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水资源及其存在的问题
  2015-03-13 15:25  

引言

    前面对“外部环境”参数进行了调查,即人口增长、国内生产总值增长以及权力下放等因素如何影响水资源需求量和管理。本章研究黄淮海流域的水资源现状,阐述需要解决的重大问题,并进行详细的评价,主要包括以下几个方面:

  • 流域水资源平衡,包括(a)过去与现在的取水量与耗水量,以及(b)目前缺水估算及其后果,如断流、旱灾、供水矛盾等;

  • 过去在黄淮海流域各省出现的洪水和破坏以及现行的防洪策略;

  • 流域内农业供水以及现状灌溉对作物生产的重要性,包括分配水量下降后经济与农业结构变化对收入和就业带来的影响;

  • 海河、淮河流域的水质现状以及农村和城市/工业等污染源;

  • 流域地下水资源,包括主要的地下水管理问题及人工补给的可行性;

  • 私有企业在水行业基础设施项目中的地位与潜力。

水资源与缺水量

    近年来,人口增长较快,人均可供水量出现了大幅度下降。1993年,人均可供水量只有522m3/年,只占全国平均水平的15.4%1999年,降到了499m3/年左右。
    1994年以来,入海流量占总径流量(平均1350亿m3)38%,其余62%被消耗或蒸发或补给地下水(平均840亿m3),数据表明62%已经是极限。越来越依赖于地下水满足需水量(1998年为563亿m3)也说明了地表供水的不足。地下水超采越来越严重,尤其在海河流域,地下水位的急剧下降(部分地区达到90m)及严重的地面沉降(如太原、济南、天津)。据估计,1995年地下水占黄淮海流域城市总供水量的58%。
    回水是目前具有潜在利用价值的一个重要水源,但由于废水处理水平较低,受盐碱度及灌溉径流影响,大多受到了严重污染。
    采用
1997(有实测数据的最近年份)数据,通过黄淮海流域模型系统对现状(未来)缺水量进行了估算,未来缺水推算到20002050年,提出了主要部门(城市/农村生活和工业)和农业(主要是灌溉)缺水量。目前黄淮海流域优先配水行业总缺水量约为63.5亿m3/(尽管大量开采地下水)。灌溉缺水量则要大得多,根据丰、枯水年的不同介于120亿m3620亿m3之间,平均约占需水量的24%,导致粮食减产约13.7%
    到目前为止,尽管通过地下水开采
(但不会维持太长的时间)保证了优先配水行业的用水,但由于灌溉的地位较低,很多地区无水灌溉的现象越来越多,加剧了各地区(省、县、灌区)之间的矛盾。上、中游地区抢先用水,占了下游地区的便宜,随着缺水形势恶化,这种矛盾会有增无减。因此,对有限的水资源实行流域统一管理显然非常重要。同时,灌溉用水所占比重在继续下降,从1980年的84%降到1998年的73%。

洪灾影响

    受气候与地形影响,加之人口增长与工业发展使洪泛区用地不可避免地增加,黄淮海流域洪灾破坏历来比较严重。主要河流两岸大多修了防洪大堤,很少出现决口,但堤后支流仍然是洪水泛滥成灾。虽然加大了防洪投资的力度,但黄淮海流域的单位洪损值仍增加了6倍,从1950年的1510/亩增到了1989年的9540/亩。
    受灾最严重的依次为安徽、江苏、内蒙和河北,其次是山东、陕西和山西。北京单位面积损失较大,但受灾面积比其它省市要小。这也难怪,因为其它省市均位于靠近流域地势较低的平原地带,由于入海流量较小,具有滞洪区的作用。每年的经济损失总值估计在
300亿元左右,安徽平均受灾面积达耕地总面积的22%,其它各省约为5%。总之,洪灾损失约占全省国内生产总值的1%,其中安徽省约占3%。

3.1: 平均经济损失(元/公顷)及洪灾面积(千公顷)

    中国防洪策略的主要内容有:(a)堤防、(b)水库、(c)控导、(d)疏浚、(e)分洪道、(f)滞洪区、(g)水土保持、(h)除涝与用地控制、(i)洪水测报以及(j)防汛。长期以来,加强了除涝、测报和防汛等方面的非工程措施,采用了大量措施维护/改善防洪体系。尽管有关部门在争取挽回天然河道蓄洪能力的占用和损失,但不断增长的人口及必要的基础设施所形成的巨大压力妨碍了滞洪区大规模外迁人口,所以滞蓄洪区内现有的城市还得在原地经受已经超出其实际防御能力的较大险情。
    总之,黄淮海流域的洪水灾害有增无减。现在很难说以往的防洪策略是否取得了有效的防洪效果,但有一点是可以肯定的,如果没有以前的防洪工作,黄淮海流域的形势比现在还差。问题是这些防洪措施是不是成本最低的措施?有什么办法:(a)提出优化洪泛区、保护主要财产的系统方法,并(b)利用非工程措施加强防洪保护?

农业用水

    农业生产力的提高可以说是经济体制改革(尤其是家庭承包责任制)、商品市场解放、灌溉发展与化肥用量增加以及高效农业研究综合取得的伟大成就。虽然过去20年来在狠抓产量上取得了巨大成功,但对质量重视不够也导致了劣质粮食、棉花等作物的生产过剩。
    2020年尽管灌溉面积变化不大,但农业产量(包括种植业、畜牧业、渔业和林业)还是有了大幅提高。化肥用量的增加、灌溉发展(大多靠地下水)、农业科研和技术转让为农作物增产提供了可能。即使跨流域调水有可能增加供水量,但今后的农业用水估计也不会继续增加,因为目前的种植方式所需要的水量大大超过了目前及今后的取水量,说明这种方式永远都无法满足。此外,国家政策鼓励向工业和市中心优先供水,所以给农业分配的水量很可能仍然较少,农业缺水的现象仍将继续存在。
    黄淮海流域在全国农业总产中所占比重较大,占全国国内生产总值和总收入的
3537%,约占全国农村总人口及农村劳力总人数的36%。黄淮海流域盛产粮食,是全国的小麦生产基地(占全国小麦总产的67),玉米产量仅次于东北地区,在全国排第二位(占全国总产的44),但水稻产量相对较小(占全国总产的14)。同时,黄淮海流域还是油菜和棉花的重要产地(占全国总产的42),也是全国的主要夏粮产地。
    由于资料不全,现在还难以估计可供水量不足给作物生产带来的影响。目前水浇地不足耕地总面积的一半,却占了全国粮食作物的
65%、经济作物的60%和蔬菜生产的80%。以过去20年来的水、土生产增长速度,如果土地面积和供水水量基本保持不变,只要继续加大节水技术改造投资,并继续加大农业科研和技术转让的投资力度,灌溉供水的进一步减少是不可能改变当前的生产势头的。
    这里要指出的是,全国灌溉总面积中
1730万公顷以地下水为灌溉水源的水浇地有83%分布在黄淮海流域(1450万公顷),而以地表水为灌溉水源的只占全国灌溉总面积(3760万公顷)1/3(1430万公顷)。因此,地下水在黄淮海流域农业灌溉中的地位要比其它地区重要得多。地下水的不断开采可能有助于作物产量的大幅度提高,但这种开采水平是不能持久的。为了继续保持当前的作物生产水平或增产势头,可能还得拓展替代水源。
    随着农业产业结构的调整,农业与用水边际值较高的工业和服务业等其它产业相比地位较低,农业供水还在减少。预计
2050年这个趋势仍将持续下去,农业占国内生产总值的比重将从目前的20%下降到4%左右。
    研究表明,全国农业就业的趋势因地而异。水浇地农业在农业产业与收入来源中所占的比重均有下降,但仍然是农民的主要收入来源
(各省约占1/3),并且在今后的几十年内很可能依然如此。农民不可能都有同样的机遇搞多种经营,所有很多人还得靠水吃饭,而且西部山区各省比平原地区尤甚。

水质污染

    由于缺乏有效的污染防治,加之人口和工业(包括出口)生产增长,中国的地表水和地下水质出现了严重下降,尤其是最近的20年。点源污染增加的原因包括高速城市化、工业发展、人口增长、乡镇企业增加、农村地区畜牧业生产等。此外,农业生产排放的化肥和农药也是浅层地下水和地表水的重要污染源。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图 3.2: 海河流域1995年水质分类

    尽管国家环保局和地方环保局等有关管理部门采取了一定措施,改善国有企业等主要污染源的控制并争取关停污染严重的小型乡镇企业,遏制水质下降的趋势,但地表水和地下水质的急剧下降仍在继续。
    这也说明在大型企业等主要污染源以外还有大量的污染物排放源
(按可降解有机物的主要水质指标COD而定),其中包括(a)农业径流、(b)乡镇企业、(c)畜牧养殖、(d)城乡生活。但是,因为评价水质变化所必需的资料比较缺乏,有的不太可靠,而且往往难以从有关监测部门收集资料,所以现在还不能确定这些污染源的水质影响程度。同样,污水排放方面的监测数据也不全,难以把污染物排放量与环境水质挂钩。此外,以国家环保局现有的力量和政策,只能监测大的工业污染源,而忽视了大量小的污染源,尽管它们在污染物排放总量中占了较大比重。

3.3: 淮河流域1998年水质分类

    面对现有数据的高度不确定性和中小企业的污染源监测不力,GIWP/CRAES/WB课题组根据已经掌握的专业知识和国内数据设计了一个“水污染治理决策支持系统”。该系统提供了符合流域水质评价结果的系统数据,计算了各大污染源的COD和废水排放量。
    主要点源污染物指标有COD、BOD、酚类、氨氮等有机物以及重金属和有毒物质等无机物。用COD浓度作为主要的水质指标。采用国家环保局提供的数据,根据已知生产工艺会产生有毒物质企业的有毒物排放量,对有毒物质浓度单独进行模型研究。面源污染物指标包括非离子氨、总磷、总氮和COD。
    已经确定的主要污染源包括(a)大型企业(排污1超过100m3/天)、(b)城市中小企业、(c)农村乡镇企业、(d)城市(城市生活)、(e)农村生活、(f)畜牧养殖。模型中的大型企业是以国家环保局对排污量在100m3/天以上的数千家企业调查结果为依据的,同时还进行了补充调查,对主要城市各大工业门类的有毒污染进行量化分析。

3.4: 海河与淮河流域污染情况

    研究表明,造纸业是黄淮海流域最大的COD污染源,接近海河、淮河流域COD总排放量470吨的60%。其它大的污染源包括化工、食品、纺织和酿造。同时,研究还表明有几个城市的污染负荷在流域内所占比重较大。比如海河流域,6个城市就占了总排污量的50%(包括天津、唐山、北京、聊城、石家庄和德州,见图3.7),约36个城市的排污量占了总排污量的95%,明确显示行动计划要重点解决关键城市和关键企业的污染防治工作。

图 3.5: 海河流域各类企业COD污染比例(1995) 图 3.6: 淮河流域各类企业COD污染比例 (1997)

    黄淮海流域农村乡镇企业的数量估计在956万个左右,几近全国乡镇企业总数的一半,每年向海、淮河流域排放COD390万吨(占总排放量的32)。对这些企业造成的污染基本上没有进行监测。1997年,国家下达了控制乡镇企业数量及其生产方式的有关法规以及乡镇企业“工业区”规划的有关规定,以便搞好污废水控制。因为实施时间比较短,现在还很难说这些法规是否取得了成功。虽然要求乡镇企业从2000年起不得超标排放从时间上来说有点不太现实,但这些法规基本上还是很有意义的。乡镇企业的现状是各省甚至各县乡镇企业在水污染中所占的比重不尽相同,但总体上严重威胁了水质,尤其是位于洪泛区的山东、安徽、河北和河南等省。
    畜牧养殖大多为各家各户散养,每年向海、淮河流域排放
COD170万吨,占COD排放总量的14.5%。城市生活污染源每年排放COD110万吨,占排放总量的9%;农村生活污染源每年排放的COD约为70万吨,占排放总量的6%。在农村污染源研究过程中,对农村生活供水和卫生习惯进行了评价,其中包括(a)旱厕与水厕等各种粪便处理方式造成的健康危害和COD污染,以及(b)不注意固体废弃物处理所造成的污染。
    主要污染源每年向海、淮河排放的污染物总量约为
1210万吨(其中淮河690万吨,海河520万吨),造成许多河流、湖泊的水质长期较差,尤其是在枯水期。随着缺水形势越来越严峻,河川流量减少,很多河流成了未处理废水的排污河,由于没有其它水源,污灌现象到处可见。这种情况给公共卫生和生态环境带来了严重后果。

图3.7 海河流域和淮河流域重点城市COD荷载(吨/天)

 

地下水资源枯竭

    地下水分别占海河、淮河和黄河流域水资源总量的48%、38%和35%,高于其它地区19%,突出了黄淮海流域地下水的重要地位。但是,由于地表水缺乏,地下水超采引起的地下水位下降是一个非常严重的问题。最近几十年来,海河流域平原地区的深、浅层层地下水位分别下降了9050m。同时,地下水污染也成了一个严重问题。
    地下水超采引起的地下水位下降导致(a)水质恶化,比如在沧州和德州,地下水超采引起压力下降,导致劣质地下水向优质含水层渗透;(b)大连、秦皇岛、莱州等许多沿海城市海水入侵,1992年河北、山东和辽宁三省共出现海水入侵72处,面积达143km2;(c)地面沉降,天津和北京全市都有建筑物下沉、桥梁倒塌、雨水排放等问题引起的地面沉降以及堤防等建筑物标准较低引起的防洪标准下降。1985年以来,地面沉降造成的经济损失估计在140亿元左右,影响城市包括太原、石家庄和上海。
    污染是影响黄淮海流域地下水的又一个主要问题。浅层地下水受氮、农药等面源污染物污染的危险尤为严重。引起浅层地下水污染的其它因素还有(污染)河水与地下水之间的相互作用、用未处理污水进行农业灌溉以及来自城镇、工业、乡镇企业和畜牧养殖的点源污染。由于浅层地下水污染,迫使人们不断开采深层地下水(或更深的含水层)。由于越来越多的人靠它生存,其本身储量又越来越小,所以一个时期以后深层地下水开采将难以为继,各种兴利用水逐渐无法得到满足。这是黄淮海流域的普遍现象,突出了日益严重的水质污染与日趋减少的地下水量之间的关系。
    地下水分配机制与取水审批是建立在许可证制度基础之上的,要求计划使用地下水的个人提供(a)取水期限、(b)用水目的、(c)可取水量、(d)取水位置、(e)取水方式、(f)节水措施、(g)废水处理方式等方面的标准资料。考虑上面所讲的现行水量分配办法后,地方有关部门要对个人提出的申请进行研究,然后决定同意、修改还是不同意。
    由于人口众多,农业灌溉和高速工业化高度依赖于地下水资源,所以地下水管理成了当务之急。尽管《水法》(1998)和部颁《水证制度实施办法》(1993)中对地下水的管理作了规定,但其实施是由省/县政府负责的。这样向地方放权有助于地方上按国家规定解决问题。比如,地下水取水许可证申请涉及的取水标准就包括水量、目的和水井位置等,这些都是地下水管理规划的重要参数。
    目前地下水管理的主要问题有:(a)规划过程中经济发展现实与找水要求可能产生干扰、(b)各级政府部门的多极管理、(c)对地下水开采与水质监测不力。这些因素妨碍了有效地下水管理计划的实施,不利于问题的解决。

水资源管理现状

    水对促进中国经济发展具有非常重要的作用。受气候和地形条件限制,水资源管理始终严重依赖于防洪、发电、灌溉、城市/工业供水以及粮食等货物运输工程措施。
    但是,由于人口日益增长,自然资源利用强度日趋上升,中国政府历来高度重视水利规划管理,特别是在最近的20年。原来在政策上侧重于单个项目的开发管理,但随着自然资源利用强度的上升,各部门之间必须加强协调配合,尤其是在水文规划方面,争取满足具体的、往往相互矛盾的用水要求。国家颁布了水利方面的有关法律,并定期进行实施检查,形成了一个有效的水利管理系统。
    由于国务院授权水利部门负责投资水利基础设施项目的建设,上述法律大大改善了水利规划质量。但是,随着预算外资金的比重越来越大,权力下放程度越来越高,只要工程规模不超过一定范围(以工程投资或生产能力计),省/县政府不经部级规划进行地方公共设施投资的机会越来越多。更何况上面已经说过,中国的水资源管理在很大程度上是由省、县主管部门等地方工作人员通过发电、蓄水和防洪水库、灌溉引水设施及分水闸等现有设施的运行来实现的。
    此外,各部门之间重复管理现象严重,责任不明,分散管理也是一个主要问题。上面已经说过,国家法规要求对水资源实行统一管理,但在实际工作中各部门、各单位主要是负责具体法规的实施,在行使各自的管理权限时出现了矛盾与冲突。为改善水资源管理建立的其它机制还包括水利部主管的流域管理机构。流域委员会原则上协助解决各地区、各单位之间的矛盾,确保按规定的优先次序满足各种用水要求。但由于各省之间没有就水量分配和污染总量等事宜达成协议,妨碍了这些功能的发挥。原则上,流域委员会在与各省及有关部门进行充分协商的基础上负责制定流域开发运行计划等任务,但事实上很少有正式的协商机制,影响流域委员会的主要指示和决定都由水利部直接下达。

私营企业参与基础设施

     在各项公益事业中,自来水(污水)供水是私营企业涉足最少的一个行业,尤其在中国,私营企业在城市供水装机总量中所占比重不足10%,在废水处理及供水与废水管网方面的参与更是少得可怜。各地私营企业参与基础设施的程度表明,现有私企大多分布在西部省市,即成都(四川)、西安(陕西)和贵阳(贵州)。最大的业务在广东、辽宁、山东和贵州。目前正在进行运营与管理合同、城市与联合建造-运营-移交(BOT)事业到特许经营等各种形式的私营企业参与试点工作。此外,市政设施所有权的程度也是中国公用事业的又一个特点。目前的合同大多属于3000万元以下的BOT形式,不需要经过国家计委的审批。
    越来越多的私营企业参与供水与废水处理所面临的主要问题实际上也影响了水资源的持续开发与地方运营单位的财务活力。首先,公用事业的补助很高,目前对运行费基本上实行免税,所以
(a)维护资金或基建投资不足,(b)低成本助长了消费上的浪费,消费者对这类事业缺乏信心,不愿付费。其次,从国际投资者的角度出发,现有的淡水处理或废水处理经营单位必须提高其固定资产评估与折旧技术以及国际财会与报告方法等方面的知识/透明度。再次,从部委到地方各级政府的水法及其它相关法律的适用范围与实施矛盾也影响了潜在私营企业参与基础事业的积极性。
    还有,关于国外直接投资的现行法
2(a)禁止城市供水、排水、供气和供热/供电网利用外资;(b)规定BOT项目为试点阶段;(c)可能允许外资参与供水管道建设。其结果是严重限制了外资的利3。在废水处理方面,缺乏明确的税收政策是主要问题。此外,地方运营单位对国外技术接触太少,不易提高其如何有效经营淡水或废水处理厂的有关知识。
    最后是财务问题,其中包括
(a)国外企业不能借人民币;(b)信贷支持不够;(c)水利项目规模太小,无法吸引对1亿美元以下项目兴趣不大的投资者;(d)对新的税收法规有误解,想把投资回报率限制在1020%。

[1] 采用“淮河流域城镇污水监测报告”检验水污染治理决策支持模型以及国家环保局的原始水质数据与水利部的原始流量数据。
[2] 《外资管理暂行规定》及《外资企业管理手册》,国家计委、国家经委和财政部。

[3] 淡水处理大约只占基建投资的30%和运行成本的20%

 


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