标题 | 谈我国的水资源短缺问题 |
范文 | 丛 丹 张学强 摘要:水资源短缺已成为我国经济社会发展的主要制约因素。解决水资源短缺有四种办法,而要从根本上化解水短缺危机,开发空中水资源(人工增雨)势在必行。人工增雨成本低、见效快,已是我国大多数省区抗旱的重要手段,且规模居世界前列。我国北方空中水资源潜力巨大,水汽利用率若能提高一个百分点,就增加水资源1090亿立方米;若能达到南方的一半,则多出7条黄河。我国北方的荒漠化扩展和干旱少雨加剧的现状,与季风环流等自然因素关系不大,主要还是人类扰动导致的自然之变态。转变观念,科学规划,应时顺势,以开发空中水资源战略工程为启动机制,扭转北方干旱态势,降解沙尘暴,治理荒漠化,使生态环境进入良性循环。 关键词:水资源;短缺 1水资源短缺已成为我国经济社会发展的主要制约因素。 我国是世界水资源贫乏国家,人均水资源仅为世界平均水平的四分之一。我国水资源时空分布很不平衡,黄淮海流域人均水资源又不足全国人均的四分之一,北京市和河北省人均水资源已低于沙漠国家以色列的人均量。目前,全国年缺水总量约为300亿至400亿立方米,每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元,少产粮食700亿至800亿公斤。水资源短缺已成为我国经济社会发展的主要制约因素。我国北方的持续干旱,不仅严重影响经济和人民生活,还使生态环境进一步恶化,荒漠化加速蔓延,沙尘暴愈发肆无忌惮。水资源短缺已是我国北方环境资源诸问题中的关键因素和首要难题。 2解决水资源短缺有四种办法,而要从根本上化解水短缺的危机,开发空中水资源势在必行。 目前人类解决水资源短缺的办法主要有四种:一是引用地表水,二是提升地下水,三是淡化海水,四是开发空中水资源。 我国对江河湖水的开发利用程度已经较高,进一步开发的余地不大而问题不少。通常认为,当径流量利用率超过20%时就会对水环境产生很大影响,若超过50%则会产生严重影响。目前我国地表水资源利用率已达19%,接近世界平均水平的3倍。而松辽海黄淮流域的开发利用率到1995年就已高达50%,故该区的流域生态环境问题已相当严重。 我国许多地区长期透支地下水,地下水位不断下降,“漏斗”越来越大,并导致地面沉陷、海水入侵和地面植被死亡及荒漠化等诸多严重问题。强行超量开采地下水,不啻为饮鸩止渴。 至于海水淡化,不但成本高,而且对我国广大的内陆省区亦不可能。 以现实可行性而言,只有开发空中水资源,实施人工增雨战略工程,才有希望从根本上解决我国水资源短缺的危机。由于空中水资源不在通常的“人均水资源”计算之内,所以它既是新的开源,又能大量补充地表水和地下水。 3人工增雨成本低、见效快,现在已是我国大多数省区抗旱的重要手段,且规模居世界前列 我国从50年代开始进行人工增雨、防雹等人工影响天气的实验和作业,到现在全国有30个省、市、区的1625个县开展了人工影响天气作业,从业人员近3万人,规模已居世界前列,社会和经济效益不断提高,人工增雨已成为我国大多数省区抗旱的一个重要手段。全国每年用飞机、高炮和火箭进行人工增雨作业数以百次,增加降雨在百亿立方米量级。 比起抽取江河水或是提升地下水,人工增雨成本很低。2001年7月湖北6次实施人工增雨,耗资约50万元,增加降水4亿余吨,平均每吨水仅为人民币0.125分。上述北京市的人工降雨仅花费2万余元,吨水成本比湖北还低。据河北省1995年测算,人工增雨投入与产出效益比在1:30以上。北京市的数据显示,增雨的投入产出比超过1:90。 4 我国北方空中水资源潜力巨大,目前的水汽利用率仅为5%。利用率若能提高一个百分点,就增加水资源1090亿立方米;若能达到南方的一半,我们则多出7条黄河。 关于人工增雨,国内文献经常引用的说法为:根据国外多年经验,科学组织的人工增加雨雪作业可能增加15%左右的降水量。这实际上只是美国1957年用碘化银催化冬季过冷却云的一次实验结果,具体数据为能增加降水10-15%。其对某次人工增雨或许有参考价值,但若开发空中水资源,则应着眼于“水汽利用率”。 5我国北方的荒漠化扩展和干旱少雨加剧的现状,与季风环流等自然因素关系不大,主要还是人类扰动导致的自然之变态。 人们一直在说我国西北和北方干旱少雨,这当然是目前的事实。但同时还有一个为人们忽视的事实,即西北和北方上空的水汽相对并不少,西界和北界的年均水汽净输入量为30915亿立方米,超过了全国的水汽净输入总量。再一个重要事实是:我国北方地区的降水过程大都是自西、西北向东展开的,而不是通常所说的太平洋水汽从东向西的输送。这一点,由电视台每天播放的卫星云图和气象预报已经成为人们的常识。这也是开发空中水资源工程在理论上和实践上的基点之一。北方干旱少雨是水汽利用率太低;而在低利用率的起点上,开发空中水资源也就更易见效。 6转变观念,科学规划,应时顺势,以实施开发空中水资源战略工程为启动机制,扭转北方干旱态势,降解沙尘暴,治理荒漠化,使生态环境进入良性循环。 既然植被破坏是导致荒漠化扩展和干旱少雨恶性循环的要害,那么恢复良性循环也应该有一个最佳切入点。长期以来,我们一直把植树种草作为其主攻方向,但干旱少雨却使之事倍功半见效缓慢。当代人工降雨技术的发展,开始使我们能够把握技术手段与最佳切入点的组合。 我国的人工增雨虽然已经搞了几十年,但一直是作为一种抗旱减灾的应急手段,而未能上升到开发水资源的战略层面,此其一。 其二,因为是抗旱的应急手段,所以人工增雨作业基本都是在一个省的范围内进行,甚至是一个市或一个县各自为战。 其三,以往人工增雨的目的很明确,就是哪儿干旱就在哪里搞,为的是缓解旱情。但是,国内外人工增雨作业的结果却表明,降水机制一旦启动,在大多数情况下(概率在90%左右),就不仅是当地下雨,降水范围还会自动适当扩展并主要向下风方向拉长。 充分利用人工增雨向下风方向延伸的特性,便是我们所说的开发空中水资源战略工程在操作上的重要支点。 在观念上,则是把人工降雨技术从抗旱减灾的应急手段,点化为开启自然生态良性循环机制的四两拨千斤的“金钥匙”。 开发空中水资源工程,简单地说,就是掌握云带由西界进入我国的周期规律(一般三天左右就有一个云带入境),科学规划,系统调配,综合运用各种技术手段,针对具体云带的情况实施不同的人工启动和跟踪接力启动,以延伸降水空间。经过若干次操作之后,大约有几个月到半年的时间,便可由西而东逐渐形成连续的、稳定的蒸发带,即降水循环机制(现在的情况是,云带入境后大都被荒漠化地带的上升气流渐次抬升为高空浮云,因之降水过程很难延伸;到了西北东部和华北地区能够成雨的云体就更少)。此后,对每三天左右进入我国的云带,只需在上风头和适当地点进行启动,就会在我国北方地区出现一个连续的降水过程,是之谓“龙头水,下到尾”。而如果三五天就有一次降水过程,那便是风调雨顺了。 |
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