城市生活用水日益增加,但节约用水尚未深入人心,洗涤用水、厕所用水、洗车用水不加节制,供水管网滴漏等也浪费了不少宝贵的水资源。
水污染严重我国水资源利用中的主要问题不仅在于水资源的缺乏,更严重的是由于水质污染严重和水资源过度开发造成的水环境退化,主要表现为水质恶化、地下水位下降、河湖干涸、湿地消失。我国水污染状况十分严重,已从河流蔓延到近海水域,从地表水延伸到地下水。北方缺水且污染严重,南方不少地区不缺水,但缺少干净的水。我国七大江河水系,松花江、辽河、黄河、长江、珠江、淮河、海河都已受到污染,有的还相当严重,其中Ⅲ类以下直至劣Ⅴ类水已占相当部分。海河、西北黄河、辽河、淮河四大流域的排污程度都远远超出了全国平均水平。海河的排污强度为全国的7.67倍,西北黄河是全国的2.75倍。而这个严重污染着的黄淮海地区承载着全国39.4％的耕地。水质的污染使得可利用水资源大幅度减少,加剧了这些地区水资源的供需矛盾。2002年水利部采用国家《地表水环境质量标准》(GB38382002),对全国河流、湖泊、水库的水质状况进行了评价,评价结果显示,在12.3万千米评价河长中,Ⅰ类水河长占5.6％,Ⅱ类水河长占33.1％,Ⅲ类水河长占26.0％,Ⅳ类水河长占12.2％,Ⅴ类水河长占5.6％,劣Ⅴ类水长占17.5％。全国符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的61.7％。在评价的24个湖泊中,6个湖泊水质符合或优于Ⅲ类水,6个湖泊部分水体受到污染,12个湖泊水体污染严重。由于工农业生产发展,城市扩充,人口增加,污水处理率低,处理达标率低,而广大农村和小城镇地区对废水和生活垃圾不经处理,直接倾泻,致使江河水源和地下水遭受严重污染,造成“水质性”缺水。我国70％的水体被污染,40％的水已丧失了正常功能。严重的水污染进一步加重了我国水资源的缺乏,制约了我国社会和经济的可持续发展。
地表水遭到污染后,污染物会向地层深处逐步渗透,目前中国约1/2的城市市区地下水污染严重,并已扩展到农村。在整个淮河流域,50米以内的80％浅层地下水都已经变成Ⅴ类水质,丧失了水功能,50—300米的中层地下水,也已出现局部污染。
中国水资源危机产生的深层原因,是在工业化、城市化的快速进程中人们的涉水行为和观念出了问题。正如世界自然保护联盟水资源项目主任吉尔·博格坎普说的:“目前世界最大的水危机其实不是水资源的危机,而是水管理和水利用的危机。”一些先进国家并不缺乏节水、护水、用水的先进技术、先进经验与先进模式,但在中国却不能广泛有效地推广采用。当前,改变我们经济的发展方式,改变人们的生活方式、消费方式,改变人们的涉水行为与观念,加强水管理和水利用是实现水资源安全的根本保障。
黄河断流
黄河发源于巴颜喀拉山北麓,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东九个省区,在山东省的垦利县注入渤海,全长5464千米,流域面积75.24万平方千米。主要支流有洮河、湟水、清水河、无定河、延河、汾河、泾河、洛河、渭河、伊洛河、沁河、大汶河等,流域内约有耕地1193万公顷,1亿多人口。黄河从河源到内蒙古托克托县的河口镇为上游,流域面积约占全流域的51％。河道长3472千米,上游河段峡谷多,水量大,水力资源丰富。河口镇至河南省郑州附近的桃花峪为中游,干流长1224千米,流经黄土高原。由于黄土高原土层深厚,土质疏松,地形破碎,多暴雨,水土流失极为严重,是黄河泥沙的主要来源地。桃花峪至入海口为下游,河道长768千米,下游水流平缓,泥沙淤积严重,河道摆动频繁,堤内滩面一般高出堤外地面3—5米,有的甚至高出10米以上,成为举世闻名的“地上河”。黄河多年平均径流量为580亿立方米，居全国七大江河的第四位(小于长江、珠江、松花江),其分配为龙羊峡以上202.8亿立方米,河口镇以上312.6亿立方米,花园口以上559.2亿立方米。
据黄河1919年以来水文观测资料统计,黄河下游在1972年以前,除1938年在花园口扒口改道和1960年6月由于花园口枢纽大坝截流及1960年12月由于三门峡枢纽关闸蓄水造成黄河下游断流外,没有出现过自然断流现象。黄河自然断流始于1972年,至1999年,黄河有22年出现断流。从历年断流时间、次数及断流河长来看,20世纪90年代断流较70、80年代更为严重,具有断流历时长、出现时间早、恢复过流时间晚、断流河段长等特点。断流严重的1997年,山东利津水文站全年断流13次,累计226天,330天无水入海。断流起点曾溯延到开封柳园口附近,全长达704千米,占黄河下游(花园口以下)河道长度的80％以上。不仅如此,黄河中游各主要支流也相继出现断流,更为严重的是黄河源头部分河段,1996年和1998年已多次出现前所未有的断流荒。黄河源头段的首次断流出现在1997年1月,地点在玛多县城西约40千米的黄河第一桥附近,断流3个月。1998年10月20日,扎陵湖与鄂陵湖之间的黄河河道出现断流,有8千米长的河床干涸见底,直到1999年6月3日才恢复过流,断流时间长达8个多月。两湖之间黄河干流出现断流,在历史上还是首次。黄河源头玛多水文站流量已从原来的30立方米/秒—40立方米/秒,减少到目前的10立方米/秒。
黄河断流长期发展的态势极为严峻,意味着整个黄河流域生态环境正在继续恶化,造成下游土地荒漠化、生物多样性丧失,正威胁着经济的发展和民众的生存。以黄河为主要水源的下游沿黄地区因连年断流缺水,致使灌区农田不能及时播种、浇灌,农业减产,河口地区部分年份绝产,直接经济损失巨大。黄河断流给以黄河为主要水源的城镇工业和油田开发造成很大损失,已直接影响到两岸城乡生活用水和工农业生产。1995年,由于断流持续时间较长,下游沿黄城乡出现了空前的供水危机,滨州市工业供水从6月12日起全部停止,大部分工厂企业处于停产、半停产状态,一些大企业只得临时打深井维持生产,居民生活用水较正常压缩一半以上。德州市日供水量由12万吨压缩到5万吨,工业生产缺水2000万立方米,有139家工厂因缺水减产、停产,损失工业产值约6亿元。因大量缺水,工业生产过量开采地下水,德州市地面出现沉陷现象,造成部分建筑物出现裂缝,且呈逐步加剧的趋势。黄河虽然断流,但污水的排放并未停止。环境容量减少,加重了黄河水污染和水环境恶化。据统计,20世纪70年代后期,排入黄河的污水为18.5亿吨/年,80年代初增至21.7亿吨/年,进入90年代,猛增到32.6亿吨/年,90年代末已达46.8亿吨/年,占到其天然径流量的10％左右。1995年6月下旬,由于违章排污,致使山东济南河段发生了严重的污染事故,污染河道长达25千米,河面上飘浮着大面积白沫及各种死鱼,沿河两岸臭气熏天。经采样化验,污水中含有大量的有毒有害物质:如耗氧有机物、氰化物、挥发酚、悬浮物等,其含量超过国家排放标准数十倍。由于断流使淤积在下游河道内的泥沙数量增加,泥沙主要位置由滩地转向主河槽,一旦发生特大洪水,黄河决口改道将不是危言耸听。黄河河口生物资源之所以丰富,主要源于黄河陆源性生物营养物质的大量进入,黄河断流及水量减少一方面造成渤海湾陆源性物质输入量的减少,使渤海水域将失去重要的饵料来源,另一方面也增加了近海水域的氯度,严重影响海洋生物的生殖繁衍,危及渤海生态系统的平衡。此外,河口地区因黄河断流而自净能力降低,从而造成渤海水域的污染加重。黄河断流将使这一地区的淡水资源和与其相伴随的土壤(泥沙)资源、各类营养物质的补给断绝,在海水入侵、土壤盐碱化、沙化等作用下,生态环境将迅速恶化,从而造成生态系统、生物种群和遗传基因多样性的丧失。
黄河断流的原因有自然因素,也有人为因素,但以人为因素为主。
1.水资源贫乏,时空分布不均匀。黄河流域地处我国西北、华北干旱半干旱地区,水资源总量(含地下水)仅占全国2.6％,是长江流域的7.7％。按人均水量计,黄河流域每人每年占有水量约716立方米,仅为全国人均占有量的29％,为长江流域的28.6％。年均降雨量只有436毫米,是全国平均值的71％,仅是长江流域年平均值的约43％,黄河径流主要来源于降雨,这就决定了黄河水资源的先天不足。同时水资源时空分布不均匀,黄河水资源地区分布不均,兰州以上多年平均天然年径流量占全河的56％,是黄河水量最大的地区;中游河口镇到花园口区间,年均天然径流量占全河的41％,花园口以下年均径流量仅占3％左右。从时间分配来看,黄河年内径流比较集中,年际变化大,丰、枯期水量悬殊,变化幅度可达5—6倍。来水又特别集中,其中汛期四个月的来水量约占全年的60％以上,而非汛期的八个月占来水量不足40％。而且上游来水时间又与灌溉用水季节有矛盾,即汛期来水多,用水少,而非汛期来水少,却用水多,特别是3—6月份的灌溉用水高峰期,也正是黄河来水的最少季节,供需矛盾突出。
2.近年降水量偏小。分析1950—1995年黄河流域的降水资料,花园口以上各地区、各年代,除兰州以上地区上世纪70、80年代降水较70年代以前的年均降水量偏多3.5％、2.8％外,其他地区70年代以后的降水量都比70年代以前减少。花园口以上流域1970年以后年均降水较1970年以前年均降水量减少6.5％,其中1990—1995年减少14.5％。3—5月是黄河流域农作物生长的关键时期,但70年代以后3—5月降水较70年代以前减少10％。统计1950年以来3—5月降水低于多年平均值的年份有31年,占统计年份的67％,其中1970年以前有14年,占统计年份的30％,1970年以后有17年,占统计年份的37％。
花园口以下沿黄灌区上世纪70年代以后年均降水量比70年代以前减少10.6％,其中1990—1995年比70年代以前减少8％。而70年代以后3—5月降水较70年代以前减少13％。70年代以来流域大部分地区降水量偏少,特别是1990年以后,降水偏少更多,相应径流随之减少。
3.用水量急剧增加。黄河供水地区耗水量由上世纪50年代的年均122亿立方米增加到90年代年均300亿立方米,其中农业灌溉占全部耗水量的92％。在天然径流没有明显变化甚至减少的情况下,入海水量逐年减少。河流入海水量减少,意味着河流流量减少,以致在某些时段及河段出现断流。像黄河这样的多泥沙河流,流量减少首要的影响是导致河流输沙能力成倍下降,其带来的潜在危险,远远超过断流现象的影响。流量减少,输沙能力锐减,泥沙淤积加重,使河道排洪能力下降。其次,入海流量减少,对水质污染及生态环境的影响,是不容忽视的。随着两岸生产发展、人口增加,排入黄河的污水有增无减。据初步统计,每年近50亿吨。由于河流流量减小,难以稀释入河污水,水质变坏是无法避免的。
引黄用水增加,上世纪50年代,工农业年均引黄水量是128亿立方米,到90年代增加到298亿立方米,后者是前者的2.3倍,其中下游工农业引水量增长速度比上、中游更快,90年代比50年代增加了4倍。引黄用水最多的是1989年,全河高达334亿立方米,接近黄河可利用径流量(340—380亿立方米),该年下游的引水量是145亿立方米,大大超过了黄河分水方案中下游的用水指标(124亿立方米/年)。人为活动的影响,特别是农业灌溉用水的大幅度增加,使得下游径流量锐减,以利津站年均入海径流量为例:上世纪50年代492亿立方米;60年代是509亿立方米;70年代是311亿立方米;80年代是287亿立方米;1990—1995年为159亿立方米,黄河径流锐减,沿黄地区工农业大发展和人口的增加,使黄河可供水量满足不了日益增加的需水量,这是造成黄河断流的又一重要原因。
4.上游流量减少。黄河96％的河川径流来自上中游,由于水土流失加剧而导致的草原严重退化、土地荒漠化不断发展,以及降水减少和水源涵养能力下降等生态问题,使出境水量大幅度减少,同时也加剧了径流时空分布的不均衡,枯水期径流的补给量明显不足。有关水文资料表明,1956—1989年,黄河上游多年平均流量为677立方米/秒,而1990—1996年的7年间平均流量下降为527立方米/秒,减少22.1％。
5.用水浪费严重。渠系工程不配套,管理粗放,水量浪费严重。多年来,节水意识十分淡薄,浪费水的现象极为严重,黄河流域农业引黄灌溉多是大水漫灌,严重的一亩地要用水1000立方米,耗水定额高出同样气候条件下先进灌溉定额的50％—100％。由于技术水平低,引黄工业用水重复利用率仅在40％左右,万元产值平均用水量高出全国平均水平1倍多,高出节水先进国家6倍以上。黄河流域农业生产的发展基本上还靠扩大灌溉面积,增加引黄水量。上游灌区单位面积耗水量最大,灌溉面积仅占全流域27％,但耗水量占全流域灌溉耗水的44％。全流域工业废水处理率尚不足21％,用水量增长又加大了污水排放量,水资源的可利用量相对减少,加剧了水资源短缺。
6.水库调节能力低,管理调度不统一。目前,黄河干流已建成龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、三盛公、天桥、三门峡等8座枢纽工程,调节库容约300亿立方米,这些工程的运用为黄河治理和水资源的开发利用提供了重要的物质基础。但这些枢纽工程中仅有龙羊峡、刘家峡、三门峡3座水库有调节能力,其他水库调节能力很小。有调节能力的3座水库主要集中在上游河段,中、下游仅有三门峡水库,由于泥沙淤积严重,该水库汛期只能低水头运用,水库灌溉库容仅有14亿立方米,很难满足下游用水要求。
1972年以来,黄河每年入海水量平均290亿立方米,其中非汛期入海水量为105亿立方米。1987年枯水年份(花园口实测径流量为228亿立方米)入海年水量还有108亿立方米,其中非汛期入海57亿立方米。一方面是下游严重缺水,一方面是大量的黄河水排入大海,出现了黄河断流与弃水并存的局面。这突出反映了黄河现有水库调节能力低,致使大量水资源流失,得不到充分利用。如果提高了水库的调节能力,并使下游河道逐年淤积抬高的严重局面得到缓解,就能够把汛期多余的水调节到非汛期,特别是调节到农灌用水高峰的3—6月份,不仅可以缓解下游水资源供需矛盾,而且还可以在一定程度上控制黄河断流。
7.管理落后。黄河水资源管理调度不统一,多头管水,也是造成下游水资源紧缺的原因之一。黄河干流已建成的8座枢纽工程,分属于不同部门管理,各自按照自定的运行方式进行调度。工程的配套维护、河道的观测治理、水库管理、水情预报、水污染的防治、水土保持,缺乏统一的管理机制和有效的监控,不能对引水量实行科学统一的调度,没有一个统一的权力机构指挥用水,遇到枯水年或季节,很容易出现上、中、下游争水的局面,使供水矛盾更加突出。
林培英,杨国栋,潘淑敏：环境问题案例教程