水资源的利用和保护-《环境学导论》第四章

水是宝贵的自然资源，必须利用好，保护好。根据目前国内外的经验、教训，主要应采取下列措施：

1. 压缩用水量，开辟第二水源

这是目前解决水资源紧张的重要途径。许多发达国家的城市都很重视压缩用水量，以解决供水紧张问题。采取的方法主要有：

（1）降低工农业用水量

降低工业用水量的主要途径是改革生产用水工艺，争取少用水，提高循环用水率。如炼钢厂，用氧气转炉代替老式平炉，不但提高了钢的质量，而且降低用水量86—90％。

现在世界上许多工业发达的国家都把提高工业重复用水率作为解决城市用水困难的主要手段，有的国家还在城市中铺设了专门供工业循环用水的管道，效果很好。目前工业发达的国家的工业重复用水率，一般都达到50％—60％以上，预计八十年代可提高到70％—80％以上。

我国近几年来，对水的重复利用逐步开展起来。一些大城市的工业用水重复利用率已达到较高的水平，如大连市已达75％，青岛达到70％，上海达到60％。如果把全国工业用水的平均重复利用率从目前的20％提高到40％，每天可节水1300万吨，相应地节省供水工程投资26亿元，节水量和经济效益都是相当可观的。

城市的工业生产是用水大户，占城市用水量的80％左右（不包括农业用水），其中又有70％是冷却水。因此，在城市中应把节约用水的工作重点放在工业用水上。我国预计到2000年通过节约用水的办法，可解决今后需要增加的用水量的一半。

提高工业用水重复利用率不仅是合理利用水资源的重要措施和有较大的经济效益，而且减少了工业废水量，减轻了废水处理量和对水体的污染。

农业用水量所占的比重是很大的，特别是农业国和一些发展中国家。例如北京的用水量中，1978年农业用水占全市用水量的63％。1983年全国农业用水占总用水量的88％。农业用水浪费是很大的，输水渗漏占引水量的30％—40％，采用漫灌、串灌又浪费30％—35％。因此，节约农业用水主要是减少渠道渗漏和改进灌溉方式，如采用喷灌、滴灌。

（2）重复利用城市污水

城市污水包括工业废水和生活污水。如何使大量污水重新变成可用的资源，是国内外正在研究的一个重要课题。为了解决水资源紧张，国内外拟将城市污水开辟为“第二水源”。关于这个问题将在第十章论述。

2. 调节水源流量

前面曾讲到造成水资源紧张的第一个原因是自然条件的影响，如气候、地理位置、淡水分布不均匀等。如何解决呢？主要是采取调节水源流量和开发新水源的措施。主要有下列几种途径：

（1）在流域内建造水库调节河水流量

建造水库调节流量，可以将丰水期多余水量储存库内，补充枯水期的流量不足，不仅提高水源供水能力，还可以为防洪、发电、发展水产等多种用途服务。近年来，国内外的经验表明，在修建水库时，特别是大型水库，必须研究对流域和水库周围生态系统的影响，以及库底淤积，引起地震、地颤等问题。例如纳瓦帕（Nawapa）北美水利动力联合计划，规模宏大，北起美国阿拉斯加州的育空（Yukan）河，南至墨西哥国内，包括庞大的运河和水库系统，投资超过1000亿美元，供水量达4亿米3/天，最高坝体达500米，大型水库约15座，最大运河宽达210米，深11米，这样的大型水利工程如不周密考虑到对环境的影响，必然会引起严重的不良后果。

（2）跨流域调水

如美国加利福尼亚州水利计划，将北部多余的水源引到南部以补其不足，这也是一项比较复杂而伟大的水源开发工程，其对环境生态系统的影响无疑将是严重的，北水南调后，对旧金山湾-萨克拿门托三角州的生态系统破坏最大。据估计，由三角洲排入海湾的最大淡水量到2020年将降到现在的1/3左右，使海湾中海水和淡水交界线后退；同时水中含盐量也将提高，对排放海湾中污染物的冲刷作用大大减弱，结果必定危及海湾中鱼类等水生生物的繁育，对水产收获造成重大损失。

苏联拟议中引水活沙的计划，将流入北冰洋的河流改道南流到中亚，以灌溉沙漠地带，该工程完成后，可能使北极冰圈水分平衡破坏，从而引起北半球广大地区的气候改变，因此，该计划迄今未能付诸实行。

（3）合理利用地下水(www.xing528.com)

地下水是极重要的水资源之一，在美国地下水的取用量占淡水总量的22％（见图9—2）。

我国地下水源比较丰富，以北京市为例，地下水的可恢复储量约占总的可利用水量的60％。因此，地下水的利用和保护对工农业发展和城市建设具有重要意义。

前面说过，在水循环中（见图9—1）陆地上凝降的雨水约有1/3成径流返回海洋；其中有一部分是渗透到土壤中，在地下不透水层上方充满所有砂土和岩石的空隙和裂缝，达到一定的水平即所谓地下水位后缓慢地流入海洋。当地面低于地下水位时，地下水即流入河湖中成为它们的补充水源。有时地下水上方也存在着不透水岩石层，从而构成了封闭的蓄水层。在沿海地带，由于海水的渗入，使地下水较深的部分为海水所取代，只有上面部分是淡水。此外，地下水的自然补给速度比较慢，如果取用过量，常会引起许多问题。

过量开采地下水所引起的水位下降，在一定的地质条件下会使下降区内的软土层脱水压缩而形成地面沉降的现象。国内外有许多城市如日本的东京和大阪，拉丁美州的墨西哥城，泰国的曼谷市以及我国上海市等，都发生过这种现象，给工业生产，市政交通和人民生活带来重大危害。

我国上海市长期以来开采地下水作为工业供水水源。从1926年到1938年就发现市区地面标高平均下沉26毫米，到1965年已继续下降达1.6米，有的地区达2.37米。其结果建筑物发生不均匀沉降，地下仓库积水不能利用，桥梁净空减小影响船只航行，地下管道受到破坏，部分码头失效，海潮上涨登陆等等，给国民经济带来严重损失。

此外，我国西南岩溶发育的地区，还常因开采地下水过多以致石灰岩溶洞中充填的泥沙为潜流所带走，从而造成地面陷落的现象，这种突然发生的事故也会使人民生命财产遭受一定程度的损失，日益引起了人们的重视。

地下水由于流量有限，开发利用必须合理安排，使取用量和自然补给量保持平衡，才能经常供应，不至于枯竭。不过，由于近年城市建设和工农业大规模发展的结果，常常发生因用水量增加而过度集中开采地下水，使水位持续下降，出水量减少，甚至发生水源枯竭的现象。大部分机井使用离心泵抽水，也因限于泵的扬程而不能正常工作，必须改作深井泵，从而造成经济上的损失。有时地下水不同蓄水层的动力条件由于开发利用而发生变化，使彼此互相串联，可能引起污染而恶化水质。为此，对地下水资源的使用应采取下列必要的保护措施：

①加强地下水源勘察工作，掌握水文地质资料，以便对资源作出正确的评价和合理使用计划，避免过量开采和滥用水源：

②城市化和工农业现代化都会引起用水的大量增加。为此，必须全面规划，合理布局，调配各部门之间的供水需求并统一考虑地面水和地下水的综合利用。

③采取人工补给的办法，以扩大水源。如将污水严格处理后注入地下不排入地表水体等等。

④设立监测网，随时了解地下水的动态和水质变化情况。以便及时采取防治措施。

3. 水源的流域管理

水源的流域管理或称水系保护是保护水资源的关键。近几年来，美、英、苏、法等国几条曾受严重污染的河流，经过治理和加强管理，已明显好转，如美国芝加哥河、英国泰晤士河、苏联莫斯科河、德国莱茵河均已出现曾长期绝迹的鱼群。根据目前国内外的资料对水系保护主要采取下面一些措施：

（1）对水资源进行全面的评价和规划。

水资源调查评价是合理开发利用和科学管理水资源的基础。从国外的经验来看，评价研究的内容包括：水资源的数量、质量、时空分布特点，利用现状，未来用水的预测，供需矛盾的分析等几个方面。目前水资源的开发，已由单目标发展到多目标；由地面水发展到地下水；由水量控制发展到水质控制；由单纯的经济考虑发展到经济、社会、环境等多方面考虑。因此，对水资源开发、利用和保护必须在评价基础上进行全面规划。

（2）设立管理机构，制定合理利用水资源和防止污染法律。目前，欧美等国都已建立国家和地方的水污染管理机构，它拥有经费和行政权力，职责是严格执行水污染控制的法律条款，制定水系治理规划，进行环境调查与鉴定，提供技术经济援助，监督和推动各地区、各城市污水处理和水系保护工作。

4. 增加下水道建设，发展城市污水厂

欧美等国从长期的水系治理中认识到普及城市下水道，大规模兴建城市污水处理厂，普遍采用二级以上的污水处理技术，是水系保护的重要措施。关于这个问题还将在第十章详细论述。