陈喜靖,沈阿林,奚 辉,许育新
(浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)
浙江省“五水共治”之“抓节水”的重要性及途径
陈喜靖,沈阿林,奚 辉,许育新
(浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)
根据浙江省“五水共治”的发展形势,对“抓节水”的重要性及途径进行阐述。综合分析浙江省因人口密度大、经济发展快、降水时空分布不均等原因,既造成水资源短缺,又产生较严重的水环境污染问题。提出通过树立全民节水意识,开拓利用各类水资源、多途径发展节水技术,如充分利用雨水资源、推广节水灌溉、水肥一体化等技术,同时增强工程节水调控能力,提高水资源积蓄、调配与输送能力,实施最严格的水资源与水环境管理制度等手段,达到水资源高效利用和控制环境污染的目的。
五水共治;水资源;节水;水环境治理
文献著录格式:陈喜靖,沈阿林,奚辉,等.浙江省“五水共治”之“抓节水”的重要性及途径[J].浙江农业科学,2015,56(1):5-9.
DOI 10.16178/j.issn.0528⁃9017.20150102
浙江省是一个人多地少,经济快速发展,劳动力紧张,水资源分布不均,旱涝频发的省份,需要实现以水资源的可持续利用支撑浙江经济社会的可持续发展[1]。“五水共治”是浙江省政府针对本省自然状况以及新时期出现的诸多问题推出的一个大政方针,是推进浙江新一轮改革发展的关键之策,“五水共治”吹响了浙江大规模治水行动的新号角。“抓节水”在“五水共治”中的顺序(治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水)以压轴的形式出现,意义重大,它既是“五水共治”中解决水资源问题的最直接举措,也是实现“五水共治”目标的控源之举。首先,通过抓节水直接提高水资源利用效率,可以缓解浙江省不断增长的用水需求。第二,通过抓节水可以减少各行业用水,减小蓄水、供水、输水设施设备压力,既直接提高了保供水能力,又可以减少污水排放量,降低治污成本,促进环境水质提高,缓解水质性缺水问题,更加强了供水能力。第三,城乡各地通过抓节水、用雨水等措施,可削减雨洪,减少水土流失,促进防洪排涝。“抓节水”也是“五水共治”中最触手可及,可人人参与、身体力行的工作。因此,为了提高对“五水共治”及“抓节水”的认识,特写本文,以供参考。
1.1 水资源总量丰富,但人均占有量少
浙江省地处南方湿润地区,全省各地多年降雨量基本在1 000~2 000 mm范围内,但是由于受降雨特点、地形特征的影响,导致可利用的水资源量有限,又因人口密度高,且分布不匀,经济发展不均衡,导致水资源短缺。根据对2003-2010年浙江省水资源公报统计,浙江省水资源总量955.4亿m3,位居全国第四,但是人均水资源拥有量却仅为2 100 m3[2],低于全国平均水平,接近联合国2 000 m3(人均水资源拥有量)的中度缺水警戒线标准。从浙江各区域来看,总体上表现为经济发展快速、人口稠密地区的水资源缺乏矛盾比较突出,主要为浙北杭嘉湖平原、浙东萧绍宁舟地区、台州的温黄平原及玉环县、温州地区的乐清和平阳、浙中的义乌、永康和金华等。此外,全省山区、沿海滩涂及分散岛屿局部存在一定的人畜饮水困难。根据《浙江省水资源保护和开发利用总体规划》分析,采用强化节水方案,全省2020年水资源供需缺口仍将达到66.0亿m3[3]。
1.2 水资源时空分布差别大,难以充分利用
从浙江水资源的时空分布上看,由于受季风气候影响,降水主要集中在3-6月的春雨和梅雨期间,降雨量占全年的60%左右,降雨最为集中的是梅雨季节和台风来临时,易产生洪涝灾害,又有60%左右的水以洪水形式流入大海。7-8月盛夏,则干旱少雨,在有台风来临时有雨补充,入秋后,9月份有一短暂秋雨期,10月至翌年2月降水量最少,多晴冷天气。年际间降雨量变化也很大,如杭州市2003年降雨量为889 mm,而2012年为1 741 mm,相差1倍,丰水年和枯水年特征明显。
水资源的空间分布与人口、经济与水资源分布状况不相匹配(图1),绍兴等4个地区H值<0.2,表示水资源供不应求,温州等4个地区0.5<H值<0.2,表示水资源供应能力薄弱,只有丽水、衢州H值>0.5,水资源供应能力较强。全省的水资源80%分布在山区,而经济发达、人口密集的平原和滨海地区不到20%。全省水资源由西南向东北递减,如位于杭州湾南岸的慈溪市是全国经济百强县,工农业经济发达,但人均水资源占有量仅有430 m3[4]。
图1 浙江省各地区水资源短缺程度评价指数(H值)比较
1.3 经济发展与生活水平提高增加了用水需求
随着社会发展,浙江省的用水结构也发生了相应的变化,总体上表现为农业用水比重逐步下降,工业、生活和生态用水比例上升。从1998年到2012年[1],农业用水从77.8%下降到41.1%,工业用水从9.8%上升到27.8%,生活用水从3.1%上升到12.4%,生态用水从9.3%上升到12.9%。
生活用水和生态用水增加与城市化进程加快,城市、城镇人口增加以及人民生活水平提高有关,引起用水总量上升,挤压了农业等行业用水。如东阳市横锦水库,据农民反映,以前灌溉用水几乎随时放水,渠道里都流淌着满满的水,现在是半个月放1次水,每次只持续两天左右,只能基本满足渠道上游稻田的用水需求,下游的稻田根本无法满足。而每年10月至次年3月,如果乡镇需灌溉用水则要请示市长[5]。
1.4 水体污染严重,造成水质性缺水
据全国环境统计数据显示,2011年,全国废水排放量大于40亿t的省份有广东、江苏、山东、浙江4个,废水排放量占全国废水排放总量的1/3,水污染状况严重。1998年浙江全省废水排放总量为29.8亿m3,2011年增至41.5亿t,年均增加2.58%[2]。以2010年数据为基准,全省选取223个重点水功能区参与评价,结果是,符合地表水Ⅰ~Ⅲ类标准的128个,占57.4%。按水功能区目标水质评价,87个水功能区达标,达标率仅为39%,还不到参评水功能区总量的1/2[6],浙江平原河网地区的江河水质受养殖业与农业面源污染影响严重,市镇河道受生活污水和工业污水污染严重,以嘉兴地区最严重,舟山地区位于海岛,地表水缺乏,情况特殊(图2),从而造成用水功能下降,产生严重的水质性缺水问题。
1.5 水资源利用效率低,存在浪费现象
据2009年调查统计结果,浙江省每吨水的农业用水效益为12.0元,高于全国平均水平10.9元,与全国农业用水效益最高的重庆市相比,只有其1/3。每吨水的工业用水效益为212.0元,是全国平均水平的1.9倍,但不到全国工业用水效益最高的天津市的1/4(表1)。
农业不仅用水最大,且用水效率低下,其中农田灌溉用水量占农业总用水量的80%以上,提高农田灌溉用水系数是缓解农业用水窘境的一个重要途径。浙江省的农作物播种面积中还有41.6%没有得到有效的灌溉,依然处于靠天吃饭的状态。另外,58.4%比例的有效灌溉面积中的农田灌溉水利用系数只有0.56,虽高出全国6百分点,但低于发达国家0.7~0.8的农田灌溉水利用系数,所以还有很大的节水潜力。
图2 各地市地表水功能区全年达标率比较
表1 部分省市工、农业用水效益比较 元·m-3
2.1 树立全民节水意识
水是人们赖以生存的重要物质基础之一,节水是国家的战略性举措,是全体人民的事情,但浙江省雨量充沛,处于“江南水乡”的表面现象,使大多数人很难意识到节水的重要性,水资源意识淡薄,绝大多数被调查的农户认为水是天上落下来的,取之不尽,用之不竭。表1数据也反映出:虽然浙江省工农业生产水平较高,但工农业用水生产效益低于许多省份,与最高水平相比只有其1/3~1/4,其中原因就是节水意识不强,浪费现象严重。同时也说明,只要提高节水意识,科学合理地利用水资源,节水的潜力是很大的。因此,在当前经济高速发展,进入现代化生活方式的今天,需要树立全民节水意识,使人们意识到,用水是需要高成本的,而且用水不当会对环境造成严重影响,节水不但有直接的经济效益,还有巨大的潜在的社会和环境效益。只有树立全民节水意识,才能做到水资源的可持续利用,才能保障经济和社会的可持续发展。
2.2 开拓利用各类水资源、多途径发展节水技术
2.2.1 集蓄利用雨水资源
浙江省降水资源丰富,但是由于时空不均,流失量很大,一方面造成优质水资源浪费,另一方面形成积水洪涝。可通过对雨水资源的集蓄利用,变害为利。浙江省农业生产类型丰富,各地可因地制宜建设雨水收集工程,特别是对于灌渠不能到达的丘陵山地的农、林、果园地,淡水资源缺乏的沿海滩涂、海岛,雨水收集与利用均方便的大棚设施,以及可用于生活和生产补充用水的住宅与厂房。
山地雨水收集可以利用地形高差,在地形不同部位的山谷、沟渠上建设集蓄水池,利用天然坡面、畦面、路面进行雨水收集;梯田大棚可以实现上棚集水下棚用水的自压灌溉;大棚集水可以边蓄边用,经济高效,可设计高复蓄率的集水池[7],温室与联栋大棚可以建设高于地面的集水池,便于自压自流灌溉;沿海滩涂、海岛可以结合设施农业开展雨水收集。农业雨水收集系统应与喷灌、滴灌工程结合设计与建设,并实施水肥一体化,可以综合提高水肥利用效率。城市雨水收集系统要与用水、排水系统统一规划设计。
2.2.2 回收利用废水资源
回收利用废水资源又称污水资源化,是提倡一水多用,促进水资源的高效利用,使有限的水资源尽可能发挥最大的作用,或把工业、农业和生活废水引到预定的净化系统中,采用物理的、化学的或生物的方法进行处理,使其达到可以重新利用标准的整个过程,这是提高水资源利用率的一项重要措施。据有关资料统计,城市供水的80%转化为污水,经收集处理后,其中70%的再生水可以再次循环使用。这意味着通过污水回用,可以在现有供水量不变的情况下,使城市的可用水量至少增加50%以上。污水回用作为第二水源,与开发其他水源相比具有如下优点:比远距离引水便宜;比海水淡化经济;能够节约大量的排污费用,改善生态环境。污水资源化,不仅可以缓解水资源短缺的局面,高效地利用有限的淡水资源,同时又减少了排放至自然水体的污染物总量,具有巨大的经济效益、社会效益和环境效益。
2.2.3 推广沼液灌溉技术,发展农牧结合模式
农村环境质量及水体恶化,很大程度上受养殖业影响。浙江省万头规模以上的猪场有几百家,仅萧山就有37家,嘉兴市的生猪饲养量曾经达到700万头,饲养密度一度成为全国最高,目前正在进行大幅度调整。万头猪场按日排放养殖废水80 t计,年排放量达到3万t,对环境造成的压力很大。大量的养殖废水虽经发酵处理形成沼液,但大部分既没有科学利用,也不能达标排放,成为处理难题。实际上,沼液本身既可以替代大量的灌溉用水,同时还含有千分之一左右的氮、磷、钾等营养元素,用于灌溉可以减少农田化肥用量,并对病虫具有一定的杀灭作用。目前存在的问题一方面是养殖业过分集中,周围没有可以充分消纳沼液的土地,解决的办法有:建立远距离管道输送系统,科学实施种养结合,养殖业纳入种植业计划与管理范畴,进行统一科学规划,由同一业主管理负责等。另一方面应该大力推广沼液灌溉利用技术,浙江省已经投入了大量人力物力,开展了多方面的沼液利用技术应用研究,如沼液在水稻田中的消解利用[8]等技术,应当得到广泛的推广应用。
2.2.4 园地、旱地推广水肥一体化技术
由于我国施肥技术落后,化肥平均利用率只有30%~40%,部分大棚蔬菜等高施肥量作物肥料利用率甚至低至10%,农用化肥大量流失进入水体,造成水环境的化肥面源污染。水肥一体化技术的优点是可以根据作物不同阶段的养分需求量随时提供,养分利用率高,并可以避免常规施肥的铵态和尿素态氮肥施在地表造成挥发流失的问题,不但提高肥料利用率,还降低了在栽培中因不合理的施肥及肥料利用率低而造成的污染问题,并可节省劳动力。水肥一体化是目前实现高效灌溉施肥的优化技术,也是国内外灌溉施肥的发展趋势,如以色列90%的肥料、美国有50%以上的肥料为液体肥料,实行水肥一体化灌溉施肥。我国近年随着节水灌溉面积的大规模发展,研究推广应用水肥一体化技术已经有了基础条件。但是,水肥一体化并不是一项简单的技术,需要形成完善的技术应用与管理体系。
2.2.5 水稻推广薄露灌溉与旱作栽培技术
农业是用水大户,各地农业用水要占全部用水的50%~80%,水稻栽培又是农业用水中的大户。因此,做好水稻节水灌溉具有重要意义。
水稻薄露灌溉,指在水稻本田生育期间采用薄水层、并适时落干露田的灌溉技术。其“薄”就是薄层灌溉,一般为20 mm以下;“露”就是要求干湿交替,表层土面不要长期淹灌。该灌溉技术是浙江省水稻灌溉科技工作者通过多年试验研究后总结出来的,它改变了水稻长期淹灌的状态,既能促进水稻生长发育,实现增产,又减少了灌溉水量和污水排放量,降低了氮磷的流失,达到节水及降低污染的目的[9]。
在一些对水环境要求比较高的地域,如饮用水水源地、水库上游、有机产品生产基地等区域,也可以采用水稻旱作栽培技术。根据我们近年研究,通过选择优势水稻品种,如浙江农科院培育的浙优18,春优84,宁波市农科院培育的甬优系列品种,并充分利用浙江省丰富的降雨条件适时播种,适当补充灌溉,进行科学施肥,旱作水稻也可获得500 kg以上的产量,灌溉量及排放量更少,对环境影响可以降到最低。
2.3 增强工程节水调控能力,提高水资源积蓄、调配与输送能力
为了解决水资源短缺和提高水分利用效率问题,需要增强工程节水调控能力,提高水资源积蓄能力,在有利的地形部位,能蓄就蓄,能拦就拦。同时,要增强灌溉水的输送能力,在浙江省地形复杂的条件下,特别需要发展管道输水,形成分级管网,干支合理配置。同时加强对老旧灌溉渠系的修整改造,新建现代化高标准的灌溉工程,大范围普及推广节水灌溉方式,逐步推进喷微灌技术在浙江省的普及,在现有技术水平上还要研究与引进新的节水灌溉技术等。通过一系列的相关举措不断提高农田灌溉用水系数,节约水资源,以同等的水资源量生产更多的农产品,满足社会大众日益增长的农产品需求。
2.4 实施最严格的水资源与水环境管理制度
2009年,国家提出对水资源实行最严格的管理制度,实现水资源可持续利用,浙江省委十二届七次全会通过的《中共浙江省委关于推进生态文明建设的决定》,将最严格水资源管理制度写入其中。2010年10月水利部将浙江省列入全国最严格水资源管理制度先行先试的省份,我们必须根据浙江省省情与水情,认真贯彻落实中央和省委的精神,从战略的高度,实行最严格水资源管理制度。2012年12月,浙江省政府出台了关于实行最严格水资源管理制度全面推进节水型社会建设的意见,明确了浙江省2015年三条红线控制的指标目标,用水总量控制在229亿m3以内,万元GDP用水量控制在78 m3以内,万元工业增加值用水量控制在39 m3,农田灌溉水有效利用系数提高到0.58以上,主要水功能区达标率提高到60%以上,县城以上集中式供水水源地水质达标率达到90%以上,全省1/3的市、县(市、区)基本达到节水型社会建设标准,初步建立最严格水资源管理制度,到2020年,全省基本建立起较为完善的水资源管理制度和监督管理体系,节水型社会基本建成[10]。
随着“五水共治”的实施,浙江省也实行了最严格水环境管理制度。浙江省省长李强要求加强领导,强化保障,确保“五水共治”各项工作落到实处。切实抓好制度建设,全面推行“河长制”,实行最严格的水环境监管制度,积极推行第三方治理制度,建立健全生态补偿与奖惩制度。加强资金、技术及组织、政策保障,抓好考核督查,制定时间表、项目表、责任表,推动“五水共治”各项工作落到实处。全面整治垃圾河、黑河、臭河,全面推进工业污水和城镇生活污水截污纳管和达标排放,全面推进农村污水治理。统筹推进防洪排涝工程建设,完善基层防汛防台体系和基层水利服务体系。切实保障城乡居民饮水安全,加强饮用水水源地保护。建立健全节约用水体制机制,研究制定和实施水权制度,推行阶梯式水价制度,大力推广节水技术,建立健全节水法规和政策。通过严格管理,使人们树立治污就是节水,而且是更大的节水的理念。
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(责任编辑:吴益伟)
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浙江省农科院科技创新能力提升项目(2014CX017);浙江省农科院创新载体建设工程项目(2013CXZT02)
陈喜靖(1962-),男,浙江金华人,副研究员,主要从事节水灌溉、水肥一体化技术研究工作。