地下水資源的利用與管理

1、地下水資源的利用與管理 姓 名： 聞 甜學 號： 201131141824 年級專業(yè)：11級農(nóng)經(jīng)丁穎班 指導老師： 劉一明 地下水資源的利用與管理【摘要】我國地下水資源過度開發(fā)利用問題日益嚴重，分析地下水資源管理現(xiàn)狀及過度開采的原因非常重要。本文通過構建一個公共產(chǎn)權屬性下的地下水資源利用的理論模型，解釋地下水資源過度開采的原因。研究表明，自由進入的公共產(chǎn)權屬性下的地下水資源管理模式是地下水資源過度開采的制度性根源。解決的辦法除了加強地下水資源管理力度外，可以進行取水許可交易試點，激勵社區(qū)用水戶參與地下水資源管理?！娟P鍵詞】地下水;水資源管理;公共產(chǎn)權 地下水是水資源的重要組成部分，也是我國北方

2、地區(qū)及許多城市的重要供水水源，地下水的合理開發(fā)利用對我國社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設具有十分重要的作用。近幾十年來，隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，地下水資源開采量日益增加，地下水污染加重，由于缺乏合理規(guī)劃和有效監(jiān)管，使之產(chǎn)生了區(qū)域性地下水位下降、水源地枯竭，進而誘發(fā)了地面沉降、地裂縫、海水入侵、土壤鹽漬化及土地沙化等一系列生態(tài)及環(huán)境地質(zhì)問題，這些問題直接影響著地下水資源的可持續(xù)利用，也制約著經(jīng)濟社會的全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。因此，必須制定并實施地下水資源的相關管理與保護戰(zhàn)略。1.地下水資源及其特性1.1地下水資源的概念廣義的地下水是指貯存并運移于地表以下土壤和巖石空隙中的自然水，而狹義的地下水則指

3、飽和帶(飽水帶)巖土空隙中的重力水。在飽水帶中，根據(jù)含水層埋藏條件的不同，地下水可分為潛水和承壓水。潛水是指埋藏于地面以下第一個穩(wěn)定隔水層之上的具有自由水面的重力水。潛水積極參與水循環(huán)，資源易于回復，一般埋深不大，便于開采，是主要地下水開采水源。承壓水是充滿于兩個隔水層(或弱透水層)之間具有靜水壓力的重力水，相比潛水而言其動態(tài)比較穩(wěn)定。有關地下水資源的概念目前尚未統(tǒng)一，不同學者從各自的研究角度和出發(fā)點提出了不同的概念。我國在地下水資源分類分級標準(GB15218 - 94)中的定義為:埋藏于地表以下各種形式的重力水，其埋藏、富水性、水質(zhì)等可為當前和未來的技術經(jīng)濟條件開發(fā)利用，具有現(xiàn)實或潛在的經(jīng)

4、濟意義；國內(nèi)也有一些學者和專家認為地下水資源是指儲存和流動在含水層系統(tǒng)中，對人類有利用價值的地下水。地下水的利用價值包括水質(zhì)和水量兩個方而，地下水能夠成為資源首先是因為它有利用價值，這是由質(zhì)決定的，而其來源的多少由量來體現(xiàn)。正是由于地下水資源存在利用價值，才使其成為人類賴以生存和社會賴以發(fā)展的重要基礎資源。1.2地下水資源的基本特性地下水資源是水資源的重要組成部分，地下水資源有著與地表水資源有著截然不同的特性，正確認識這些基本特性，對水資源管理與保護具有重要的作用。（1）分布廣泛性地表水的分布一般局限于有限的水文網(wǎng)范圍，而地下水的分布雖然受自然地理和水文地質(zhì)條件的制約，有一定的時空變異性，但相

5、比地表水而言，其地域分布比較廣泛，是一種分布在“面”上的水資源，在空間賦存上彌補了地表水分布不均的局限。因此，一般來說，地下水供水工程投資少、見效快，可分散開采和就地利用。如最近幾年遭遇特大干旱時，國土資源部和水利部都會組織相關部門進行“抗旱找水打井”工作，對抗旱保苗、解決人畜飲水困難問題提供了地下水源保障。（2）可恢復性 地下水資源是一種客觀存在的資源，其水量、水質(zhì)是都在隨時隨地發(fā)生變化，補給與消耗處于動態(tài)平衡狀態(tài)。從年內(nèi)看，旱季主要為開采季節(jié)，消耗地下水，雨季地下水得到補給；從年際看，干旱年份，地下水消耗往往大于補給，而豐水年份降水及地表水的補給不僅可以滿足豐水年消耗的需要，而且尚可彌補干

6、旱年份虧缺的水量。因此，地下水資源是一種可以不斷得到補充和更新的資源，具有可恢復性。（3）水量、水質(zhì)的穩(wěn)定性 地下水與地表水相比，由于其埋藏在地下，受氣侯因素變化和人為活動的影響較小，水質(zhì)比較潔凈、水量比較穩(wěn)定，供水保證程度較高；尤其是受包氣帶的保護作用，地下水不易受到污染，水質(zhì)一般較好，因此，地下水是人畜用水的理想水源。但是，地下水一旦受到污染，其造成的危害及治理的難度比地表水要嚴重和困難多，因此，地下水的保護十分重要。（4）有限性 地下水雖然具有可恢復性，是一種可再生的資源，但是若長期過量開采，又得不到相應的補償，勢必會出現(xiàn)虧空，導致資源量減少或甚至枯竭，并引發(fā)一些生態(tài)及環(huán)境地質(zhì)問題。所以

7、，地下水資源絕不是“取之不盡、用之不竭”的，只有消耗與涵養(yǎng)相結合，合理開采和有效保護地下水資源，才能使地下水良性循環(huán)、永續(xù)利用。2. 地下水資源在社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設中的作用（1）開發(fā)利用地下水灌溉是我國糧食安全的重要保障 地下水是我國重要的灌溉水源，全國農(nóng)業(yè)灌溉地下水開采量666億，占全國農(nóng)田灌溉總用水量的19%；在地下水實際開采量中，用于農(nóng)田灌溉地下水開采量占54.3 %。井灌區(qū)(純井灌區(qū)和渠井結合灌區(qū))由于水源比較穩(wěn)定可靠，一般能對農(nóng)作物適時適量地進行灌溉，是旱澇保收的高產(chǎn)農(nóng)田。目前，許多井灌區(qū)已成為我國經(jīng)濟作物及高附加值作物的主要生產(chǎn)基地，是我國的糧、棉、油和經(jīng)濟作物的主要產(chǎn)區(qū)。

8、井灌區(qū)對我國糧食的貢獻超過全國總量的25 %，經(jīng)濟作物和蔬菜超過總量的50%，為保障我國糧食安全和食物供給做出了巨大的貢獻。尤其是在干旱年份，地表水源短缺，地下水成則成為主要的抗旱水源，井灌對糧食生產(chǎn)的作用更加顯著。（2）開發(fā)利用地下水為改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境提供了重要支持開發(fā)利用地下水為農(nóng)業(yè)提供了可靠的水源，對建立高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田、發(fā)展節(jié)水灌溉起到了重要促進的作用。同時，在井渠結合灌區(qū)，通過有計劃的安排井灌和渠灌的時間和用水比例，有效地控制地下水位，達到既利用地下水又防止土壤鹽堿化的目的，起到以灌代排的作用，改善了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境條件，也為區(qū)域生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)提供了支持。2.3地下水資源是生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)

9、的重要控制因子地下水不僅是一種資源，而且在生態(tài)和地質(zhì)環(huán)境中具有不可替代的作用，地表水生態(tài)系統(tǒng)和陸地植被都需要地下水的補給和調(diào)節(jié)。我國西北內(nèi)陸干旱區(qū)，人工綠洲(作物和主要生態(tài)建設用林草)和天然綠洲的生長對地下水有很強的依賴性，當?shù)叵滤贿^高時，在強烈的蒸發(fā)作用下使溶解于地下水中的鹽分在表土聚集，出現(xiàn)土壤鹽漬化;而當?shù)叵滤贿^低時，地下水不能通過毛細管上升到植物根系層，導致土壤水分不足，使植被退化和土地沙漠化。除此之外，深層地下水具有維持毅力平衡和塌陷的作用，若承壓水壓力水頭下降過度，將會導致黏土備壓縮，產(chǎn)生地面沉降。3.地下水資源的利用地下水資源屬于自由進入的公共產(chǎn)權屬性的自然資源。依據(jù)經(jīng)濟學理

10、論，在一個完全競爭的市場經(jīng)濟結構中，如果按照邊際成本與邊際收益相等法則來開發(fā)利用資源，則可使生產(chǎn)者收益最大化，資源得到有效利用。從產(chǎn)權界定的角度，需要明晰資源產(chǎn)權。由于有些產(chǎn)品的公共產(chǎn)權屬性，生產(chǎn)行為的外在性，信息不對稱等原因，常造成市場機制失靈，生產(chǎn)者不按照邊際法則開發(fā)利用資源。在這種生產(chǎn)條件和市場結構中，需要利用一系列的政策工具，保證資源的合理開發(fā)利用。我國地下水資源屬國家所有，具體的使用權分配給各級用水戶，由各級水行政部門管理，地下水資源產(chǎn)權不明晰，收益權不明確。如果對開采利用地下水資源沒有有效的管理措施，按照“先來后到”的法則開發(fā)利用，地下水資源就會出現(xiàn)過量開采的結果。如圖1所示。 圖

11、1中縱坐標是開發(fā)地下水的單位水成本或收益，橫坐標是地下水開發(fā)量，AP是平均收益曲線，也是地下水資源的需求曲線，受邊際報酬遞減規(guī)律的作用，由左上方向右下方傾斜。SIR是邊際收益曲線，要低于平均收益曲線。MC是邊際成本曲線，AC是平均成本曲線，邊際成本曲線交平均成本曲線的最低點于D。在一個產(chǎn)權界定清晰的地下水資源開發(fā)模型中，水資源所有者按照邊際成本與邊際收益曲線的交點D開采利用地下水，地下水資源價格為OA，地下水資源最佳開采量為。開發(fā)地下水資源的總成本均成本曲線的最低點于D。開發(fā)地下水資源的總成本為矩形的面積，資源所有者實現(xiàn)收益最大化，得到資源稀缺租（矩形ABCD的面積)。但是，如果資源產(chǎn)權不明晰

12、，地下水資源開采者不再按邊際成本與邊際收益相等的點進行開采，而是按平均成本AC與平均收益曲線的交點E開采，開采量為,。在白由進入的地下水資源開采模型中，地下水資源開發(fā)量比產(chǎn)權明晰的地下水資源開發(fā)量多。產(chǎn)權不明晰，每一個保護地下水資源的用水戶得不到資源稀缺租，就沒有保護地下水資源的積極性。資源配置不是最優(yōu)，表現(xiàn)為地下水資源的過量開采。對于一個地下水資源用戶來講，只有在兩種情況下停止開發(fā)利用地下水，一是地下水資源全部耗盡，另一種情況是邊際取水成本比邊際收益大或是從其他資源獲得的邊際收益要大。例如，在井渠結合灌區(qū)，地表水價格變動對地表水和地下水利用都會產(chǎn)生很大的影響。至少，地下水利用的好處要小于地表

13、水時，農(nóng)民才會選擇利用地表水。因地表水灌溉沒有地下水及時、方便，尤其是對于蔬菜和水果等灌溉次數(shù)多的作物，農(nóng)民更偏向于使用地下水。4. 地下水的跨期有效配置 第一種可轉(zhuǎn)移的暗示是邊際使用者成本與地下水開采聯(lián)系在一起，反映了當前使用的每一單位水與將來不能使用所帶來的機會成本之間的聯(lián)系。一個有效率配置考慮了這種使用者成本。 對持續(xù)需求的有效開采途徑關系到，隨時間推移，地下水利用的下降問題。邊際開采成本(抽取最后一單位水到地面帶來的成本)隨著地下水位的下降而上升。當發(fā)生以下情況時，抽取活動將會停止:(1)地下水被耗盡時；(2)當抽取水的邊際成本大于其邊際收益或大于從其他來源獲得的邊際成本時。 鄰近地下

14、水地點的豐富地表水可作為地下水的替代物，這樣就有效地為抽取的邊際成本設定了一個上限。用戶將不會為抽取一單位地下水比能獲得地表水時支付更多。不幸的是，在我國的許多地方地下水都被過度嚴重地抽取，對地表水的競爭已經(jīng)尖銳化；而低廉的地表水資源并不存在。 在有效率的地下水市場，隨時間推移水價將上升。而這種上升將一直持續(xù)下去直到達到耗盡點，即在這一點上邊際抽取成本上升使開采變得不可行或抽取的邊際成本與下一次水的來源的最低價格相等。在那一點，邊際抽取成本將與價格相等。在所有這三種情況下，凈價格，水的價格與邊際開采成本二者的差異都將隨時間推移而下降，在地下水停采點(如果替代品存在的話）或在耗盡點(如果不存在替

15、代品的話)變?yōu)榱?。這種對凈價格下降的預測似乎與實證相一致。5. 地下水資源管理預防為主、防治結合,加強水源地保護,改善水污染狀況。強化政策、法制和管理手段,發(fā)揮經(jīng)濟杠桿作用,嚴格限制重污染項目建設,實現(xiàn)工業(yè)廢水就地處理,達標排放。逐步實現(xiàn)污水資源化,具體需從以下幾個方面著手:5.1 加強地下水水質(zhì)監(jiān)測工作要加強水質(zhì)監(jiān)測工作,建立健全環(huán)境監(jiān)測體系,定期監(jiān)測地下水水質(zhì)。水質(zhì)監(jiān)測應做到定點監(jiān)測與大范圍內(nèi)水質(zhì)普查相結合,特別對比較集中的城市供水水源地進行重點監(jiān)測,了解和掌握水質(zhì)動態(tài)。建立水質(zhì)預測預報系統(tǒng),達到以防為主,防治結合的目的。5.2 加強水污染防治工作、治理與保護并重治理水污染是一項長期而艱巨

16、的任務,要從源頭抓起。實施污染物排放總量控制和排污許可制度,將總量控制指標和削減目標,分解到不同級別的地區(qū),各河區(qū)的主要企業(yè),重點抓好建材、化工、造紙、冶煉、食品發(fā)酵、電鍍、紡織印染、制革等水污染嚴重行業(yè)的綜合治理。開展污水的科學利用。污水的科學利用是防治污染的途徑之一。加快污水處理建設。處理工業(yè)廢水及生活污水是保護水環(huán)境的一個重要途徑,要加快建設速度,提高處理能力,提倡和鼓勵建立從事污水處理設施建設運營的專業(yè)公司,提高污水處理的運營和管理水平。做好城市污水排放規(guī)劃,實行污水分流。污水通過管網(wǎng)收集后通過管路進入污水處理廠,不要再直接排放到河道。加強面源污染控制,認真抓好畜禽養(yǎng)殖業(yè)的清理整頓,禁

17、止向河道內(nèi)排放污水糞便。控制農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥的使用。對農(nóng)民進行宣傳教育,鼓勵他們收集、使用人及禽畜糞便,生活垃圾等變廢為寶。既美化環(huán)境,又能增加土壤中的有機質(zhì)含量,化肥的大量使用,可導致土壤板結,肥力下降。積極開發(fā)利用生物措施治理病蟲害,降低農(nóng)藥使用量。減少對生態(tài)環(huán)境的污染。要統(tǒng)籌規(guī)劃、合理科學開發(fā)利用地下水資源,達到采補平衡,避免地下水漏斗再繼續(xù)發(fā)生。特別是沿海城市的地下水開發(fā)管理,嚴防海水侵入污染要科學管理、科學開發(fā),做到采補平衡,嚴禁地下水降落漏斗出現(xiàn),觸及海岸帶含水層的淡水和咸水的界面,高度重視保護好前沿陣地的地下水。5.3 加強地下水資源的宣傳教育等方面工作各級政府和有關部門應將地下水

18、資源保護常識納入宣傳教育計劃,充分利用各種媒體,廣泛開展多層次,多形式的輿論宣傳和科普教育,加強水資源保護宣傳,增強群眾保護水資源的意識。及時宣傳報道先進典型,公開揭露和批判違法違規(guī)行為,使全社會都要認識到水污染和水環(huán)境惡化造成的嚴重不良后果,使全社會都加入到治理污染和預防污染的行列,要形成以保護地下水資源為榮,污染地下水為恥。擴大公民對地下水資源保護的知情權,參與權和監(jiān)督權,促進水環(huán)境保護和生態(tài)建設決策的科學化、民主化,鼓勵社會團體和公民積極參與地下水資源保護工作。6. 結束語 第一，我國地下水資源基本上處于自由進入狀態(tài)，這是地下水資源過度利用的制度性原因。第二，各地水資源開發(fā)利用條件有很大差別，如果單純強調(diào)提高地表水價格而沒有相應的配套措施，不但不能改善生態(tài)環(huán)境，反而會加快地下水的過度開發(fā)利用，造成生態(tài)環(huán)境的更大破壞。第三，在井渠結合灌區(qū)要加強地表水與地下水的統(tǒng)一規(guī)劃利用，制定地表水供水價格時需要考慮對地下水資源利用的影響，不能簡單地只從