主講人:陳 進(jìn)
把脈長(zhǎng)江水資源
——二談長(zhǎng)江水資源利用和保護(hù)
主講人:陳 進(jìn)
長(zhǎng)江地處歐亞大陸副熱帶東部邊緣,東臨太平洋,西接“世界屋脊”青藏高原,在海洋與陸地之間,高原與四周丘陵和平原之間巨大的溫度差異形成冬夏相反的盛行風(fēng)向,造就了長(zhǎng)江流域典型的季風(fēng)氣候特征。長(zhǎng)江流域年降水量分布是江南大于江北,中下游大于上游,從東南向西北呈遞減態(tài)勢(shì),其中上游地區(qū)平均降水量為940mm,中下游地區(qū)平均為1 440mm。長(zhǎng)江流域多年平均徑流深553 mm,徑流系數(shù)為0.5。長(zhǎng)江干流上、中和下游代表性水文站宜昌、漢口、大通多年平均年徑流量分別為4 340億m3、7 060億m3、8 910億m3,多年平均入海徑流量9 190億m3。
長(zhǎng)江流域水資源的主要特點(diǎn)是:①與黃淮海等北方流域和西北地區(qū)比較,降雨量和徑流量比較豐富,但年內(nèi)分布不均勻,汛期占70%左右,扣除洪峰流量和生態(tài)基流,人均可利用的水資源量不算豐富。②長(zhǎng)江雖然水資源總量大,但主要是地表水,真正的深層地下水僅占水資源總量的1%。③長(zhǎng)江流域基本上不存在資源性缺水地區(qū),但由于高原、山地和丘陵占流域面積比例達(dá)到85%,相當(dāng)多的山丘區(qū)存在工程性缺水問(wèn)題。長(zhǎng)江中下游及長(zhǎng)江三角洲平原地區(qū),湖泊和河網(wǎng)密集,水域面積大,客水豐富,不缺水量,缺的是好水。目前除長(zhǎng)江干流、主要支流和大型水庫(kù)外,大多數(shù)天然湖泊、中小水庫(kù)及平原水網(wǎng)污染較重,水質(zhì)性缺水日益嚴(yán)重。④雖然長(zhǎng)江流域已建和在建水庫(kù)有51 643座,但總的興利庫(kù)容僅1 799.91億m3,占多年平均地表水資源量的18.3%,其中大型水庫(kù)僅282座,中型水庫(kù)1 543座,其他都是小型水庫(kù)。長(zhǎng)江干流和主要支流徑流量較大,流域防洪和水庫(kù)防洪任務(wù)重,所以大型水庫(kù)多為徑流式、季調(diào)節(jié),而年調(diào)節(jié)及多年調(diào)節(jié)水庫(kù)多建在二、三級(jí)支流上,這樣就使得長(zhǎng)江干流和多數(shù)支流控制性水庫(kù)的徑流調(diào)控能力不足,水庫(kù)向下游抗旱和補(bǔ)水能力有限,而且汛后蓄水任務(wù)重。
長(zhǎng)江流域用水情況,以2014年(平水年)為例,用水總量為2 012.7億m3,水資源利用率為20%,其中生活用水占14%,工業(yè)用水占35.2%,農(nóng)業(yè)用水占49.8%。用水總量和農(nóng)業(yè)用水量近10年來(lái)基本穩(wěn)定,工業(yè)和生活用水比例增加,農(nóng)業(yè)用水占比相應(yīng)降低,目前農(nóng)業(yè)用水比例比全國(guó)平均水平低13.7%,工業(yè)用水比例比全國(guó)高13%。長(zhǎng)江流域主要用水指標(biāo)為:人均綜合用水量446m3,萬(wàn)元GDP用水量88m3,農(nóng)田灌溉畝均用水量457m3,萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量73m3,用水指標(biāo)都比全國(guó)高,節(jié)水潛力大。
長(zhǎng)江天然水質(zhì)
長(zhǎng)江的天然水質(zhì)主要受河流流經(jīng)地區(qū)地球物理化學(xué)特性、降水及侵蝕強(qiáng)度和沿江采礦情況影響。長(zhǎng)江水系由于徑流總量大,水體稀釋能力強(qiáng),總體礦化度不算高,但離子總量(TDS)比全球河流平均值大3倍,說(shuō)明流域降雨侵蝕力仍然比較強(qiáng)。長(zhǎng)江水中TDS濃度從上游向下游隨著水量逐漸加大有明顯降低的趨勢(shì),最高濃度值出現(xiàn)在上游的青藏高原邊緣地區(qū),主要原因是江源和金沙江等上游地區(qū)地質(zhì)活動(dòng)(地震、滑坡和泥石流等)頻繁,土壤和巖石侵蝕強(qiáng)烈,而河道徑流量相對(duì)較少。云貴高原和嘉陵江上游山區(qū)河水的TDS值大于250mg/L;武漢以下長(zhǎng)江干流和支流的TDS值一般小于150mg/L,中游支流贛江的TDS值最低,小于100 mg/L;到河口段,受海潮及海水倒灌影響,氯離子含量增加,遇枯季和大潮影響,氯離子在短時(shí)間內(nèi)會(huì)超過(guò)1 000mg/L,對(duì)上海及河口地區(qū)用水產(chǎn)生影響??傊?,長(zhǎng)江水體總硬度小于250mg/L,屬于軟水地區(qū),pH值、礦化度、總硬度適中,水質(zhì)總體較好。
廢污水排放
2014年《長(zhǎng)江流域水資源公報(bào)》公布的廢污水排放總量為338.8億t,統(tǒng)計(jì)公布的廢污水排放量近年來(lái)增幅減小,但根據(jù)耗水情況反向推算,實(shí)際廢污水排放量要大很多。長(zhǎng)江流域綜合耗水率為42%,其中農(nóng)田灌溉耗水率56.1%,工業(yè)耗水率20.1%,城鎮(zhèn)生活耗水率30.6%,說(shuō)明58%的用水會(huì)以污染水狀態(tài)回歸天然水域。另外,由于大氣污染和有毒有害污染物堆放不規(guī)范,目前城鎮(zhèn)初期雨水也含有大量污染物質(zhì),而公報(bào)中沒(méi)有反映初期雨水的污染,所以,實(shí)際排入天然水域的廢污水量是個(gè)更大的數(shù)值,這也解釋了近10年來(lái)雖然城鎮(zhèn)廢污水處理率大幅度提高,但長(zhǎng)江水質(zhì)改善程度不大的原因。
河流水質(zhì)狀況
2014年長(zhǎng)江河流Ⅰ~Ⅲ類(lèi)水河長(zhǎng)占比達(dá)到77.4%,劣于Ⅲ類(lèi)的為22.6%,水質(zhì)總體良好,這得益于長(zhǎng)江干流和主要支流徑流量大,水體自?xún)裟芰?qiáng),以及近10年來(lái)城市廢污水處理率大幅度提高。目前長(zhǎng)江干流、嘉陵江水系、烏江水系和漢江水系的省界水體水質(zhì)相對(duì)較好,污染較嚴(yán)重的斷面主要分布在金沙江支流水系、上游支流水系、洞庭湖水系以及下游支流水系等,超標(biāo)斷面數(shù)占其水系評(píng)價(jià)斷面總數(shù)的60%以上。少數(shù)省界水體水質(zhì)污染較重,水質(zhì)劣于Ⅴ類(lèi)的河段是:云南與四川交界—寧蒗河包都鎮(zhèn)段、貴州與湖南交界—清水江翁洞段、湖北與湖南交界—黃蓋湖黃蓋湖農(nóng)場(chǎng)與藕池河藕池口段、河南與湖北交界—白河新甸鋪與黃渠河黃渠河鎮(zhèn)段、安徽與江蘇交界—滁河104國(guó)道橋與清流河來(lái)安段。大中城市附近的江河沿岸水質(zhì)較差,特別是岸邊飲用水水源地及其他取水水域水質(zhì)時(shí)常受到污染威脅,一些指標(biāo)常常超標(biāo),加上長(zhǎng)江水系航運(yùn)發(fā)達(dá),船舶或者沿江公路突發(fā)水污染事故頻繁,城市水源地時(shí)常受到影響。
湖泊水庫(kù)水質(zhì)
2014年長(zhǎng)江流域天然湖泊水質(zhì)為Ⅰ~Ⅲ類(lèi)的僅占評(píng)價(jià)總數(shù)的23.3%,80%的湖泊呈現(xiàn)中、輕度富營(yíng)養(yǎng)化,如滇池水質(zhì)為Ⅳ~劣Ⅴ類(lèi),巢湖東半部為Ⅳ~Ⅴ類(lèi)、西半部為Ⅴ~劣Ⅴ類(lèi),太湖Ⅲ類(lèi)水僅占18.8%,Ⅳ類(lèi)水占72.9%,Ⅴ~劣Ⅴ類(lèi)水占8.2%。長(zhǎng)江流域湖泊水質(zhì)比干支流差很多,大量規(guī)模以下排污口未被監(jiān)控和長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)面源污染是目前湖泊污染的主要原因。
長(zhǎng)江流域水庫(kù)水質(zhì)為Ⅰ~Ⅲ類(lèi)的占74.2%,比天然湖泊水質(zhì)好,但仍有43%的水庫(kù)呈現(xiàn)中、輕度富營(yíng)養(yǎng)化,其中三峽水庫(kù)雖然全年期水質(zhì)均符合Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn),但香溪河、大寧河等部分支流庫(kù)灣水體氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高,已發(fā)生不同程度的水華。丹江口庫(kù)區(qū)雖然年度評(píng)價(jià)水質(zhì)一直穩(wěn)定在Ⅱ類(lèi),能滿(mǎn)足南水北調(diào)供水的需要,但水庫(kù)附近的神定河和老灌河等少數(shù)入庫(kù)支流污染較重,水質(zhì)為V類(lèi)。
上述評(píng)價(jià)主要針對(duì)大型水庫(kù)和湖泊,中小湖庫(kù)水質(zhì)狀況一般比大型湖庫(kù)差,城市附近的湖泊大多數(shù)處于嚴(yán)重污染或者富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。湖庫(kù)水域由于自?xún)裟芰Σ?,再加上長(zhǎng)期受廢污水累積影響,治理難度大,目前大多數(shù)湖泊和相對(duì)多的中小水庫(kù)水質(zhì)仍然呈下降趨勢(shì)。
流域地下水問(wèn)題
雖然長(zhǎng)江流域深層地下水占比小,但與地表水交換頻繁的潛層地下水仍然普遍使用。根據(jù)2014年監(jiān)測(cè)結(jié)果,水質(zhì)為Ⅱ類(lèi)的監(jiān)測(cè)井占5.1%,水質(zhì)為Ⅲ類(lèi)的占23.7%,水質(zhì)為Ⅳ類(lèi)的占50.87%,水質(zhì)為Ⅴ類(lèi)的占20.3%,主要污染項(xiàng)目為氨氮、總鐵、錳和硝酸鹽氮,安全可飲用的地下水比例很低,淺層地下水污染比長(zhǎng)江干支流地表水嚴(yán)重。
長(zhǎng)江流域雖然水質(zhì)性缺水和工程性缺水問(wèn)題并存,但主要問(wèn)題仍然是水質(zhì)性缺水,根源是污染總量大,污染源多,監(jiān)控能力不足,水資源利用效率不高,節(jié)水意識(shí)淡薄,廢污水收集和處理能力不夠等。解決這些問(wèn)題的方式無(wú)非是工程措施和非工程措施,工程措施主要是通過(guò)新建水利工程增加供水能力,加強(qiáng)城鎮(zhèn)廢污水收集管網(wǎng)及污水處理廠能力建設(shè)等,但山丘區(qū)水利工程建設(shè)和管理成本較高,主要還得依靠嚴(yán)格水資源管理等非工程措施。嚴(yán)格水資源管理的主要技術(shù)依據(jù)是水資源綜合規(guī)劃、水量分配及總量控制指標(biāo),這些規(guī)劃和技術(shù)文件對(duì)于南方水系來(lái)說(shuō),應(yīng)該有不同的內(nèi)涵和實(shí)施方法。水量分配不僅可以為總量控制提供技術(shù)依據(jù),也可以為初始水權(quán)分配奠定基礎(chǔ),但目前長(zhǎng)江流域剛起步,十分緊迫。
長(zhǎng)江流域水量分配原則和特點(diǎn)
水量分配(或者總量控制指標(biāo)分配)的關(guān)鍵是確定分配原則。水量分配的基本原則其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是公平、高效和可持續(xù)。“公平”包含三層含義:第一,每個(gè)人和每個(gè)地區(qū)都有用水的權(quán)力,特別是人畜飲用水必須得到滿(mǎn)足;第二,有水權(quán)(或者獲得取水許可)者優(yōu)先;第三,水源地優(yōu)先?!案咝А笔窃凇肮健钡那疤嵯拢盟б娓叩牟块T(mén)、地區(qū)和用水戶(hù)優(yōu)先?!翱沙掷m(xù)”就是平衡當(dāng)代人與后代人用水、人類(lèi)用水與生態(tài)環(huán)境用水的關(guān)系,必須保留足夠多而好的水給我們的后代,同時(shí)需要維持河湖生態(tài)系統(tǒng)的健康。
長(zhǎng)江流域地處濕潤(rùn)地區(qū),水量分配方法應(yīng)該有別于北方干旱地區(qū),分配的要求更細(xì),主要應(yīng)該包括:確定流域或者行政區(qū)域水資源可利用總量或者可分配水量,確定各行
政區(qū)域的用水份額及其相應(yīng)的河段、水庫(kù)、湖泊和地下水開(kāi)發(fā)或者開(kāi)采區(qū)域控制指標(biāo),確定不同來(lái)水頻率或保證率的各行政區(qū)域年度用水量及相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃,確定預(yù)留的水量份額及其相應(yīng)的河段、水庫(kù)、湖泊和地下水開(kāi)采區(qū)域要求,確定跨行政區(qū)域河流、湖泊邊界斷面的流量、生態(tài)流量、最小流量、預(yù)警流量、最小控制水位、水質(zhì)指標(biāo)及跨行政區(qū)域地下水水位和水質(zhì)控制指標(biāo)。
長(zhǎng)江流域用水總量分配可以根據(jù)流域和區(qū)域特點(diǎn)、水資源量開(kāi)發(fā)利用程度以及用水矛盾焦點(diǎn)問(wèn)題和水資源管理需求等,本著突出重點(diǎn)、便于管理的原則推進(jìn)。主要特點(diǎn)是:①絕大多數(shù)河流和地區(qū)不缺總量,所以,用水總量控制不僅分配總量,還要分配過(guò)程(空間和時(shí)間);②水量分配的重點(diǎn)在枯水年和枯水季;③應(yīng)該考慮大中型水庫(kù)的蓄水和放水方案,包括啟動(dòng)時(shí)間、過(guò)程、結(jié)束、風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān);④要考慮水利工程布局及水網(wǎng)調(diào)控能力等條件;⑤要考慮取水、輸水、用水和排水成本。
長(zhǎng)江流域各地區(qū)和城市需要建立干旱缺水應(yīng)急水量分配預(yù)案,注意以下幾條原則:①建設(shè)和確定備用水源地(本地水資源保護(hù)),縣級(jí)以上的城市都應(yīng)該有備用水源地,重要城市還需要建立多水源保障體系,而且備用水源應(yīng)該以當(dāng)?shù)厮疄橹?;②建立?yīng)急需求管理方案及調(diào)度方案;③根據(jù)用水重要性建立不同保證率的應(yīng)急水量調(diào)度方案及調(diào)度措施;④建立應(yīng)急搶險(xiǎn)和抗旱基金,建立利益補(bǔ)償機(jī)制,解決保證率相對(duì)低的農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)民基本利益問(wèn)題。
長(zhǎng)江流域用水總量分配方法
用水總量控制紅線是水資源管理的宏觀控制指標(biāo),通過(guò)核算河流水資源開(kāi)發(fā)利用率來(lái)控制河道外總的取水和用水規(guī)模。用水效率控制紅線是一個(gè)綜合性指標(biāo),包含萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量、灌溉水利用系數(shù)和人均綜合用水量等指標(biāo),也包括各行業(yè)用水定額;可以作為宏觀控制指標(biāo)考核一個(gè)流域或者區(qū)域的用水效率,也可以作為一個(gè)微觀指標(biāo)考核一個(gè)行業(yè)、一個(gè)企業(yè)甚至一個(gè)用水戶(hù)的用水效率。該紅線不僅可以直接控制用水量,也可以間接考慮到水質(zhì),用水效率高意味重復(fù)利用率高和廢污水排放量相對(duì)少。水功能區(qū)限制納污紅線可以作為宏觀指標(biāo),通過(guò)水功能區(qū)一級(jí)區(qū)管理考核跨行政區(qū)之間水資源保護(hù)效果,也可以作為微觀指標(biāo),通過(guò)水功能區(qū)二級(jí)區(qū)的管理考核同一水域水質(zhì)狀況,考核同一地區(qū)水域水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況?!叭龡l紅線”是從不同角度對(duì)水資源的利用和保護(hù)進(jìn)行管理,三者之間既有區(qū)別也有關(guān)系。例如,水功能區(qū)管理目標(biāo)達(dá)標(biāo)了,可以增加可供水量,水質(zhì)性缺水問(wèn)題就可以很好地解決;用水效率提高了,可以有效幫助總量控制和減少入河排污量,反之,用水總量控制好了,也可以促進(jìn)用水效率提高和排污量減少。
針對(duì)特定地區(qū)的水資源問(wèn)題,長(zhǎng)江流域“三條紅線”管理最好一起推動(dòng),但重點(diǎn)應(yīng)有所側(cè)重,如對(duì)于一個(gè)已經(jīng)取得用水許可的用水戶(hù),用水總量和入河排污口的設(shè)置在獲得取水許可時(shí)必須先行解決,剩下的問(wèn)題主要是取水和排污口監(jiān)督檢查,管理重點(diǎn)是用水戶(hù)用水效率的提高。對(duì)于水域污染嚴(yán)重的河網(wǎng)和三角洲地區(qū),主要問(wèn)題是水污染,入河污染物排放則應(yīng)該作為主要控制指標(biāo)進(jìn)行考核。長(zhǎng)江流域各地區(qū)的用水效率與先進(jìn)國(guó)家和我國(guó)北方地區(qū)比較還有很大差距,減少排污量、提高用水效率是流域內(nèi)各地區(qū)和全社會(huì)都要進(jìn)行的一項(xiàng)長(zhǎng)期工作。
長(zhǎng)江流域用水總量控制管理面臨的主要問(wèn)題:①水庫(kù)控制能力比較低或者缺少必要的水利工程,總量分配了也沒(méi)有辦法實(shí)施;②山區(qū)河流往往水面高程低,提水成本高,控制和管理難度大,如云貴等?。虎壑邢掠谓P(guān)系和水網(wǎng)復(fù)雜,許多水閘既進(jìn)水也排水,計(jì)量設(shè)施安裝和應(yīng)用困難,進(jìn)出水量核算難;④由于流域內(nèi)外用水存在矛盾,跨流域引調(diào)水工程跨行政區(qū)多,協(xié)調(diào)、監(jiān)督和管理復(fù)雜。
要使長(zhǎng)江流域用水總量控制取得成效,必須做到四個(gè)結(jié)合:①總量控制管理與水功能區(qū)管理結(jié)合,長(zhǎng)江流域各地區(qū)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比總量控制更難;②總量控制與用水定額和效率結(jié)合,只有考核用水指標(biāo)才能保證用水總量指標(biāo)的分配和管理;③總量控制與水利工程調(diào)度能力的提高相結(jié)合,水利工程布局和能力匹配才能保證總量控制管理到位;④總量控制與跨流域調(diào)水管理相結(jié)合。
長(zhǎng)江流域用水總量控制需要落實(shí)到具體河道斷面,需要確定河流控制斷面或者水域控制線(點(diǎn)),包括控制性水文站點(diǎn)、跨行政區(qū)河流斷面、水功能區(qū)緩沖區(qū)、曾有水事糾紛和目前仍有水事糾紛的河流、控制性水庫(kù)入庫(kù)斷面和大壩下游斷面、跨流域引調(diào)水工程引調(diào)水口、江湖湖口、重要控制閘、重要生態(tài)與環(huán)境敏感區(qū)控制斷面等。
長(zhǎng)江水資源保護(hù)建議
①發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì),減少污染總負(fù)荷。這不僅是未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然途徑,也是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶保護(hù)的新要求;②推動(dòng)水權(quán)制度、排污權(quán)交易制度和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立,利用經(jīng)濟(jì)杠桿,提高水資源使用效率,鼓勵(lì)水權(quán)擁有者或者使用者保護(hù)水資源,并給予保護(hù)者必要的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償;③加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)能力建設(shè),建立主要污染源和排污口信息系統(tǒng),明確污染主體責(zé)任,建立跨行政區(qū)水資源保護(hù)考核制度,違法必究;④建立嚴(yán)格的水環(huán)境技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻;⑤建立突發(fā)水污染事故排除、水利工程調(diào)控和備用水源啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,及時(shí)排除突發(fā)水污染事故影響,保障供水安全;⑥建立各部門(mén)和利益相關(guān)者參與水資源保護(hù)和水污染治理的機(jī)制,發(fā)揮政府和市場(chǎng)兩方面的積極性;⑦建立全社會(huì)廣泛參與水資源保護(hù)的機(jī)制,建設(shè)節(jié)水型社會(huì)。
(陳進(jìn):水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院副院長(zhǎng),教授級(jí)高級(jí)工程師)