□高瑞臣 □劉曉娜(河南省濮陽水文水資源勘測局)
□陳艷麗(濮陽市引黃工程管理處)
水資源概念存在廣義和狹義之分。廣義的水資源是指在地球的水循環(huán)中,可供生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì)利用的淡水,它的補(bǔ)給來源是大氣降水,它的賦存形式是地表水、地下水和土壤水。廣義水資源是從有效性定義的水資源,把有效性標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到生態(tài)系統(tǒng)而不僅僅限于人類。廣義水資源概念回答了水資源在哪里、對誰有用和怎么有用的問題,而沒有回答水資源是什么形態(tài)、如何用以及用了會(huì)怎樣的問題。因此,廣義水資源并不反映水資源區(qū)別于其它自然資源的特征。
狹義的水資源是指自然水體中的特有部分,即由大氣降水補(bǔ)給,具有一定數(shù)量和可供人類生產(chǎn)、生活直接利用,且年復(fù)一年可循環(huán)再生的淡水,它們在數(shù)量上等于地表、地下徑流的總和。是從廣義水資源中剝離出來的一部分,有更強(qiáng)的約束條件。其約束應(yīng)該反映當(dāng)前水資源開發(fā)實(shí)踐中最典型的特征,并在政策法規(guī)上具有可操作性。
可持續(xù)水資源是指在一定時(shí)空范圍內(nèi)滿足維持人類外部生存環(huán)境之基本需要后,可以供給人類活動(dòng)的狹義水資源。可持續(xù)發(fā)展概念對狹義水資源產(chǎn)生某種約束。
以可持續(xù)的本意來界定可持續(xù)水資源,必須考慮水資源開發(fā)利用對人類生存環(huán)境的后果,包括本地區(qū)和受影響地區(qū)的生存環(huán)境,也包括當(dāng)代人的和未來人口的生存環(huán)境。從維護(hù)生態(tài)和環(huán)境的角度考慮的,《水資源評價(jià)導(dǎo)則》(SL/T238-1999)規(guī)定:地表水資源可利用量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可能及滿足河道內(nèi)用水(指水力發(fā)電、航運(yùn)、沖沙、防凌和維護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面的用水)并顧及下游用水的前提下,地表水工程可能控制利用的河道外最大水量;地下水可開采量是指不發(fā)生因開采地下水而造成水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化、海水入侵、地面沉降等水環(huán)境問題和不對生態(tài)環(huán)境造成不良影響的情況下,允許從含水層中取出的最大水量。所謂可利用量和可開采量限定下的狹義水資源就是可持續(xù)水資源。該規(guī)范還指出平原區(qū)深層承壓地下水不具有持續(xù)開發(fā)利用意義,并用水頭下降的限定值控制允許開采量。
不能把全部可更新的徑流性水資源都作為人類允許利用的水資源,水資源評價(jià)所得到的總水資源量是狹義水資源而非可持續(xù)水資源。過去,人們認(rèn)為地下水的天然補(bǔ)給量就是可利用的地下水資源量,以避免消耗含水層的儲(chǔ)存量而造成地下水衰竭。如果從含水層抽取的地下水大于補(bǔ)給量,就是超采,就會(huì)引發(fā)災(zāi)害;如果開采量小于或等于補(bǔ)給量,就以為不會(huì)消耗儲(chǔ)存資源(從而實(shí)現(xiàn)地下水的穩(wěn)定流),覺得沒什么問題,這種認(rèn)識是片面的。
開采條件下當(dāng)含水層補(bǔ)給增量小于排泄(不包括開采)減量時(shí),抽水量很小也會(huì)動(dòng)用儲(chǔ)存量,地下水流不會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)。按照穩(wěn)定均衡三要素原理,即開采達(dá)到穩(wěn)定的充要條件是影響范圍內(nèi)的補(bǔ)給增量、溢出及蒸發(fā)的減量之和與開采量相等,只要開采量大于這個(gè)數(shù)值,必然消耗儲(chǔ)存資源。如果開采量小于補(bǔ)給量,說明沒有超采,但地下水的補(bǔ)給幾乎全部被開采利用了,那么河流、泉和濕地都將必然逐漸干枯。而且,補(bǔ)給和排泄是隨開采情況而變化的,地表水徑流衰減和地面沉降等問題也不一定要等到開采接近補(bǔ)給的時(shí)候才發(fā)生,開采強(qiáng)度在增加過程中由于滯后延遲作用、排水基準(zhǔn)面降低等都可能誘發(fā)這些問題。
在水資源開發(fā)時(shí),必須保證適當(dāng)?shù)乃Y源存量和流量,保證水資源的質(zhì)量,以維護(hù)其它相關(guān)地區(qū)以及后人的生存環(huán)境??沙掷m(xù)發(fā)展的思想是一種互惠的思想,不僅指現(xiàn)代人為將來人著想,而且具有地理地質(zhì)聯(lián)系的不同區(qū)域之間也要協(xié)調(diào)發(fā)展,具有經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的不同行業(yè)之間也應(yīng)該相互照應(yīng)。對某個(gè)地區(qū)是可持續(xù)的水資源,利用之后并不意味著對其它地區(qū)也是可持續(xù)的,甚至可能水資源變成了具有負(fù)的使用價(jià)值;初期的水資源開發(fā)利用沒有產(chǎn)生不利的環(huán)境影響,也并不意味著長期的開發(fā)利用是可持續(xù)的。對于流域地表水的利用,上中游地區(qū)應(yīng)該考慮中下游地區(qū)所需要的水量和水質(zhì),甚至有必要考慮河流的入海流量,以維護(hù)近岸海洋生態(tài)環(huán)境。
目前,最為緊迫的任務(wù)是提高河川附近大量城市的污水處理水平,確保回歸水的污染程度不超過流域自凈能力。對于地下水的開發(fā)利用,除了防止鹽漬化、地面沉降、含水層被疏干或污染等常規(guī)問題外,還必須防止對地表水系統(tǒng)的破壞。地表水系統(tǒng)在支撐表生環(huán)境和景觀資源方面具有不可替代的功能,如果地下水大量開采使地表水失去水源,可能得不償失。為了控制損害水資源可持續(xù)利用的行為,有必要建立經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償機(jī)制。
水是人類生存不可替代的物質(zhì),但是水資源的狀態(tài)和使用方式是可以替代的。經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展必須考慮水資源的承載力,可持續(xù)水資源的約束條件很強(qiáng),對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的承載力十分有限。用節(jié)水技術(shù)代替粗放的、低效率的用水方式,可以減少對水資源的浪費(fèi)。還可以通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)移人口等降低水資源需求。深層地下水資源缺乏可持續(xù)性,但可以適當(dāng)改良對淺層地下水(透水性較差或水質(zhì)較差)的利用。水資源在人類圈內(nèi)的循環(huán)利用,即人工水更新與水資源的天然循環(huán)密切結(jié)合,形成強(qiáng)大的自然——人工二元結(jié)構(gòu)的水資源再生系統(tǒng)。天然水環(huán)境的自凈作用也是水資源的更新過程。
因此,從自然界提取的水量能夠在社會(huì)經(jīng)濟(jì)圈循環(huán)利用,或者水分返回徑流之后又在另一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)入社會(huì)經(jīng)濟(jì)圈,則意味著有效水資源量的增加。如果一個(gè)地區(qū)可持續(xù)的水資源已經(jīng)到了山窮水盡的地步,無法滿足發(fā)展的需要,則除了選擇放慢發(fā)展速度外,只有依靠奪取其它地區(qū)的水資源,否則只能付出犧牲環(huán)境和后人資源的代價(jià)。
可持續(xù)水資源概念包含了后果評估的思想方法。水資源的可持續(xù)性必須等待水循環(huán)對人工干預(yù)的響應(yīng)才能夠證實(shí),如果一個(gè)地區(qū)以一定的規(guī)模用水,導(dǎo)致水循環(huán)持續(xù)地向著對本地區(qū)和其它地區(qū)生態(tài)環(huán)境不利的方向發(fā)展,則意味著原來的水資源評價(jià)過高,應(yīng)該加以調(diào)整。大型灌區(qū)渠系滲漏情況和灌溉定額的變化,能夠顯著地改變淺層地下水的動(dòng)態(tài),從而引發(fā)區(qū)域范圍內(nèi)蒸發(fā)強(qiáng)度的變遷和咸淡水的遷移。人工干預(yù)既可能導(dǎo)致局部徑流的衰減,也可能引發(fā)某個(gè)路徑的水循環(huán)強(qiáng)度增加,當(dāng)?shù)叵滤a(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)(包括人工排泄)一致的情況下,開采后產(chǎn)生或強(qiáng)化河流、湖泊的滲透、相鄰含水層的越流、同一含水層內(nèi)分水嶺的遷移而使地下水補(bǔ)給增加的水量。
因此,為保證水資源的可持續(xù)利用,有必要在水資源開發(fā)之前,就建立合理的模擬模型評估人類行為可能造成的影響,以此反算實(shí)際的可持續(xù)水資源。在水資源開發(fā)計(jì)劃的實(shí)施和變化過程中,還要不斷地監(jiān)測水環(huán)境,更新預(yù)測模型。當(dāng)實(shí)際的水資源利用已經(jīng)造成不利后果時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施,如向下游放水、對含水層進(jìn)行“回灌”等。
適當(dāng)?shù)氖褂么媪抠Y源,不會(huì)對水資源的可持續(xù)利用產(chǎn)生負(fù)面影響。無論是地下水的開采,還是地表水的人工控制,都難以避免對水資源存量的干擾,對于永久性的水利工程,這種干擾是不可逆的。因此,從客觀規(guī)律上水資源的可持續(xù)利用會(huì)造成水資源存量的增加或減少,只要適度,不會(huì)損害生態(tài)環(huán)境和人類后代生存。在特定情況下,如果滿足當(dāng)前需求所產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)大于所付出的代價(jià),即使地下水儲(chǔ)存資源有所消耗,也是經(jīng)濟(jì)上合理的。例如,把平原區(qū)的地下水水位限制在生態(tài)環(huán)境所能承受的范圍內(nèi),即以生態(tài)水位為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行水資源管理。如果有地面沉降的風(fēng)險(xiǎn),則需要更加謹(jǐn)慎和復(fù)雜的控制方案。地下水的“超采”現(xiàn)在是普遍的事實(shí),通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人口的不斷調(diào)整,對地下水的需求可以逐漸減少,要考慮啟動(dòng)補(bǔ)償機(jī)制,對含水層進(jìn)行大量的回補(bǔ)。濮陽金堤以北地區(qū)長期超采地下水形成了大面積濮—清—南淺層地下水漏斗區(qū),因此20世紀(jì)90年代開始,實(shí)施了引黃河地表水補(bǔ)給含水層的工程。