可持續(xù)水資源的概念和作用

□高瑞臣 □劉曉娜(河南省濮陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局)

□陳艷麗(濮陽(yáng)市引黃工程管理處)

一、水資源的概念

水資源概念存在廣義和狹義之分。廣義的水資源是指在地球的水循環(huán)中，可供生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)社會(huì)利用的淡水，它的補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水，它的賦存形式是地表水、地下水和土壤水。廣義水資源是從有效性定義的水資源，把有效性標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到生態(tài)系統(tǒng)而不僅僅限于人類(lèi)。廣義水資源概念回答了水資源在哪里、對(duì)誰(shuí)有用和怎么有用的問(wèn)題，而沒(méi)有回答水資源是什么形態(tài)、如何用以及用了會(huì)怎樣的問(wèn)題。因此，廣義水資源并不反映水資源區(qū)別于其它自然資源的特征。

狹義的水資源是指自然水體中的特有部分，即由大氣降水補(bǔ)給，具有一定數(shù)量和可供人類(lèi)生產(chǎn)、生活直接利用，且年復(fù)一年可循環(huán)再生的淡水，它們?cè)跀?shù)量上等于地表、地下徑流的總和。是從廣義水資源中剝離出來(lái)的一部分，有更強(qiáng)的約束條件。其約束應(yīng)該反映當(dāng)前水資源開(kāi)發(fā)實(shí)踐中最典型的特征，并在政策法規(guī)上具有可操作性。

二、可持續(xù)水資源的概念

可持續(xù)水資源是指在一定時(shí)空范圍內(nèi)滿足維持人類(lèi)外部生存環(huán)境之基本需要后，可以供給人類(lèi)活動(dòng)的狹義水資源?？沙掷m(xù)發(fā)展概念對(duì)狹義水資源產(chǎn)生某種約束。

以可持續(xù)的本意來(lái)界定可持續(xù)水資源，必須考慮水資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境的后果，包括本地區(qū)和受影響地區(qū)的生存環(huán)境，也包括當(dāng)代人的和未來(lái)人口的生存環(huán)境。從維護(hù)生態(tài)和環(huán)境的角度考慮的，《水資源評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL/T238-1999）規(guī)定：地表水資源可利用量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可能及滿足河道內(nèi)用水（指水力發(fā)電、航運(yùn)、沖沙、防凌和維護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面的用水）并顧及下游用水的前提下，地表水工程可能控制利用的河道外最大水量；地下水可開(kāi)采量是指不發(fā)生因開(kāi)采地下水而造成水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化、海水入侵、地面沉降等水環(huán)境問(wèn)題和不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不良影響的情況下，允許從含水層中取出的最大水量。所謂可利用量和可開(kāi)采量限定下的狹義水資源就是可持續(xù)水資源。該規(guī)范還指出平原區(qū)深層承壓地下水不具有持續(xù)開(kāi)發(fā)利用意義，并用水頭下降的限定值控制允許開(kāi)采量。

三、可持續(xù)水資源概念的作用

（一）可持續(xù)水資源概念的認(rèn)識(shí)

不能把全部可更新的徑流性水資源都作為人類(lèi)允許利用的水資源，水資源評(píng)價(jià)所得到的總水資源量是狹義水資源而非可持續(xù)水資源。過(guò)去，人們認(rèn)為地下水的天然補(bǔ)給量就是可利用的地下水資源量，以避免消耗含水層的儲(chǔ)存量而造成地下水衰竭。如果從含水層抽取的地下水大于補(bǔ)給量，就是超采，就會(huì)引發(fā)災(zāi)害；如果開(kāi)采量小于或等于補(bǔ)給量，就以為不會(huì)消耗儲(chǔ)存資源（從而實(shí)現(xiàn)地下水的穩(wěn)定流），覺(jué)得沒(méi)什么問(wèn)題，這種認(rèn)識(shí)是片面的。

開(kāi)采條件下當(dāng)含水層補(bǔ)給增量小于排泄（不包括開(kāi)采）減量時(shí)，抽水量很小也會(huì)動(dòng)用儲(chǔ)存量，地下水流不會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)。按照穩(wěn)定均衡三要素原理，即開(kāi)采達(dá)到穩(wěn)定的充要條件是影響范圍內(nèi)的補(bǔ)給增量、溢出及蒸發(fā)的減量之和與開(kāi)采量相等，只要開(kāi)采量大于這個(gè)數(shù)值，必然消耗儲(chǔ)存資源。如果開(kāi)采量小于補(bǔ)給量，說(shuō)明沒(méi)有超采，但地下水的補(bǔ)給幾乎全部被開(kāi)采利用了，那么河流、泉和濕地都將必然逐漸干枯。而且，補(bǔ)給和排泄是隨開(kāi)采情況而變化的，地表水徑流衰減和地面沉降等問(wèn)題也不一定要等到開(kāi)采接近補(bǔ)給的時(shí)候才發(fā)生，開(kāi)采強(qiáng)度在增加過(guò)程中由于滯后延遲作用、排水基準(zhǔn)面降低等都可能誘發(fā)這些問(wèn)題。

（二）指導(dǎo)制定利用水資源的政策

在水資源開(kāi)發(fā)時(shí)，必須保證適當(dāng)?shù)乃Y源存量和流量，保證水資源的質(zhì)量，以維護(hù)其它相關(guān)地區(qū)以及后人的生存環(huán)境。可持續(xù)發(fā)展的思想是一種互惠的思想，不僅指現(xiàn)代人為將來(lái)人著想，而且具有地理地質(zhì)聯(lián)系的不同區(qū)域之間也要協(xié)調(diào)發(fā)展，具有經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的不同行業(yè)之間也應(yīng)該相互照應(yīng)。對(duì)某個(gè)地區(qū)是可持續(xù)的水資源，利用之后并不意味著對(duì)其它地區(qū)也是可持續(xù)的，甚至可能水資源變成了具有負(fù)的使用價(jià)值；初期的水資源開(kāi)發(fā)利用沒(méi)有產(chǎn)生不利的環(huán)境影響，也并不意味著長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)利用是可持續(xù)的。對(duì)于流域地表水的利用，上中游地區(qū)應(yīng)該考慮中下游地區(qū)所需要的水量和水質(zhì)，甚至有必要考慮河流的入海流量，以維護(hù)近岸海洋生態(tài)環(huán)境。

目前，最為緊迫的任務(wù)是提高河川附近大量城市的污水處理水平，確保回歸水的污染程度不超過(guò)流域自凈能力。對(duì)于地下水的開(kāi)發(fā)利用，除了防止鹽漬化、地面沉降、含水層被疏干或污染等常規(guī)問(wèn)題外，還必須防止對(duì)地表水系統(tǒng)的破壞。地表水系統(tǒng)在支撐表生環(huán)境和景觀資源方面具有不可替代的功能，如果地下水大量開(kāi)采使地表水失去水源，可能得不償失。為了控制損害水資源可持續(xù)利用的行為，有必要建立經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償機(jī)制。

（三）促使改變利用水資源的方式

水是人類(lèi)生存不可替代的物質(zhì)，但是水資源的狀態(tài)和使用方式是可以替代的。經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展必須考慮水資源的承載力，可持續(xù)水資源的約束條件很強(qiáng)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的承載力十分有限。用節(jié)水技術(shù)代替粗放的、低效率的用水方式，可以減少對(duì)水資源的浪費(fèi)。還可以通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)移人口等降低水資源需求。深層地下水資源缺乏可持續(xù)性，但可以適當(dāng)改良對(duì)淺層地下水（透水性較差或水質(zhì)較差）的利用。水資源在人類(lèi)圈內(nèi)的循環(huán)利用，即人工水更新與水資源的天然循環(huán)密切結(jié)合，形成強(qiáng)大的自然——人工二元結(jié)構(gòu)的水資源再生系統(tǒng)。天然水環(huán)境的自凈作用也是水資源的更新過(guò)程。

因此，從自然界提取的水量能夠在社會(huì)經(jīng)濟(jì)圈循環(huán)利用，或者水分返回徑流之后又在另一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)入社會(huì)經(jīng)濟(jì)圈，則意味著有效水資源量的增加。如果一個(gè)地區(qū)可持續(xù)的水資源已經(jīng)到了山窮水盡的地步，無(wú)法滿足發(fā)展的需要，則除了選擇放慢發(fā)展速度外，只有依靠奪取其它地區(qū)的水資源，否則只能付出犧牲環(huán)境和后人資源的代價(jià)。

（四）提供水資源利用后果評(píng)估的方法

可持續(xù)水資源概念包含了后果評(píng)估的思想方法。水資源的可持續(xù)性必須等待水循環(huán)對(duì)人工干預(yù)的響應(yīng)才能夠證實(shí)，如果一個(gè)地區(qū)以一定的規(guī)模用水，導(dǎo)致水循環(huán)持續(xù)地向著對(duì)本地區(qū)和其它地區(qū)生態(tài)環(huán)境不利的方向發(fā)展，則意味著原來(lái)的水資源評(píng)價(jià)過(guò)高，應(yīng)該加以調(diào)整。大型灌區(qū)渠系滲漏情況和灌溉定額的變化，能夠顯著地改變淺層地下水的動(dòng)態(tài)，從而引發(fā)區(qū)域范圍內(nèi)蒸發(fā)強(qiáng)度的變遷和咸淡水的遷移。人工干預(yù)既可能導(dǎo)致局部徑流的衰減，也可能引發(fā)某個(gè)路徑的水循環(huán)強(qiáng)度增加，當(dāng)?shù)叵滤a(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)（包括人工排泄）一致的情況下，開(kāi)采后產(chǎn)生或強(qiáng)化河流、湖泊的滲透、相鄰含水層的越流、同一含水層內(nèi)分水嶺的遷移而使地下水補(bǔ)給增加的水量。

因此，為保證水資源的可持續(xù)利用，有必要在水資源開(kāi)發(fā)之前，就建立合理的模擬模型評(píng)估人類(lèi)行為可能造成的影響，以此反算實(shí)際的可持續(xù)水資源。在水資源開(kāi)發(fā)計(jì)劃的實(shí)施和變化過(guò)程中，還要不斷地監(jiān)測(cè)水環(huán)境，更新預(yù)測(cè)模型。當(dāng)實(shí)際的水資源利用已經(jīng)造成不利后果時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施，如向下游放水、對(duì)含水層進(jìn)行“回灌”等。

（五）指導(dǎo)制定保護(hù)水資源的措施

適當(dāng)?shù)氖褂么媪抠Y源，不會(huì)對(duì)水資源的可持續(xù)利用產(chǎn)生負(fù)面影響。無(wú)論是地下水的開(kāi)采，還是地表水的人工控制，都難以避免對(duì)水資源存量的干擾，對(duì)于永久性的水利工程，這種干擾是不可逆的。因此，從客觀規(guī)律上水資源的可持續(xù)利用會(huì)造成水資源存量的增加或減少，只要適度，不會(huì)損害生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)后代生存。在特定情況下，如果滿足當(dāng)前需求所產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)大于所付出的代價(jià)，即使地下水儲(chǔ)存資源有所消耗，也是經(jīng)濟(jì)上合理的。例如，把平原區(qū)的地下水水位限制在生態(tài)環(huán)境所能承受的范圍內(nèi)，即以生態(tài)水位為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行水資源管理。如果有地面沉降的風(fēng)險(xiǎn)，則需要更加謹(jǐn)慎和復(fù)雜的控制方案。地下水的“超采”現(xiàn)在是普遍的事實(shí)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人口的不斷調(diào)整，對(duì)地下水的需求可以逐漸減少，要考慮啟動(dòng)補(bǔ)償機(jī)制，對(duì)含水層進(jìn)行大量的回補(bǔ)。濮陽(yáng)金堤以北地區(qū)長(zhǎng)期超采地下水形成了大面積濮—清—南淺層地下水漏斗區(qū)，因此20世紀(jì)90年代開(kāi)始，實(shí)施了引黃河地表水補(bǔ)給含水層的工程。