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水利研究 | 我国水资源承载力的布局特征与调控对策

 蓝光瞬间 2020-11-12

本文字数:4500字

阅读时间:约11分钟

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水资源承载力基本内涵与特征

承载力(CarryingCapacity)是物理学中的一个力学指标,指物体在不产生破坏时所承受的最大荷载,具有力的量纲。承载力体现了承载主体在结构和功能不被破坏的前提下对承载对象的最大可接受限度,是对承载主客体所组成的系统状态的表征。在研究区域系统时,常将承载力的概念延伸为以描述区域系统对外部环境变化的最大承受能力。水、土、资源环境承载力是逐渐衍生出来,用以描述发展受到限制或可持续发展的概念。在我国,水资源承载力的概念最早于1989年由施雅凤先生明确提出,水资源系统作为承载主体,支撑了经济社会的发展规模(承载客体),反映了水资源对我国很多区域经济社会发展的约束性。

近些年,随着绿色发展、可持续发展理念的逐步深入,水资源承载力的内涵也得到进一步扩展,水资源承载要在保障经济社会发展的同时,充分考虑水资源对生态系统的支撑作用,即实现人口经济与生态环境的均衡发展。水资源系统功能可概括为自然演化、生态服务和社会服务三大功能,这三大功能是相互矛盾的,其有序实现需要功能间的相互协同。水资源承载力是以水为出发点,通过对经济规律、自然规律、生态规律的认识和把握,统筹三大功能,实现与人口经济和生态环境的均衡发展,即水资源、经济社会和生态环境三者所组成的系统的均衡发展。均衡发展指在一定的时空边界内,水资源与经济社会和生态环境相适应,关键是要把握水资源与人口经济、生态环境的平衡。水资源承载与否,可由水资源、经济社会和生态环境三者所构造的“均衡空间”来表达,如图1所示。

在均衡空间以上,表明水资源超载,水资源系统过度支撑经济社会发展而造成了生态环境的破坏,是不可持续的发展;在均衡空间以内,表明水资源可载,实现了经济社会和生态环境的协同发展;在均衡空间以下,水资源同样可载,但是存在经济社会发展不充分的现象,仍有发展空间和发展潜力。因此,水资源承载力评价反映了水资源本底、经济社会和生态环境协同发展的程度,同时也反映出水资源开发与国土空间开发的协同程度。 

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我国水资源承载力均衡空间的分布特征


(一)我国主体功能区的分布情况 

《全国主体功能区规划》将我国国土空间分为优化开发区、重点开发区、限制开发区(农产品主产区)、限制开发区(重点生态功能区)和禁止开发区,其中与水资源密切相关的包括优化开发区和重点开发区中的重要经济区,重点开发区中的能源区、粮食主产区、生态功能区。

重点开发区主要包括环渤海、长江三角洲、珠江三角洲3个国家层面优化开发区。这个区域的总人口、GDP分别占全国的22%和45%,总用水量约为1120亿立方米,是我国当前人口密集、开发强度高、资源环境负荷过重的区域。但这个区域也是提升国家竞争力的重要区域,是带动全国经济社会发展的龙头。

优化开发区主要包括冀中南地区、太原城市群、呼包鄂榆地区、哈长地区等18个国家层面重点开发区,以及山西、鄂尔多斯盆地、西南、东北和新疆等能源基地(涉及17个重要能源基地)。这个区域的总人口、GDP分别占全国的51%和46%,总用水量约2650亿立方米,多年平均情况下缺水量约240亿立方米。该区域是我国当前经济基础较强、资源环境承载力较强、发展潜力较大、集聚人口和经济条件较好的区域,是支撑全国经济增长的重要增长极,但部分地区存在水资源禀赋条件较差、水污染严重、生态环境脆弱的问题。

限制开发区(农产品主产区)主要包括气候适宜、土壤养分条件较好、水土资源相对匹配的东北平原、黄淮海平原、长江流域等7个农产品主产区(涉及17个粮食主产区)。17个粮食主产区现状耕地面积、农田有效灌溉面积、粮食产量分别占全国的54%、63%和72%,多年平均情况下农田灌溉用水量约2200亿立方米,缺水量约190亿立方米。这个区域是耕地数量较多、农业发展条件较好的主要区域。

限制开发区(重点生态功能区)主要包括25个国家重点生态功能区。区域总面积约386万立方米,占全国国土面积的40%。现状总人口和灌溉面积分别占全国的8%和7%,是生态系统脆弱或生态功能重要的集中区域。

(二)水资源承载力均衡空间评价情况

根据充分利用全国水资源综合规划、最严格水资源管理制度“三条红线”控制指标等成果,结合水资源自然条件、经济社会发展状况、生态环境要求,考虑一个流域/区域允许取用和消耗的水资源数量上限,包括地表水可利用量和地下水可开采量,同时考虑取耗水关联的生态环境系统用水需求量,对全国水资源承载状况进行评价,分别划定超载区、临界区、不超载区的范围。

从全国范围来看,超载区和严重超载区主要集中在我国西北地区、华北地区。水资源承载状况评价结果可以转化为水资源均衡空间,超载或严重超载属于不均衡的空间,临界超载属于均衡区,不超载区属于有潜力地区。全国410个地市评价单元中,有233个单元为不超载区,占56.8%;有50个单元为临界区,占12.2%;有127个单元为超载区,占31.0%。全国2404个区县单元中,有1527个单元为不超载区,占63.5%;有334个单元为临界区,占13.9%;有198个单元为超载区,占8.2%;有345个单元为严重超载区,占14.4%。

(三)水资源与经济社会和生态环境匹配情况

我国天然水资源与人口土地分布不相匹配,国家重要经济区、重点城市群、重点能源基地、粮食主产区多位于海河、黄河和西北内陆河流域等水资源较为紧缺或承载负荷较大、供需平衡紧张、生态赤字的区域,如全国21个重要经济区中的15个、17个国家能源基地中的16个均分布在水资源环境超载或接近超载地区,17个粮食主产区中8个分布在北方水资源紧缺地区。同时,多年来许多地区在发展过程中,未注重产业布局结构、城镇建设与水资源承载力的协调,水资源承载力与承载负荷不均衡的问题越来越突出,水资源处于超载和临界状态的区域越来越多、范围越来越大,约束程度越趋紧张。

我国生态环境脆弱,生态环境脆弱区面积占国土面积的60%以上,更脆弱的25个国家重点生态功能区面积占2/3。长期过度开发导致约1/3国土面积出现挤占河道内生态环境用水、侵占水生态空间、超采地下水等问题,部分河道、湿地、湖泊生态功能降低或丧失。水资源供给结构性矛盾突出,水资源保障面临巨大挑战。从评价结果看,扣除超载区的面积,剩余国土面积水资源与经济社会和生态环境相互匹配,其匹配度大约为70%。 


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基于分区管控的水资 源承载力调控对策


根据水资源承载力评价结果,区域可分为超载区、临界区、不超载区,其中超载区大多是因为过度开发引起的,不超载区则可进一步分为储备区和涵养区。综合考虑不同主体功能区的发展方向,重点开发区需率先转变经济发展方式,调整优化经济结构,提升参与全球分工与竞争的层次;优化开发区要在优化结构、提高效益、降低消耗、保护环境的基础上推动经济可持续发展;粮食主产区是确保国家粮食安全、增强农业综合生产能力的重点区域;生态功能区是保障国家生态安全的重要区域。同时统筹流域、区域,针对过度开发区、临界区、储备区和涵养区等不同类型,通过合理分区,实行分区管理,精准施策,为促进水资源空间均衡奠定基础。

(一)超载区和临界区的调控对策

对于超载区,根据超载原因,制定相应的针对性调控措施。如果是因为过度开发引起的,应禁止新增取用当地水,需要坚决抑制不合理用水需求,要通过节水、产业结构调整、调水等综合措施实现“还水于河”,对无法满足刚性合理需水的水资源超载区,要布局跨流域调水。对于临界区,应维持用水现状,区域内要切实把以水而定、量水而行的要求落实到水资源监管过程中,新增用水需求只能通过节水或调水解决。具体来说,超载区和临界区的调控对策措施可以概括为三个方面。

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坚持节水优先,大力提高水 资源利用效率和效益

一是在农业节水方面,加快重大农业节水工程建设,完善大型灌区续建配套和节水改造任务,加快实施区域规模化高效节水灌溉工程,积极推广喷灌、微灌、集雨补灌、水田控制灌溉和水肥一体化等高效节水技术,开展农业用水精细化管理,科学合理确定灌溉定额。二是在工业节水方面,完善国家鼓励和淘汰的用水技术、工艺、产品和设备目录,重点开展火电、钢铁、石化、化工、印染、造纸、食品等高耗水工业行业节水技术改造,大力推广工业水循环利用,推进节水型企业、节水型工业园区建设。三是城镇节水方面,提高城市节水工作系统性,将节水落实到城镇规划、建设、管理各环节,落实城市节水各项基础管理制度,实现优水优用、循环循序利用。

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调整农业种植结构,优化调整产业布局

重点在地下水严重超采区,根据水资源条件,推进适水种植和量水生产。严格控制发展高耗水农作物种植,扩大低耗水和耐旱作物种植比例。在无地表水源置换和地下水严重超采地区,实施轮作休耕、旱作雨养等措施,减少地下水开采。发展半雨养设施农业,推广设施棚面集雨及高效利用技术。在部分地区实施季节性休耕,适度减少冬小麦种植面积,改种抗旱作物或改“两季”种植模式为只种一季春玉米、棉花、杂粮或牧草等。在深层承压水超采地区,适度退减部分地下水灌溉面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,压减地下水开采。在超采地区,推动产业有限转移流动,优化调整产业布局和结构,鼓励创新型产业、绿色产业发展,结合供给侧结构改革和优化过剩产能,依法依规压减或淘汰高耗水产业不达标产能,推进高耗水工业结构调整。

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落实空间均衡,坚持科学调水

在节水的前提下,为了满足国家粮食安全、能源安全、生态安全等的需求,针对南北方和流域上下游水资源禀赋条件差距巨大的现状,通过完善水资源调配格局,对水资源的空间分布进行调度,使得水资源与人口、经济、生产力布局和土地等其他资源以及城市分布格局相匹配,从而提高区域和流域水资源和水环境的承载力。

(二)不超载区的调控对策

对于涵养区,应禁止水资源开发利用并采取严格保护措施。涵养区包括江河源头涵养保护区和水生态保护红线区,其中江河源头涵养保护区以大江大河源头区为主,主要位于我国地理分区的第一阶梯和第二阶梯;部分涉水生态保护红线区包括国家重点生态功能区、生物多样性保护区、国家公园、自然保护区、各类保护地涉及的水源涵养、水土保持、生物多样性保护等红线区。

对于储备区,需要为跨流域跨区域调水工程实施及预防区域重大供水安全风险预留储备水量,可以在合理分水的前提下,将富余水资源用于全国统筹调配。储备区主要包括两个方面,一是现状水资源开发利用程度低于20%、水量丰富、国土空间开发强度低的区域,包括西南、西北、东北等国际河流区,以及长江、珠江、嘉陵江等大江大河上游地区;二是过境水量丰富的大江大河干流地区,包括长江、珠江中下游地区,以及三峡库区、长江下游干流、西江等地区。

此外,未来国土空间规划将进一步落实“三区三线”(即生态、农业、城镇等空间和生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等空间边界)的管控要求,水资源配置布局与水利基础设施布局应尽快与之相衔接,水资源配置格局与生态战略格局应相协调。

来源:中国水利 2020.19
作者:徐翔宇  唱 彤  郦建强  何 君

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