2.2 水资源的概念和属性
2.2.1 水资源的概念
不同地区、不同部门、不同行业对水需求不同,进而对水资源的理解也不同。英国大百科全书中将 “水资源”一词表述为 “自然界一切形态 (液态、固态、气态)的水”;1963年英国 《水资源法》中将 “水资源”定义为 “具有足够数量的可用水源”,即自然界中水的特定部分;1988年联合国教科文组织和世界气象组织定义水资源是 “作为资源的水应当是可供利用或可能被利用,具有足够数量和可用质量,并且可适合对某地的水资源需求而能长期供应的水源”,简而言之即 “可再生的淡水资源”;《中华人民共和国水法》中规定:本法所称水资源,包括地表水和地下水,属于国家所有;《中国大百科全书大气科学.海洋科学.水文科学》中指出:水资源是指地球表层可供人类利用的水,包括水量 (水质)、水域和水能资源,一般指每年可更新的水量资源;《中国水利百科全书》中界定水资源是指地球上所有的气态、液态或固态的天然水,人类可利用的水资源,主要指某一地区逐年可以恢复和更新的淡水资源;《中国自然资源丛书》将水资源定义为:凡能为人类生产、生活直接利用的,在水循环过程中产生的地表、地下径流和由它们存留在陆地上可再生的水体。对多年平均而言,水资源大致等于水循环过程中产生的地表、地下径流的总和。
上述水资源的定义基本上是围绕水的形态、变化、利用方式等展开的,在其发展过程中,水资源逐渐由侧重水量演变成水量、水质并存,即水资源应同时包括水量和水质,具体指某一流域或区域水环境在一定的经济技术条件下,支持人类的社会经济活动,并参与自然界的水分循环,维持环境生态平衡的可直接或间接利用的资源。广义的水资源包括直接或间接满足人类社会存在、发展需要的、维持流域或区域生态环境系统结构和功能、具有一定质量的水量资源和水体所含的位能资源。狭义的水资源则专指满足人类某种使用功能的、具有一定质量的水资源,以每年可更新的满足最低水资源功能需求的水资源量来衡量。
2.2.2 水资源特性及属性
1.水资源特性
水资源具有自然资源的主要共性,如稀缺性(相对于“需求”的数量的不足)、系统性(相互联系、制约的整体系统)、地域性(服从一定地域分异规律)、多用性(功能和用途的多样化)等,又有着区别于其他自然资源之特性,这些特性的表现如下:
(1)流动性。江、河、湖、库水横向流动,地表水、地下水、土壤水、大气水互相运动转化。流动性使水资源的量、质、能3个物质要素按地理位置和地理特点作出有效的配置和无效的转移。
(2)基础性。水在植物、动物、土地和生态中普遍存在,与许多资源的联系表现为强相关,仅与非消耗性金属资源、化石燃料资源、太阳能和原子能资源非相关或弱相关,仅存在部分间接相关特性。
(3)时限性。全球各地的降水主要集中于少数丰水月份,而长时间的枯水期是少雨水或无降水,如中国南方汛期一般为5—8月,降水量约占全年的60%~70%,2/3的水量以洪水和涝水的形式排入海洋;华北、西北和东北地区,年降水量主要集中在几次较大的暴雨中,极易造成洪涝灾害,给水资源的充分利用带来实际困难。
(4)两重性。水资源具有“利害两重性”,在一定时空范围内,水少则旱,水多则涝,水脏则污,水浑则流失。因此,人类在兴水利的同时,不得不防水害。
水资源的流动性、基础性、时限性和两重性是从其自然属性所作出的归纳,由于水资源附加了人类劳动而表现出社会性,因此,其显性的经济社会特征可归纳为:①狭义水资源是一种再生性水资源,它可以不断循环更新和再生,但在特定地区或特定使用地点可以被耗光用尽;②它具有重复利用的特性,一水可以多用,并且重复利用的次数越多,单位价值就越大,因此,在相同的供水条件下,水的实际使用量和价值量是不固定的;③水资源具有独特的物理、化学性质,从而决定它是人类必需的一种不可替代的“稀缺”资源;④水资源的时空分布极不平衡,这就决定了它有一大部分不可能被人类利用,从而失去资源的利用价值。
2.水资源属性
水资源的属性主要包括自然属性、环境属性、经济属性和社会属性。
(1)自然属性。水资源是自然界最基本且最活跃的因素,也是最具有多种用途而又不可替代的可更新自然资源。水的自然属性是指其作为生产过程的投入要素所体现的特征。水资源主要来源是天然降水,并通过地表径流形成地表水资源,下渗形成土壤与地下水资源,植物吸收形成植物水资源。因此,水资源的形成过程是一个自然过程,其存在形式也是纯天然的,并遵循一定的自然规律运移转换。水文循环不但在水资源形成过程中起举足轻重的作用,而且直接影响气候的变化,形成江、湖、沼等水体及各种地貌,形成一切水文现象等。
(2)环境属性。水资源是生态环境的基本要素,是生态环境系统结构与功能的组成部分。与水有关的生态环境问题主要表现在河流湖泊萎缩、地下水位下降、森林草原退化、土地沙化、水土流失、灌区次生盐渍化、地表和地下水体污染等方面。大规模河道外用水导致了大河断流、湖泊缩小和湿地消失;过度超采地下水形成大面积的地下水位下降漏斗与土层干化;植被退化导致了水土流失;不当的灌溉方式加重了次生盐渍化;随着用水量的不断增加,废污水排放量也会相应增加,而废污水处理回用的增长相对滞后,以致形成大范围的水体污染,进而导致有效水资源量的减少。
(3)经济属性。水资源具有稀缺性、不可替代性、再生性和波动性4大经济特性。水资源价值具有多维度性,不仅具有使用价值,如生产、生态功能,还具有非使用价值,如未来选择价值、存在价值和遗产价值。不仅不同水资源在用于不同用途时应被视为不同的经济物品,而且同一水体在同一时间段内同时兼有不同的功能,导致了水资源价值研究的复杂性。水资源按其用途可以分为消耗性用水(如农田灌溉用水)和非消耗性用水(如水力发电、航运用水)。通常状况下,如果消耗性用水量达不到一定的极限不会影响非消耗性用水的价值。但是随着水资源开发程度趋于极限,消耗性用水的价值和非消耗性用水的价值会相互影响。
(4)社会属性。水资源是生命之源,哪里有水,哪里就有生命,一切生命活动都离不开水。水资源的社会属性如下:
1)占有主体的不确定性。水资源占有主体的不确定性,是指在水的自然运动和循环过程中,来自任何社会层面的主体,都不能够真正对某一特定自然水体拥有绝对确定的占有权利,水资源的社会主体占有权来自于水循环运动的区域稳定性和相对可靠性。
2)利益主体的可转变性。水资源利益的可转变性,是指在同一条河流的上下游、左右岸等不同地段,或同一流域的有关地段之间,通过一定的社会活动和手段,各方的水资源利益或危害可以相互转化。
3)作用指向的双重性。一方面,水资源对满足人类物质生活和精神生活需要具有双重必要,即在物质层面上为社会劳动产品的生产提供原材料需要,同时,由自然水体的各种景致所构成的水环境成为人们回归自然、陶冶情操的精神生活需要。另一方面,水资源对社会存在与发展具有广泛支撑性和破坏性。水资源对于人类社会的日常生活、工农业生产等社会行为活动来说,是必不可少的资源支撑、经济发展保证和环境保障条件。离开水,就谈不上人类社会的生存,谈不工农业的发展,更谈不上社会的进步。人类的生存及现代文明建设都和水直接联系,许多大江大河都是人类文明史创造与发展的发源地,这可从许多河流的中下游地区均是经济社会文化发达、人口城镇密集的要地而得到佐证,其中一个很重要的因素就是水资源相对丰富,对该地区社会经济发展有基本保证。同时,水资源也存在超常运动,如洪水也会把人类的辛勤劳动成果毁于一旦。
4)受用机会的不均等性。由于水资源在开发利用方面具有显著的区域性特点,在社会经济发展系统中,水资源的开发利用是以具有一定数量的人口和一定地理面积的行政区域为单位来进行规划和实施的,它与水资源的自然流域性既有一定的地理重合,也有相当程度的地理差别和管理目标的差异。因此,水资源被享用机会具有不均等性。在地球上不同的气候带、在同一条河流的不同地段,人们享有水资源开发利用的条件具有显著差别,不同区域的人类团体和个人对享用水资源的机会具有非均衡性。
2.2.3 水资源对产业的影响
水是一种自然资源,是一种独立于土地之外的生产要素,既属于土地,又因其流动性从而不完全从属于具有一定边界的特定土地。水既是自然资源,又是经济资源,具有生活资料和生产资料的双重属性;既是工农业等一切经济活动不可或缺、不可替代的投入资源,又是人类消费生活中不可缺少、不可替代的消费品。
1.水资源对农业生产的影响
水资源是农业的支柱。自从人类开始有规律的农业生产以来,就一直使用着水资源。农作物的生产和农业的发展都离不开水的滋润。农业用水包括农田灌溉用水及林木渔用水,农业灌溉用水是农业用水的主要方面。水是任何农作物生长过程中都不可缺少的要素,它可以合理调节土壤中的养料、通气和温度等状况,以满足作物生长发育的需要,从而达到稳产高产的目的。据测算,生产1t稻谷约需要消耗400t水,生产1t玉米要消耗150t水。据国际水稻委员会对孟加拉国、中国、印度、印度尼西亚、缅甸、菲律宾、斯里兰卡和泰国的调查统计,灌溉对水稻生产所起的作用最大。林业、渔业和畜牧业生产也离不开水。林业灌溉可以提高森林覆盖率,具有防止水土流失、美化环境等多种生态功能,这又会促进种植业、畜牧业的发展。水产养殖更是与水量与水质息息相关。总之,离开水的参与,大农业生产就成为一句空话。中国是农业大国,开发利用水资源,发展农田灌溉,对提高农作物产量具有重要意义。
2.水资源对工业生产的影响
水参加了工矿企业生产的重要过程,水在制造、加工、冷却、净化、空调、洗涤等方面发挥着重要作用。水在工业中的用途大致可归纳为以下几类:冷却用水,用于机械设备的冷却降温;动力用水,以水蒸气推动机器运转或进行水力发电;生产技术用水,用于产品制造过程中处理和清洗产品;空调用水,用于调节室内温度和湿度,一般不接触产品和原料,在纺织、电子仪表、精密机械行业应用较多;产品用水,即以水作为产品的主要原料之一,如饮料、酿酒、酱油及醋等食品工业用水;其他用水,如企业内环境、卫生用水和绿化用水等。
从经济发展的角度看,工业生产和布局的形成主要涉及自然资源、能源、交通运输、市场、劳动力、农业基础及科学技术条件等诸多因素的分布和有机组合。水作为工业生产必不可少的要素,水资源的分布会影响工业规模和工业结构。在缺水地区,钢铁、机械、纺织、化工等高耗水型产业的发展会受到一定的约束。
3.水资源对生活的影响
水除了作为一种生产要素在工农业生产中起着重要的作用外,它还是一种生活要素,对社会的可持续发展发挥着不可替代的作用。虽然生活用水在总用水量中所占比重不大,但由于生活用水紧张所造成的社会影响却很大,涉及千家万户,与人民生活密切相关。城市和农村都把生活用水作为第一保证对象。
水资源关系到民众安居乐业所需要的稳定社会环境。水是基本的生活资源,由于长期粗放的增长方式,我国经济在高速增长的同时,也付出了巨大的资源和环境代价。水具有资源和环境的双重身份,自然也受到极大的影响。一个国家的各部门之间、个地区之间常常出现争夺水资源的现象。例如在一些水资源并不充沛的区域,作为“用水大户”的农业与工业之间及其他行业之间“争水”的局面变得越来越激烈,在城市与农村、发达地区与欠发达地区逐渐陷入争夺水源的困境之中。“争水”必然影响人民的生活。人民的安居乐业和社会的稳定与和谐,需要有稳定的水资源供应和和谐的水资源利用机制。
水是支撑城市发展的重要基础,世界上大中型城市,大都分布在江河的两岸,丰富的水资源孕育了城市的发展。曾经繁荣一时的楼兰古国,从今天的角度来看,楼兰可以看作是中国的一个城市,大约在1600年前消失,如今在茫茫的罗布泊沙漠中只留下凭吊的古城遗址,楼兰消亡的原因之一就是水资源的消失,一个用水资源滋养的古城因水资源的消亡而消亡。
水资源危机影响生活质量。人民生活水平和生活质量与生活用水占有量息息相关。水既是生活必需品,又是满足享受需求和发展需求的重要产品。作为生活必需品,水资源短缺会直接影响到人民生活水平。在市场经济条件下,水资源短缺意味着对水资源的需求大于供给,导致水价上涨。在人均收入水平不变的前提下,水价上涨会影响人民的福利。具体来说,水价的上涨会导致恩格尔系数的上升,即人民用于生活必需品的消费在收入中所占的比重上升。人们可支配收入中用于与水有关的消费的比例在不断提高,而且用水方式也在不断变化,水上旅游、水环境消费等,即将成为居民家庭消费的重要部分。供水不足给居民带来诸多不便,每天为饮水发愁的生活质量,即使有很多的财富也不是高品质的生活。
2.2.4 我国水资源状况
1.水资源构成
我国水资源补给来源主要为大气降水,赋存形式主要为地表水和地下水。我国多年平均年降水总量为6.2万亿m3,折合年降水深648mm。地表水资源量即为河川径流量,全国河川径流量为2.7万亿m3,其中地下水排泄量6780亿m3,冰川融水补给量560亿m3。全国多年平均地下水资源量8288亿m3,其中山丘区6272亿m3,平原区地下水资源量1874亿m3。扣除地表水与地下水相互重复水量,全国水资源总量为2.8万亿m3。
2.水资源分布特点
我国水资源分布的总体特点是:年内分布集中,年际变化大;黄河、淮河、海河、辽河四流域水资源量较小,长江、珠江、松花江流域水量较大;西北内陆干旱区水量稀缺,西南地区水量丰沛。
(1)水资源总量多,人均占有量少。我国水资源总量位居世界第四位,人均占有水资源量仅为世界平均值的1/4,约相当于日本的1/2,美国的1/4,俄罗斯的1/12。
(2)水土资源区域分布不匹配。全国水资源80%分布在长江流域及其以南地区,人均水资源量3490m3,亩均水资源量4300m3,属于人多、地少,经济发达,水资源相对丰富的地区。长江流域以北广大地区的水资源量仅占全国的14.7%,人均水资源量770m3,亩均约471 m3,属于人多、地多,经济相对发达,水资源短缺的地区,其中黄、淮、海流域水资源短缺尤为突出。中国内陆河地区水资源量只占全国的4.8%,生态环境脆弱,开发利用水资源受到生态环境需水的制约。
(3)水资源补给年内与年际变化大。受季风气候影响,中国降水量年内分配极不均匀,大部分地区年内汛期4个月降水量占全年降水量的70%左右(南方60%、北方80%左右)。中国水资源中约2/3是洪水径流量。降水和径流的年际变化很大,大部分流域出现连续丰水年或枯水年的情况,这是造成水旱灾害频繁、开发利用难度大和水资源供需矛盾十分尖锐的主要原因。
3.水资源开发利用现状
第一次全国水利普查数据显示,全国共普查10万m3及以上的水库98002座,总库容9323.12亿m3。主要分布在湖南、江西、广东、四川、湖北、山东和云南七省,共占全国水库总数量的61.7%。全国有防洪任务河段长度为373910km,已治理河段总长度为123571km,占有防洪任务河段总长度的33%。在已治理河段中,治理达标河段长度为64624km。相对完善的水利设施为城市和工业发展提供了水源。全国用水量从1949年的1000多亿m3增加到2013年的6183.4亿m3,其中生活用水占12.1%,工业用水占22.8%,农业用水占63.4%,生态环境补水(仅包括人为措施供给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水)占1.7%。2013年,全国人均综合用水量456m3,万元国内生产总值(当年价)用水量109m3。耕地实际灌溉亩均用水量418m3,农田灌溉水有效利用系数0.523,万元工业增加值(当年价)用水量67m3,城镇人均生活用水量(含公共用水)212L/d,农村居民人均生活用水量80L/d。
4.水资源开发利用程度
据2015年3月22日主题为“节约水资源 保障水安全”新闻通气会上发布的数据显示,我国水资源开发利用逼近红线。全国用水总量正在逐步接近国务院确定的2020年用水总量控制目标,开发空间十分有限。海河、黄河、辽河流域水资源开发利用率已经分别达到106%、82%、76%,西北内陆河流开发利用已接近甚至超出水资源承载能力。这些流域水资源过度开发利用,引发了河道断流、地下水严重超采、河口生态恶化等问题。
5.水环境状况
(1)地表水水环境。根据全国水环境监测网2013年的水质监测资料和国家《地面水环境质量标准》(GB 3838—88),对全国20.8万km的河流水质状况进行了评价。全年Ⅰ类水河长占评价总河长的4.8%,Ⅱ类水河长占42.5%,Ⅲ类水河长占21.3%,Ⅳ类水河长占10.8%,Ⅴ类水河长占5.7%,劣Ⅴ类水河长占14.9%。全国Ⅰ~Ⅲ类水河长比例为68.6%。对全国开发利用程度较高和面积较大的119个主要湖泊共2.9万km2水面进行了水质评价。全年总体水质为Ⅰ~Ⅲ类的湖泊有38个,Ⅳ~Ⅴ类湖泊50个,劣Ⅴ类湖泊31个,分别占评价湖泊总数的31.9%、42.0%和26.1%。主要污染物是总磷、五日生化需氧量和氨氮。对上述湖泊进行营养状态评价,大部分湖泊处于富营养状态。对全国262座大型水库、381座中型水库及24座小型水库,共667座主要水库进行了水质评价。全年水质为Ⅰ类的水库有31座,占评价水库总数的4.7%;水质为Ⅱ类的水库301座,占45.1%;水质为Ⅲ类的水库211座,占31.6%;水质为Ⅳ类的水库66座,占9.9%;水质为Ⅴ类的水库25座,占3.7%;水质为劣Ⅴ类的水库33座,占5.0%。全国评价水功能区5134个,满足水域功能目标的2538个,占评价水功能区总数的49.4%。其中,满足水域功能目标的一级水功能区(不包括开发利用区)占57.7%,二级水功能区占44.5%。
(2)地下水水环境。2013年,依据1229眼水质监测井的资料,北京、辽宁、吉林、黑龙江、河南、上海、江苏、安徽、海南、广东10省(自治区、直辖市)对地下水水质进行了分类评价。水质适用于各种用途的Ⅰ~Ⅱ类监测井占评价监测井总数的2.4%;适合集中式生活饮用水水源及工农业用水的Ⅲ类监测井占20.5%;适合除饮用外其他用途的Ⅳ~Ⅴ类监测井占77.1%。