1.2 水资源及其开发利用的现状、特点和问题
1.2.1 水资源量和利用现状
西北地区众多的高大山脉,截获大量水汽,形成山区降水,孕育河流。河流出山口后滋润着荒漠中的绿洲,成为西北内陆区的生命源泉。以昆仑山、阿尼玛卿山、祁连山、贺兰山等高大山脉为分水岭,将西北阻隔为外流区与西北内陆河地区。阿拉善高原与新疆东部地区,降水少,蒸发强烈,几乎无常年河流。
西北内陆河依靠高山截留水汽,在山区形成降水。产水机制为直接产生径流,或者降水补给冰川积雪后通过融水产流。由于集中在山区,平原区降水基本不产流,因此,西北内陆河地区的山区为径流形成区,平原区为径流耗散区。河流出山口后水分沿程耗散,径流减少,直至尾闾湖泊或消失于沙漠当中。总体上,西北内陆河流程的长短,基本上取决于山区降水量的大小。
据统计,我国西北地区有径流量1亿m3的西北内陆河428条。主要有分布于新疆的塔里木河 (汇注罗布泊)、伊犁河 (汇注哈萨克斯坦境内的巴尔喀什湖)和其他小河,甘肃的疏勒河、黑河、石羊河,内蒙古的弱水以及青海的格尔木河等。
水资源量和利用现状,按照西北内陆河主要分区,见表1.1。
表1.1 水资源量与利用现状
1.2.2 水资源的特点
西北内陆河地区水资源的基本特点:
(1)干旱少雨,生态脆弱。西北内陆河降雨少而蒸发量大,使得水分稀缺程度远远高于全国其他地区,依存于稀缺水资源的生态环境极度脆弱,水资源过度开发利用,必将扰乱原有生态环境的脆弱平衡。
(2)水土矛盾突出,径流分布不均匀,调节代价高。西北内陆河地区春季来水量少,又是灌溉需水高峰,春季来水占全年来水的20%左右,而春灌用水占全年用水的35%左右,春寒春旱问题尤为突出。在平原区兴建水库难以达到多目标综合效益,水浅而水面广,蒸发大,渗漏易引发下游周边田地盐渍化,调节性能差。
(3)生态需水刚度大,水资源可利用量相对较少。内陆区降水对土壤的淋溶作用差,在出山口后径流含盐量沿程增加,为灌区次生盐渍化的治理带来麻烦。为保持绿洲生态的稳定及流域水循环中的水盐平衡和水沙平衡,必须优先考虑生态环境的用水需求。
(4)地表水地下水转化频繁,下游对开发利用方式极为敏感。地表地下水的重复转化,在一定程度上有利于水资源的开发利用,但是正是基于此,使得各种形式的水资源开发利用紧密联系,水资源开发利用方式和规模的改变,易导致水资源分布及循环特性变化,并引发一系列的生态环境问题。
1.2.3 水资源承载力分析
满足区域水资源的承载力是水权制度现实价值研究的前提。承载能力是力学中的一个重要概念,表示一个承载体能够在不遭受破坏的前提下可以承受的最大外力或荷载。这里有两点需要特别说明:第一是所承受的力来自于承载体以外;第二是承载体本身不遭受破坏。目前,在许多科学领域广泛运用承载能力的观念,其目的是为了追求可持续性。
水资源承载能力也应当符合上述两个概念。其外力从逻辑上讲既可以是人口总量、生物总量,也可以是经济总量,但绝对不是水资源可利用量本身。因此,水资源承载能力可以定义为在水资源可持续利用的前提下,某个国家或区域的水资源可以持续支撑的人口总量 (生物总量)和经济总量。
水资源可利用量是指在水资源可持续利用的前提下,考虑技术上的可行性、经济上的合理性以及生态环境的可承受性,通过工程措施可以获取并利用的一次性水量。随着科学技术的发展与国家经济实力的增强,开发利用水资源的手段和措施会不断改进或更新,水资源可利用量也会发生变化,所以只能根据可能预计的未来某个水平年的技术经济条件进行估算。它是供应用水户消耗和亏损的一次性水量指标,不包括上游区与下游区之间、地表水与地下水之间、城市与农村之间重复的用水量。
在分析水资源承载能力时,需要特别注意重复计算问题。在分析水分循环的过程中,存在地表水与地下水的重复计算问题。在分析用水过程中,通常也存在重复统计问题。例如上游用水后的退水 (也称为回归水)被下游用水户再次使用,城市的退水常常被农业和生态利用。由于存在大量的重复统计,容易造成水资源供需分析的失真,也会使政府宏观决策失灵。正确的做法是 “毛对毛、净对净”,即在分析供水量时采用毛定额,在分析用水量时也应当采用毛定额;反之亦然。
显然,在西北内陆河地区,水资源的开发利用平均程度很高,生态环境缺水压力逐年增大,经济用水需求也在不断扩大,水资源的最大可承载力面对很大的威胁。
1.2.4 水资源开发利用中存在的问题
(1)水资源供需矛盾突出,部分地区的水资源开发利用程度已经超过了当地的水资源承载能力。近年来西北内陆河地区人与自然争水严重,社会总用水量翻倍增加,经济用水大挤占了生态环境用水,人们为夺取更多地表水,大量修渠建库,随着干旱区各片人工绿洲的逐步稳定和扩大,改变了流域内部的水循环关系,流域内各支流与干流间的联系明显减弱,而干流上中下游间的联系明显增强,水资源消耗向干流中游集中,造成下游河湖干涸萎缩,地下水位下降,大片林草枯死,天然绿洲萎缩,植被衰退,土地沙漠化进展加快,生态恶化。
(2)水资源利用方式和方法不当,灌溉定额过大,导致土壤盐渍化。在西北内陆区,土地盐碱化与水关系密切,当大水漫灌,地下水位上升到2.00m以上时,土地出现盐碱化;当地下水开采过多,地下水位降到5.00~6.00m以下时,乔灌草枯死,土地沙漠化。对西北地区多数内陆流域而言,次生盐渍化比较普遍。
(3)用水效率普遍偏低,水资源浪费严重。农业用水定额高,浪费大,西北各省 (自治区)的灌溉渠系综合输水效率在0.5左右,而田间水的利用率仅为0.8左右,灌溉期间无效蒸发损失较大,整个干旱区现状地表水的引水率平均不足70%;工业用水定额高,重复利用率低,西北内陆河地区城市工业万元产值用水量相当于全国的1.5倍,工业弃水回收利用率低,城市用水浪费现象严重。
(4)水资源管理机构不健全,管理水平低下。由于部门和地区分割,长期以来水资源缺乏统一管理,如塔里木河、黑河的上中游过量用水,耕地盐渍化,下游则河湖干涸,大片土地荒漠化。水利工程设施普遍存在标准低、老化失修、技术落后、管理粗放等问题,水资源管理混乱不仅无法适应现代化、科学化的管理要求,而且还加剧了水资源供需矛盾和上下游矛盾。随着市场化的推进,水资源费和水价对资源合理配置的作用日益明显,但在西北内陆河地区,水资源费和水价制度还远未健全。目前西北内陆河的水资源管理现状尚不能完全适应未来水资源可持续利用的需要。