当前中国水利面临的最主要问题是什么——土木在线
2016年06月30日 17:02:01co1467077509270
可能要出乎大多数人的意料之外，目前中国水利面临的最主要问题竟不是洪涝灾害，而是水资源紧缺。近些年发生的严重洪涝灾害，包括次生灾害，在某种程度上，也是水资源紧缺造成的。（因为水资源紧缺，一些地方长年没有大的洪水来临，于是就放松了防洪排涝标准，在原来的河道里和分洪区建立起永久性的住宅，甚至是工厂，当洪水来临，便造成严重的损失。）
水资源紧缺的表现十分明显。大量的冰川消失、雪线升高，导致大江大河的源头来水减少，加上工业化和城市化带来的用水量剧增，使得不少河流断流，像黄河这样的北方大河，几乎每年都要断流，据统计，在全国668个城市中，有近400个城市用水紧张，300多个城市严重缺水。由于缺水，各地对地下水严重超强开采，全国大型降落漏斗已达56个，总面积在8.5×104平方公里。在缺水城市中，不仅有传统干旱地区的城市，就是位于黄河边上的郑州和长江边上的杭州居然也名列其中。
水资源紧缺成为当前最重要的问题，意味着延续数千年之久的中国的水利战略要发生根本性的变化。自从传说中的大禹治水时期开始，迄今为止，中国水利的主要工作是防洪，当然也有抗旱、水土保持等方面的内容，但只是一小部分，最主要的是防洪。而今天，面临水资源紧缺的新形势，中国水利最主要的工作是涵养和获取水资源，防洪抗涝工作应在涵养水资源的战略目标下规划，这是一个根本性的转变。
需要强调的是，水资源紧缺，不是中国独有的现象，而是全球性的普遍问题，据联合国统计：世界上有31个国家正面临严重的缺水问题，到2025年，全世界将增加26亿人口，其中2/3将在缺水的环境中生活，而1/3将在极为严重的缺水环境中生活。全世界对水的需求量届时将超过可供水总量的56%。有些国外的学者甚至提出了“水资源战争”的概念，认为人类将出现大规模的为争夺水资源而进行的战争。
从理论上讲，造成全球性水资源紧缺的原因可能有两种，一是地球的天体物理变化，因为根据地质史的说法，地球曾经出现过数次北极的融化和干涸，也曾经出现过数次冰期。如果现在又处在一次大的变暖周期中，就会出现冰川变少并消失、河流缺水等情况。二是人类活动导致的气候异常，具体来说，就是工业化和城市化带来的气候水文条件变化导致的水资源紧缺。关于第一种原因，应该是天文学家们研究的领域，目前的水利学专家们普遍认为，地球尚处于一个平稳的时期，没有明显的证据表明它正在发生某种天体物理的变化。水利专家们普遍的看法是人类的工业化和城市化是导致目前水资源紧缺的主要原因。而且，如果真是地球的天体物理变化导致的全球变暖和缺水，人类也没什么应对办法。只有因工业化和城市化导致的水资源紧缺，才可以通过调节人类自身的活动得到解决。所以，本文以目前水利界的主流看法即工业化和城市化是造成水资源紧缺的根本原因为立论基点，来讨论中国的水利战略问题。
工业化和城市化是如何造成水资源的紧缺呢？
第一，工业化带来的大量废气排放导致全球变暖，冰川消融，这是世界上大江大河源头来水量减少的重要原因。
第二，工业企业本身就是用水大户，而且是集中用水大户，直接带来了水资源的消耗，据国外学者统计，工业用水占世界可用淡水总量的20%至25%。不仅传统的炼钢、造纸产业是耗水大户，就是新兴的高科技企业也是耗水大户。据我国河南省的学者研究，河南省在20世纪80年代的工业用水量占总用水量的10.3%。90年代增长到18%，郑州市也不例外，预计在未来十年工业用水将持续增加30%以上。
第三，工业化带来了人口的大量聚集，即城市化，城市人口带来了水资源的集中消耗，使得国家必须为这些积聚的人口建立远距离的供水系统，原来他们分散在广阔的农村地区，比如10万平方公里的范围，可以就地取水；但现在聚集在一起，比如100平方公里内，理论上讲要把过去10万平方公里的水调过来才够他们用的，但事实上调不过来，于是就造成了结构性缺水：人口大量聚集的城市严重缺水，而散布于广泛空间的其它地区的水资源在浪费。
第四，工业化发展出新型的水利工程技术，空前地鼓舞起了人类战胜自然的信心，近100多年来，人类利用现代工程技术手段，对河流进行了大规模的开发和利用，兴建了大量工程设施，改变了河流的地貌学特征，河流近一百年来的变化超过了数万年的自然演进。据国外学者估计，现在，全世界有大约60%的河流经过了人工改造⑧。这些水利工程为人类带来了巨大的经济利益和社会效益，但也因此改变了河流水系的天然分布，破坏了地球水资源的自循环过程。最明显的两个表现是：
（1）以水库取代湖泊：把辽阔的河流水系变成狭窄深陷的水道。在自然状态下，一条完整的河流水系是由支流、湖泊、湿地等大面积水系构成的，辽阔的湖泊、湿地不仅起着蓄洪和调节、涵养水资源的作用，而且还以其巨大的蒸发面积参与整个区域的降雨循环，完成对流域的降水补充。而水库的蓄水量虽然可能大于湖泊，但其面积要小得多，完全起不到湖泊蒸发对流域降雨的补充作用。形象些说，水库就是把散布在大地上的“水盆”变成了深埋下去的“水桶”，储水量是没减少，通过河道下泄的流量可能也没减少，但蒸发给天空的水量明显减少了。
（2）自然河流的渠道化：自然的河流为蜿蜒行进的复杂形态，有弯道、深潭、浅滩、急流、缓流相间的格局，河岸也有滩涂、湿地、斜坡等多种复杂地貌，这样的河流本身就有蓄水、调节、防洪及保护生态多样性的复杂功能。现代水利工程技术将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线形的人工河流或人工河流网；将自然河流的复杂横断面改造为梯形、矩形及弧形等规则几何断面；将河道的边坡，甚至一部分河床以混凝土等硬质材料加以硬化。这样一来，就等于把一条蜿蜒曲折的河流，改造成了一条直通通的人工渠道，从表面上看来，增大了泄洪能力，但从实质上看，破坏了天然河道的蓄水调节能力，向周边地下渗透回补地下水的能力也被破坏了，还破坏了生物的多样性。没错，在这种渠道化的河流中洪水是去得快，但也没留住有用的部分，加大了水资源的浪费。
按现在的实际情况，人类能利用的只是地表水和浅层地下水，这部分水占地球全部淡水资源的不到0.5%。水资源是一个天然的动态循环系统：水汽以雨水的形式从空中降落到陆地上，经地面或地下流向下游，汇入海洋，再经太阳辐射蒸发回到大气层中，这样往复循环，使地表和地下浅层淡水处于循环状态中。但是，依靠海洋上蒸发的水汽通过洋流飘回大陆进行降雨补充只是个大的循环，在自然陆地水域分布状态下，由湖泊、湿地、河流等陆地水面形成的水汽蒸发与降雨构成了一个流域范围内的小循环。由于湖泊减少甚至消失，河流渠道化，使得这一流域自身的小循环消失了，只有依靠洋流带来的大循环来降雨补水，这就造成了要么长期干旱无雨，要么就来一阵瓢泼大雨的旱涝急转现象。
著名水利史专家周魁一教授讲过一个历史故事：北宋王安石变法时，想提高种田面积，增大粮食产量，于是有人建议排干梁山泊，可以得到良田万顷，王安石觉得有道理，但又顾虑因此失去蓄水之地。当时有一个大臣插话说，只要在梁山泊旁边另外开凿一个梁山泊装水不就可以了吗？王安石大笑而止。周教授评价说：“这件事看起来像是笑话，其实当年大规模围垦鉴湖等调蓄洪水的湖泊，不正是类似排干梁山泊的建议一样荒唐吗？!”
其实，这种荒唐远不止是在鉴湖的围垦上。其实质原因在于，工业化带来的工程机械和建筑材料的进步，给人类带来了空前愚妄的自信，在王安石时代由于技术手段落后而不能干的事，现在的人能干了。现代修水库实际上就等于用人工挖一个深窄的大坑将平浅的梁山泊的水装进去，其目的是驱水夺地，以应对城市化带来的人口增加和土地紧缺。国际上的例子也不少，最著名的是咸海地区的生态危机。
咸海的萎缩还使曾经在此生存的178种动物只剩下38种，名贵鱼类亦遭厄运。在靠近咸海的地区，卫生形势恶化，流行病情传播，恶性肿瘤的发病率增高。有学者预言，当咸海被扼杀死亡之后，将会形成6万平方公里的盐土沙漠，并将进一步危害相邻地域。
中国类似的例子更多，比如在海河上游大量修水库导致下游平原严重缺水，著名的白洋淀日渐干涸；在河西走廊的黑河大量引水灌溉，导致下游的居延海干涸变成沙漠，成为能袭击北京的沙尘暴的源头。是的，现在有关方面已经采取了一系列措施，给白洋淀补水，恢复居延海，但是，早干嘛去了？早知今日，又何必当初呢！这一系列荒唐的事件不值得我们从根本上进行反思吗？
第五，工业化带来的水污染，空前加剧了水资源紧缺，使得人类能利用的淡水资源大量减少。工业化的污染是全方位的，不仅传统的诸如化工、制药、造纸企业为污染大户，就是被称为高科技的现代新兴产业，如信息产业，也是重大的污染源。著名的美国“硅谷”就有超150处的被污染的地下水源，其中大多数与高科技生产有关。石油开采业对地下水的污染也越来越成为一个严重的问题，因为要向油井注水提高采收率，注下的水被污染后无法再次使用，其后果是惊人的。这一点对中国来讲尤为急迫，因为中国石油开采业的注水率可能是全世界最高的。
因污染而造成城市缺水已经是个很普遍的问题，比如地处钱塘江边上的杭州，就是一个污染型缺水的城市，因为钱塘江的水被污染了。所以，有人才动脑筋想从千岛湖引水。
最后，还必须看到，工业化和城市化不仅是造成现代水资源紧缺的原因，也是造成现代洪涝灾害损失的重要原因。一方面如前所说，工业化与城市化使得陆地自然水文生态发生了重大变化，陆上水汽小循环被破坏，导致畸旱畸涝现象出现。另一方面，工业化导致财产价值升高，每次洪水造成的财产损失额度急剧增加，也就是科技越进步，经济越发展，洪涝成灾概率越高，损失越大（对于经济发展与洪涝灾害的互动关系，水利史专家周魁一教授已有深入的研究，本期后面全文刊发了周教授的研究成果，此处不复赘言）。
当然，工业化与城市化是具有两面性的。在满足人们的各种欲望和需求方面，工业化与城市化的好处是大于坏处的，所以，才能形成一种不可阻挡的历史潮流。以水利工程为例，现代水库在防洪、发电、灌溉方面起的积极作用也是有目共睹的，也正是因为有这么多的好处，所以，人们才不顾它们带来的害处，片面发展大型的水利工程。由于工业化和城市化是不可抗拒的历史潮流，因此，也就不能幻想着靠停止工业化、城市化来恢复生态水利，那是一种历史倒退，断然行不通。但是，我们可以采取各种各样的措施，控制水利工程的性质，使其沿着有利于生态平衡的方向发展，即用发展的手段解决发展中遇见的问题。