【任务实施】
一、全球水资源总体状况
图1-2 全球陆地、水体及人类可利用量比例示意图
地球表面74%被水覆盖,其中海洋占表面积的71%。地球上的水非常丰富,全球水储量约为13.86×105万亿m3,并以液态、气态和固态三种形式存在于地球的自然环境中,组成了一个连续的、不规则的水圈。在全球水储量中,海洋水占97.5%,约为13.51 ×105万亿m3,是水圈的主体;陆地水只占2.5%,只有0.35×105万亿m3,而在陆地淡水中,又有77.1%以固态形式的冰川水分布在南北极,22.5%分布在很难开发的地下深处,人类无法或很难利用,这就使得人类的用水范围小的可怜——地球上真正能被人类直接利用的,是存在于大气和河流、湖泊中的淡水以及浅层地下水,约为140万亿m3,仅占全球陆地淡水储量的0.4%,如图1-2所示,这是水资源总量的绝对有限性;由于大气降水在时间和空间分布上的严重差异,导致水土流失严重,洪涝旱灾频繁,年际间丰枯不均,区域间旱涝不匀,干旱或半干旱地区可利用的淡水资源极度匮乏,这是区域水资源量的相对有限性。这种有限性决定了水资源绝非是取之不尽、用之不竭的。
全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布,巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚、中国、印度、日本等8个国家的淡水资源占了世界淡水资源的51%,见表1-1。各国水资源总量、人均及亩均柱状图如图1-3所示。
表1-1 世界排名前8位水量及人均、亩均水资源量表
图1-3 各国水资源总量、人均及亩均柱状图
人口的增长,工农业生产的飞速发展,导致用水量的剧增。50年来,全世界工业用水量增长了20倍,农业用水量增加了7倍。世界上四个最大的用水国是:美国、俄罗斯、印度和中国。它们的人口占世界人口的44%,灌溉土地面积占全球的70%,用水量占全球用水量的45%。
二、我国水资源概况
我国是一个严重干旱缺水的国家。淡水资源总量为28000亿m3,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚,居世界第六位,但由于土地辽阔,人口众多,平均径流深(284mm)低于全球平均径流深(314mm),人均只有2141m3,仅为世界平均水平(7627m3/人)的近1/4、美国的1/5,俄罗斯的1/14,加拿大的1/60,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后,中国现实可利用的淡水资源量则更少,仅为11000亿m3左右,人均可利用水资源量约为840m3,并且其分布极不均衡。长江以北地区人均水资源只有700m3,而在长江以南地区,人均水资源多达3400m3。全国600多座城市中,已有400多个城市供水不足,其中比较严重的缺水城市达110个,全国正常年份缺水400多亿m3,城市缺水总量为60亿m3,农业缺水300多亿m3,我国用全球6%的水资源养活了占全球21%的人口。
1.降水量及其分布
全国多年平均降水总量为61889亿m3,折合面平均年降水量为648mm。降水量在地区分布上很不均匀。如图1-4所示,在全国十大流域片中,长江、珠江、西南诸河、东南诸河等四个流域片的面平均年降水量均超过1000mm,最大的为东南诸河片,高达1758mm;北方黄河、松辽河、海河、黑龙江、淮河、内陆河六片的面平均年降水量,除淮河流域片外均小于全国面平均年降水量,最小的为内陆河片,只有154mm。南方四片面平均年降水量1204mm,北方六片面平均年降水量330mm,前者是后者的3.6倍。
图1-4 全国各流域分区降水量柱状图
如图1-5所示,在全国32个省(自治区、直辖市)中,面平均年降水量最大的为台湾(2429mm),其次为广东(1772mm)和海南(1756mm);面平均年降水量最小的为新疆(147mm),其次为内蒙古(276mm)、甘肃(277mm)、青海(286mm)和宁夏(305mm),甘肃排名第30位。
2.水资源的数量
(1)地表水资源量。全国多年平均自产水资源量为28000亿m3,折合年径流深284mm,地区差别上比降水量还大。南方四片平均年径流深达650mm,北方六片平均年径流深只有74mm,前者为后者的8.8倍。南方四片面积只有全国面积的36.3%,而年径流量却占全国年径流总量的83.4%。在十大流域片中,年径流深最大的为东南诸河片(1066mm),次大为珠江流域片(807mm),最小的为内陆河片(32mm),次小为黄河流域片(83.2mm)和海河流域片(90.5mm)。
图1-5 全国各省年降水量柱状图
在全国32个省(自治区、直辖市)中,年径流深最大的为台湾(1770mm),其次为广东(996mm)和福建(962mm)。年径流深最小的为宁夏(16.4mm),其次为内蒙古(32.2mm)和新疆(48.1mm)。甘肃年径流深为62.1mm,排名第29位。
(2)地下水资源量。全国地下水平均年资源量为8288亿m3,其中山丘区地下水平均年资源量为6762亿m3,占全国地下水资源量的81.6%,平原区地下水平均年资源量为1873亿m3,扣除与山丘区地下水资源量间重复计算量347亿m3后,只有1526亿m3,占全国地下水资源量的18.4%。
三、我国水系
中国河流,按照水系分,主要有珠江、长江、黄河、淮河、辽河、海河和松花江七大水系,中国水系图见彩图1。
1.长江水系
我国的第一大河——长江,全长6300km,在世界河川中,仅次于非洲的尼罗河和南美洲的亚马逊河,居世界第三位。长江从唐古拉山主峰——格拉丹东雪山发源,干流流经青、藏、川、滇、渝、鄂、赣、湘、皖、苏、沪等11个省、自治区、直辖市,支流延至甘、陕、黔、豫、浙、桂、闽、粤等8省(自治区)。长江水系庞大,浩荡的长江干流加上沿途700余条支流,纵贯南北,汇集而成一片流经180余万km2的广大地区,占中国总面积的18.8%。
如图1-6所示长江的主要支流有雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江、沅江、汉江和赣江等,它们的平均流量都在1000m3/s以上(均超过黄河水量),其中,流域面积以嘉陵江为最大,为16万km2;长度以汉江最长,为1577km;水量以岷江最丰,为877亿m3。长江流域大部分处于亚热带季风气候区,温暖湿润,多年平均降水量1100mm,多年平均入海水量近10000亿m3,占中国河川径流总量的36%左右,等于20条黄河。
图1-6 长江水系示意图
长江水系支流流域面积1万km2以上的支流有49条,流域面积5万km2的支流为嘉陵江、汉江、岷江、雅砻江、湘江、沅江、乌江和赣江,如图1-9所示;年均径流量超过500亿m3的有岷江、湘江、嘉陵江、沅江、赣江、雅砻江、汉江和乌江。以下仅列长江各个河段及其一级支流。
通天河段(长江源水系):楚玛尔河、沱沱河、布曲、当曲。
金沙江河段(金沙江水系):定波河、水落河、渔泡江、雅砻江、龙川河、普渡河、牛栏江、横江、岷江、永宁河、沱江、赤水河。
嘉陵江河段:乌江、大宁河、清江、漳河。
洞庭湖水系:澧水、沅水、资水、湘江、汨罗江、汉水、涢水、富水。
鄱阳湖水系:修河(又名“修水”)、赣江、抚河、信江、饶河。
巢湖流域水系:青弋江、水阳江、滁河。
长江三角洲水系:黄浦江。
太湖水系:苕溪水系、宜溧河水系。
2.黄河水系
黄河全长5464km,为中国第二大河,其流域示意图如彩图2所示。黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东等9省(自治区),在山东省垦利县注入渤海。黄河流域面积79.5万km2(包括鄂尔多斯内流区4.2万km2),汇集了40多条主要支流和1000多条溪川,流域面积达75万km2。黄河流域年平均降水400mm左右,而黄河平均年径流总量仅580亿m3,占全国河川径流总量的2%,在中国各大江河中居第8位。黄河含沙量极大,年输沙量16亿t,平均含沙量达35kg,是举世闻名的多沙河流。
如图1-7所示,黄河的主要支流有上游段(河源至河口镇)的大夏河、洮河、湟水(包括大通河),其中洮河是黄河上游的最大支流,发源于甘肃斜山东麓,在刘家峡附近入黄河;中游段(河口镇至河南郑州的桃花峪)的无定河、汾河、渭河、伊洛河(又称南洛河),其中渭河是黄河的最大支流,发源于甘肃省渭源的鸟鼠山,横贯八百里秦川的关中平原,在潼关汇入黄河;下游段(郑州以下至河口)处于华北平原上,是地上“悬河”,黄河两岸几乎所有河流都无法注入黄河,只有发源地为山东泰山的汶河,居高临下,借助于京杭大运河,才使其一部分水量注入黄河。黄河流域幅员辽阔,地形复杂,各地气候差异较大,从南到北属湿润、半湿润、半干旱和干旱气候。
图1-7 黄河水系示意图
黄河主要支流有白河、黑河、湟水、祖厉河、清水河、大黑河、窟野河、无定河、汾河、渭河、洛河、沁河、大汶河等。黄河上的主要湖泊有扎陵湖、鄂陵湖、乌梁素海、东平湖。
3.淮河水系
淮河位于长江与黄河两条大河之间,是中国中部的一条重要河流,由淮河水系和沂沭泗两大水系组成,流域面积26万km2,干支流斜铺密布在河南、安徽、江苏、山东4省。淮河流域示意图如彩图3所示,流域范围西起伏牛山,东临黄海,北屏黄河南堤和沂蒙山脉。淮河发源于河南与湖北交界处的桐柏山太白顶(又称大复峰),自西向东,流经河南、安徽和江苏,干流全长1000km。汶、泗、沂、沭4条河流,原来都是淮河的支流,后因与大运河相通,只有部分水量进入淮河,但广义的淮河域仍包括这4条河流,淮河水系图如图1-8所示。
淮河是中国地理上的一条重要界线,是中国亚热带湿润区和暖温带半湿润区的分界线;中国平均950mm的等雨量线也基本沿淮河干流;在农业上,淮河以北一般以两年三熟耕作制居多,粮食作物以小麦为主,而淮河以南水田比重大,以稻麦两熟制较为普遍。
图1-8 淮河水系示意图
淮河水系以废黄河为界,分淮河及沂沭泗河两大水系,二水系通过京杭大运河、淮沭新河和徐洪河贯通。主干和主要支流如下:淮河、白露河、史灌河、淠河、东淝河、池河、洪汝河、沙颍河、西淝河、涡河、漴潼河、新汴河、奎濉河、沂沭泗水系、沂河、沭河、泗河、东鱼河、洙赵新河、梁济、运河。
4.珠江水系
珠江是中国第四大河,干流总长2215.8km,流域面积为45.26万km2(其中极小部分在越南境内),地跨云南、贵州、广西、广东、湖南、江西以及香港、澳门8个省(自治区、特别行政区),其流域示意图如彩图4所示。珠江之名,始于宋代,原指流溪河流至广州白鹅潭至虎门一段70多km的河段。现在所说的珠江,是一个水系的概念,它由西江、北江、东江和三角洲河网组成的珠江水系,如图1-9所示,干支流河道呈扇形颁分布,形如密树枝状。西江是珠江水系的主干流,全长2214km,流域面积35.3万km2。珠江水系河流众多,集水面积在1万km2以上的河流有8条,1000km2以上的河流有49条。
珠江水系主要由西江、北江和东江组成,西江是珠江水系的主流,发源于云南省沾益县马雄山。珠江水系干支流总长36000km。主干和主要支流如下:东江:寻乌水(江西)、定南水(江西)、北江、浈水(江西)、南盘江(珠江)、红水河(珠江)、黔江(珠江)、浔江(珠江)、西江(珠江)、北盘江(珠江水系)、柳江(珠江水系)、郁江(珠江水系)、桂江(珠江水系)、贺江(珠江水系)。
图1-9 珠江水系示意图
5.海河水系
海河是中国华北地区最大的水系。海河干流起自天津金刚桥附近的三岔河口,东至大沽口入渤海,其长度仅为73km。但是,它却接纳了上游北运、永定、大清、子牙、南运河五大支流和300多条较大的支流,构成了华北最大的水系——海河水系(图1-10)。这些支流像一把巨扇铺在华北平原上。它与东北部的滦河南部的徒骇与马颊河水系共同组成了海河流域(彩图5),流域面积31.8万km2,地跨京、津、冀、晋、豫、鲁、内蒙古等7个省、自治区、直辖市。海河流域包括海河、滦河和徒骇马颊河三水系。
图1-10 海河水系示意图
海河水系:蓟运河、潮白河、北运河、永定河、大清河、子牙河、漳卫河。
滦河水系:滦河、冀东沿海诸河。
徒骇马颊河水系。
6.松花江水系
松花江全长1927km,流域面积约为54.5km,占东北地区总面积的60%,地跨吉林和黑龙江两省,如图1-11所示。其主要支流有嫩江(全长1089km2,流域面积28.3万km2,占松花江流域总面积的一半以上)、呼兰河、牡丹江、汤旺河等。佳木斯以下,为广阔的三江平原,沿岸是一片土地肥沃的草原,多沼泽湿地,为我国著名的“北大荒”。松花江虽然是黑龙江的支流,然而在经济意义上却远远超过黑龙江。
图1-11 松花江水系示意图
松花江有两个源头,西源嫩江发源于大兴安岭伊勒呼里山,南源第二松花江(简称二松)发源于长白山天池,两江在三岔河汇合后称松花江,东流至同江注入黑龙江。松花江(简称松干)长939km,流域面积18.64万km2。嫩江长1370km,流域面积29.7万km2。二松长958km,流域面积7.34万km2。
7.辽河水系
辽河全长1430km,流域面积22.94km2,地跨内蒙古和辽宁两省(自治区)。东、西辽河在辽宁省昌图县福德店附近汇合后始称辽河。如图1-12所示,辽河干流河谷开阔,河道迂回曲折,沿途分别接纳了招苏台河、清河、秀水河,经新民至辽中县的六间房附近分为两股,一股向南称外辽河,在接纳了辽河最大的支流——浑河后又称大辽河,最后在营口入海;另一股向西流,称双台子河,在盘山湾入海。
辽河发源于七老图山脉的光头山,上游为老哈河,北流至海流图纳入西拉木伦河后称西辽河;折向东流经郑家屯改向南流至福德店纳入东辽河后称辽河,辽河向南流至六间房分成两股;股西行称双台子河,在盘山纳入绕阳河后注入渤海,另一股南行原称外辽河(于1958年人工堵截),在三岔河纳入浑河及太子河称大辽河,经营口注入渤海。辽河全长1345km,流域面积21.96万km2。
图1-12 辽河水系示意图
8.其他水系
塔里木河全长2137km,流经新疆境内,为我国最大的内流河。塔里木河的上游由阿克苏河、叶尔羌河及和田河3条支流组成(喀什噶尔河在历史上也是塔里木河上游的支流之一,后因水量减少,变为尾闾消失于沙漠的独立河流)。上述3条支流在阿瓦县境内汇合后始称塔里木河。干流沿塔里木盆地北部边缘自西向东流,最后在塔克拉玛干沙漠东端折向东南,穿过大沙漠注入台特马湖。干流长约1100km,若以叶尔羌河为源,则河流全长2137km。塔里木河干流处于非常干旱的塔里木盆地中属于径流散失区,河水主要靠上游的阿克苏河补给(占干流总流量的80%以上)。
钱塘江又名浙江或之江,因流向曲折而得名。它发源于安徽休宁县怀玉山,至海盐县澉浦附近注入东海杭州湾,全长605km,流域面积4.88万km2,其中浙江境内流域面积4.2万km2。新安江又名徽江,是钱塘江最大的支流,源于安徽黄山南麓,东流入浙江,在梅城与钱塘江干流会合,全长293km。
闽江是东南沿海最大的河流,发源于闽赣边界的武夷山脉,向东南流入东海。干流全长577km,流域面积近6.1万km2,占福建全省总面积的一半以上。闽江支流众多,水量丰富,多年平均径流量为1980m2/s,占全国各大江河的第7位(流域面积比闽江大11倍多的黄河,水量只及闽江的92%)。
韩江发源于福建长汀县北部的武夷山东南麓,自北向南流入广东省境内,至三河坝与南源梅江相汇后始称韩江,又流向东南注入南海。韩江全长325km,流域面积3.43km2,其中70%在广东境内,30%在广东境外。韩江水量丰沛,虽然流域面积仅为淮河的18%,但水量却相当于淮河的85%。
四、我国水资源利用现状
(一)供水量
2012年全国总供水量6131.2亿m3,占当年水资源总量的20.8%。其中,地表水源供水量占80.8%;地下水源供水量占18.5%;其他水源供水量占0.7%。在地表水源供水量中,蓄水工程占31.4%,引水工程占33.8%,提水工程占31.0%,水资源一级区间调水量占3.8%。在地下水供水量中,浅层地下水占82.8%,深层承压水占16.9%,微咸水占0.3%。
北方6区供水量2818.7亿m3,占全国总供水量的46.0%;南方4区供水量3312.5亿m3,占全国总供水量的54.0%。南方省份地表水供水量占其总供水量比重均在88%以上,而北方省份地下水供水量则占有相当大的比例,其中河北、北京、河南、山西和内蒙古5个省(自治区、直辖市)地下水供水量占总供水量的一半以上。
另外,全国直接利用海水共计663.1亿m3,主要作为火(核)电的冷却用水。其中广东、浙江和山东利用海水较多,分别为269.0亿m3、212.1亿m3和61.5亿m3。
(二)用水量
2012年全国总用水量6131.2亿m3,其中生活用水占12.1%,工业用水占22.5%,农业用水占63.6%,生态环境补水(仅包括人为措施供给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水)占1.8%。
在各省级行政区中用水量大于400亿m3的有新疆、江苏和广东3个省(自治区),用水量少于50亿m3的有天津、青海、西藏、北京和海南5个省(自治区、直辖市)。农业用水占总用水量75%以上的有新疆、西藏、宁夏、黑龙江、青海、甘肃和海南7个省(自治区),工业用水占总用水量35%以上的有上海、重庆、福建和江苏4个省(直辖市),生活用水占总用水量20%以上的有北京、天津、上海、重庆、广东和浙江6个省(直辖市)。
(三)用水消耗量
2012年,全国用水消耗总量3244.5亿m3,耗水率(消耗总量占用水总量的百分比)53%。各类用户耗水率差别较大,农田灌溉为63%;林牧渔业及牲畜为75%;工业为24%;城镇生活为30%;农村生活为84%;生态环境补水为80%。
(四)废污水排放量
废污水排放量是指工业、第三产业和城镇居民生活等用水户排放的水量,但不包括火电直流冷却水排放量和矿坑排水量。2012年全国废污水排放总量785亿t。
(五)用水指标
2012年,全国人均综合用水量454m3,万元国内生产总值(当年价)用水量118m3。农田实际灌溉亩均用水量404m3,农田灌溉水有效利用系数0.516,万元工业增加值(当年价)用水量69m3城镇人均生活用水量(含公共用水)216L/d,农村居民人均生活用水量79L/d。
各省级行政区的用水指标值差别很大。从人均用水量看,大于600m3的有新疆、宁夏、西藏、黑龙江、内蒙古、江苏、广西等7个省(自治区),其中新疆、宁夏、西藏分别为2657m3、1078m3、976m3;小于300m3的有天津、北京、山西和山东等9个省(直辖市),其中天津最低,仅为167m3。从万元国内生产总值用水量看,新疆最高,为786m3;小于100m3的有北京、天津、山东和浙江等12个省(直辖市),其中天津、北京分别为18m3和20m3。
五、我国水资源污染现状
(一)中国的水质标准和水质状况
中国制定的《地面水环境质量标准》(GB 3838—88)把水分为五类。水质按Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类而逐步下降。当水质下降到Ⅲ类标准以下,即:Ⅳ类和Ⅴ类,由于所含的有害物质高出国家规定的指标,会影响人体健康,因此不能作为饮用水源。
(二)中国淡水环境现状
根据2013年中国环境公报,2013年全国地表水总体为轻度污染,部分城市河段污染较重。
1.河流
长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中,Ⅰ~Ⅲ类,Ⅳ、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%,如图1-13所示。与上年相比,水质无明显变化。主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和五日生化需氧量。
图1-13 2013年十大流域水质状况图
河流总体情况:长江流域水质良好,黄河流域轻度污染,珠江流域水质为优,松花江流域轻度污染,淮河流域轻度污染,海河流域中度污染,辽河流域轻度污染,浙闽片河流水质良好,西北诸河水质为优,西南诸河水质为优。
2.湖泊(水库)
2013年,水质为优良、轻度污染、中度污染和重度污染的国控重点湖泊(水库)比例分别为60.7%、26.2%、1.6%和11.5%。与上年相比,各级别水质的湖泊(水库)比例无明显变化。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。2013年重点湖泊(水库)水质状况见表1-2。
表1-2 2013年重点湖泊(水库)水质状况单位:个
① 指太湖、滇池和巢湖。富营养、中营养和贫营养的湖泊(水库)比例分别为27.8%、57.4%和14.8%。
如图1-14所示,湖泊(水库)总体情况:太湖轻度污染,巢湖轻度污染,滇池重度污染,水质为优。重要湖泊:2013年,31个大型淡水湖泊中,淀山湖、达赉湖、白洋淀、贝尔湖、乌伦古湖和程海为重度污染,洪泽湖为中度污染,阳澄湖、小兴凯湖、兴凯湖、菜子湖、鄱阳湖、洞庭湖、龙感湖、阳宗海、镜泊湖和博斯腾湖为轻度污染,其他14个湖泊水质优良。与上年相比,高邮湖、南四湖、升金湖和武昌湖水质有所好转,鄱阳湖和镜泊湖水质有所下降。淀山湖、洪泽湖、达赉湖、白洋淀、阳澄湖、小兴凯湖、贝尔湖、兴凯湖、南漪湖、高邮湖和瓦埠湖均为轻度富营养,其他湖泊均为中营养或贫营养。重要水库:27个重要水库中,尼尔基水库为轻度污染,主要污染指标为总磷和高锰酸盐指数;莲花水库、大伙房水库和松花湖均为轻度污染,主要污染指标均为总磷;其他23个水库水质均为优良。崂山水库、尼尔基水库和松花湖为轻度富营养,其他水库均为中营养或贫营养。
图1-14 2013年重点湖泊(水库)综合营养状态指数
3.全国地级及以上城市集中式饮用水源地
2013年,全国有309个地级及以上城市的835个集中式饮用水源地统计取水情况,全年取水总量为306.7亿t,涉及服务人口3.06亿人。其中,达标取水量为298.4亿t,达标率为97.3%。地表水水源地主要超标指标为总磷、锰和氨氮,地下水水源地主要超标指标为铁、锰、氨和氮。
4.地下水
2013年,地下水环境质量的监测点总数为4778个,其中国家级监测点800个。水质优良的监测点比例为10.4%,良好的监测点比例为26.9%,较好的监测点比例为3.1%,较差的监测点比例为43.9%,极差的监测点比例为15.7%,如图1-15所示。主要超标指标为总硬度、铁、锰、溶解性总固体、“三氮”(亚硝酸盐、硝酸盐和氨氮)、硫酸盐、氟化物、氯化物等。
图1-15 2013年地下水监测点水质状况
图1-16 2013年地下水水质年际变化
与上年相比,有连续监测数据的地下水水质监测点总数为4196个,分布在185个城市,水质综合变化以稳定为主。其中,水质变好的监测点比例为15.4%,稳定的监测点比例为66.6%,变差的监测点比例为18.0%,如图1-16所示。
5.重点水利工程
三峡库区长江干流水质良好,3个国控断面均为Ⅲ类水质。一级支流总氮和总磷超标断面比例分别为90.7%和77.9%。支流水体综合营养状态指数范围为28.8~73.0,富营养的断面占监测断面总数的26.6%。南水北调(东线)长江取水口夹江三江营断面为Ⅲ类水质。输水干线京杭运河里运河段、宝应运河段、宿迁运河段、鲁南运河段、韩庄运河段和梁济运河段水质均为良好。洪泽湖湖体为中度污染,主要污染指标为总磷,营养状态为轻度富营养。骆马湖、南四湖和东平湖湖体水质良好,营养状态为中营养。汇入骆马湖的沂河水质良好。汇入南四湖的11条河流中,洙赵新河为轻度污染,主要污染指标为化学需氧量和石油类,其他河流水质良好。汇入东平湖的大汶河水质良好。南水北调(中线)取水口陶岔断面为Ⅱ类水质。丹江口水库水质为优,营养状态为中营养。入丹江口水库的9条支流水质均为优良。
6.内陆渔业水域
2013年,江河重要渔业水域主要污染指标为总氮、总磷、非离子氨、高锰酸盐指数和铜。黄河、长江、黑龙江流域和珠江部分渔业水域总氮和总磷超标较重;黄河和黑龙江流域部分渔业水域非离子氨超标较重;黑龙江流域和黄河个别渔业水域高锰酸盐指数超标较重;黄河渔业水域铜超标较重,长江流域部分水域铜略微超标。与上年相比,总磷、非离子氨、高锰酸盐指数、石油类和铜超标范围有所增加,总氮和挥发性酚超标范围有不同程度减小。
湖泊(水库)重要渔业水域主要污染指标为总氮、总磷、高锰酸盐指数、石油类和铜,其中总磷、总氮和高锰酸盐指数超标较重。与上年相比,石油类、铜和高锰酸盐指数超标范围有所减小,总氮、总磷和挥发性酚超标范围有不同程度增加。
国家级水产种质资源保护区(淡水)主要污染指标为总氮,部分区域为总磷、高锰酸盐指数和铜。
7.城市排水和污水处理
截至2013年年底,全国城市污水处理率为89.21%。设市城市除西藏日喀则和海南三沙外,均建成投运了污水处理厂,污水处理能力1.24亿m3/d。建成雨水管网17.0万km、污水管网19.1万km、雨污合流管网10.3万km。建成污泥无害化处置能力1042万t/d。建成污水再生处理能力1752万m3/d。
(三)近年来我国重大水污染事件
1.淮河水污染事件震惊中外
1994年7月,淮河上游因突降暴雨而采取开闸泄洪的方式,将积蓄于上游一个冬春的2亿m3水放下来。水经之处河水泛浊,河面上泡沫密布,顿时鱼虾丧失,如彩图6所示。下游一些地方的居民饮用了虽经自来水处理但未能达到饮用标准的河水后,出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实,上游来水水质恶化,沿河各自来水厂被迫停止供水达54天之久,百万淮河民众饮水告急。
2.2004沱江“3·2”特大水污染事故
四川省的名字来源于它境内的四条河流。它们丰沛的水源,造就了四川这个天府之国。可是2004年2月到3月,这四条河流之一的沱江,却给天府之国带来了一场前所未有的生态灾难。当时,因为大量高浓度工业废水流进沱江,四川五个市区近百万老百姓顿时陷入了无水可用的困境,直接经济损失高达2.19亿元。
这起事件,被国家环保总局列为近年来全国范围内最大的一起水污染事故。
造成此次特大水污染事故的原因,是川化股份公司在对其日产1000t合成氨及氨加工装置进行增产技术改造时,违规在未报经省环保局试生产批复的情况下,擅自于2004年2月11日至3月3日对该技改工程投料试生产。在试生产过程中,发生故障致使含大量氨氮的工艺冷凝液外排出厂流入沱江,污染的沱江水如彩图7所示。
3.2005松花江重大水污染事件
2005年11月13日,中石油吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生爆炸事故。事故产生的约100t苯、苯胺和硝基苯等有机污染物流入松花江,因而导致松花江发生重大水污染事件,污染的松花江如彩图8所示。哈尔滨市政府随即决定,于11月23日零时起关闭松花江哈尔滨段取水口停止向市区供水,哈尔滨全城停水四天,哈尔滨市的各大超市无一例外地出现了抢购饮用水的场面。
4.2007太湖水污染事件
2007年5月29日开始,江苏省无锡市城区的大批市民家中自来水水质突然发生变化,并伴有难闻的气味,如彩图9所示,太湖爆发蓝澡,无法正常饮用。无锡市民饮用水水源来自太湖。
造成这次水质突然变化的原因是:入夏以来,无锡市区域内的太湖水位出现50年以来最低值,再加上天气连续高温少雨,太湖水富营养化较重,从而引发了太湖蓝藻的提前爆发,影响了自来水水源水质。无锡市民纷纷抢购超市内的纯净水,街头零售的桶装纯净水也出现了较大的价格波动。
5.2009江苏盐城水污染事件
2009年2月20日上午,江苏省盐城市由于城西水厂原水受酚类化合物污染,如彩图10所示,致市区大面积断水。因水源污染导致市区20多万居民饮用水停止达66小时40分钟,造成了巨大损失。
6.广西龙江镉污染事件
2012年1月15日,龙江河的宜州市怀远镇河段水质出现异常,河池市环保局在调查中发现龙江河拉浪电站坝首前200m处,镉含量超《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准约80倍,受污染的龙江河如彩图11所示。据参与事故处置的专家估算,此次镉污染事件镉泄漏量约20t。专家称,由于泄露量之大在国内历次重金属环境污染事件中都是罕见的,此次污染事件波及河段将达到约300km。因担心饮用水源遭到污染,处于下游的柳州市市民出现恐慌性屯水购水,超市内瓶装水被市民抢购。本次污染事故已锁定两个违法排污嫌疑对象,分别是广西金河矿业股份有限公司和金城江鸿泉立德粉厂。
7.江苏镇江水污染事件
2012年2月3日中午开始,镇江市自来水出现异味,在其后的两天里,镇江发生了抢购饮用水的风波。镇江自来水公司给出的解释是由于“加大了自来水中氯气的投放量”。受苯酚污染的镇江如彩图12所示。2月7日下午,镇江市政府应急办发布通告承认:水源水受苯酚污染是此次异味的主要原因。官方表示涉嫌造成此次污染事件的是一艘曾停靠镇江的韩国籍船舶,排口管道阀无法关严,有重大污染源泄漏嫌疑。
8.湖北武汉水污染事件
2012年2月29日晚,武汉理工大学华夏学院有学生反映自来水“有怪味”。据反映的怪味是自来水中有一股淤泥味,喝到嘴里感觉是苦的,同时当天武汉有关供水部门客户服务电话也接到了类似的咨询电话。这起事件被称为“湖北武汉水污染事件”。3月1日,武汉市环保局的报告显示,因地处白沙洲水厂上游约3km的陈家山闸大量排放污水,影响取水质量,水厂加大投氯量,自来水出现异味。据了解,白沙洲水厂为武汉地区100多万人提供饮用水,该起自来水“变味”事件发生后,很多市民到超市“抢”水,并引起当地净水器的热销高潮。
9.2013年山西浊漳河污染事件
2013年1月7日,在山西省潞城市与平顺县交界的黄牛蹄乡辛安村,苯胺泄漏事故的排污渠在此汇入浊漳河。在发生泄漏事故的排污渠内,经过大量石灰粉掩埋后,渠道内污水结冰形成白色冰块,局部地段仍能隐约看到残留的铁锈红色污染物,如彩图13所示。受此事件的影响,红旗渠等部分水体有苯胺、挥发酚等因子检出和超标,安阳市住建等部门采取了切断水源,暂停沿途人畜饮水等措施加以应对。
10.兰州自来水污染事件
2014年4月11日,兰州市发生局部自来水苯指标超标事故,出厂水苯含量高达118μg/L,远超出国家限值的10μg/L,兰州市主城区各大超市市民争相抢购矿泉水,如图1-17所示。4月11日11时,兰州市停运北线自流沟,排空受到污染的自来水。南线输水管道正常供水。在此期间,市区降压供水,高坪及边缘地区停水,限制生产性用水。兰州官方特别提示,未来24小时,自来水不宜饮用,其他生活用水不受影响。通过污染源调查,确定苯超标系中国石油天然气公司兰州石化分公司的管道泄漏污染水厂自流沟所致。14日,停水区域解除应急措施,全市自来水恢复正常供水。
图1-17 兰州居民抢购矿泉水
六、甘肃水资源概况
甘肃地处祖国内陆腹地,东南远离海洋,西北紧靠世界屋脊,特殊的地理位置,使得甘肃省气候干燥,雨量稀少,水资源匮乏,是全国最干旱的省份之一。水资源紧缺已成为甘肃省经济社会可持续发展的重要制约因素。
(一)甘肃的水系
甘肃省横跨内陆河、黄河和长江三大流域,分属11个水系。内陆河流域有:疏勒河、黑河、石羊河等3个水系;黄河流域有:黄河干流、洮河、湟水、泾河、渭河、洛河等6个水系;长江流域有:嘉陵江、汉江水系。年径流量大于1亿m3的河流有78条。
(二)水资源的数量及质量
1.降水量及其分布
甘肃省多年平均降水总量为1258亿m3,降水量约为277mm,是全国平均降水量的43%。其中内陆河流域多年平均降水量约为130mm,降水总量为352亿m3,是全国内陆河流域多年平均降水量的85%,黄河流域多年平均降水量为463mm,降水总量为675亿m3,与全国黄河流域多年平均降水量463mm比较,基本持平,长江流域多年平均降水量约为599mm,降水总量为231亿m3,是全国长江流域多年平均降水量的56%,见表1-3。
降雨量在甘肃省行政分区的分布也极不均衡。陇南市降水量最为丰沛,年降水量约为615mm,嘉峪关市降水量最小,年降水量约为84mm。陇南、甘南、天水、平凉、临夏、定西、庆阳、兰州等8个市(州)降水量高于全省平均水平,白银、张掖、武威、金昌、酒泉、嘉峪关等6个市的降水量低于全省平均水平,具体降水量见表1-4,降水量柱状图如图1-18所示。
表1-3 甘肃省流域分区降水量表
表1-4 甘肃省行政分区降水量表
2.地表水资源数量
甘肃省自产水资源量约为282亿m3,径流深约为62mm,居全国32个省(自治区、直辖市)的第29位。自产水资源量占全国地表水资源量的1%,人均1077m3,仅为全国人均占有量的1/2,居全国的第20位,接近国际人均500~1000m3重度缺水界限;亩均占有量为404m3,是全国亩均占有量的近1/4,居全国的第22位。
图1-18 甘肃省行政分区降水量柱状图
按流域分区:甘肃省内陆河流域自产水资源量为56.6亿m3,占全国内陆河流域自产水资源量的5%;黄河流域自产水资源量为125.1亿m3,占全国黄河流域自产水资源量的19%;长江流域自产水资源量为100.4亿m3,占长江流域自产水资源量的1%,见表1-5。
表1-5 甘肃省地表水资源量
按行政分区:甘肃省行政分区自产水资源量分布也极不均匀,主要产水区在陇南、甘南、临夏等地,占全省自产水资源量的62%,自产水资源量最少的三个地区分别为白银、金昌和嘉峪关,只占甘肃省自产水资源量的0.7%。人均水资源量甘南最高,人均占有13747m3,金昌、白银、兰州、嘉峪关人均不足100m3。亩均水资源量甘南6434m3,为全省最高,兰州、金昌、白银、嘉峪关最低,亩均水资源量只有16~54m3,甘肃省各市州自产水资源及人均、亩均水资源量见表1-6,人均水资源柱状图如图1-19所示。
表1-6 甘肃省各市州自产水资源及人均、亩均水资源量
3.地下水资源
甘肃省山丘区降水入渗补给量107.1亿m3,所形成的河川基流量101.9亿m3;平原区降水入渗补给量2.8亿m3,所形成的河道排泄量0.7亿m3,不重复地下水资源量为7.3亿m3,占水资源总量的2.5%。
图1-19 甘肃省各市州人均水资源柱状图
河西内陆河山丘区降水入渗补给量18.6亿m3,所形成的河川基流量15.7亿m3;平原区降水入渗补给量2.2亿m3,所形成的河道排泄量0.4亿m3,不重复地下水资源量为4.7亿m3,占本流域水资源总量的7.6%。
黄河流域山丘区降水入渗补给量47.1亿m3,所形成的河川基流量44.7亿m3;平原区降水入渗补给量0.5亿m3,所形成的河道排泄量0.3亿m3,不重复地下水资源量为2.6亿m3占本流域水资源总量2.1%。
长江流域山丘区降水入渗补给量41.4亿m3,没有不重复地下水资源量。
4.水资源总量
甘肃省多年平均总水资源量约为289亿m3,其中地表水约282亿m3,地下水约7亿m3。内陆河流域总水资源量为61.3亿m3,占全省的21%,其中地表水56.6亿m3,地下水4.7亿m3;黄河流域总水资源量为127.7亿m3,占全省的44%,其中地表水125.1亿m3,地下水2.6亿m3;长江流域总水资源量为100.4亿m3,全部为地表水,占全省的35%,见表1-7。
表1-7 甘肃省水资源总量表
5.水资源质量
甘肃省主要河流的水质状况总体上基本良好,个别河段水质污染状况呈继续加重的趋势,某些单项指标严重超标。污染源主要是城镇生活及工业废污水排泄,其次是农用化肥及农药的残留物等。黄河干流主要污染物是石油类和重金属等其他有害物质。2012年甘肃省废污水排放总量为8.7148亿t,其中内陆河流1.7323亿t,黄河流域6.7194亿t,长江流域0.2631亿t。按排放行业分,城镇居民生活2.9550亿t;第二产业5.2660亿t;第三产业0.4937亿t。
甘肃省多为含沙量较高的河流,尤以黄河流域各河流含沙量最大,长江流域次之,内陆河最小。全省平均含沙量为19kg/m3,侵蚀模数为1200t/km2,年输沙量5.5亿t。其中黄河流域含沙量为39kg/m3,是长江流域的9倍、内陆河的17倍,侵蚀模数为3370t/km2,年输沙量4.9亿t,占全省年输沙量的89%。河水中的泥沙,既是一种污染物质,又是吸附重金属、有机污染物的有效载体,对于水污染严重的浑浊度高的河水,不仅不能直接作为工业和生活用水,就是用于农田灌溉也会对土壤产生污染。
6.水资源分布的特点
甘肃省属大陆性很强的温带季风气候,水资源具有降水少、蒸发大,地区分布极不均匀,年际变化大,年内分配不均,自产水资源量相对较少,过境水资源相对较丰沛等特点,加上水资源的分布与经济社会的发展、人口及耕地的分布不匹配,使得水资源供需水矛盾十分突出。
内陆河流域地多水少,资源型缺水制约着流域经济社会的进一步发展。多年平均降水量130mm,自产地表水资源量57亿m3,仅占全省多年平均自产地表水资源量的20%,而土地面积却占全省土地面积的60%以上,耕地面积为全省的18%,人口占全省的18%,粮食总产占全省的1/3,提供的商品粮食占全省的71%。由于水土资源及人口匹配不尽合理,荒漠面积大,约占全流域面积的25%。
黄河流域属黄土丘陵沟壑区,水低地高,水土流失严重,旱灾、洪灾频繁。多年平均降水量463mm,自产地表水资源量125亿m3,只占全省多年平均值的44%,人口却占全省的70%,耕地为全省的69%,工业产值占全省的69%。
长江流域水多地少,水土流失和泥石流灾害频繁,水资源开发利用难度大。多年平均降水量599mm,自产地表水资源量100亿m3,占全省多年值的36%,但这一地区的人口和耕地只占全省总人口及耕地的12%和13%,工业产值也只有全省的3%。
甘肃省多年平均入境水资源量287亿m3,其中内陆河流域14亿m3,黄河流域240亿m3,长江流域33亿m3;全省多年平均出境水资源量482亿m3,其中内陆河流域正义峡下泄水量10亿m3,黄河341亿m3,长江131亿m3。
(三)水资源开发利用现状
经过长期艰苦的努力,甘肃省已初步形成了以供水、灌溉、防洪、发电、生态保护为主的水利工程体系,在保障饮用水安全、粮食生产、防洪减灾、经济发展、生态建设和环境保护等方面发挥了重要作用。全省已建成水库269座(不包括电力部门管理的水库),总库容24亿m3,兴利库容16亿m3,年供水量29亿m3。其中大型水库4座,中型水库26座,小型水库239座。全省共建成万亩以上灌区182处,其中30万亩以上的大型灌区22处,1万亩以上、30万亩以下的中型灌区160处,建成固定排灌站7479处,机电井45834眼,发展集雨水窖250万眼。通过各类大中小型水利工程建设,全省灌溉面积累计达到2033万亩,节水灌溉面积达到1239万亩,占全省灌溉面积的60%,发展集雨补灌面积509万亩,累计解决了1396万农村人口的饮水困难。同时,建成小水电站534座,总装机容量77万kW,年发电量24亿kW·h。累计兴修梯田2797万亩,累计治理水土流失面积8万km2。
1.供水总量
2012年,甘肃省总供水量123.0844亿m3,其中内陆河流域75.3643亿m3,黄河流域44.5700亿m3,长江流域3.1501亿m3。按供水工程类型分,蓄水工程35.5701亿m3,引水工程40.9711亿m3,提水工程17.1023亿m3,从黄河流域调入内陆河流域2.2343亿m3,地下水工程25.7444亿m3,其他水源供水1.4622亿m3。
2.用水量
2012年,甘肃省总用水量123.0844亿m3,其中内陆河流域75.3643亿m3,黄河流域44.5700亿m3,长江流域3.1501亿m3。按用水行业分,农田灌溉89.3582亿m3,林牧渔畜5.7662亿m3,工业用水15.6953亿m3,城镇公共用水1.9945亿m3,居民生活用水7.2790亿m3,生态环境用水2.9912亿m3。
3.综合用水指标
2012年全省人均用水量478m3,其中内陆河流域1594m3;黄河流域247m3,长江流域105m3。农田灌溉亩均用水量551m3,万元GDP用水量21m3,万元工业增加值用水量74m3,城镇人均生活用水量170L/d(包含公共用水),农村居民人均生活用水量53L/d(包含公共用水)。