参天水利资源工程研考会《工作通报》No.99-17            1999年4月14日

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关于我国水资源开发利用状况的综述

中国社会科学院经济文化研究中心 邓英淘教授 

一、 利用概况

 

    1949年,全国库容超过一亿方的大型水库只有六座,江河堤防残缺破损,防洪标准很低,堤长仅有4.2万公里,农田灌溉面积2.4亿亩,只占耕地的15%,而且灌溉保证程度不高。

    1949年以后,我国水利事业得到新生和发展。至1990年,全国修建加固堤防长度累计达到23万公里,保护耕地约4.7亿亩,保护人口3.35亿,使中国主要江河初步形成了防洪体系,控制了常遇洪水灾害,减少了受灾范围。

    到1988年,全国有大中小型水库八万多座,总库容达4660亿方,还有塘坝620万座,总库容300亿方;灌溉面积7.2亿亩(1998年达到7.69亿亩-有效灌溉面积);是1949年的3倍。可控制和利用的水资源从1949年的1000亿方增至目前的5650亿方。

供水情况

    据水利部统计,1988年全国各类水利工程的总供水能力已达到4986亿方,又据城乡建设部统计,同年全国城市供水系统的总供水能力达到394亿方,两者之和为5380亿方,约占全国多年平均水资源总量的19%。其中河川径流利用量为4732亿方,约占全国河川经济总量的17.4%;地下水开采量为647亿方(目前已达1000亿方),地下水总供水量的80%左右集中在黄淮海流域及东北的辽河流域。

    在水利工程供水量中,河川径流利用量占87.5%,其中各类工程总供水量的比例是:引水工程35%,蓄水工程27%,提水工程24.8%,机电井11%,其它2.2%,分别为农业、工业和城市各部门供水。在城市供水系统中,河川径流利用量约占70%,地下水提取量占30%,全部为工业和城市生活供水。

用水情况

    1. 农业用水。1988年全国农业用水总量为4465亿方,占当时全国总用水量的82.7%。其中,农、林、牧业灌溉水量为3874亿方,农副产品加工用水量42亿方,农村人畜饮用水量为549亿方。

    同年农田有效灌溉面积为7.2亿亩(实灌6.8亿亩),林地及果园灌溉面积为0.23亿亩,牧草灌溉面积为0.11亿亩。农田灌溉面积占耕地面积的50%。只占耕地面积一半的有灌溉设施的耕地生产了占全国总产3/4的粮食。

    1993年我国农田灌溉面积7.5亿亩(占世界灌溉面积的22%),灌溉用水3906亿方,占全国总用水量的74.4%,为全球农业用水的17.5%。
    2. 城市与工业用水。目前我国城市供水设施综合供水能力为394亿方/年。其中,自来水系统有水厂1147个,年供水量为167亿方,其余为工厂、企业的自备水源设施,全国城市平均自来水普及率达88%,人均生活用水为172升/日。

    城市用水主要是城市生活用水和工业用水,现有城市用水总量已达915亿方。其中,工业用水711亿方,占城市总用水量的77.7%;城市生活用水186亿方,占20.3%;其他用水18亿方,占2%。

小结

    上述基本情况可概括在下面的表中。

表-1:水利工程、城市供水设施及年供水量总表
用水部分 水利工程供水 城市设施供水 合计
全国总计    4986.08    393.66    5379.74
1. 农业、农村 4464.80  4464.80
灌溉用水    3874.30    3874.30
农副产品加工  41.83     41.83
人畜饮水     548.67    548.67
2. 工业      428.32    283.04    711.36
3. 城镇生活   92.96     93.06     186.02
4. 其他       17.56     17.56

我国总供水能力在80年代末达到5380亿方,这一水平一直保持到90年代中期,但用水量及需水量却在同一期间持续不断地增长着。供求缺口在90年代初开始明显地表现出来。

二、 主要问题

水利工程供水能力不足

虽然我国各类供水设施的总供水能力已达到5380亿方,但仍不能满足社会经济发展的需要。
工业用水由1980年的457亿方增至1988年的711亿方,增长了58%(年增5.8%);同期城市生活用水由68亿方增至186亿方,增长了174%(年增13.4%)。目前全国自来水供水能力只能保证峰期需水量的86%,日均缺水量在1600万方。

此外,部分山区、草原、滨海和海岛还有8200万人和4900万头牲畜用水困难。

据水利部门预测,到本世纪未,全国总需水量(中等干旱年)将增加到7000亿方左右,其中农村需水量(包括农田和林牧业灌溉用水、人畜饮水)5575亿方,工业需水量1302亿方,城镇生活需水量219亿方。现有供水能力与预测需水量间的缺口甚大。

80年代中期,我国各种设施总供水能力为4700亿方,同期全国总用水量约为4437亿方,前者比后者多出263亿方。到1990年前后,我国总供水能力约为5380亿方(见前面表-1),全国总用水量约在5300亿方左右,二者大体平衡。到1995年,我国总供水能力仍在5400亿方左右,但需水量约为5900亿方,供求缺口约在500亿方左右。1998年,我国总供水能力约在5650亿方,需水量约在6100亿方,供求缺口约在450亿方。

灌溉工程老化及配套程度低

我国现有8.2万座大中小型水库,其中40%以上是病险库,不能发挥应有的效能,据推算全国大中型水库因此少蓄水900亿方左右。在现有的排灌设施中,5880万千瓦的排灌机械有1 / 4为陈旧过时产品,其中50、60年代装机的有1028万千瓦需要更新;在280多万眼机井中,大半已到了更新年限,但缺乏更新改造资金,效能逐年下降。

由于工程不配套,灌区的设计效益长期达不到标准。1990年全国万亩以上灌区已达5300多处,设计灌溉面积为4.85亿亩,现已达到3.36亿亩,只占原设计面积的69%。30万亩以上大型灌区的实际灌溉面积只占原设计灌溉面积的66%左右。

在我国南方的许多渠灌区,由于建筑物不齐全,分水口没有建筑物控制,跑水、漏水很严重。另外,我国85%左右的渠道没有防渗衬砌,每年渠系渗漏损失水量占引水量的30~40%。

目前全国的水利工程,许多还是在1958年大跃进时动工兴建的,还有相当一部分是60、70年代修建的。长期以来,我们实际上一直是在吃老本,没有对其进行相应的更新改造。这是我国农业用水有效程度低的一个根本原因。

水资源有效利用率低

在我国目前年用水总量5650亿方中。农业灌溉用水占3 / 4左右。但是我国灌溉用水的有效程度低。其中,自流灌区渠系水的有效利用系数只有40%左右(在我国7.5亿亩的灌溉面积中,有5.8亿亩为渠灌,余1.7亿亩为井灌),井灌区的相应系数为65%至70%;再加上灌溉方法粗放,灌水技术落后,不少灌区灌溉水量超过作物实际需水量的30%至一倍。

自80年代以来,全国城市工业用水复用率提高很快,目前已达50%左右,北方一些缺水城市达到70%以上,但就全国范围看浪费现象仍较严重。一方面体现在复用率与国内外先进水平相比较低;另一方面体现在工艺、设备落后,单位产品耗水量大。若以全国城市工业用水复用率(不含电力)达到环渤海区的平均水平(60%~70%)计,每年可节水80亿方。若达到日本平均水平,则每年可节水135亿方。又如,日、法、美等国吨钢耗淡水均在10方以下,而我国除上海宝钢能达到吨钢10方淡水的水平外,其余企业均远高于这一水平。
此外,生活用水浪费也较普遍。城市供水管网年久失修,漏失率高,约达7~8%,有的城市高于10%,仅此一项,全国城市自来水供水损失15亿方左右。另一方面,群众节水意识差,价格杠杆作用弱,用水损失大,如机关单位、居民家庭水龙头滴漏,"长流水"现象也较普遍。

不合理用水造成环境恶化

由于不合理用水使我国的环境状况更趋恶化,其主要表现在以下三个方面。

其一,地下水超量开采造成环境地质灾害。我国地下水超采的问题主要发生在北方,近些年南方城市也陆续出现。仅河北平原,因超采地下水,已形成30多个地下水下降漏斗,面积约2万平方公里;山东省平原地区漏斗面积为1.2万平方公里,占平原面积的60%,全国大约八万多平方公里,主要分布在北方。这造成了地下水位急剧下降,城市地面沉降,沿海海水入侵,地下水咸化等一系列问题;使得多年来投入大量财力、物力建设的机井大量报废,加快了城市地裂速度,出现地下管道、煤气管道以及道路遭受破坏,建筑物倾斜等严重后果。

其二,水污染扩展很快。70年代初全国年排放污水128亿方,80年代初增至265亿方,1990年已达354亿方(其中工业废污水249亿方),1997年则达到560~600亿方。这些污水80%以上未经任何处理直接排入水域,使河流、湖泊、水库及一些城市的地下水体受到污染。

其三,内陆河流、湖泊生态环境恶化。我国内陆河主要分布在西北干旱地区。水是干旱区环境变化最敏感的因素。近30年来,内陆河流域由于上、中游大规模开垦土地、发展灌溉,用水量持续增加,进入下游的水量锐减,使这些地区依赖地下水生存的植被、树木大面积枯死,土地沙化,沙漠南侵。而上游地区由于超量灌溉和排水设施不配套,又引起了土地次生盐渍化。目前,内陆河流域上、下游之间水量分配失调的状况,使全流域的生态环境都遭受到不同程度的破坏。

三、 节水费用

中国是世界上13个贫水国之一,人均水资源的短缺是我国社会经济持续健康发展的基本制约因素。对此,节水具有根本性的作用。然而,节水却需要多方面的成本支出(包括社会管理的成本),而且往往是高额的支出。就此而言,节水的程度通常只能随着经济发展水平的提高而作出相应的改进,不可能一蹴而蹴。

灌溉节水

由于农业灌溉用水在我国总用水量中所占比例高达75%,因此灌溉节水对于节水的全局无疑具有举足轻重的地位。

根据内蒙古河套灌区的有关参数(灌溉面积853万亩,由于没有防渗措施,渠系利用系数仅为0.42),如对其渠道进行衬砌处理,可使渠系利用系数达到86%,需总投资30亿元。由此推断,全国7.5亿亩灌溉面积的同类型改造约需总投资2600亿元左右,再加上渠系灌区其他建筑物的修建,则其总和将近3000亿元。

这个数量相当于1949年以来40来年间我国水利建设的总投资,其中全国水利投资1200亿元,农民投劳折成资金1200亿元,形成1000亿元的固定资产。

如果再加上病险水库的治理,机电排灌(提引)设备的更新等等,恐怕总投资将在5000亿元左右。然而这还只是灌溉节水费用的一个方面。

另一方面,我国水利工程设施的大部份是在五十、六十年代兴建的,那时农业经济的主体是集体经济,而现在则是分户经营形式。特别是我国农户的经营规模十分狭小,每户平均7~8亩地。这个特点对于我国水利灌溉工程的更新改造,配套维护提出了巨大的挑战。狭小的分户经营形式和水利设施高效利用的巨大外部性之间存在着尖锐的冲突,仅仅试图利用提高水价是无法协调这种冲突的。这就说明了灌溉节水还要付出很高的组织管理成本(包括协调、监督……)。

在一些文献中,常常以顺义县的农业高效节水为例来说明我国农业节水的光明前景,殊不知顺义县的农业经营是以土地大规模利用的集体农场为组织载体,而其资金则来源于发达的乡镇企业的以工补农投入。

污水治理

80年代初期,全国年排废污水约260亿吨,到1997年年排污水已达560~600亿吨。目前,污水排放远没有得到有效控制,而且治理速度远远落后于污水的增长速度。按原理来说,如果这600亿方污水能够全部净化、再重复利用一次,仅此一项我国每年就可多得600亿方可供利用的水量。

然而,说起来容易,做起来难,要达到对工业、生活等污水的无害化重新利用,需要巨额投资。根据有关的文献可知,日处理一方污水平均需投资600元左右,以此推算年处理废污水600亿方,需投资总计为近1000亿元。

根据最保守的估计,我国2030年工业和城镇生活用水也将达到2400亿方,以2 / 3计,则届时年排污水将达到1600亿方,为使其达到无害化重新利用的程度,则需总投资2700至3000亿元左右。

另外,在污水治理方面,我们也同样面临着巨大的外部性问题,克服这种外部性要打破部门和地区的壁垒,社会要为此支付很大的监督、管理等组织方面的成本。

四、区域差别

中国水资源总量2.8万亿方,根据陈传友教授计算,我国实际可供开发利用的淡水量不超过一万亿方。其中北方五片约二千亿方,南方四片约八千亿方。按国际上通行的标准,河川径流量可供开发的限度,不能超过河道来水量的40%(国外一般小于此值)。到1997年,我国已开发利用0.56万亿方,占可开发量的56%。从全国来看还有一定的可开发潜力,但各地区开发利用的程度相差很大。

北方水资源利用已近极限

近年来,黄河断流时间、长度愈益增长,已引起了各方人士的紧密关注。1997年黄河330天无水入海,山东利津站全年断流13次,累计226天,该年实测入海水量是18.5亿方,而80年代年均为286亿方。这种情况正昭告天下:北方水资源利用已近极限。数据的分析完全证实了这种直感。

在北方五片中,除东北外,海滦河流域已开发利用142.2%(开发利用量占河川径流量比例,下同),黄河流域已开发利用58.6%,淮河及山东半岛地区已开发利用76.8%,西北内陆区已开发利用50%,以上数据(1993年)均超过一般公认的开发利用极限(40%)。

根据陈教授的计算,1993年北方五片用水总量已达2446亿方,比北方可用水量2000亿方多出400多亿方。1998年北方五片用水总量估计将在2600亿方,比其可用量多出600亿方以上。这部分超出量可做为北方为了支撑社会经济的发展,对水资源超采超用的量度。
对此,可做一点具体的分析,黄河多年平均年径流为580亿方;以45%计,则其可利用量约为261亿方;也就是说其年均入海水量应在300亿方左右,这与80年代黄河年均入海水量的实际水平大体相当。1997年黄河实测入海水量仅为18.5亿方;因此,可以认为,至90年代末期仅黄河的超用水量就达300亿方左右。如果包括海、滦、辽、淮,则上述五条河流的超用水量至少在450亿方以上。

另外,还要考虑到对地下水的超采超用。近几年河北平原浅层地下水每年的超采量都在30亿方,现在已形成30多个地下水漏斗区,面积达2万平方公里。全国的地下水漏斗区已达8万多平方公里,如果设其中的6万平方公里位于北方,则可推断北方的地下水超采近100亿方/年。

这些情况说明:至九十年代中期以后,我国北方水资源的利用确已接近极限。

节水的区域含意

很多文献都曾指出,在我国4000亿方农业灌溉用水中,通过各种措施可以节约出1000亿方用于扩大灌溉面积、增产粮食。这从全国的长程角度来看,是有根据的。但从地区的差别来讲,这种看法就失之于简单化了。

如果我们将上述节水潜力大致分为南、北方各占一半,则北方灌溉节水潜力(500亿方)既使在中长期后得以实现,将其用于恢复对水资源的开发强度至合理的限度内,还嫌不足,哪还能有余力去扩大灌溉面积、增产粮食呢?而南方节约出的500亿方灌溉用水,只有调向缺水的北方地区方有用武之地,其留在本区对于增产粮食几乎是没有作用的。由此可见,要想发挥灌溉节水的效能,调水是必不可少的。

这种方法对于分析南、北方工业和生活用水节约效能的发挥或实现,同样是适用的。这里的关键之处在于,水资源在南方是长线资源,但它在北方却是短线资源,而资源配置是受短线约束的。

总之,以北方而论,如果对水资源不再进行超采超用,节水在保持其现有的社会经济发展水平(即零增长)的条件下,具有根本的意义。但对于其今后的中长期发展,仅靠区域内的水资源节约使用,几乎难以做到。例如,以5至6亿人口计(1997年北方人口为5.6亿),如果其人均GDP在2050年达到日本90年代中期的水平(以购买力平价计算),则其耗水量将相当于5个日本,即其为4500亿方。很明显,这与北方现有的可利用开发水量2000亿方相去甚远。

有文献对此做出了如下估计:充分考虑了各种节水措施之后,至2030年,北方需从区外调水1000亿方以上。如果考虑到不再对水资源超采超用的因素,则需从区外调水1500亿方左右。

五、结语

现将本文的主要结论概括如下。

其一,目前我国水利设施供水能力不足,难以适应社会经济长期发展的需要。水资源的供求缺口于90年代初已开始明显地表露出来。

其二,我国节水潜力很大,但实施并不容易。为此,不仅需要投入大量的资金,而且要付出很多社会管理、协调方面的成本;这些都只有在长期的社会经济发展过程中逐步地予以解决。

其三,至90年代末期,北方水资源的开发利用已近极限。节水仅能解决该区内对水资源的超采超用问题,已无余力满足北方社会经济持续健康的发展要求。

其四,考虑到区域差别这一因素,全国层面的节水效用和向北方大规模调水,这两者就是不可分的,它们不仅不互相冲突,且互为补充,相得益彰。


主要参考文献

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