李 東
(黃河水利委員會(huì)水文局,河南 鄭州 450004)
近期一些媒體在談及水電開發(fā)時(shí)往往引用國(guó)際公認(rèn)的水資源開發(fā)利用程度或警戒線,也許是非專業(yè)的原因,產(chǎn)生了一些引用錯(cuò)誤。把水電開發(fā)的程度等同于水資源利用程度,由此,一些人士在議論水電建設(shè)時(shí)往往以為我國(guó)水電開發(fā)已經(jīng)過(guò)度,實(shí)際上是混淆了兩個(gè)不同概念,應(yīng)當(dāng)站在專業(yè)的角度對(duì)這一概念進(jìn)行闡述。從該概念的來(lái)源出處和權(quán)威性解釋(比如從中國(guó)人大網(wǎng)對(duì)于新修訂《中華人民共和國(guó)水法》的解釋,水利部中國(guó)水資源公報(bào),以及中國(guó)水資源公報(bào)編制技術(shù)大綱等)可知,水資源開發(fā)利用程度是供用耗水的利用程度,特別是水資源利用中的耗水程度,而不是水力資源的開發(fā)程度。我國(guó)現(xiàn)在水資源開發(fā)利用程度為25%,國(guó)際上公認(rèn)的一個(gè)流域或國(guó)家的水資源利用程度的警界線是40%,就全國(guó)而言,利用率并不均衡,南方特別是西南,水資源豐富而利用量少,利用程度低,而北方尤其是西北干旱地區(qū),利用程度高,其中一些北方河流水資源利用程度有些年份高達(dá)80%,甚至更高。
水資源利用程度的主要指標(biāo)為“水資源開發(fā)利用率”。通常從水資源規(guī)劃利用角度,水資源開發(fā)利用率是指供水能力(或保證率)為75%時(shí)可供水量與多年平均水資源總量的比值,是表征水資源開發(fā)利用程度的一項(xiàng)指標(biāo)。水資源開發(fā)利用率是指流域或區(qū)域用水量占水資源可利用量的比率,體現(xiàn)的是水資源開發(fā)利用的程度。
水資源開發(fā)利用又可分為河川徑流(簡(jiǎn)稱地表水)水資源開發(fā)利用和地下水資源開發(fā)利用。一般以河流為單元時(shí)只統(tǒng)計(jì)地表水資源開發(fā)利用,流域?yàn)閱卧獣r(shí)綜合統(tǒng)計(jì)或分別統(tǒng)計(jì),但不特別指出時(shí)(如綜合利用率),也僅是指地表水資源開發(fā)利用,比如一條河流的開發(fā)利用就是指該河流的地表水資源開發(fā)利用。
水利部、水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院編寫的《水資源綜合規(guī)劃名詞解釋》中與此相近的有:地表水資源開發(fā)率是指地表水源供水量占地表水資源量的百分比;水資源利用消耗率是指用水消耗量占水資源總量的百分比。
從水資源利用統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算的角度,水資源利用率的計(jì)算更多是采用實(shí)際耗水量與總的水資源量之比,體現(xiàn)的是水資源量被耗用(即消耗利用)的程度,與上述水資源開發(fā)利用率的差異在于一個(gè)是水量被利用程度、一個(gè)是水量被消耗程度。
由于河流來(lái)水并不是一成不變的,有豐水年、枯水年和平水年之分,隨著水量的變化,每年的實(shí)際河流水資源開發(fā)利用率也不相同。如黃河斷流最嚴(yán)重的1997年,利津入海徑流量只有18.6億m3,當(dāng)年地表水資源利用率高達(dá)80%,當(dāng)然這里指的是消耗程度,也就是說(shuō)80%的水被耗用掉,那么當(dāng)年的利用程度可能就要高一些,因?yàn)槔昧恐杏幸徊糠植](méi)有被消耗。
2002年10月1日修訂實(shí)施的《中華人民共和國(guó)水法》(以下簡(jiǎn)稱新《水法》),從法律上確定了水利作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施的重要地位,水資源屬于國(guó)家所有,國(guó)務(wù)院水行政主管部門負(fù)責(zé)全國(guó)水資源的統(tǒng)一管理和監(jiān)督工作,規(guī)定水利部是全國(guó)水資源的行政主管部門。
新《水法》第三章水資源開發(fā)利用的第二十三條規(guī)定,地方各級(jí)人民政府應(yīng)當(dāng)結(jié)合本地區(qū)水資源的實(shí)際情況,按照地表水與地下水統(tǒng)一調(diào)度開發(fā)、開源與節(jié)流相結(jié)合、節(jié)流優(yōu)先和污水處理再利用的原則,合理組織開發(fā)、綜合利用水資源。
國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃以及城市總體規(guī)劃的編制、重大建設(shè)項(xiàng)目的布局,應(yīng)當(dāng)與當(dāng)?shù)厮Y源條件和防洪要求相適應(yīng),并進(jìn)行科學(xué)論證;在水資源不足的地區(qū),應(yīng)當(dāng)對(duì)城市規(guī)模和建設(shè)耗水量大的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)項(xiàng)目加以限制。
【釋義】本條是對(duì)合理組織開發(fā)、綜合利用水資源的原則和實(shí)行水資源論證制度的規(guī)定。
目前我國(guó)水資源已開發(fā)利用了約5600億m3,還有3000億m3尚可開發(fā)。說(shuō)明還有“開源”的空間。衡量水資源利用程度的主要指標(biāo)為“水資源開發(fā)利用率”。通常規(guī)劃概念的水資源開發(fā)利用率是指供水能力(或保證率)為75%時(shí)可供水量與多年平均水資源總量的比值,是表征水資源開發(fā)利用程度的指標(biāo)。若按此概念,則目前我國(guó)的水資源開發(fā)利用率為20%。國(guó)際上一般認(rèn)為對(duì)一條河流的開發(fā)利用不能超過(guò)其水資源量的40%,而黃河、海河、遼河、淮河的水資源利用率都超過(guò)了這一預(yù)警線,可能會(huì)暴發(fā)嚴(yán)重的水資源和水環(huán)境危機(jī)。
事實(shí)上海河流域等已產(chǎn)生水資源和水環(huán)境危機(jī),必須采取合理的積極措施。目前的南水北調(diào)及節(jié)水污水再利用等就是正在采取的防治措施。
本條水法釋義的水資源開發(fā)利用率與國(guó)際上公認(rèn)的40%應(yīng)該是指耗水概念的開發(fā)利用程度。
新《水法》第三章水資源開發(fā)利用中專門對(duì)水能資源開發(fā)進(jìn)行了表述:水能資源的開發(fā)利用率是指水力發(fā)電量?jī)H占技術(shù)可開發(fā)利用量的百分比。
第二十六條指出國(guó)家鼓勵(lì)開發(fā)、利用水能資源。在水能豐富的河流,應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃地進(jìn)行多目標(biāo)梯級(jí)開發(fā)。
建設(shè)水力發(fā)電站,應(yīng)當(dāng)保護(hù)生態(tài)環(huán)境,兼顧防洪、供水、灌溉、航運(yùn)、竹木流放和漁業(yè)等方面的需要。
【釋義】本條是對(duì)水能資源開發(fā)、利用要求的規(guī)定。我國(guó)水能資源豐富,理論蘊(yùn)藏量為676GW,可開發(fā)資源為378GW,均居世界第一位。豐富的水能資源是我國(guó)能源特別是電力發(fā)展的巨大優(yōu)勢(shì)。水能資源不但是一項(xiàng)潔凈的、可再生的能源,還兼有相當(dāng)于開采煤炭、石油的一次能源建設(shè)和相當(dāng)于修建火電站的二次能源建設(shè)的雙重功能。這些都決定了水能開發(fā)在我國(guó)能源建設(shè)中的重要地位。新中國(guó)成立以來(lái),我國(guó)水能資源開發(fā)利用取得了舉世矚目的成就。2000年底,全國(guó)已建成的大、中、小型水電站裝機(jī)容量總計(jì)為76.79GW,當(dāng)年發(fā)電量為239.8TW?h。但目前水能資源的開發(fā)利用率并不高,全國(guó)水力發(fā)電量?jī)H占技術(shù)可開發(fā)利用量的11%,大力開發(fā)我國(guó)豐富的水能資源仍是一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。所以本條第1款保留了原《水法》有關(guān)國(guó)家鼓勵(lì)開發(fā)、利用水能資源等規(guī)定,促進(jìn)我國(guó)水電事業(yè)的發(fā)展。
同時(shí)特別提出:水力發(fā)電作為水資源開發(fā)利用的一部分,其開發(fā)應(yīng)當(dāng)在流域統(tǒng)一規(guī)劃下,與水資源綜合利用相協(xié)調(diào)。
《中國(guó)水資源公報(bào)》是國(guó)家水行政主管部門發(fā)布的年度全國(guó)水資源狀況及其開發(fā)利用情況。有專門的一章闡述水資源的開發(fā)利用。
關(guān)于水資源的利用情況可從供水量、用水量以及耗水量的比較中加以分析。供水量指各種水資源工程為用戶提供的水量,一般可分成蓄水、引水、提水、跨流域調(diào)水等地表水,以及地下水和其他水源供水。用水量指分配給各類用戶的包括輸水損失在內(nèi)的毛用水量,可進(jìn)一步分成農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)公共、居民生活、生態(tài)環(huán)境用水等。耗水量指在輸水、用水過(guò)程中,通過(guò)蒸騰、蒸發(fā)、土壤吸收、產(chǎn)品帶走、人畜飲用等各種形式消耗掉,而不能回歸到地表水體或地下含水層的水量。
中國(guó)水資源公報(bào)與編制技術(shù)大綱關(guān)于水資源的開發(fā)利用的表述中包含供用耗水,關(guān)于開發(fā)利用程度的表述中包含地表水資源控制利用率、淺層地下水開采率和水資源總量利用消耗率。地表水控制利用率,在地表水利用量中不應(yīng)包括非當(dāng)?shù)禺a(chǎn)流,如跨流域引入水的利用量。同時(shí)水庫(kù)蓄水量是地表水利用的保證,水庫(kù)的調(diào)節(jié)更有利于地表徑流的利用。淺層地下水開采率則考慮地下水位變動(dòng),而且是以總補(bǔ)給量作為比較基準(zhǔn)。水資源總量利用消耗率是指地表水和地下水的消耗總量占水資源總量的比率,地表水消耗量要扣除外流域引入水量的消耗量。
因此,在極端利用的北方河流以及很少利用的南方豐水河流,水資源開發(fā)利用率也可近似看作水資源利用消耗率是指用水消耗量占水資源總量的百分比。城市污水處理率的大幅提高使地表地下的污水資源化程度升高,重復(fù)利用量增多。河流流域里還存在其他重復(fù)水量,如西北內(nèi)陸河地表與地下水交換劇烈,引地表水灌溉后進(jìn)入地下,又排入河道徑流,多次利用。黃河寧夏河段的灌溉模式就是“大引大排”,排水量為內(nèi)蒙古河套灌區(qū)的再利用等。
我國(guó)現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用率為20%,但流域之間差異很大。北方主要河流已超過(guò)50%,其中海河流域和黑河流域個(gè)別年份已超過(guò)90%。國(guó)際上一般認(rèn)為,對(duì)一條河流的開發(fā)利用不能超過(guò)其水資源量的40%,而黃河、海河、遼河、淮河的水資源利用率一般都超過(guò)了這一預(yù)警線。
南方個(gè)別地區(qū),如珠江三角洲水資源開發(fā)利用率超過(guò)八成,2007年珠江流域片水資源開發(fā)利用率為20.2%,開發(fā)利用程度較上年度提高3.4%。其中經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠江三角洲的水資源開發(fā)利用率最高,達(dá)83.1%,而紅河水資源開發(fā)利用率則最低,只有5.1%。
2007年甘肅省水資源公報(bào):水資源開發(fā)利用程度,即毛用水量與水資源量(自產(chǎn)地表水與不重復(fù)地下水之和)之比。全省為45.8%,內(nèi)陸河流域?yàn)?00.2%,黃河流域?yàn)?7.8%,長(zhǎng)江流域?yàn)?.1%。內(nèi)陸河超過(guò)100%,主要是因?yàn)楹游髯呃壬角昂榉e扇具有良好的通透性,使出水量的很大一部分滲入地下被保護(hù),避免無(wú)效蒸散損耗,同時(shí)河床巨大的透水能力使地表水很快轉(zhuǎn)化為地下水。內(nèi)陸河這種巨大的重復(fù)水資源量,是由于河流穿越多級(jí)盆地河水與地下水多次轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的,使水資源能夠被反復(fù)利用。上述的甘肅省的水資源開發(fā)利用程度是直接把供水或毛引水與總量相比。
我國(guó)水資源利用呈現(xiàn)增幅不大的現(xiàn)象,主要是由于我國(guó)在水資源管理方面采取綜合管理的方法,比如大力宣傳節(jié)水惜水意識(shí),打破了水是“取之不盡用之不竭”的舊的觀念,轉(zhuǎn)為“人無(wú)遠(yuǎn)慮必有近憂”,同時(shí)仍然承認(rèn)水資源是天然可再生資源。大氣循環(huán)在太陽(yáng)能和地球表面熱能的作用下,地球上的水不斷被蒸發(fā)成為水蒸氣,進(jìn)入大氣,水蒸氣遇冷又凝聚成水滴,在重力的作用下,以降水的形式落到地面,這個(gè)周而復(fù)始的過(guò)程,稱為水循環(huán)。中國(guó)水資源補(bǔ)給來(lái)源主要為季風(fēng)大氣降水,比如臺(tái)風(fēng)是一個(gè)典型的海陸水循環(huán)的氣象現(xiàn)象,臺(tái)風(fēng)輸送大量的海洋水汽,帶來(lái)大量降水及暴雨災(zāi)害到陸地。
我國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家。我國(guó)的淡水資源總量為28000億m3,占全球水資源的6%,僅次于巴西、俄羅斯和加拿大,名列世界第四位。但是,我國(guó)的人均水資源量只有2300m3,僅為世界平均水平的1/4,位列世界第121位,是全球人均水資源最貧乏的國(guó)家之一,是聯(lián)合國(guó)認(rèn)定的“水資源緊缺”國(guó)家。我國(guó)水資源從空間看分布不均、時(shí)間上多集中于汛期。
水資源的節(jié)流開源。減少用水量的節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用和污水的再利用等在我國(guó)已經(jīng)廣泛開展。我國(guó)污水排放接近千億立方米,隨著城市污水處理率的大幅提高,廢污水經(jīng)處理后是缺水地區(qū)寶貴的再生資源。雨水利用已成為當(dāng)今世界缺水地區(qū)水資源開發(fā)的潮流之一,通過(guò)集水工程技術(shù)措施可開發(fā)雨水資源。在我國(guó)黃土高原地區(qū)和干旱缺水地區(qū),通過(guò)修建水窖、水柜、旱井、蓄水池等小型、微型水資源工程,發(fā)展和建設(shè)集雨節(jié)灌的雨水集蓄利用工程。微咸水的合理利用。海水利用包括海水的直接利用和海水淡化,以替代淡水資源,已成為我國(guó)沿海城市解決淡水資源緊缺的一條重要途徑。
我國(guó)水電蘊(yùn)藏量世界第一,上世紀(jì)80年代初,受國(guó)民經(jīng)濟(jì)條件的制約僅開發(fā)了5%,目前我國(guó)水電建設(shè)正在加速進(jìn)行,我國(guó)水庫(kù)的建設(shè)功能也從初期防止洪澇災(zāi)害發(fā)展到水能開發(fā)利用和民生水利。水法釋義2000年前水能資源開發(fā)利用率并不高,全國(guó)水力發(fā)電量?jī)H占技術(shù)可開發(fā)利用量的11%。水能開發(fā)率并沒(méi)有權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布,但有一般的共識(shí),即我國(guó)水能開發(fā)率在26%左右,最近水利部公布的數(shù)據(jù)為31.5%。
近幾年水電開發(fā)突飛猛進(jìn),2006年投產(chǎn)量高達(dá)10GW。電力行業(yè)整體發(fā)展也很迅猛,年新裝機(jī)容量突破了100GW,水電的裝機(jī)總?cè)萘楷F(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了129GW。產(chǎn)生這種巨大差距的關(guān)鍵因素是市場(chǎng)化機(jī)制。中國(guó)的電力行業(yè)正在從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變到了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),而市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)這種體制和機(jī)制促進(jìn)了水電的大發(fā)展。
今后的15~20年是我國(guó)水電發(fā)展的良好機(jī)遇期。這是因?yàn)閷?shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略為水電的發(fā)展創(chuàng)造了重要的歷史機(jī)遇,實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為大力發(fā)展水電開辟了廣闊天地,當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)為水電發(fā)展提供了前所未有的有利條件。
我國(guó)水電資源從理論上多于600GW,但是可開發(fā)量不足400GW。目前只開發(fā)了近130GW,還有248GW有待開發(fā)。2050年之前全部開發(fā)出來(lái),應(yīng)該盡可能的把水電資源開發(fā)利用起來(lái),從而替代一部分礦物能源,如若全部開發(fā)大概相當(dāng)于每年節(jié)約6億噸煤炭。水能資源非常可貴,因?yàn)榈V物能源最終是要用完的,水電是可再生能源。
陸佑楣院士在回答“我國(guó)的水能資源是不是開發(fā)過(guò)度了”時(shí)指出:我國(guó)的水能利用程度還遠(yuǎn)低于世界工業(yè)化國(guó)家。截至2008年底,我國(guó)技術(shù)可開發(fā)水能資源利用率為26%,而美國(guó)為67.4%,法國(guó)為96.9%,加拿大為38.6%,日本為66.6%。有人認(rèn)為我國(guó)水電已出現(xiàn)過(guò)度開發(fā),這是不確切的。一個(gè)國(guó)家的水能利用水平是由該國(guó)能源資源的總體結(jié)構(gòu)決定的,中國(guó)在常規(guī)的化石能源相對(duì)貧乏的情況下,充分利用水能資源是毋庸置疑的。不存在水能資源開發(fā)過(guò)度的問(wèn)題,而是開發(fā)不足,任重道遠(yuǎn)。在電力系統(tǒng)中,水力發(fā)電出力僅占全國(guó)總出力的21.6%,優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也還須提高水電的比重,這對(duì)電網(wǎng)的節(jié)能和安全運(yùn)行有重要意義。
2010年5月11日水利部部長(zhǎng)陳雷在第五屆“今日水電論壇”作主旨發(fā)言,指出水電是目前第一大清潔能源,提供了全世界1/5的電力。與其他能源相比,水電具有循環(huán)可再生、長(zhǎng)期成本低、綜合效益大等優(yōu)勢(shì),對(duì)改善能源結(jié)構(gòu),減排溫室氣體,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,保障能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。世界各國(guó)都把開發(fā)水電作為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域,全球有55個(gè)國(guó)家50%以上的電力由水電提供,其中24個(gè)國(guó)家這一比重超過(guò)90%。目前,發(fā)達(dá)國(guó)家水能資源已基本開發(fā)完畢,美國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)家水電開發(fā)程度都超過(guò)80%。許多發(fā)展中國(guó)家也大力開發(fā)水能資源,如巴西水電開發(fā)在電力建設(shè)中的比重一直保持在80%以上。
中國(guó)河流眾多,水能資源蘊(yùn)藏量居世界首位。其中大陸地區(qū)技術(shù)可開發(fā)量5.42億千瓦,是僅次于煤炭的第二大常規(guī)能源,也是目前可以進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)的第一大清潔可再生能源。新中國(guó)成立后特別是改革開放以來(lái),中國(guó)政府高度重視水能資源的開發(fā)利用,推動(dòng)水電事業(yè)快速發(fā)展。到2008年底,中國(guó)已建水電裝機(jī)容量達(dá)到172GW,居世界第一,發(fā)電量將近600TW?h,占全國(guó)總發(fā)電裝機(jī)的20%、總發(fā)電量的15%左右,水電設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備制造技術(shù)均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
中國(guó)政府正在大力推進(jìn)節(jié)能減排,積極發(fā)展核電、水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等清潔能源。目前,中國(guó)水能資源開發(fā)程度為31.5%,還有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
國(guó)家能源局王駿指出我國(guó)可再生能源戰(zhàn)略定位已確定:
2020年前后,可再生能源占到能源消費(fèi)的15%左右,戰(zhàn)略定位是替代能源。
2030年前后,可再生能源占到能源消費(fèi)的25%左右,戰(zhàn)略定位是主流能源。
2050年前后,可再生能源占到能源消費(fèi)的40%左右,戰(zhàn)略定位是主導(dǎo)能源。
現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家水能資源開發(fā)程度已達(dá)到80%。
結(jié)合我國(guó)水能情況和綜合以上考慮,一方面要保持河流生態(tài)健康的需要,另一方面隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)實(shí)力的增強(qiáng),水電可開發(fā)量會(huì)增加,建議我國(guó)中遠(yuǎn)期水能開發(fā)率應(yīng)該增加一倍,未來(lái)可達(dá)到60%,控制在70%以內(nèi)。
按照常規(guī)推理,水能資源當(dāng)然應(yīng)該屬于水資源的一部分,事實(shí)上水資源利用還包括河道航運(yùn)等,所以有人把水能資源的開發(fā),理解成水資源開發(fā)似乎也是順理成章的。特別指出的是水力發(fā)電過(guò)程是不會(huì)減少水資源量的。主要是水庫(kù)的蓄水與水資源利用密切相關(guān)的,目前,黃河干流已建成龍羊峽、劉家峽、三門峽和小浪底等四座骨干工程,在防洪(防凌)減淤、調(diào)水調(diào)沙和水量調(diào)度等方面發(fā)揮了巨大作用,有力地支持了沿黃地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也在水能利用上發(fā)揮重要作用。
目前我國(guó)水資源開發(fā)利用率為20%,但流域之間差異很大。特別是南方河流水能資源豐富而開發(fā)利用程度低,是我國(guó)近期開發(fā)利用重要區(qū)域,一般的共識(shí),即我國(guó)水能開發(fā)率在26%左右。目前,水利部提出水能資源開發(fā)程度為31.5%。我國(guó)水能開發(fā)率中遠(yuǎn)期應(yīng)該增加一倍,未來(lái)可達(dá)到60%左右。
我國(guó)水能資源比較豐富,但主要集中在南方特別是西南地區(qū),而那里地質(zhì)環(huán)境比較惡劣,為此,對(duì)水能資源的開發(fā)利用,目前有一種不同的意見,即在南方尤其是西南地區(qū),由于地質(zhì)隱患比較嚴(yán)重,高壩蓄水容易引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害,值得考慮。