参天水利资源工程研考会《工作通报》No.99-18
1999年5月18日
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生态用水：对水资源需求的补充讨论
粤海金融控股研究部特约研究员 崔鹤鸣
水资源调配与国土整治课题组在以前的讨论中， 对未来三、五十年我国水资源总需求做出如下估计：
生产、生活用水总量为9162亿方。其中，农业用水量5495亿方，工业用水量1852亿方，人民生活用水量1815亿方。我们认为，由于充分考虑到了综合节水潜力，并以具有明显的结构性节水倾向的日本为主要参照，"到2030年，我国水资源总需求达到九千亿方，并不是一个过高的估计"。更严峻的问题在北方，届时需求将达到4300亿方，供求缺口为2300亿方左右。这无疑是应引起高度警觉的数字。
通常对水资源需求的讨论，局限在一般生产与生活的范围；对经济结构，则只考虑到一般变化，如城市化、第三产业比重的增加、高新技术产业的发展、环保产业的发展等。实际上，在此之外，至少有两个对水资源需求影响较大的因素是必须给予充分重视的：
1. 生态环境建设、水土保持工程、河道治理、水库等水利设施等等，在我国北方，应被视为另一类水资源消耗部门。这些部门对水资源的消耗，大多数表现为消耗大气降水，从而减少了河川径流和地下水的补充。
2. 经济结构、经济布局可能因国家发展战略的重大调整而发生相应的变化，水资源需求情况必然随之改变。近几年我国棉花主产区向新疆作战略性转移，就是一个典型事例。按照我们加速城市化、推进西进战略、以水就人的经济布局思路，我国发展战略的调整力度将是空前的，导致水资源需求的大量增加也是不难想见的。
本文仅就上述第一个因素做如下补充讨论：
生态治理已成当务之急
我国生态环境的总体状况，仍呈现恶化趋势。且恶化的速度和程度已危及正常的生产和生活。如不能显著强化治理力度、改善治理效果，我国的发展进程因环境、生态过度恶化而被迫中断，以至出现生存危机，社会稳定受到威胁，已非远虑，而成近忧。例如：
1、我国水力侵蚀的水土流失面积，90年代已由1949年前后的116万平方公里扩展到180万平方公里，目前每年新增流失面积1万多平方公里，年土壤流失总量达50多亿吨。其中，耕地的土壤流失面积已达6亿亩，流失强度已达1.66吨/亩·年，超过临界标准（土壤自然再造速度）177%。
2、土地荒漠化速度，50~70年代每年增加1560平方公里，70~80年代增至2100平方公里，目前更达每年增加2460平方公里。加上土壤盐碱化、土壤污染、草地退化等，我国土地资源退化面积为国土总面积的50.7%，涉及耕地接近一半。
3、污水排放量，80年代初为260亿吨，1997年水利部门调查翻了一番以上。其中80%以上的污水未经处理直接排放。据水利部门对全国约七百条大中河流近十万公里河长检测的结果表明：近二分之一的河段受到污染，十分之一的河长污染严重。"且污染呈现出从支流向干流延伸、从城市向农村蔓延、从地表向地下渗透、从区域向流域扩展的特点"。因污染而不能饮用的地表水占全部监测水体的40%，流经城市的河段中78%不适合作为饮用水源，50%的地下水受到污染，64%的人正在使用不合格的水源（邓英陶1999）。
其他有关生态环境恶化并危及生存和发展的情况，难以尽述。总之，现有状况及发展趋势已使生态环境的整治和建设成为当务之急，且将日益加重分量。
植树造林与水利工程等用水
就对水资源供求关系的影响而论，水污染治理和各类节流措施可增加其供给；而绿化措施等水土保持、生态环境工程，在蒸发作用强于降水量的北方特别是中西部地区，则不仅增加水的需求，还显著减少水的供给。这就是说，在北方，植树种草、增加耕地、坡地改平地、筑坝栏沙、以及修筑水库等措施，汇总起来成为一个庞大的水资源消耗部门。而在水资源需求的大多数预测中，这个部门未引起足够的重视。甚至广泛存在一种误解，以为绿化不论在哪都是可以增加水资源的；在黄河中上游恢复森林植被，将对解决黄河断流问题发生显著作用。
科学研究已经肯定地证明，森林等植被减少河川径流总量的作用极其显著；在我国北方蒸发作用强烈的地区，其减少地下水补给、强化土壤水分消耗、从而增加土壤水分亏缺的作用也极其显著。 其作用机理很容易理解：植物既有涵养水源的作用，又有蒸发水分以维持生命的功能。在我国南方，降水量大于蒸发量，前一项作用得以充分发挥，使降水转化为缓流补充河川和地下水；在北方，情况恰恰相反，植物拦蓄下来的水源，仅供自己蒸发尚有不足，还要汲取土壤深层的水分维持生命，使土壤水分比裸露状态更加干燥。有研究认为，我国在黄士高原的水土保持和造林绿化中所取得的成绩，正是造成黄河断流的重要原因之一。 例如，山西清水河流域60年代与80年代相比，其森林复盖率增加30%，而径流量减少15.9~60.5%；在造林的流域比无森林的流域减少洪水总量6.5倍（张启舜1998）。可见作用之大。
这里的关键问题在于水库的调蓄能力能否拦蓄洪水从而将部分洪水变为径流资源。如果没有调蓄能力，洪水就必须下泄，不仅不能成为径流资源，反而可能造成水灾。反之，洪水则可通过水库调蓄转化为径流资源。在后面情况下，若植被大量拦蓄了洪水，继之迅速蒸发，这块径流资源就被消耗掉了。我国北方降水集中度很高，较大的降雨是河川径流的主要来源，消减了中、大、暴雨（小雨因黄土较强的吸收作用即便在裸露状态下也几乎不形成径流），河川常年径流量理应减少。另外，水库等水利设施在较干旱地区的蒸散作用也不能轻视，美国世界观察研究所所长L.R.布朗先生计算我国黄河流域缺水形势时，取10%为水库蒸发系数；因其各水库蓄水总量已达400亿吨以上，推算下来，当是一个不小的数量（张启舜1998）。
以上讨论说明，造林种草等等措施，即使不考虑初期灌溉要消耗径流或地下水资源，也必须视为很大的用水部门：因为其大量消耗大气降水而显著减少了河川径流和地下水。平均算来，黄河流域总降水量2757亿立方米，总径流量603.75亿立方米（吴钦孝等1998），降水转化为径流的比例大致为22%。不考虑地区间差异，可以认为，每增加约5立方米降水消耗，就等于减少1立方米径流资源。按照让黄河两岸披上绿装的理想，如无外来水资源的补充，黄河自兰州以下的上中游200多亿立方米径流资源将基本消失，黄河将在中游某处完全断流。肯定地说，从远景看，黄河流域各类生态、水利措施将成为消耗200~300亿立方米甚至更多水资源的部门。同理推论到海河、滦河流域，太行、燕山等山脉的绿化和相关联的治理措施，也将消减（即消耗）此二河很大一块水资源。不把生态、环境用水纳入需求预测和水资源规划，不首先在大气降水这个水资源的第一级层面上进行供求平衡规划，显然是没有道理的。
渤海生态用水
渤海既是巨大的生态中心，又是很大的生产单位，年产出值数百亿元以上。渤海近乎封闭，纳污能力差，自净能力差，面积仅占我国四大海域的1.6%，却接受了36%的污水量、47%的污染物！ 因此，渤海生态治理理应作为当务之急的重点目标之一。渤海流域的三条大河，海、滦河已成排污河，应以治污为重。黄河中上游排污量相对较小，下游为悬河难纳污水，加之流程长、泥沙多而自净力强，其入海水质虽已很坏但尚有积极作用， 是为维持渤海生态的主要水源。中科院海洋研究所朱效斌研究员认为，渤海生态至少需要400亿方黄河水，将来还应恢复大部分海、滦河入海水量。简单算来，渤海远景生态用水量达700亿方以上。这块用水需求，可能部分来自经处理达标排放的城市污水，部分来自排泄洪水，故不能完全视为需求增量。但对城市排水而言，这块需求无疑限制了水的循环使用，限制了对节水潜力的计算。而对泄洪来说，海滦河流域的水库调蓄库容很大，以弃水方式排放入海的水量已经极少。加之，黄、海、滦河径流资源的利用率已经很高，没有补充水源，渤海生态用水显然没有保证。
黄河冲沙用水
据专家比较一致的说法，黄河河道的维持和整治，每年至少需要200多亿方水用于冲沙。近十几年黄河下游断流使泥沙大部分淤积在主河道的情况，极大地增加了洪水险情。50年代，70%的泥沙淤积在滩地，如今90%以上淤积在主河槽，致使主河槽高于滩地，滩地又高于堤外，使悬河、二级悬河形势加剧，滩地横比降加大，横河、斜河和顺堤行洪的威胁越来越严重，由此导致"小流量，高水位，险情多，灾害大"（刘昌明等1996）。如出现特大洪水，后果不堪设想。 当然，此项用水与渤海生态用水是重合的，特别提出来，强调了这块用水需求的刚性。
将来，如果黄河治理有了更好的方法，黄河得到根治，下游成为通航河道，这块冲沙用水需求的大头就转化为维持通航的用水需求，数量不会减少，其他要求还会提高。
塔里木河等北方河流的生态用水
塔里木河流域随着在我国经济布局中的地位上升，可能需要恢复古绿洲，改善旧绿洲、新绿洲，因此需要恢复保护绿洲、构成全流域生态体系主体的自然生态系统和已衰竭的自然生态系统；远景可能不仅需要扩大绿洲和自然生态系统，而且需要部分恢复作为此系统之必要环节的罗布泊。
西北的其他主要内陆河如黑河等绿洲发达地区的生态用水，也必须纳入开发规划。 现实问题在于，要在这些河流的全流域恢复生态环境，仅靠中上游的节水措施恐怕是做不到的。中上游的人口也在增长，人均、劳均耕地、灌溉地又要增加，节流能否满足其增加的水需求尚存疑问，保证下游供给实在难以指望。有些专家主张放弃下游，从一个方面反映了维持下游确实是极其困难的。撇开放弃下游的具体问题不说，我国象黑河、塔河这样的荒漠中的明珠并不多，其绿洲面积在我国西北所占的比例微乎其微，其经济和生态则居主导地位，是人民安身立命的根本，又是开发西部的基地，很难想象我国西北近半壁江山的现代化伴随着众多绿洲的沙漠化、盐渍化。
如何看待生态用水的效益
值得特别指出，针对南水北调的必要性，存在一种简单化、想当然的意见，认为以巨额投资调水来北方造林种草、改善生态划不来，国力承受不了，至少在国家相当发达以前不能考虑。这种意见恐怕忽视了如下几点：
其一、生态环境建设从来就是正常生产、生活的一部分，人民群众和各级政府为此进行了不懈的努力和巨大的投入。这方面的投入主要表现为间接效益，并且具有公益性质，很难准确计算成本收益关系。但各方面既未因此放弃努力，也未因经济状况的限制而放弃努力。现实的问题在于，我国为维持正常的生产、生活所必需的生态环境建设，已成为国家、乃至很多村、乡、厂、矿等单位迫不得已的重要投资方向，且在未来有急剧加大的趋势。
其二、生态环境建设已成为我国能否实现可持续发展的主要约束之一，其规模势将迅速扩展。如果水资源供给根本不能提供足够的支持，我国的发展不仅必将严重受阻，而且可能陷入困境。因此，确保水资源供给能力，关系到经济成长和经济安全，不能仅从短期、直接经济效益方面考虑其必要性。
其三、生态环境正日益成为我国人民基本消费的组成部分、生活质量的重要指标。只不过其供给主要表现为公共产品而已。近些年，全国大中城市的生态环境建设规模急剧扩大，不少城市不计工本。将来，随着人民生活水平的提高，人们对宏观生态环境建设的要求也会越来越高，生态环境消费所占的比重将显著提高。由于我国人与自然的矛盾比大多数国家尖锐得多，为满足人民急剧增长的环境消费需求所必需的建设势将变得极其庞大。如果满足不了，出现巨大的供求缺口，居民将以迁移等多种方式表达出来，从而使经济受到致命伤害。
总之，在全国范围持续进行大规模的生态环境建设，已成当务之急，绝非奢侈之举。我们对自然的欠债太多，自然对我们的报复正在变本加厉。情势所迫，我们没有其他选择（建设中要量力而行、讲求效益是题中应有之意，勿须赘述）。
加总起来，满足我国北方对水资源的远景需求，至少需要从外部补充调水2000亿方，是一个可作为战略设想依据的概念性数据。这还不包括东北片的北水南调和北疆的北水南调。
展望未来三、五十年，我国经济发展仍将带有较为明显的外延扩张特征，即人口持续增长，人均消费数量不断增加，就业压力保持极高水平，经济总量较快膨胀。这个特征在人口、就业压力显著减轻之前，难望有根本性的改变。尽管与此同时，相反的、集约化的发展也会越来越快地推进。这是一个大背景，是我国的基本国情。在此阶段，发展与资源、发展与环境、发展与稳定的矛盾将处于最尖锐、最危险的状态。对此形势估计不足，可能导致无可挽回的战略失误。我国适时提出可持续发展战略，正是对此基本国情的认知之举。而南水北调既可视为实施可持续发展战略需要付出的成本，又应看做我国人民采取的主动战略行动。我国人民的目标，既要实现持续发展，又要一个秀美山河；把后者仅仅当成手段，是不能让人接受的。
主要参考文献：
[1] 刘昌明、何希吾等著：《中国21世纪水问题方略》，科学出版社1996年。
[2] 吴钦孝、杨文治主编：《黄土高原植被建设与持续发展》，科学出版社1998年。
[3] 钱正英："中国水利的发展方向"，《科技导报》1998年第8期。
[4] 任美锷："黄河下游断流引起的环境问题及其防治措施"，《科技导报》1999年第2期。
[5] 《中国水利年鉴1997》，中国水利电力出版社。
[6] 《中国水利年鉴1998》，中国水利电力出版社。
[7] 汤奇成、熊怡等著：《中国河流水文》，科学出版社1998年。
[8] 中国科学院塔克拉玛干沙漠综合科学考察队：《塔克拉玛干沙漠地区水资源评价与利用》，科学出版社1993年。
[9] 中国科学院塔克拉玛干沙漠综合科学考察队：《塔克拉玛干沙漠地区土壤和土地资源》，科学出版社1994年。
[10]张启舜："黄河断流的现象和实质"，《科技导报》1998年第2期。
[11]国家环境保护局自然保护司编：《黄河断流与流域可持续发展 - 黄河断流生态环境影响及对策研讨会论文集》，中国环境科学出版社1997年。
[12]邓英淘："关于我国水资源短缺问题的综述"，《参天水利资源工程研考会：工作通报》No.99-14。
[13]黄秉维：《现代自然地理》，科学出版社1999年。
