从供水管理到需水管理

更新时间:2011-11-29 14:56:19 | fx_3fe0e1ba

 图1 北京市年用水量变化图


 图2 中国年用水总量变化图


 图3 北京市稻田面积年变化图
 


对需水管理的认识
 
2000年,中国工程院在关于我国水资源问题的战略研究中,提出“以需水管理为基础的水资源供需平衡战略”,即“对水资源的供需平衡,要从过去的以需定供转变为:在加强需水管理、提高用水效率的基础上,保证供水。”水利部两届领导都肯定了这个建议,提出建设节水型社会的目标,做了很多工作,取得了一定成绩,有些地方的成绩很突出。但是,从总体上说,与世界上一些水资源管理先进的国家相比,与我国经济快速发展的成绩相比,我国的用水效率和防治水质污染,仍处于相对落后的状态。其根本原因,是我国水利界在需水管理方面,从理论到实践,与世界一些先进国家还有相当差距,许多地方在规划的指导思想上,还停留在传统的供水管理阶段。
 
人类社会的水利工作,一般都从供水管理起步。水利工作的产生和发展,主要是为了满足人类社会对水的需求:通过打井、开渠、筑堰、修建水库以至跨流域调水等各种工程措施,开发和利用地表和地下水资源,供应社会经济各方面对水的需求。我们过去在学校里学习的,主要是这方面的知识。从某种意义上,过去的水利工作主要是供水工作,我们只研究如何供水,很少研究如何合理用水。直到一些地方水的供需发生矛盾,才开始研究对需水的管理。
 
在国际上,率先研究需水管理的,可能是以色列。二战以后,以色列在筹备建国时,经过多方比较,最后选定了现在的地点,即西亚耶路撒冷以西的沿海地区,这个方案的最大问题是水源不足。因此,他们把解决水的供需矛盾,作为建国的首要条件。在全面开发和控制水资源的基础上,他们以实现用水的最大效率和效益为目标,进行严格的需水管理。例如,在立国之始,他们就制定了一个重大国策:自己不生产耗水量最大的粮食,而以出口耗水少、产值高的水果、花卉、蔬菜、棉花换取粮食。他们根据单位水应当产生的最大效益分配水的使用权。从1948年到2003年,在以色列这样一个地处干旱和半干旱区的国家,人口从65万增长到680万,人均gdp从300美元增长到15000美元,但人均淡水用量仍维持在300立方米左右。这是从传统的供水管理向需水管理转变的世界典范。
 
到上世纪70年代,一些水资源相对丰富的国家也开始转向需水管理。美国水资源总量29702亿立方米,人均水资源量近1万立方米。美国国家水资源委员会在1968年的报告中,预测2000年、2020年全国总取水量将在1965年的3725亿立方米的基础上分别增长200%和407%,达到11116亿立方米和18900亿立方米。但到1975年,他们意识到如此高的用水量将无法实现水资源的可持续利用,于是作出第二次评价,综合考虑了水污染、水资源量等多种因素,决定大力加强需水管理,预测2000年的总取水量为4572亿立方米,较1975年的实际用水量5010亿立方米还有所减少。实践证明,这个预测是符合实际的。
 
加拿大水资源总量31220亿立方米,人均水资源量达10万立方米,但是他们在上世纪80年代也提出了需水管理的问题。在加拿大内陆水资源理事会水利规划和管理分部1990年发表的《加拿大的需水管理:技术发展水平回顾》中指出,加拿大的水管理者所以要对传统的供水管理重新思考,研究采用需水管理,并不是因为他们缺水,而是因为水资源开发成本不断增长,水污染以及人们对环境问题的日益关注,需水管理的目的是使社会经济取得最大的综合效益。
 
我国人均水资源量约2100立方米,大大低于美国和加拿大,但我们直到2000年才开始提出需水管理的问题。我们对需水管理的认识大大落后于实际需要,可以说是在实践的教育下,才一步一步地逐渐认识。
 
我们对需水管理认识的落后,首先表现在对需水预测的失误。从上世纪80年代以来,由于对需水量的预测普遍偏高,造成对供水规划和供水工程在不同程度上的误导。对于全国的用水需求量:80年代初,水利部门曾预测2000年为7096亿立方米;实际2000年全国的用水量为5497.6亿立方米。
 
分区预测,以山西为例:“七五”期间,当时山西省的缺水现象确实非常严重,水利部门据此曾多次预测:1990年的需水量为72亿~76亿立方米,2000年为90亿~100亿立方米,而实际1990年和2000年的用水量分别为54亿立方米和56.36亿立方米。由于对需水量的过高预测,造成万家寨引黄工程建成后运营的被动。
 
北京市1990年以来水资源的供求规划,预测2000年的总需水量为45.51亿立方米,实际2000年的用水总量为40.4亿立方米;2010年的预测用水量为54.35亿立方米,实际到2007年的用水量已降为34.8亿立方米(见图1)。在此期间,北京市的社会经济得到迅速发展,万元gdp用水量2007年为49立方米,居全国前列(以色列为21立方米)。
 
中国工程院2000年的报告,虽然已认识到预测偏高的问题,但限于当时的认识水平,预测2010年和2030年全国需水总量分别为6300亿~6600亿立方米和7000亿~8000亿立方米,现在看来,也是明显偏高的。
 
由于需水预测大大偏离实际,使我们的水资源规划失去对需水管理的指导作用,甚至带来一些负面影响。
 
认识上的误区
 
1.误以为随着经济发展,用水量必然不断增加。
 
实际上,随着生产力的发展和科技水平的提高,农业社会向工业社会转变,经济结构中二、三产业的比重相应提升,农业从粗放型转向现代化,以及相应文明水平的提高、环保意识的增强、循环经济的发展,许多发达国家的用水总量已从快速增长转为微增长、零增长以至负增长。就我们中国的情况来看,自1997年以来,也已进入微增长时期(见图2)。
 
2.误以为发展工业必然大量增加用水。
 
实际上,工业用水和农业用水的性质不同。农业用水是维持植物生命的蒸腾用水和作物棵间土壤的蒸发用水,它需要的水量大,而且绝大部分耗散于空中,不直接回归到地表或地下径流。工业用水大量的是冷却用水、锅炉用水、输送废渣用水以及少量的化学反应用水,需水量相对很小,而且耗水率很低,可以重复利用,关键是要处理污染。美国在1965年第一次水资源评价时,对制造业的用水量预测为13.210亿立方米/日,第二次评价为12.714亿立方米/日,相差不多;但取水量第一次为3.028亿立方米/日,而第二次只需0.744亿立方米/日,因为水的重复利用率由54.3%增至94.1%。他们认为,提高水的重复利用率,虽然要付出相当代价,但可以减少取水量,而且有利于控制水污染,特别是控制废水中的有毒污染物,因此是经济合理的。
 
3.误以为节水和防污是两件互不相关的事。
 
实际上,节水是防污的前提。工业和生活用水的70%以上,都转为污水排放。用水量增加,防治污染的任务也随之加重。因此,防治水质污染,必须从污染的末端治理转向以污染的源头治理为主,即大力节水并大力提高重复用水率。
 
4.误以为城市化必然要大量增加城市用水。
 
实际上,城市用水除少量的生活饮用水外,其他如绿化、美化、环卫等用水都可以通过对污水的再生利用来解决,有些工业用水也可以用再生水替代。城建部门确定城市用水的方针是:节水优先,治污为本,多渠道开源。城建部门对一些缺水城市的需水预测,都远低于水利部门,实践证明,他们的预测比较符合实际。
 
5.误以为农业节水的内容仅仅是节水灌溉。
 
实际上,节水灌溉只是农业节水中的一个层次。农业节水的第一个层次是农业结构的调整,即农、林、牧业结构的配置如何更适合于它的自然环境。如:牧业需水大大少于农业,在干旱地区农牧业结构如何配置,对农业用水量的影响极大;在半干旱地区,农业的种植业结构如何配置,对农业用水量的影响也很大。北京市近年来农业用水大量减少,其中一个重要原因是决定不种水稻(见图3)。
 
农业节水的第二个层次是农业技术的提高,主要是提高植物本身光合作用的效率。农业节水的第三个层次才是通过节水灌溉,减少灌溉输水中的损失。我们需要研究各个层次的农业节水,不应仅限于节水灌溉。
 
6.误以为保护生态就是种树绿化。
 
保护生态是指保护不同自然环境下的天然生态系统。在一些不长树木的荒漠地区,引用河水或抽取地下水植树种草,都属于营造人工生态系统,并非保护生态。营造人工生态系统所用的水量,实际上来自维持天然生态系统的水量,不可避免地将在不同程度上损害天然的生态系统。在沙漠的某个地区打井抽水,植树绿化,“人进沙退”,不可避免地将降低周边的地下水位,影响周边地区的天然植被,造成那些地区的“沙进人退”。陕西一些地方的群众总结:“人进沙进,人退沙退。”
 
7.误以为水资源配置就是为了满足当地现有经济发展方式的需要。
 
许多地方的水利规划提出,当地的水资源分布不适应当地的经济发展。我们也可换一个方向来思考问题:当地的经济发展方式是否适应当地的水资源分布?
 
2009年2月4日《科学时报》头版头条的醒目标题是:“拯救民勤需要一场产业***”,主要内容是:中央领导十分关注的甘肃省民勤县,地处石羊河下游,是一个严重缺水、生态危机严重的地方,但长期以来,石羊河流域却定位为甘肃省的商品粮基地,多位专家建议,是否可以在统筹甘肃省商品粮供需平衡的前提下,调整甘肃省商品粮基地的布局,重新考虑石羊河流域商品粮基地的定位。他们认为,对民勤县的生态危机和水资源供需矛盾,不应通过调水工程,而应通过调整产业布局来解决问题。
 
这就是供水管理和需水管理的不同思路。
 
我们的差距
 
需水管理的目的是提高用水的效率和效益。世界银行最近提出的《应对中国的缺水报告》指出,在中国这样一个水资源紧缺的国家,水的生产效率却相当低,他们列举了如下数据。
 
“中国水的生产率为$3.60/立方米,低于中等收入国家($4.80/立方米)和高收入国家($35.80/立方米),主要是由于经济结构不同以及用水效率的不同。”
 
“占取水总量65%的农业用水,在各领域中生产率最低,主要由于灌溉系统中水的极度浪费以及水在各类作物间及流域内不同地区间配置不当,仅有45%的农业取水真正用于作物。”
 
“占总取水量24%的工业用水,平均的重复用水率只有40%,而发达国家为75%~85%。”
 
“在中国,水的生产率低的主要原因是:水资源配置系统的低效。对海河流域最近的调研反映,各种用水的经济效益有极大差异:稻田灌溉的产值人民币1元/立方米,菜田12.3元/立方米,制造业21.3元/立方米,服务业33.7元/立方米。在一个极度缺水的地区,存在这样大的效益差距,说明在水资源配置过程中,一直缺乏市场观念。”
 
“中国的缺水由于广泛的污染而更加加重。30多年来,尽管大力控制,但从沿海到内地,从地表水资源到地下水资源,水污染仍日益加重。到2006年,污水排放总量已稳步增至537亿吨。生活污水的排放量自2000年起已超过工业废水排放量,成为最重要的污染源。直到2007年,污水排放的增长趋势才开始扭转,2007年的cod排放比2006年减少了3.14%。但是,水污染的形势仍十分严峻。一个主要指标是:城市污水的某种形式的处理率只有56%,相对的工业污水处理率是92%。”
 
“水污染事故成为严重的威胁,使已经十分脆弱的水环境雪上加霜,污染了下游数百万人民的饮水,并严重威胁公众健康和生活质量。”
 
“由于持续的污染,中国绝大部分水体的水质都下降。2004年,745个监测河段中,28%在ⅴ类以下,仅有32%达到ⅳ~ⅴ类。27个主要的湖泊和水库,48%完全在ⅴ类以下,23%达到ⅳ~ⅴ类,仅有29%达到ⅱ~ⅲ类。”
 
“水质污染加重了缺水。由于水质不达标,将近250亿立方米的水已被排除在用水范围以外,470亿立方米质量不合格的水仍用于工农业和生活,并带来造成危害的代价,还有240亿立方米超采的地下水,造成地下水位的下降。”
 
以上全文译自世行的报告。作为中国的水利工作者,我们深深感到惭愧。相对于在水利工程技术上已处于世界前列,建造了许多令世界赞誉的水资源工程的国家,却在水资源的管理方面处于相对落后的地位,是应当令我们深思的。
 
水利部门的任务
 
中央提出的科学发展观明确指出,为了做到人与自然和谐发展,必须转变发展方式,建设资源节约、环境友好型社会。相应于水利领域,就是建设节水防污型社会,这完全符合水利工作当前的实际情况。
 
我国在近30年经济的快速增长中,水资源的开发也经历了一个高速开发的时期。虽然地区间发展不平衡,但就总体来说,我国的水资源开发已经过度,当前最大的危机是水质污染和不少地方水环境的退化。我们决不可陶醉于我们的成绩,而应十分重视工作中存在的薄弱环节和危机。水利工作必须转变发展方式,进入一个加强水资源管理,全面建设节水防污型社会的新时期。为此,必须以提高用水效率和效益、防治水质污染为目标,从传统的以供水管理为主转向以需水管理为基础,将水利工作提升到一个新的水平。这是水利工作中一个历史性的战略转变,涉及的不仅仅是水利工作中狭义的水资源管理部门,而是包括规划、计划等整个水利工作。我们要自觉地迎接和促进这个转变,取得对水资源管理的真正领导权。
 
世界银行的报告认为,由于中国的水的生产率很低,因此存在着节水的巨大潜力。他们认为,中国与其他国家在水生产率方面的差距主要在用水的结构和用水的效率方面,需要随着全国和各地产业结构的调整和科学技术的进步,改进用水结构和用水效率。解决缺水问题的核心就是通过加强水资源管理来促进这方面的进步。为此他们提出了如下方面的建议:(一)改进对水的管理;(二)深化水权管理并发展水市场;(三)增进水价的效率和公正性;(四)通过生态补偿和市场机制,保护各河流域的生态系统;(五)控制水污染;(六)防止水污染事故。
 
参考世行报告的建议,针对我们当前的情况,提出以下建议。
 
1.各级、各地水利部门必须认真学习体会中央关于转变发展方式的指示精神,必须对水资源管理从供水管理转到以需水管理为基础的战略转变取得明确的共识,并以提高用水效率和效益、防治水质污染,作为考察水利部门工作成绩的重要内容。
 
2.对水利系统的干部,要统筹规划,组织有关需水管理知识的学习和培训,大学和专科的教学也应充实相关内容。
 
3.整个水利工作都应贯彻先节水、后调水,先治污、后通水,先环保、后用水的“三先三后”精神,将水资源投资的重点转向节水、防污和环保。对各地的水利投资,要改变“中央投资用于开源,地方投资用于节水”的做法。
 
4.积极、有步骤地推行水价改革。在西方国家,他们把推行水价改革作为加强需水管理的首要措施。在我国,实践证明,推行水价改革也是促进节水的非常必要和有效的措施。
 
5.认真学习研究国外有关水权问题的理论和实践经验,以及在典型流域和区域推行生态补偿的办法,继续开展试点工作。
 
6.主动配合环保等有关部门,切实加强水污染防治、生态系统保护等工作。
 
中国工程院在2000年中国水资源战略研究的结论中提出,提高用水效率是一场涉及生产力和生产关系的***,水资源战略的核心是提高用水效率,建成节水防污型社会。我们相信,在中央的正确领导下,水利部必将引领中国的水利工作进入一个新的历史时期,创建新的辉煌!

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