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气候变化背景下中国水资源面临的挑战 精选

已有 10766 次阅读 2016-9-23 08:34 |系统分类:科研笔记

中国水资源人均占有量低,时空分布不均匀。长江以北水系流域面积占全国国土面积的64%,水资源量却只占全国的19%。目前干旱缺水成为了北方地区主要的自然灾害。中国大部分地区每年汛期连续4 个月的降水量占全国的60%~80%,不但容易形成春旱夏涝,而且水资源中大约有2/3 是洪水径流量,形成江河的汛期洪水和非汛期的枯水。伴随着社会经济的快速发展和全球气候变化的影响,中国面临着越来越紧迫的水资源问题和挑战。主要表现在以下几个方面。


气候变化下水资源时空分布不均匀加剧,水资源配置难度大


中国多年平均水资源总量约为2.8 万亿,人均水资源量为2173 ,仅为世界人均水平的1/4。水资源可利用量为8140 亿m3,占全国水资源总量的29%,其中南方为5600 亿,北方为2540 亿。 2010 年,南方人均可利用水资源量约为1100,北方人均可利用水资源量只有359。 2010 年,全国实际用水量已达6022 亿,达到了可利用水资源总量的73.9%。


中国的降水年际变化大,且多集中在6 ~9 月,占全国降水量的60%~80%。空间分布总体上呈“南多北少”,长江以北水系流域面积占全国国土面积的64%,而水资源量仅占19%,水资源空间分布不平衡。中国水资源分布不均的特点决定了在经济社会发展中保障供水安全始终是一项重大任务。据2010 年水利部有关统计,新中国成立以来,全国已累计解决农村2.82 亿人口的饮水困难, 4 亿多农村人口喝上自来水,城市自来水普及率已经达到了95%以上;农业有效灌溉面积达到5600 万hm;形成了比较完整的供水体系,基本保障了工业和城市的用水需求。但是中国水资源短缺的状况仍然相当严重,北方地区尤甚,截至2010年,全国农村仍有2 亿人口饮水安全没有保障, 1/3 的乡镇缺乏符合标准的供水设施。一般年份,农田受旱面积为667 万~2000 万hm,粮食平均减产200 多亿公斤。工业和城市用水紧张状况日益严重,已经成为一些城市发展主要的制约因素之一。由于多种因素的影响,导致中国年缺水量达536 亿,其中河道外缺水,即国民经济缺水达404 亿,挤占了河道内的生态用水132 亿,总的生态缺水量达347 亿。 2030 年,中国人口将接近16 亿人,中国的用水总量预计将从2010 年的6022 亿m3增加到7101 亿,全国人均可利用水资源量将从2000 年的628 减少到508 ,仅占全球人均水资源量2000 的1/4,已达到全球水危机的红线。由于水资源与土地等资源的分布不匹配,经济社会发展布局与水资源分布不相适应,导致水资源供需矛盾十分突出,水资源配置难度更为艰巨。


气候变化下提高水资源利用效率的节水战略需求愈来愈迫切


与发达国家比较,中国农业和工业的水资源利用效率还比较低,其中农业灌溉水利用率只有40%~50%,发达国家可达70%~80%,全国平均单方水GDP 仅为世界平均水平的1/5,单方水粮食增产量为世界平均水平的1/3。一些地区农业生产仍然采取传统的大水漫灌方式,全国灌溉水有效利用系数仅为0.45 左右。由于中国现行的水价偏低,生活用水、农业用水、工业用水浪费严重。水价偏低导致用户对价格不敏感,节水观念淡薄,从而造成一方面缺水,另一方面又浪费水的现象。同时,中国东部季风区尤其北方流域面临着开发利用率高的问题。在水资源一级区中,水资源开发利用率最高的是海河区,为101%,其中海河南系高达123%;黄河区也较高,为76%;淮河、西北诸河和辽河水资源开发利用率为40%~50%,其中海河南系、海河北系、辽河流域、沂沭泗河和山东半岛水资源开发利用率分别达到了123%、98%、66%、60%和63%。


中国工业万元产值的用水量是发达国家的5 ~10 倍,城市供水管网漏损严重,全国城市供水管网平均漏损率达20%,东北部分城市超过了30%,工业用水效率偏低, 2005 年全国万元工业增加值用水量为169,约相当于美国的11 倍、日本的9 倍。污水再生利用进展也比较缓慢, 2014 年全国设市城市污水再生利用率只有10%。城市雨水利用意识还不强,尽管按年降水量600mm 估算,全国城市绿地系统的雨水利用量可达20 亿,但由于节水意识淡薄,绿地建设中缺乏雨水利用观念,前期雨水含有的污染程度通常超过城市污水,前期雨水处理技术的落后也在一定程度上制约了雨水利用的发展,尤其是大规模的集雨工程。另外,中国生活用水的浪费现象依然严重,节水器具推广缓慢,节水型器具普及率低。非常规水资源开发利用潜力远未挖掘。以海水淡化为例,海水淡化产业化规模不够、价格因素导致的海水淡化成本相对较高和市场需求量不大形成的恶性循环,是长期制约中国海水淡化产业化发展最主要的因素。


在中国,用水结构的不合理和浪费严重,以及水管理体制不顺、多龙治水、多条分割、利益冲突、管理落后等原因导致主要流域的水资源供需关系矛盾日益突出。在气候变化背景下,可能进一步加剧水资源供需矛盾,全社会节水战略应对气候变化也迫在眉睫。


变化环境下中国的水灾害、水环境、水生态问题更加严峻


中国洪涝灾害十分严峻。随着气候变暖、海平面上升和高强度的人类活动,极端气候事件越来越频发,中国沿海地区的洪涝、海水入侵灾害日趋严重,干旱缺水地区和强度有增加态势。此外,随着城镇化的快速推进,城市内涝问题也日益突出。 2010 年中华人民共和国住房和城乡建设部(住建部) 对全国351 个城市的调研发现, 2008 ~ 2010 年全国有62%的城市都曾发生过内涝事件,内涝发生3 次以上的城市达到39%。小河流的山洪灾害损失严重。一般年份中小河流的洪水灾害损失占全国水灾害总损失的70%~80%, 2000 ~2010 年水灾造成的人员伤亡有2/3 以上发生在中小河流。气候变化背景下,极端水旱灾害发生的频率与强度将有增加的态势。北方缺水地区水资源供需矛盾依然十分突出,地下水过度开采趋势短期内难以改变, 50%以上的城市面临缺水危机。


河道断流、湖泊干涸、湿地退化等问题严重。 2000 ~2010 年全国湿地面积减少了3.4万km,减少率达8.82%,湿地成为中国短时间尺度内面积丧失速度最快的自然生态系统。湖泊与湿地生物资源退化,生物多样性下降,生态灾害频发,湖泊水环境恶化、水体富营养化现象普遍,湖泊与湿地不合理利用问题突出。2000 ~2010 年,中国2/3 的地表水已明显被污染, 50%以上的地下水水质较差甚至极差,城市饮用水二次污染风险高,末梢水的水质合格率较低,从河流与湖泊的水质来看,59.2%的河长达不到Ⅱ类水质的标准,超过65.8%的湖泊面积达不到Ⅱ类水质的标准。全国地下水水质状况也不容乐观,总体呈现逐渐恶化的趋势,属于较差与极差监测点的数量占全部监测点总数的一半以上。未来气候变化将导致的水安全问题及其联系的水环境、水生态问题已经成为国际研究的重大热点问题之一。


全球变暖和人类活动加剧了中国水资源的脆弱性


气候变化对水资源影响的脆弱性是指气候变化对水资源系统造成不利影响的程度。它是研究气候变化对水资源安全影响及评价的重要科学问题,也是应对气候变化水资源管理重要的应用基础。中国水资源系统应对气候变化的适应能力仍然比较脆弱。有证据表明, 1960 ~ 2010 年中国的气候发生了显著的变化,平均温度升高,年降水量在东北和华北呈减少趋势,而在华南和西北则显著增加。全球变暖可能加剧中国年降水量及年径流量“南增北减” 的不利趋势,在气候变暖的背景下,南涝北旱的格局会进一步加重,区域水循环时空变异问题突出,导致北方地区水资源可利用量减少、耗用水增加和极端水文事件,而水资源短缺也将在全国范围内持续,从而加剧水资源的脆弱性,影响中国水资源配置及重大调水工程与防洪工程的效益,危及水资源安全保障。另外,经济和人口增长、河流开发等人类活动进一步加剧,不仅增加了需水量,也加剧了水污染,显著改变了流域下垫面条件,对水资源的形成和水循环多有不利影响。未来中国水资源发展态势不容乐观,水资源脆弱性将进一步加大。




本文由王芳摘自夏军,李原园 等气候变化影响下中国水资源的脆弱性与适应对策(北京:科学出版社,2016.7)一书第一章部分,内容有删节。



ISBN 9787030475251


在分析我国东部季风区主要流域水资源现状的前提下,结合研究区经济社会发展对水资源需求,研究气候变化情景下水资源影响与水资源供需耦合响应关系,分区评价水资源的脆弱性及其阈值,提出气候变化对我国东部季风区重点流域水资源供需态势影响及脆弱性的系列成果图;分析气候变化对南水北调重大调水工程的影响和对区域水资源安全的影响评估,提出应对气候变化影响的适应性对策;研究气候变化下水资源影响适应性管理对策;评估我国目前应对气候变化适应性措施的适应效能,分析实施适应性措施的成本收益与制约因素,探讨气候变化下水资源适应性管理的制度、模式及保障途径。


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