杜成旺陳 瑩翟家齊

(1.北京京西發(fā)電有限責(zé)任公司,北京 100041;2.水利部水資源管理中心,北京 100053;3.中國水利水電科學(xué)研究院水資源所,北京 100038)

從人水和諧看我國的節(jié)水研究與實(shí)踐＊

杜成旺1陳 瑩2翟家齊3

(1.北京京西發(fā)電有限責(zé)任公司,北京 100041;2.水利部水資源管理中心,北京 100053;3.中國水利水電科學(xué)研究院水資源所,北京 100038)

大力節(jié)水和建設(shè)節(jié)水型社會是水資源可持續(xù)利用的重要保障。根據(jù)人水和諧的理念,節(jié)水不僅僅是節(jié)約用水量,還包括有關(guān)水資源立法、水價、管理體制等一系列行政管理措施;真實(shí)的節(jié)水是盡量減少不可回收水量,具有相當(dāng)?shù)臐摿?應(yīng)當(dāng)予以重視;節(jié)水與水資源高效利用是不等價的,二者在研究范圍、層次、對象、方法及評價指標(biāo)都是有所區(qū)別的;廣義上的節(jié)水不僅包括節(jié)約用水,也包括涵養(yǎng)水源,二者是對立統(tǒng)一的關(guān)系;節(jié)水并非越多越好,還必須與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)相結(jié)合,否則就會顧此失彼,達(dá)不到真正意義上的人水和諧。

人水和諧;節(jié)水;研究;實(shí)踐

目前,我國正面臨著洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水土流失和水污染等一系列水問題,表面上是水對人的傷害,但本質(zhì)上是人對水的傷害造成的后果。我們在防止水對人的傷害的同時更要注意防止人對水的傷害,即實(shí)現(xiàn)“人與自然和諧相處”,這也是經(jīng)濟(jì)社會高度發(fā)展的必然要求,是破解中國水問題的核心理念[1]。水資源短缺促使我國開展了轟轟烈烈的節(jié)水研究,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)實(shí)問題的不斷出現(xiàn),對節(jié)水內(nèi)涵的理解上,在節(jié)水措施運(yùn)用中,在節(jié)水型社會建設(shè)的理念上出現(xiàn)了一些新的現(xiàn)象和問題。有鑒于此,論文從堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀出發(fā),從人水和諧發(fā)展的角度,推敲與認(rèn)識節(jié)水研究和實(shí)踐中出現(xiàn)的新的問題。

1 節(jié)水的現(xiàn)實(shí)需求

水資源危機(jī)已成為全球化的課題,1988年世界環(huán)境和發(fā)展委員會(WCED)指出:“水資源正在取代石油而成為全世界引起危機(jī)的重要問題”;2002年在可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議上,水被認(rèn)為是五大可持續(xù)發(fā)展(水、能源、健康、農(nóng)業(yè)和生物多樣化)的世界性課題之首。

我國水資源短缺首先表現(xiàn)在人均水資源少,不足2 200 m3,約為世界人均水資源量的四分之一;其次是水資源分布不均衡;第三是水資源年內(nèi)年際變化大。這些因素導(dǎo)致我國缺水嚴(yán)重。目前,全國正常年份缺水量400億m3,其中灌溉缺水300億m3,平均每年因旱受災(zāi)的耕地達(dá)3億多畝,年均減產(chǎn)糧食200多億kg;城市、工業(yè)缺水60億m3,影響工業(yè)產(chǎn)值2 300多億元。2000年,全國663座城市中有400多座城市缺水,其中108座嚴(yán)重缺水。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)中葉,我國的用水量可能接近水資源可利用量[2]。水資源短缺的同時伴隨著一系列的生態(tài)環(huán)境問題,如:北方河流斷流情況日益加劇;全國水土流失總面積達(dá)367萬km2,占國土面積的38%;每年606億t的工業(yè)廢水和城市生活污水中有80%未經(jīng)處理排入河流,使64%的城市河段的水受到中度或嚴(yán)重污染[3]。不合理開發(fā)使全國已形成地下水超采區(qū)164片,總面積18萬km2,海水入侵面積1 500km2。

水資源短缺及其導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境衰變已經(jīng)成為制約我國可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,大力節(jié)水和建設(shè)節(jié)水型社會,已成為水資源可持續(xù)利用的現(xiàn)實(shí)需求。

2 節(jié)水的概念辨析

節(jié)水,從字面意思理解是節(jié)約水,節(jié)省水,但這種理解是通常意義上的節(jié)約觀點(diǎn)在用水中的延伸,只強(qiáng)調(diào)了日常生活和經(jīng)濟(jì)活動中通過節(jié)省用水減少支出和成本投入。隨著社會和技術(shù)的進(jìn)步,節(jié)水的內(nèi)涵也在不斷擴(kuò)展,至今仍未有公認(rèn)的定論。劉昌明等[4]提出節(jié)水的內(nèi)涵包括挖潛,使區(qū)域水資源的潛力得以充分發(fā)揮。沈振榮等[5]提出真實(shí)節(jié)水、資源型節(jié)水、效率型節(jié)水的概念,認(rèn)為節(jié)水就是最大限度的提高水的利用率和水分生產(chǎn)效率,最大限度地減少淡水資源的凈消耗量和各種無效流失量。陳家琦等[6]認(rèn)為節(jié)約用水不僅是減少用水量和簡單的限制用水,而且是高效的、合理的充分發(fā)揮水的多功能和一水多用、重復(fù)的用水。即在用水最節(jié)省的條件下達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。國外一些研究者認(rèn)為,將“節(jié)水”定義為減少凈耗水量的立法,能有利于其它用途的供水;若將“節(jié)水”定義為減少引水量的立法,則可能損害其他用途之供水。美國新奧爾良州水法將節(jié)水定義為通過改善引水、輸水和回收水的技術(shù),或通過實(shí)施其他許可的辦法來減少引水量以滿足當(dāng)前有效的用水。為了科學(xué)的揭示節(jié)水內(nèi)涵,指導(dǎo)節(jié)水工作,我國《節(jié)水型城市目標(biāo)導(dǎo)則》對城市節(jié)水作了如下定義:“節(jié)約用水,指通過行政、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等管理手段加強(qiáng)用水管理,調(diào)整用水結(jié)構(gòu),改進(jìn)用水工藝,實(shí)行計(jì)劃用水,杜絕用水浪費(fèi),運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)建立科學(xué)的用水體系,有效的使用水資源,保護(hù)水資源,適應(yīng)城市經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)持續(xù)發(fā)展的需要”。這個定義更接近英文中的“water conservation”和“efficientwater”。在這里,節(jié)約用水的涵義已經(jīng)超脫了節(jié)省用水量的意義,內(nèi)容更廣泛,還包括有關(guān)水資源立法、水價、管理體制等一系列行政管理措施,意義上更趨近于“合理用水”或“有效用水”。

綜上所述,筆者認(rèn)為:節(jié)水就是要科學(xué)合理地用水,減少水的浪費(fèi)(不合理用水、無效用水)、提高用水效率、減少排污、挖掘區(qū)域水資源的潛力和實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用所采取的包括工程、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理等各項(xiàng)現(xiàn)實(shí)可行的綜合措施的行為。其科學(xué)內(nèi)涵包括:①提高用水效率和效益;②保證水安全;③協(xié)調(diào)水與生態(tài)環(huán)境的良好關(guān)系。

3 節(jié)水的真實(shí)性

在節(jié)水研究和實(shí)踐中就遇到了“真實(shí)”節(jié)水的困惑。如:對渠道進(jìn)行襯砌,減少了水的滲漏,農(nóng)業(yè)用水的用水效率提高了,但是,滲入地下的這部分水是可以被重新利用的,主要有三條途徑:人工系統(tǒng)種植業(yè)蒸發(fā)消耗、天然生態(tài)系統(tǒng)消耗和回歸到天然河道,天然生態(tài)系統(tǒng)水資源消耗減少是屬于節(jié)約的范疇嗎?從這個層面上來說,提高渠系水利用系數(shù)到底真正意義上節(jié)約了多少用水量,是值得商榷的。

對于資源型缺水區(qū)域而言,灌溉后的渠道退水量,田間排水量都是可加以再利用的,屬于可回收水量,而土面無效蒸發(fā)和作物蒸散在宏觀上不可控,屬于不可回收水量。因此,真實(shí)節(jié)水是指盡量減少不可回收水量。如:筆者在科技部西部重大攻關(guān)項(xiàng)目《寧夏水資源合理配置研究》研究中發(fā)現(xiàn),由于受到多年平均引用黃河水量40億m3的限制,寧夏在采取不同的節(jié)水措施下,農(nóng)業(yè)水資源需求量可分別減少21.2億m3、30.6億m3和36.6億m3,而水資源蒸散發(fā)消耗減少量僅為2.7億m3、4.1億m3和5.0億m3,即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不受影響的情況下,農(nóng)業(yè)節(jié)水真正可以轉(zhuǎn)移給生活和工業(yè)的水量遠(yuǎn)小于理論需水節(jié)水量。

上面研究得到的真實(shí)節(jié)水量是在農(nóng)業(yè)灌溉不受脅迫的情況下得到的。提高渠系水利用系數(shù),改造灌溉技術(shù)有利于減少總的灌溉需水量,但也不能忽略減少土面和作物蒸騰蒸發(fā)引起的真實(shí)節(jié)水。長期以來,許多灌溉專家認(rèn)為作物需水量(ETc)不可變,減少ETc就會減少作物產(chǎn)量。在這種理論的指導(dǎo)下,得出真實(shí)節(jié)水潛力很小的結(jié)論,這在某種程度上造成了對真實(shí)節(jié)水的忽略。但是,大量的田間試驗(yàn)資料已經(jīng)證明,在一定的土壤濕度變化范圍內(nèi),適當(dāng)降低土壤濕度并不會影響作物光合效率,但可以起到降低土壤和作物的蒸騰蒸發(fā)量?，F(xiàn)在的一些研究表明,水分脅迫并非完全是負(fù)效應(yīng),特定發(fā)育階段、有限的水分脅迫對提高產(chǎn)量和品質(zhì)是有益的。作物在某些階段經(jīng)受適度的水分脅迫,對于有限缺水具有一定的適應(yīng)性和抵抗性效應(yīng)。同時,植物在水分脅迫解除后,會表現(xiàn)出一定的補(bǔ)償生長功能。在某些情況下,水分虧缺不僅不降低作物的產(chǎn)量,反而能增加產(chǎn)量、提高水分利用效率。由此引出了非充分灌溉條件下的節(jié)水問題,即水分脅迫對作物的影響以及由此產(chǎn)生的真實(shí)節(jié)水量。

基于這種考慮,真實(shí)節(jié)水仍有相當(dāng)?shù)臐摿?應(yīng)該予以足夠的重視。但由于受到灌溉技術(shù)和生產(chǎn)條件的限制,目前此類研究目前僅僅限于小區(qū)域的田間試驗(yàn),大面積的研究工作和技術(shù)推廣還未見報道。可以預(yù)想到的是,在提高渠系水利用系數(shù)、改造灌溉技術(shù)成為農(nóng)業(yè)節(jié)水共識的時候,基于非充分灌溉條件下作物生長機(jī)理的真實(shí)節(jié)水研究必將成為節(jié)水理論與實(shí)踐研究中又一重要著眼點(diǎn)。

4 節(jié)水與資源高效利用

一般的理解,節(jié)水指節(jié)約用水量,即減少實(shí)際的耗水量,而水資源高效利用指的是高效地利用水資源,可能實(shí)際的耗用水量并不減少,但一份水卻做了很多事,單方水的產(chǎn)出提高了。從實(shí)際耗用水量是否減少來理解節(jié)水與水資源高效利用的區(qū)別看似簡單易行卻是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們假設(shè)有這樣一種情況,一戶家庭將洗完衣服后的水用來沖洗廁所,那么從用水量來講,這戶家庭用所謂的“廢水”代替干凈的自來水沖洗廁所,用水量減少了,實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用水。但從水的使用效率上看,一份水既洗了衣服又沖了廁所,水資源利用效率提高了。因此,在日常生活中人們通常錯誤地將節(jié)水與水資源高效利用等同起來,認(rèn)為節(jié)水即是水資源高效利用,或者說水資源高效利用就是節(jié)水。這就需要我們從內(nèi)涵和外延上對節(jié)水和水資源高效利用加以分析,以便我們加深對兩者聯(lián)系與區(qū)別的理解。

(1)研究范圍與層次。節(jié)水通常是指一個單位、部門或某項(xiàng)工程的節(jié)約用水,如灌區(qū)節(jié)水、企業(yè)節(jié)水、家庭節(jié)水,著眼范圍較小,研究層次較為單一;水資源高效利用則從整體出發(fā),通常研究一個流域,一個大區(qū)域乃至整個國家的水資源利用情況,范圍相對較廣,考慮的問題也是多層次,綜合性的問題。

(2)研究對象。節(jié)水著重研究經(jīng)濟(jì)社會用水狀況,即工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水的節(jié)約量;而水資源高效利用不僅對社會經(jīng)濟(jì)用水進(jìn)行研究,而且對生態(tài)用水狀況(包括天然生態(tài)和人工生態(tài))也進(jìn)行詳細(xì)分析。同時,節(jié)水僅僅考慮水量的減少而忽視水質(zhì)問題;水資源高效利用則從區(qū)域水資源的合理配置角度出發(fā),對水量和水質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配,綜合考慮。

(3)方法措施與評價指標(biāo)。節(jié)水一般注重技術(shù)性措施的運(yùn)用,如渠道襯砌、噴灌、滴灌、各種節(jié)水器具的使用等,而實(shí)現(xiàn)水資源高效利用過程中,則要綜合考慮各項(xiàng)節(jié)水措施以及區(qū)域或流域的水資源合理配置與統(tǒng)一管理。因此在對節(jié)水與水資源高效利用效果進(jìn)行評價時,往往采用灌溉水利用系數(shù)的提高、萬元工業(yè)增加值用水量的減少作為節(jié)水評價指標(biāo);而以區(qū)域整體耗水量的變化評價水資源高效利用。

由上述概念和內(nèi)涵可以看出,水資源高效利用與節(jié)水相比,其研究更具有宏觀性、廣泛性、綜合性和整體性,二者相互聯(lián)系,又相互區(qū)別。因此,在建設(shè)節(jié)水型社會過程中,我們既要加強(qiáng)節(jié)水措施的應(yīng)用,減少水的實(shí)際耗用,還需要更深入地研究水資源的高效利用問題,提高水的利用效率,使有限的水資源發(fā)揮更大的功效,這才是具有全局意義的建設(shè)節(jié)水型社會效果的最終體現(xiàn)。

5 節(jié)水與養(yǎng)水

廣義理解節(jié)水概念,其含義不僅包括節(jié)約用水,也包括涵養(yǎng)水源。它寓于著深刻的哲理思想。辨證地看,節(jié)水與養(yǎng)水是矛盾的對立統(tǒng)一,兩者互為前提。只節(jié)不養(yǎng),生態(tài)惡化,日積月累,節(jié)水灌溉將難以為繼;只養(yǎng)不節(jié),只灌不排,水資源利用效率低,長久以往又會導(dǎo)致大面積土壤次生鹽堿化。因此,我們既要大力開展農(nóng)業(yè)節(jié)水,以適應(yīng)我國日益嚴(yán)重的用水危機(jī),還要有計(jì)劃地涵養(yǎng)水源,這對于干旱地區(qū)尤其重要。

以寧夏地區(qū)研究為例,農(nóng)業(yè)灌溉長期以大水漫灌為主,地下水埋深過淺,渠系滲漏損失和降雨入滲量大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o效潛水蒸發(fā)損失量,并且容易引起漬澇和土壤次生鹽堿化。因此,這類地區(qū)應(yīng)實(shí)行三水統(tǒng)管,井渠結(jié)合,利用地下水含水層對地面水灌溉入滲補(bǔ)給的地下水進(jìn)行調(diào)蓄,實(shí)行地表水與地下水聯(lián)合運(yùn)用。井灌降低地下水位,騰出了地下水庫庫容,為蓄存降雨和灌溉水創(chuàng)造了條件,同時,減少無效蒸發(fā),遏制了土壤次生鹽堿化的發(fā)生;渠灌補(bǔ)充了地下水庫水量,解決了春季用水高峰期的缺水問題。當(dāng)然,針對不同的灌溉條件,采用的“節(jié)”、“養(yǎng)”方式也不盡相同?？傊?在目前的農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水建設(shè)中,把節(jié)水與養(yǎng)水結(jié)合起來,節(jié)中有養(yǎng),養(yǎng)中有節(jié),關(guān)鍵是靈活掌握“節(jié) ”、“養(yǎng) ”比例[7]。

6 節(jié)水與生態(tài)維護(hù)

我國農(nóng)業(yè)灌溉用水以粗放型的漫灌為主,渠道老化失修,跑、漏現(xiàn)象嚴(yán)重,農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)重,是我國最大的用水戶,也是節(jié)水的重點(diǎn)。然而,任何事物總是存在著對立統(tǒng)一的兩個方面。當(dāng)人們在贊譽(yù)節(jié)水灌溉的種種好處的同時,卻很少考慮節(jié)水灌溉可能帶來的負(fù)面效應(yīng)。在寧夏,由于采用不同強(qiáng)度的節(jié)水措施,綠洲的生態(tài)穩(wěn)定性指數(shù)都無疑例外地有所下降,局部地區(qū)下降劇烈,表明節(jié)水之后寧夏的生態(tài)環(huán)境不同程度地發(fā)生了惡化。原因其實(shí)很簡單,節(jié)水后,地表水對地下水的入滲補(bǔ)給減少,地下水位下降,雖然可以減少潛水蒸發(fā)量和降低局部地區(qū)的土壤鹽堿化程度,但依靠地下水補(bǔ)給的湖泊濕地將漸漸萎縮。通過人工補(bǔ)水能夠基本維持湖泊水面,但天然湖泊濕地的水量補(bǔ)給將由天然系統(tǒng)轉(zhuǎn)為人工系統(tǒng),而人工系統(tǒng)無法補(bǔ)給的原本依賴于較高地下水位的天然植被則會受到極大的威脅,進(jìn)而影響到整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。地下水位與林地和草地覆蓋度的相關(guān)關(guān)系如圖1所示[8]。

因此,在堅(jiān)持并推行農(nóng)業(yè)節(jié)水的同時,不能夠以侵害生態(tài)環(huán)境為代價,應(yīng)貫徹辯證的思維方式,全面規(guī)劃,統(tǒng)籌考慮,權(quán)衡節(jié)水的“得”與“失”。目前,有關(guān)節(jié)水對生態(tài)環(huán)境的影響研究還沒有受到足夠重視,缺乏完善的生態(tài)用水的補(bǔ)償機(jī)制和法律法規(guī)保障體系。

7 構(gòu)建節(jié)水型社會,實(shí)現(xiàn)人與水和諧統(tǒng)一

節(jié)水型社會是“節(jié)水”與“社會”結(jié)合,節(jié)水型社會源于節(jié)水,內(nèi)容上較節(jié)水內(nèi)容要豐富,是以節(jié)約用水、高效用水和可持續(xù)用水為中心的人類活動。節(jié)水型社會在較深層次、較大范圍地滲透到了“社會”的各個基本要素,從生產(chǎn)力到生產(chǎn)關(guān)系,再到上層建筑,使得整個社會都表現(xiàn)出一種節(jié)水的特征。

節(jié)水型社會建設(shè)目標(biāo)是通過塑造一個安全用水的現(xiàn)代社會、高效用水的新型社會和可持續(xù)用水的有序社會,形成一個現(xiàn)代和諧社會。其中,安全包括供水安全和生態(tài)安全,高效包括效率和效益兩方面,可持續(xù)即是要保證水生態(tài)環(huán)境和水循環(huán)的穩(wěn)定。其具體有以下內(nèi)涵:

(1)建立與水資源承載力相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局;

圖1 地下水位與草地和林地覆蓋度相關(guān)關(guān)系擬合圖

(2)健全、完善與節(jié)水相關(guān)的法律、法規(guī)以及管理體制和運(yùn)行機(jī)制;

(3)建立有利于節(jié)水的經(jīng)濟(jì)體制,提高人們對節(jié)水意義的認(rèn)識,調(diào)動社會投入節(jié)水型社會建設(shè)的積極性;

(4)依靠先進(jìn)科技手段,加強(qiáng)水資源的科學(xué)管理;

(5)節(jié)水型社會不是單純的抗旱社會,而是抗旱排澇、旱澇相輔的社會;

(6)節(jié)水型社會是要建立一個與資源相適用,與生態(tài)相促進(jìn)和諧社會。

(編輯:王愛萍)

[1]汪恕誠.資源水利:人與自然和諧相處[M].北京:中國水利水電出版社,2003.

[2]全國節(jié)約用水辦公室編著.全國節(jié)水規(guī)劃綱要及其研究[M].南京:河海大學(xué)出版社,2003.

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[4]劉昌明,何希吾,等.中國21世紀(jì)水問題方略[M].北京:科學(xué)出版社,1996.

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AbstractWater problem now has become a challenge human beings have to face together.And the common goal is to seek for humanwater harmony.The average water resource of China is limited,and water shortage has become the bottleneck of the sustainable development.Therefore,water-saving and water-saving society development are the guarantee of the sustainable utilization of the water resource.According to the idea of human-water har mony,water-saving is notonly saving the total amountof thewater utilization,but also including a series of administrative measures,such aswater resource regulation,water price,management system and so on.Real water-saving is to reduce the non-recoverable water and it’s very i mportant to paymore attention to itspotential.Water-saving is not equal to the effective utilization ofwater resource,and they are different in research fields,levels,subjects,methods and evaluation indexes.Generalwater-saving involves both water-saving and water conservation,which are antagonistic to each other.But it doesn’t mean that the more waterwe save,the better it is.Water-saving has to combine with ecological environment,orwe can’t achieve the real human-water harmony.

Key wordshuman-water har mony;water-saving;research;practice

Research and Practice ofWater-Saving Based on Human-Water Harmony in China

DU Cheng-wang1CHEN Ying2ZHAI Jia-qi3
(1.Beijing Jingxi Power Generation Limited Liability Company,Beijing 100041,China;
2.Water ResourcesManagement Center ofMinistry ofWater Resources,Beijing 100053,China;
3.China Institute ofWater Resources and Hydropower Research,Beijing 100038,China)

X171.1

A

1002-2104(2010)03專-0170-04

2010-09-10

杜成旺,工程師,主要研究方向?yàn)樗Y源持續(xù)利用。

＊國家自然科學(xué)基金(No.50709043)、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(No.2006CB403405)資助。