第一节 水资源及其开发利用
一、水资源的涵义
水是一种重要的自然资源,也是人类乃至于整个生态系统赖以存在和发展的基本物质条件。对于水资源,目前还没有非常明确的定义,但比较普遍的说法是有广义和狭义之分。广义的水资源是指地球水圈内的水,它以气态、固态和液态等形式存在和运动着。如海洋水、湖泊水、河流水、地下水、土壤水、生物水和大气水等。地球上水资源的总储量达13.86亿km3,其中海水占96.5%,天然淡水量约0.35亿km3,占总储量的2.53%,而其中的99.86%是深层地下水和两极、高山冰雪等难以为人们所利用的静态水。真正与人类活动密切相关的江、河等河槽淡水量只占淡水总储量的0.006%,由此可见真正可供人类目前开发利用的河流水资源是非常有限的。
因此,从狭义角度讲,水资源是指在目前的经济技术条件下,可供人们开发利用的淡水量;是在一定时间内可以得到恢复和更新的动态量。一般包括水量和水质两个方面。由地表水、土壤水和地下水及其相互转化构成水资源系统。大气降水是其总补给来源。但是,随着科学技术和社会经济的不断发展,狭义水资源的内涵也是在不断发展变化的。现在人们常说的水资源,一般是指狭义水资源。
二、水资源的开发利用
水资源是一种动态资源。其特点主要表现为可恢复性、有限性、时空分布不均匀性和利害双重性。人们在长期的生产生活过程中,为了自身和环境的需要在不断地认识和开发利用水资源,其内容包括兴水利、除水害和保护水环境。兴水利主要指农田灌溉、水力发电、城乡给排水、水产养殖、航运等;除水害主要是防止洪水泛滥成灾;保护水环境主要是防治水污染,维护生态平衡,给子孙后代的可持续利用和发展留一片绿水青山。
水资源的开发利用主要是通过各种各样的工程措施来实现的。
按照开发利用水资源的目的划分如下:
兴利工程:如农田灌溉工程、水力发电工程、城乡给排水工程、航道整治工程等。
防洪工程:如水库工程、堤防工程、分洪工程、滞洪工程等。
水环境保护工程:如治污工程、水土保持工程、天然林保护工程等。
按开发利用水资源的类型划分如下:
地表水资源开发利用工程:如引水工程、蓄水工程、扬水工程、调水工程等。
地下水资源开发利用工程:如管井、大口井、辐射井、渗渠等。
综上所述,无论哪种工程措施都与水密切相关。所以工程的规划设计、施工和管理运用都必须用到关于水的科学知识。
三、我国水资源开发利用现状
新中国成立以来,水利事业取得了长足的发展,水资源开发利用成绩斐然。据统计,截至2014年年底,建成水库97735座,总蓄水库容8394亿m3,其中,大型水库697座,总库容6617亿m3;中型水库3799座,总库容1075亿m3;小型水库93239座,总库容702亿m3。同时灌溉事业也得到了蓬勃发展,全国农田实灌面积发展到5497.5万hm2,占全国耕地面积的40.7%。全国工程节水灌溉面积达到2901.9万hm2,其中,喷灌316.2万hm2,微灌468.2万hm2,低压灌溉827.1万hm2。中华人民共和国成立60多年来,我国累计解决了2.72亿农村人口的饮水困难,到2004年年底基本结束了我国农村严重缺乏饮用水的历史。到2015年年底全国水电装机总量约3.19亿kW,年发电量达9960亿kW·h。如长江三峡工程总装机容量达到2250万kW(左、右岸装26台×70万kW,地下厂房装6台×70万kW,2台×5万kW电源机组),成为目前世界上最大的水电站。
全国总用水量从1949年的1000多亿m3增加到2014年的6095亿m3,其中,工业用水占22.2%,农田灌溉用水占63.5%,生活用水占12.6%,生态环境补水(仅包括人为措施供给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水)占1.7%。但是,与世界上先进国家相比,工业和城镇生活用水所占的比例较低,农业用水占的比例过大,总用水水平较低。例如,我国2014年,全国人均综合用水量447m3,万元国内生产总值(当年价)用水量96m3,是发达国家的3~7倍。农业灌溉水的利用系数平均约为0.53,而先进国家为0.7甚至0.8,也与发达国家相差较远。
根据《2014年水资源公报》,2014年全国总供水量6095亿m3,占当年水资源总量的22.4%。其中,地表水源供水量4921亿m3,占总供水量的80.8%;地下水源供水量1117亿m3,占总供水量的18.3%;其他水源供水量57亿m3,占总供水量的0.9%。在地表水源供水量中,蓄水工程供水量占32.7%,引水工程供水量占32.1%,提水工程供水量占31.3%,水资源一级区间调水量占3.9%。在地下水供水量中,浅层地下水占85.8%,深层承压水占13.9%,微咸水占0.3%。在其他水源供水量中,主要为污水处理回用量和集雨工程利用量,分别占80.9%和15.3%。