1.2 水资源评价

1.2.1 人均水资源不足、可利用量偏低

为了说明《水资源评价》采用1956—1979年24年系列分析成果的代表性，作者采用水文分析常用的代表性评价法，根据我国水文周期一般为11年的统计规律，从近20年系列中取出1998—2008年11年系列水资源资料，经过统计分析可知（表1-4），系列平均年来水量27434亿m³，最大年为34017亿m³，最小年为24129亿m³。系列中各年来水量与1956—1979年24年平均年来水量之比都非常接近，而且绝大多数都出现减少的趋势。由此可见11年系列来水与24年系列来水存在一定的相似性。两系列的平均值减少量为605.72亿m³，平均每年大约减少18亿m³。这与大家经常谈论的气候变化与水资源减少，似乎巧合一致！同时也可知1980年的《水资源评价》成果，代表性强，当前完全可以利用。《水资源评价》中我国多年平均地表径流量约占全球水资源的6%，次于巴西（51912亿m³）、俄罗斯（47700亿m³）、加拿大（31220亿m³）、美国（29702亿m³）、印度尼西亚（28113亿m³），位居第6位（27115亿m³）。但是我国人口众多，人均量偏少（表1-5）。由表1-5可见，河川径流是我国最主要的水源，占水资源量的96%，保护好它的数量、质量尤为重要；同时还可看出，我国径流只占全国降水量44%，56%的降水都消耗在蒸散发上，减少蒸散发量也是增加我国径流的有效途径；按人口进行分配，我国人均地表径流量只有2000m³/人，仅相当美国的1/5、日本的1/2.5，略高于印度，只有世界人均值的1/3.5。而且上述水资源并不是都可以利用的。这是因为水是组成人类生态环境的重要因子，如果过量开采利用，势必破坏人类生态系统的水平衡，导致水环境恶化。为了保证社会经济稳定持续发展，无论是河流水，还是地下水，都存在一定的取用上限。至于限量多少，国外一般认为不要超过河流来水量的40%。我国属于季风气候，干湿季节明显，每年干季（11月至次年4月）来水量少，大约占全年的30%左右；每年湿季（5—10月）大约占全年的70%。如果一年内河流始终保持干季的30%的水量，40%的水量被引走他用，应该说不会出现不可逆转的生态环境问题。当然这是不考虑下游已有的发电、航运用水，否则引用水量另有别论。按此标准计算，我国地表径流可取用量大致为11000亿～12000亿m³。上述水量包括了部分洪水，而洪水在今天还不可能都被利用。如果减去不能被利用的部分，再加上可利用的地下水，我国当前可能被利用的地表、地下径流大约为10000亿m³。这与我国人口众多，地域辽阔相比，存在人均水资源不足、可利用量偏低的问题。

1.2.2 水资源时间分布极不均匀

我国人均可利用水量虽然偏少，但就其量而言，还是可以维持全国工农业生产和人民生活用水的。问题是在时间和地区上分布不均，这是造成我国干旱成灾的根本原因之一。

首先年与年之间差别很大，在24年系列中，1973年径流量3.2万亿m³，为多年平均值的1.2倍；最小是1978年，年径流为2.4万亿m³，为年平均值的0.88倍；最大与最小年之比为1.37。全国不同地区河流不同频率的年径流见表1-6。本书利用K_s值表示年际间的变异程度，即系列中的最大值与最小值之比。K_s值越大，径流年际分配越不均匀。现有资料表明，中国K_s值多在2～8之间，且有由东南向西北增加的总趋势。秦岭以南广大地区K_s多为2～4；东北地区K_s为3～5；华北地区K_s为4～6；西北大部分地区K_s达到5～8（表1-7）。以中国西南为例，干流K_s值一般在2左右，支流一般越小K_s值越大（指同一个地区）。历史上全国最大的K_s值出现在淮河蚌埠站为19.5，潮白河的苏庄站为19.3。K_s值越大，调节径流的难度越大，可利用的资源量就越小。

其次是年内分配又相差悬殊。每年5—8月（或6—9月）为汛期。

汛期径流一般占到全年的70%左右，特别是7—8月的径流，往往占全年的40%～50%。换句话说，近一半的径流是在一年中的两个月流走的。众所周知，中国径流基本上与降水同步，与主要灌溉高峰期反向。因此径流在时间上集中的程度反映了水资源的优劣。为此一般可用最大月径流率（k_N）和连续最大4个月径流率k_L（连续最大4个月径流量与年径流量之比）表示中国径流集中的程度。通过大量统计发现，全国大致有三类地区：①最集中型地区，k_L一般在70%以上，k_N一般大于25%，最大超过30%。②次最集中型地区，k_L一般在65%以上，k_N一般小于20%。③k_L有从东至西、k_N有从近海向内陆增大的趋势。

从径流在时间上的分布来看，上述三类地区都要进行径流调节，但其深度有差异。第一类地区汛期水量特别集中，发生时间较晚，因而集中的洪水往往造成山洪泥石流，威胁人类的安全，且冬春缺水严重，不仅导致农业上的干旱，而且对发电、航运都极为不利。同时这类地区往往处于人类活动的中心地带，多集中在平原，用水用电负荷很大。目前矛盾已十分突出，存在旱洪灾害，城市用水也没完全解决。发展我国的经济必须首先解决这类地区的用水问题。

第二类地区，水量集中的程度有所减轻，而且多处于高原和半山区，包括部分山间盆地。这里人口密度较小，用水量偏少，解决水资源问题不像第一类地区那样迫切，但在局部盆地和河谷地区，解决用水问题也应该提到议事日程。

第三类地区的情况最好，多处于山区和半山区，就地需要重新分配径流的程度并不迫切，只要搞好水土保持，合理进行耕作，配以适当的小型水利工程，便可解决供水矛盾。

此外，我国暴雨强度大，1975年8月5—7日，淮河上游发生特大暴雨，河南省西南部3天降雨量超过600mm（相当北京地区一年的降水量），其中1天降下400mm的面积为16890km²。位于暴雨中心3天雨量高达1605.3mm，其中最大日雨量为1005.4mm。海河流域1963年8月上旬，7天的雨量超过2050mm，最大3天的雨量为1457mm，最大日雨量为865mm，均超过当地年雨量。这种突发性暴雨是我国产生峰特别高、量特别大的洪水，也往往造成破坏或毁灭性的灾害。为此如何提前准时预报与加大蓄水，已成为今后资源工作的重大研究课题。

1.2.3 水资源空间分布极不平衡

中国水资源地区分布极不平衡，北方特别是“两北”地区地多水少，南方水多地少，人、水、地分配极不协调。黑龙江、辽河、海滦河、黄河、淮河五大流域区，区域面积270万km²，占全国陆地面积的28.2%，耕地面积8.8亿亩，占全国耕地15亿亩的57.3%（按统计亩），人口4.48亿，占全国的43.8%，而2008年径流资源却只有3343亿m³，仅占全国的12.3%，分别比耕地和人口少45和31.5个百分点。相反，西南诸河区域，耕地面积占全国的1.8%，人口占全国的1.5%，而径流占全国的21.6%。

不仅如此，全国不同省（自治区、直辖市）水资源分布差异亦很大，我国水资源最多的省（自治区）是西藏，年来水量约4560亿m³，相当我国长江年来水量的一半，比土地面积大1.34倍的新疆年来水量大4.6倍。同时还可看出，我国有15个省（自治区、直辖市），单位面积产水量小于25万m³，如果没有外援，这些地区生产、生活均会受到水源限制，制约社会经济可持续发展。它们位于西北、华北、东北地区。不仅如此，我国在同一个省（自治区、直辖市）的不同部位，径流的分布也完全不同，如长江上游四川盆地，盆西鹿头山、青衣江一带年平均径流深均在1000mm以上，最高的达到1966mm，为全省高值区之一；而盆地腹部的涪江—沱江中下游地区，年径流深不到300mm。此外，除了有水平地带性规律外，在大多数山区还存在垂直变化的规律，即在迎风坡径流随高度的增加而增加，如金沙江东川市拱王山一带，河谷径流深约60mm，两侧山地径流深高达800mm，平均每升高100m，径流深约增大25mm。中国最突出的要数云南高黎贡山东坡的怒江河段，从潞江坝到高黎贡山顶，高差3000m，水平距离仅10多km，年径流深从300多mm增加到近2000mm。华北平原周围的燕山、太行山和鲁中山地的迎风坡，年径流深达200～300mm。平原本身径流深，除淮北平原年径流深变化在50～150mm外，海河平原一般在50mm左右。东北山地的年径流深明显高于平原。从长白山起向北到吉林哈达岭、张广才岭、小兴安岭，顺西到大兴安岭，径流深一般在300mm以上，高的达700mm；而三江平原的年径流深在150mm以下，大兴安岭以西的呼伦贝尔草原局部地区尚不足10mm。西北情况更为明显，高原和盆地底部远离海洋，降水稀少，不少地区为不产流区。但在四周的高山上，终年白雪皑皑，甚至有的高山上还发育现代冰川，成为西北重要的产流区。山区产水量大，增加了山区河流的水势潜能，为山区兴修水利工程提供了丰富的水源和良好的地形条件。同时山洪加剧，泥石流、滑坡等自然灾害频繁发生，进一步突显了治水的重要意义。

1.2.4 水资源质量受人为和环境干扰

水资源本身包含质和量两方面的内容。质量不好的水，非但失去经济价值，还会酿成后患。水的质量不是一成不变的。如果防护与利用不当，或人类活动和自然环境变迁，水资源都可能随时随地变成有害人类的水体，失去其利用价值。

中国科学院西南资源开发考察队水资源组在横断山区金沙江上游定位观测^[1]表明：有林沟基本上无泥沙可言，水清如镜，年平均含沙量很少，即使遇到日降水量在30mm以上的大雨，河水也仅稍加浑浊，其含沙量约为0.06kg/m³，且延续时间极短，基本上雨停不久则水清。森林被采伐后，同一地区每年旱季或雨季的晴天河水碧清，进入雨期则沙随雨来。1984年定点观测，仅5—9月出现泥沙过程130次左右，平均5天4次，其流失悬移质泥沙353t，平均侵蚀模数为441t/（km²·a）。如果把这些泥沙平均铺在流域面积内，其厚度大约为0.3mm。这些泥沙无疑使水流浑浊，质量发生变化。不仅如此，有林或无林植被，对水的化学成分也发生改变。大气降水通过森林后的穿透水，其氢离子浓度明显下降，林外降水的pH值在6.8～7.5，绝大部分在7左右属于中性水；而大气降水穿过林冠后，pH值绝大多数在6～6.5，最低可到5.62（穿透杉林），同时穿透水增含五氧化二磷，且钠离子、钾离子、氯离子、碳酸根等离子也不一样。

❶ 该站建在金沙江三级支流上，海拔3500m。从1981—1984年，受丽江水文站直接领导，科考队与中甸林业局负责组织协调，参加观测人员主要有杨俊峰（纳西族）、任德钦、李庭启、林生、杨志同（纳西族）、唐海清、李幼平、小叶等。工作条件十分艰苦。观测成果在国内外发表。在此向参与单位工作人员表示衷心感谢。

随着工业化和农业现代化的发展，每天要排放大量的废污水。由于水的流动性特点，最后必然进入河流、水库（含天然湖泊）或地下，结果把原来的淡水变成咸水，把原来的水资源变成污水。在经济合作与发展组织的24个国家里，自1970年以来，生物耗氧量（BOD）都有变化。从1970—1983年，法国塞纳河从10mg/L下降到4mg/L；日本的淀川和美国的特拉华河都呈缓慢性的增加；莱茵河的德国贝曼段，铅的含量从1975年的24mg/L下降到1983年的8mg/L，而氮却从1970年的1.8mg/L上升到1983年的3.9mg/L（资料源于《世界资源》）。

我国是一个后工业化的国家，随着国民经济的发展，工农业排污不断增加。20世纪80年代我国化肥施用量仅为884万t。到1998年，我国化肥施用量达到3980.7万t，近20年的时间内增加了3.5倍；农作物对化肥的吸收率一般在30%左右，还有30%左右在短期内分解，余下的30%左右溶解在水体中或残留在土壤中成为污染源。我国城市废污水排放量也增加很快，其排放总量从20世纪80年代的300亿m³，到20世纪90年代中期达到400亿m³，平均每天大约排放污水约1亿m³。这些污废水过去多数未经处理就直接进入江河或地下，结果污染水体和土壤。1996年我国七大水系按污染轻重排序依次为长江、珠江、松花江、淮河、黄河、海滦河、辽河，其主要污染指标为COD、BOD、氨氮、挥发酚、亚硝酸盐、油类、高锰酸钾等。

总之，人类活动规模之大已经达到足以影响全球生物地球化学循环的程度。人为造成的土壤侵蚀和砍伐森林，改变了水资源流向海洋的质和量。它们所具有的共同特点是，人类干预所造成的后果在很大程度上还是未知数。

除了人类活动以外，自然变迁也会极大地改变水的质量。近几十年有关部门对地球的研究表明，它不是处于完全形成的和稳定的状态。地球活动如地震、火山活动、造山运动以及大陆漂移，现在还在不断进行，其活动都会引起活动区的水质变化。例如气候变暖，很可能通过水循环对淡水资源产生重大影响。有资料证实，全球大气表面温度平均增加0.5℃，大气年降水量将增加10%，且表现在北半球大陆地区的高纬度和低纬度地带，而中纬度农业生产高度发达地区将减少，增加或减少均会导致水质的变化。

为了发挥水资源的作用，进一步为人类造福，人类必须加强水质保护，制定保护法和防止污染法，把保护水质变成人人的行动，否则后患无穷。