陳喜靖,沈阿林,奚 輝,許育新
(浙江省農業科學院環境資源與土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)
浙江省“五水共治”之“抓節水”的重要性及途徑
陳喜靖,沈阿林,奚 輝,許育新
(浙江省農業科學院環境資源與土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)
根據浙江省“五水共治”的發展形勢,對“抓節水”的重要性及途徑進行闡述。綜合分析浙江省因人口密度大、經濟發展快、降水時空分布不均等原因,既造成水資源短缺,又產生較嚴重的水環境污染問題。提出通過樹立全民節水意識,開拓利用各類水資源、多途徑發展節水技術,如充分利用雨水資源、推廣節水灌溉、水肥一體化等技術,同時增強工程節水調控能力,提高水資源積蓄、調配與輸送能力,實施最嚴格的水資源與水環境管理制度等手段,達到水資源高效利用和控制環境污染的目的。
五水共治;水資源;節水;水環境治理
文獻著錄格式:陳喜靖,沈阿林,奚輝,等.浙江省“五水共治”之“抓節水”的重要性及途徑[J].浙江農業科學,2015,56(1):5-9.
DOI 10.16178/j.issn.0528?9017.20150102
浙江省是一個人多地少,經濟快速發展,勞動力緊張,水資源分布不均,旱澇頻發的省份,需要實現以水資源的可持續利用支撐浙江經濟社會的可持續發展[1]。“五水共治”是浙江省政府針對本省自然狀況以及新時期出現的諸多問題推出的一個大政方針,是推進浙江新一輪改革發展的關鍵之策,“五水共治”吹響了浙江大規模治水行動的新號角。“抓節水”在“五水共治”中的順序(治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節水)以壓軸的形式出現,意義重大,它既是“五水共治”中解決水資源問題的最直接舉措,也是實現“五水共治”目標的控源之舉。首先,通過抓節水直接提高水資源利用效率,可以緩解浙江省不斷增長的用水需求。第二,通過抓節水可以減少各行業用水,減小蓄水、供水、輸水設施設備壓力,既直接提高了保供水能力,又可以減少污水排放量,降低治污成本,促進環境水質提高,緩解水質性缺水問題,更加強了供水能力。第三,城鄉各地通過抓節水、用雨水等措施,可削減雨洪,減少水土流失,促進防洪排澇。“抓節水”也是“五水共治”中最觸手可及,可人人參與、身體力行的工作。因此,為了提高對“五水共治”及“抓節水”的認識,特寫本文,以供參考。
1.1 水資源總量豐富,但人均占有量少
浙江省地處南方濕潤地區,全省各地多年降雨量基本在1 000~2 000 mm范圍內,但是由于受降雨特點、地形特征的影響,導致可利用的水資源量有限,又因人口密度高,且分布不勻,經濟發展不均衡,導致水資源短缺。根據對2003-2010年浙江省水資源公報統計,浙江省水資源總量955.4億m3,位居全國第四,但是人均水資源擁有量卻僅為2 100 m3[2],低于全國平均水平,接近聯合國2 000 m3(人均水資源擁有量)的中度缺水警戒線標準。從浙江各區域來看,總體上表現為經濟發展快速、人口稠密地區的水資源缺乏矛盾比較突出,主要為浙北杭嘉湖平原、浙東蕭紹寧舟地區、臺州的溫黃平原及玉環縣、溫州地區的樂清和平陽、浙中的義烏、永康和金華等。此外,全省山區、沿海灘涂及分散島嶼局部存在一定的人畜飲水困難。根據《浙江省水資源保護和開發利用總體規劃》分析,采用強化節水方案,全省2020年水資源供需缺口仍將達到66.0億m3[3]。
1.2 水資源時空分布差別大,難以充分利用
從浙江水資源的時空分布上看,由于受季風氣候影響,降水主要集中在3-6月的春雨和梅雨期間,降雨量占全年的60%左右,降雨最為集中的是梅雨季節和臺風來臨時,易產生洪澇災害,又有60%左右的水以洪水形式流入大海。7-8月盛夏,則干旱少雨,在有臺風來臨時有雨補充,入秋后,9月份有一短暫秋雨期,10月至翌年2月降水量最少,多晴冷天氣。年際間降雨量變化也很大,如杭州市2003年降雨量為889 mm,而2012年為1 741 mm,相差1倍,豐水年和枯水年特征明顯。
水資源的空間分布與人口、經濟與水資源分布狀況不相匹配(圖1),紹興等4個地區H值<0.2,表示水資源供不應求,溫州等4個地區0.5<H值<0.2,表示水資源供應能力薄弱,只有麗水、衢州H值>0.5,水資源供應能力較強。全省的水資源80%分布在山區,而經濟發達、人口密集的平原和濱海地區不到20%。全省水資源由西南向東北遞減,如位于杭州灣南岸的慈溪市是全國經濟百強縣,工農業經濟發達,但人均水資源占有量僅有430 m3[4]。

圖1 浙江省各地區水資源短缺程度評價指數(H值)比較
1.3 經濟發展與生活水平提高增加了用水需求
隨著社會發展,浙江省的用水結構也發生了相應的變化,總體上表現為農業用水比重逐步下降,工業、生活和生態用水比例上升。從1998年到2012年[1],農業用水從77.8%下降到41.1%,工業用水從9.8%上升到27.8%,生活用水從3.1%上升到12.4%,生態用水從9.3%上升到12.9%。
生活用水和生態用水增加與城市化進程加快,城市、城鎮人口增加以及人民生活水平提高有關,引起用水總量上升,擠壓了農業等行業用水。如東陽市橫錦水庫,據農民反映,以前灌溉用水幾乎隨時放水,渠道里都流淌著滿滿的水,現在是半個月放1次水,每次只持續兩天左右,只能基本滿足渠道上游稻田的用水需求,下游的稻田根本無法滿足。而每年10月至次年3月,如果鄉鎮需灌溉用水則要請示市長[5]。
1.4 水體污染嚴重,造成水質性缺水
據全國環境統計數據顯示,2011年,全國廢水排放量大于40億t的省份有廣東、江蘇、山東、浙江4個,廢水排放量占全國廢水排放總量的1/3,水污染狀況嚴重。1998年浙江全省廢水排放總量為29.8億m3,2011年增至41.5億t,年均增加2.58%[2]。以2010年數據為基準,全省選取223個重點水功能區參與評價,結果是,符合地表水Ⅰ~Ⅲ類標準的128個,占57.4%。按水功能區目標水質評價,87個水功能區達標,達標率僅為39%,還不到參評水功能區總量的1/2[6],浙江平原河網地區的江河水質受養殖業與農業面源污染影響嚴重,市鎮河道受生活污水和工業污水污染嚴重,以嘉興地區最嚴重,舟山地區位于海島,地表水缺乏,情況特殊(圖2),從而造成用水功能下降,產生嚴重的水質性缺水問題。
1.5 水資源利用效率低,存在浪費現象
據2009年調查統計結果,浙江省每噸水的農業用水效益為12.0元,高于全國平均水平10.9元,與全國農業用水效益最高的重慶市相比,只有其1/3。每噸水的工業用水效益為212.0元,是全國平均水平的1.9倍,但不到全國工業用水效益最高的天津市的1/4(表1)。
農業不僅用水最大,且用水效率低下,其中農田灌溉用水量占農業總用水量的80%以上,提高農田灌溉用水系數是緩解農業用水窘境的一個重要途徑。浙江省的農作物播種面積中還有41.6%沒有得到有效的灌溉,依然處于靠天吃飯的狀態。另外,58.4%比例的有效灌溉面積中的農田灌溉水利用系數只有0.56,雖高出全國6百分點,但低于發達國家0.7~0.8的農田灌溉水利用系數,所以還有很大的節水潛力。

圖2 各地市地表水功能區全年達標率比較

表1 部分省市工、農業用水效益比較 元·m-3
2.1 樹立全民節水意識
水是人們賴以生存的重要物質基礎之一,節水是國家的戰略性舉措,是全體人民的事情,但浙江省雨量充沛,處于“江南水鄉”的表面現象,使大多數人很難意識到節水的重要性,水資源意識淡薄,絕大多數被調查的農戶認為水是天上落下來的,取之不盡,用之不竭。表1數據也反映出:雖然浙江省工農業生產水平較高,但工農業用水生產效益低于許多省份,與最高水平相比只有其1/3~1/4,其中原因就是節水意識不強,浪費現象嚴重。同時也說明,只要提高節水意識,科學合理地利用水資源,節水的潛力是很大的。因此,在當前經濟高速發展,進入現代化生活方式的今天,需要樹立全民節水意識,使人們意識到,用水是需要高成本的,而且用水不當會對環境造成嚴重影響,節水不但有直接的經濟效益,還有巨大的潛在的社會和環境效益。只有樹立全民節水意識,才能做到水資源的可持續利用,才能保障經濟和社會的可持續發展。
2.2 開拓利用各類水資源、多途徑發展節水技術
2.2.1 集蓄利用雨水資源
浙江省降水資源豐富,但是由于時空不均,流失量很大,一方面造成優質水資源浪費,另一方面形成積水洪澇。可通過對雨水資源的集蓄利用,變害為利。浙江省農業生產類型豐富,各地可因地制宜建設雨水收集工程,特別是對于灌渠不能到達的丘陵山地的農、林、果園地,淡水資源缺乏的沿海灘涂、海島,雨水收集與利用均方便的大棚設施,以及可用于生活和生產補充用水的住宅與廠房。
山地雨水收集可以利用地形高差,在地形不同部位的山谷、溝渠上建設集蓄水池,利用天然坡面、畦面、路面進行雨水收集;梯田大棚可以實現上棚集水下棚用水的自壓灌溉;大棚集水可以邊蓄邊用,經濟高效,可設計高復蓄率的集水池[7],溫室與聯棟大棚可以建設高于地面的集水池,便于自壓自流灌溉;沿海灘涂、海島可以結合設施農業開展雨水收集。農業雨水收集系統應與噴灌、滴灌工程結合設計與建設,并實施水肥一體化,可以綜合提高水肥利用效率。城市雨水收集系統要與用水、排水系統統一規劃設計。
2.2.2 回收利用廢水資源
回收利用廢水資源又稱污水資源化,是提倡一水多用,促進水資源的高效利用,使有限的水資源盡可能發揮最大的作用,或把工業、農業和生活廢水引到預定的凈化系統中,采用物理的、化學的或生物的方法進行處理,使其達到可以重新利用標準的整個過程,這是提高水資源利用率的一項重要措施。據有關資料統計,城市供水的80%轉化為污水,經收集處理后,其中70%的再生水可以再次循環使用。這意味著通過污水回用,可以在現有供水量不變的情況下,使城市的可用水量至少增加50%以上。污水回用作為第二水源,與開發其他水源相比具有如下優點:比遠距離引水便宜;比海水淡化經濟;能夠節約大量的排污費用,改善生態環境。污水資源化,不僅可以緩解水資源短缺的局面,高效地利用有限的淡水資源,同時又減少了排放至自然水體的污染物總量,具有巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。
2.2.3 推廣沼液灌溉技術,發展農牧結合模式
農村環境質量及水體惡化,很大程度上受養殖業影響。浙江省萬頭規模以上的豬場有幾百家,僅蕭山就有37家,嘉興市的生豬飼養量曾經達到700萬頭,飼養密度一度成為全國最高,目前正在進行大幅度調整。萬頭豬場按日排放養殖廢水80 t計,年排放量達到3萬t,對環境造成的壓力很大。大量的養殖廢水雖經發酵處理形成沼液,但大部分既沒有科學利用,也不能達標排放,成為處理難題。實際上,沼液本身既可以替代大量的灌溉用水,同時還含有千分之一左右的氮、磷、鉀等營養元素,用于灌溉可以減少農田化肥用量,并對病蟲具有一定的殺滅作用。目前存在的問題一方面是養殖業過分集中,周圍沒有可以充分消納沼液的土地,解決的辦法有:建立遠距離管道輸送系統,科學實施種養結合,養殖業納入種植業計劃與管理范疇,進行統一科學規劃,由同一業主管理負責等。另一方面應該大力推廣沼液灌溉利用技術,浙江省已經投入了大量人力物力,開展了多方面的沼液利用技術應用研究,如沼液在水稻田中的消解利用[8]等技術,應當得到廣泛的推廣應用。
2.2.4 園地、旱地推廣水肥一體化技術
由于我國施肥技術落后,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%,農用化肥大量流失進入水體,造成水環境的化肥面源污染。水肥一體化技術的優點是可以根據作物不同階段的養分需求量隨時提供,養分利用率高,并可以避免常規施肥的銨態和尿素態氮肥施在地表造成揮發流失的問題,不但提高肥料利用率,還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問題,并可節省勞動力。水肥一體化是目前實現高效灌溉施肥的優化技術,也是國內外灌溉施肥的發展趨勢,如以色列90%的肥料、美國有50%以上的肥料為液體肥料,實行水肥一體化灌溉施肥。我國近年隨著節水灌溉面積的大規模發展,研究推廣應用水肥一體化技術已經有了基礎條件。但是,水肥一體化并不是一項簡單的技術,需要形成完善的技術應用與管理體系。
2.2.5 水稻推廣薄露灌溉與旱作栽培技術
農業是用水大戶,各地農業用水要占全部用水的50%~80%,水稻栽培又是農業用水中的大戶。因此,做好水稻節水灌溉具有重要意義。
水稻薄露灌溉,指在水稻本田生育期間采用薄水層、并適時落干露田的灌溉技術。其“薄”就是薄層灌溉,一般為20 mm以下;“露”就是要求干濕交替,表層土面不要長期淹灌。該灌溉技術是浙江省水稻灌溉科技工作者通過多年試驗研究后總結出來的,它改變了水稻長期淹灌的狀態,既能促進水稻生長發育,實現增產,又減少了灌溉水量和污水排放量,降低了氮磷的流失,達到節水及降低污染的目的[9]。
在一些對水環境要求比較高的地域,如飲用水水源地、水庫上游、有機產品生產基地等區域,也可以采用水稻旱作栽培技術。根據我們近年研究,通過選擇優勢水稻品種,如浙江農科院培育的浙優18,春優84,寧波市農科院培育的甬優系列品種,并充分利用浙江省豐富的降雨條件適時播種,適當補充灌溉,進行科學施肥,旱作水稻也可獲得500 kg以上的產量,灌溉量及排放量更少,對環境影響可以降到最低。
2.3 增強工程節水調控能力,提高水資源積蓄、調配與輸送能力
為了解決水資源短缺和提高水分利用效率問題,需要增強工程節水調控能力,提高水資源積蓄能力,在有利的地形部位,能蓄就蓄,能攔就攔。同時,要增強灌溉水的輸送能力,在浙江省地形復雜的條件下,特別需要發展管道輸水,形成分級管網,干支合理配置。同時加強對老舊灌溉渠系的修整改造,新建現代化高標準的灌溉工程,大范圍普及推廣節水灌溉方式,逐步推進噴微灌技術在浙江省的普及,在現有技術水平上還要研究與引進新的節水灌溉技術等。通過一系列的相關舉措不斷提高農田灌溉用水系數,節約水資源,以同等的水資源量生產更多的農產品,滿足社會大眾日益增長的農產品需求。
2.4 實施最嚴格的水資源與水環境管理制度
2009年,國家提出對水資源實行最嚴格的管理制度,實現水資源可持續利用,浙江省委十二屆七次全會通過的《中共浙江省委關于推進生態文明建設的決定》,將最嚴格水資源管理制度寫入其中。2010年10月水利部將浙江省列入全國最嚴格水資源管理制度先行先試的省份,我們必須根據浙江省省情與水情,認真貫徹落實中央和省委的精神,從戰略的高度,實行最嚴格水資源管理制度。2012年12月,浙江省政府出臺了關于實行最嚴格水資源管理制度全面推進節水型社會建設的意見,明確了浙江省2015年三條紅線控制的指標目標,用水總量控制在229億m3以內,萬元GDP用水量控制在78 m3以內,萬元工業增加值用水量控制在39 m3,農田灌溉水有效利用系數提高到0.58以上,主要水功能區達標率提高到60%以上,縣城以上集中式供水水源地水質達標率達到90%以上,全省1/3的市、縣(市、區)基本達到節水型社會建設標準,初步建立最嚴格水資源管理制度,到2020年,全省基本建立起較為完善的水資源管理制度和監督管理體系,節水型社會基本建成[10]。
隨著“五水共治”的實施,浙江省也實行了最嚴格水環境管理制度。浙江省省長李強要求加強領導,強化保障,確保“五水共治”各項工作落到實處。切實抓好制度建設,全面推行“河長制”,實行最嚴格的水環境監管制度,積極推行第三方治理制度,建立健全生態補償與獎懲制度。加強資金、技術及組織、政策保障,抓好考核督查,制定時間表、項目表、責任表,推動“五水共治”各項工作落到實處。全面整治垃圾河、黑河、臭河,全面推進工業污水和城鎮生活污水截污納管和達標排放,全面推進農村污水治理。統籌推進防洪排澇工程建設,完善基層防汛防臺體系和基層水利服務體系。切實保障城鄉居民飲水安全,加強飲用水水源地保護。建立健全節約用水體制機制,研究制定和實施水權制度,推行階梯式水價制度,大力推廣節水技術,建立健全節水法規和政策。通過嚴格管理,使人們樹立治污就是節水,而且是更大的節水的理念。
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(責任編輯:吳益偉)
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浙江省農科院科技創新能力提升項目(2014CX017);浙江省農科院創新載體建設工程項目(2013CXZT02)
陳喜靖(1962-),男,浙江金華人,副研究員,主要從事節水灌溉、水肥一體化技術研究工作。