正确认识中国水循环运动规律

为子孙后代创造更加美好的生存空间

 郭  辉  东  

 内容提要：本文是2006年6月提交的《中国水循环与水量平衡方略对策研究报告》的一部分。《中国水循环与水量平衡方略对策研究》，2004年4月24日在北京大学光华学院召开的“世界地球日暨科学发展观论坛”重点发言后，引起了国家有关部门和专家的关注。水利部部长汪恕诚认为：“这个专题，思路非常开阔，内容很新颖，与水利综合规划有关系。但比其他专题站得更高，尺度更大，思路更广。”并指示水利部规划计划司纳入全国水资源综合规划专题之内。

一、在全球海陆空水循环的大系统里，中国特有的山河走向与季风环境，构成了独特的水循环运动环境

世界万事万物，都是有规律可循的。在全球海陆空水循环的大系统里，中国特有的山河走向与季风环境，构成了独特的水循环运动大系统。正确认识中国水循环运动规律，为子孙后代创造更加美好的生存空间。中国水文环境在全球处于什么位置？中国水循环运动规律有什么特征？观天地之大象，察山川之巨脉。只要我们对液态、气态、固态的水资源四季在中国范围及相关的海洋、陆地、空间往复循环的现象，进行由此及彼、由表及里的研究，就能找到正确答案和可行方略。

（一）地球水圈处于永不停息的运动状态，水循环是地球上最重要的物质循环之一

在太阳能和地球表面热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气进入大气，水蒸气遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，这个周而复始的过程称为水循环。海洋和陆地之间水的往复运动过程称为大循环，仅在陆地或海洋局部地区进行的水循环称为小循环。形成水循环的内因，是水在通常环境条件下，气态、液态、固态易于转化的特性，外因是太阳辐射和重力作用，为水循环提供了水的物理状态变化和运动的能量。自然因素和地理条件以及人为因素，对水循环产生直接或间接的影响。

全球海洋中每年蒸发水量57.7万Km³（另一种说法是50.5万Km³），其中约91%成为降水落回海洋，9%以水汽输送方式输向陆地。全球陆地每年降水量约11.9万Km³，其中约61%通过蒸发重返大气，39%以径流形式流向海洋，完成海洋和陆地之间的水量交换和平衡。全球大气水更新1次只需8天，即一年可更新45次。

（二）中国特有的地理位置和地形大势，导致了年内降水量时空分布极不均衡

中国大陆处于全球地壳的特定部位，位于世界最大的大陆­—亚欧大陆的东部斜面上，面向着世界最大的大洋­—太平洋，整个地势以世界最高的高原­—青藏高原为核心，自西向东分为三个阶梯逐级下降，通过宽广的大陆架，把中国的大陆和太平洋的大洋盆地连接起来。

青藏高原的隆升，改变了亚洲大气环流形势，诱发了世界上最强大的季风环流，使中国东南半壁和整个亚洲季风区变为气候湿润河网纵横的鱼米之乡。另一方面，亚洲季风区的形成使北半球亚热带高荒漠带北移，在高原北部地区形成塔克拉玛干等中亚沙漠，西北变成温带、暖温带干旱荒漠区。

在中国大陆，沿贺兰山、六盘山、青藏高原东缘一线的南北向活动构造带，把大陆分成迥然不同的东西两大部分；秦岭、淮河一线，成为明显的南北分界线。这样的地理位置和地形大势，对气候变化和水汽输送，都有着很大的影响。

中国地形对气候影响主要有3个方面：山脉常为南北暖冷气团的障壁，形成山脉南北不同的气候特点。在南岭和秦岭的南坡与北坡，气温和降水量的变化十分明显，“一样春风有两股，南枝盛开北枝寒”，形象地反映了南北两侧的气候差异。山地阻碍和影响寒潮的路径，使得由北冰洋或西伯利亚流来的冷气团受层层山地的阻挡，路径因而迂回曲折。由西北侵入的寒潮，最初从西北向东南，转而向南或向西流动，到达东部平原后一直深入华南。青藏高原阻碍着高空西风急流和来自印度洋的热带气流，造成气流分支与会合的作用，对中国甚至全世界的大气环流造成明显影响。

（三）中国特有的季风环境，影响着全国的气候和降水

中国有明显的季风气候特点，来自太平洋的东南季风，印度洋和南海的西南季风，大西洋、北冰洋的西北水汽，影响着全国的气候和降水。随着季节的转换，各季盛行的风向也在改变。夏季盛行来自太平洋、印度洋一带温暖而潮湿的东南季风和西南季风，冬季盛行大西洋、北冰洋经蒙古、西伯利亚吹来的寒冷而干燥的冬季风。冬季，中国境内大部分地区吹北风、偏北风、东北风或西北风。夏季，由东南季风和西南季风带来太平洋和印度洋的丰富水汽，在东南部地区形成高温多雨的气候。发生在北太平洋西部的热带气旋形成的热带风暴和洪水，吞噬着南方和东南沿海的庄稼、住房和人们的生命。

来自不同方向季风的接触交锋，是形成大规模降水的主要原因。来自太平洋的东南季风，主要供给我国东半部的雨水；来自印度洋和南海的西南季风，主要供给西南华南的雨水；来自大西洋、北冰洋的西北水汽，主要供给西北、华北的雨水。中国地处东亚大陆东岸，受强西风环流控制，是亚欧大陆上空水汽输出的主要通道。中国大陆上空平均每年水汽总输入量为18215.4Km³，大陆面积平均深为1909.44mm，其中约31%形成降水，69%成为过境水汽越过中国大陆上空输出国界。

中国大部分地区受季风影响，形成降水自东南向西北递减的分布规律。水资源地区分布很不均匀，南方水多，北方水少，南北相差悬殊。北方片人口占全国总人口的2/5强，但水资源占有量不足全国总量的1/5；南方片人口占全国的3/5，而水资源量为全国的4/5；北方片人均水资源占有量为1127 m³，仅为南方片人均量的1/3。长江及其以南地区的流域面积占全国总面积的36.5%，却拥有占全国80.9%的水资源；西北内陆地区及额尔齐斯河流域面积占全国的63.5%，拥有的水资源量仅占全国的4.6%。

二、从逐高而居、逐水草而居、近水而居到临海而居，中国人居环境面临着水资源环境恶化和居住地安全受到威胁的重大挑战

环境是人类赖以生存的空间，生态环境是人类生存和发展的基本条件，是经济社会发展的基础。

（一）人类居住地经历了从逐高而居、逐水草而居、近水而居到临海而居的迁徙过程

水是生命之源，水是人与自然和谐相处的精灵。人水关系是人与自然关系的核心内容。人类自诞生起就面临着与水的关系，就开始着人水关系的实践，并大致经历了水侵入、人避水、人争水和人亲水的四个阶段。

世界四大文明古国，埃及、中国、巴比伦、印度，各发源于尼罗河、黄河与长江、幼发拉底河、恒河流域。人类居住地的变迁，走过从逐高而居、逐水草而居、近水而居到临海而居的迁徙过程。世界各地原始聚落地，由山林高岗、冲积扇形平原、河阶台地、两河或数河交会处、平原高岗、滨海山麓平原到海滨港澳的流向变动。当今世界各地人口稠密的城镇和都会区，多位于大江大河边上或大江大河的入海口，大多面临水资源环境恶化和居住地安全受到威胁的重大挑战。

水是一切生命的源泉,是人类和一切生物得以生存的物质基础。从古至今，除空气以外，几乎没有什么东西能够像水一样，时时刻刻影响和制约着人类的一切活动。中国以占全球6%的可更新水资源和占全球陆地面积7%的土地，养育占全球21%的人口，这是世界性的难题，也是新世纪对中国人的挑战。中国多年平均水资源总量为28412亿m³ ，居世界各国第6位。全国水资源可利用量8450亿m³，地表水7800亿m³，人均占有可用水量668 m³。全国总淡水量5632.7 亿m³ ，人均淡水资源量约2200 m³，仅为世界人均的28%，人均淡水资源排在世界各国第109位，是世界上13个贫水国家之一。耕地亩均水资源1440 m³，约为世界平均水平的一半。

中国水资源总量虽然比较丰富，但按人口和耕地面积分配，水资源数量却极为有限，因而存在水资源与人民生产生活不能完全适应的矛盾。中国每公顷耕地占有径流量仅为世界平均的80%，人均年占有径流量比世界的1/4还低，约相当美国人均年占有量的1/6，前苏联的1/8，巴西的1/19，加拿大的1/58。年径流量仅及我国1/5的日本，人均年径流量却是我国的2倍。按照我国的发展战略目标，2050年全面实现社会主义现代化。人多、地少、水缺的矛盾十分突出，如果用地、用水的条件得不到保障，民族复兴就很难实现。

（二）影响中国社会现在和未来生存发展的紧迫问题是缺水

当今中国的水问题，主要表现在水资源短缺、水环境污染严重两个方面，而影响中国社会现在和未来生存发展的紧迫问题是缺水。这两个问题的出现和解决，互相联系，互相制约，有时还互为因果。我们只有统筹兼顾，采取必要的工程措施和生物措施，才能解决当今中国的水问题。

世界缺水，中国也缺水。从供水工程口径统计，我国1949年总供水量是1031亿m³ ，1980年是4437亿m³ ，目前是5633亿m³。由于人口急剧增加，自然资源快速消费，出现的气候变暖，土地退化、水资源污染、生物多样性脆弱等重大资源和环境问题，不同程度地影响着各国的发展和人们的生活质量。CO₂等温室气体的增加，使全球出现某种程度的变暖。

近几十年中国冰川明显后退，雪线上升。据观察，自20世纪70年代以来，中国青藏高原周边的冰雪线年均后退2-17m，祁连山东段和天山的冰雪线年均后退2-6m。喜马拉雅山上的绒布冰川，冰舌中部近100年减薄了约50m。多年的研究表明，平流层臭氧浓度减少10%，地球表面的紫外线辐射强度将增加20%，已对全球生态环境产生严重后果。

目前全世界每年约有4200亿m³的污水排入江河湖海，污染55000亿m³淡水，约占全球径流总量的14%以上，全世界河流的稳定流量40%左右受到污染。在发展中国家，污水、废水基本上不经处理即排入水体，预计今后25—30年内全世界污水量将增加14倍。目前，我国78%的淡水污染超标，在全国水资源质量评价的10万Km河长中，受污染的河长占46.5%，50%的地下水被污染，90%以上的城市水域受到不同程度的污染，20%的耕地受到污染，75%以上湖泊水质的受到污染。

(三)在发展海洋经济的同时，应及早对海水入侵可能造成的危害采取必要的防范措施

人类居住的地球，实际上是一个蓝色的水球，海洋面积占70.8%。当今世界，人类除了在陆地寻找出路外，纷纷把目光投向浩瀚的海洋，目前世界上60%以上的人口居住在沿海地区。我国濒临太平洋，全国海岸线长达18000多公里，根据《联合国海洋法公约》的规定，我国拥有面积约300万Km²的管辖海域，具有发展海洋经济的区位优势和资源优势。

发展海洋经济，开发海洋资源，是我国未来经济发展的重要内容。但是，从地壳运动和全球环境变化的情况看，对沿海自然灾害和海水入侵可能带来的危害，必须及早谋划应对之策，防止重蹈威尼斯与荷兰沿海地带的覆辙。2004年12月26日发生的印度洋里氏9.0级大地震引发海啸造成的特大灾害，2005年8月30日卡特里那飓风在美国南部新奥尔良等3个州造成惨重损失，向世人敲响了警钟。

海平面的升降与全球性气候变化相互影响。最近100年全球平均升温0.3—0.6，气候变暖产生的温室效应，加上地壳运动的因素，有可能加速海水上升的过程。海平面相对上升的一个直接结果，是河口淤积和增加排污困难。

据1989年统计，我国沿海11个省、市、自治区面积占全国的13.6%，人口占41%。沿海地区沿岸绝大部分地区海拔小于5m,有的只有1—3m。珠江三角洲面积6932.5 Km²，有1/4的土地在0.4 m以下，1/2的土地在0.9m以下，13%的土地在海平面以下。

三、发展循环经济、调整产业结构和生活方式，是建设节水型社会的有效途径

按照物质不灭定律和能量转换定律，任何物质，不管是固态、液态、气态，不管是无机物、有机物，还是化分或化合成为新的物质，物质的特征都是客观存在的。物质是不灭的，能量是能够转换的。自然界各种物质形态，都具有质量、动量和能量，都服从于质量守恒、动量守恒、能量守恒等定律。物质循环与能量转换是相互依存、相互制约而不可分割的。科学技术的进步和社会生产力的发展，其实质就是探索并实现物尽其用的方法和途径。认识、把握和顺应物质循环与能量转换规律，能够有利于实现中国陆地水资源的良性循环和相对平衡。

（一）发展循环经济，有利于水资源多环节无限次使用

循环经济倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，改变了传统经济“原料—产品—废弃物”所构成的物质单向线性流动模式，即以“原料—产品—剩余物—产品”的闭路循环型物质流动模式，使经济系统和自然生态系统的物质和谐循环，维护自然生态平衡。

水是一种可循环利用的不可替代的资源，一定量的水，只要不被消耗，可以多个环节无限次使用，可以利用地表水和地下水的多次转换，可以在生产和生活的各个环节中开展循环用水。一般而言，工业节水经历了三个阶段：一是主要通过各种行政手段加强用水管理，不断增加资金投入，获得明显的节水效果。二是主要抓工业内部循环节水，提高水的重复利用率。三是改革用水工艺，实行一水多用，循环使用，厂际串用。在生活用水和市政用水方面，采用节水的先进设施，搞好中水的回收利用，把再生的中水用于清洁、绿化、工业循环冷却和景观用水。

（二）对产业结构和生活方式进行重大调整

人类需求的无限性与资源供给的有限性之间的矛盾，是人类生存的永恒矛盾。因此，节约资源是人类永恒的主题。解决缺水问题，根本出路在于开源和节流。建设节水型社会，要在全社会树立节水意识，形成节水光荣、浪费可耻的社会风气，使节水成为人们的自觉行动。要破除“水取之不尽，用之不竭，取用无偿”的传统观念，形成节约用水、合理用水的良好习惯。要提倡合理适度消费，摒弃铺张浪费和腐朽奢华的生活方式，勤俭节约是中华民族的美德，一味地向美国和西方生活看齐的道路是走不通的，当今世界遇到的资源和环境问题已经宣告“美式生活方式”不可复制。要制止把江河湖海当作“天然垃圾桶”的作法，采取各种有效措施，保护水资源，保护水环境。要用强制政策和经济手段对用水进行合理配置，推行阶梯式水价，运用价格杠杆实现节水。要依靠科学技术，对产业结构和生活方式进行重大调整。

（三）挖掘节水潜力，主要应做好农业节水、工业节水、生活用水节水和采用节水先进设备等四方面的工作。

第一，调整农业种植结构。不同作物具有不同需水量、需水时间和需水规律，水稻用水量是一般水浇地的三倍左右，以小麦、玉米替代水稻可节水2/3。我们要按照城市郊区、平原区、山丘区的不同水资源条件，统筹考虑城市和人民生活实际需要，把粮食作物、经济作物、旱作牧草等不同作物进行合理搭配，优化配水。水资源条件好的地方以水稻为主，水资源条件比较差的地方以棉花、豆类、小麦、高粱、红薯为主。还要在有条件的地方和郊区发展节水种植，推广喷灌、滴灌、雾灌、渗灌和管道灌溉。

第二，调整工业产业结构。工业用水量取决于工业规模、工艺技术水平、节水技术与措施等，其中工业产业结构对用水增长有明显的影响。在产业结构调整时，应在发挥原有优势产业的同时，注重发展机电工业、电子信息产业、食品工业、医药工业、轻纺工业和高新技术产业，同时大力发展第三产业。在产业结构、产品结构调整时，应淘汰高能耗、高物耗、高污染的产业和产品。在工业布局调整时，要将工业污染源搬出市中心，化工制药等企业应当相对连片集中处理污水和有毒有害废料。目前，我国工业用水再利用率不足60%，发达国家为75%—85%。要改革用水工艺，实行一水多用，循环使用，厂际串用。

第三，用新技术、新工艺、新设备取代耗水多的生产设备。要把节流与开源提到同等重要的地位，积极研究开发工业废水、城市污水的处理回收利用技术，提高水的重复利用率和废水资源化水平。我国农业用水占全国用水量的80%左右，水的利用率仍然很低，农业灌溉效率为30%—40%，发达国家为70%—80%。因此，要大力推广应用有利于节水的新技术、新工艺、新设备。如：冶金工业中汽化冷却技术可节水80%，采有逆流洗涤、压力喷淋和干洗代替传统工艺，一般可在电镀、印染、食品原料清洗过程中节水20%—40%。

第四，在市政用水和生活用水中采用节水的先进设施。发达国家城市的饮用水、生活用水、环卫用水输水管道一般是分开铺设的，再生的中水已广泛用于清洁、绿化、工业循环冷却和景观用水。有关研究表明，城市居民的日用水量是随着社会发展进步而逐步增加的。公元前每人每日只用12L，中世纪为20—40L，18世纪是60L。我国城镇居民每人日均生活用水量，预计2010年是210L，2030年将达到250L。另一方面，城市居民用水量与资源的丰沛程度、水价高低、管理好环，有直接的关系。青岛市1981年人均用水量49L，北京市1981年为220L，广州市1979年为247L。城镇居民人均用水量，还与城镇规模大小、自来水用水普及率有关。1991年全国城市人均用水量为205L，建制镇人均用水量为76.1L，集镇人口人均用水量只51.1L。现代城市的家庭，厕所冲洗水和洗浴水一般占家庭用水总量的2/3。厕所冲洗可利用中水系统的再生水，洗浴可采用节水型卫生设备，还可推广有自动延时关闭功能的新型控水阀门。

四、以天人合一、人地和谐为特征的中国传统文化提供理论指导，当代中国人能够在人居环境建设方面谱写新的篇章

（一）以天人合一、人地和谐为特征的中国传统文化，能够为建设环境友好型和谐社会提供理论指导

人类一诞生，便寻求理想的生存环境。人的一切活动都是为了生存和发展，人与自然的矛盾是人类生存和发展的基本矛盾。从文化传统和文化特质看，天地人和、和而不同、中庸圆通，是中国传统文化的根本精神，天人和谐、人际和谐、身心和谐，是其三大内涵。中国传统文化关于治理天下的基本思路总体上是大同思想，和而不同，协和万邦。儒家讲中和，中庸调和；道家讲天和，道法自然；佛家讲圆通，圆融无碍。《易经》是“天人合一”思维方式的产物，主张人按照天预示的征兆进行活动。老子提出“人法地，地法天，天法道，道法自然”的命题，在天地人和谐相处的基础上求得社会进步和可持续发展。

中国的天人合一观，古希腊的自然哲学，马克思主义的辩证自然观，能够为可持续发展提供有实用价值的理论指导。天人合一、人地和谐，是中国传统环境观的精华，强调的是天、地、人三者共生共荣。“天地万物皆有德”正是这一价值观的体现。人类在取得辉煌成就的同时，也付出了巨大的代价，而且面临着全球性的生存危机。如何解决人类面临的共同难题，中外很多学者力图从中国传统文化中找出路。东西方一些学者都把希望寄托于东方文化。

（二）开源与节流并重，我国水资源能支撑经济社会可持续发展

按国际上一般承认的标准，人均水资源量少于1700 m³ 的国家为用水紧张国家。由此可见，我国未来水资源的形势是严峻的，总体而言属于中度缺水的国家。就开源而言，我国淡水资源开发利用的潜力是非常可观的。再生水、雨水、地下水、人工调水、人工增雨以及中华水塔青藏高原的水和水汽利用等，都具有进一步开发利用的潜在价值。

（1）洪水资源化。河川径流中基流量占年径总量的比重一般是35%—40%，暴雨洪水形成的汛期径流占全年径流总量的60%以上。为了防洪，绝大多数暴雨洪水径流不被利用而宣泄入海。中国河川径流总量约为27100亿m³ ，其中18000亿m³以上是洪水径流。我国现有湖泊的储水功能非常有限，人们常说的容积多指大洪水发生时的储水量，少水和无水季节实际上变成了只能盛一点点水的“盘子”和干枯的洲滩。可考虑在中下游平原低洼地带深挖一批人工湖泊，使浅浅的“小盘子”成为深深的“大坛子”。如果能挖出1000亿m³ 泥沙，就可以储存1000亿m³的水，涨水时可以分蓄洪水，深水里可发展淡水养殖，泥沙可成为宝贵的财富。

（2）中水回用。中水回用是国际公认的“城市第二水源”。中水回用是实现污水资源化的有效途径，运作得好，可实现社会效益、环境效益、经济效益及资源效益四丰收。

（3）人工增雨。大气没有国界，更没有省界和市界。呼风唤雨时代已经到来，科学利用季风中的水份，实施人工增雨，是开发利用水资源的有效办法。当大范围长暴雨到来之前，可以提前实施人工降雨，以便减少洪灾的损失。据统计，1995年至2003年，9年间我国人工降雨区总面积达300余万km²，增加降水约2100多亿m³。

（4）人工调水。中国水资源时空分布的极端不平衡决定了采用跨流域调水办法是必要的。南水北调等重大调水工程竣工以后，全国年可年增供水能力500亿m³。

（5）有效利用水库水。截止1997年我国已建成水库8.48万座，总库容4583亿m³，占全国地表水资源总量的16.9% ，建成万亩以上灌区5579处，全国有效灌溉面积发展到7.84亿亩，占全国耕地面积的40%左右。科学调度和有效利用水库中的水，能够在防汛抗旱中发挥重大作用。、

（6）适度开发地下水。在自然条件下，我们脚下的地层里，地下水库无所不在。我国地下水天然资源量多年平均为9235亿m³，地下淡水资源量为8837亿m³，约占全国淡水资源总量的33%，全国地下淡水多年平均可开采量为3527亿m³。科学地运用地下水，就能在时间上改善水资源不均匀性的问题。

（7）科学引用青藏高原中华水塔之水。青藏高原的地表水资源总量为6674亿m³，其中高原外流区地表水资源量为6004亿m³，占地表水资源总量的89.95%。而内流区的地表水资源总量只有670亿m³ ，仅占地表水资源总量的10.05%。

（8）探讨雅鲁藏布江大峡谷水汽通道开发利用的途径。从孟加拉湾吹来的暖湿气流，以每秒接近2000g/cm的水汽输送量溯江而上，大峡谷进入高原的水汽输送量为每秒1000g/cm以上，与夏季自长江流域以南向长江以北输送的水汽相近。如果实施改造调控工程，就有可能改变青藏高原西北地区干旱环境的面貌。

自然创造了人，环境改造了人。但是，“人对自然的能动地作用不能违背客观的自然规律。人和自然都受同样的规律支配”（恩格斯语）。人只有首先顺应自然，然后才能改造自然，如果人为的因素超过自然生态所能容忍的极限，自然规律就必然向人类进行无情的报复，这是不以人的主观意志为转移的。

中国是世界文明古国之一，治水和水资源开发利用已有数千年的历史，为创造灿烂辉煌的人类文明做出过不朽的贡献。我们的祖先创造适宜人居环境中表现出了非凡的才智，创造过辉煌的业绩，至今仍然留下来的历史遗存千百年来一直造福于炎黄子孙。2200年前修建的都江堰，它的“无坝引水”功能，使今人看后也感到不可思议。秦人用巨石砌成的灵渠“人”字形拦河坝，使湘漓二水分流，并把长江水系与珠江水系连成一体。1293年全线通航的京杭大运河，被誉为中华民族历史上最有耐心的、堪称人类之最的伟大开掘。

当代中国人有智慧、有能力、有条件，为子孙后代创造更加美好的生存空间，一定能够走出一条符合中国实际的治水之路，一定能够实现从根本上变水害为水利的理想，一定能够为解决缺水这个世界性难题做出应有的贡献。

（2023年１２月２９日郭辉东新浪网万化境博客发表）