中国水循环与水量平衡图构想
(2025-02-14 20:57:57)
中国水循环与水量平衡图构想
3.2 海陆水循环:根据中国在地球上的特定位置,寻找解决水资源问题的关键
地球上一切天气现象,都是因空气的运动而引起的。由于海洋与大气的相互作用,厄尔尼诺现象(海水变暖)和拉尼娜现象(海水变冷)常常引起大气环境异常,把全球搅得沸沸扬扬。中国有明显的季风气候特点,来自太平洋的东南季风,印度洋南海的西南季风,大西洋、北冰洋的西北水气,影响着全国的气候和降水。
青藏高原的南西孟加拉湾是世界上最大的热带风暴中心。受静止锋及西南暖湿气流的影响,青藏高原的势力和动力作用,直接影响着我国大部分地区天气气候系统的发生和发展。1870年千年一遇的特大洪水,是孟加拉湾来的台风和太平洋来的台风叠加而造成的。1998年的大洪水,主要是青藏高原1997年11月至1998年2月出现世纪性大雪灾造成的。
3.3 陆地水循环:根据能量流动与物质循环规律,力求实现中国陆地水资源的良性循环
普天之下,万事万物都处于失衡与平衡的辩证运动之中,自然界则是生态平衡。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。能量流动与物质循环是相互依存、相互制约而不可分割的。生物圈内的生命系统与非生命环境之间,在太阳能的作用下,进行有规律的能量转换和物质循环,为所有生物提供生息繁衍所需要的各种自然资源。
3.4 闭路循环用水:大力发展循环经济,不断提高用水效率
当前,传统经济形态正在向循环经济形态转型。循环经济是一种促进人与自然协调与和谐的经济发展模式。从物质流动的方向看,传统工业社会的经济是一种单向流动的线性经济,即“资源—生产—消费—废弃物排放”,传统生产经济的特征是“高开采、高消费、高排放”。循环经济模式运用生态学规律把经济活动组织成一个“资源—生产—消费—再生资源”的物质反复循环流动的反馈式流程,以最大限度利用进入系统的物质和能量,提高经济运行的质量和效益,实现少投入、高产出、低污染,尽可能把对环境污染物的排放消费在生产过程之中。
一定量的水,只要不被消耗,可以多个环节无限次使用的特点,可以利用地表水和地下水的多次转换,可以在生产和生活各个环节开展循环用水。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。三是改造工业设备和生产工艺为主的节水阶段,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。
4. 调水,调气,调土,建立科学而有效的水资源配置系统
人是自然界的存在物,在人与自然关系上和其他生物不同,具有既依赖于自然,又积极能动地作用于自然的性质。一方面是顺应自然,适应自然,紧紧依赖于所处的自然环境,同其他生物一样,依赖于自然界提供的各种自然资源维持自己的生存。另一方面,正如古希腊学者亚里士多德说的那样:“地球的变化同我们短暂的生命相比,是很缓慢的,因此简直注意不到它的变化”。当人在社会关系方面从其余动物中提升出来以后,人愈来愈有意识地依照自然规律建造人工自然,能动地调节控制人与自然之间的物质、能量、信息的交换,建立人与自然的动态平衡,保持人与自然的协调发展。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),过分地要求自然来适应自己,忽视自己首先要适应了自然的一面,违背自然界客观规律,就会受到自然界的报复,这是不以人的主观意志为转移的。
大气、土壤和水体,是自然界密切相连的三大基本要素,三者之间相互转化迁移,形成水循环。就要站在有利于中华民族长期繁荣昌盛的战略高度,遵循水气和水土变化规律,以前所未有的气魄,采用人为的力量,大范围大规模调水、调气、调土,经过不懈努力,中华大地一定能够出现风调雨顺、山青水秀的壮丽图景,
4.1 进一步认识水的特性,积极探求水资源再循环的新路子
在人们的心目中,水永远扮演着一个耐人寻味的角色,在老百姓的心目中,久旱时盼水如甘泉,洪涝时视水如猛兽。在化学家的眼中,水是氢和氧最普通的化合物,分子式H2O。在生物学家眼中,水是地球上所有生命的源泉,也是一切生物生理组成和生存中不可缺少的重要物质,一般植物体内含水量在70%左右,人体血液中占 85%—90%,成年人体内65%—-70%是水。在诗人眼中,“黄河之水天上来,奔流到海不复回”(李白);“多事天公三日雨,一条罗带变黄流” (查慎行)。在思想家眼中,“天下莫柔弱于水,而攻坚强者莫之能胜”(老子);“源清则流清,源浊则流浊”(荀子)。在政治家眼中,水“能载舟亦能复舟”(李世民)。在军事家眼中,兵来将挡,水来土掩。在历史学家眼中,“水之利害,自古而然”(司马迁)。
水是柔弱的,也是浩大的。它既是天使,也是恶魔。遍天下没有什么比它更柔弱,可是摧毁坚强的东西,没有什么能胜过它。水与人一样,都是要有出路的。人不给水出路,水就会给人死路。在世界,在中国,在长江与黄河流域,因为自然和人为的原因,水制造过无数惨绝人寰的灾难,其中包括水灾和旱灾。
1990年1月《第二课堂》总第42期曾发表过长沙市实验小学郭科题为《水的自述》的文章,全文是:
有多少人能了解我?”那么现在就请听听我的自述吧!
我是如何形成的呢?我是由于太阳照射后蒸发,成了水蒸气。接着,在高空遇到了风,它使我凝结成云,再由于阴云和阳云的碰撞和内部结构的变化,我化成雨、雪及冰雹落下……
世界上假如没有我,地球将会充满凄惨荒凉和灾难。昔日生气勃勃的景象将不再出现,即使高级动物——人,也会绝灭。
池,是我的化身。夏日,清水中几群玲珑的金鱼,红得似一团火的鲫鱼和婷婷玉立的荷花,真所谓情景交融。哭泣的孩子见了我和池中景色逐喜笑颜开;工作一天的大人见了我,忘记了疲劳;白发银须的老人见了我,仿佛返老还童。
泉,是我从地底下涌出来变的。太阳暴晒的日子里,麦子、高粱、玉米都因干旱而哭泣、叹息,但当我——涓涓细流沁入它们的心口,它们该是多么的高兴。
湖,也为我所变,平似玉镜。它世世代代喂饱了家畜及各种动物,养肥了花草树木,而自己则日见干枯,这难道不是我的贡献吗?
汹涌澎湃的钱塘江,以涨潮号为天下奇观,令人青睐;从天而降的黄果树瀑布,是世界第二大瀑布,博得世人喜爱;水面如镜的西湖,引来无数人竞相观赏,流连忘返;而那浊浪滔滔的黄河,使多少人为之谱曲、作词,且引以为荣。
我有时也淘气顽皮。看到了谁没雨具,便“轰隆隆”地下一场雨,让晾在竹竿上的衣服湿透,让在路边嬉戏的孩子扫兴而归,让在街头漫步的人们变成“落汤鸡”……
别看我和气,可发怒的神情回味起来令人发颤,都希望不会有第二次。
汛来了,我怒气冲冲的奔腾咆哮,似千军万马行进,以奔马之势漫过大坝,如瀑布落入村庄,淹没了不计其数的良田、房屋、人畜,还让许多人无家可归。
而我化成的冰雹呢?同样具有无穷的威力。只有一瞬间,民房就出现大大小小几十个空洞,人畜及野兽如不躲避的话,脊梁骨、脑袋都得砸烂。
大海,蓝得既不像悲翠那样淡,更不像钻石那样浓。纵是名师高手,也难以描摹,可咆哮时,一艘艘轮船化为乌有,这些灾难使人们浪费好多亿元……
现在全人类都努力控制我,让灾难不再发生。将来,我一定会为人类造福!
一个11岁小孩在四年一期的课堂作文,对水有如此的想象力和描述,很多人看后都回味无穷。21世纪的成人与智人,当作何种想象呢?怎么样使水为人类造福呢?
4.2 调水:跨流域调水是解决水资源空间分布不均衡的必需措施
水往低处流,这是水运动的规律。在城市的高楼大厦,人们用人为的力量引导水的流向,将水打入高塔后,水自动排出满足人民生产生活的需要。青藏高原是一个天然的大水塔,仅雅鲁藏布江、怒江、澜沧江年产水量就达3000多亿m3。如果尽可能地把水拦在高处,利用自然落差,就能实现最大限度的长距离引水。水拦得越高,送得越远,流经的面积就越大。
经过数十年的勘察和筹划,我国历史上最大的调水工程——南水北调工程已经开工建设,按规划多年调水量约600亿m3。南水北调东线、中线工程,是缓解黄淮海流域缺水的战略性措施,也能够在前人修建的大运河基础上,把长江、黄河、淮河、海河流域形成一个水网。南水北调西线工程将在西南的长江上游调水,把长江与黄河联接起来,给严重缺水的西部地区带来福音。
南水北调西线方案,是从长江上游通天河、雅砻江、大渡河引水到青海、甘肃境内的黄河上游干流,最大可调水量约200亿m3,其中通天河引水100亿m3,大渡河、雅砻江各引水50亿m3,优点是从大高原人烟稀少的高寒地区向干旱、半干旱地区引水,对开发西北黄河上游有重要意义,缺点是工程条件十分艰巨。
4.3调土:土壤大搬运有可能成为中国21世纪国土整治的最大工程
土地是人类安身之命之本。然而,由于气候的影响和风力、水力的作用,中国西部和东部土地资源呈现了极不均衡的状况。有相当范围的西部地区亿万年来大自然造化形成的表土流失到东部去了,皮剥掉了,肉刮走了,血流走了,剩下的是穷山恶水,而在东部却造就了肥沃的七大江河冲积平原。
中国古人云:“地者,万物之本原”;西方哲人配弟说过“劳动是财富之父,土地是财富之母”;马克思说过:“气候和土地条件……使利用运河和水利工程进行灌溉成为东方农业的基础”,这说明东西方哲人对土地的作用都是非常重视的。在洞庭湖水系乡村的土地菩萨庙前,常常能看到这么一幅对联,上联是:“土能生万物”,下联是“地可发千祥”,人们世世代代把土地菩萨供奉起来,这也说明了土寺这个万物之母的作用。
4.4 调气:人工利用风能的呼风唤雨时代已经到来
“呼风唤雨”,是人们几千年的追求和梦想。在古典小说中,诸葛亮借东风火烧曹营,借用风的力量取得了战争的胜利。梁山好汉公孙胜,多次呼风唤雨,出奇制胜。风是什么?空气的水平流动叫风。地球大气是由多种气体组成的混合物以及包含在空气中的水汽和固体杂质。
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。从海洋蒸发出来的水蒸气,被气流带到陆地上空,凝结为雨、雪、雹等落到地面,一部分被蒸发返回大气,部分成为地面径流或地下径流等,最终回归海洋。
5.全面建设节水型社会,实现人与水和谐相处
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,并大致经历了水侵人、人避水、人争水和人亲水四个阶段。
5.1坚持以人为本的可持续发展道路,实现人与水的和谐相处
5.2 调整产业结构和生活方式,搞好水资源的开发利用
调整产业结构和生产方式,提高水资源的利用效率。产业结构调整是经济结构战略性调整的主线。提高水资源利用效率,我们也要围绕结构调整这一主线。节水潜力主要包括农业节水、工业节水、生活用水节水三个方面。
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。同时,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。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。中国农业用水占全国用水量的80%左右,但有效利用率相差甚远。我国城市工业万元产值耗水量近200 m3,发达国家仅20—30m3。因此,要大力推广应用有利于节水的新技术、新工艺、新设备。
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。
5.3 依法保护水资源,统一管理水资源,全面推进节水型社会建设
节水型社会的本质特征是建立以水权、水市场理论为基础的水资源管理体制,充分发挥市场在水资源配置中的导向作用,形成以经济手段为主的节水机制,不断提高水资源的利用效率和效益。要制定流域和区域水资源规划,建立与区域水资源负载能力相适应的经济结构体系,建设水资源优化配置和节水工程,综合运用法律、行政、工程、经济、科技等多种措施,搞好水资源开发利用,特别注意经济手段,发挥价格对促进节水的杠杆作用。还要建立政府调控、市场引导、公众参与的节水型社会管理体制,解决现行水资源管理体制上“多龙管水”的弊端,克服在流域管理上条块分割,在区域管理上城乡分割,在功能管理上部门分割,在依法管理上政出多门的现象,加快城乡水务一体化管理进程。
5.4 中国有条件、有能力走出一条符合中国实际的治水之路
中国是世界文明古国之一,水资源开发利用已有数千年的历史,曾为创造灿烂辉煌的中华文明作出过不朽的贡献。我们的祖先在治水中表现出了非凡的才智,创造了辉煌的业绩。历代有为的统治者,都把兴修水利作为治国安邦的大计。传说早在公元前21世纪,禹即主持治水,平治水土,疏导江河,三过家门而不入,一直为后人所崇敬。及至春秋战国时期,中国已先后建成一些相当规模的水利工程,其中如淮河的芍陂蓄水灌溉工程,华北的引漳十二渠灌溉工程,沟通江淮和黄淮的邗沟和鸿沟运河工程,赵、魏、齐等国修建的黄河堤防工程,都是这一时期的代表性水利工程。秦代修建的四川都江堰、关中郑国渠和沟通长江与珠江水系的灵渠,被誉为秦王朝三大杰出水利工程。隋唐修建大运河,沟通了海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系,成为我国南北交通大动脉,至今仍居世界人工河之首。
1949年中华人民共和国成立后,水利事业进入飞跃发展时期。经过50多年的努力,取得了远远超过前代的成就。对黄河、淮河、海河、辽河、长江等江河开始了全面整治,初步解除了大部分江河的常遇水害,修建了大、中、小型水库86000多座,建成万亩以上灌区5300多处,旱涝保收灌溉面积由1949年的2.4亿亩猛增到80年代的7.2亿亩,以占世界6%的水资源和占世界7%的耕地基本解决了占世界21%人口的温饱问题。三峡水利枢纽工程的成功修建,标志中国水利建设的科技水平有了很大提高,在修建高坝水库、水电开发等方面已接近或达到世界先进水平。
今天,世界已进入全球一体化的时代,正在从一个地球走向一个世界。人类利用水资源的能力达到了前所未有的强度和广度,人类社会进入了既善于支配水,又保持人与水和谐相处的新时代。人类所拥有的条件是任何时代都不可比拟的。中华民族的伟大复兴和全面建设小康社会,要求我们必须从自己的国情出发,使水利为实现国民经济和社会发展的战略目标提供全面服务。中华儿女应该也有条件在重新安排江河方面有更大的作为,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作出自己的贡献。
(此文是2004年世界地球日暨科学发展观论坛大会发言论文,受到与会人员高度赞扬。时任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。作者当时是湖南省人民政府经济研究信息中心副厅级研究员,经济学研究员,国务院政府特殊津贴专家,洞庭湖区域经济社会发展研究会首席专家,长江技术经济学会常务理事。2025年2月14日校核,28938字,万化境博文再发表)