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從生態水文學理論來探討西北干旱區水資源管理辦法

時間:2019-01-14 來源:黑龍江科技信息 作者:湯雷, 本文字數:6023字

  摘要:水資源是制約西北干旱區社會經濟發展, 影響生態環境的關鍵因子, 對本地區未來經濟社會可持續發展起著顯著的作用。目前的水資源管理多集中于可見的、可以被人類直接利用的藍水資源, 忽略了綠水資源的評價和管理。綠水是維持陸地生態系統景觀協調和平衡的重要水源, 在維持陸地生態系統生產功能和服務功能方面有重要作用。利用生態水文學原理可以積極地保護、維持和改善自然景觀, 指導生態環境脆弱地區的生態環境建設與水資源管理高效正確運行。本文在遵循生態水文學理論的基礎上, 提出兼顧生態和經濟有序共生發展的水資源管理方法, 以期為西北干旱區水資源管理提供理論依據。

  關鍵詞:水資源管理; 生態水文學; 藍水; 綠水; 水權; 水價;

水文學

  The Research of Water Resources Management Based on Theory of Ecohydrology in Northwest Arid Region

  WANG Qiang

  The Water Authority of Maiji District in Tianshui City

  Abstract:

  Water Resources is the key factor restricting economic and social development and the ecological environment in northwest arid region, which plays a significant role in sustainable economic and social development in the future. The current management of water resources is more concentrated in blue water, which is visible and can be directly used by human beings, ignoring the evaluation and management of green water. Green water of terrestrial ecosystems is to maintain coordination and balance of the landscape important water source, and has an important role in sustaining production of terrestrial ecosystems functions and services functions. The use of ecological principles hydrology can actively protect, maintain and improve the natural landscape, and guide the ecological environment construction and water resources management in the fragile ecological environment. This paper, based on theory of ecohydrology, puts forward a water resource management method considering both ecological and economic development in order to provide the theoretical basis for water resources management in northwest arid region.

  Keyword:

  water resources management; Ecohydrology; blue water; green water; the right to water; the price of water;

  0 引言

  水是萬物生長之本, 至關重要。當前我國的基本國情和水情是水資源總量不足和時空分布不均, 不可否認我國水資源正面臨巨大挑戰, 水生態環境惡化、水污染嚴重和水資源短缺等問題真實存在且日益嚴重, 不僅破壞了生態環境的良性循環, 更影響了經濟社會的可持續發展, 但與此相矛盾的是隨著我國工業化和城鎮化的不斷發展, 我國對于水資源的需求越來越大, 且在未來很長時間內會持續增長, 面對這種形勢, 勢必會加劇我國水資源的匱乏[1,2]。西北干旱區面積約250×104km2, 平均年降水量230mm, 蒸發能力為降水量的8~10倍, 水資源總量約1979×108m3, 占全國的5.84%, 可利用的水資源約為1364×108m3, 人均水資源占有量1573m3, 為全國人均水平的68%[3]。水資源是制約西北干旱區社會經濟發展, 影響生態環境的關鍵因子, 對本地區未來經濟社會可持續發展起著顯著的作用[4,5]。由于全球氣候的變暖, 西北干旱區以上游山區降水和冰雪融水補給為基礎的水資源系統更為敏感和脆弱, 其主要表現在極端水文現象增加、水資源不確定性加大、水循環過程和生態需水規律改變等方面[6,7]。目前水資源管理主要依靠工程技術方法, 過多的考慮社會經濟發展, 認為社會經濟發展需水和生態環境循環是此消彼長的關系。而且水資源管理和評價中僅包括可見的、可以被人類直接利用的水資源, 即只評價和管理易于被工程開發利用的可更新的地表水和地下水。因此使得西北干旱區在水資源開發利用工程中生態維護與經濟發展的矛盾更加突出和不可避免。

  1 生態水文學理論

  生態水文學是20世紀80年代以后逐步發展的一門新興交叉學科, 其重點研究陸地表層系統生態格局與生態過程變化的水文學機理, 揭示陸生環境和水生環境植被與水分的相互作用關系, 回答與水循環過程相關的生態環境變化的成因與調控, 通過利用生態水文學原理可以積極地保護、維持和改善自然景觀, 指導生態環境脆弱地區的生態環境建設與水資源管理高效正確運行[8,9]。最終實現自然環境的良性循環、社會經濟的有序發展和人與自然的和諧共處。其對西北干旱區生態環境和經濟持續有序發展具有指導意義。

  從水循環的角度進行量化分析, 全球尺度上總降水的65%通過森林、濕地和雨養農田等的蒸散返回到大氣中, 成為綠水流, 即綠水, 僅有35%的降水儲存于河流、湖泊以及土壤含水層中, 成為藍水[10,11,12]。目前的水資源管理多集中于可見的、可以被人類直接利用的藍水資源, 忽略了綠水資源的評價和管理。綠水最初被定義為蒸散流, 是流向大氣圈的水汽流, 后來被定義為具體的資源, 即綠水是源于降水、存儲于土壤并通過植被蒸散發消耗掉的水資源, 尤其在西北干旱雨養農業區是重要的水資源[13]。

  2 西北旱區水資源管理現狀

  2.1 系統性的可持續水資源管理

  水資源系統是一個龐大的動態循環系統, 該系統的運行/管理和保護是一項任重而道遠的工程, 需要在一套合理、高效的管理體制下形成自上而下的管理鏈, 建立和健全以水質量為主的環境質量監測體系, 分層管理。在各個流域或地區, 建立能夠穩定、安全用水的持續用水系統, 根據各流域的實際情況, 制定出穩定用水的目標。充分發揮水資源所具有的多方面的功能, 確保各種用水的安全及穩定。

  2.2 污水限排和處理提高水的重復利用率

  當前社會中我國水資源污染嚴重, 有資料顯示我國90%以上城市水源、45%地下水及80%水域都受到了不同程度的污染, 因此我國相關部門的當務之急就是綜合治理污水和有效保護水資源, 具體的方式策略我國可以參考國外的成功經驗, 即流域污水集中處理和凈化。通過采取該措施, 將污水收集處理后, 分級利用, 約70%是可以再次循環使用的, 大大提高了水的重復利用率。

  2.3 提高人民節水意識

  通過教育、培訓和宣傳等方法, 使人們真正意識到水資源的重要性, 自覺養成節水意識, 自覺規范用水。同時也使每個人都意識都只有從自身做起, 人人都自覺節水, 才能真正促進全球經濟生態的良性發展, 從而建設一個高效節水型社會。

  3 西北旱區水資源管理不足

  3.1 管理理念和基礎上的欠缺

  雖然管理方法上已經有系統化、現代化的趨勢, 但過多的是在工程方面的改進和優化, 對生態方面考慮較少。管理的目標也僅是水資源中可見的、可以被人類直接利用的藍水資源, 主要是地表水和地下水, 忽略了綠水資源的管理, 而綠水在西北干旱雨養農業區是重要的水資源, 其對干旱區植被生長和生態環境維持及發展尤為重要。

  3.2 管理方法和技術上的不足

  現階段我國水資源的有效利用程度較低, 工業用水和農業用水等方面都存在著浪費水資源問題。在某些地區, 一方面供水緊張, 另一方面用水十分浪費。這說明我國水資源管理還存在很多不足之處。農業用水約占總用水的80%以上, 是用水中的最大戶。我國農業用水利用方法落后, 雖然一些先進的灌溉方式已經得到推廣, 比如滴灌、微灌和滲灌等, 但漫灌還是大量存在。目前我國城市工業用水重復利用率雖然已提高到50%以上, 但比先進國家的水平還是低許多。

  3.3 未形成水資源的商品價值和價格理念

  水屬于自然資源, 具有極強的實用價值。但同時水只要稍加處理就會成為一種商品, 所以水也應該納入商品經濟中, 遵守價值規律。在過去的很長一段時間內, 人們認為水是無窮無盡的, 且是免費的, 不加節制的用水, 導致現在地球水資源匱乏, 為了更好的利用和保護水資源, 必須從經濟上采取有效措施進行管理, 但目前我國尚未建立相關的法律法規和制度。

  4 基于生態水文學的水資源管理

  基于生態水文學原理分析, 水資源是指水循環中能夠為生態環境和人類社會所利用的淡水, 其補給來源主要為大氣降水, 賦存形式為地表水、地下水和土壤水, 在一個沒有外界徑流出入的閉合流域, 大氣降水量是水資源的唯一來源, 降水量是該流域內水量多少的決定性因素。廣義地說, 降水量就是當地的水資源總量。關注不可見且被利用的水量, 把降雨分割為綠水和藍水, 降雨的分割表明了在水循環中水和土壤緊密相關以及土壤水分作為維持生物生長的水源的重要作用。綠水是維持陸地生態系統景觀協調和平衡的重要水源, 在維持陸地生態系統生產功能和服務功能方面有重要作用。它既支撐陸地生態系統, 也支持雨養農業的生產。藍水系統支撐水生生態系統, 形成能被人類直接利用的水資源。

  4.1 加強水資源保護

  水資源保護主要有兩方面, 一方面是對自然生態環境的保護, 使水資源總量及其分配上不致因環境的退化而受到減少, 另一方面是本來良好的天然水質不致因城市、農田和工礦企業的有害物質的排放而污染。因此最主要的對策是維護生態環境, 減少水土流失, 保護水源涵養林和植被, 加強廢污水的監管和治理。大力推廣適宜本地區發展的節水灌溉技術, 積極推廣雨水集蓄技術, 增加降水利用率, 適當的開展退耕還林、還草的示范試驗, 為生態植被建設提供理論依據和技術支撐, 綜合考慮和論證在建和待建水利工程的利弊。

  4.2 轉變水資源管理的觀念

  綜合考慮水資源中的藍水和綠水, 堅持以合理配置為中心, 高效利用為重點, 統一管理為保證的水利戰略的前提下, 必須改變一些狹隘的觀念, 要在充分認識水資源特征的基礎上, 正確把握好生態良性循環與社會經濟發展的關系, 處理好流域與景觀、近期與長遠等各種復雜關系, 以實現水資源高效可持續利用和經濟社會的穩定可持續發展。處理好農業用水和生態環境需水的關系, 重視開展和做好生態環境保護工作, 兩者并非互相矛盾, 而是相互依存。處理好生活用水、生產用水和景觀用水的關系, 首先要確保生活用水的質與量。處理好糧食生產和經濟作物種植以及畜牧業、林業、水產養殖業的關系, 形成適應經濟結構發展的需水組合。

  水利事業發展主要是政府行為, 應該主要由財政來負擔, 各級財政都應考慮本地區實際情況加大水利建設的投入, 建立多元化、多渠道、多層次的水利投入機制, 鼓勵、引導和監督社會力量興辦水利, 從而促進水利事業的蓬勃有序發展。

  4.3 水權和水價制度的推廣和應用

  水權, 也可以稱作水資源產權, 其包括所有權、使用權、經營權和轉讓權。所有權是核心, 水資源是一種自然資源, 不僅有自然屬性, 而且有經濟屬性。水資源具有商品性、流動性、稀缺性和不可替代性等。水權的轉讓功能, 不僅可以調節農業用戶的自身利益, 而且可以通過轉讓受益權, 使自身利益同節水效益有機結合, 能起到降低農業用水成本和節水效益的雙重效果, 節余水量向效益高的產業轉移, 可實現經濟效益的最大化。

  國內外的實踐表明, 水價能夠提高水的利用效率, 促進水資源優化配置。面對日益緊迫的水資源短缺問題和實現我國經濟社會可持續發展的要求, 開展農業用水水價改革已經成為解決我國農業水問題, 實現農業高效節水的必然選擇。水價在高效用水和節水中具有重要的作用, 它能促進提高水的利用效率, 提高水資源優化配置。

  4.4 實例分析

  考慮到生態水文學的基本理論, 在天水市某灌區進行試驗, 通過前期成本測算, 得出符合生態環境和農業用水的前提下, 對糧食作物和經濟作物實行差別化水價, 其中糧食作物供水價格為0.157元/m3, 經濟作物供水價格為0.248元/m3。農業供水實行總量控制, 定額管理, 根據灌區近三年來實際的灌溉定額和灌區所屬的益民灌溉試驗資料分析, 糧食作物加權平均綜合灌溉毛定額為496.77m3/畝, 經濟作物加權平均綜合灌溉毛定額為443.15m3/畝。按照不同作物配水定額, 實行超定額累進加價, 即階梯式水價, 累進額度和加價幅度初定如表1所示。

  表1 超定額用水累進加價方案    

  通過采取差別式水價這一經濟方式后, 該灌區在整體農業用水上減少了10%左右, 灌區的生態環境也有了進一步的改善, 據統計灌區周圍林木成活率提高了20%左右, 農戶實際收益并沒有損失, 加之政府的政策扶持, 農戶總體收益得到顯著提高, 其中小麥畝均凈效益增加了12%, 馬鈴薯畝均凈效益增加了15%, 藥材畝均凈效益增加了27%。

  5 結論

  水資源是制約西北干旱區社會經濟發展, 影響生態環境的關鍵因子, 對本地區未來經濟社會可持續發展起著顯著的作用。綠水是維持陸地生態系統景觀協調和平衡的重要水源, 在維持陸地生態系統生產功能和服務功能方面有重要作用。在生態環境與農業發展相互依存的前提下, 通過差別式水價方法, 不僅可以提高當地居民人均收入, 而且可以實現生態環境脆弱地區生態環境建設與水資源管理高效正確運行的統一, 最終實現自然環境的良性循環、社會經濟的有序發展和人與自然的和諧共處。

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