中国社会科学院经济文化研究中心《调查研究通讯》No.2001-1
2001年1月28日
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中国区际水资源的比较与算法
水源调配与国土整治课题组
目前我国的西部大开发已经展开,但无论是大规模的还草还林和发展畜牧业,还是大规模开发能矿资源和加速城市化进程,都离不开水资源的全局优化配置。
由此引出了一个基本问题,即西部不同区域间的水资源丰度到底是一个什么状况?这是水资源全局优化配置的根据。对此,在学术界、工程界、实际部门和很多关心这一问题的人们中,见仁见智,争论极大,可谓莫衷一是。本文将对此稍事清理,以期抛砖引玉。
一、主流看法面临严重挑战
主流意见
迄今为止,最为流行的看法是:西北干旱区(又称西北内陆河流域)人均水资源丰富,远高于全国平均水平,根本不缺水。
例如,根据通行的算法,1998年新疆人口为1747万人,地表水总量为882亿方,人均水资源为5048方,比同年全国的人均水平2243方高出1.25倍;与西南6省市区人均水资源5251方相差无几。
类此,由很多院士和专家,学者撰写的《中国可持续发展水资源战略研究--综合报告》认为:"西北内陆河流域是我国的干旱地区,……,由于人口稀少,人均水资源并不少,1993年约5200方,预计2050年为3850方,都高于国际公认的人均1700方的水资源紧张的警戒线,……。"
类似的算法和看法在各种报纸、书刊上比比皆是,可谓汗牛充栋;这是至目前为止仍居于主流的一种权威性意见。如果我国的年均降水量(约640毫米[1])是在我国广大地区大体上平均分布的,那么上述意见的正确性将是难以置疑的。不过这个平均分布的前提对于我国而言恰好并不成立。因此,上述"平均理论"及其算法与事实基础大相径庭。请看下表。
表1:中国降水分布及农业的适宜性
|
降水量
(毫米) |
面积
(万平方公里) |
占全国陆地
面积(%) |
农业适宜性 |
| <250 |
300 |
31.20 |
旱生牧草及灌木,无灌溉即无农业 |
|
250-400 |
85 |
8.90 |
牧草、灌木,旱作农业很不稳定 |
|
400-600 |
166 |
17.30 |
乔木(森林),旱作农业不稳定 |
|
600-800 |
84 |
8.80 |
林、草、作物需补充灌溉 |
| 800-1500 |
238 |
24.80 |
林、草、水稻初步满足灌溉区 |
| 1500-2000 |
80 |
8.30 |
林、草、水稻满足灌溉区 |
| >2000 |
7 |
0.70 |
生物需水均能满足区 |
注:此表来源于[2]。
由表1可见,我国多年平均降水量均值位于600-800毫米这一区间,而其面积只占全国陆地总面积的8.8%,400毫米以下的区域面积占40.1%(也有数据表明为45%),800毫米以上的区域面积占33.8%。这说明我国降水的空间分布极不均匀,远离降水均值区间的面积占了70%左右。因此,严格说来"平均理论"及其算法只适用于在全国很小的面积中进行区际比较,它的适用性是很差的。但实际上,它却成了放之全国而"皆准"的主流意见。这种片面性看法长期存在,并居于主导地位,不能不成为我国水利学术界的一个很大的遗憾。当然,各种质疑和挑战也由此而来。
质疑与挑战
张天曾指出:"按人口平均水量,只是考虑一个国家和地区供水前景的一个因素,而不能用来评价水资源的丰度。这是因为:第一,人口数是个变量,如果人口不断增加,将使水资源的丰度评价失去应有的意义;第二,干旱地区按人口消耗的水量,特别是农田灌溉远比湿润地区多得多,其人均水量的多少,也不能和湿润地区相比。因此,可以看出,不同自然地带单位面积产水量,是评价这个地区水资源丰度的唯一标准"[3]。
张家诚在《西北干旱地区的水分评价问题》中指出:用水文统计法确定的"水资源总量"难以在西北干旱地区与我国东部地区水资源之间作出合理的比较分析,只有考虑了"土壤水"这一重要的水资源分量才能予以改进[4]。
雷志栋、杨诗秀、瞿继龙等人指出:简单说来,华北地区由降雨进入土壤中而被作物根系利用的有效水分可以达到300毫米左右,而(新疆)南疆绿州年降水量一般不到50毫米,几乎很少进入土壤而被作物利用,这里作物所吸收的土壤水是由地表水而来。因此,未加入由降水而转化的土壤水,直接比较两地水资源总量显然不合理。此外,由于西北干旱地区蒸发能力远大于华北地区,这里无灌溉就没有农业,全部用水都要通过渠道输送,损耗自然要大。因此,干旱地区作物实际灌溉用水高于华北地区应认为是合理的,不应该简单类比而认为干旱区耗水多因而节水潜力很大![5]。
雷志栋等人还发现:新疆平原绿州内部自然生态的耗水量占绿州总耗水的1/4强,若加上复盖度<5%的荒地及零星沙地的耗水,则占到总耗水的1/3强。这说明自然生态耗水在干旱绿州中占有不可忽略的份额,在水资源配置及供需平衡规划中应予以充分的考虑[6]。(引者注:这里所说的干旱绿州中的自然生态耗水也全部要用地表水或由地表水转化而来的地下水;但在华北地区的天然生态耗水只需用由降水而转化的土壤水,即够用了)。
袁嘉祖指出:直接降落在新疆耕地上的水很少,土壤水远远少于华北地区,根本不能满足植物的需求,所以在没有灌溉条件下的造林地,苗木无法成活、生长和发育,只能出现荒漠景观。……华北地面每公顷土地平均地表水和地下水(1739.5方)比新疆535方高出2.2倍;华北地区每公顷土壤水(4809.5方)比新疆(407方)高出近11倍;华北地区每公顷土地三种水资源总量(6546方)比新疆(942方)高出近6倍。由此可见,土壤水对植物生长、发育和产量形成起着关键作用[7]。
汪梅君指出:宁夏银川灌区每亩耕地用黄河水522方,山东和河南两省引黄灌区每亩耕地用黄河水376方,看起来,山东和河南的灌溉用水效率高;但宁夏降雨量仅180毫米,折合水量133方(土壤水),加上522方,总水量为655方;山东和河南降雨量为700毫米,每亩折水量466方(土壤水),加上376方,总用水量为842方。因此,实际上,山东和河南的农业用水效率低于宁夏[8]。
小 结
综上所述,由于我国年均降水量640毫米是一个全国范围内的平均概念,而实际上各地区降水量的多年平均值与这个全国均值离差极大;因此,在对全国各区之间进行水资源的丰度比较和计算时,我们必须抛弃多年来沿用的"平均理论"及其算法。否则,只会使谬误继续流传,并由此产生更多的误算和误导;如此,我国水资源的全局优化配置将成为不可能的事情。
已有专家和学者指出:我国并没有形成一整套成熟的干旱区灌溉理论来指导干旱地区的灌溉实践,简单地搬用半湿润和湿润地区的概念指标和经验是要误事和坏事的[9]。
关键的问题在于:如何根据不同区域的降水量和由其生成的土壤水,以及具有不同功能的用水单元之性质,来对地表水(包括由其转化成的地下水)口径的水资源运用做出系统地修正。本文就是按照这种思路展开近似分析的。
二、系统的修正
如果以地(国土面积)均水资源作为衡量水资源丰度的唯一指标,那么西北干旱区就成为我国最缺水的地区了。
但是,由于人们沿用地表水口径的水资源总量概念甚久,不愿意接受地均水资源指标做为衡量水资源丰度的主要尺度。因此,均衡考虑各种因素,对目前流行的人均(地表水口径)水资源指标做出合乎实际的修正,就显得十分必要。下面我们对此给出一个尝试性的分析。
一级修正
以全国平均降水量640毫米为中值,在这一降水均值区域里,以人均用地表水500方做为现代化生产、生活用水的下限标准[10]。其中:300方水做为一亩粮田的灌溉用水,每方灌溉用水产粮1.5公斤;则300方灌溉用水可产粮450公斤,其他200方水:100方用于生活和公益事业,另100方用于非农产业(如工业)。
以人均一亩基本粮田为基准,在640毫米降水的地区,农田灌溉用水为300方,再加上由降水转化成的土壤水还有426.7方;二者合计为726.7方,产粮为450公斤。在干旱地区,如其降水为200毫米,则土壤水每亩为133.3方,为达到一亩粮田用水726.7方,需用地表水补灌593.4方,比640毫米降水地区多用地表水293.4方;但总用水量在两个地区是完全一样的。不同之处在于,前者多用了土壤水,而后者多用了地表水。由此可得到下表。
表2 不同降水区的每亩灌溉用水和土壤水
| 降水量 |
土壤水 |
灌溉地表水 |
总用水 |
倍率 |
| 0 |
0 |
726.7 |
726.7 |
2.42 |
| 50 |
33.3 |
693.3 |
726.7 |
2.31 |
| 100 |
66.7 |
660.0 |
726.7 |
2.20 |
| 200 |
133.3 |
593.4 |
726.7 |
1.98 |
| 300 |
200.0 |
526.7 |
726.7 |
1.76 |
| 400 |
266.7 |
460.0 |
726.7 |
1.53 |
| 500 |
333.3 |
393.4 |
726.7 |
1.31 |
| 600 |
400.0 |
326.7 |
726.7 |
1.09 |
| 640 |
426.7 |
300.0 |
726.7 |
1.00 |
| 700 |
466.7 |
269.0 |
726.7 |
0.87 |
| 800 |
533.4 |
193.3 |
726.7 |
0.64 |
| 900 |
600.0 |
126.7 |
726.7 |
0.42 |
| 1000 |
666.7 |
60.0 |
726.7 |
0.20 |
| 1090 |
726.7 |
0 |
726.7 |
0.00 |
注:降水量的单位为毫米,其他水量单位为方;以640毫米降水区的灌溉地表水300方为1个单位,第3列其它各行数字除以300,即得倍率指数。
表2的主要内容可概况在下述公式中:
y1=726.7-0.6667x1(0≤x1≤1090)(1)
式中:x1为降水量(毫米),y1为需灌水量(方)。
需要说明的是:在表2和公式(1)中,当降水量到达1090毫米时,粮田的灌水量为零,这与实际生产情况很不相符。因为我国降水不仅具有空间分布极不均衡的特点,还具有时间(年内、年际)分布很不均衡的特点。后一特点决定了要在雨多时蓄水,以补雨少时作物生长之需水;但后一特点在我国半干旱区或干旱区甚至更为明显。因此,要符合实际情况,只须在表2或公式(1)中普遍加上某一修正量(如在(1)中726.7上加100),这相当于公式(1)向上平移若干单位,并不改变线性函数的斜率(参见图1)。为简洁起见,从一亩耕地水分生产率(降水、土壤水、灌溉水等)的角度看问题,可以不考虑上述修正量。另外,我们主要的目的是比较干旱或半干旱区与全国降水均值区的人均水资源的使用情况,忽略这一修正量,对结论影响不大。
由表2和公式(1)可见,在不同降水区域里,为了保证一亩粮田有相同的农业生产用水,随着降水和土壤水的变化,需灌水量的差别非常之大。如以640毫米降水区的300方亩灌水量为1的话,则在50毫米降水区的亩灌水量就要达到近700方,这相当于前者的2.31倍。
这意味着:在考虑了土壤水之后(参见图1),我国干旱区人均农业生产所应使用的地表水数量要比半湿润和湿润区大得多;这完全是合理的,与所谓的浪费水资源根本不是一回事。因为在干旱区,没有多少土壤水可用,农作物生长所需的水分几乎只有靠地表水的灌溉才能满足。
还要特别指出的是,上述分析和计算,并未考虑我国干旱区和半干旱区的蒸发能力远大于半湿润和湿润区这一因素;以及前者几乎全部用水都要通过长距离的渠道输送,合理的损耗自然也要大一些等因素。因此,表2所给出的不同降水区亩灌水量的合理差距仍然是一个相对偏低的估计。
正二级修
对我国干旱区有所了解的人都知道:那里的风沙灾害非常严重,对当地居民的生产和生活形成很大的危害。在这里,要想使农业生产正常进行,必须营造农田防护林。另外,稍微观察一下新疆南部绿州的居民,不难发现,尽管他们还很贫穷,但房前屋后种满了树,一排一排,密不透风;可见,为了维持基本的生活,村镇防护林同样必不可少。所有这些,都不是因为干旱区的居民有什么特殊的种树偏好或超前的生态偏好,实乃严酷的生产和生活逼迫使然;他们不得不在高度稀缺的水资源中,拿出相当一部分用于灌溉防护林。而在干旱地区,林木生长所需的水份同样只有靠地表水灌溉来解决。
根据前面的引文,在干旱地区,平原绿州内部的生态用水至少占到整个绿州总耗水(几乎全部为地表水或由其转化成的地下水)的1/4强。以100毫米降水区为基点,这里人均一亩基本粮田需灌地表水660方,以此除以0.75,得数为880方,880方-660方=220方。这220方就是该区农田、村镇防护林的人均地表水使用量。对于生活在半湿润区或湿润区的居民而言,这220方水无需像干旱区那样要用地表水灌溉来解决,因为靠天降雨转化成的土壤水便可完全满足需要。在干旱区种树必须浇水,否则树活不了;在半湿润区,种树不用浇水,树还长得很好。
根据经验,在降水400毫米左右的地区,农田村镇防护林用水靠天降雨即可,即其需灌水量为0。以这一点和220方为另一点,进行线性内插,便可求得400毫米以下降水区的农田、村镇防护林的灌溉用水量。其公式如下:
y2=292-0.73x2 (0≤x2≤400)
式中,x2为降水量(毫米),y2为需灌水量(方)。
人均可比水资源概念
如果我们假设不同降水区的居民日常生活和非农产业用水相等,均为200方,则在地表水(及其转化成的地下水)口径的水资源比较和计算上,有如下表。
表3:不同降水区的人均地表水使用量
| 降水量 |
农田灌溉 |
防护林用水 |
生活和工业用水 |
地表水总用量 |
倍率 |
| 0 |
726.7 |
292 |
200 |
1218.7 |
2.44 |
| 50 |
693.3 |
256 |
200 |
1149.3 |
2.30 |
| 100 |
693.3 |
256 |
200 |
1149.3 |
2.30 |
| 200 |
593.4 |
146 |
200 |
939.4 |
1.88 |
| 300 |
526.7 |
73 |
200 |
800.0 |
1.60 |
| 400 |
460.0 |
0 |
200 |
660.0 |
1.32 |
| 500 |
393.4 |
0 |
200 |
593.4 |
1.19 |
| 600 |
326.7 |
0 |
200 |
526.7 |
1.05 |
| 640 |
300.0 |
0 |
200 |
500.0 |
1.00 |
| 700 |
260.0 |
0 |
200 |
460.0 |
0.92 |
| 800 |
193.3 |
0 |
200 |
393.3 |
0.79 |
| 900 |
126.7 |
0 |
200 |
326.7 |
0.65 |
| 1000 |
60.0 |
0 |
200 |
260.0 |
0.52 |
| 1090 |
0 |
0 |
200 |
200.0 |
0.40 |
注:降水量单位为毫米,其他指标的单位为方;本表省略了不同降水区的土壤水使用量,倍率指数以地表水总用量500方为一个单位,然后以第5列其它各行除以500,便得到相应的倍率指数
由表3可见,100毫米降水区人均用地表水1080方,640毫米降水区人均用地表水500方,前者相当于后者的2.16倍,但若计入由降水转成的土壤水,两者的总用水量是完全一样的,实现的功能也完全相同。不同之处仅在于,前者由于缺少土壤水,更多地使用了地表水;后者更多地使用了土壤水。这说明,为了实现一定水平的相同功能(农业生产,生产和生活防护,生活和工业等),随着降雨量和土壤水的减少,人均使用的地表水将增加。因此,在降水量相差很大的两个区域里,直接比较两区的人均水资源是没有意义的、或缺乏实际意义的。这就引出了人均可比水资源的概念。
也说是说,一旦确定了不同区域的降水量,通过表3的最后1 列,可以求出一个修正糸数,使用这个修正糸数后,就可以比较不同降水区的人均水资源了。在前例中,100毫米降水区的人均水资源为1080方,以此除以2.16,便得到该区人均可比水资源为500方,这与640毫米降水区人均水资源为500方是等价的。
三、若干示例
现在我们用前述的分析方法对几个实际问题做些剖析。
西北干旱区不缺水吗?
这里所说的西北干旱区包括新疆全部、青海柴达木盆地,甘肃的河西走廊和内蒙的阿拉善盟,面积约250万平方公里,1998年人口约为2730万人[11],水资源总量约为1200亿方[12];人均水资源4396方。同年全国人均水资源总量为2243方,前者比后者多出近1倍,绝对数多出2000方以上,可以说是远高于全国平均水平。
但若从可比水资源的角度看问题,情况就完全不同了。西北干旱区的年均降水量约在100毫米左右,全国平均降水量为640毫米,根据表3可知,修正系数为2.16,以4396方除以2.16,得数为2035方--这就是西北干旱区的人均可比水资源数量,它仅相当于全国平均水平的90%。由此可见,"平均理论"及其算法把西北干旱区的人均水资源丰度夸大了一倍以上。
从未来50年看,假设西北干旱区人口占全国比例的变动趋势同前五十年一样;则当全国人口达到16亿时,西北干旱区的人口数约为6000万人[13],人均水资源为2000方,人均可比水资源为926方,已远低于人均1700方的水资源紧张的警戒线。同期全国人均水资源为1750方,西北干旱区人均可比水资源仅相当于全国同期平均水平的一半稍多(53%)。
这样,我们使用人均可比水资源的概念和算法,便纠正了一个广为流传的不正确看法:由于西北干旱区地广人稀,人均水资源远高于全国平均水平,根本不缺水。
灌溉节水潜力在哪里?
目前流行的另一种说法是:我国农业大水漫灌,浪费严重,如采用各种节水措施,全国农业灌溉用水可节约出1000亿方[14]。实际情况真是这样吗?
在以往的统计口径中,我国耕地的在册统计面积是14.5亿亩[15],农田灌溉面积约7.36亿亩,农田灌溉面积约占耕地总面积的50%。根据《1999年中国水资源公报》,我国农田灌溉亩均用水量为484方,农田灌溉总用水为3561方。如果节约出1000亿方灌溉用水,那么7.36亿亩农田灌溉总用水量应为2561方,2561÷7.36=348方/亩;即亩均灌溉用水降低136方。用节约出来的这些水可扩大新的灌溉面积约2.87亿亩,这样我国灌溉面积就可扩大到10亿亩左右;由此新增的粮食产量就可满足未来新增人口的需要。这样一个如意的算盘如能实现,当然一定是皆大欢喜。
但是,近年耕地面积的核实工作表明,我国耕地总面积是20亿亩[16],比在册统计面积多出近40%;水田和水浇地总面积约9.07亿亩[17],比原统计口径多出22%。如此,1999年我国农田灌溉亩均用水量就不是《1999年中国水资源公报》上所说的484方了,而变为392.6方。这一改变不要紧,一下子就把节水1000亿方的潜力削掉了60%。看来,情况不明办法多真是要不得呵!
那么余下的400亿方农田灌溉节水潜力在哪里呢?根据《1999年中国水资源公报》,我们得到如下结果:北方五片(松辽河片、海河片、黄河片、淮河片和内陆河片)农田灌溉用水约1880亿方,南方四片(长江片、珠江片、东南诸河片、西南诸河片)农田灌溉用水约1681亿方[18];北方五片灌溉耕地约5.05亿亩,南方四片灌溉耕地约4.02亿亩[19]。由此可知,北方五片农田灌溉亩均用水量约372方,南方四片约为418方。
由[20]可推算出,北方五片每亩灌溉耕地年均降水量为430毫米,折合土壤水286.7方,加上灌溉用水量372方,总用水量为658.7方;南方四片每亩灌溉耕地年均降水1025毫米,折合土壤水683.4方,加上灌溉用水量418方,总用水量为1101.4方,南方比北方多用442.7方。显然,从水分生产率的角度看,南方明显低于北方。即农田灌溉节水的主要潜力在南方[21]。
现在我们再来看看西北内陆河的情况。1999年该片农田灌溉用水约509.3亿方(参见注[18]),按原统计口径,该片农田灌溉面积约0.73亿亩,则其亩均灌溉用水约700方。但以新的口径看,该片灌溉面积约0.964亿亩[22];如此,则其亩均灌溉用水变为528方,加上100毫米降水折合的土壤水66.7方,总用水595方,仍低于北方658.7方的平均水平。
在持有"平均理论"及其算法的人看来,西北内陆河流域或西北干旱区的大水漫灌最为严重,节水潜力也最大;但经过具体的分析,实际情况并非如此,遑论其它了[23]。
四、结语
综上所述,在对我国各区水资源的丰度、运用效能、节水潜力和优化配置等重要问题进行比较和分析时,必须考虑各区在土壤水方面的重大差异(由降水的重大差异而来)和实际灌溉面积的差异。
在引入了土壤水这一重要的水资源分量及其功能替代因素之后,传统的"平均理论"及其算法已不能适用于对我国各大区的水资源进行全面的比较和计算;由此而致的误导和误算非常严重,无法忽略。为了能对我国水资源的全局优化配置提供准确和完整的依据,只有抛弃"平均理论"及其算法,或对其做出系统地修正。
由片面的"平均理论"及其算法,加上某些关键性参数的严重失真(如灌溉面积),所得出的一些流行的判据、看法和结论,是不正确的、片面的、甚至是错误的,亟待尽快予以纠正。
本文对此进行了初步的尝试,但仍有很大的改进余地,敬请读者不吝赐教。
引文和注释
[1] 张天曾:《中国水利与环境》,科学出版社,1990。
[2] 出处同上,第13页的表3.1;我们对表中的面积稍做调整。
[3] 出处同[1]。
[4] 转引自雷志栋、杨诗秀、瞿继龙等执笔的:《叶尔羌河平原绿州四水转化 关系研究报告》,由清华大学水利水电工程系、喀什地区叶尔羌河流域管理处、新疆水利厅外资项目办主编。
[5] 出处同[4]。
[6] 出处同[4]。
[7] 袁嘉祖:"调水是西北地区生态系统重建的必由之路",《当代思潮》2000年第4期。
[8] 汪梅君:"宁夏水文水资源勘测局:宁夏是怎样用水的-甘肃、宁夏调研访谈纪要之十三",《参天水利资源工程研考会:工作通报》№.99-38,1999年10月13日。
[9] 王忠静、张新民等:"甘肃省水利科学研究所:干旱与极度干旱地区不宜片面提倡节水-甘肃、宁夏调研访谈纪要之二",《参天水利资源工程研考会:工作通报》№.99-27,1999年9月16日。
[10] 1999年我国总用水量约5600亿方(见《1999年中国水资源公报》),同年人口数为125909万人,人均用水约445方。因此,在未来30年至50年,人均用水量达到500方,只能是一个相当保守的估计。另外,要特别说明的是,这里所使用的地表水概念包括了不重复计算的地下水,按照这个口径,全国水资源总量为2.8万亿方,其中地表水2.7万亿方,不重复计算的地下水约0.1万亿方。
[11] 1998年新疆人口为1747万人,青海人口为503万人(绝大部份分布在柴达木盆地南缘以北),河西走廊五地市人口为460万人(见1999年《甘肃年鉴》),阿拉善盟人口约20万人(见1999年《内蒙古统计年鉴》)。
[12] 新疆水资源总量为882亿方;青海水资源总量为626.2亿方,从中减去柴达木盆地以南的400亿方-流向西南地区,还有226.2亿方;河西走廊水资源约70亿方;内蒙阿拉善盟约22亿方;总计为1200亿方。
[13] 1998年西北干旱区人口为2730万人,占同年全国人口的比重为2.19%。1949年新疆人口约为400万人,青海人口约为148万人,两省区人口占全国人口(54167万)的比重为1.01%;1998年两省区人口占全国人口的比重为1.8%,与1949年的1.01%相比,后一比例提高了78.2%。由于两省区人口占了西北干旱区人口的80%以上,故可设今后五十年西北干旱区人口占全国人口的比例变动趋势与新、青两省区前50年的趋势大体相同,则以2.19%乘以1.72,等于3.76%,以此乘以16亿人,得数为6016万人。
[14] 邓英淘、王小强、崔鹤鸣等:《再造中国》,文汇出版社,1999年;第87页。
[15] 1997年《中国统计年鉴》。
[16] 吴传钧主编《中国经济地理》,科学出版社,1998年。
[17] 出处同[16]。
[18] 根据《1999年中国水资源公报》可知,我国农田灌溉用水占全国总用水量的63.7%,林牧渔用水占全国总用水的5.5%,两者合计为69.2%,即为农业用水的比例。63.7%÷69.2%=92%,即农田灌溉用水占农业总用水的92%。以此比例乘以《公报》中各片的农业用水量,便可得到各片农田灌溉用水量,其中:松辽片为395.3亿方,海河片为283.4亿方,黄河片为291.8亿方,淮河片为400方,内陆河片为509.3亿方(上述北方五片为1880亿方);长江片为927.1亿方,珠江为499.2亿方,东南诸河片为178.5亿方,西南诸河片为76.2亿方(上述南方四片为1681亿方)。
[19] 陈传友、马明:"中国下世纪缺水形势分析与藏水北调工程",《参天水利资源工程研考会:工作通报》No.2000-4。由此文的表1可知,北方五片灌溉面积为4.168亿亩,南方四片灌溉面积为3.322亿亩,南北方合计为7.49亿亩;这仍为原有的统计口径。9.07÷7.49=1.211,据此,将南北方灌溉面积同时扩大1.211倍,得到北方灌溉面积为5.05亿亩,南方为4.02亿亩。根据我们亲身调查的经验,这种同比例的扩大,会使北方灌溉面积小于实际数,而南方的则大于实际数;但这种误差会使我们后面的结论更稳健。
[20] 根据注[19]之文的表1和表2,以北方各片的灌溉面积除以北方五片灌溉总面积,得出各片的权数,然后以此乘以各片的年均降水量,最后相加便得到北方五片的年均加权平均降水量;同理可求出南方四片的年均加权平均降水量。
[21] 以全国平均亩均灌水300方这一相当节约的定额为标准,加上全国平均降水量640毫米折合的土壤水426.7方,全国平均每亩总用水量为726.7方;1999年北方五片亩均总用水量为658.7方(其中灌溉用水量372方,土壤水286.7方,见正文),低于726.7方这一水平。可见,即使以相当节约的灌溉定额为标准,北方农田灌溉的节水潜力也已挖掘殆尽。
[22] 根据1997年《中国统计年鉴》,1995年全国耕地面积为14.25亿亩,同年新疆的耕地面积为4692.5万亩;1999年新疆的灌溉面积为6190万亩(参见《参天水利资源工程研考会:工作通报》№.2000-22),如以灌溉率91.3%(参见[19]的表1)计算,新疆的实际灌溉面积相当于原统计在册面积4284.3万亩(等于4692.5万亩×91.3%)的1.44倍;如以灌溉率100%计算,前者也相当于后者的1.32倍。为稳健起见,以1.32乘以内陆河片原口径灌溉面积0.73亿亩(参见[19]的表1),得数为0.964亿亩。
[23] 我们可以对新疆的情况再做些具体的分析。1998年新疆水资源总用量为460亿方,由《1999年中国水资源公报》可知,内陆河片农业用水占94.8%,全国农田灌溉用水占农业用水的比例为92%,由此可算出1998年新疆农田灌溉用水约为401.2亿方;1998年新疆人口为1747万人,则其人均农田灌溉用水约为2296方,这是一个相当大的数字。但是,新疆农田灌溉面积为6190万亩,人均3.54亩,每亩农田灌溉水量约为648.6方,可见亩用水量并不高。那么可不可以少种些地呢?1998年,全国棉花播种面积约为6689万亩,人均0.054亩。新疆的棉花产量约占全国的1/3,以此推算其棉田的面积约为2230万亩,人均约1.28亩,相当于全国人均水平的23.6倍。如果压掉这部份棉田,新疆人均农田灌溉用水量可减少830方,但全国经济作物的区域种植结构势必因此而发生很大的调整。可见,通过少种地来减少农业用水量也不是一件容易的事情。