到太原已指日可待.但是,从水文水资源工作的观点出发,即使黄河水被引到了太原,进入了千家万户,仍有不少工作要做,而且其中有些工作必须立即着手去做.其主要工作包括引黄工程沿程的水量和水质监测、泥沙测验、对汾河上中游水资源的统一调度和管理.
1引黄工程沿程的水量监测
万家寨引黄工程南干线由黄河干流万家寨水库取水,经五级提水至648m后通过隧洞输水至汾河上游头马营出口,而后经汾河上游天然河道送水至汾河水库,再由PCCP管道及隧洞输水至太原市呼延水厂.按设计,引黄工程两端为封闭式的管道(隧洞),而中间部分为开放式的明渠(汾河河道)输水.由于引黄工程以汾河水库为主要调节水库,而在历史上,汾河水库既作为灌溉面积为10万hm2的汾河灌区的主要水源,也作为太原市工业及城市生活用水的主要水源之一.近年来,又在汾河水库下游、太原市区上游修建了汾河二库作为调节水库,以控制和调节汾河水库下泄的水量及区间来水量.因为引黄水在汾河水库上游河道中已与天然的汾河水相混和,成为一个整体,而且引黄水在输送过程中(尤其在汾河上游河道输送过程中)不断损耗于蒸发、河道渗漏以及河道沿程城镇、村庄的居民取用生活用水及农业灌溉用水.因此,无法分清在汾河水库中究竟有多少引自黄河的水量,又有多少是汾河上游原有的水量.由于引黄工程管理局、汾河水库管理局、汾河灌溉管理局以及太原市各用水部门不属于同一行政领导,因此,比较精确地求得汾河水库中各类水(引黄水及汾河上游流域天然地表水量)的组成比例是重要的.为此,应从引黄工程南干线出口头马营起,沿汾河上游河道直至汾河中游义棠,设置一定数量的水文站,以监测汾河沿程河川径流的动态变化.
自头马营以下、义棠水文站以上,汾河干流及支流上原有山西省水文水资源勘测局设立的水文站为(自上游至下游):汾河静乐、岚河上静游、汾河寨上、汾河兰村水文站等10处国家正式水文站(未包含汾河源头处的北石河岔上及太原市西山区域的小面积水文站:冶峪沟董茹、风峪沟店头水文站);此外,还有省水保局委托省水文水资源勘测局设立的泥沙观测专用水文站3处:汾河宁化、汾河河岔、娄烦河娄烦水文站.在进行本次水量监测时,除借用上述原有的水文站外,尚需在合适的地点增设一些水文站.建议增设的水文站为(自上游至下游):引黄南干线出口头马营水文站、天池河好水沟水文站、西马坊河坝门口水文站、东碾河静乐水文站、狮子河嘉乐泉水文站、大川河古交水文站、汾河二库水文站、扬兴河阳曲镇水文站、虎峪沟迎泽桥水文站、南沙河郝庄水文站、乌马河庞庄水库水文站、象峪河郭堡水库水文站、樱涧河尹回水库水文站、龙凤河龙凤水文站共14处.
原有及增设的水文站除需按国家有关水文观测规范进行观测外,尚需对本流域内以地表水为水源的各类用水进行调查统计,这样才能比较清楚地了解汾河沿程的水量动态变化,也能了解究竟在汾河水库及汾河二库中有多少引黄水量.
2引黄工程沿程的水质监测
由于引黄水量需供给太原市城市生活用水,因此水质对于引黄水是至关重要的.在施工阶段,引黄工程管理局自1996年起已委托山西省水文水资源勘测局水环境监测中心在沿程做了10个断面14个点(其中万家寨水库3点、汾河水库3点)的14处水质监测.今后仍需坚持长期监测,并增加监测站点及监测次数,而且在可能的条件下增加监测的项目
在引黄工程沿线,原布设有宁化、东寨、静乐等7处水质监测站,通常每年监测4~6次,分析32个项目.鉴于引黄水质工作的重要性,建议在水质监测工作中应采取如下措施.
2.1增加水质监测站点
万家寨引黄工程从万家寨水库中引水,但水库上游有各大城市及厂矿的水污染影响,更有其回水末端准葛尔煤田排污的影响,而且污染程度有加大的趋势,因此应该在万家寨水库上游及库区增加水质取样点,在进入汾河上游后,除保留原有水质取样点外,应在各主要支流及城镇设置水质监测点,以监测水质的动态变化.
2.2适当增加水质监测次数
因为引黄水为太原市居民生活饮用水源之一,因此应高于水利部《水环境监测规范》(SL219—98)的监测频次要求,每月至少监测2次,在汛期中因有面污染源(化肥、农药)影响,应在汾河沿程各主要支流视情况增加测次,以确保安全.
2.3适当增加水质监测项目
由于万家寨引黄工程的水源受黄河上游及汾河沿程污染的影响,进入汾河水库的水流中污染物成分复杂,而我们目前沿用的只是常规的污染物监测项目,像COD、BOD这类项目仅为水中有机污染的综合指标.据发达国家的水质监测经验,水中微量(痕量)有机物,尤其是多环芳烃类有机物对人体健康的影响巨大,且在人体中有累积性,而且在汾河水库中亦已发现有此类微量有机物,如苯,甲苯,1、2苯并噻唑等(详见山西大学环境科学系:引黄输水模式与毒物归趋、毒理效应关系研究报告,1999年12月),因此建议应在汾河水库水质监测中增加若干有机物及重金属的监测项目.
3引黄工程沿程的泥沙测验
引黄工程是将黄河水引至汾河水库后,从汾河水库取水供太原市呼延水厂.据历史资料,汾河水库在汛期易发生异重流,而这对于引水无疑是一种威胁.另一方面,引黄水使得汾河上游的水量成倍地增加,而且增加的都是清水,这就有可能破坏汾河上游河道固有的水沙平衡关系,造成一定的泥沙侵蚀,也就更有利于汾河水库中异重流的生成.因此,建议除汾河沿程各水文站加强泥沙测验外,应立即开展汾河水库的异重流研究,包括异重流的生成、运移及利用异重流排沙问题的研究等.
4对汾河上中游水资源的统一调度和管理
按现行体制,引黄工程通水后,汾河上游地区(包括太原市)的水资源供求关系如下:水源组成有引黄水量、汾河上游原有的地表水量、太原市的地下水量及回用污水;供水方有万家寨引黄工程管理局(引黄水)、省水利厅(汾河上游水即汾河水库水)及太原市(太原市地下水及回用污水);用水方为太原市工业、城市居民及环境用水、汾河上游沿程用水及汾河灌区用水.这种十分复杂而又不相统属的关系不利于有限的水资源的有效利用,也不利于社会经济的发展.为实施引黄通水后汾河上游水资源的统一管理,为使有限的水资源发挥更大的效益,建议如下.
第一,组建汾河上中游水文水资源数据的采集/传输/处理/查询/通信系统及相应的数据库,以作为水资源管理系统的基础.组建后的水文水资源数据采集/传输/处理/查询/通信系统可集汾河上、中游流域的各类水文水资源数据于一体.在组建中,可参照国家防汛指挥系统及国家水文数据库的经验.同时,在组建合适的计算机网络后,即可有效地为引黄通水后的水资源统一调度决策服务.
随着城市化进程的逐步加快,城镇人口特别是小城镇人口增长较快,相对农村人口则逐步减少。1998年辽宁省农村人口为1939万人,到2000年减少到1886万人,预测到2005年将减少到1794.7万人,2010年减少到1638.1万人,2015年减少到1481.3万人。但随着农村居民生活水平的不断提高,人均用水量在逐年增加,所以总体上农村居民生活用水量增长幅度相对缓慢。1998年农村生活用水量为6.9亿m3,预测2005年农村生活需水量为7.1亿m3、2010年为7.7亿m3、2015年为8.2亿m3。
1.2工业需水量预测
工业需水量预测,即电力工业、一般工业、乡办工业及村和村以下工业。根据辽宁省计委提供的全省工业产值发展指标,在确定万元产值需水定额时,充分考虑了辽宁四大支柱产业的具体特点和高新技术产业的迅速崛起,以及产业结构调整、工艺水平提高等一系列因素。需水定额逐年下降,工业用水重复利用率不断提高。对乡镇工业企业的重复用水进行了估算,由于村及村以下工业受生产条件的限制,水的重复利用暂未考虑。1998年工业用水量30.5亿m3,预测到2005年工业需水量为36.3亿m3、2010年为47.4亿m3、2015年为54.1亿m3。
1.3城镇生活需水量预测
随着城市化进程逐步加快,辽宁省的城市人口迅速增加,城镇居民生活水平不断提高。城市基础设施进一步完善,城市供水事业在近几年迅猛发展。比如1993年全省城镇人均日用水定额为135L,到1998年则升至200L,城镇生活用水量也由1993年的8.6亿m3,猛增到15.7亿m3,是国民经济各部门中,用水量增幅最大的部门。据辽宁省计划生育部门预测,辽宁省的人口高峰将发生在2016年,峰值为4500万人左右,根据人口增长趋势和城市化水平的不断提高。预测到2005年城镇人口有一定增加,全省人均用水定额与2000年比有了明显提高。到2010年由于生活水平的提高和供水事业的发展,用水定额在2005水平年的基础上有较大提高,人口增长幅度相对放慢。到2015年用水定额比2010年略有提高,人口略有增加。1998年城镇生活用水量为15.7亿m3,而城镇生活需水18.1亿m3(现状年缺水),预测到2005年城镇生活需水量为24.1亿m3、2010年为28.2亿m3、2015年为32.8亿m3。
1.4农业需水量预测
针对辽宁省水资源贫乏的实际,结合农业灌溉的特点和农业灌溉规划,全省农业灌溉的发展必须走节水之路,原则上农业灌溉的发展不再新增用水量。目前辽宁省的水田灌溉定额平均为12000m3/hm2,预测到2005年全省水田平均灌溉定额将降低到10305m3/hm2,同时通过调整农业种植结构,计划“十五”期间水田面积将减少6.67万hm2;旱田、菜田进一步发展节水灌溉。1998年农业生产用水量为90.9亿m3,预测到2005年农业生产需水量为102.9亿m3、2010年为103.6亿m3、2015年为103.3亿m3。
1.5行业用水结构变化分析
1)工业用水1989年至1995年随着工业的迅速发展,用水量增加较快,由1989年占总用水量的18.6%增加到24.9%。1995年至1998年工业发展速度相对缓慢,用水比例有所下降,一般在21%左右,预测全省工业未来发展速度将会加快,工业需水所占比例有所提高,到2015年达到25.9%,但整个工业用水趋势相对比较稳定,一般在20%~25%之间。
2)农业用水随着节水灌溉的迅速发展,农业用水所占比例由1989年的71.8%逐步下降到1998年的63.2%,预测未来的发展趋势也比较符合前几年的发展趋势,到2005年下降到60%、2010年下降到54.4%、2015年下降到49.4%。
3)城乡生活用水在整个社会用水中所占的比例变化较大,由1989年的9.6%提高到1995年的15.5%,预测未来随着人口增长速度的减慢,到2015年达到19.6%,这主要是由于城乡居民生活水平的不断提高,使城乡生活用水迅速增加;其他用水主要考虑环境需水,随着社会的不断发展,人们的环境意识在不断加强。
2水资源可利用量预测
2.1水利工程现状供水能力
辽宁省共有蓄、引、提、井等类水利工程11万多处。其中:蓄水工程:现有水库工程900座(水利部门管理的水库),其中大型水库23座,中型水库62座。设计供水能力61亿m3左右,现状供水能力55亿m3;引水工程近2700处,设计供水能力56亿m3,现状供水能力47亿m3;提水工程4100多座,设计供水能力50亿m3,现状供水能力37亿m3;地下水井工程9万多眼,设计供水能力72亿m3,现状供水能力69亿m3。上述四项合计供水能力208亿m3。在地表水蓄、引、提工程的供水量中,存在着重复计算的供水量,如水库将水放入河道,又经引、提水工程再把水引、提到工农业用水部门中去,有的中间又经过二级或三级提水。这部分重复水量约50亿m3左右,所以目前辽宁省的现状供水能力为158亿m3。
2.22000年和2005年可供水量分析
根据辽宁省水利建设“十五”计划安排,共有25项供水工程,这些工程有4项正在兴建中,计划“十五”期间完成。其中有17项工程可增加可供水量7亿m3,水利工程总供水能力将达到165亿m3。
2.32010年可供水量分析
2005—2010年大伙房水库输水工程已建成通水,每年可为辽河流域中下游城市群提供18亿m3可供水量。其中2010年使用12.8亿m3的可供水量(《辽宁省水利“十五”计划和2015年规划水资源专项规划》);青山、锦凌水库建成供水,每年可提供2.4亿m3可供水量;引白济阜工程每年可向阜新增加供水0.8亿m3;上白石、观音阁水库等工程的剩余水量完全发挥效力以及其它新建的中小型水利工程增加的可供水量;总计新增可供水量23亿m3,2010年可供水量达到188亿m3。
2.42015年可供水量分析
2010—2015年大伙房水库输水工程每年还可为辽河流域中下游城市群增加提供5.2亿m3可供水量(扣除2005—2010年间已利用的12.8亿m3)。假设“北水南调”工程已实施,可提供15.5亿m3可供水量。其中2015年使用8亿m3可供水量。其他小荒沟等水库工程和引水工程再加上其它小型水利工程和污水处理回用可增加提供6亿m3的可供水量。2015年与2010年相比可增加可供水量20亿m3,到2015年全省可供水量将达到208亿m3。如果没有“北水南调”工程的供水,全省总可供水量为200亿m3。
2.5污水资源化及可利用量分析
辽宁省每年排放废污水量28亿m3左右,造成地表水体严重污染。据监测,辽河、浑河、太子河、大辽河、大凌河的大部分河段为4~5类水质,有的超过5类,水污染造成了整个生态环境恶化,加剧了水资源的供需矛盾。
根据环保规划,沈阳、抚顺、鞍山、本溪、辽阳、大连等城市将建城市污水处理厂,部分处理后的污水可用于环境、工业和农业用水。现状年污水处理回用量为0.4亿m3,2000年为0.9亿m3,2005年为2.4亿m3,2010年达到5.4亿m3,2015年达到6.5亿m3。如果实施三、四级处理,全省可获得6亿多m3的水资源,可以增加环境用水、城市绿化用水和农业用水,城市水环境的改善将带来一系列的综合社会经济效益。
3利用自然增长率法校核不同水平年需水
通过对1990年至1999年10年的用水量进行分析,辽宁省年均总用水增长率为1.3%,其中工业用水增长率为2.5%、农业用水增长率为0.13%、城乡生活用水增长率为6%。在利用用水自然增长率的办法进行预测需水时,同时考虑全省计划生育部门的人口预测:在2016年左右全省人口将达到峰值,约为4500万人;考虑工农业生产中的节水力度的不断加强,其用水定额不断下降,从1998年至2020年工农业及城乡需水增长率在现行增长率的情况下适当压缩。同时考虑它受水资源开发工程的建设及输水工程建设的制约,根据规划未来水资源开发的力度和输水工程建设的加大,通过比较分析,《辽宁省水利“十五”计划和2015年规划》中预测的需水量和可供水量与自然增长率法预测结果比较接近。
4结语
根据需水预测和可供水量分析,到2005年预测需水170亿m3,预计可供水量可达到165亿m3,还缺水5亿m3;到2010年需水190亿m3,可供水量将达到188亿m3,缺水2亿m3,主要是西部资源性缺水;到2015年需水209亿m3,假设有“北水南调”工程可供水量将达到208亿m3,缺水1亿m3,主要还是西部资源性缺水,如果没有北水南调工程,全省供水量将达到200亿m3,缺水量将达到9亿m3,主要是中部地区和西部缺水。
参考文献:
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AnalysisofWaterRequirement&SupplyandDemandforWaterResourcesinLiaoningProvince
1)用水总量控制.灌区地表水资源和地下水资源的可开采量应低于其阈值,不同水源供给各用水户的总水量不应多于可供水资源量.
2)用水效率控制.农业作物灌溉定额、工业增加值用水定额以及其他生产、生活、生态用水定额都应小于设计用水定额.
3)用水顺序控制.首先考虑保证城乡居民用水,其次考虑二三产业用水,然后考虑农业用水、生态建设用水、生产养殖用水.同一用水对象的不同用水部门也应该考虑用水的轻重缓急,应从人民生活和社会经济需要着手:生活用水应保证城乡居民最低的用水需求;二三产业用水应优先满足重要工业(电力、通讯、交通等部门)用水,其次考虑用水效益高的行业、企业用水[8];农业用水应优先满足重要经济作物和粮食作物用水,同时还要考虑空间(灌区上下游、左右岸)关系等;生态用水方面应优先用于城镇绿化、环境卫生.
4)用水水质控制.不同水质的水源供给不同的用水对象时,尽量保证优水优用、低质低用的原则.
5)根据限制纳污控制红线,控制污染物入河总量不超过其纳污能力[9],污染物排放浓度不能大于其允许排放的最高浓度,将有限的水资源数量和纳污能力在区域间和用水部门间进行合理调配.6)生态环境用水量不得低于保护生态系统需要的最低用水量,包括改善水质,维护河湖平衡,美化居民的居住环境.
2灌区水资源优化配置模式
2.1水资源优化配置模型的建立
基于上述灌区水资源合理分配方案原则,建立多目标多水源合理分配的模型。
2.2目标方程的建立
根据多目标多水源模型建立目标方程。y1为农业需水量;y2为生态需水量(包括水系景观和环卫绿化2部分);y3为生活需水量(包括农村生活和城镇生活);y4为二三产业需水量;y5为牲畜养殖需水量;x1为黄河水供水量;x2为地表水供水量;x3为浅层地下水供水量;x4为中深层地下水供水量;x5为南水北调水供水量;a1、a2、b1、b2、c1、c2、c3、c4、d、e1、e2分别为不同水源应用于不同目标的水量值,单位统一为亿m3.
2.3结果及分析
在规划年(2020年)水资源供需平衡的基础上,结合多目标多水源方程,采用线性规划和计算机软件(MATLAB)[10]相结合的办法合理分配灌区的水资源.经计算,大功引黄灌区不同水源优化配置结果。结合大功引黄灌区社会经济、水资源开发利用现状与规划、水利工程建设等诸多方面的实际情况,基于最严格水资源管理制度下的水资源优化配置综合分析结果如下:
1)灌区生活、生产、二三产业和城市生态需水量均呈缓慢上升趋势,农业用水量有所下降.供水区引黄供水呈上升趋势,地下水开采量减少,考虑适当增加南水北调水来缓解非农业用水.
2)灌区以农业用水为主,综合效益不高,不利于灌区综合发展.为更好地实现水资源优化的配置,应加大推行农业灌溉节水技术和灌区高效运行管理模式的保障措施,提高灌溉水保证率,将节约的水资源用于城镇及工业区发展、灌区生态发展中.
3)在实际供水期间,应考虑充分使用引黄水量指标,适当增加引黄水量用于农业灌溉和生态用水,这样可以缓解灌区水资源的紧缺状况,并可有效遏制地下水超采的趋势,回补地下水;同时改善灌区河道的水质状况和生态环境,增加环境的湿度,减少地表湿度的光辐射,将对净化空气、调节区域小气候起到非常重要的作用.另外,在地下水埋深较浅、有可能引发盐碱化的地区则先利用地下水,如沿黄地区或引黄灌区;因黄河持续大量侧渗或大水漫灌而导致地下水位偏高,有可能引起土壤盐碱化,一般在每年8、9月份,地下水位达到最高,应优先开发利用地下水资源,减少引黄水量的使用,将引黄水供给下游缺水区.在不影响河道水环境条件下,可将地表水,用于农业生产和水系景观建设.南水北调水水质较高,用水成本也较高,可用于城镇生活和对水质要求较高的工业.
4)灌区上下游统筹管理的问题.由于分散管理使得上下游用水出现上游用水充足、下游无水可用的现象.为了充分发挥工程效益,建议施行统筹管理、统一调度,推广实行自上而下的配水计划制定方式,配水计划具体到各取水口,按时段划分流量、水量.对整个灌区的水源工程、灌区建设、灌区扩建更新改造、灌区水资源调度等进行统筹安排.
5)水资源实时监测与调控.采用高科技远程自动化监测、检测仪器,通过对灌区水资源使用信息的实时监测、反馈,由计算机软件系统作出适宜的实时水资源优化配置和调度方案,使得灌区管理更加科学化、智能化.
6)灌区要建立最严格水资源管理制度和水资源优化配置相结合的用水管理制度,推进以用水总量、用水定额控制管理为重点的节水防污、生态保护、有偿使用、监管并重的水资源管理制度.
3结语
对大功引黄灌区水资源优化配置的研究,涉及社会经济、生态环境、水文气象、水利工程建设等诸多方面,虽然取得了一些成果,但由于收集的资料不全,时间和经验不足,研究不够全面和深入,故对问题的探究做了适当简化.鉴于水资源优化配置是一个不断优化、不断完善的过程,需在以下几个方面做进一步的深入研究:
1)按照水质进行水资源配置的原则还需进一步完善.
2)缺乏对灌区水资源生态环境效益有效的评价方法和定量的计算分析.
2现阶段水资源管理存在的问题
2.1开采地下水缺乏统一规划近年来,随着人口的不断增加,农村人口逐步向城市转移,城市用水一年比一年增多。由于地表水污染严重,以致造成地下水开采量逐步上升,国家一些大的能源和基础设施的开工建设也使地下水的过度开采,已造成地面沉陷、水利工程防洪标准降低,严重影响人民群众生命财产安全。
2.2体制不健全我国《水法》第九条规定:“国家对水资源实行统一管理与分级、分部门管理相结合的制度。”作为自然资源的水资源为国家所有,理应实行统一管理。而当前由于水资源产权关系不清,中央和地方之间、行业与行业之间、部门与部门之间缺乏利益调节与协调机制。结果在水资源的开发利用中,形成了各部门、各地方“谁发现、谁开发、谁所有、谁受益”的局面,否定了水资源国家所有权的统一性和经济权益性。这种做法既影响了水资源的科学合理利用,降低了利用效益,又加剧了水资源的供需矛盾。
2.3未能实现水资源的市场配置我国虽然已经从计划经济体制步入市场经济体制,但由于人们一直认为水资源是取之不尽、用之不竭的资源,水资源一直被无偿或低价使用,价格背离价值,不仅造成水资源严重浪费,而且影响经济社会发展。一是水价偏低。现在对农业用水免征水资源费,水利工程供水价格偏低。水价过低直接影响水资源的有效利用,导致水资源浪费。二是农业用水浪费严重。我县大部分农田还是采用过去大水漫灌方式,每亩平均用水量在600m3左右,高的甚至接近1000m3。三是节水意识淡薄,水污染防治滞后。由于用水计量设施安装不到位,农业水费仍然按每亩计收,用多用少一个样,造成缺水和浪费水的现象并存。
3水资源开发利用管理的对策
3.1依法治水,实现水资源的统一管理水资源是一种动态的多功能的自然资源,是生态与环境的重要组成部分,地表水、地下水互相转化,城乡水资源不可分割,水行政主管部门必须加强对地表水、地下水、进行统一管理,统筹安排。必须由水行政主管部门统一组织,拟定水长期供求计划、水量分配方案,并监督实施;组织拟定江河、湖泊的水功能区划,核定水域的纳污能力,严格控制排污口的设置。强化城市规划、重大建设项目的水资源和防洪论证工作,强化取水许可管理和水资源费征收工作。3.2建立合理的水资源价格体系,优化配置水资源目前,人们还没有完全摆脱水是“取之不尽,用之不竭”的旧观念,水污染和水浪费现象现象严重,难以实现水资源的优化配置和有效利用,主要原因之一是水资源费和水价偏低。因此,应探索建立水资源有偿占有制度,加快出台全国性的水资源费征收办法,使水资源既体现国家所有权又反映资源的稀缺程度,大力推行既体现社会效益又促进节约用水的水价政策,这不仅对合理利用和保护水资源、巩固水利设施、充分发挥水利工程效益至关重要,而且是社会主义市场经济体制及国民经济和社会发展的客观要求。在合理确定水资源费征收标准和水价的同时,还应同一规划、调动地表水、地下水,优化配置城乡用水、工农业用水,使有限的供水量发挥最大的经济效益。
3.3加强水资源规划计划管理对水资源使用要做出科学合理全面的规划计划,统一考虑地表水、地下水、城市用水、农业用水、生态用水,合理调剂丰水期与枯水期用水,制定科学的年度水量分配方案和调度计划。对地下水的开采要严格限制,从严审批。严格执行“先地表后地下、效率优先”的原则,发展什么、限制什么,要讲求水资源的投入产出比,实施效率最大化选择。农业、工业、商业用水要有区别,用地表水、地下水要有区别,用优质水、劣质水要有区别,而生活用水在节约和提高用水效率的前提下,必须优先给予保证,环境生态用水也要给予一定的保障。这样,才能使有限的水资源永续使用。
3.4大力推行节水政策,建设节水型社会我国水资源短缺,属世界13个贫水国家之一。我国人均占有水资源不足2400立方米,为世界人均值的四分之一列世界第110位,属于严重缺水。按照目前全国正常需要和不超采地下水,年缺水总量为300-400亿立方米。全国有400多个城市供水不足,其中缺水严重的有100多个。在一般年份,农业受旱面积1亿-3亿亩。与此同时,用水效率低、浪费资源的现象普遍存在。我国农业用水占水利工程供水总量的75%,但农业灌溉水的利用系数平均仅为45%,(发达国家平均为70-80%),工业生产工艺水平落后,耗水量大,水的重复利用率仅为40-50%(发达国家平均为75-85%);在生活用水方面,跑、冒、滴、漏现象严重,城市用水器具和自来水管网的浪费损失率高达20%。农业是水量消耗的大头,节水的潜力很大,在农业生产中,要根据水资源情况,合理调整农业种植结构,减少高耗水农作物的种植面积,采取衬砌水渠、管道输入、喷、滴灌等工程措施和一些非工程节水措施,最大限度降低农业用水量。对工业用水应当采用先进技术、工艺和设备,提高水的重复利用率,推广节水型生活用水器具,降低城市供水管网漏失率。对新建、扩建、改建建设项目,应当制定节水措施方案,配套建设节水措施。政府在安排农业投资上,向节水灌溉倾斜,通过政府引导和资金扶持,鼓励农民投资兴建节水灌溉工程。