水資源科學(xué)是研究水資源的形成、運(yùn)動(dòng)、分布和演變規(guī)律以及揭示水資源供給與保護(hù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的相互關(guān)系,并應(yīng)用這些規(guī)律和關(guān)系解決人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對水資源在數(shù)量和質(zhì)量上需求的科學(xué)。其核心是研究和解決水資源的稀缺性問題。規(guī)律問題屬于基礎(chǔ)理論研究的范疇,關(guān)系問題屬于應(yīng)用理論研究的范疇。水資源承載能力和合理配置是應(yīng)用理論研究的主要內(nèi)容。
一、水資源承載能力
承載能力是力學(xué)中的一個(gè)重要概念,表示一個(gè)承載體能夠在不遭受破壞的前提下可以承受的外力或荷載。這里有兩點(diǎn)需要特別說明,第一是所承受的力來自于承載體以外,第二是承載體本身不遭受破壞。目前,在許多科學(xué)領(lǐng)域廣泛運(yùn)用承載能力的觀念,其目的是為了追求可持續(xù)性。例如,在生態(tài)學(xué)中,對環(huán)境承載能力的定義是某個(gè)特定的環(huán)境在沒有不良后果的情況下可以供養(yǎng)的數(shù)目的個(gè)體或居住者。在土地資源科學(xué)中,對土地承載能力的定義是在保證與社會(huì)發(fā)展階段相適應(yīng)的物質(zhì)生活水平下,一個(gè)國家或地區(qū)土地資源所能夠持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量。
水資源承載能力也應(yīng)當(dāng)符合上述兩個(gè)概念。問題是外力是什么?從邏輯上講,既可以是人口總量,生物總量,也可以是經(jīng)濟(jì)總量,但絕對不是水資源可利用量本身。水資源不遭受破壞與可持續(xù)利用在概念上是等同的。因此,水資源承載能力可以定義為:在水資源可持續(xù)利用的前提下,某個(gè)國家或區(qū)域的水資源可以持續(xù)支撐的人口總量(生物總量)或經(jīng)濟(jì)總量。
水資源承載能力是水資源可利用量與人均年綜合用水量的比值。要分析計(jì)算水資源承載能力,需要先確定水資源可利用量和人均年綜合用水量。
水資源可利用量是指在水資源可持續(xù)利用的前提下,考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性以及生態(tài)環(huán)境的可承受性,通過工程措施可以獲取并利用的一次性水量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng),開發(fā)利用水資源的手段和措施會(huì)不斷改進(jìn)或更新,水資源可利用量也會(huì)發(fā)生變化,所以只能根據(jù)可能預(yù)計(jì)的未來某個(gè)水平年的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行估算。分析計(jì)算水資源可利用量的過程相對比較復(fù)雜,因?yàn)樗枪?yīng)用水戶消耗和虧損的一次性水量指標(biāo),不包括上游區(qū)與下游區(qū)之間、地表水與地下水之間、城市與農(nóng)村之間重復(fù)的用水量。關(guān)于水資源可利用量的計(jì)算準(zhǔn)備另文敘述。
人均年綜合用水可以建立人口總量和經(jīng)濟(jì)總量與水資源之間的定量關(guān)系。我國現(xiàn)行的人均年綜合用水量包括了生活用水、生產(chǎn)用水和部分城市生態(tài)用水,能夠比較客觀地反映一個(gè)地區(qū)或區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的用水水平。事實(shí)上,人均年綜合用水量就是一個(gè)地區(qū)或區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的總用水量與其人口(不包括流動(dòng)人口)的比值。
水資源承載能力以水資源為出發(fā)點(diǎn),探求與經(jīng)濟(jì)或生物總量之間的關(guān)系。
在分析水資源承載能力時(shí),以下四點(diǎn)需要注意:
1。重復(fù)計(jì)算問題
在分析水分循環(huán)的過程中,存在地表水與地下水的重復(fù)計(jì)算問題。這一點(diǎn)已經(jīng)為人們所認(rèn)識(shí)。在分析用水過程中,通常也存在重復(fù)統(tǒng)計(jì)問題。例如上游用水后的退水(也稱為回歸水)被下游用水戶再次使用,城市的退水常常被農(nóng)業(yè)和生態(tài)利用,不論水質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn),而這一點(diǎn)并不為人們所認(rèn)識(shí)。由于存在大量的重復(fù)統(tǒng)計(jì),容易造成水資源供需分析的失真,也會(huì)使政府宏觀決策失靈。正確的做法是“毛對毛、凈對凈”,即在分析供水量時(shí)采用毛定額,在分析用水量時(shí)也應(yīng)當(dāng)采用毛定額;反之亦然。比較科學(xué)的是應(yīng)當(dāng)盡量采用“凈對凈”的方法,用耗水量進(jìn)行分析。
2。水資源核算問題
水資源核算問題的核心是對一個(gè)地區(qū)或區(qū)域水資源收入和支出項(xiàng)進(jìn)行系統(tǒng)分析,以便得出完整的、符合實(shí)際的結(jié)論。當(dāng)前,有一種傾向,在分析某個(gè)地區(qū)或區(qū)域的缺水現(xiàn)狀時(shí),不是完整地分析水資源的收入項(xiàng)和支出項(xiàng),而是重支出項(xiàng)而忽視收入項(xiàng)。例如,在分析北方黃淮海平原缺水現(xiàn)狀時(shí),根本不分析或者考慮水資源的嚴(yán)重虧損,視20多年地下水嚴(yán)重超采已經(jīng)累計(jì)達(dá)到900多億m3和由此產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境日趨惡化的事實(shí)而不見,僅僅根據(jù)近幾年或1980年以來用水資料(支出項(xiàng))的分析,片面地推斷“即將進(jìn)入零增長階段”的錯(cuò)誤結(jié)論,更有甚者武斷判定“已經(jīng)進(jìn)入零增長階段”,并由此推斷出“不缺水”的結(jié)論。正確的做法應(yīng)當(dāng)是既分析支出項(xiàng),又分析收入項(xiàng);既考慮生活與生產(chǎn)用水,又重視生態(tài)用水。
3。用水定額問題
這個(gè)概念本來是很清楚的,即單位時(shí)間內(nèi)單位產(chǎn)品、單位農(nóng)作物面積或人均生活所用的水量。這里再次提及用水定額問題是想特別指出,目前我國確定用水定額的基本方法是統(tǒng)計(jì)法,沒有采用國際慣用的需求法。因此,統(tǒng)計(jì)分析范圍的大小,對用水定額的影響很大。根據(jù)一些研究或規(guī)劃成果分析,統(tǒng)計(jì)范圍越大,用水定額越小;反之亦然。其主要原因是統(tǒng)計(jì)范圍越大,水資源的重復(fù)利用程度也就越高,所反映的用水定額也就相對較小。因此,從流域范圍分析的用水定額一般都低于在流域內(nèi)某個(gè)地區(qū)、區(qū)域或城市分析得出的用水定額。
4。規(guī)程規(guī)范問題
水資源供需分析方法缺少必要的規(guī)程規(guī)范,經(jīng)常出現(xiàn)仁者見仁,智者見智的情況。當(dāng)前,對水資源供需分析的成果出現(xiàn)嚴(yán)重分歧,一個(gè)非常重要的原因就是沒有統(tǒng)一的規(guī)程規(guī)范,甲用趨勢法,乙用定額法,丙用人口法,各有各的道理,又各有各的缺陷。當(dāng)然,多一份成果,多一份論據(jù),自然很好,問題是缺少一個(gè)判斷依據(jù),以至于長期爭論不休,影響政府決策。
一、水資源承載能力
承載能力是力學(xué)中的一個(gè)重要概念,表示一個(gè)承載體能夠在不遭受破壞的前提下可以承受的外力或荷載。這里有兩點(diǎn)需要特別說明,第一是所承受的力來自于承載體以外,第二是承載體本身不遭受破壞。目前,在許多科學(xué)領(lǐng)域廣泛運(yùn)用承載能力的觀念,其目的是為了追求可持續(xù)性。例如,在生態(tài)學(xué)中,對環(huán)境承載能力的定義是某個(gè)特定的環(huán)境在沒有不良后果的情況下可以供養(yǎng)的數(shù)目的個(gè)體或居住者。在土地資源科學(xué)中,對土地承載能力的定義是在保證與社會(huì)發(fā)展階段相適應(yīng)的物質(zhì)生活水平下,一個(gè)國家或地區(qū)土地資源所能夠持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量。
水資源承載能力也應(yīng)當(dāng)符合上述兩個(gè)概念。問題是外力是什么?從邏輯上講,既可以是人口總量,生物總量,也可以是經(jīng)濟(jì)總量,但絕對不是水資源可利用量本身。水資源不遭受破壞與可持續(xù)利用在概念上是等同的。因此,水資源承載能力可以定義為:在水資源可持續(xù)利用的前提下,某個(gè)國家或區(qū)域的水資源可以持續(xù)支撐的人口總量(生物總量)或經(jīng)濟(jì)總量。
水資源承載能力是水資源可利用量與人均年綜合用水量的比值。要分析計(jì)算水資源承載能力,需要先確定水資源可利用量和人均年綜合用水量。
水資源可利用量是指在水資源可持續(xù)利用的前提下,考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性以及生態(tài)環(huán)境的可承受性,通過工程措施可以獲取并利用的一次性水量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng),開發(fā)利用水資源的手段和措施會(huì)不斷改進(jìn)或更新,水資源可利用量也會(huì)發(fā)生變化,所以只能根據(jù)可能預(yù)計(jì)的未來某個(gè)水平年的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行估算。分析計(jì)算水資源可利用量的過程相對比較復(fù)雜,因?yàn)樗枪?yīng)用水戶消耗和虧損的一次性水量指標(biāo),不包括上游區(qū)與下游區(qū)之間、地表水與地下水之間、城市與農(nóng)村之間重復(fù)的用水量。關(guān)于水資源可利用量的計(jì)算準(zhǔn)備另文敘述。
人均年綜合用水可以建立人口總量和經(jīng)濟(jì)總量與水資源之間的定量關(guān)系。我國現(xiàn)行的人均年綜合用水量包括了生活用水、生產(chǎn)用水和部分城市生態(tài)用水,能夠比較客觀地反映一個(gè)地區(qū)或區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的用水水平。事實(shí)上,人均年綜合用水量就是一個(gè)地區(qū)或區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的總用水量與其人口(不包括流動(dòng)人口)的比值。
水資源承載能力以水資源為出發(fā)點(diǎn),探求與經(jīng)濟(jì)或生物總量之間的關(guān)系。
在分析水資源承載能力時(shí),以下四點(diǎn)需要注意:
1。重復(fù)計(jì)算問題
在分析水分循環(huán)的過程中,存在地表水與地下水的重復(fù)計(jì)算問題。這一點(diǎn)已經(jīng)為人們所認(rèn)識(shí)。在分析用水過程中,通常也存在重復(fù)統(tǒng)計(jì)問題。例如上游用水后的退水(也稱為回歸水)被下游用水戶再次使用,城市的退水常常被農(nóng)業(yè)和生態(tài)利用,不論水質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn),而這一點(diǎn)并不為人們所認(rèn)識(shí)。由于存在大量的重復(fù)統(tǒng)計(jì),容易造成水資源供需分析的失真,也會(huì)使政府宏觀決策失靈。正確的做法是“毛對毛、凈對凈”,即在分析供水量時(shí)采用毛定額,在分析用水量時(shí)也應(yīng)當(dāng)采用毛定額;反之亦然。比較科學(xué)的是應(yīng)當(dāng)盡量采用“凈對凈”的方法,用耗水量進(jìn)行分析。
2。水資源核算問題
水資源核算問題的核心是對一個(gè)地區(qū)或區(qū)域水資源收入和支出項(xiàng)進(jìn)行系統(tǒng)分析,以便得出完整的、符合實(shí)際的結(jié)論。當(dāng)前,有一種傾向,在分析某個(gè)地區(qū)或區(qū)域的缺水現(xiàn)狀時(shí),不是完整地分析水資源的收入項(xiàng)和支出項(xiàng),而是重支出項(xiàng)而忽視收入項(xiàng)。例如,在分析北方黃淮海平原缺水現(xiàn)狀時(shí),根本不分析或者考慮水資源的嚴(yán)重虧損,視20多年地下水嚴(yán)重超采已經(jīng)累計(jì)達(dá)到900多億m3和由此產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境日趨惡化的事實(shí)而不見,僅僅根據(jù)近幾年或1980年以來用水資料(支出項(xiàng))的分析,片面地推斷“即將進(jìn)入零增長階段”的錯(cuò)誤結(jié)論,更有甚者武斷判定“已經(jīng)進(jìn)入零增長階段”,并由此推斷出“不缺水”的結(jié)論。正確的做法應(yīng)當(dāng)是既分析支出項(xiàng),又分析收入項(xiàng);既考慮生活與生產(chǎn)用水,又重視生態(tài)用水。
3。用水定額問題
這個(gè)概念本來是很清楚的,即單位時(shí)間內(nèi)單位產(chǎn)品、單位農(nóng)作物面積或人均生活所用的水量。這里再次提及用水定額問題是想特別指出,目前我國確定用水定額的基本方法是統(tǒng)計(jì)法,沒有采用國際慣用的需求法。因此,統(tǒng)計(jì)分析范圍的大小,對用水定額的影響很大。根據(jù)一些研究或規(guī)劃成果分析,統(tǒng)計(jì)范圍越大,用水定額越小;反之亦然。其主要原因是統(tǒng)計(jì)范圍越大,水資源的重復(fù)利用程度也就越高,所反映的用水定額也就相對較小。因此,從流域范圍分析的用水定額一般都低于在流域內(nèi)某個(gè)地區(qū)、區(qū)域或城市分析得出的用水定額。
4。規(guī)程規(guī)范問題
水資源供需分析方法缺少必要的規(guī)程規(guī)范,經(jīng)常出現(xiàn)仁者見仁,智者見智的情況。當(dāng)前,對水資源供需分析的成果出現(xiàn)嚴(yán)重分歧,一個(gè)非常重要的原因就是沒有統(tǒng)一的規(guī)程規(guī)范,甲用趨勢法,乙用定額法,丙用人口法,各有各的道理,又各有各的缺陷。當(dāng)然,多一份成果,多一份論據(jù),自然很好,問題是缺少一個(gè)判斷依據(jù),以至于長期爭論不休,影響政府決策。