1.水资源的概念
水是生命之源,人类和一切生物的生存都时刻离不开水,同时它既是农业的命脉,又是工业的血液,也是城市形成、发展和生存的重要条件。水是维系地球生态系统的关键性要素,是基础性的自然资源和战略性的经济资源。由于世界各国具体情况的不同,研究者的研究范围、研究对象和研究思路的不同,对水资源定义的文字表述方式也各不相同。
近代最早使用“水资源”一词的是1894年成立的美国地质调查局水资源处(Water Resources Department)。该处的业务主要是地表河川径流和地下水的勘探、测量与观测。与此相应,水资源的范畴限定在陆地的地表水和地下水,这一概念被世界上很多国家沿用至今。
(1)国际上的水资源定义
①《大不列颠百科全书》中由原苏联科学家加里宁(K·P·Kalin)撰写的“水资源”条目,把水资源定义为:“自然界一切形态(液态、固态和气态)的水。”这一定义包含了地球水圈中所有的水。
②UNESCO和WMO中的定义
1988年,联合国教科文组织(UNESCO)和世界气象组织(WMO)对水资源作出了如下定义:“作为资源的水,应当是可供利用或有可能被利用,具有足够的数量和可用质量,并可适合某地对水的需求而能长期供应的水源。”由于这两个组织在世界上的权威性,许多学者都采用了这一定义。
(2)中国对水资源的定义
①《中国大百科全书》中的定义
大气科学·海洋科学·水文科学卷,对水资源的定义是:“地球表层可供人类利用的水,包括水量(水质)、水域和水能资源。一般指每年可更新的水量资源。
“水利卷”则综合了《大不列颠百科全书》和UNESCO与WMO的表述方式,把水资源定义为:“自然界各种形态(气态、液态或固态)的天然水。供评价的水资源是指可供人类利用的水资源,即具有一定的数量和可用的质量,并在某一地点能够长期满足某种用途的水源。”
“地理卷”对水资源的定义是:“地球上目前和近期人类可直接与间接利用的水,是自然资源的一个重要组成部分”,“随着科学技术的发展,被人类利用的水增多。”
②《中华人民共和国水法》中的定义
2002年8月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第29次会议修订通过的《中华人民共和国水法》第一章第二条中指出:“本法所称水资源,包括地表水和地下水。”
③中国国内部分学者的观点
1991年,中国水利学会主办的《水科学进展》编辑部就水资源的含义组织国内有关学者参加笔谈,不少专家学者对此发表了自己的观点。
中国气象局张家诚:“降水是大陆上一切水分的来源,但降水只是一种潜在的水资源,只有降水量中可被利用的那一部分才是真正的水资源。”
北京师范大学刘昌明:“从自然资源的观念出发,水资源可定义为与人类生产与生活有关的天然水源。”
北京师范大学曲耀光:“水资源是指可供国民经济利用的淡水资源,它来源于大气降水,其数量为扣除降水期蒸发的总降水量。”
国土资源部咨询研究中心陈梦熊:“一切具有利用价值包括各种不同来源或不同形式的水,均属水资源范畴。”
国土资源部水文工程地质研究所施德鸿:“不能把降水、土壤水称为水资源,犹如不能把海水、洪水、气态水当作水资源一样,要把具有稳定径流量、可供利用的相应数量的水定义为水资源。”
中国水利水电科学研究院贺伟程:“水资源主要指与人类社会用水密切相关而又能不断更新的淡水,包括地表水、地下水和土壤水,其补给来源为大气降水。”(www.xing528.com)
中国水利水电科学研究院陈家奇、王浩:“作为维持人类社会存在发展的重要自然资源之一的水资源应当具有下列特性:可以按照社会的需要提供或可能提供的水量;这个水量有可靠的来源,且这个来源可以通过自然界水文循环不断得到更新或补充;这个水量可以由人工加以控制;这个水量及其水质能够适应人类用水的要求。”
其他还有很多学者从不同的角度对水资源的含义阐述了各自不同的观点,但从总体上分析,可以归纳为广义和狭义两大类:以全球宏观空间作为水资源定义的坐标系,可以把广义的水资源定义为——地球上一切形态的水。这一定义包括地球上所有海洋水、陆地水、地表水、地下水、冰川水、土壤水(包括冻土层中的水)、大气水、生物水等,即一切潜在的、可供人类经济社会和生态系统利用的水;狭义的水资源含义则附加了各种边界约束条件,如水量、水质、可更新、可控制等,可定义为——陆地上在水文循环中通过降水补给而更新的地表水、土壤水和地下水的多年平均值与人类经济社会系统在技术经济可行条件下所能利用的其他水源之和。
(3)新时期水资源含义的拓展
当今世界,随着水资源短缺的矛盾日益加剧和水资源开发利用技术的不断发展,人类开发利用水资源的水平不断提高,对水资源的认识不断深化,水资源的含义也在不断拓展。比如,过去人们把洪水视为祸害,认为洪水是不可利用的,因而不属于“可利用的水资源”之列。但随着人类调控洪水、管理洪水的能力不断提高,相当一部分洪水已成为人类可控制、可利用的资源,“洪水资源化”的提法由此出现。再如,从淡水利用的角度考虑,过去不能把微咸水、咸水和海水视为“水资源”,但随着微咸水利用技术、海水利用技术和海水淡化技术的发展,“水资源”的范畴显然在不断拓宽。又如,土壤水由于人工难以控制,通常不作为水资源,但在农业生产中却是一种实实在在的“可利用水资源”。又如,从水质的要求考虑,过去不可能把各种脏水、废水、污水视为“水资源”,但随着水净化和污水处理回用技术的发展,“污水资源化”的声音也已经出现。此外,人工增雨(雪)、雨水集蓄利用、地面覆盖和各种保墒等技术的发展,也将进一步拓展水资源的范畴。
(4)水资源可利用量
根据水资源时空分布状况、供水设施、供水能力、水资源开发利用的经济技术水平、水生态环境保护目标等因素来评价可供人类经济社会系统利用的水资源量,即水资源可利用量,这是与人类经济社会直接相关并具有真正价值的一部分水资源量,其定义为:在维持水资源、水生态与环境的良性循环和当前经济技术水平的前提下,可供人类经济社会持续开发利用的水资源量。
2.水资源的特性
由于水资源是一种特殊的自然资源,与自然、经济和社会都有密切的联系,水资源在自然演化、经济发展、社会进步的过程中表现出了一系列自然、经济和社会属性,因此,水资源既具有其自身的自然特性,又同时具有社会、经济特性。
从其自然特性看,水资源具有动态循环性。可供人类开发利用的水资源是整个自然界水循环的组成部分,能在参与循环的过程中不断得到更新恢复。水在蒸发后可形成降水重新回到陆地和海洋,降水形成径流后可以使河流中的水不断得到更新,湖泊水和浅层地下水也可以得到降水和地表径流的补给而不断更新。水被污染后还可以经过净化处理而“再生”。这是水资源区别于其他一次性矿产资源的最大特征,也是水资源可持续利用的基本属性。同时浅层地下水和地表水在这种循环中处于不断的流转之中,但深层地下水的静储量部分是相对固定的。因此,在评价水资源时,随着计算时段的不同,水资源的恢复量也不同,这不仅反映出水资源是有限的,更反映出水资源具有动态循环的特性。
具有不均匀性。水资源的分布具有明显的空间和时间上的不均匀性。空间上的不均匀性表现为在地球表面和接近地球表面的各类水体的总和中,存在于陆地河流与湖泊中的水不到0.5%,绝大部分存在于大洋和浅海之中。世界各国水资源总量是4.7×1013立方米,我国仅占5%左右,比巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印尼等国都少;而我国人均占水量也仅为世界人口平均水资源占有量的四分之一。时间上的不均匀表现在同一地点,年际分配和年内分配的不均匀性[30]。
从其经济特性看,水资源具有用途的多样性和不可替代性。资源大都具有多种用途,如煤、石油、天然气等,既可直接作为燃料,又可以作为多种化工原料。水资源的用途则更为广泛,涉及生活、生产、生态等各个领域,既是生活资料又是生产资料。除了在维持人类生存和生态环境方面是不可替代的,在经济生产中,可以灌溉、发电、水产养殖、航运、旅游娱乐等等,具有巨大的经济效益。
具有经济上的两重性[31]。当一个地区的降雨适时适量时,出现的是风调雨顺的丰收年景;在水量过多或过少的时间或地点,往往会出现洪、涝、旱、碱等自然灾害。而水资源开发利用不当,也会引起人为灾害,如垮坝事故、土壤次生盐碱化、水质污染、环境恶化、地面下沉和地震等。这些都是水在开发利用中可能引起的灾害,并造成经济上的衰退。因此,在水资源的综合开发和合理利用中,应达到兴利和除害的双重目的。
具有外部性。水资源的自然特性是其经济外部性的根源。水资源既是公共资源又兼有公共商品与私人商品的性质,公共商品性质决定其使用过程中普遍存在外部性。在人类生活和生产用水后,水很少被完全消耗,很大部分又以各种形式重新进入水层、河流中。水中的溶解成分对水质有直接影响,而水质又直接影响到水的使用,并进一步影响其他公共利益。用麻州大学,丹尼尔·希列尔(Daniel Hillel)的一段话加以说明:“正因为水对于每个生态系统与人类生活都如此重要,所以我们可能会认为,现代社会应该会警觉到净水资源的有限并且悉心照料,以确保水源永续并维持高品质。然而不幸的是,情况并非如此。由于从水源处取得用水的成本是如此之低,因此,鲜少有人意识到:水源一旦遭到耗竭和污染,也需要付出相当成本来净化它或寻找替代来源。如同人们持续破坏的土地资源一般,现代社会也将继续消耗与污染水资源。”
从社会特性看,水资源具有社会共享性。水资源是地球上所有生命共同享有的资源,也是人类社会共同的财富。国际水与环境会议认为:“重要的是承认以能够付得起的价格获得清洁的水和卫生条件是每个人的权利。”水资源的社会属性要求水资源利用应具有公平性,这种公平性包括了水资源利用的区际公平、代际公平和弱势群体用水保障等方面。
具有影响的广泛性。水资源在生产、生活中的应用范围之广,决定了其对人类社会生活影响的广泛性。这些影响不仅体现在人类日常生活的行为、质量上,还广泛影响着经济、生态环境效益。国内外学者对水资源的特性还有许多总结,不能全部列举,只有充分认识并掌握了水资源的上述性质,才有助于人类有效地开发和长久利用有限的水资源。
3.水资源的科学分类
根据水资源的自然属性进行分类,水资源是一种动态资源,包括地表水、土壤水和地下水,并且以大气降水为基本补给来源。地表水指河川、湖泊、塘库、沟渠中积聚或流动的水,由大气降水、冰川融水和地下水补给,经河川径流、水面蒸发、土壤渗入的形式排泄,一般以常年的径流量或径流深度表示;土壤水指耕层土壤土粒的吸湿水和土壤毛管水;地下水指以各种形式存在于地壳岩石或土壤空隙(孔隙、裂隙、溶洞)中可供开发利用的水,地下水储存于地下含水层,由降水和地表水下渗补给,以河川径流、潜水蒸发、地下潜流的形式排泄。地下水是地下含水量的动态水量。地下水资源又可分为天然资源和开采资源,前者是指一个水文地质单元中在天然条件下地下水接受补给而形成的资源,常用多年平均补给量来表示;后者则指允许开采的地下水资源数量。
自然降水和地表水、土壤水、地下水之间不断运动交替,互相转化,形成自然界的水循环。河川地表径流及土壤水由自然降水不断补给;地表水通过蒸发或植物蒸腾以及流入海洋后的蒸发,又成为自然降水的来源。浅层地下水也和自然降水有直接联系,并和地表水存在着相互补给关系。河川、湖泊、塘库、沟渠等以渗漏方式不断补给地下水;在人类活动中,一部分地下水又被提取成为地表水。河川中的枯季径流,有时也靠浅层地下水补给。深层地下水和矿藏相似,与地表水的循环更替期很长,有的达千年以上,一经开采,往往很难补给,常致水位下降,形成地下漏斗。因此,不能作为常用资源。
根据经济性质分类,根据水资源的不同经济性质,又分为自然水、产品水、商品水和退水。这四类水中,由于水利工程普及化,产品水已萎缩,退水又从属产商品水的衍生物,它和弃水一样主要是治理问题。
根据水资源用途分类,在国计民生中水资源的用途相当广泛,各行各业都离不开水,用水分为两类:一类是耗损性用水,如工业、农业、生活供水,需要消耗和污染大量的水;另一类是非损耗性用水,如水电、航运、渔业、旅游业等,要求保持一定的水位和流量,但其消耗的水量很少。
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