水资源的节约和利用Word文档下载推荐.docx
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越南
5500
表1的统计资料是以整个国家的平均来衡量，如果按不同地区的资源来衡量，再考虑人口、水污染等其他因素，则我国北方地区的年人均占有水资源只有938m3，已到严重缺水水平。
表2是原国际管理研究所调查统计资料，中国的北方已列入绝对缺水的地区。
表2二十世纪世界缺水国家分类
第一类：
（绝对缺水）
第二类：
（经济缺水）
第三、四类
阿根延
安哥拉
北美洲和
埃及
贝宁
欧洲等国
伊朗
博茨瓦纳
家，也包括
伊拉克
布隆迪
中国南方
以色列
喀麦隆
和印度其他地区
约旦
乍得
科威特
刚果
利比亚
埃塞俄比亚
阿曼
加蓬
加纳
沙特阿拉伯
海地
新加坡
莱索托
南非
利比里亚
叙利亚
莫桑比克
突尼斯
尼日尔
阿拉伯联合酋长国
尼日利亚
也门
巴拉圭
中国（北方）
苏丹
印度（西部、南部）
乌干达……
第一类绝对缺水国家，主要是中东、南非等17个国家和中国的北方，印度的西、南部现有10多亿人口，预计到2025年将增至18亿人口，则人均水资源量难以维持到现有水平。
第二类称之为经济缺水国家，共有24个国家。
其水资源有开发潜力，但要投资才能开发。
第三、四类共有79个国家和地区，一般缺水不严重，不缺水，季节性缺水或水资源丰富。
必须指出，对“人均占有的水资源量”人们是不能全部控制利用的。
许多国家统计，人们目前所控制利用的水量不超过30%，若以人均1700m3作缺水警告数字计算，则1700×
30%=510m3。
估计，其中：
125m3用于生活用水、工商业用水量等；
400m3用于人均400kg的粮食生产。
两者之和为525m3，为人均占用资源量1700m3的30.9%。
所以人均用水量的警告水平约为510m3左右。
图1为世界银行于1996年绘制的全世界人均年用水量。
这里还需要说明一点，现在各国统计的人均水资源占有量，并不是全部都在自己的国土领域范围，有的水源是在国境之外，有的是靠国际之间协议分配的水量，从表3中可以看出，有许多国家的水源是由邻国控制，且比例不小。
所以，未来，世界上可能因水的争夺而引起战争。
利比亚的卡扎菲最近曾预言，下一次中东战争将因水的问题而引起。
表3依靠境外来水的国家
依靠境外总来水量的百分比％
土库曼
98
埃及
97
匈牙利
95
毛利塔尼亚
波斯尼亚
94
保加利亚
91
乌兹别克斯坦
荷兰
89
冈比亚
86
82
79
苏丹
77
68
66
42
39
约旦
36
塞纳加尔
34
21
二、农业用水面临的挑战
表4是1990年统计的全球各用水部门的供需水量数据。
表4全球各用水部门水量估算
用水部门
估计km3/年
占总量的%
估计消耗水量km3/年
农业
2,880
65
1,870
工业
975
22
90
4
城市
300
7
50
2
水库蒸发损失
275
6
12
合计
4,430
100
2,285
*农业耗水量是按农业取用水量的65%估计。
图2是世界年用水总量及各部门的用水量图。
从图中可以看出全世界的用水量在逐年增长。
但农业用水量占总用水量的比例则随着工业的发展，城市化的扩大而逐年减少。
各国的工业经济发展速度和城市化发展规模不同，农业用水所占比例也不同。
工业和城市化愈发展，需水量愈多，则农业用水的比例愈小，这是发展的必然趋势。
表5为我国历年各用水部分的用水情况，农业用水量比例已由1949年的97%下降至70.4%，而工业、城市用水量相应地由2.9%上升至29.6%。
表5我国历年用水总量及各部门用水量
年份
总用水量
各部门用水量
亿m3
工业、城市
%
1949
1031
1001
97.0
30
2.9
1957
2048
1938
94.6
110
5.4
1965
2744
2545
92.7
199
7.3
1980
4437
3912
88.2
525
11.8
1993
5250
3850
73.3
1406
26.7
1997
5566
3920
70.4
1646
29.6
从世界范围来看，农业也是最大用水户，农业部门用水占世界总淡水量的三分之二。
（见表6、表7）。
低收入国家的农业用水量占91%，而高收入国家仅占39%。
80年代，世界农业用水量平均占68%，至2000年下降至60%。
表6国家收入水平与年用水量
国家收入水平
人均年用水量（m3）
生活
低收入
386
5
中等收入
453
13
18
69
高收入
1167
14
47
表7世界各地区各用水部门的用水量变化（%）
地区
农业用水
生活和公共用水
工业用水
80年代
2000年
欧洲
37
29
17
55
57
亚洲
74
10
8
16
非洲
88
72
43
44
北美
48
46
11
南美
56
38
19
24
45
澳洲及大洋洲
前苏联
62
总计
60
三、节水灌溉概念和规划原则
（一）、节水灌溉的概念
灌溉水通过灌溉系统输送、分配、流入田间供作物生长所需要，一般要经过三个过程：
输水和配水；
田间灌水；
作物消耗水。
输水和配水是通过各级渠道来实现的。
一般从水源到田间进水口，约有50%的水量是经渠道渗漏而损失掉的。
田间灌水是指灌溉水进入田间以后，有一部分是形成深层渗漏而损失，一部分通过土壤蒸发而损失，也可能有部分水量从田间废泄。
作物消耗水的过程是作物从土壤层中吸取水分供其生长而最后形成作物产量和干物质。
上述第一、第二两个过程是直接影响灌溉水的有效利用率。
第三个过程的水量损失则影响水的生产率，即每立方米水量生产的作物产量。
这里所指的水量不仅包括灌入田间的灌溉水量，同时也包括在田间利用的降雨量。
目前，我国水的生产率约0.87kg/m3～1.1kg/m3,以色列则达2.3～3.5kg/m3。
因此，节水灌溉的概念可以定义为：
通过采用各种工程节水技术措施、农业节水技术措施和管理（非工程）节水措施等，来节约或减少从河流、水库或地下水中引取的灌溉水量。
这是目前流行的传统节水概念。
节水的另一个概念，是广义的节水概念，即节约实际的水资源量（或称真实节水量）。
它是通过各种措施，减少从某一流域或地区排向大海的地表水与地下水的无效流失水量和从地表失散的无效蒸发量和过多的作物腾发量。
一般来说，这些水量都是无法回收的水量。
但我们可以控制它，把它减少到最低程度。
减少的水量就叫真实节水量。
因此，无论是一般的节水或是真实的节水，都需要对某一流域或某一地区的水资源量，包括雨水、地表水、取用的灌溉水、土壤水和地下水进行的统一调度和控制利用，以达到水资源（包括取用的灌溉水）的最充分利用。
减少无益的损失，又提高单位水的生产率。
我们认为上述两种概念，可以共存，并不矛盾，也不相互排斥。
在制订农业节水战略时，既要重视节约灌溉取用水量，又要节约水资源量。
并应根据中国的实情和各地的自然条件、经济条件使两者结合起来。
例如，对填方渠道，土壤透水性大，渗漏失量严重，即使投资较大，也应该考虑衬砌，以节约取用水量。
对挖方渠道，土壤透水性小，地下水又较浅，如果衬砌投资大，也可以不衬砌，渗漏的水量可以补给地下水，转化为地下水资源。
（二）、节水灌溉规划原则
根据我国的自然条件和社会经济具体情况，对制定地区节水灌溉规划提出以下几项原则，供讨论参考：
1、发展衬砌渠道输水与管道输水相结合的灌溉系统
目前，我国灌区的渠道大多是土质渠道，在输水过程中的渗漏损失十分严重。
建设高标准的衬砌渠道是减少渗漏损失的有效措施。
但至今我国已衬砌的干、支渠道仅55万公里，约占渠道总长的18%。
因此，建设高标准的衬砌渠道仍是今后发展节水灌溉的重点。
同时，还应重视发展管道输水技术，它可把输水损失减少到最低程度，从发达国家的经验来看，以管道代替明渠输水，建立统一的输配水管道网络，将是21世纪的一个发展方向。
如以色列全国已形成一个管道输配水网络，总长7500多公里，日供水量最高达450万m3，全年供水量达12亿m3。
美国大型灌区也有一半左右是采用管道输水。
日本的旧灌区改造采用明渠与管道相结合的形式；
在水稻灌区最末一级明渠也用暗管代替，用自动给水栓放水至稻田。
西班牙在混凝土干渠上修建许多小型泵站，抽水加压后通过各级管道输水至田间，实行喷滴灌。
但我国的灌溉面积大，如果全部采用管道输水有一定的困难。
建议采用防渗明渠与管道输水相结合的形式比较实际，即对现有干、支渠根据渠道的具体条件分类采用衬砌防渗，把支渠以下各级渠道逐步代之以中、低压管道，从明渠抽水加压后通过各级管道输水到田间，实行喷、微灌或自流灌溉。
我国北方灌区推广低压管道输出水技术，已取得了显著成效，至1998年底，全国低压管道输水灌溉面积已达520万公顷，它为在灌区支渠以下各级渠道推广管道输水技术奠定了基础。
2、重视改进地面灌溉方法和采用节水灌溉制度
目前，在我国地面灌溉是主要灌溉方法，一般沟灌和畦灌用于粮食作物和棉花等经济作物，格田灌溉用于灌溉水稻。
地面灌溉的损失水量较大，但其初始投资比压力灌溉（喷灌、滴灌、微喷灌）低得多，且工程简单，易于实施。
这也是至今仍被广泛采用的主要原因。
世界上除少数国家以外，仍采用地面自流灌溉为主（见表8）
表8地面自流和现代化技术灌溉面积（1994～1995）
灌溉面积（百万公顷）
现代化占
总灌溉面积（%）
地面自流
现代化
美国
14.72
5.27
27
48.62
0.83
1.7
塞浦路斯
0.001
0.032
2.78
0.45
法国
1.25
1.12
德国
-
0.53
南非
0.5
0.72
西班牙
2.268
1.132
33
土耳其
3.75
0.05
1.3
澳大利亚
1.791
0.019
1
以色列
0.22
地面灌溉的面积大，浪费水量也大，因此，应把改进和提高地面灌溉方法放在重要位置。
通过采用平整土地，合理选定沟畦规格，以及实行节水灌溉制度来节约灌溉用水。
值得注意的是，目前在西北地区推广的膜上灌溉方法，即在沟畦上铺设薄膜，可以大大减少田间的蒸发和渗漏损失。
南方水稻地区推广的“控制灌溉”、“薄露灌溉”和“浅、湿、晒”的灌溉方法，一般可节约水稻灌溉用水约20%，增产10%左右。
美国采用的激光平整土地技术，印度研究的简易波涌灌溉设备，都可以改进、提高地面灌溉质量。
特别应倡导采用节水灌溉制度。
我国目前采用的灌溉制度大多是建立在充分灌溉的理论基础上，每次灌溉都要满足“及时和足量”的要求。
灌水时，并将种植作物的全部面积进行湿润。
在传统的充分灌溉理论支配下，从而造成大量棵间蒸发和深层渗漏损失，同时也增加了作物的奢侈部分蒸腾水量。
节水灌溉是基于缺水而采取的一种非常措施，属于非充分灌溉的范畴。
它是在作物生长的关键时刻控制土壤的湿度，而不是达到饱和湿度；
灌水时湿润作物根系附近的局部面积，而不是全部灌溉面积，从而使灌溉用水量大大减少。
在当今世界面临水资源匮乏的情况下，可以预计，在21世纪将把非充分灌溉和局部灌溉作为一种正常的灌溉行为，来代替传统的充分灌溉和全面灌溉。
因此，要持续发展节水灌溉，必须加强对非充分灌溉和局部灌溉的理论研究和科学试验。
3、鼓励地面水与地下水联合运用
根据有关部门估计，在地表水灌溉的水量3500亿m3中，至少有1000～1200亿m3通过渗漏补给了地下水，其数量十分巨大。
灌溉对地下水补给不仅损失了水量，引起地下水位上升，增加地下水的无益蒸发，而且在有些地方还会引起土壤盐渍化和恶化灌区环境。
因此，在有条件的渠灌区内，应发展井灌，实行井渠结合，利用地面水和地下水相结合的灌溉方法，既可使入渗的地表水得到重复利用，控制地下水位的上升，又可减少地表水的取用水量，达到节约地表水资源的目的。
目前，世界上把地表水与地下水联合运用作为一个节约水资源的方向来倡导，不少国家的地下水灌溉面积已接近一半或一半以上（见表9）。
截止1993年，中国北方地区共有水井280万眼。
利用地下水灌溉的总面积为1234万公顷，其中纯井灌溉面积867万公顷，地下水与地面水结合的灌溉面积约为367万公顷。
目前北方地区总灌溉面积为2167万公顷，因此，实行井渠结合灌溉尚有很大潜力。
凡是有条件的灌区，都应逐步改建为地表水和地下水联合运用的井渠结合灌区，则可以大大减少和节约从河流引取的灌溉水量，也节约了水资源。
表9灌溉面积和地下水灌溉面积（1994～1995）
国家
地下水灌溉面积的百分比
总量
地表水
地下水
德国
0.106
0.424
80
0.33
0.014
57.5
印度
76.16
37.58
38.58
50.6
0.075
0.105
47.7
美国
19.99
11.34
8.64
43.0
中国
36.7
13.3
27.0
13.96
10.47
3.49
25.0
1.22
1.0
18.0
韩国
0,956
0,801
0,155
16.0
3.23
0.12
3.7
4、加强工程节水技术与农业节水技术相结合
工程节水技术是指改进地面灌水技术、渠道衬砌、管道输水、喷微灌技术等。
农业节水技术包括采用抗旱节水的作物品种、覆盖保墒技术、节水栽培技术、调整作物种植结构、应用抗旱保水剂等。
我国的经验是，只有工程节水技术与节水农业技术相结合才能提高灌溉水的利用率和单方水的生产能力，达到农业高效、高产的目的。
根据国际水稻委员会对孟加拉、中国、印度、印度尼西亚、缅甸、菲律宾、斯里兰卡、泰国的调查统计，灌溉对水稻生产所起的作用最大，达28.8%。
表10为各项因素对水稻产量所作出的贡献。
从表10可以看出，肥料、品种、对水稻生产的贡献也很大，要做到农业节水和高产，水利工程措施必须与农业技术措施相结合。
表10
贡献因素
灌溉
肥料
品种
其他
占总产量的百分比（%）
28.8
24.4
23.3
23.5
5、因地制宜发展先进的节水灌溉技术和传统节水灌溉方法
上海大棚番茄根灌
根灌荒地玉米
先进的节水灌溉方法包括喷灌、滴灌和微灌等。
无疑在中国有广阔的应用前景。
1997年的喷灌面积为120万公顷，至2000年将发展到266.7万公顷，微灌面积约20多万公顷。
但喷、微灌的发展受农村经济和社会发展总体水平制约，以及要求较多的资金和较高的技术。
因此，发展喷、微灌必须从中国实际出发，讲究经济效益，把重点放在经济价值高的果林、大棚、茶园、蔬菜、花卉和经济作物。
除城市郊区和国营农场外，一般不宜在粮食作物地区倡导大面积推广喷灌。
我国的灌溉面积大，干旱山区的经济条件差，同时还应大力发展传统的节水灌溉方法，兴修水窖、塘坝、小水库等，集蓄雨水和当地径流。
如采用简易的滴灌设施，发展水窖滴灌；
在东北、内蒙古等缺水地区采用“坐水种”灌水方法，节约水量又保证作物的产量；
在南方地区发展塘堰蓄水灌溉，使其与水库联合运用，都可以达到节约灌溉水资源的目的。
海南琼州大学冯晋臣教授开发的根灌，是通过简单的器械将水、肥直接施入作物根系集中的部位，达到节水、节肥和增产之目的。
小区试验的投资只有滴灌的25%。
桂林大棚黄瓜根灌
国外发展传统节水灌溉方法也有不少实例。
如印度尼西亚的瓶灌。
在每亩地上布置约500多个陶土掺木屑烧制的水瓶，瓶内充水，用管子和马里奥特装置联在一起，使瓶内保持恒定水位进行灌溉。
种植园艺作物，其投资效益很高（见图3）。
6、专业管理与农民参与管理相结合
我国国营灌区的灌溉管理体制，主要是由政府任命的专业管理机构负责管理和营运，农民参与灌溉管理的程度很低。
各国经验表明，农民参与灌溉管理是必然的趋势。
把小型灌溉系统全部移交给农民组织管理或个人承包经营，
基本上是一致的看法。
对于大中型的灌区可以采用两级管理的体制，专业管理机构或水公司负责管理取水建筑物（包括水库）、干渠和干渠上的配水点，农民用水组织或个人承包经营管理支、斗渠及以下各级渠道和田间用水管理。
湖北省漳河水库灌区试行的用水者协会，陕西省把斗渠的使用权拍卖（使用权）给农民组织或个体承包经营，都已取得明显的节水效益。
图4是一些国家农民参与灌溉管理程度的示意图。
如美国、法国、日本，农民参与管理的程度很高，几乎整个工程。
而政府部门的职能只是制订规章制度。
墨西哥、土耳其农民参与程度也较高，参与主要渠道的管理。
摩洛哥的农民则仅限于农渠的管理，政府管理的程度很高。
7、制定合适的节水政策
（1）深化水费改革，使水价格符合市场经济规律；
实行水费差价制度，按不同用水时间，不同用水量收取不同标准的水费。
（2）制定奖励节约用水的制度。
例如对于水管理或经营单位来说，每年出售的水量愈多，则收入愈大，节约用水对其显然不利。
面对农民来说，节约水量可以少付水费。
因此，制订的节水奖励政策，也要考虑保护水经营部门的利益，以利于开展节水灌溉。
（3）制订用于兴建节水工程的贷款政策、补助政策、物资供应和税收的优惠政策等。
目前许多节水示范工程是由政府投资，这种局面肯定不能维持很久。
节水需要发挥农民的积极性，才能持续发展。
（4）国家对骨干工程（如干渠改建）有投资，而对田间工程的改善（如平整土地、渠系配套、大畦改小畦）无补助。
此外，如对开展井渠结合灌溉也要有鼓励政策。
四、水利和生态环境
兴建水利无疑是有巨大的正面效益，在此无须详述。
但如果水利规划、管理运行不正确也会带来一定的负面影响。
过去，人们对水利的负面影响重视不够，致使有的工程至今留下了严重的后果，在国际上最受关注的典型实例就是咸海生态环境的严重恶化。
（见图5）
在1960年，咸海是世界上第四大湖泊。
有阿姆和锡尔两条河。
近三十多年来，生态环境发生很大变化。
两河入流量逐年减少，八十年代有些年份的入流量等于零。
1981年-1990年平均年入海水量为7km3,为1911～1969年55km3的13%。
（图6）。
湖泊面积逐年缩小（表11）。
现在已形成大小两个湖泊（图7、图8、图9）
表11咸海水位、面积变革图（1960～2000）
平均水位（米）
平均水面积（平方公里）
平均水量（立方公里）
平均含盐度（克／升）
1960
53.41
66,900
1,090
1971
51.05
60,200
925
1976
48.28
55,700
763
1991
37.31
33,800
290
2000
31.9
19,701
131
65～70
现在咸海的渔业、航运濒临绝境。
湖泊周围300万居民陷入困境，河流水量减少，地下水位下降，水质污染，沙漠化严重，湿地草地面积缩小，动物飞禽显著减少，居民饮水困难，疾病增多，健康状况恶化。
引起国际组织的高度关注，这是一个因水资源管理和利用（主要是灌溉）不善而引起生态环境恶化的典型。
一个流域的生态系统是一个不可分割的整体，对水资源的利用不能因地理、社会经济、历史和行政界线（国界、省界）来简单划分，而是应该统一管理、计划和合理利用。
农业是流域中的用水大户，关于黄河或其他流域（如塔里木河流域）的发展灌溉问题，看来必须有一个统一规划，特别是上中下游地区发展灌溉要统一规划，限制用水，节约用水，保持河流有一定自身需要的流量，这是一个生态问题，也可称为生态流量。
不能把河流中的常流水都截取下来，或是把入海流量都看成是浪费水量。
过去人们在制定河流流域规划
和计算水资源利用量时，只注重工农业用水、生活用水等，而忽视河道自身需要的用水（生态用水）。
这也可以说是水利产生负面效果的主要原因之一。
世界上这样的例子不少。
美国的科罗拉多河，在河上修建了十座大坝和若干大型取水工程以后，河中流量逐年减少，已经干涸（见图10）。
许多三角洲上的野生动物看不见了，Cortez海的渔业急剧衰退。
从全世界来看，1950年以来，修建了更多更大的水利工程，在15米以上的大坝，1950年时仅5000多座，至1995年约有38,000座。
其中85%是在近35年间修建的。
许多河流的水量完全被人类所控制，无疑是现代水利工程的显著成就，但另一方面，却在保护河流的基础生态功能和淡水生态系统方面失败了。
河流的许多功能消失了，许多鱼类品种和水鸟飞禽减少了。
如科罗拉多州，95%的湿地消失了。
栖居在地上候鸟从1950年的6000万只已下降到今天的300万只，鱼类也大大减少，如科罗拉多的鲑鱼和钢头鱼的数量估计减少了80%。
顺便提一下湿地的保护和利用问题。
这也是世界上近数十年来
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