王 浩:中国水资源问题及其科学应对
2011年09月21日

各位代表、各位来宾,大家上午好!

  我发言的题目是“中国水资源问题及其科学应对”。报告分四个部分:一、中国水资源状况;二、中国水资源问题共同的科学背景;三、中国水资源问题的应对策略;四、水资源应对的关键科技支撑。

  一、中国的水资源状况

  中国水资源总体格局主要受所处的的地理位置及季风气候区、特殊的三大阶地地形等因素控制。全国多年平均降水量649毫米,南多北少,东多西少。这 是400毫米雨量线是湿润半湿润与干旱半干旱区分界线。我国降水具有明显雨热同期的特征,夏季降水占全年47%,其中北方地区占到62%。全国多年平均水资源总量28405亿立方米,其中河川径流量27328亿立方米,地下水资源量8226亿立方米,二者重复7149亿立方米。考虑洪水和基本生态用水,中国河道外最大可消耗的地表水量为7524亿立方米,不能有效控制和利用洪水量占地表水资源量40%,再有一部分是必须留给生态系统用的水,最小生态用水:占地表水资源量32%,针对城镇化、工业化、农业现代化能够用的水资源占28%。

  中国河川径流年际变化很大,北方地区年最大最小的径流极值比为4—7倍,一些支流可达10倍,一条河流的流水,各年、各时段都不一样,最大、最小的时候可以差到10倍。再有一个不利的因素,就是水资源的空间分布和人口、耕地、矿藏资源等社会经济要素的空间分布不匹配。南方四个一级流域,长江流域、珠江流域、东南诸河区、西南诸河区,这四个流域国土面积、人口、GDP差不多占全国的一半,但是水资源却占到了全国的84%。北方六个一级流域,淮河区、黄河区、辽河区、海河、松花江区、内陆河,这六个一级流域国土面积、GDP、人口也差不多占到全国的一半,耕地面积还占到全国的65%,但是水资源只占全国的16%,这是中国水资源的一个很大的特点,就是南方多、北方少,资源的分布条件不利。

  近50年来,受自然因素和人类活动的影响,我国水资源发生了深刻演变,尤其是21世纪以来,全国水资源量减少较明显。2001—2009年与1956年2000年比较,全国降水减少2.8%,地表水资源和水资源总量分别减少5.2%和3.6%,南北方均有所减少,其中海河流域减少最为显著,降水减少了9%,可是地表水减少了49%,水资源总量减少31%。

  中国水资源的自然条件评价起来有它的优势因素,也有它的劣势因素。优势因素,水资源总量丰富,中国的水资源在世界上,按国别说,排第六位,但是单位国土面积,人均亩均水资源量非常少,有利条件是雨热同期,利于农业生产,不利条件是,年内年际分布很不均匀。山区产水量大,利于水资源调蓄,但是南北方、东西部分布的很不均匀,大江大河多,利于水资源的整体调配,但是水资源的天然增物和耕地、矿藏等经济要素分布不匹配,北方平原地区地下水赋存条件较好,但是西南、黄河等地区水资源开发难度大。

  中国水资源条件和国际比较,中国单位国土面积的水资源量仅是全球平均水平的83%,人均水资源量约2100立方米,不足世界人均水平的1/3。在联合国2006年对192个国家和地区评价中,中国从高到低排在第127位很靠后,中国在国际比较来看,水资源条件是不太好的,是现代化进程中必须要克服的一个瓶颈。再看看开发利用的情况,全国的供水量从建国初期的1031亿平方米增加到2009年的5965亿平方米,增加了近5倍,年均增长率1.4%,这部分水量是国民经济的用水量。2009年全国的总供水量达到5965.2亿立方米,其中地表水源供水两占81.1%,地下水源供水量占18.4%,生活用水占12.6%,工业用水占23.3%,农业用水占62.4%,生态环境补水占1.7%。

  二、中国水资源问题及其科学背景

  我们面临的主要水资源问题有四个:水资源供需矛盾突出、水环境污染严重、水生态系统退化、极端和突发事件频繁。水资源短缺:全国正常年份缺水约500亿方,海河流域、黄河流域、辽河流域、西北和东部沿海城市等地缺水严重,缺水的范围还在蔓延。主要原因是经济社会用水量快速增长,这是造成缺水的主因,同时也存在污染型缺水和工程性缺水的问题,北方地区水资源量衰减,加剧了缺水情势。水环境污染:2009年全国废污水排放量达到747亿立方米,全国地表水水功能区达标率为47%,562眼监测井中水质在四类和五类的监测井占72%,说明地下水污染的也很严重。主要原因是排污量增加与水体纳污能力降低综合作用的结果,其中入河排污量超过水体自净能力,这是主因,由于水量减少和水动力学条件变化导致的水体自净能力下降也是其中因素。水生态退化:淡水生态系统功能整体呈现出“局部改善、整体退化”的态势,北方平原区地下水严重超采,形成160余额五个地下水的超采区。原因是经济社会用水挤占了基本 生态用水,另外河流水域侵占、湿地开发等也是南方水生态退化的重要原因。极端和突发事件发生频率加大:近年来,我国北方地区旱灾高发,南方多雨地区季节性干旱也日趋严重,同时突发性的水污染事件发生的频率加大。主要原因两方面,一方面是气候变化,一方面是不当的人类活动影响。

  水问题的科学背景,统一的客观基础就是流域水循环发生了演变,流域水循环分两部分,一部分是由降雨、蒸发、入渗、潺流、汇流、补给、排泄这些基本环节组成的自然水循环;另一方面在自然水循环的主框架内由给水、供水、排水、用水、治污,侧支循环形成的社会水循环,自然水循环和社会水循环相互依存,相互制约、相互作用,加速了流域 水循环的演变,在这个演变过程中发生了一系列资源效应、生态效应、环境效应,因此我们需要对各类水问题的解决,要从流域水循环演变,在变化环境下演变的机理出发,对他进行模拟和调控,面向国家目标。各式各样水问题共同的科学背景,二元驱动下的自然社会水循环驱动下的流域水循环,及其伴生过程的演变。缺水问题:自然水循环——社会水循环演变失衡;水污染问题:与水循环伴生的水化学过程的演变失衡;生态退化:与水循环伴生的生态过程演变失衡;水土流失:与水循环伴生的水沙过程演变失衡;极端实践:气候变化下的自然水循环过程演变。解决这些共同水问题有一个统一的科学基础“自然—社会”二元水循环及其伴生过程演变的机理揭示、规律认知与过程模拟。自然水循环包括大气过程、地表过程、土壤过程,地下过程。社会水循环包括供水过程、用水过程,排水过程,回归过程。调控有一统一的科学路径,目标导向下的“自然—社会”二元水循环系统的多维均衡综合调控。资源维,目标是水循环可再生性维持,途径是水源涵养合理开发地表、地下水资源。对经济维来说,目标是提高用水效益,降低用水成本。途径是用水效率提高、循环用水、水向高效益部门流转。对社会维来说,提高供水保证程度,维护社会用水公平。提高供水能力,保障肉食群体和公益性行业的基本用水。生态维,修复受损生态系统,保护健康水生态系统对环境维来说,水体环境状况保持良好,减少污染物产生量,加大废污水处理力度。水功能区达标率、排水达标率。

  三、中国水资源问题应对策略

  国家始终高度重视水资源问题应对和安全保障体系的建设,全国现状供水能力超过7000亿立方米,实现了以占全球7%左右的水资源量,支撑着全球22%的人口和超过10%的经济发展速度。今年年初发布了《中共中央国务院关于加快水利改革与发展的决定》,7月8日召开了中央水利工作会议,确定了水资源问题应对策略。总体来说,水资源的安全保障战略有赖于四个部分的协同:水资源合理配置与安全供给、节水型社会建设、水生态环境保护与修复、水资源应急风险管理,这就是国家水资源安全保障战略的框架。一号文件明确提出了要实行最严格的水资源管理制度,将其定位为“加快转变经济发展方式的战略举措”。制定了四项制度,用水总量控制制度、用数效率控制制度、水功能区限制纳污制度、管理责任与考核制度。

  三条考核的红线:水资源开发控制红线、用水效率控制红线、入河湖排污总量控制红线。针对水资源三大问题:水资源的过渡开发、缺水和浪费并存、水体与环境污染,这三条红线分别针对水资源开发利用的三大环节:取水环节,用水环节,排水环节。涉及到水资源管理的三大领域:水资源配置、水资源节约、水资源保护。这是最严格水资源管理制度体系的构架,包括目标体系、制度体系、考核体系,也包括保障和支撑体系。

  2020年国家制定了水资源安全保障目标,基本建成水资源合理配置和高效利用体系,抗旱能力显著增强。基本建成水资源合理配置和高效利用体系,全国年用水总量力争控制在6700亿立方米以内,城乡供水保证率显著提高,城乡居民饮水安全得到全面保障,万元国内生产总值和万元工业增加值用水量明显降低,农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上。基本建成水资源保护和河湖健康保障体系,主要江河湖泊水功能区水质明显改善,城镇供水水源地水质全面达标,地下水超采基本得到遏制。

  2020年要基本建成有利于水利科学发展的制度体系,最严格的水资源管理制度基本建立,水利投入稳定增长机制进一步完善,有利于水资源节约和合理配置的水价形成机制基本建立。

  四、水资源应对关键科技支撑

  在基础认知方面有“自然—社会”二元水循环基础理论。摸清家底方面,做好变化环境下水资源的评价方法。水资源合理分配方面要做好生态需水计算理论与方法,做好水资源合理配置理论技术。在水资源高效利用方面要做好社会水循环模拟与ET控制技术。在水资源有效保护方面要把水化学过程模拟与调控技术搞好。在生态修复方面,要做好水生态过程模拟与修复技术。在科学管理方面要提出复杂水资源系统综合调度技术。综合平台方面要建立流域水循环及其伴生过程的模拟系统。这是基础认知方面,“自然-社会”,包括变化环境下自然水循环的演化机理,社会水循环社会与演化机理,“自然-社会”二元水循环作用机理。

  在水资源合理配置方面要做好分区域生态需水的计算方法,把干旱区、半干旱区,湿润区、半湿润区的生态需水方法得到进一步完善。在水资源合理分配方面把用水总量的控制,用水效率的控制,入河湖的排污限制进一步做好,包括吸纳过程的包括,地表水、地下水的取水总量、非常规水的利用量、生态环境用水量、入海、入湖量,经济ET控制量,污染物排放总量。高效利用方面要借鉴自然水文过程分布式模拟模型构建方法,构建基于用水单元斑块识别的社会水循环模拟模型,描述社会水循环通量及循环过程。再就是水化学过程的模拟与调控技术,水动力学的控制方程、水质的动力控制方程,生态修复、湿地修复,科学管理,包括复杂水资源系统的综合调度技术。这是我们在南水北调中线88个供水口门,62个退水口门,几百个水利建筑部统一控制,给100多个县,44个地市联合供水的复杂调度系统。这是长江三峡以上,整个长江流域100万平方公里上面,103座大型水库的联合调度,把整个防洪调度,航运调度,发电调度,供水调度,生态调度统一综合起来。要做成这么一个综合平台,流域水循环和伴生过程的模型系统。

  我国水资源自己禀赋条件不好,人均占有量少,时空分布不均匀,暴雨洪水和干旱缺水并存,气候变化可能会使这种态势进一步加剧,水资源问题已经成为国家安全战略的基础;我国当前正处在经济社会快速发展时期,水资源短缺,水环境污染,水生态退化,以及极端突发水事件问题突出,粮食安全、工业化、城镇化的水资源安全保障任务艰巨;为保障科学发展进程中的水资源安全,协调水资源开发利用过程中人与自然的关系,必须积极推进节水防污型社会建设,当前最迫切的工作是要实行最严格的水资源管理。

  在长期迫切的治水实践技术推动下,中国水资源工程与科学技术总体处在国际先进水平,特别是在水资源配置技术,水沙科学,以及大型水资源调配工程等技术领域达到国际 领先水平。今后我国水资源科学技术要面向实施最严格的水资源管理需求,着力构建流域“自然-社会”二元水循环模拟与调控的科学技术体系。我们国家的政府清醒认识和高度重视水资源问题,科学制定了水资源安全保障战略,加大投入并积极采取了一系列的有效措施,着力保障经济社会发展的水资源安全,遵循科学治水和依法治水的路径,中国有信心也有能力解决好水资源问题。

  我的发言完了,谢谢!