第1章 世界水资源和海水淡化
1.1 水资源概况
1.1.1 世界水资源概况
水是生命的摇篮,是人类赖以生存和生产不可缺少的基本物质,是地球上不可替代的宝贵的基础自然资源,是生态环境的控制性要素之一,同时也是战略性的经济资源,是一个国家综合国力的有机组成部分。水资源匮乏正日益影响全球的经济发展与生态环境,甚至可能导致国家和地区间的冲突。联合国有关机构指出“水将成为世界最严重的资源问题”,“缺水问题将严重制约下世纪经济和社会发展并可能导致国家间的冲突”,“供水不足将成为一个深刻的社会危机,世界上在石油危机之后的下一危机便是水的危机”。缺水问题是一个世界性问题。
全球的水总储量为13.86亿立方千米,其中96.5%为海水,其他分布在陆地、大气和生物体中,约为2.53%,其中固体冰川约占淡水总储量的68.69%,主要分布在两极和冰川地区,另有雪盖、液体形式的淡水水体,绝大部分是750m深度以下的难利用的深层地下水,而可取用的河水、湖水及浅层地下水等仅占0.2%左右,这里还包括相当大一部分的苦咸水,这部分苦咸水只占全球总储水量的十万分之七。按地区分布,巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%;约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足,其中26个国家约3亿人极度缺水;更可怕的是,预计到2025年,世界上将会有30亿人面临缺水,40个国家和地区淡水严重不足。表1-1所示为全球的水储量。
表1-1 全球水储量[1]
1.1.2 我国水资源概况和用水紧张状况
我国水资源总量为2.8万亿立方米,其中地表水2.7万亿立方米,地下水0.83万亿立方米,由于地表水与地下水相互转换、互为补给,扣除两者重复计算量0.73万亿立方米,与河川径流不重复的地下水资源量约为0.1万亿立方米。虽总量仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚,居世界第6位,但人均水资源量2220m3只是世界人均水资源量的四分之一,每亩耕地水量也只有世界平均值的三分之二,在世界上153个国家和地区的统计中,排名121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。按照国际公认的标准,人均水资源量低于3000m3为轻度缺水,人均水资源量低于2000m3为中度缺水,人均水资源量低于1000m3为重度缺水,人均水资源量低于500m3为极度缺水。我国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线,有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500m3,为极度缺水地区。中国水资源的时空分布很不均匀,就空间分布来说,长江流域及其以南地区,水资源约占全国水资源总量的80%,但耕地面积只为全国的36%左右,黄河、淮河、海河流域,水资源只有全国的8%,而耕地则占全国的40%;从时间分配来看,我国大部分地区冬春少雨,夏秋雨量充沛,降水量大都集中在5~9月,占全年雨量的70%以上,且多暴雨,黄河和松花江等河流,近70年来还出现连续11~13年的枯水年和7~9年的丰水年。表1-2给出了我国分区多年平均年降水量及水资源量。由于我国处于东亚季风区,水量(降水和径流)年内和年际变化大,全国各地几乎每年都有旱灾发生,黄海平原最甚;全国约有670个城市,400多个城市存在着不同程度的缺水现象,其中严重缺水的有110多个,尤其是北方地区,几乎所有城市都严重缺水,如大连、天津、烟台、青岛人均水资源占有量都在200m3左右;全国大于500m2的岛屿有6500多个,其中绝大部分属严重缺水。天津、宁夏、上海、北京、河北、山东、河南、陕西、江苏、辽宁等10个省级行政区人均水资源量低于1000m3,大多数需调水才能解决问题。中国用全球7%的水资源养活了占全球21%的人口,据有关部门预测,中国缺水的高峰将在2030年出现,因为那时人口将达到16亿,届时人均水资源量仅有1750m3,在充分考虑节水情况下,预计用水总量为7000亿~8000亿m3,要求供水能力比现在增长1300亿~2300亿立方米,全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限,水资源开发难度极大,如果不采取有效措施,届时因缺水造成的损失将更加巨大。表1-3和表1-4分别表明全国用水增长情况和2030年全国各流域片供需分析预测。
表1-2 全国分区多年平均年降水量及水资源量(1956—1979年)[1]
表1-3 全国用水增长情况[3,4]
表1-4 2030年全国各流域片供需分析预测[3]
面对着日益严重的缺水形势,中央和地方政府近年来加大投资力度,采取了一系列有效措施,如兴建大型蓄水工程、有计划实施跨流域调水工程、加大节约用水和废水回用的力度等,使淡水紧缺形势得到一定程度缓解。如1983年竣工的“引滦入津”工程,通过三次加压将滦河水引入天津,极大地缓解了天津市的工业生产和生活用水紧缺;大连市完成的引碧入连工程,将碧流河水引入大连,缓解了大连市的用水紧张;山东青岛的“引黄济青”工程,为青岛市的经济发展和生活水平提高提供了保障。以上措施的采取,使我国的沿海城市和地区的供水状况得到较大改善,但是,由于我国沿海经济的快速发展以及人民生活水平的较大提高,部分沿海城市的供水仍然不能满足发展需求,环渤海地区大部分城市缺水严重,尤其是海岛的缺水也非常严重。如2000年的干旱对我国北方沿海城市造成的冲击是空前的,山东的烟台、威海、青岛地区的用水出现明显不足,不得不采取各种节水方式和限制措施。
全国城市供水30%靠地下水,北方城市达59%,水质普遍恶化,特别是北方有90%以上城市的地下水超采和受到不同程度的污染;沿海地区,地下水超采引起海水入侵,土地盐碱化。另外北方和西北地区地下水中相当大部分为苦咸水。
特别是近年来,城市人口剧增,生态环境恶化,工农业用水技术落后,浪费严重,水源污染,更使原本贫乏的水“雪上加霜”,而成为严重制约国家经济建设和社会发展的瓶颈之一。