摘要：水利部党组确定１９９６年是科技教育年，这是贯彻党中央、国务院提出科教兴国的重大举措。为了推进科教兴水，部党组决定开办水利科技十大讲座是非常必要的。第一讲讲了古代水利和华夏文明，其中很重要的一个观点就是治国必先治水。第二讲题是２１世纪水危机与节水，这个命题的核心问题是水资源问题，当今世界普遍关注水危机问题，无论是当代还是未来的社会，其中最突出的矛盾就是干旱缺水，已成为制约２１世纪可持续发展的瓶颈因素。因此，党的五中全会决议已将水利列为国家第一位的基础设施。
关键词：21世纪水危机节水
水利部党组确定１９９６年是科技教育年，这是贯彻党中央、国务院提出科教兴国的重大举措。为了推进科教兴水，部党组决定开办水利科技十大讲座是非常必要的。第一讲讲了古代水利和华夏文明，其中很重要的一个观点就是治国必先治水。第二讲题是２１世纪水危机与节水，这个命题的核心问题是水资源问题，当今世界普遍关注水危机问题，无论是当代还是未来的社会，其中最突出的矛盾就是干旱缺水，已成为制约２１世纪可持续发展的瓶颈因素。因此，党的五中全会决议已将水利列为国家第一位的基础设施。中国从２０世纪７０年代以来就闹水荒，这不是危言耸听，而是客观存在的事实。８０年代以来，中国的水荒由局部逐渐蔓延至全国，情势越来越严重，对农业和国民经济已经带来了严重影响。２１世纪水危机是缓解还是加剧，国内外前景如何，有什么解决的途径和办法，节水在水危机中处于什么地位，这是本讲的重点。在讲以前有三点需要说明：（１）２１世纪水危机与节水，是当今世界各国共同关注的一个问题，这个命题很好，但讲好不容易，因为影响因素和不确定因素很多，有自然的、人为的，天灾人祸都有，所以这个讲座只能给大家提供一个框架和思路。（２）接受这个讲座任务的时间很仓促，一个多星期赶出来的讲稿，主观上想多搜集一些资料，但由于时间限制，有些资料自己消化都不很透，甚至自己对有些问题理解偏颇，请大家谅解，也请大家进一步去研究。另外，引用的数字前后不完全一致，主要是资料来源的不同，如引用，请进一步核实。（３）面对２１世纪水危机采取什么对策和措施，因本人水平有限，只罗列了若干条。中央领导讲，中国水问题始终是个大问题，因此治水是一篇大文章，有很多问题需要大家共同去深入研究，尤其是体制和机制的改革方面。本讲共分四个部分：一是２０世纪中国国民经济发展及用水现状。二是中国水资源特点及评价。三是国际上对水危机的论点。四是２１世纪中国用水预测及解决水危机的途径和对策。一、２０世纪中国国民经济发展及用水现状水是生命的源泉。没有水，人就无法生活。但随着人口膨胀，粮食增长，经济发展，高速的工业化、城市化，对水量的需求越来越多，对水质的要求越来越高。４４年来，国家兴修了大量的水利基础设施，但水量和水质一个是少，一个是差的问题越来越突出。这里有必要对现状用水量和４４年增长情况做一简要的回顾。１．现状用水量（见表１）这是１９８０年的数字，全国总用水量是４４３７亿ｍ３，地表水占８６％，地下水占１４％。农村用水占８８％（农业占８１％），工业用水占１０．３％，城市生活用水占１．５％。１９９３年全国总用水量已达到５２５０亿ｍ３，１３年实际增加了８１３亿ｍ３，比１９８０年增长了１８％，年平均增加６２亿ｍ３。２．１９４９～１９９３年全国用水增长情况（见表２）从表２可以看出：（１）从１９４９～１９９３年全国总用水量增加了４０００多亿ｍ３，大体上每１０年增加１０００亿ｍ３，年平均１００亿ｍ３，但１９８０～１９９３年年平均只增加６２亿ｍ３。（２）农业用水量从８０年代开始有下降趋势，１９８０～１９９３年１３年来从３９１２亿ｍ３减少到３８５０亿ｍ３，减少了６２亿ｍ３，减少１．６％。（３）工业城镇生活用水从８０年代开始上升、从５２５亿ｍ３增长到１４００亿ｍ３，增长了１．７倍，但从５０年代到９０年代增长率逐步递减，１９４９～１９５７年为２．７倍，１９５７～１９６５年为１．２倍，１９６５～１９８０年为１．０倍，１９８０～１９９０年为５２％，１９９０～１９９３年为７５％。（４）用水结构发生变化，农业用水比重逐步下降，５０年代到８０年代从９７％减到８３％，３０年减了１４个百分点，但进入８０年代下降幅度最大，１９８０～１９９３年１３年从８８％下降为７３％，减了１０个百分点，工业城镇生活用水比重从１２％上升为２７％，增加了１５个百分点。（５）水源结构有变化，地表水从８０％下降为７８％，地下水从２０％上升为２２％。（６）人均用水量７０年代以前一直是增长趋势，几乎每１０年增加１００ｍ３，８０年以后出现过下降，但基本没有增长。３．近期缺水状况分析按照１９８０年现状用水的统计，全国在中等干旱年共缺水３５８亿ｍ３，按地区分黄淮海缺水１４７亿ｍ３，长江片缺水９０亿ｍ３，内陆缺水６２亿ｍ３，华南缺水３５亿ｍ３，东北缺水２０亿ｍ３。从缺水组成来看，农业灌区现状缺水３００亿ｍ３，工业城镇缺水５８亿ｍ３，合计３５８亿ｍ３。按“九五”发展目标测算，农业发展５０００万亩灌溉面积需增加用水量３００亿ｍ３，工业城镇生活用水量需增加１２０亿ｍ３，合计为４２０亿ｍ３。以上合计缺水量或者说２０世纪末需新增供水量为７００亿～８００亿ｍ３。如果考虑到“九五”期间大力推广节水技术，仅《农业发展纲要》规定的渠系水利用系数提高１０个百分点，如果预计节水２５０亿～３００亿ｍ３，那么２０世纪末也要新增供水量３００亿～５００亿ｍ３，全国总用水量将达到５５５０亿～５７５０亿ｍ３。４．中国缺水类型及对国民经济的影响目前，我国水资源短缺的形式大致分四种：一是工程型缺水，从地区的总量来看水资源并不短缺，但由于工程建设没有跟上，造成供水不足，这种情况主要分布在我国长江、珠江、松花江流域、西南诸河流域以及南方沿海等地区。二是资源型缺水，当地水资源总量少，不能适应经济发展的需要，形成供水紧张，如京津华北地区、西北地区、辽河流域、辽东半岛、胶东半岛等地区。三是污染型缺水，水资源的污染加重了水资源短缺的矛盾，如长江三角洲、珠江三角洲。四是设施型缺水，已建水源工程，由于不配套，设施功能没有充分发挥作用所造成的缺水。作为国务院水行政主管部门水利部，应从２１世纪可持续发展的战略高度，充分认识缺水的危害性。我国目前缺水总量估计为４００亿ｍ３，每年受旱面积３亿～４亿亩，影响农业产量１５０亿～２００亿ｋｇ；工业影响产值２０００多亿元，全国还有７０００万人吃水困难。东西部经济发展的差距固然有历史原因，但干旱缺水是首要因素。缺水、贫困和落后相互交织在一起，缺水对环境卫生和人的身心健康带来严重影响。洪涝会影响一个国家的安定和兴衰；缺水同样会影响一个国家的安定，会导致国家的兴衰。治国必先治水，水兴农兴，农兴裕国，安居乐业，国泰民安都阐明了这个道理。２．富水与贫水国家的对比分析世界资源研究所认为，淡水丰富一词掩盖了它在地区上分布的不均匀性，并且常常和人口在地区上的分布不相协调。表８根据降落在一国国界以内的降水所形成的淡水径流，并按每人每年拥有的可利用量将２４个国家分为富水国和贫水国两类。表８中列出了可利用淡水的三种度量方法：①由本国降水所形成的多年平均年径流量；②平均每公顷拥有的年径流量；③平均每人拥有的年径流量，其先后次序按各国平均每人拥有的可利用量的大小进行排列。可利用淡水的差异多半是由于气候上的差异造成的。许多北非和中东国家，例如埃及，降水量很少而蒸发率很高，结果每公顷拥有的径流量就很低。相反，诸如冰岛、厄瓜多尔、印度尼西亚等国，地理位置相差悬殊，但由于它们的有利的气候条件，每公顷拥有的淡水量要比北非和中东那些国家大出１０００多倍。不过，从人类可利用量这点考虑，地理位置和人口密度是同等重要的。例如加拿大和中国，年总降水量和每公顷拥有的降水量均大致相等，但是因为中国的人口约为加拿大人口的４０倍，所以中国每人平均拥有的淡水资源仅为加拿大的２．３％。澳大利亚除沿海地区雨量较多人口密度也较高外，大部分地区的气候干旱，但由于人口稀少，因而平均每人拥有的可利用水量，相对来说，仍是较高的。与此相反，位处中欧地区的波兰，尽管中欧地区每公顷拥有的降水量比较适中，但由于波兰人口密度高，因此该国每人拥有的可利用水量就低。３．关于可利用淡水资源的概念如何确定一个国家可利用的淡水量，这也是一个比较复杂的难题。因为目前国际上还没有一个统一标准，所以各国在统计淡水量时，很不一致。有些国家在它的水量资料中把入境河流的水量包括在内，而另外一些国家则没有包括。各国在处理地下水资源问题上也不一致。降水在地区和时间上的分布也影响着可利用淡水的多寡。年平均降水往往掩盖了一个国家内部降水的巨大变化。例如美国西南部干旱少雨，有些地区并且是沙漠。美国其他地区雨水则很充沛，如位于太平洋西北部的奥林匹克半岛，岛上大部为雨林所覆盖。这些地区上的差别，从美国可利用水量的总数中是看不出来的。同样，降水和径流在时间上的变化也很大。如南亚地区季风型降雨将一年分为交替的干季和湿季。在季风盛行的洪水期，流经印度和孟加拉国的绝大部分洪水没有比在干季得到更有效的利用。因此要切实地去评价一个为人类所利用的“可利用的淡水”，一定要考虑气候、地点、时间、人口、国界和人类的干预能力。图４表明在一国内影响人类可利用的水量的诸多因素。可利用淡水的第一个来源是降水（图４略）。降水的大部分通过陆地和陆地上水面的蒸发或是通过植物的蒸腾直接回到大气中去（图４略）。有不少雨水为植物所吸收，因此当人们利用天然植物和雨育谷物时，实际上是对这部分雨水的间接利用。不过，这是一种不能为人们所直接取用的水量。有多少水量流经地表进入湖泊和江河，则决定于温度、土壤类型和植物覆盖情况。整个非洲的河川径流只约为降雨量的２０％。相反，在欧洲，４０％以上的降水最终形成为河川径流。人类破坏植被、筑路、建设城市等活动，可使某一局部地区的地表径流有较大的增加。一个国家的全部河川径流量系由本国降水形成的地表径流、地下水和由上游国家流入该国的河川径流量等几部分所组成（图４略）。从别国流进到一个国家的水量有时可以很大。在埃及，从别国流入该国的河川入流较其本国降雨所形成的要大出５０倍以上。不过，从别国流入河川入流量受上游国家活动的影响，故不如本国的水源可靠。河川径流中约２／３为洪水径流，通常不能为人们所利用。可供人类利用的淡水主要靠其余１／３的河川径流，即人们称之为稳定径流或基流的那一部分（图４中第４行）。稳定径流是河流的持续低水流量。在世界上绝大部分地区，它主要由地下水入流所形成。水库拦蓄洪水及而后在枯水期的泄放，有助于稳定径流的增加。这是增加可利用水量的一个重要因素，据估计在全世界范围内，由于水库的拦蓄洪水的作用，约使天然基流量增加１５％。地下水可以补充河流的可利用淡水量。如果从一个含水层中提取淡水量不超过当年的补给量，则该含水层的作用如同一个水库。在干旱季节，可以通过汲取地下水增加可用水量，并在来年湿季得到天然回补。但是如果汲取地下水的速率超过了天然回补的速率（即动用静储量），可利用的淡水量即呈亏耗状态。开采地下水的静储量或者称之为超采地下水，这在世界各地是常见的；在曼谷、北京、河北及美国中西部的部分地区，淡水的一个重要来源就是靠超采地下水。在河北省的冀县、枣强、衡水、沧州一带地下水超采形成的漏斗相连已达１．５万ｋｍ２，地下水下降了７０～８０ｍ。在水资源地区分布变化较大的国家内，可将丰水地区的水量调至缺水地区（图４略）。在美国西部，从一个流域向另一个流域调水是常见的。技术上尽管可行，然而国际间的跨流域调水则极少见到，但在一个国家的内部，跨流域调水是解决区域性缺水的一条途径，但由于造价高昂，跨流域调水的应用也受到限制。水的利用分河道内和河道外两种：河道内利用（例如，养鱼、游憩、排污）虽然会降低水质，但尚不致影响水量。河道外利用（图４略）包括为了灌溉、工业、大电厂冷却以及家庭生活等用水需要从地表及地下水体中取水。从地表和地下水体取水，在大多数情况下会导致河川流量的减少。此种用水主要是农业用水，它直接减少了河流下游的可利用水量。有些水取用以后，又重新回到河流中，下游还可再行利用（图４略）。但另一方面，这些回归水往往在物理、化学或是水温方面受到污染，从而限制了它们以后的利用。４．各国解决缺水的途径和措施由于人口的增加、城市化、工业化和灌溉等对水的需求的日益增长，必将给２１世纪带来很多淡水问题。在可利用的淡水量有限的情况下，面对此种日益增长的需求，许多国家提出了三种选择：一是对现有的可利用水量进行重新分配，以适应新的需求；二是通过节约用水和水的再利用以提高用水效率；再就是通过传统的工程措施来增加可用淡水量的供应，比如通过建坝以拦蓄更多的洪水径流，通过打井汲取更多的地下水，以及从丰水地区向缺水地区调水等。建坝和打井仍然是解决新增需水量的一项主要办法，特别是在发展中国家，应用此种技术措施来解决供水问题还刚刚起步，因而潜力较大。很多国家愈来愈认识到与其单纯依赖工程措施去增加可用淡水量，还不如对现有的淡水水源进行更好的管理调配。这就是目前在管理策略上发生变革的原因。许多国家开始寻找用水再分配的途径，并设法对现有的水资源进行更有效的利用。一位国际知名专家最近指出，很多国家经常面临一种境况，即在早已过时的并且是抵制改革的一种体制下，去执行计划和采取技术措施。在大多数国家中，对如何管理日趋短缺的水资源问题，有的根本没有完备的政策和法令，有的虽有但不健全。这种状况所造成的淡水浪费和农作物减产，价值达数百万元。二、中国水资源特点及评价１．水资源的区域和时空分布都不平衡我国绝大部分地区处于季风气候区，四季分明，降水量从东南向西北递减；并从东北向东南形成了一条４００ｍｍ降水量的对角线，把中国的国土分为两半，一半是干旱、半干旱带占４５％，一半是半湿润、湿润带占５５％。由于降水量在地区和时空上的分布不均衡，因此，在地区分布上形成东多西少，南多北少；在时空分布上冬春少雨，夏秋多雨，南方洪涝多，北方干旱多的区域和时空差异。我国的人口和耕地资源分布恰恰相反，东南人口密集，西北人口稀少，东北人口密集，西南人口稀少。这些特点是我国东西部、南北方人口经济水平明显差异的主要因素。从表３的资源分布就可以明显看出，南方四片水资源量占全国总量的８１％，北方五片只占１４．４％；人均水资源量南方在４０００ｍ３以上，北方在１０００ｍ３以下。从大区来看，我国西南地区的河川年径流量和地下水量占全国的比重都在３９％左右；而西北、华北、东北三大区的河川年径流量只占１７％，但地下水量却占２９％，这也是北方地区由于地表水源奇缺，长期超采地下水的一个原因。我国地下水资源据地矿部最新勘查成果，我国可再生地下淡水资源８７００亿ｍ３／年，开采资源２９００亿ｍ３／年。平原、盆地等地区地下水储量约为２３万亿ｍ３，可再生地下微咸水资源约２００亿ｍ３／年，地下微咸水开采资源９０多亿ｍ３／年。地下水资源的主要特点：一是地区分布的不均匀性；二是地质因素的差异性，孔隙含水层主要集中于北方；岩溶含水层在西南地区广泛分布；三是地下水补给的变化性和开采量的稳定性受降水量地下水补给条件和储存条件的控制，地下水补给量年际、年内都有变化；四是大气降水和地下水、地表水三水转化强度受气候、地貌、地质条件的约束。８０年代末至９０年代初，全国地下水实际总开采量约为８７０亿ｍ３／年，约占全国地下水可开采量的３０％，其中井采量约７２０亿ｍ３／年。北方１５省、区、市地下水总开采量为６７０亿ｍ３／年，占全国地下水总开采量的８０％，其中井采量６４０亿ｍ３／年，占全国地下水开采量的８９％，８０年代末期与７０年代末期相比，受干旱的影响，全国地下水实际总开采量增加了１４％左右，井采量增加了１６％。目前地下水过量开采带来了地面沉降、塌陷，泉水流量减少或断流，海水入侵，下游生态环境恶化，地下水水质恶化等问题。２．水资源的人均、亩均水平很低我国水资源总量根据水利部门在８０年代利用同步期（１９５６～１９７９年）２４年资料所作水资源评价的结果是：全国多年平均河川径流量为２７１１５亿ｍ３，地下水资源量为８２８８亿ｍ３，扣除两者之间的重复计算量为７２７９亿ｍ３，所得水资源总量为２８１２４亿ｍ３，在全国３１个省、市、区的分布（见图２略）。国外许多国家均系以河川径流量作动态的水资源量进行估算，用多年平均河川径流量近似代表水资源量。为此，按河川径流量计算，我国的２７１１５亿ｍ３，居世界第六位，仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印度尼西亚等国。从总量上讲，我国的水资源，不可谓不丰沛，加上许许多多的有利条件，使占世界人口１５强的国家得到发展壮大。尽管水资源总量和耕地面积都不少，但人口众多，人均占有水量仅２４７７ｍ３／人（见表４），约为全世界人均水量的２６％。比加拿大、巴西、印尼、前苏联、美国低很多，仅与印度相当。耕地单位面积占有水量仅为世界平均水平的８０％。远低于印尼、巴西、加拿大、日本等国。但在８０年代末期，以全球陆地６．４％的国土面积和全世界７．２％的耕地却养育了全球约２２％的人口，这是中国对世界的巨大贡献。由此可见，我国水资源从总量或产水量讲与美、加等发达国家相比差别不算很大，但人均占有量差别十分悬殊，说明我国应十分重视水资源的供求关系，充分发挥有限水资源的作用。我国人均、亩均水量与国外相比很低，如果按国际标准人均拥有水量２０００ｍ３为严重缺水边缘，人均拥有水量１０００ｍ３为起码需求，中国已接近严重缺水的边缘。这里就全国平均情况而言，如果按省市区对比，问题就更严重，全国有１８个省区市已接近严重缺水边缘，其中有１０个省区市是在起码需求线以下。（见图３略和表５略）３．水资源利用效率与国外水平比较据１９８９年全世界及一些国家谷物人均产量的资料统计，我国人均占有量仅为全世界平均值的９０％，人均耕地仅为世界平均的１／３，但亩均谷物产量却居世界前列，为世界平均水平的２．７５倍，可见我国谷物单产非常高，用水量（见表６）。就谷物单位产量占有水量分析，我国每公斤占有水量仅７．６ｍ３，仅为世界平均水平的不到３０％，但与一些节水技术先进国家相比，我国农业用水量又仍然偏高。从单方水综合效益来看，我国粮食平均为１ｋｇ左右，一些先进国家大体在２ｋｇ左右，工业万元产值用水量１９９０年平均在２１０ｍ３，比先进国家高出１～２倍。我国水资源利用程度，总的说来是不够高的。８０年代初期，利用率约１６％，用水总量约４４３０亿ｍ３，人均仅４５０ｍ３，用水量中，农业用水占的比重达８８％，明显地表现出我国以农业立国的基本方针，城镇生活用水水平的低下同时反映了我国水资源利用的特点（见表７）。从表７可以看出：（１）中国总用水量与美国、印度相近，但水资源开发利用率比美国、印度低，与日本相近。（２）中国人均用水量比美国、印度要低８０％和３５％。（３）中国工业用水比重相当于世界平均水平的一半，生活用水比重最低，只相当于世界平均水平的３０％。（４）中国农业用水比重较高，仅次于印度。以上４点说明：（１）中国水资源开发利用率还比较低，具有开发的潜力。（２）中国用水结构需要进一步调整。（３）中国人均用水量在相当长的历史时期内将处于低水平。三、国际上对２１世纪水危机的论点１．国际机构对水危机的认识和解决水危机的重大决策据联合国世界资源研究所（ｗｒｉ）发表的最新世界资源报告书，当前全球水的总储量为１３８６ⅹ１０７亿ｍ３，其中海洋储存１３３８ⅹ１０７亿ｍ３，占总量的９６．５８％。在地球水体总量中，含盐量低于１ｇ／ｌ的淡水仅有３５ⅹ１０７亿ｍ３，仅占世界总储量的２．５％，其余９７．５％均为咸水。在全球淡水储量中，有６８．７％覆盖在两极地带和高山冰川中；有３０．９％蓄积在地下水含水层和永久冻土层中；只有０．４％容纳在河流、湖沼、土壤之中，其总量约为１４０万亿ｍ３。据测算，陆地的多年平均河川径流量为４６．８万亿ｍ３，其中稳定径流量为１４万亿ｍ３，但有５万亿ｍ３，流经沙漠而无法利用，实际可利用的河川径流量为９万亿ｍ３，占河川径流量的１９％；而且，目前全世界每年排向自然水体的废水达４２００亿ｍ３，使３５％以上的淡水资源受到不同程度污染，使可有效利用的水资源量日趋减少，部分地区水资源危机已十分突出。据预测，到２０００年全球农业用水量最低将达２万亿ｍ３，工业用水量最低将达１．９万亿ｍ３。需求与有限的水资源将不相适应，因而珍惜水资源非常重要，治理水体污染将显得十分迫切。正由于全球淡水资源可利用量是很有限的，所以在当今世界面临着人口、资源和环境三大课题中，水成了关键的问题，并把它提高到人类社会生存能力的高度来认识。世界银行的经济专家说，水是９０年代的石油。联合国预言，到２０００年，水将成为全世界最紧迫的自然资源问题，并特别指出，亚洲缺水问题已引起了人们对这个地区能否保持经济增长、社会发展和政治稳定的能力的忧虑。没有水，人们就无法生活，因此，在某种意义上可以说水比电、道路和电话还要重要。因为淡水是无法替代的资源。在日本，由于缺水许多工厂不得不削减产量，或者进口水；有些地区由于争夺水资源导致国家关系严重恶化，甚至成为战争的根源。国际上的一些专家认为，我们正进入一个新的水源紧缺的时代，随着湖泊面积缩小，江河断流以及地下水位日渐下降，２０世纪结束前可能开始出现用水危机。如不采取措施，今后世界爆发冲突可能从争夺宝贵的水资源的控制权为中心，就像过去以争夺石油控制权为中心的冲突一样。所以从１９７７年联合国水事会议，１９９０年９月，在新德里举行的１９９０年安全用水和卫生全球协商会议和１９９２年１月在柏林举行的水与环境问题国际会议。同年，联合国召开环境与发展会议，各国首脑共同签署了《２１世纪议程》，其中第十八章重点阐述了保护淡水资源的质量和供应：水资源开发、管理利用的综合性办法。１９９３年联合国回顾了《２１世纪议程》第十八章的有关条款，考虑到虽然一切社会和经济活动都极大地依赖于淡水的供应和质量，但人们并未普遍认识到水资源开发对提高经济生产力、改善社会福利所起的作用；还考虑到随着人口增长和经济发展，许多国家将很快陷入缺水的困境，经济发展将受到限制；并进一步考虑到推动水的保护和持续性管理需要地方一级、全国一级、地区间、国际间的公众意识，第４７届联合国大会通过决议，决定从１９９３年起，每年的３月２２日为“世界水日”。联合国召开这一系列的会议和产生的决议，其目的就是唤起世界公众清醒地认识我们将会遇到的水危机问题。
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