淡水资源匮乏范文

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淡水资源匮乏

篇1

关键词:水资源安全 可持续发展 循环利用 对策

中图分类号:TV213 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)08(c)-0135-02

水是生命之根本,任何动植物的生存均离不开水,对于人类而言同样如此,水资源已经成为人类生产生活必不可少的一部分,是最基础、最重要的自然资源和环境要素。不仅如此,水资源也被当作战略性经济资源和社会资源,因为经济社会的发展、人类文明的进步同样离不开水资源,水资源安全已经不仅仅关乎生态问题,其也是影响经济问题、社会问题和政治问题的重要因素之一。依常识可知,地球是一个蓝色星球,表面大部分覆盖着水,覆盖水的面积达到70%,但是这其中更多的海水,无法给人类直接使用,全球只有不到3%的水资源是人类生产生活可以直接使用的淡水资源,但这部分水资源中又绝大部分处在南极冰盖里或深层的地底下,人类很难方便取用,剩下不到1%的淡水资源存量是人类可以方便取用的,相对于70%的水资源而言,人类可以直接取用的不到1%的淡水资源是非常有限的。从工业经济时代开始,世界人口急剧增长,1900年,世界人口仅为16.5亿,但是到2013年,世界人口增长到70亿,增加了3倍多,人口剧增导致水资源需求更加大,同时随着国民经济的进一步发展,水资源需求更加旺盛,在可使用的水资源如此有限的情况下,水资源的需求却愈加旺盛,水资源安全问题变得异常重要和十分迫切。中国拥有960万km2国土面积,13亿多人口,是一个当之无愧的大国,水资源的安全问题更加突显。

1 我国水资源现状剖析

我国各种资源总量相对丰富,这是不争的事实,但是人均匮乏更是不容忽视的重要因素之一,对于水资源而言同样如此。

1.1 水资源人均匮乏

世界上淡水资源储量是非常有限的,尤其是能被人类生产生活所方便使用的淡水资源极其稀少,我国的水资源也逃不出相对匮乏的结局。我国拥有淡水资源总量为28000亿立方米,占世界水资源总量的6%,居世界第4位,但是从人均拥有淡水资源量来看却只有2200 m3,仅为世界人均的1/4,世界排名仅121位,相对靠后,我国已被列入世界仅有的13个人均水资源最贫乏的国家行列。从我国水利监测部监测情况来看,全国平均年降水量折合总量62610×108 m3,平均年河川泾流量27243×108 m3,平均年地下水资源量为8697×108 m3,其中存在重复计算的大约有7679×108立方米,以此来看我国平均年水资源总量为28261×108 m3,加上13亿人口平均,人均水资源非常匮乏。

1.2 水资源时空分布不均

从我国水资源分布情况来看,南多北少,东多西少的特征十分明显。我国地貌较广,降雨不均,不同地方干旱、洪涝现象频发,人口相对集中在东南部,西北部却地广人稀,从而水资源需求在地理位置上相对不均,水资源调配困难重重。水资源在地理位置上分布不均匀,比如:浙江、福建等河流降雨丰富,径流量较高,长江、珠江等河流也超过500 mm,但是黄河、海深河、辽河、黑龙江等却相较较少,只有100 mm左右,而且内陆的河流年轻径流更少,据此可以看出我国各流域水资源分布极不均衡。20世纪末,据相关统计全国600多座城市中有400多个城市存在供水不足问题,问题比较严重的城市数量达到110个。当前我国城市水资源使用以地表水或地下水为主,但是个别城市因水资源短缺而采取过度开采,造成地下水位下降,影响未来当地人类水资源取用,甚至个别城市形成大漏斗,使海水倒灌数十公里。分布不均的水资源已经严重影响到了人们的生产生存,必须引起关注。

1.3 水生态环境恶化

随着工业经济的快速发展,水污染问题日益严重,其已经成为影响水资源生态环境的重要因素之一。就拿浙江的一个县而言,该县荣获“中国水晶之都”称号,几年前水晶产业末整治时,全县遍地是加工水晶的企业作坊,水晶水直排河流遍地都是,全县境内没有几条河流是清澈的,严重影响了人们的干净水资源需求。当下水污染已经严重影响到我国的水资源安全,据统计全国工业和城镇生活废污水排放量每年高达445×108 m3,其中近80%左右的污水直接排入水域,直接或间接导致大面积水体污染,水环境严重恶化。近年来,浙江省大力开展“五水共治”,大力宣传“绿水青山就是金山银山”,这就是在向水资源污染宣战,这就是要以更加可持续的发展模式来保障水资源安全。根据环保局组织专家对黄河水污染状况及危害进行的量化分析,得出现今黄河流域污染比20世纪80年代多了一倍,水质退化到劣Ⅵ类水质的河流段明显增长,占比超过整体黄河流段的40%,黄河水资源的生态系统受到严重挑战,而且黄河流域的生态环境恶化带来其流径领域的附近地表人、地下水受影响。因而相关各方必须充分重视水资源安全问题。

1.4 水资源浪费严重

一是节水意识淡薄,尤其是在水资源相对丰富的地区,人们普遍没有节水意识,对于生活条件较优越而不缺少水资源使用的家庭,相对于生活条件艰苦点的家庭而言更易产生水资源浪费行为。二是供水利用率低下,对于现有的可利用的水资源,我国供水能力相对不足,总体水平还比较低下,尤其是农业灌溉水利用率不高,随意性较强,造成水资源浪费,存在大漫灌现象。同时,我国城市自来水管网损失率较高,达到20%~30%,加上人们节水意识不强等因素,每年浪费的水资源非常可观。三是水循环利用率偏低,从当前我国现状来看,我国的废污水处理回用率仅为24%左右,而且废污水不能有效回收处理,导致水污染加重,这也加剧了水资源安全危机。

1.5 水资源保护压力巨大

主要体现在:一是湿地保护面临威胁。我国是世界上湿地资源大国,伴随着人口急剧增长,经济高速发展及湿地过度开发,我国的湿地面临巨大威胁,数量骤减,功能弱化。二是经济发展带来压力。伴随着我国经济社会的快速发展,废污水排放增加,水生态环境急剧恶化,同时因水资源开发影响局部水环境的纳污能力,这一定程度上影响水资源的保护。三是水资源不合理开发利用。我国水资源开发利用程度不高,仍需多快好省地继续开发和利用,同时不合理性的开发利用存在,严重忽视对水生态环境所产生的负面影响,甚至造成湖泊萎缩、湿地功能弱化、生物多样性受到威胁等问题,制约了水资源的可持续发展。

2 水资源安全的对策思考

面对着如此严峻的水资源现状,为进一步确保我国水资源安全,现提出以下几方面的对策思考。

(1)更新水资源保护观念。水资源是不可再生资源,具有自然有限性,我国虽然总量相对较大,但人均却十分匮乏。我们要通过更新水资源保护观念,强化水资源安全认识,来确保水资源安全,观念更新是解决水资源安全问题重要和有效前提。我国应该大力宣传水资源现状、水资源保护措施,以及节水技能等,通过不断强化人们在日常生产生活中去节约水资源,使水资源保护成为一种习惯。加强水资源管理,旨在确保水资源的安全,以及水资源可持续利用,人类社会对水资源的开发利用必须充分考虑水环境容量和水资源承载能力范围等因素,实现经济、社会、水环境等多方协调发展。

(2)提升废污水循环利用效率。众所周知,我国经济社会发展速度,尤其是改革开放后30年,我国人均GDP增速基本保持在两位数,即使在世界金融危机影响下的近两年,我们经济增速依然保持在7%以上,经济的快速增长带来的是水资源需求的急剧增加,在此宏观背景下,我国应该大力开展废污水循环化利用,走水资源集约化发展之路,同时兼顾水资源节约与水环境污染,创造双重经济效应。工业废水是重要的污染源,对其进行处理和回收对于保障水资源安全非常有必要,这在某种程度上来看也是增加水资源可利用量,缓解水资源供需矛盾的一条重要途径,目前我国城市对工业废污水的重复利用率仅为20%,与发达国家的70%相比差距很大,说明我国在这方面还有较大的改进提升空间。

(3)加强水资源统筹规划和管理。对于有限的水资源利用量而言,加强对水资源的统筹规划和管理十分有必要。一般而言,水资源保护与开发应从我国经济建设的整体利益出发进行综合考虑权衡,并结合当前水资源能力和供水状况进行全面规划。我们知道,不同的生产部门对水质的要求是不同的,即不同的水质能满足不同的生产要求,有些生产要求需要高水质,有些却不一定要求高水质,因而可以根据生产水质需求情况来加强水资源管理,切实做到合理用水。

(4)优化或更新供水系统。先进的供水系统是保证水资源得到高效利用的重要途径,对于当下我国水资源利用情况而言,必须不断优化或更新供水系统,提倡分质供水。如利用新材料、新技术进行更新改造,降低或消除水资源输送过程中的浪费现象。在经济欠发达且水资源相对紧张的地区,推行双管线分质供水,减少单一管线供水造成的优质水源浪费。

(5)加强生态环境营造。主要有两方面:①加强植被保护,通过植被来涵养水源。森林、植被等对于水源涵养而言意义重大,它能减少或节制地表水的径流、防止土壤侵蚀,对于水生态环境具有十分重要和积极的意义。②强化湿地保护,我国是一个湿地大国,湿地对于水生态环境的意义不言而喻,但是现今我国湿地破坏严重,数量骤减,功能弱化,急需进行保护,确保实现湿地在水资源安全问题的积极意义。

(6)落实跨流域调水工程战略。目前我国实施南水北调工程,还有长江三峡等大型工程,这些都是为了确保全国水资源均衡。当前我国水资源分布不均,为更好地服务经济社会发展,实现共同富裕目标,跨流域调水成为一种必然趋势,是解决日趋尖锐的淡水供求矛盾的重要途径之一。

(7)加强生态环境需水调控。在经济社会发展的同时,更好地实现可持续发展战略已经成为迫切需要,水资源可持续利用战略也是如此。生态环境有其需水需求,只有满足生态环境需水量,人类才能拥有更好的生态环境,才能更好地营造水资源生态环境。因而,合理配置和调控现有水资源,提高水利用率,满足水生态环境需水量意义重大。

参考文献

[1] 王忠福.我国水资源利用中的问题与可持续利用对策[J].西安邮电学院学报,2011(5):122-127.

[2] 赵洪武.浅析我国水资源现状与问题[J].才智,2012(16):280.

篇2

我们都知道,从地球上一眼望下去全都是水,大约是陆地面积的2.4倍,但大多数是咸水,不能饮用。记得有一个科学家用了一个生动的比喻来号召大家保护淡水资源:假设地球所有的水是一杯水的话,那么淡水只是这杯水里的一勺水,但人们能饮用到的只有一滴水。就是这少得可怜的一滴水呀,它也不同程度的被污染了!

但当我得知中国淡水资源总量为二十九万亿立方米,占全球水资源的百分之六,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四。奇怪的是,中国还是有400多座城市缺水。带着这个疑问,我又阅读了以下资料:由于中国有13亿人口,人均水量不足两千两百立方米,占世界人均水资源的四分之一,是全球13个人均淡水资源最匮乏的国家之一。

也有人说:“节水不关我的事,应该是政府做的事情。就算我想做,也节省不了多少水呀!”其实不然,一个成语就能证明:积水成渊。你省一点、我省一点、他省一点。如果全世界65亿个人都省一点,那将会节省多少水呀!

篇3

关键词:水资源;现状;对策

中图分类号:TV文献标识码: A

一、节约用水的重大意义

节水不仅可减少从天然水体的取水量,缓解水资源危机,而且可减少供水处理费用。此外,节水还可同时减少排水量和污、废水处理费用。据测算,随着我国城市化进程和经济的发展,城市用水量会不断增加,相应的排水量也会不断增加,为实现水的良性社会循环,城市供排水所需费用将增大到国民经济难以承受的程度。只有节水,显著减少城市供、排水量。才能将费用降下来。所以不仅水资源贫乏地区要节水,水资源充足的地区也要节水。从战略角度,节水应受到高度重视。水资源系统是由参与水文循环过程的各种状态的水与各种自然和社会因素所组成的一个复杂系统,其承威力是有限的。由系统中所能承受的抵御洪水、抵御污染以及供水等能力形成的就是水资源系统的承哉力,其水资源系统越大承戴力就越大。同生态系统一样,人类或自然活动超出了系统的承羲力,将导致系统平衡破坏,表现为供水不足、防洪能力破坏,水质污染等等。随着城市化进程的加速城市人口将大幅度增长,我国城市需水量和污水排放量会同步增长而这是目前的水资源和水环境条件所不能承受的。但无论是牺牲生态环境用水还是影响社会经济用水都不是大家所愿意看到的结果。因此摆脱困境的根本出路就是节水。

二、水资源现状

1、水资源人均占有率低,水资源短缺

水资源短缺已经成为一个全球性的问题,制约着各国的经济和社会活动,全球的水资源总量为14亿立方千米,淡水量为3500万立方千米,其中工业用水和农业用水分别占据25%和70%,全球水资源人均可利用量水资源利用的浪费,水污染的加剧以及人口基数的增加正在逐年减少。我国人口占世界总量的22%,然而可利用的淡水资源仅仅为世界总量的8%,人均占有量仅为2500立方米,约为世界人均平均可利用水量的四分之一,是世界排名紧靠后的国家,是全世界范围内13个贫水国之一[1]。我国部分地区仍处在用水十分困难的情况,需要“靠天吃水”,我国的母亲河—黄河,自80年代以来,几乎每年都有断流的情况出现,并且断流区域在逐年扩大,给我国工农业造成了巨大的损失,对黄河沿岸的居民生活带来了巨大的影响。由此可见,水资源对我国来说十分珍贵。

2、旱涝灾害严重

由于我国所处的地理位置等自然因素的影响,使得我国气候形成了东南部多雨水、西北干旱的自然分布局面,使得我国成为旱涝灾害频发的国家。1998年的洪水灾害仍然历历在目,洪涝的频繁发生对造成也了巨大的损失,危机人们的生命安全,给相关工业造成了毁灭性的打击。洪水造成百万人民丧失家园,经济损失惨重,也对农业生产和工业生产造成深远的负面影响。土地干旱、水土流失、森林植被的肆意破坏、大江大河水流干涸、土地沙漠化迅速蔓延都是造成水旱灾害频繁发生的重要原因。

3、水资源污染严重

随着世界经济的发展,工业化建设蓬勃发展,各类工业污水和生活污水的排放也在不断增加,污水未经处理便直接排入江河湖海,使得淡水资源污染严重,地下水资源同样也受到各类污染的不断侵蚀,这对于我国水资源紧缺来说更是雪上加霜。导致水污染加剧的主要原因在于:我国长期以来,将过多的注意力集中的经济的快速发展上,而忽略了对生态环境和水资源环境的保护,造成水污染问题肆意扩大。此外随着我国城市化建设的不断扩大,各类建筑施工水污染,和居民生活水污染排放量也在不断的增加。严重的水污染,对我国国民经济和社会发展构成了严重威胁。

三、水资源综合治理措施

1、水资源优化配置

如果社会经济发展中水的需求量超过了淡水的正常供水量,那么就意味着水资源的配置上缺乏了合理性。水资源分配的对象,有地表水和地下水之分,包括降水性水资源、径流性水资源都可以被划归到可利用的水资源范围内。但是,比较稳定的水资源还是来自于地表的淡水流域。另外,要统筹分配一次性水资源和再生性水资源。政府在对水资源的合理配置上,所起到的作用就是以流域为基础,对于分配后的水资源使用权进行进行监测管理,用经济杠杆来水资源的利用进行调整,以提高水资源的利用效率。

我国的南水北调工程是一项重大的战略性工程,其重要意义在于,有效地解决了北方严重缺水的问题。南水北调工程是国家政府实施的一项水资源合理配置的策略。重点强调,通过跨流域的水资源合理配置,实现水资源的优化,不但促进了区域协调发展,而且还事关中华民族的长远利益。

2、水资源循环利用

很长时期以来,中国在水资源的利用上,都是采用了粗放性的模式,指注重经济效益,而忽视了水资源的合理利用,从而导致了严重的浪费。虽然在短时期内获得了利益,但是,从长远来看,却会遭致了严重的后果。进入到二十一世纪,倡导低碳经济、低碳生活,节约用水、节约资源成为了中国经济社会发展的重大战略。面对自然水资源逐渐匮乏的态势,基于水的可再利用的特点,对水进行循环利用是一个比较理想的措施。在经济迅速发展的今天,水的利用量也不断增多。运用现在的科学技术,采取必要的措施,对利用过的水进行二次处理,重复利用,提高水的利用率。比如,工业污水以及生活用水进行再加工利用到农业灌溉当中,既起到了节水的作用,也实现了水资源可持续利用的功能。关于农业用水,根据更地总面积来计算,用水量可以超过总用水量的70%左右,其中灌溉用水就已经超过了80%。如果将污水经过处理后,灌溉到农业耕地当中,既可以节约自然水资源,还能够提高水资源再利用。

3、水资源生态防治

江、河、湖都属于是淡水资源,也是利用率最高的水资源之一。特别是农业用水,自古以来都离不开这些水资源范畴。而一旦出现水质污染的状况,那么农业用水将面临资源衰竭的危险。保证江河湖水的营养化,成为了淡水生态防治的关键。以防为主,通过提高居民的节水、爱水意识,控制工业用水的排放量,以实现环境用水承载能力提高的目标。

4、加强水污染的监督

面对日益严重的水污染,要有效地遏制其恶性蔓延,就首先要从水污染的监督做起。建立合理的水污染监督机制,可以使水污染在防止和治理的时候,更为具有科学性。1)监督农业用水污染。鉴于农业用水所占有的比例较大,那么,开展水资源防治,就从农业入手。严格禁止向河流、河岸中倾倒固体或者液体废弃物。特别是水产养殖的水域,要定期清理,以避免污染。2)监督工业用水污染和城市用水污染。工业和城市排污,一直以来都是值得关注的问题。由于其所排放的污水,特别是工业排放的污水,其中往往会带有一些化学污染物,不但容易污染水资源,其中的一些重金属还能够沉入到水底淤泥中,将其中的土质污染,而且不易分解。那么除了利用污水处理设备对污水进行净化处理之外,还要对水资源利用进行监督,以控制超标排污量。

结束语

我国水资源问题严峻,水资源的管理不是一朝一夕的事。治理只是权宜之计,真正能够解决水资源问题的是我们的水资源保护意识。树立全民节水的风潮,切实加强环境执法管理力度,建立环境监察网,杜绝一切污染环境的违法行为,真正建立一个和谐水自然环境。

参考文献

[1]王晓琳.水资源开发利用存在的问题及对策[J].现代农业科技,2011(15).

篇4

【关键词】膜下灌溉;形成与发展;未来发展趋势

中图分类号:S274.1 文献标识码:A 文章编号:

0引言

新疆作为我国严重缺水的重要地区之一,其淡水资源极为匮乏,加之水利工程供水在农业灌溉中的利用率较低,且农业的用水效益低下,面对严重的局势,要发展新疆农业,促进经济、社会、环境协调发展,发展农业节水技术势在必行。

1新疆发展农业节水技术的重要性

新疆是一个严重缺水的区域之一。首先淡水资源相对匮乏,由于新疆位于西北内陆,距离海洋较远,其大陆性干旱和半干旱气候特征表现明显。在这种气候特征之下,新疆每年的降水量平均下来不足155.9毫米,每年平均的蒸发量也只有1500毫米至3300毫米,新疆主要的旱作物的学水量多数在550毫米以上。就新疆的农业来说,可以说没有灌溉就没有新疆农业的发展,“荒漠绿洲,灌溉农业”这就话就充分概括了新疆农业的发展特点。新疆是个一个淡水资源相对匮乏的地区,全区淡水资源总量为832亿立方米,每平方千米的产水量不到5.1万立方米,这一产水量不足全国单位产水量的20%,在全国产水量排行中,新疆占据倒数第二。[ 1]近年来,随着我国经济社会的快速发展,新疆已成为我国缺水较为严重的地区。其次,新疆水资源利用率较低。为了缓解新疆淡水资源匮乏的情况,新疆大兴水利工程,水利工程每年的供水量达到469.5亿立方米,其中就有95%以上要用于农业灌溉,然而水利工程供灌溉用水的利用率较为低下,仅有40%左右,粮食作为的水分利用率仅有0.7千克,这一水准与发达国家的灌溉用水利用率相比相差甚远。再次,新疆用水效益较为低下。据相关数据统计,新疆农业产值在GDP中所占的比重较少,不足18%,与新疆95%的农业灌溉用水量不相匹配,农业灌溉中大力发展节水技术,潜力巨大,将为新疆用水缺口的弥补起到重要作用。[ 2]为了促进新疆经济、社会、环境的发展,大力发展农业节水技术势在必行。

2新疆膜下滴灌技术的形成与发展

在新疆地区,由于农业对灌溉具有重要的依耐性,大力发展现代节水灌溉技术对对提高新疆农业灌溉中的水资源利用率和用水效益,促进新疆农业的发展具有重要的作用。从1950年以来,就开始发展节水灌溉技术,当时主要采用的节水灌溉技术是渠道防渗,主流的技术为塑料或苯板与刚性护面相结合的复式防渗形式。[ 3] 20世纪80年代末,新疆开始引进大型灌溉机。20世界90年代初,新疆开始进行半固定式管道加压喷灌实验,并且在这一实验中取得较大的成功,从而带动了新疆节水灌溉技术的发展。但是由于受到气候条件以及地理特征的影响,使该区灌溉能耗较高,而且水分蒸发、漂移损失较大、费用高、灌溉面积小等不足之处。到20世纪90年代末,突破了传统地面灌溉的多种不足之处,发展了膜上滴灌技术,一时间成为新疆灌溉技术的主要形式,但是由于膜上灌溉技术对地面平整度的要求很高,而新疆耕地坡度较大使该技术的节水效果大为降低。而随着灌溉技术的发展,滴管技术与覆膜技术相结合,于是膜下滴灌技术应运而生。随着膜下滴灌技术的日益发展完善,再配合先进的滴灌设备,膜下滴灌技术呈现迅猛发展的情形。据相关部门统计,至2009年,新疆新增的地灌面积就达到了23.65万hm2,2009年底,新疆的总灌溉面积达到了58.15万hm2,在高效节水总面积中,占据的比重达到接近90%。

3新疆滴灌技术的发展趋势分析

3.1滴灌技术进一步发展

由于滴灌技术在开始发展阶段,其应用范围较为局限,其技术应用范围还未扩展到棉花大田。而随着棉花膜下滴灌技术的发展,在大田应用滴灌技术的瓶颈取得了突破,扩展了滴灌技术的应用范围。而随着滴灌技术的进一步发展,其应用范围进一步扩展到番茄、大豆等条播类作物中,对小麦、苜蓿等密植作物也可以应用滴灌技术。通过相关实验表明,膜下滴灌技术在小麦等密植作物中的应用,大大提高了农作物为产量,增产幅度达到20%以上。而膜下滴灌技术的发展并没止步于此,其应用范围在推广的过程中,在甜瓜、马铃薯、药材、水稻中的应用也不断发展。

3.2果树滴灌技术应用前景广阔

由于果树的经济价值较高,相对于大田作为来说,果树的经济价值具有显著的优势,而在果树的种植中,采用微灌技术,一方面在滴灌的过程中,能根据果树不同的生长期以及不同生长期中的需求,可以将水分、肥料等果树需求物质通过微灌技术精准地施予果树,从而使果树的果品质量大为提高,进一步提高果树的经济价值;另一方面,达到了节水减耗的目的,提高果农的经济效益。从相关的实验数据可知,在对葡萄、核桃等果树实施滴灌技术不仅对果品质量相对有所提高,而且在节约肥料和水资源上表现出显著的优越性,其节肥率达到20%以上,节水率达到40%以上。而新疆果树种植面积不断扩大,预计在2015年,新疆塔里木盆地的优势果林面积将达到80万hm2,因此新疆果树滴灌技术其发展空间较为巨大,前景较为广阔。[ 4]

3.3低压、低成本的滴灌发展方向

由于滴灌技术在其应用过程中,仍然会产生成本,对于经济实力相对薄弱的农户来说,其成本开销仍占据较大比重。因此在未来滴灌技术发展中,低压滴灌技术将会成为滴灌技术发展主流,从而节约灌溉成本,减轻农户经济压力,实现更发的节水效益和经济效益。以低压滴灌为发展方向,相应的低压压力调节器、低压灌溉带等产品也会相继产生,从而推动新疆低压、低成本的滴灌技术发展。

4结语

随着膜下滴灌技术的发展,其应用范围不断扩展,在果树滴灌的应用中,体现出较为广阔的发展空间以及较好的发展前景,低压、低成本滴灌技术将成为未来滴灌技术的发展主流,为新疆经济、社会、环境协调发展发挥巨大作用。

【参考文献】

[ 1] 徐飞鹏, 李云开, 任树梅. 新疆棉花膜下滴灌技术的应用与发展的思考[ J ] , 农业工程学报, 2010, ( 1) : 25- 27.

[ 2]顾烈烽. 新疆生产建设兵团棉花膜下滴灌技术的形成与发展[ J ]节水灌溉, 2009, ( 1) : 27- 29.

[ 3]马富裕, 周治国, 郑重等. 新疆棉花膜下滴灌技术的发展与完善[ J ] . 干旱地区农业研究, 2010, ( 3) : 202- 207.

篇5

虽然地球表面71%的区域被水覆盖,但居住在这个星球上的人类却时时感到“口干舌燥”。原来,地球上存在的13亿立方千米~14亿立方千米的水中仅有2.8%是淡水,且这屈指可数的2.8%淡水资源中又有88%是以固体形式集中于冰川和冰帽之中的,只有剩下的12%才是人类可以利用的地表与地下淡水,其总量不过是地球水资源总量的0.34%。

目前,我国人均淡水拥有量为2400立方米,是全球平均量的1/4;而首都北京的人均水资源量才是全国平均的1/8(300立方米),远远低于国际公认的1000立方米缺水线!缺水时代造就了“南水北调”这样浩大而又成本巨大的水利工程。然而,这样的调水工程并不会增加淡水资源的总量,只不过是对南北分布不均的水资源进行人工、时空再分布而已。要想绝对增加淡水资源总量,只有向海洋要水。的确,海水淡化目前已成为沿海国家一劳永逸地解决淡水资源的共识。作为人类水资源的终极目标,海水淡化越来越受到各国政府和有识之士的追捧。随着海水脱盐技术的发展,海水淡化工程在全球范围内的应用正方兴未艾,其工程规模和应用范围也日益扩大。

中东是世界上水资源极度匮乏的地区,为缓解水资源不足的窘境,以海水淡化为主的脱盐技术早在数十年前就得到了蓬勃发展。截止到2007年6月,中东地区以海水淡化为主的脱盐能力几乎已经占到全球脱盐总能力的3/4。一份2005年的报告指出,目前拟建、在建与已经投入运行的世界上最大的38座海水淡化工厂中,有35座便位于中东。其中,以色列、沙特阿拉伯以及阿尔及利亚等国是中东地区海水淡化工程应用的先驱;以色列海水淡化技术已经可使制水成本降至0.5美元/立方米~0.6美元/立方米。

在日本,已安装的海水淡化装置总生产能力已超过109万立方米/日;近年来,日本以平均每年新建一座生产能力为5万立方米/日~6万立方米/日的海水淡化工厂的速度发展海水淡化规模。此外,美国、英国、西班牙、法国、澳大利亚等国的海水淡化技术亦相当发达,已相继形成了海水淡化产业。美国加州本是严重缺水的地区,海水淡化已成为该州解决淡水资源的重要手段,目前美国一座最大的海水淡化工厂正在加州兴建,到2015年加州淡水供应中将有10%来自于海水淡化。英国目前海水淡化技术也正以8%~10%的年增长速度快速发展。澳大利亚在其西部城市珀斯已建立起一座生产能力为14万立方米/日的海水淡化工厂;另外一座更大的海水淡化工厂(生产能力为25万立方米/日~50万立方米/日)即将在东部城市悉尼完工。

我国对海水淡化技术的研究始于上世纪50年代。由于我国水价长期处于低位运行水平,制约了海水淡化技术的工程应用。截至2006年底,我国已建成海水淡化装置43套,淡水产量仅为15万立方米/日。其中,国外引进的9套技术设备产水量就占了70%,34套国有技术设备产水量仅占30%的份额。可见,目前我国海水淡化工程规模与国际水平相差较大。但是,我国自主研发的海水淡化设备可以将制水成本控制在5元/立方米左右,已接近国际最低海水淡化成本,至少与“南水北调”水价持平。

风能发电+海水淡化

在业已成熟的海水淡化技术中,反渗透已成为当今海水脱盐技术的主体,占据着全球应用的绝对市场。所谓反渗透,是利用一种只允许溶剂分子(水)透过而不会让溶质分子(盐份等)通过的半透膜,在海水一侧加压,强迫水分子通过膜到淡水一侧,从而水与盐份分离。遗憾的是,在反渗透海水淡化技术应用中需要靠消耗电能来维持设备的高压运行a所需电能固然可以靠目前以煤电为主的电力来提供,但是,燃煤发电一方面会“烧空”我们有限的煤炭资源,另一方面还会产生大量二氧化碳、二氧化硫而污染大气。毋容置疑,如果我们不采用像风电、汐电这样的清洁能源实施海水淡化,其后果将是以牺牲大气环境为代价!而事实上,我国拥有的3万多千米海岸线不仅仅是我们取之不尽、用之不竭的水资源宝库,同时也蕴藏着极为丰富的风力资源。

传统风力发电设备需要每秒大于6米的风速才适合经济发电。按此数字统计,我国可利用风力发电的地区约占国土面积的76%。日本最新研发出一种垂直轴风车可以利用各个方向的风,使风速达到3米/秒即可发电。按此风速计算,我国目前可利用的风力资源显然可以成倍地增加。

1999年欧洲风能协会的一项报告指出,全球风电发展在最近10年以近40%的速度飞速增长;至2002年,世界累计风电装机容量超过3100万千瓦;至2020年,风能将可提供世界电力需求的10%,同时在全球范围减少100多亿吨二氧化碳,排放。国际风电技术经过20年的开发已日臻成熟,商业化风电价格已经下降了85%,风电成本已从先前的20美分(1.40元)/千瓦时持续下降到目前的3美分(0.21元)/千瓦时。我国目前风电成本约在每千瓦时0.42元~0.72元之间,在没有优惠政策及补贴的前提下,尚无法与火力发电竞争。但随着2006年1月1日《可再生能源法》的实施,这一状况将会大为改观,必将带来风力发电的春天。

剩余盐液也不浪费

在海水淡化问题上一个不容忽视的问题就是如何处理被浓缩后的盐液(卤水)。大量向海洋中回排卤水势必导致局部海水盐分的增加,这显然会影响海洋生物的生长。因此,卤水回排在国际上已开始受到严格限制。实际上,卤水是一种十分有效的盐业进料。例如,传统晒盐方法便是通过海水水分自然蒸发后获取食盐。而被浓缩几倍的卤水如果用于晒盐,不就相当于提高了几倍的晒盐效率吗?其实,海水中所含3,5%的矿物质是大自然赐与人类的巨大财富。被浓缩后的卤水用于提取海水中的钾、镁、澳、氯、钠、硫酸盐这样的化学物质,比起简单晒盐将会具有更为广阔的应用前景。

理想的“零污染”

综上所述,一个以反渗透海水淡化为核心,上游并网风力发电,下游连接盐业化工这样一个三位一体的生态技术便应运而生。这样的生态技术以清洁风电作为动力去驱动反渗透海水淡化装置,在从大海获取淡水的同时又可以为下游盐业化工提供浓缩卤水。

篇6

关键词咸水;微咸水;开发利用技术;河北沧州

中图分类号 tv213.9 文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)02-0321-01

沧州是我国水资源严重短缺的地区之一。全市多年平均地表水资源量为5.74亿m3,地下水资源量为6.7亿m3,扣除重复计算量0.5亿m3,全市多年平均水资源总量为11.94亿m3。全市人均水资源占有量183m3,为全国平均值的8%,河北省平均值的61%。按照国际公认的贫水与非贫水地区定量指标,沧州为绝对贫水区。自20世纪70年代以来,为维持本地区人民的正常生活和生产,不得不大量超采深层地下水和依靠外调水源,经过30多年对地下水的过量开采,致使地下水位持续下降,地下水降落漏斗面积不断扩大,并引发了地面下沉、机井报废、工程设施遭到不同程度破坏、地下水环境恶化等一系列环境地质问题[1]。

沧州特定的水文地质条件,使得浅层咸水、微咸水分布广泛,水量比较丰富,全市总面积14 056km2,其中2~3g/l的微咸水面积4563km2,占总面积的32%,资源量为5.9亿m3,可开采量4亿m3;3~5g/l的咸水分布面积2 085km2,占总面积的15%,资源量为2.6亿m3,可开采量为1.6亿m3;大于5g/l的咸水分布面积1 915km2,占总面积的14%,资源量为2.3亿m3,可开采量为1.2亿m3。

1咸水与微咸水的开发利用现状

由于沧州淡水资源匮乏,供需矛盾突出,为满足工农业生产的需要,从20世纪70年代初就开发利用微咸水。主要应用在咸淡混浇、解决农村人畜饮水、发展水产养殖、城镇居民生活、工业生产、抽咸补淡等方面。

20世纪70年代,首先在沧县创造性地发展了机井组,把深层淡水和浅层微咸水混配后,用于农业灌溉。之后河北省水科院又在南皮县乌马营搞咸水灌溉试点,采取直接利用2~3g/l和3~5g/l的微咸水与咸水,在干旱时给作物浇关键水,能降低土壤溶液浓度,减少土壤溶液渗透压,作物因得到必需的水分补充而增产[3]。据10年定位观测,微咸水、咸水灌溉小麦、玉米连作,产量6 960~8 355kg/hm2,比不灌的旱作增产120%~160%。

2咸水与微咸水的利用技术

2.1咸淡混浇

咸淡混浇就是在现有深井(淡水井)旁,打一眼浅机井(咸水井),利用管道一体化技术,将淡水和咸水通过一个混合罐,按一定比例混合后,进行农田灌溉。按照出水压力条件,浅深井咸淡水混合的方式主要包括无压混合和有压混合2种形式。无压混合是指浅井、深井出水分别进入混合水池,在无压状态下,通过明渠或地下管道输水至田间(图1)。有压混合是指浅井、深井出水分别在有压状态下进入混合水塔(亦称“限压通气管”)或直接通过地下管道(亦称“管道一体化混合”)输水至田间[4](图2)。

目前,把深层淡水和浅层微咸水混配后,用于农业灌溉,取得了显著的经济效益和社会效益。混合灌溉技术成果的应用在沧州市的大部分县、市得到广泛的推广应用,已发展咸淡混浇井组3 000组左右,按每个井供给控制灌溉面积13.33 hm2,灌溉定额按1 800m3,每个井组可节水1/4左右计算,这样,可控制灌溉面积400hm2左右,每个井组年可节约深层地下水1 800万m3左右。

2.2解决农村人畜饮水

近年来,沧州市为解决东部地区农村饮水困难,采取打一眼咸水浅机井,安装一套水处理设备(总投资在8~10万元),利用电渗析和反渗透技术,可把含盐量3~5g/l的苦咸水,通过淡化工艺脱盐、降氟、净化等,变成小于1.0g/l的淡水,达到国家规定的饮用水标准。每套设备可解决1 000~1 500人的安全饮水问题,到目前该技术已在黄骅、海兴、沧县、东光、吴桥、盐山、孟村、南皮、青县等县市大力推广,并已做为水利部推广项目,目前,沧州市已发展苦咸水淡化站151处,使15万人解决了饮水难的问题。

2.3发展水产养殖

充分利用地下水、咸水、微咸水和咸水淡化后的浓咸水,选择适当水产品种和养殖技术,大力发展养殖业,增加农民收入。目前沧州市海兴县已有利用咸水养殖对虾的经验。

2.4用于城镇居民生活

沧州市的城镇生活用水主要为外调水源和深层地下水,如果将咸水、微咸水用于居民生活洗涤、冲厕、洗车等,可替代生活用自来水的一半。仅沧州市区每年可少用750万m3自来水。还可将咸水用于喷洒道路、消防、游泳池、喷水池、浇灌城市草坪绿地、补充湖塘水体养鱼用水等,目前,沧州市个别小区已有成功的利用经验。

2.5用于工业生产

沧州市规划用于工业的微咸水、咸水量为840万m3。主要用于沧州市区、沧县、黄骅、中捷、大港5个县市的大中小型企业的工业循环冷却水、纺织、铸造及水泥制品等。沧化集团沧井公司23万t pvc厂,为解决水源问题,该厂于1999年投资8 000万元,兴建了由30眼120~250m深咸水井组成的咸水水源地,日淡化咸水1.8万t。原水平均含盐量12.596 g/l,产品水含盐量0.213g/l,各项指标均达到设计要求,完全能满足企业用水需要,为大量集中利用咸水提供了技术与科学依据。

2.6抽咸补淡

在汛期到来之前,抽取地下咸水微咸水,或利用或排走,把地下水位调控到4~5m,能减少潜水蒸发。腾出地下库容,加大汛期降雨入渗,增补地下淡水量,使地下水位提升到1.5~2.0m。这样既可以减少地表径流,又可以淋洗土壤中盐碱,把降雨转化为地下水资源,并淡化地下水。依据南皮县乌马营乡的经验,如此经过15~20年,可使微咸水区域的微咸水基本变为淡水,咸水也发生了明显的淡化。

3小结

咸水微咸水的利用是缓解沧州水资源短缺的一项重要措施,不仅可以节约大量的淡水资源,节省各类开支,还可以提高农作物的产量,促进国民经济的发展,更主要的是咸淡混浇技术的应用,在节约淡水资源、抽取浅层地下咸水的同时,大大改善了水环境,主要表现在以下几个方面:一是保护地下水,抑制沧州地区地下漏斗的发展,缓解由此造成的地面下沉、机井报废、工程设施遭到不同程度破坏、地下水环境恶化等一系列环境地质现象;二是降低城区浅层地下水位,减少咸水对建筑物基底的顶托和腐蚀作用;三是促进农业、工业乃至整个国民经济的发展;四是提高人民群众的生活水平和生活质量;五是促进节水型和环境友好型社会的发展;六是调控加大地表水的入渗量,淡化浅层地下水。 编辑

4参考文献

[1] 胡荣花,冯听雨.充分利用咸水、微咸水改善沧州水环境[j].地下水,2009(5):58-59.

[2] 方生,代文元.华北平原有咸水区雨洪控制利用[j].南水北调与水利科技,2003,1(1):38-43.

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关键词:沿海地区 海水淡化 海水直接利

前言

沿海地区是我国人口最多、经济最发达的地区,是我国对外开放的前沿和窗口。由于经济的持续发展和人民生活水平的提高,对水的需求量越来越大,对水质的要求越来越高,而水资源的严重污染,使本来紧张的水资源的供需矛盾更加尖锐化。滨海地区14个开放城市,有9个淡水供应不足,年缺水量60多亿立方米,特别是长江以北地区为资源性缺水,水资源严重短缺,其中青岛、烟台、天津、大连等沿海城市的水资源短缺问题严重制约了地区经济和社会的发展。一些岛屿,如舟山和长岛等的进一步开发,也受到水资源短缺的限制……

面对水资源的日趋紧缺,向占水总储量96.5%的海水要水,是势在必行的。海水利用技术包括海水中提取淡水和利用海水代替淡水等技术,即通常所讲的海水淡化和海水直接利用等,是解决沿海地区淡水资源短缺的重要措施。

1.海水淡化与饮用水供应

1.1 国内外概况

从海水中提取淡水的技术和过程称为海水淡化。海水淡化在国际上是40年代研究开发的,开始以蒸馏法为主,60年代又研究开发了反渗透技术,逐步形成了以蒸馏法和反渗透法(SWRO)为主的海水淡化产业。蒸馏法以多级闪蒸(MSF)为主,另外有低温多效蒸馏(LT-MED)和低温压汽蒸馏(VC)等。

海水淡化已成为中东和北非地区、加勒比海和地中海中诸多岛屿等经济发展的生命线。目前世界海水淡化产量为16.4×106m3/d(2000年),虽然MSF占海水淡化量的70%以上,但呈下降趋势,SWRO占14%,呈迅速上升趋势。基于反渗透膜的进步和能量回收技术的高效,SWRO能耗已降到3kWh/m3,所以具有极强的竞争力。近几年国际海水淡化招标中,RO法以投资省、成本低、占地少、投产快等优势而屡屡夺标。

我国于1958年开展电渗析(ED)海水淡化的研究,1967-1969年组织了全国海水淡化会战,奠定了膜法和蒸馏法海水淡化的基础。经科技攻关,使海水淡化技术(反渗透和低温多效)取得长足的进步。1987年大港电厂从美国引进二套3000m3/d MSF海水淡化装置,与离子交换法结合,解决锅炉补给水的供应。近年来,相继建成数座500-2500 m3/d 反渗透海水淡化厂,对我国沿海地区,特别是发电厂、缺水城镇和岛屿的经济发展,已开始发挥其独特的作用。

1.2海水淡化技术简介

RO主要以高脱盐率的中空纤维膜组件和卷式膜组件为关键部件在压力下进行淡化。RO海水淡化厂最大规模达20万m3/d,由海水提取系统、预处理系统、反渗透系统、后处理系统、能量回收系统、供电系统和控制监测系统等构成,这可解决城市用水问题。反渗透中型淡化厂200-2000m3/d很适于岛屿用水的供应。日产1-20m3的小型RO器适于舰船、渔船、海上钻井平台和岛屿上的个体用户的需求。由于膜脱盐率高,通量大,以及先进的能量回收装置,单级即可高效地将海水淡化为饮用水。

多级闪蒸厂最大规模达30多万m3/d,由预处理、盐水加热、热回收和排热四单元组成。适用于大型海水淡化,解决城市用水问题。但设备动力耗电高,易腐蚀和结垢。难以适应我国国情。

现代的低温多效蒸发通常在低温段操作(700C以下),腐蚀和结垢较轻,设备寿命长,可利用廉价的铝合金传热管,可利用废热造水以降低成本,是蒸馏法中最具竞争力的。

1.3 海水淡化的经济性

经济性通常据投资费用和操作费用转化为单位脱盐水的成本来衡量。目前,最经济的SWRO的成本约为0.5$/m3淡水,若海水淡化与发电、供热和供汽以及海水综合利用相结合,再加上淡化技术本身的发展,其成本会进一步降低。下面是国内的长岛1000m3/d SWRO示范工程的例子:

长岛1000m3/d SWRO示范工程的总投资732.6(万元),包括取水设备,预处理设备, 高压泵,反渗透装置,产品水后处理设备,中央监控设备,仪表、阀门和药剂,土建厂房、 设备运输、设计、安装和调试等。制水成本5.13(元/m3淡水),包括膜更换费,维修费,试剂费用,电费(用电5.0kWh/m3),折旧费 和劳力等。

1.4住区海水淡化的考虑

1.4.1 以城镇为基础的供水 作为城镇供水或部分城镇供水, 大、中型的海水淡化厂(每天数万至数十万吨)的淡化水经一定的后处理之后,并入原有的城镇供水系统中。如中东、北非、冲绳和美国南部等。

1.4.2 以住区为基础的供水 对无饮用水源的海岛或靠海的住区,可据实际需求情况,建造中小型海水淡化厂(每天数百至上万吨),也是可考虑的。如国内的长岛、嵊泗和长海等。

1.4.3 以个别住地为基础的供水 对远离城镇供水的个别海边住地,可直接选用小型海水淡化器(每天数吨至上百吨)来解决。

2.海水直接利用与沿海城市节水

2.1 国内外概况

用海水代替淡水的技术和过程就是常讲的海水直接利用。用海水代替淡水作为工业用水、烟气脱硫、大生活用水和其它杂用水等。美、欧、日等国家和地区年用海水作为冷却用水都近3千亿立方米。而我国还不足200亿立方米,与发达国家相差甚远。

海水作工业冷却水,目前国内外都仍以直流冷却为主,且主要用于滨海火电、核电、化工和冶金等企业。海水直流冷却技术具有深海取水温度低、冷却效果好和系统运行管理简单等优点;但也存在取水量大、工程一次性投资大、排污量大和海体污染明显等问题。海水循环冷却技术在国外已有应用实例,最大的海水循环量达22 000立方米/小时,在我国尚处于研究阶段,千吨级示范工程正在进行中。

城市生活用水占城市供水的20%左右,而城市冲厕用水占城市生活用水的35%左右。香港总人口690多万,香港海水冲厕起源于50年代末,历经40年的发展,海水冲厕已形成体系,占总人口的78.5%。每天冲厕用水约为52万立方米。天津、青岛和大连等也有少部分靠海的小区采用海水冲厕。

2.2海水直接利用技术简介

海水冷却分海水直流冷却和海水循环冷却。直流冷却是指原海水经换热设备进行一次性冷却后,即排放的过程;循环冷却是指原海水经换热设备完成一次冷却、再经冷却塔冷却后,循环使用的过程。

推广海水冷却,应解决海水取水、杀生、净化、防腐、防垢和防附着等问题。海水直流冷却技术有近80年的发展历史,有关防腐蚀、防海洋污损生物附着技术已基本成熟。如大亚湾核电站和天津大港电厂年用直流冷却海水分别为35亿和17亿吨。关于海水循环冷却系统和相关的防腐、阻垢和防污损生物附着和防盐雾飞溅等技术基本成熟,海水冷却塔技术,国外有专门公司开发,技术也是成熟的。

利用海水作为大生活用水是一项综合技术,它涉及海水取水、前处理、双管路供水、地下和屋顶贮水、卫生洁具、及系统的杀生、防腐、防渗和防生物附着技术;大生活用海水与城市污水系统混合后含盐污水的生化处理技术;合理利用海洋稀释自净能力将大生活用海水进行海洋处置的技术等。防腐技术和防生物附着技术已基本成熟,大生活用海水技术的重点是高含盐量污水的生化处理技术和海洋处置技术。

2.3 海水直接利用的经济性和社会效益

推广海水直接利用作工业冷却水,社会和经济效益显著。以威海华能电厂海水冷却系统为例,系统总投资7000万元,为发电容量85×104kw的机组提供18×105m3/d的直流冷却用海水,这包括海水取水设施,预处理设施,杀菌、灭藻和防生物附着,防腐和牺牲阳极保护等。每kw的电, 冷却用海水投资不足百元.

推广应用海水作为大生活用水,对改善沿海缺水城市的居民的生活质量有重大的现实意义,也是缓解沿海城市淡水紧缺局面的有效措施之一,具有显著的社会效益和经济效益。

2.4住区海水直接利用的考虑

2.4.1 作为住区空调的冷却用水 对水资源短缺的旁海住区,其大型中央空调可考虑选用海水作为空调冷却用水,以节约淡水。

2.4.2作为住区的冲厠用水 对新建的旁海住区,有合适条件的可考虑双管路供水系统,如香港那样,用海水冲厠,来节约淡水。

2.4.3作为住区的部分生态用水 对新建的旁海住区景观建设中,在合适的有条件的地点可考虑用海水作为景观用水;可用海水的杂用水也尽量用海水。

结语

我国水资源匮乏,又是一海洋大国,沿海城市一半以上缺水,所以海水淡化和海水直接利用应作为解决沿海城镇和岛屿水资源不足的重要的途径和方法之一。海水淡化和海水直接利用在国内已有示范和部分工程实践,随着经济的持续发展和人民生活水平的提高,对海水淡化和海水直接利用的认识会进一步提高,对海水淡化和海水直接利用的需求会越来越大,海水淡化和海水直接利用将会为沿海地区经济发展和居民生活质量的改善更好地服务。

参考文献

1. 高从堦 刘应子 张耀江, 中国工程院重点咨询项目《中国可持续发展水资源战略研究》, 课题四 , 专题四

2 高从堦 谭永文 张耀江,科技部咨询项目《加快我国海水利用技术 产业发展及政策研究》,《加快我国海水淡化技术产业发展研究》分课题

3. 关于“海水直接利用”的调研报告,全国政协人口资源环境委员会专题调研组(1998年7月)

4.高仁先,沿海工业城市扩大利用海水的调查研究,中国高科技产业化研究会海洋分会第三届学术年会,海水利用技术与海洋防腐技术产业发展研讨会文集(1996年9月,天津)

5.白荣明,海水直接利用技术现状与展望,同4

6.赵建民,海水利用,天津科学技术出版社,1994年

7.林斯清,张维润,海水淡化的现状与未来,工业水处理和海水淡化应用与发展研讨会文集,1999年6月,北京

8.高从堦,膜技术与相关海洋产业,海洋通报,16,(4),1997

9.王世昌,我国海水淡化发展策略探讨,同7

篇8

【关键词】 古浪县 高效节水 农业

1 水是什么

人类很早就知道水、利用水,水无色、无味、无嗅、透明,是自然界中最常见的液体。古代哲学家们认为,水是万物之源,万物皆复归于水,所以一直把水、火、气、土当作四个基本元素,由它们构成世界上一切物体。直到1784年英国科学家卡文迪许用实验才证明水不是元素,是由两种气体化合而成的产物。

2 水资源情况

我国是一个干旱缺水严重的国家。我国的淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,名列世界第四位。但是,我国的人均水资源量只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。然而,中国又是世界上用水量最多的国家。仅2002年,全国淡水取用量达到5497亿立方米,大约占世界年取用量的13%,是美国1995年淡水供应量4700亿立方米的约1.2倍。

甘肃省多年平均年自产地表水资源量282亿m3,不重复地下水资源量7.3亿m3,自产水资源总量289.3亿m3,人均水资源量1 077m3,仅为全国人均的1/2,耕地亩均水资源量378m3,约为全国平均水平的1/4。

古浪县水资源总量为22421万m3,其中:自产地表水资源量为11811万m3,占水资源总量的52.7%;与地表水不重复的净地下水量610万m3(多年平均地下水资源量8537万m3),占水资源总量的2.7%;调入黄河水10000万m3,占水资源总量的44.6%。当地水资源人均占有量314m3,亩均占有量114m3;黄河水受益区人均占有量789m3,亩均占有量337m3。全县地表水可利用总量19553万m3(含黄河水10000万m3),地下水可开采总量为6130万m3(含重复水量)。

3 什么是高效节水灌溉

高效节水灌溉是对除土渠输水和地表漫灌之外所有输、灌水方式的统称。根据灌溉技术发展的进程,输水方式在土渠的基础上大致经过防渗渠和管道输水两个阶段,输水过程的水利用系数从0.3逐步提高到0.95,灌水方式则在地表漫灌的基础上发展为喷灌、微灌、直至地下滴灌,水的利用系数从0.3逐步提高到0.98。

目前我国水资源十分紧缺,而农业用水浪费极为严重传统的大水漫灌方式使农业成了用水大户,其用水量占全国总用水量的70%以上,而水的有效利用率只有30%~40%,仅为发达国家的一半左右,每立方米水的粮食生产能力只有0.85kg,远远低于发达国家每立方米水的粮食生产能2kg以上的水平。改变人们千百年来传统的灌溉习惯,用较少的水获得较高的产出效益,推广高效节水灌溉技术是一项重任,也是缓解我国水资源紧缺的途径之一,更是现代农业发展的必然选择。

4 各种高效节水灌溉技术

我国现行的节水灌溉方式主要有畦灌、沟灌、漫灌、喷灌、滴灌,微喷灌、渗灌,雾灌、膜上灌等。而古浪河水管处2014年在泗水镇铁门村和上四坝村实施的高效节水灌溉主要是管灌和滴灌,这主要是根据我县的自然环境和地理条件确定的。

4.1 管灌的优点

(1)节水。以管道代替土渠输水,大大减少了沿途渗漏和蒸发损失,质量好的管道可以做到基本没有输水损失。

(2)省时、省工。用土渠输水需要时间较长,沿途还要专人巡渠以防渠道跑水,利用管道输水速度快,即省时间又省工。

(3)省地。修建渠道要占用耕地,管灌输水是把管道埋入地下,省去了渠道占地,提高了土地利用率。

(4)灌水及时,增产增收。土渠输水慢、轮灌周期长,遇到干旱天气,庄稼得不到及时灌溉,常造成减产。利用管道输水浇水及时,同时又节水,可以扩大灌溉面积。

(5)省电。对机井提水灌区来说,节水意味着就是节能,根据测算,管道灌溉比土渠灌溉一般省电四分之一左右。

(6)便于管理和机耕。灌溉管道埋设在地下,不影响田间农业机械耕作和交通运输,减少了渠道维修和清淤环节。

4.2 滴灌

滴灌则是近年来出现的最先进的灌溉技术。美国、澳大利亚1998年开始对果树、草坪实施地下滴灌研究试验,以色列2004年6月在新疆石河子开始棉田滴灌试验。我国则自1996年起,分别在北京、天津、江苏、新疆,对速生林、果树、草坪、城市绿化植物实施滴灌,均获成功。

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今天,我看了这样一幅漫画,漫画上画着一个水龙头和一个坟墓,坟墓上有一滴水,周围是一片一望无际的沙漠,这位水龙头先生拿着一束来祭拜这滴水……看完这幅漫画,我受益匪浅,水是源源不断的,是取之不尽,用之不竭的概念也取消了。

我们中国是一个水资源紧缺的国家,尽管水资源总储量达2.81万亿立方米,居世界第6位,但中国养活着世界1/4的人口,人均水资源占有量不足世界人均占水量的1/4,被列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一。专家预测,中国人口将在2030年达到16亿的高峰,再加上日益严重的水污染,到那时,中国将成为严重缺水的国家。水,是生命之源,任何物质都不可替代。没有水就没有生命,更谈不上什么文明和发展。然而,由于世界人口的剧增、人类的过度索取和浪费,以及工业污染等原因,世界淡水资源越来越匮乏,人类正面临着严重的水危机

水资源危机已经成为全球最为关心的问题之一。全球约有11亿人喝不上干净的饮用水,每年有310万人死与于不洁饮用水引发的相关疾病;全世界用不上基本卫生设施的人有26亿;发展中国家的人每天平均需要步行6公里去取水;……这些令人触目惊心的数字,不能不让我们每个人深思。

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内容摘要:水资源是社会、经济与生态可持续发展的刚性约束,其承载力的确定是经济发展决策的前提。本文通过对区域相对水资源承载力的动态分析,透析目标区域水资源短缺和超负载的现状,描述水资源承载力的变动趋势,揭示可控因子,并提出优化水资源配置的对策。

关键词:相对水资源承载力 可控因子优化配置

水资源,担负环境与资源要素双重身份,是一种可恢复再生,但不可增生的自然资源,是人类生存、环境、经济可持续发展的基础支持系统的子系统。随着我国经济的快速增长、人口基数的逐渐扩大和城市化进程的加快,水资源的需求量与日俱增,与此同时,人类经济活动的加快以及生活方式的转变,对环境造成的负面影响使得水资源的再生能力下降,继而水资源的总量和质量下降趋势明显。水资源的供求矛盾日益凸显,已经成为制约我国经济增长与发展的瓶颈之一。虽然目前我国海水资源淡化技术取得了相当的进展,但受技术处理成本和运输成本的约束,使得我国水资源的短缺困境在较长时期内无法突破。

相对水资源承载力的研究方法

相对水资源承载力是指通过选定一定的区域作为参照区,以该参照区单位水资源承载量为标准,将目标区与参照区的水资源存量进行对比,目的在于分析目标区的水资源对现有人口的承载能力或相对可承载的适度人口数量。它在一定程度上可以相对的反映出,一定时期内区域内资源对该空间人口的基本生存和发展的支撑能力,是评判区域可持续发展的重要参考依据。

本文中,相对水资源承载力的研究,采用相对水资源承载系数描述区域水资源的人口、农业、经济承载能力。经实际检验证明,该系数能够较好地反映某一地区在一定时间内的水资源的相对承载能力,或区域范围内各子区域同一时间的相对承载力。

(一)指标和研究区域的选取

在“区域水资源-生态环境-经济社会” 这个耦合系统中,选定人口数量、农作物播种面积和区域内生产总值作为承载对象;选定各个时期的供水总量代表水资源指标。

本文选定的目标区为河北省,其在水资源短缺问题上具有代表性和典型性。河北省地处渤海地区的中心地带,内环京津。环渤海经济圈的确立以及京津冀区域经济一体化的背景之下,河北省正处于经济提速发展的新阶段,2008年省内经济产出总量位列全国第六。但是,河北省的水资源总量只有119.8亿m3,目前人均171.4m3(水资源人均量在全国排名倒数第四,远远低于极度缺水国际标准≤500m3),而且95%以上的河流出现断流,地下水整体水位连年下降,再加上水域污染问题仍未得到根本解决,致使河北省水资源保障力严重不足。水资源的短缺与经济的提速发展,使对水资源承载力、水资源利用与水生态环境涵养等问题的研究成为河北省不可回避的战略性问题。

参照区选定山东省,源于山东省水资源的整体状况相对于其他省份来讲,与河北省有较好的相似性,而在经济发展程度上远高于全国平均水平,相比较之下能够找到可供借鉴的启示;参照区二选定全国,与全国平均水平相比较,对河北省的水资源承载力进行比较动态分析。

(二)估算方法

第一步:对水资源数据与人口数据和经济数据进行总和标准化处理

x'ij=xij/∑i=1xij(i=1,2,3,……,m,j=1,2,3,……,n) (1)

其中,n为区域的个数,m为要素的个数。

第二步:计算标准化处理后的水资源数据与人口数据的比值,即为相对水资源对人口的承载系数。计算标准化处理后的水资源数据与经济产出数据的比值,即为相对水资源对经济的承载系数。

I=X水资源/X人口 (2)

H= X水资源/X经济产出(3)

N= X水资源/X农作物播种面积(4)

X水资源、X人口、X经济产出、X农作物播种面积分别为总和标准化处理后的水资源、人口、经济产出和农作物种植面积数值;I、H、N分别为相对水资源对人口、经济和农业的承载系数,在一定程度上反映水资源丰裕程度、水资源的时空分布状况以及承载能力。

第三步:评判标准

若I

数据处理

本文按照指标和参照区设计,选取河北省、山东省、以及全国1978-2008年的人口指标、区域经济产出、农作物播种面积和年供水量指标作为基础数据。人口、农作物播种面积与经济产出数据来源于2008年中国统计年鉴,2008年数据,来源于2008年中国国民经济和社会发展统计公报,以及河北和山东的2008年国民经济和社会发展统计公报,各年供水总量数据来源于相应水利公报。

依据相对水资源承载力的分析思路和计算方法,分别以河北、山东和全国作为选定区,以选定区1978-2008年的相应数据为计算基础,得到1978-2008年目标区域、参照区域的相对水资源承载力的相关数据(见表1)。

区域相对水资源承载力的动态分析

(一)相对水资源对人口承载力的比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源人口承载系数介于0.682~0.813之间,即I河北

从表1和图1可看出:一是河北省水资源承载系数远低于全国平均水平,区域内水资源匮乏,并且呈恶化趋势,相对于区域人口的增长保障力不足。同时这一结果也反映出河北省人均需水量,相对高于山东而低于全国的平均水平。二是水资源匮乏状态下,河北省水资源一直处于人口超载状态,同时也表明河北省水资源的节约利用水平,高于全国平均水平但低于山东省。三是区域相对水资源承载力的差异也反映了我国人口、水资源时空分布的差异性。

(二)相对水资源对经济承载力的比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源经济承载系数介于0.599~0.940之间,即H河北

从表1和图2可看出:一是河北省水资源对经济承载力小于全国的平均水平,区域水资源匮乏,当区域经济规模持续扩大和发展提速时,水资源的保障力严重不足。一定程度上表明了河北省单位产出耗水量高于山东低于全国平均水平。二是水资源匮乏状态下,河北省水资源一直处于经济超载状态,同时也表明河北省单位水资源的经济产出效率,高于全国平均水平但远低于山东省(除北京、天津、上海这三个直辖市之外,山东省的水资源利用效率最高),并且与山东省相比水资源的产出效率差距呈扩大趋势。三是区域间的差异反映了我国经济发展程度、水资源分布的区域不均衡性。

(三)相对水资源对农业承载力的比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源农业承载系数介于0.640~0.719之间,即N河北

从表1和图3可看出:农业作为我国的基础产业,各区域的农作物种植面积波动幅度不大,农业需水规模未产生剧烈的变动,并基本上得到了保障。对于河北省,一方面反映了其水资源对农业的承载力系数低于全国的平均水平,区域水资源匮乏,水资源对农业发展的保障力较差。另一方面表明了河北省单位种植面积耗水量高于山东低于全国平均水平,农业用水效率较高是作为严重缺水地区(华北)应该做到的,但是与山东相比,河北省依然存在农业平均用水量过高和农业用水产值率过低的弱势,农业节水灌溉技术和覆盖面有待进一步提高。另外,相对于水资源综合利用效率的提高,农业用水效率没有得到明显改善,农业用水可持续性低。

(四)河北省相对水资源人口、农业、经济承载力比较分析

1978-2008年,河北省相对水资源人口、农业、经济承载系数均小于1,相对于人口与农业承载系数,相对水资源的经济承载系数波幅大,下降趋势也较为明显。此外,1978-1997年,三者运行较为规律,与经济运行周期较为吻合,且N

提升区域水资源承载力的对策建议

1978-2008年间,目标区域相对水资源承载力的变动趋势分析结果表明:河北省水资源禀赋差,对人口、农业、经济的承载力相对较低,并呈下降趋势;随着技术进步和经济的快速增长,水资源的利用效率大大提高,这也是相对水资源负载系数提高的主要原因,这验证了水资源―经济―生态三者间所存在的系统关系;水资源承载力是一个不确定变动中的量,是相对于不同地域、人口规模、农业发展状况、经济规模和技术条件下的相对区间,即具有相对的可控性。

在区域可持续发展的背景下,资源与环境是经济发展的内生变量,是区域经济发展规模与速度的刚性约束。客观来看,水资源的涵养、水资源再生能力的恢复、水资源的开发利用水平的提升,不可能以放弃经济增长与发展为代价。因此,在努力实现区域持续发展的目标之下,必须充分考量区域水资源的禀赋分布状况和综合承载能力,采取切实可行的措施,对可控因子实施影响以改善水资源状况。

(一)完善水资源宏观管理体制,加强水资源管理

首先,建立有针对性的区域性水资源利用和管理的法规体系。该法规体系建设应涵盖水资源开发、水资源利用、水资源节约与保护和水行政执法等方面,结合《中华人民共和国水法》、《水污染防治法》等法律法规,使水资源的管理纳入法制化轨道。

其次,加强水资源的统一管理,推进水务一体化建设。水,在同一流域或水文地质单元上是统一的整体,生态环境的有效保护、经济社会的协调发展,要求必须统筹规划和全面安排水的涵养、开发、利用与保护。因此,结合水的自然属性,实行区域和流域相结合的统一管理,并在此基础上推行水务一体化建设,是建设节水型社会、优化配置水资源的基本前提。

(二)调整生产力空间布局,实现资源的高效战略配置

水资源空间分布与生产力空间布局不一致,即水资源供给与需求在空间与结构上不匹配,已经成为区域可持续发展的关键性制约因素。生产力空间布局合理与否直接关系到水资源利用效率的高低,也事关复杂水环境资源系统的可持续发展。河北省各市水资源禀赋差异较大,唐山、保定、秦皇岛、沧州等地水资源条件较好,邯郸、衡水等地水资源短缺,承载力低,高耗水、高污染的石油化工、电力等企业应尽量避免在水资源短缺或工业化程度较高的中心城市布局。

(三)加速农业产业化,优化产业结构以提高水资源利用效率

产业结构的优化能够在一定程度上缓解经济快速增长给水资源带来的压力,同时能够提高水资源利用效率。农业产业化进程的加快,在提高农业投入产出比的同时,更便于采用先进的节水技术,提高农业用水效率,提升水资源对农业的承载力。对于河北省,应加快第三产业的发展,提高第二产业中现代工业的比重,大力发展生态农业,推进农业产业化,在产业结构的升级中寻求水资源的合理配置与高效利用。

(四)合理控制人口数量,改善水资源超负载状态

2008年河北省人口达6988万,人口密度为378.343人/平方公里,远高出全国平均水平(138.335人/平方公里),人口过多必然导致生活需水规模巨大,水资源对人口的负载沉重,进而给水资源的持续利用和经济的可持续发展带来巨大的压力。因此,合理控制人口数量仍然是保障水资源可持续利用,增强全省可持续发展能力的必然要求。

(五)开发利用微咸水资源,增强淡水贮蓄能力

虽然,我国海水淡化技术经过40多年的发展,取得了巨大进步,但海水淡化在国内的生产和应用仍集中于沿海城市,并主要用于工业生产。对于严重缺水的内陆地区,开发浅层微咸水更为可行。

咸水区大多分布在北方平原等极其缺水地区。采用新技术,加大对微咸水的开发利用,既可缓解缺水压力,又可减少由于浅层咸水蒸发引起的盐碱化问题,还可减少深层淡水开采量,增强淡水贮蓄和抗旱防洪能力。

(六)建设节水型社会,防止水环境恶化

水资源的有限性和生态脆弱性,使其极易受到污染和侵害。因此,节水、防污治污是解决水资源问题的必然选择和根本途径。

一是尽快建立水质监测网及水资源可持续利用预警机制。科学的监测预警机制,有助于掌控区域内水资源开发、利用、污染、治理的各种状况,及时得到各种预警信息,有针对性地适时解决相应问题、防止水资源状况的恶化。

二是建立节水治污的激励机制,加强水源保护和水资源的利用效率。应该通过相对稳定的奖惩制度,约束和引导居民和企业的用水行为,激励节水治污技术、器具、设备的发明和使用,广泛推进污水资源化。

三是建立动态的水生态补偿机制,根据监测和预警信息,核算水调度、水污染、污水处理、水源涵养、建立水边环境带等的成本与收益,及时修复水资源的再生能力,并协调好保护区与受益区之间的损益,以维护整个水生态环境的良性循环。

四是要增强公众的节水和生态危机意识。相关部门必须制定合理的激励机制,并通过各种渠道持续性地强化全民的资源环境危机意识。虽见效慢,但其潜移默化的过程能够逐渐提升资源利用效率和资源节约意识,长期内,还会促使企业生产和居民生活方式向高效能、重节约、重环保转变,而这正是建设资源节约、环境友好型社会的必然要求和最终目标。

参考文献:

1.余春祥.可持续发展的环境容量和资源承载力分析[J].中国软科学,2004

2.姚治君等.区域水资源承载力的研究及其理论探析[J].水科学进展,2002(1)