第三节 水资源的重要性与用途
一、水资源的重要性
水资源的重要性主要体现在以下几个方面[9,11-13]。
(1)生命之源。
水是生命的摇篮,最原始的生命是在水中诞生的,水是生命存在不可缺少的物质。不同生物体内都拥有大量的水分,一般情况下,植物植株的含水率为60%~80%,哺乳类体内约有65%,鱼类75%,藻类95%,成年人体内的水占体重的65%~70%。此外,生物体的新陈代谢、光合作用等都离不开水,每人每日大约需要2~3L的水才能维持正常生存。
(2)文明的摇篮。
没有水就没有生命,没有水更不会有人类的文明和进步,文明往往发源于大河流域,世界四大文明古国——古代中国、古代印度、古代埃及和古代巴比伦——最初都是以大河为基础发展起来的,尼罗河孕育了古埃及的文明,底格里斯河与幼发拉底河流域促进了古巴比伦王国的兴盛,恒河带来了古印度的繁荣,长江与黄河是华夏民族的摇篮。古往今来,人口稠密、经济繁荣的地区总是位于河流湖泊沿岸,沙漠缺水地带,人烟往往比较稀少,经济也比较萧条。
(3)社会发展的重要支撑。
水资源是社会经济发展过程中不可缺少的一种重要的自然资源,与人类社会的进步与发展紧密相连,是人类社会和经济发展的基础与支撑。在农业用水方面,水资源是一切农作物生长所依赖的基础物质,水对农作物的重要作用表现在它几乎参与了农作物生长的每一个过程,农作物的发芽、生长、发育和结实都需要有足够的水分,当提供的水分不能满足农作物生长的需求时,农作物极可能减产甚至死亡。在工业用水方面,水是工业的血液,工业生产过程中的每一个生产环节(如加工、冷却、净化、洗涤等)几乎都需要水的参与,每个工厂都要利用水的各种作用来维持正常生产,没有足够的水量,工业生产就无法进行正常生产,水资源保证程度对工业发展规模起着非常重要的作用。在生活用水方面,随着经济发展水平的不断提高,人们对生活质量的要求也不断提高,从而使得人们对水资源的需求量越来越大,若生活需水量不能得到满足,必然会成为制约社会进步与发展的一个瓶颈。
(4)生态环境基本要素。
生态环境是指影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称,是关系到社会和经济持续发展的复合生态系统。水资源是生态环境的基本要素,是良好的生态环境系统结构与功能的组成部分。水资源充沛,有利于营造良好的生态环境,水资源匮乏,则不利于营造良好的生态环境,如我国水资源比较缺乏的华北和西北干旱、半干旱区,大多是生态系统比较脆弱的地带。水资源比较缺乏的地区,随着人口的增长和经济的发展,会使得本已比较缺乏的水资源进一步短缺,从而更容易产生一系列生态环境问题,如草原退化、沙漠面积扩大、水体面积缩小、生物种类和种群减少。
二、水资源的用途
水资源是人类社会进步和经济发展的基本物质保证,人类的生产活动和生活活动都离不开水资源的支撑,水资源在许多方面都具有使用价值,水资源的用途主要有农业用水、工业用水、生活用水、生态环境用水、发电用水、航运用水、旅游用水、养殖用水等[10,14-15]。
(1)农业用水。
农业用水包括农田灌溉和林牧渔畜用水。农业用水是我国用水大户,农业用水量占总用水量的比例最大,在农业用水中,农田灌溉用水是农业用水的主要用水和耗水对象,采取有效节水措施,提高农田水资源利用效率,是缓解水资源供求矛盾的一个主要措施。
(2)工业用水。
根据《工业用水分类及定义》(CJ 40—1999)[16],工业用水指工、矿企业的各部门,在工业生产过程(或期间)中,制造、加工冷却、空调、洗涤、锅炉等处使用的水及厂内职工生活用水的总称。工业用水是水资源利用的一个重要组成部分,由于工业用水组成十分复杂,工业用水的多少受工业类别、生产方式、用水工艺和水平以及工业化水平等因素的影响。
(3)生活用水。
生活用水包括城市生活用水和农村生活用水两个方面,其中城市生活用水包括城市居民住宅用水、市政用水、公共建筑用水、消防用水、供热用水、环境景观用水和娱乐用水等;农村生活用水包括农村日常生活用水和家养禽畜用水等。
(4)生态环境用水。
生态环境用水是指为达到某种生态水平,并维持这种生态平衡所需要的用水量。生态环境用水有一个阈值范围,用于生态环境用水的水量超过这个阈值范围,都会导致生态环境的破坏。许多水资源短缺的地区,在开发利用水资源时,往往不考虑生态环境用水,产生许多生态环境问题,进行水资源规划时,充分考虑生态环境用水,是这些地区修复生态环境问题的前提。
(5)水力发电。
地球表面各种水体(河川、湖泊、海洋)中蕴藏的能量,称为水能资源或水力资源。水力发电是利用水能资源生产电能。
(6)其他用途。
水资源除了在上述的农业、工业、生活、生态环境和水力发电方面具有重要使用价值,而得到广泛应用外,水资源还可用于发展航运事业、渔业养殖和旅游事业等。
在上述水资源的用途中,农业用水、工业用水和生活用水的比例称为用水结构,用水结构能够反映出一个国家的工农发展水平和城市建设发展水平。
表1-5为美国的农业用水量,工业用水量和生活用水量,表1-6为日本的农业用水量、工业用水量和生活用水量,表1-7为中国的农业用水量、工业用水量和生活用水量。美国、日本和中国的农业用水量、工业用水量和生活用水量有显著差别,在美国,工业用水量最大,其次为农业用水量,再次为生活用水量;在日本,农业用水量最大,除个别年份外,工业用水量和生活用水量相差不大;在中国,农业用水量最大,其次为工业用水量,最后为生活用水量。
表1-5 美国农业用水量、工业用水量和生活用水量(1950~2000年)单位:亿m3
注 资料来源于马静等水资源利用国内外比较与发展趋势,水利水电科技进展,2007年。
表1-6 日本农业用水量、工业用水量和生活用水量(1975~2000年)单位:亿m3
注 资料来源于马静等水资源利用国内外比较与发展趋势,水利水电科技进展,2007年。
表1-7 中国农业用水量、工业用水量和生活用水量(1949~2004年)单位:亿m3
注 资料来源于马静等水资源利用国内外比较与发展趋势,水利水电科技进展,2007年。
水资源的使用用途不同时,对水资源本身产生的影响不同,对水资源的要求也不尽相同,如水资源用于农业用水、生活用水和工业用水等部门时,这些用水部门会把水资源当作物质加以消耗,此外,这些用水部门对水资源的水质要求也不相同;当水资源用于水力发电、航运和旅游等部门时,被利用的水资源一般不会发生明显的变化。水资源具有多种用途,开发利用水资源时,要考虑水资源的综合利用,不同用水部门对水资源的要求不同,这为水资源的综合利用提供了可能,但同时也要妥善解决不同用水部门对水资源要求不同而产生的矛盾。