A. 全球和中國范圍內的水資源現狀
我國水資源現狀及面臨形勢的分析報告
壹) 我國水資源現狀
我國是一個水資源短缺的國家,水資源時空分布不均。近年來我國連續遭受嚴重乾旱,旱災發生的頻率和影響范圍擴大,持續時間和遭受的損失增加。目前全國 600多個城市中,400多個缺水,其中100多個嚴重缺水,而北京、天津等大城市目前的供水已經到了最嚴峻時刻。與此同時,由於人口的增長,到2030 年我國人均水資源佔有量將從現在的2200立方米降至1700至1800立方米,需水量接近水資源可開發利用量,缺水問題將更加突出,因此,節約水資源,強化水資源稀缺意識已刻不容緩,大家得從我做起,從自身做起,節約每一滴水。 此外,我國水資源開發中還存在著其他問題: (1) 洪水災害對國民經濟發展和社會安定存在潛在威脅 (92) 水分利用效率不高 (3) 水資源普遍受到污染 2003年,淮河、海河、遼河、太湖、巢湖、滇池,其主要水污染物排放總量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水質污染嚴重,海河、遼河生態用水嚴重缺乏,其中內蒙古的西遼河已連續五年斷流。太湖、巢湖、滇池均為劣五類水質,總氮和總磷等有機物污染嚴重。以黃河為例,工業污染是黃河水污染的主要原因,占廢污水排放總量的73%,每年由於水污染造成的經濟損失約115億元至156億元。同時,令人擔憂的是,沿黃地區許多農田被迫用污水灌溉,給區域內居民健康帶來危害。據初步測算,區域內每年人體健康損失達22億至27億元。黃河水污染同時還帶來水資源價值損失、城鎮供水損失,並增加了處理污水的市政額外投資,每年總損失近60億元。地球上的水雖然看上去很多,然而在當今經濟技術條件下,可供人類開發利用的水資源並不多。據專家估計,地球上的13.86億立方公里水資源總量中,其中 96.7%的水集中在海洋里,目前還無法利用。而大陸上所有淡水資源總儲量只佔地球上的水量的3.3%,這3.3%里的85%集中在南極和格陵蘭地區的冰蓋和高山渺無人煙的冰川中,在現階段內也難以利用。地球上實際上能為人類開發利用的水資源主要是河流徑流和地下淡水。地下水佔地球淡水總量的22.6%,為8600萬億噸,但一半的地下水資源處於800米以下的深度,難以開采,而且過量開采地下水會帶來諸多問題。河流和湖泊佔地球淡水總量的0.6%,為 230萬億噸,是陸地上的植物、動物和人類獲得淡水資源的主要來源,可是由於水體污染,這一部分可以利用的水資源又在急劇減少。大氣中水蒸氣量為地球淡水總量的0.03%,為13萬億噸,它以降雨的形式為陸地補充淡水。目前能夠為人類開采利用的河流徑流和地下淡水一般只能達到40%。我國多年平均降水總量為6.2萬億m3,除通過土壤水直接利用於天然生態系統與人工生態系統外,可通過水循環更新的地表水和地下水的多年平均水資源總量為 2.8萬億m3,水資源總量居世界第六位,僅次於巴西、前蘇聯、加拿大、美國和印度尼西亞。按1997年人口統計,我國人均水資源總量為2200m3, 人均佔有量僅有世界平均數的¼,居世界第121位 ,被列為世界上12個貧水國之一。隨著工農業生產的發展,從1980年到1999年,我國社會經濟總用水量增加了約四分之一,從4437億立方米增加到 5591億立方米。其中農業用水佔70%,工業用水佔20%,生活用水佔10.1%。
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貳)我國水資源面臨形勢
a)新世紀面臨的重大水問題
當代人口、資源和環境的協調發展已成為國際社會共同關注的重大戰略問題,中國是世界人口大國,但人均淡水資源卻是貧國。我國水資源可利用量、以及人均和畝均的水資源數量極為有限,降雨時空分布嚴重不均,地區分布差異性極大,這是我國水資源短缺的基本特點。目前水資源短缺問題己成為國家經濟社會可持續發展的嚴重製約因素。但我國水資源可利用量是有限的,從目前現狀來看,就全國而言,人均佔有淡水資源量只有2200 立方米,從地區來看,水資源總量的81%集中分布於長江及其以南地區,其中40%以上又集中於西南五省區,這是先天決定的水情。從人均佔有量來看,人均佔有淡水資源量南方最高和北方最低可以相差十倍,西部比東部可以高達五、六百倍。這是我國北方屬於資源型缺水的根本原因,南方地區水資源雖然比較豐富,但由於水體污染,水質型缺水也相當嚴重。目前全國性的乾旱缺水越來越嚴重,尤其北方地區發生水危機已不是危言聳聽。
(一) 主要災情
進入90年代,中國水旱災害和水污染頻繁發生,水多、水少、水臟與水環境惡化問題越來越嚴重。
(1)洪澇災害:累計的直接經濟損失超過了1.1萬億元,約相當於同期財政收入的1/5。直接經濟損失超過1000億元的年份有1994年(1797億元)、1995年(億元);直接經濟損失超過2000億元的年份有1996年(2208億元)、1998年(2684億元)。世界銀行曾測算,中國每年洪澇災害損失100多億美元。
(2)乾旱災害:由於供水不足每年直接影響工業產值2300億元,正常年份和較旱年份,糧食減產在100~250億kg(正常年份,如1996年減產100億kg,較旱年份,如1994年、1995年減產糧食250億kg),但遇到嚴重乾旱年份糧食減產曾高達近500億kg(如1997年,北方一些地區乾旱持續時間長達100多天,黃河下游發生了有史以來,斷流天數、斷流河長均創歷史記錄。這一年因旱糧食減產476億kg,對糧食生產造成的損失是新個中國成立以來最嚴重的年份)。世界銀行曾測算,中國每年乾旱缺水造成的損失約為350億美元。
(3)水環境:一是水土流失,區域性、局部性的治理成效較大,但面上的水土流失治理進程緩慢,邊治理、邊破壞的現象還很嚴重,特別是開發建設項目人為造成新的水土流失急劇增加。全國平均每年因開發建設活動等人為新增的水土流失面積達1萬平方公里,每年堆積的廢棄土石約30億噸,其中20%流入江河,直接影響防洪保安。二是水體污染嚴重,由於工業廢污水排放量的急劇增長,並未經處理直接排放到河道里,導致了以淮河、太湖污染為代表的水環境惡化。世界銀行發表的中國環境報告測算,中國僅水和大氣造成的污染,年損失為540億美元,佔中國年GDP的8%。這就表明,水環境質量在繼續惡化,造成的經濟損失也十分巨大。
以上這三大災害合計年均經濟損失達1000億美元,佔全國年GDP的15%左右。從這三大災害損失來看,進入21世紀這三大災害,水資源源的短缺和水環境惡化將上升為主要矛盾。
(二)主要矛盾
1. 水資源短缺形勢嚴峻
五十年來,全國水資源開發利用率已達到21%。特別是近20年來,由於供水能力增長緩慢,1978~1998年全國供水能力年增長率約為1%左右,而同期國民經濟以8~12%的高速度增長,同期人口又增加了約2.5億,更加劇了缺水矛盾。值得注意的是,由於人類活動的影響,降雨與徑流關系,產流與匯流條件都在發生變化,有些江河的天然來水量己呈現衰減的趨勢。黃河下游頻頻發生斷流、海河成為季節性河流,以及內陸河部分河流乾枯,2000年發生的旱災,經濟損失嚴重,充分暴露了我國城市供水系統和農村抗旱能力的脆弱性,是水資源供需矛盾的集中表現。
目前,全國每年缺水量近400億m3,其中,農業每年缺水300多億立方米,平均每年因旱受災的耕地達4億多畝,年均減產糧食200多億公斤;城市、工業年缺水60億立方米,直接影響工業產值2300多億元;農村還有2400多萬人飲水困難;在全國668座城市中,有400多座缺水,其中100多座嚴重缺水。天津市由於連續四年遭受華北乾旱影響,為天津供水的潘家口水庫水位已接近死庫容,於橋水庫已無水可供,直接威脅到天津市的生活和生產用水,盡管採取一系列限制用水措施,但今冬明春用水水源仍難以保證。為此,國務院批准了水利部制定的「引黃濟津」應急輸水工程的實施方案。
進入21世紀,隨著我國人口的增長、生活質量水平提高、城市化進程加快,人均水資源佔有量將進一步減少,而用水量卻進一步增加,水資源供需矛盾更加突出,缺水已成為影響我國糧食安全、經濟發展、社會安定和生態環境改善的首要制約因素。維護生態環境安全的
2.水已成為維護生態環境安全的嚴重問題
全國現有土壤侵蝕面積367萬平方公里,占國土面積的38%,其中水蝕面積179萬平方公里,風蝕面積188萬平方公里,其中黃河中上游和長江上游地區,以及海河上游地區水土流失最為嚴重。嚴重的水土流失使我國每年平均損失耕地100多萬畝,流失土壤50多億噸,導致生態環境惡化,河湖泥沙淤積,加劇了洪、旱和風沙災害。我國自然生態脆弱,加之不合理的人類活動,進一步加劇了水土流失、土地退化和水體污染。
全國地下水由於長期超采,又不能得到回補,目前年超采量達80多億立方米,已形成了56個區域性地下水位下降漏斗,導致部分地區地面沉降、海水入侵。部分乾旱和半乾旱地區由於不合理的水資源開發利用,導致下遊河道斷流、河湖萎縮,下游有些尾閭與湖泊消亡,生態環境嚴重惡化,胡楊林大面積枯死;草場退化,荒漠化加劇,沙塵暴發生頻率增加;此外,有些灌區和綠洲,由於大水漫灌、排水不暢,導致嚴重的土壤次生鹽漬化,土地質量下降,農業生產能力衰減。
1999年全國年排放廢污水總量606億噸(不包括火電直流冷卻水),其中工業廢水佔67%,生活污水佔33%。根據1999年水質監測資料,對全國11.36萬公里河長進行評價的結果,Ⅰ、‖類水河長只佔30%,Ⅲ類水以上的河長佔70%(其中Ⅰ類水河長占 5.5%,‖類水河長佔24.5%,Ⅲ類水河長佔32.4%,Ⅳ類水河長佔12..6%,Ⅴ類水河長佔7.8%,劣Ⅴ類水河長佔17.2%)。
b)十大挑戰
鄧小平同志指出:「要善於從戰略上看問題,要研究下世紀前五十年的發展戰略和規劃。採取有力步驟,使我們的發展能夠持續、有後勁。」水利發展面臨著嚴峻的挑戰,我們要抓住機遇迎接挑戰,把水利建設作為保障經濟社會持續發展的一項重大戰略措施來抓。
(一)人口增長出現峰值,人均水資源量降到低谷。我們面臨的是龐大的人口基數,如果2030年人口增長達到峰值總人口就達到16億,人均佔有水資源將下降到1750立方米。人口的增長不僅增加對水的需求,而且增加對資源和生態環境的壓力,對水的有效利用會帶來負面影響。因此,未來50年中國人口的增長是對水資源和水環境最大的挑戰,也是對可持續發展最大的挑戰。
(二)水的供需矛盾更加尖銳,開發利用更加艱難。中國水資源總量為2.8萬億立方米,專家們根據國際上評估的標准認為,中國水資源的可利用量大約為 10000-11000億立方米,1997年,我國年總用水量達到了5623億立方米。按照21世紀中葉中國達到中等發達國家水平的戰略目標,初步估計,我國未來水需求將達到7500-8000億立方米,在現有基礎上再增加1500-2200億立方米的供水能力。鑒於區域發展的不平衡,可經濟開發的水源不僅受到區域性的限制,而且可開發利用的水資源的難度也越來越大,因此,中國未來水資源的開發利用將更加艱難,供需矛盾將會更加尖銳。
(三)經濟快速增長相應廢污水排放量將急劇增長。未來50年,這種發展趨勢對供水基礎設施建設提出了挑戰。基於目前廢污水的處理和回收利用偏低的現狀,如果未來50年工業用水成倍增加、城市化水平成倍上升、小城鎮快速發展,廢污水的排放量將會數倍、甚至十幾倍的增加,勢必加劇水環境的惡化。因此,中國將面臨解決水資源短缺和廢污水處理、水環境治理的巨大壓力。
(四)全球氣候變化的影響,北方地區水資源緊缺矛盾更加尖銳,南方地區洪澇災害可能更加嚴重。目前全球氣候變暖、臭氧層破壞、土地退化、沙化、海平面升高、資源匱乏等將造成一系列的全球性的環境問題,已引起全世界的關注。全球氣候變暖對中國降水、水資源和地區性的分配,以及可利用量勢必會帶來影響,尤其是北方地區將會帶來不利的影響。因此,可以預見未來50年內,水旱災害防治任務更加繁重,尤其北方地區水資源短缺的矛盾將會更加尖銳。
(五)北方地區缺水形勢嚴峻,黃河及其以北地區河道斷流情況加劇。中國北方地區水資源短缺是隨著人口、經濟社會發展而逐步加劇的。黃河斷流、天津城市用水告急就是北方地區水資源供需矛盾的集中表現。黃河斷流的原因雖然有許多因素,但主要因素是經濟發展導致用水量急劇增加,管理不善和用水浪費造成的,還包括區外引水等因素。專家們分析認為,在未來10-30年內,黃河每年將缺水40-150億m3,如果未來50年,黃河流域乾旱頻率增高,黃河中下游泥沙淤積量增加,有可能加重水資源短缺和治黃的難度。黃河以北緊鄰的海河流域,尤其是京、津兩大城市早在70年代、80年代就出現用水危機。進入21世紀如果北方缺水不能未雨綢繆,我國北方地區缺水問題將直接影響國家經濟發展和社會穩定。
(六)糧食增長主要在北方,產糧區與水資源不相匹配的矛盾更加尖銳。在中國歷史上水利與經濟區的形成和轉移密切相關,盛唐時期生主要經濟區在北方,當時水利設施的數量的比重佔全國41%,到宋朝主要經濟區轉移南方,北方水利建設被忽視,這時水利設施的數量只佔7%,到清朝北方又成為政治經濟中心,水利設施的數量又上升到佔全國49%。
新中國成立以後,我國的糧食生產主要在南方,曾形成「南糧北運」格局。然而,隨著南方經濟的發展,糧食生產比較效益下降,水利建設力度減小,糧食增長主要轉移到北方,產糧區與水資源不相匹配的矛盾更加尖銳,導致北方旱災更加嚴重。在1985年以前,中國長江以以南地區的糧食生產總量佔全國糧食生產總量的比重略高於人口佔全國人口的比重,南方地區人口佔全國總人口的57.1—57.8%,糧食產量佔全國糧食總產量的57.2—61.5%,50年代、60年代、70年代前期,南方糧食在低消費水平下,自給有餘,余糧調給北方,1953—1959年年均南方凈調給北方糧食332.97萬噸,1960—1969 年年均凈調給北方糧食174.54萬噸,1970—1975年均凈調給北方糧食192.82萬噸,從而形成「南糧北調」的格局。
由於經濟發展,南方糧食生產比較效益下降,農田水利建設比北方明顯減緩。1998年南方地區有效灌溉面積35978萬畝,比1980年只增加1679萬畝,僅增加了4.9%,其中,東南沿海地區還減少了912萬畝,減少了12.4%。而北方地區有效灌溉面積由30979萬畝增加到40554萬畝,增加9575萬畝,增加了30.9%,其中,東北地區有效灌溉面積由3242萬畝增加到6533萬畝,增加3291萬畝,增加了一倍多。蒙寧新區和華北地區灌溉面積也有很大的增加。
隨著南方農田水利建設的減緩,糧食播種面積的減少等因素的影響,導致糧食增產在全國的貢獻率大幅度減少。表8—17中列出了南北方1985年前後在我國糧食總產增產中貢獻率的變化。1952—1985年我國糧食增產量中,南方佔61.4%,北方佔38.4%。1985年以後,糧食生產地區格局發生了巨大逆轉,北方地區的糧食生產的增量比重已上升到69.4%,其中華北地區佔25%,而南方糧食生產增量卻下降為30.6%。全國糧食總產量中,北方地區由1985年佔40.7%上升到48.4%,南方地區由59.3%下降到51.6%。人均擁有糧食,北方由表1985年的349公斤增加到1998年的484公斤,增加了38.7%;而南方地區由372公斤只增加到377公斤,幾乎沒有增加。
隨著南方糧食生產的減緩,導致了南方糧食總量不足。根據國家計劃委員會農村經濟司、國家統計局農調總隊研究,1978—1990年平均南方糧食自給率100%以上,1991—1994年平均糧食自給率下降至95.2%,1997年南方糧食自給再下降到95.9%,每年需要從北方調運糧食1400萬噸以上。糧食產銷地區格局逆轉為「北糧南運」,這種格局的急劇變化,對未來50年糧食生產總量的增長將產生嚴重的影響。目前,北方地區水資源短缺的矛盾己十分尖銳,如果未來年糧食生產總量的格局不發生根本性的變化,那麼,未來北方,尤其是華北地區水資源短缺的矛盾將更加尖銳。
(七)水利工程將進入百年期,鞏固改造任務繁重。我國水利設施目前面臨著兩大威脅:一是現有水利基礎設施面臨著萎縮衰老的「危機」,二是工程保安、維修、更新、配套任務大,這是歷史遺留下的問題。到21 世紀中葉這些水利基礎設施將逐步進入百年期。由於種種歷史原因,當時對自然規律認識不足,按經濟規律、按照基本建設程序辦事不夠,設計標准普遍偏低,再加上重骨幹、輕配套,重建設、輕管理。因此,許多水利基礎設施配套差、尾工大、設備老化失修、管理水平低,運行狀態不良,至今沒有能充分發揮應有的效益。如果未來50年,現有水利基礎設施不能鞏固、提高和充分發揮效益,那麼現有水利基礎設施存在的問題很可能成為經濟社會發展最大的制約因素。因此,隨著水利基礎設施逐步進入百年期,鞏固改造任務愈加繁重。
(八)科技含量和管理素質低,提高科技和管理水平任務艱巨。從目前來看,我國科技水平與發達國家相比,存在著很大的差距。因此,未來水利基礎設施效益和水資源利用率的提高,緩解水資源短缺矛盾,都取決於科技水平和管理水平的提高。在水利領域,目前水利科技貢獻率只有32%左右,水的有效利用和節水技術的應用沒有引起高度的重視,在水利建設的指導思想上,重建設、輕管理,管理機構不健全,管理人員素質普遍較低。因此,進入21世紀,依靠科技進步,提高水利科技水平和管理人員素質的任務十分迫切,也十分艱巨。
(九)水價過低,建立水市場經濟體制任重道遠。目前水價格偏低不利於節水和水資源的有效利用,也不利於各方面資金投入到水資源的開發利用上來。國內外經驗表明,提高供水價格,可以促進節約用水和延長工程使用年限。因此,制定有利於水資源可持續利用的經濟政策,對緩解水資源的供需矛盾至關重要。 30多年來,國家發布的收取水費和水價改革的文件,至今未能完全到位,很重要的一個原因,就是人們缺乏對水的認識,更缺乏水是商品的意識。加上農業一直是用水大戶,它更難靠市場經濟來調節。因此,從總體來看,水市場體制的建立任務十分艱巨。
(十)管理體制分割,影響水資源的統一管理。實踐表明,水利涉及到農業、工業、水運交通、城鎮建設、生態環境、以及人民的健康水平等等;水資源利用涉及到防洪、排澇、灌溉、水電、供水等等;水利是國民經濟和社會發展第一位的基礎設施。但是長期以來,無論是思想認識上、還是經濟體制上,水利只作為農業的一個重要方面,一直沒有作為國民經濟的基礎設施對待。目前水資源分地區、分部門的管理體制,既不利於水資源的有效利用,也不利於生產力的發展。因此,「多龍管水」的時代應當盡快結束,現
B. 水資源的資料。越多越好。不能少於3000字
我國是一個乾旱缺水嚴重的國家。我國的淡水資源總量為28000億立方米,佔全球水資源的6%,僅次於巴西、俄羅斯和加拿大,名列世界第四位。但是,我國的人均水資源量只有2300立方米,僅為世界平均水平的1/4,是全球人均水資源最貧乏的國家之一。然而,中國又是世界上用水量最多的國家。僅2002年,全國淡水取用量達到5497億立方米,大約佔世界年取用量的13%,是美國1995年淡水供應量4700億立方米的約1.2倍。
中國從20世紀70年代以來就開始鬧水荒,這不是危言聳聽,而是客觀存在的事實。80年代以來,中國的水荒由局部逐漸蔓延至全國,情勢越來越嚴重,對農業和國民經濟已經帶來了嚴重影響。
缺水:全面告急
·北方資源性缺水!
·南方水質性缺水!
·中西部工程性缺水!
「中國是一個中度缺水的國家」,水利部水資源司司長吳季松說,這是從水資源對社會經濟發展的支撐能力上得出的判斷。據統計,我國目前缺水總量估計為400億立方米,每年受旱面積200萬~260萬平方千米,影響糧食產量150億~200億千克,影響工業產值2000多億元,全國還有7000萬人飲水困難。缺水對環境和人的身心健康都有著嚴重的影響。
從人口和水資源分布統計數據可以看出,中國水資源南北分配的差異非常明顯。長江流域及其以南地區人口佔了中國的54%,但是水資源卻佔了81%。北方人口佔46%,水資源只有19%。專家指出,由於自然環境以及高強度的人類活動的影響,北方的水資源進一步減少,南方水資源進一步增加。這個趨勢在最近20年尤其明顯。這就更加重了我國北方水資源短缺和南北水資源的不平衡。
最近幾年,北方連年乾旱。如果說北方資源性缺水日益嚴重令人憂心,南方的狀況也並不樂觀。專家指出,南方地區由於不注意污水的處理,把未經處理的污水大量排到天然河道,污染了水體,影響了水資源的有效性,造成有水胡悶不能用,形成了水質性缺水的嚴重狀況。受大陸季風氣候的影響,中國水資源在季節上分布極不均勻,總是連枯連澇。時間上不均勻的水資源的變化需要由水庫來調節。建國以來,我國興建了大量水庫,但由於水源工程建設投資額大,投資回報率不高,難以吸引更多建設資金。這種由工程滯後原因造成的工程型缺水在中部和西部地區尤其明顯。
用水:逐年增長
1949~2002年,全國總用水量增加了4000多億立方米,大約每10年增加1000億立方州做正米,年平均增加約100億立方米。1980年以後,全國總用水量的增長幅度略有下降,但年平均增長量仍有62億立方米左右。
在這期間,全國的用水結構也發生了變化,農業用水比例逐步下降,而工業、城鎮生活用水比例則有所增加。
與2001年比較,2002年生活用水量增加了19億立方米,工業用水增加1億立方米,農業用水減少90億立方米。
在省級行政區中,用水量大於400億立方米的是新疆、江蘇和廣東,約佔全國用水量的25.5%;工業用水占其總用水量30%以上的是上海、重慶、湖北和江蘇。
水質:不容樂觀
根據環境部門對全國冊悔河流、湖泊、水庫的水質狀況的監測,由於近年來工業廢水和城鎮生活污水的排放等原因,我國主要水系的水體都遭到了不同程度的污染。2003年,我國7大水系污染程度從重到輕依次為:海河、遼河、黃河、淮河、松花江、長江和珠江。其中407個重點監測斷面中,只有38.1%的斷面滿足國家《地表水環境質量標准》(GB3838-2002)規定的I~Ⅲ類水質要求。我們不禁要問,這樣下去,究竟還有多少水是我們能飲用的。
排污:沖破最後防線
據統計,我國每年的工業廢水和城鎮生活污水排放總量已達到631億噸,這相當於我們每人每年排放40多噸的廢污水,而其中大部分未經處理就直接排入了江河湖海。以長江流域為例,在廢污水排放中,工業廢水和生活污水分別佔75%和25%左右,在流域涉及的18個省、市和自治區中,四川、湖北、湖南、江蘇、上海和江西6省市的廢污水排放量占流域總量的84.6%,是廢污水的主要產生地。主要污染物為懸浮物、有機物、石油類、揮發酚、氰化物、硫化物、汞、鎘、鉻、鉛、砷等。在21個幹流城市中,上海市排放的廢污水量約佔21個城市排放總量的30.7%,武漢市佔18.1%,南京市佔15.8%,重慶市佔8.8%;四大城市合計佔73.4%,是長江最主要的污染源。由於污染嚴重,長江岸邊形成許多污染帶,在幹流21個城市中,重慶、岳陽、武漢、南京、鎮江、上海6市累計形成了近600千米的污染帶,長度占長江幹流污染帶總長的73%。
中國水質性缺水樣本之上海篇
市內河道蜿蜒、黃浦江水身邊流、緊貼長江與東海的上海,享有「東方水都」的美名,然而,它卻是一個嚴重缺水的城市。
與中國北方一些城市水資源嚴重匱乏不同,上海有水,但缺的是好水。盡管上海的水資源總量較為充沛,但可利用的淡水資源十分有限,僅佔地表水資源的20%。從人均擁有水資源量來看,上海的人均淡水資源擁有量僅為145立方米,比北京還少,大大低於全國人均2200立方米(世界人均8840立方米)的水平,也遠低於國際公認的1750立方米的用水緊張線,全國排名僅為第23位。
上海地處長江、太湖兩大流域下游,水質既受到上游水污染的影響,又有本地污染源的危害,在水資源上的最大問題是水污染和水環境惡化,是一個典型的水質性缺水城市。據環境部門對上海主要河道的斷面監測,上海符合飲用水水源國家標準的地表水僅剩下1%,劣V類水質卻佔到68.6%。
黃浦江的污染危機
黃浦江被稱為上海的「母親河」,上海市民80%的飲用水來自黃浦江。盡管近年來上海市政府加大了對黃浦江環境整治力度,但「隱形」污染依然觸目驚心。目前,每天仍有數百萬噸廢污水排入黃浦江,一年則高達20億噸,比全年平均降水產生的徑流量還多,致使黃浦江及其支流的水質終年維持在Ⅲ類至V類之間(國家規定飲用水水源水質必須在Ⅱ類水以上),這已經給黃浦江上游水源保護區形成較大壓力。由於黃浦江取水量的不斷增加,而上游來水不足以稀釋排入的污水,影響到黃浦江的自凈能力,加重了水質污染程度。同時,又因黃浦江是潮汐型河流,咸潮入侵更使得黃浦江下游污水上溯,對城區的水廠取水口造成極大威脅。
很多來過上海的外地人,都對上海自來水濃重的漂白粉味記憶深刻。這座城市的水源——黃浦江的污染程度,已經讓在水資源方面頗富優越感的上海人感到震驚。
中國水質性缺水樣本之江浙篇
江南之美在於水。然而,水鄉江南,卻面臨著缺水的困境,「江南水鄉鬧水荒」的現象在江浙地區尤為突出。
在浙北杭嘉湖地區,河網縱橫,尤其有錢塘江、太湖和長江水可資利用,看似水源豐富,但近些年來,經濟迅猛發展,用水量已遠超出水資源的承受能力,加上水資源保護不當,大量水體遭污染,可利用的水資源急劇減少,「江南水鄉鬧水荒」的現象在這一地區尤為突出。
在浙江境內甬江、姚江、奉化江三江交匯的寧波市,最缺水時一些運水車在日夜不停地奔跑著,將鄉村河道里的水運進城裡的各個企業。象山縣著名的針織企業巨鷹集團,為了解決缺水困境,僱用了6輛載重24噸的大槽車,24小時不停地向廠里送水。
位於浙江省東部的舟山市是嚴重缺水的城市,為了解決生產和生活用水,當地政府不得不花費巨大的成本大規模向海取水。
在著名的國際商貿城市義烏,市區有時每周正常供水僅9小時,人均水資源擁有量僅為全國平均水平的1/4。據稱,在義烏有兩樣商品最好賣,即水桶和水泵。
無論是情願還是不情願,缺水,這一讓水鄉人感到無比陌生和尷尬的事實已經真實地擺在了人們的面前。杭嘉湖平原、寧紹平原、蘇錫常平原等歷史上的天府澤國,目前基本上都處於程度不同的缺水狀態,一些地區出現了水鄉無水喝的尷尬局面,水資源危機給江南水鄉社會經濟的發展帶來了嚴峻的挑戰。
經濟增長付出的慘痛代價
也許是生在水鄉,感覺不到水的珍貴,很多企業的發展都是以對水源的高污染、高消耗為前提的,經濟發展的代價異常沉重。據2004年12月份浙江省統計部門所做的《浙江GDP增長過程中的代價分析》測算,2003年浙江省排放的工業廢水達到了令人吃驚的16.8億噸。按照目前的污染物排放水平計算,每創造1億元GDP就要排放28.8萬噸廢水,在GDP年均增長9%的情況下,到2010年浙江省廢水的排放量將是目前的2倍,屆時,生態環境將面臨異常沉重的壓力。對水資源的破壞不可避免地引來了自然界的報復,江南水鄉遇上了和塞北邊陲同樣的境遇,不僅工業用水,連生活用水都成了問題,不同的是,這里不是沒有水,而是有水卻不能喝。面對嚴重的「缺水」困境,有人稱,缺水已經擊中了江南水鄉可持續發展的軟肋。
中國水質性缺水樣本之廣東篇
被譽為「空氣中也能擰出水」的廣東,近年來卻面臨著缺水的困擾,到2010年廣東省缺水量將達到82.6億立方米。
廣東地處我國亞熱帶地區,雨量充沛,而且還有我國東南地區最大的水系珠江穿境而過,其水資源總量為4190億立方米,高居全國之首。但全省人均水資源擁有量僅為2100立方米,低於全國人均擁有量2200立方米的水平,逼近國際公認的1750立方米的人均水資源的緊張警戒線。其中珠江三角洲地區人均擁有量不足2000立方米。粵西湛江地區僅為1500立方米。水資源時空分布不均,加之近幾年連年乾旱,廣東乾旱缺水問題已十分突出。
據統計,全省約有1600萬人飽受水質性缺水之苦。粵東、粵西及沿海地區,以及粵北石灰岩山區已威脅到供水安全,東江流域及周邊地區也潛伏著用水矛盾。廣東省地質勘察局預測,到2010年廣東省缺水量將達到82.6億立方米。
廣東水環境調查
珠江三角洲水網密布,年平均擁有3300億立方米水資源。但是自從20世紀80年代中後期開始,隨著廣東經濟的迅猛發展,江河水污染日益嚴重,城市河道幾乎「有河皆污」,水生態環境惡化,不少河道已到難以治理的地步。根據民革廣東省委員會對珠江三角洲區域5147家重點工業污染源的調查統計,工業廢水摺合每天的排放量為235.5萬噸;城市生活污水排放量為每天660.5萬噸,農村生活污水排放量約240萬噸。這些尚未包括該區域內1000餘萬外來工帶來的負荷。從2003年以來,廣東省的降雨量減少了30%,全省4大河流的水量創歷史新低,嚴重的乾旱又引發了咸潮上溯等諸多問題,破壞了淡水水質。這一切造成全省1600萬人水質性缺水。
中國水質性缺水之損失篇
地表水不夠用或地表水受到污染不能用,人們就轉向地下水。但是,長期超量開采地下水卻引發地面沉降等環境惡果。
水質性缺水誰來埋單
·環境埋單:長三角的地面沉降之憂
為了應對水質型缺水的困境,在長三角(長江以南)10萬平方千米的范圍內,因為長期超采地下水,引起了區域性地面沉降與地裂縫等地質災害。由蘇、滬、浙三省市地質礦產調查部門歷時5年完成的《長江三角洲地區地下水資源與地質災害調查評價》報告指出,長三角地區1/3范圍內累計沉降已超200毫米,面積近1萬平方千米,其中上海市區、江蘇蘇錫常地區、浙江杭嘉湖等地已經形成三個區域性沉降中心,最大累計沉降量分別達到2.63、1.08、0.82米,形成了三個大「漏斗」,並且地面沉降在長三角地區有連成一片的趨勢。蘇錫常地區因不均勻沉降,目前已發生22處地裂縫地質災害。長三角地區已成為中國發生地面沉降現象最具典型意義的地區之一。如果不考慮極值,依目前的沉降速度,到2050年,海平面將會上升40~70厘米,長三角很可能就此桑田變滄海。
·經濟埋單:缺水遏制珠三角發展
2004年襲擊珠江三角洲番禺、東莞、增城、珠海、中山等地的咸潮災害,使得大量的海洋鹹水逼進珠江三角洲地區,導致當地工農業生產和居民生活用水鹹度升高,淡水缺乏。
咸潮性缺水襲擊工業企業
中山市聯成化學工業有限公司是當地一家以生產塑化原料、樹膠製品為主的台資大型企業,年產量10萬噸,占據整個珠江三角洲地區該類產品的1/5。
當咸潮襲來的時候,聯成公司盡管頗有準備地啟動了此前花費50萬元人民幣打造的蓄水量3000噸的化工消防兩用儲水槽,造價150萬元的鹹水淡化設備也緊急開動,但產量還是下降了兩成。該公司技術人員表示,以年產10萬噸,360個工作日,每噸產品9000元計,僅減產20%一項就意味著每日公司要白白損失至少54萬元人民幣,這還不包括啟動鹹水淡化設備每日所增加的生產成本。
中山市另一飽受咸潮之苦的印染企業老闆郭先生則在接受媒體采訪時說,因為受咸潮性缺水的影響,他的企業目前已前後停工好幾次,損失無法計算。
咸潮襲農:1/3早稻無法下插
咸潮也給「魚米之鄉」的珠三角農業生產造成了嚴重影響。在番禺石樓鎮的一些稻田邊,盡管水溝里蓄有一些水,然而田地卻龜裂著。因為咸潮,溝里的水鹹度已達5%o,而如果農作物「飲用」鹹度超過4%o的水,半個月後就會停止生長,甚至枯萎。
水質性缺水對當地農業的影響是明顯的。統計數據顯示:廣州番禺區2005年全區早稻面積計劃完成6.5萬畝,同比減少2.1萬畝,近1/3的稻田無法下插;甘蔗面積5.2萬畝,同比減少0.1萬畝;蔬菜面積11萬畝,同比減少1.8萬畝。
廣東省水利專家表示,華南一帶沿海地區隨著經濟急速發展,工業生產規模擴張,常住人口增長,相應的環保體系沒有及時跟上,導致江河水流量減少,這是當地咸潮入侵日益嚴重的根本原因。其次,近年來珠三角一帶濫采河砂行為愈演愈烈,嚴重破壞河床,導致河流水位下降,海水倒灌,咸潮上溯頻率大大提高,范圍擴大。
C. 電廠直流系統常見故障及運行
1 概要
電力工業是能源工業的重要組成部分,確保發電設備的安全生產是非常重要的。在我國的發電設備中,火力發電設備佔71.8%,是主要的電能生產方式,
除此之外,還有水電設備、核電設備及地熱與風力發電設備等。經調查,不同電力設備均存在腐蝕問題 。腐蝕故障輕者使發電設備運行不正常,影響電能質
量,重者引起意外停機而中斷電力供應,因此世界各國對電力設備的防腐工作都給予足夠的重視。
2 火力發電廠水系統設備的腐蝕火力發電是靠燃煤或燃油/氣釋放的熱能將水加熱成蒸汽,來推動汽輪機作功,轉化為電能。蒸汽的冷卻是由冷卻水系統通過凝汽器完成的。為了節約用水,濱海電廠的冷卻水通常採用敞開式海水冷卻。但因海水是較強的腐蝕介質,必然會對設備產生不同程度的腐蝕。在火力發電廠中,容易產生腐蝕的設備通常是與海水接觸的輸水管、凝汽器、泵、軸、葉輪、旋轉濾網、攔污柵等。腐蝕形式有以下幾種:
2.1 電化學腐蝕
鋼鐵在海水中主要發生氧腐蝕,碳鋼是電廠循環水設備主要用材,如輸水管道、
水室等。由於海水的強腐蝕性,因此,必須採用相應的保護措施。
2.2 電偶腐蝕
電偶腐蝕是由於具有不同電極電位的材質在介質中電連接造成的,電位負的金屬腐蝕加速,而電位正的金屬受到保護。如凝汽器的管束和管板多用不同的
材質,並採用脹接方式連接,如黃銅-不銹鋼、黃銅-碳鋼、白銅-不銹鋼、鈦-鈦的組合形式;旋轉濾網的碳鋼-不銹鋼組合等,在海水介質中,使電位負的金
屬加速腐蝕,在火力發電廠此種腐蝕也是常見的 。
2.3 選擇性腐蝕
主要是指黃銅在海水中發生的黃銅脫鋅腐蝕。產生黃銅脫鋅腐蝕的機理主要有兩種:一種是鋅選擇性溶解理論,另一種是溶解-沉積理論。可採用低鋅黃
銅或在黃銅中加一定量的砷來抑制黃銅脫鋅的腐蝕。
2.4 局部腐蝕
由於海水中活性陰離子Cl的存在,破壞材料表面的鈍化膜,形成小陽極大陰極的腐蝕電池,使局部出現孔蝕,縮短設備的使用壽命,造成海水泄漏。與
全面腐蝕相比,局部腐蝕的危害性更大。在碳鋼設備內壁塗刷塗料時,要避免局部的破損。另外,在海水介質中要選擇耐孔蝕的金屬材料。不銹鋼是電廠凝汽器管束、管板、泵軸、軸套的可選材之一,一定要選擇含鉬不銹鋼才能避免孔蝕的發生。
2.5 沖刷腐蝕
沖刷腐蝕是由於海水存在一定的流速,而且海水中含有少量的泥砂造成的,常發生在拐彎處和水流直接沖到的位置。此種腐蝕的解決存在一定的難處。
除了以上所列腐蝕形式外,還存在縫隙腐蝕、應力腐蝕等。這里不再敘述。
3、 防護措施
3.1 選擇耐蝕材料
選擇耐蝕材料,可以從根本上解決腐蝕問題,是大家所希望的。但所花經費太多,實際上不可能把所有的設備都換成貴金屬材料。所以,通常在關鍵部位
選用,如用鈦製作凝汽器的管束及管板等。
3.2 陰極保護
陰極保護是防止或減緩設備腐蝕行之有效的方法。根據陰極保護極化電流的來源不同,陰極保護技術分為外加電流的陰極保護和犧牲陽極的陰極保護,
均已成為成熟的技術在工程上得到應用。這兩種方法的原理相同,但供給電流的方式不同,各有優缺點。
3.2.1 外加電流的陰極保護
利用直流電源,通過輔助陽極給被保護的金屬通以恆定電流,使之陰極極化,以減輕和防止腐蝕。主要優點,輸出電流可調,有效保護范圍大,大型工程投資費用較小,施工地點集中。缺點是,需要外部電源,平時需專門人員管理。
3.2.2 犧牲陽極的陰極保護
在被保護的金屬上連接一種電位更負的金屬或合金作為陽極,它與被保護金屬在電解質溶液中組成大電池,使被保護金屬變成陰極而陰極極化,從而得到保護。主要優點:不需外部電源,不用維護管理,不會對鄰近非保護金屬構築物產生干擾腐蝕,在有雜散電流影響的區域,可以起到排流的作用。缺點是:輸出電流不易調節,大型工程投資費用較高。
綜上所述,無論是由外部電源引入的保護電流還是由電池內產生的電流,都必須達到足夠克服和抵消離開金屬陽極區的腐蝕電流,也就是說,如果能把腐蝕電流抵消掉等於零,金屬腐蝕就停止了。
工程實踐表明:防止碳鋼循環水管、凝汽器等設備的腐蝕,陰極保護是常採用的較好方法。但為了減少保護面積,節約電能,對碳鋼材料的保護常採用陰
極保護與塗層聯合的保護方法。國內外火力發電廠大多都採取了相應的措施,如華能大連電廠、華能營口電廠、華能丹東電廠、深圳媽灣電廠、鎮江電廠等,
取得較大的經濟效益。在陰極保護設計與實施中,保護電流密度的選擇、如何使保護電流均勻分布,是十分關鍵的。另外在對與鈦電連接的設備實施陰極保
護時,還要防止鈦的氫脆問題,即控制使鈦產生氫脆的臨界電位值。關於引起鈦氫脆的臨界電位值究竟是多少,圍繞此研究開展了許多工作 。
4、腐蝕經濟與管理
腐蝕是材料在各種環境作用下發生的破壞和變質,遍及國民經濟各部門,給國民經濟帶來巨大的損失。根據工業發達國家的調查,每年因腐蝕造成的濟損失約占國民生產總值的2%~4%,我國每年因腐蝕造成的經濟損失至少達200億元。腐蝕的經濟損失可分為直接損失和間接損失兩大類。直接損失是指更換被腐蝕掉的結構、機器或零件所需的經費和採取防護措施的經費。而間接損失較難估計,通常包括停工、產品損失、降低產品效率、產品的污染以及腐蝕
導致的人身安全事故等所需的費用。材料性能是技術判據,資源、能源和環保即是社會問題,也有經濟問題,因此,經濟是材料的重要判據。腐蝕即是材料的一種破壞現象,就必須考慮經濟問題。搞好腐蝕與防護工作,關繫到節約能源、節省材料、保護資源、保護環境、保證正常生產和人身安全,發展新技術等一系列重大的社會和經濟問題。為了減少腐蝕的經濟損失,以及對腐蝕的失效進行有效分析,須從管理方面從事協調和配合。管理與科技信息具有同樣的重要性。
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這個是網上找的,看行不。