長江上游水安全問題研究探討

PAGEPAGE5岷江流域水資源安全問題探討基金項目：基金項目：全國水資源綜合規(guī)劃專題研究（SZYZB-1），中國科學院知識創(chuàng)新工程項目（KZCXZ－SW－317）。王渺林1，2，劉德春1，易瑜1（1長江水利委員會長江上游水文水資源勘測局，重慶400014；2中國科學院地理科學與資源研究所陸地水循環(huán)及地表過程重點實驗室，北京100101）摘要：隨著國民經濟的發(fā)展，水資源安全問題日益突出，尤其是水資源短缺、水污染加重以及與水相關的生態(tài)環(huán)境已經成為社會經濟發(fā)展的重要制約因素。本文以岷江流域為例，從水資源水量安全、水質安全、生態(tài)環(huán)境安全等方面，探討流域水資源安全問題。研究表明，隨著人類活動和社會經濟發(fā)展的影響，岷江流域水資源安全及其生態(tài)環(huán)境受到威脅，表現(xiàn)為：水文狀況惡化；水污染加?。簧鷳B(tài)環(huán)境惡化。提出了適應對策和建議，并對水資源安全問題研究方向作了展望。關鍵詞：水資源；生態(tài)環(huán)境；岷江流域水資源不僅是一個生態(tài)環(huán)境問題，也是一個經濟問題和社會問題、政治問題，直接關系到國家的安全。對那些水資源緊張的國家和地區(qū)來說，水資源已經成為關系到生存和發(fā)展的戰(zhàn)略問題。因此有必要對區(qū)域水資源安全問題進行深入持續(xù)的研究，便于對區(qū)域水安全進行客觀真實的評估。本文以岷江流域為例，從水資源水量安全、水質安全、生態(tài)環(huán)境安全等方面，探討流域水資源安全問題。1水資源安全的概念水資源安全問題通常指相對人類社會生存環(huán)境和經濟發(fā)展過程中發(fā)生的與水有關的危害問題，例如洪澇、潰壩、水量短缺、水質污染等并由此給人類社會造成損害例如人類財產損失、人口死亡、健康狀況惡化、生存環(huán)境的舒適度降低、經濟發(fā)展受到嚴重制約等。由于人類活動影響，使得水資源減少，污染加劇，改變了水文循環(huán)平衡，并且降低了水質。由于人類不可持續(xù)的社會經濟活動使得水體弱化或喪失正常功能，不能維持其社會與經濟價值，影響人類對水的基本需求，進而引發(fā)一系列的經濟社會和環(huán)境安全問題。水資源安全問題的內涵包括兩個方面：一個是水資源安全的自然屬性，既干旱、洪澇、河流改道等自然型的水安全；一個是水資源安全的社會屬性，由于人類對自然水循環(huán)的大量干預所形成的二元水循環(huán)模式導致了水資源安全在具有自然屬性的同時還具有社會屬性，如水量短缺、水質污染、水環(huán)境破壞、水生態(tài)系統(tǒng)功能喪失、水分配不公、水資源浪費、水管理混亂等等。水資源安全的外延指的是由水資源安全引發(fā)的其它安全問題，如糧食安全、經濟安全和社會政治穩(wěn)定及國家安全等。從以上的論述可以對水資源安全理解為：在現(xiàn)在或將來，由于自然的水文循環(huán)波動或人類對水循環(huán)平衡的不合理改變，或是二者的耦合，使得人類賴以生存的區(qū)域水狀況發(fā)生對人類不利的演進，并正在或將要對人類社會的各個方面產生不利的影響，表現(xiàn)為干旱、洪澇、水量短缺、水質污染、水環(huán)境破壞等等方面；并由此可能引發(fā)糧食減產、社會不穩(wěn)、經濟下滑及地區(qū)沖突等等。水資源包括水質和水量兩方面，因此，可從水質和水量兩方面闡述水資源安全問題。（1）水質的安全水質的安全包括地表水水質的安全和地下水水質的安全。地表水的水質主要是指河流水質、湖泊水質、水庫水質、灌渠引水水質以及與人類關系最為密切的飲用水水質。水質安全屬于水資源安全中的第一個層次，也是最為重要的一個層次。由于污染造成的缺水屬于水質型缺水。上世紀70年代末，尤其是改革開放以來，工農業(yè)和城市迅速發(fā)展，經濟持續(xù)高速增長造成水質的質量明顯下降。粗放的、外延性的經濟增長方式是以犧牲生態(tài)環(huán)境和大量消耗資源為代價的，是造成中國水質安全問題的主要因素。汪恕誠部長曾指出:“我國的水污染問題十分嚴重，其造成的嚴重后果不亞于洪災和旱災?！保?）水量的安全水量的安全主要是指基于供求關系和生態(tài)需求的水量安全。供求關系的水量安全要求水供給能力略大于水需求能力，而當水供給遠遠超過水需求時，就會形成洪澇災害，這時強調人類要有抵御洪澇災害的能力。水資源安全的基本度量是水資源承載力，如果一個地區(qū)的經濟發(fā)展需水量超過這個基本度量，我們也認為是不安全的，這時就要尋找新水源或采取區(qū)外調水措施。水資源生態(tài)安全指生態(tài)系統(tǒng)的最低需水應該得到保證，人類不能擠占過多生態(tài)用水而使生態(tài)系統(tǒng)崩潰。因此人類必須樹立水資源可持續(xù)利用的概念，即水的利用量不能超過水的再生補充量。水資源量安全分為自然型和人為型的水安全。近百年來，全球變暖，氣候異常，導致了中國極端降水量增加，形成洪澇災害；而局部地區(qū)降水量減少又形成了自然資源型缺水；與此同時，水資源需求量的增加和盲目掠奪式的開發(fā)，進一步加劇了水量的安全問題，又形成了人為型的缺水。2岷江流域水資源安全問題2.1水量變化近年來，岷江流域水的洪、澇、旱、風雹等時有發(fā)生。近年春旱造成毀種面積多在5-7%，嚴重時達10%以上，20世紀70-80年代洪災發(fā)生頻繁，山地災害嚴重，泥石流、塌方、滑坡在汶、理、茂三縣河谷地帶達近百處。不但造成不可估計的經濟損失，而且威脅著當?shù)厝嗣竦纳敭a。進入20世紀90年代岷江流量明顯減少，30年代岷江年徑流流量為163.1億m3，到70年代下降為140.8億m3，岷江上游50年代的1月份平均流量為82.8m3/s，到80年代僅76.4m3/s，7月份平均流量卻由436m3/s上升為524m3/s，80年代年平均洪峰流量2867m3/s，最大洪峰7700m3/s，平均最小枯流量129m3/s，洪枯流量變化幅平均21倍，最高達96倍。同時，地下水資源量減少。以成都市為例，隨著降水量減少和岷江上游來水量減少，成都市區(qū)的地下水位明顯降低。成都市區(qū)地層大多為第四紀松散沉積物砂卵石層，地下水豐富，埋藏淺。70年代以前，市區(qū)地下水位普遍在1-3m左右，普通民宅院內均有水井，水位不超過2-3m。目前地下水位普遍降至10-20m。70年代以前，成都平原有大面積的“下濕田”，即地下水位高，田內積水不易排干，影響小麥種植，大春也有濕害的一種低產田。70年代末土壤普查時成都市有“下濕田”5.3多萬hm2。近年由于地下水位降低和開展“下濕田”改造工程，1984年低產田調查時只有2.4萬hm2。2.2水質變化水資源環(huán)境是水資源得以涵養(yǎng)、蓄積的空間。隨著人口的增長并向城市的聚集，經濟的發(fā)展和生活水平的提高，用水量不斷增加的同時污水排放量也在增長，更加劇了水資源供需矛盾，造成水質不斷惡化，也造成了水生態(tài)系統(tǒng)的破壞。岷江水質污染主要來自三方面：一是城市生活污水及部分生活垃圾。岷江流域人口平均密度為850人/km2，成都市人口平均密度達2050人/km2，岷江江中上游及樂山段的非農業(yè)人口約370萬人，每年排放生活污水約2.16億t，除成都市已建三瓦窯城市污水處理廠外(日處理10萬t)，其余城鎮(zhèn)生活污水直接排入河中；城鎮(zhèn)生活垃圾年產量達134萬多t，大多數(shù)無處理設施，很多堆于江邊，借洪水沖走造成水體污染。二是廠礦企業(yè)生產廢水污染。岷江流域布局的廠礦企業(yè)多數(shù)為重污染型，主要有造紙、制革、醫(yī)藥、化肥化工、機械、食品、電子等行業(yè)，重點污染企業(yè)86家，其中造紙廠38家，年排工業(yè)廢水798805萬t，主要污染物SS、COD、BOD5、石油類、氨氮、Cr6+等年排量301482t，加上鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染物排放致使一些江段污染更為突出。三是農田徑流污染。岷江干流為我省主要產糧地區(qū)，每年施用大量化肥、農藥確保農業(yè)豐收。據統(tǒng)計沿岷江干流有耕地61萬多hm2，每年施用化肥量25.9萬t、農藥4856.58t，化肥農藥除作用于農作物外，大量化肥、農藥隨農田徑流入水體，影響河流水質。分析岷江高場站1996年~2000年的綜合污染指數(shù)（見圖1），可以看出，綜合污染指數(shù)由1996年的0.21增加為2000年的0.34，水質級別由“較清潔”變?yōu)椤拜p污染”。水質發(fā)生了惡化。圖1岷江高場站的水質指標的綜合污染指數(shù)2.3生態(tài)環(huán)境變化森林有巨大的涵養(yǎng)水源、調節(jié)徑流的作用。以岷江上游為例，岷江上游600年前約有森林120萬hm2，覆蓋率50%左右。1950年森林面積約74萬hm2，覆蓋率30%。建國后30余年的大規(guī)模采伐，到80年代森林面積降至46.7萬hm2，覆蓋率降至18.8%，森林蓄積量也低于1.05億m3。近30余年森林覆蓋率和蓄積量減少了36.9%和47.5%。由于河谷森林破壞嚴重，干旱河谷擴展十分明顯。據調查，岷江河谷近年形成長300km(占干流總長度的88%)，寬2-4km，海拔1020-2800m的干旱河谷帶，總面積達4700km2，約占岷江上游總面積的20.8%。在干旱河谷中已有30%的面積向荒漠化演變，其規(guī)模達到1400km2以上。氣候條件在進一步惡化，年均風速近年已增到4-4.4m/s，蒸發(fā)量大于降水量3倍多，森林植被逆向演變，河谷朝著半荒漠發(fā)展。鄰近草原地區(qū)沙漠化現(xiàn)象發(fā)展迅速，近20年沙漠面積增長5倍多，并進一步惡化。3適應對策和建議上述事實證明，隨著人類活動和社會經濟發(fā)展的影響，岷江流域水資源安全及其生態(tài)環(huán)境受到威脅，表現(xiàn)為：水文狀況惡化；水污染加??；生態(tài)環(huán)境惡化。針對這些變化，要保障流域水資源安全及其生態(tài)環(huán)境有必要采取下列對策：3.1樹立可持續(xù)利用的觀念在水資源開發(fā)和利用上，要從工程水利向資源水利，傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉變，以水資源的可持續(xù)利用保障經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。從可持續(xù)發(fā)展的角度來理解水資源的可持續(xù)利用，即是既滿足當代人對水的需求，又不對后代人滿足其需求能力構成危害;特定區(qū)域的需要不危害和削弱其他區(qū)域滿足其需求的能力；從人與自然的關系上考慮，要求人與自然和諧共處，以人為本。水資源開采量以保證區(qū)域生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定為前提，以科技發(fā)展為動力，取水應最經濟，用水效益應是高效的和合理的，水資源的開發(fā)和利用應不損害后代和鄰區(qū)利用，3.2以水資源的承載能力為前提，推進水利和經濟的協(xié)調發(fā)展按照水資源的承載能力，推進水利和經濟的協(xié)調發(fā)展，在一定的流域或區(qū)域內，應該根據當?shù)噩F(xiàn)在有多少水，將來可能有多少水來綜合考慮，確定適當?shù)慕洕鐣l(fā)展結構和規(guī)模，以維系良好的生態(tài)系統(tǒng)。只有經濟社會發(fā)展和水資源承載能力相協(xié)調，才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。3.3防治水污染，建立水資源保護區(qū)要采取綜合措施，做好污染治理和生態(tài)保護工作。一方面加強水污染的防治，要遵循“誰造成污染，誰承擔責任”的原則，加大水污染防治的執(zhí)法和監(jiān)督工作的力度，依法嚴格控制污水排放，減少污染源。另一方面，建立水資源保護區(qū)，有效地保護水資源的水量和水質。建立流域統(tǒng)一管理機構。設立岷江上游保護基金，用于發(fā)展林業(yè)、保持水土、治理污染和山地災害以及干旱河谷地帶綜合治理。4.

展望長期以來，人類活動和社會經濟發(fā)展與水資源及生態(tài)環(huán)境之間總是存在不可避免的沖突和矛盾。從宏觀的戰(zhàn)略方面，可持續(xù)發(fā)展的理念為解決這對矛盾提供了準則。生態(tài)經濟學的價值觀為構建有利于流域環(huán)境的經濟發(fā)展，提供了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展模式的可能。為了提出有效的環(huán)境保護和修復對策，希望在水循環(huán)基礎研究，水生態(tài)環(huán)境演變及社會經濟用水研究，和綜合集成模擬、調控與修復對策研究三個層面上進行研究，研究應側重以下幾點：（1）岷江流域徑流變化及環(huán)境影響的水循環(huán)機理研究（2）岷江流域現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的形成過程與演變機理研究（3）岷江流域用水規(guī)律研究和生態(tài)變化的安全閾值與修復目標研究（4）水-生態(tài)-社會經濟復合系統(tǒng)綜合集成研究參考文獻：岷江上游生態(tài)環(huán)境治理對策探討夏軍.華北地