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2018年11月21日 星期三
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许志荣:河南科学防旱的水资源对策建议

发布时间:2011.2.28  新闻来源:中国黄研会  浏览次数: 3795
        2008年冬至2009年春,我省遭遇了50年一遇的严重旱灾。2010年9月底以来我省大部分地区已经超过140天无有效降水,出现了1951年以来最严重的干旱灾害。最近中原大地喜迎瑞雪,久旱的小麦解了渴。举国关注的严重干旱渐近渐远,但顾后瞻前,我们却没有任何理由松懈。水利、气象专家的研究成果表明,我省气候表现为气温上升的趋势凸现。旱灾发生的频率明显加快,农作物受旱面积和成灾面积范围逐年扩大。缺水干旱将是我们必须长期面对的严峻挑战。科学抗旱只是一时的应急对策,而科学防旱却是我们不可回避的长期性、战略性的问题。战役性的科学抗旱结束之后,更应再接再历,把科学防旱提到议事日程上来,未雨绸缪、抓紧抓好。科学防旱是一项系统工程。而水资源条件及水资源状况如何,是科学防旱、改善生态环境,提高农业综合生产能力的基础。近日,我认真学习了《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》,倍受鼓舞。兴奋之余,结合自己所学专业和在河南40余年的工作实践,写了这份《河南省科学防旱的水资源对策建议》。若能对我省的科学防旱工作有一点点参考价值,那我将十分欣慰。
  一、河南水旱灾害治理成绩显著
  纵观我省农业发展史,实际是一部与水旱灾害作斗争的历史。一方面洪涝灾害频繁,一方面干旱缺水,水旱灾害仍是我省建设农业强省的主要制约因素。
  新中国成立后,特别是改革开发以来,河南省委、省政府领导全省几代人长期艰苦奋斗,对旱、涝、沙、碱采取农田水利工程和植树造林等重大综合措施、进行大规模卓有成效的治理。2000年全省已建成各类型水库2394座,总库容267.61亿立方米。初步治理大中型平原河道130多条,整修加固堤防1.6万公里。全省已建成大中型水闸1977座,引提水工程21993处。现有机电井130余万眼。开发万亩以上灌区238处,万亩以下灌区10287处。2000年全省有效灌溉面积472.53万公顷,旱涝保收田369.28万公顷。治理水土流失面积3.94万平方公里。水利工程设施在抗旱灌溉、防洪除涝、治理盐碱等方面发挥了重要作用。全省原有低洼易涝面积210.8万公顷,至2000年除涝面积184.8万公顷,占低洼易涝面积的87.7%;原有盐碱地面积79.86万公顷,治碱面积68.3万公顷,占盐碱地面积的85.5%。低洼易涝地、盐碱地得到了根本性的改造。2000年全省总供水量为204.87亿立方米,其中农业用水量134.196亿立方米,占总供水量的65.5%;近几年,我省每年实际供用水量约230亿立方米,其中农业用水量160亿立方米,约占总用水量的70%。农田水利灌溉条件极大改善,确保了农业稳产高产。河南用占全国1/16的耕地生产了全国1/4的小麦、1/10的粮食,粮食生产连续5年突破1000亿斤,成为全国重要的粮食生产核心地区。实践再次印证了“水利是农业的命脉”的科学道理。河南水旱灾害治理成绩显著。
  二、河南的干旱灾害及主要特点
  1、历史上干旱灾害。
  据《河南省水资源》资料,从1450—1949年的500年中,发生全省性旱灾有200年,占40%,平均每2-3年出现一次;其中大旱灾43年,平均10-20年出现一次;特大旱灾6年,平均50-100年出现一次。
  2、近期干旱灾害。
  据《河南省水利统计年鉴》资料,从1950-2000年的51年间,河南省每年都有旱灾发生。多年平均旱灾受灾面积146.4万顷,占全省总耕地面积的15.0%;成灾面积90万公顷,占全省总耕地面积的11.0%,成灾率61.4%。从1950-2000年间,河南干旱受灾面积及成灾面积随时间均呈增加趋势。造成干旱灾害频繁发生的原因是多方面的,是多种因素复合形成的。本人认为主要原因有两个:一是与气候变暖有较密切的关系。气象专家对我省1962-2006年气候变化专项研究表明,我省气温总体呈上升趋势。其中安阳气温上升最快,近50年平均气温上升了1.8℃。郑州上升了0.8℃。气温上升使土壤和农作物的蒸发及蒸腾量增加,干旱出现的概率也随之增大;再一原因是由于豫北、豫东平原大力发展井灌,大部分地区尚未建设井渠配套体系,过量开采地下水,造成地下水位较大幅度下降,使饱水带顶界面下移,包气带厚度加大,加剧了土壤和农作物的干旱程度。
  3、干旱灾害的主要特点。
  一是干旱灾害频繁发生,具有范围大、危害重和持续性的特点;二是旱灾与水灾在一定条件下可相互转化,长旱骤涝,春旱秋涝,涝后又旱,旱涝交替。即使在大涝年份,也有局部干旱灾害发生。三是河南的干旱一年四季均可发生,其中春旱出现频率37%,伏旱出现频率20%,秋旱最少占14%。四是干旱灾害有时出现持续性,如1941-1943年、1959-1961年、1965-1966年、1977-1979年、1985-1986年和2008-2010年都出现连年干旱期。
  三、科学防旱的水资源对策建议
  河南省多年平均(1956-2000年)水资源总量404.8亿立方米,人均水资源占有量约为426.6立方米,为全国人均水资源占有量的1/5。根据预测,河南省现状平水年份需水总量为300亿立方米,与现有水利工程可供水量相比,缺水40亿立方米,与实际供水量相比缺水70亿立方米,遇中旱年和大旱年,缺水更为严重。除了水资源短缺之外,水资源分布极不均衡。地表水污染严重,据监测,遭受污染、失去使用功能的河段占52%,水质型缺水进一步加剧了水资源的供需矛盾。必须及早研究对策。关键是要突出解决水资源在时间、空间与地域上分配的不均衡问题。要采取工程措施与非工程措施,调蓄河川径流,使更多的洪水转化为可利用水资源;合理开发利用地下水,建设“地下水库”;加大引黄灌溉补源力度,建设平原井渠结合体系;充分有效利用土壤水;厉行节约用水;建设“水源森林”;加强水污染治理,加快实现污水资源化。这些综合措施的实施,可明显增加可利用水资源量,农业干旱灾害的影响可以得到有效缓解。
  1、调蓄河川径流,使更多的雨洪水转化为可利用水资源。
  我省一方面水资源紧缺,一方面有占河川径流量60%的洪水径流白白流失。淮干、澧河、北汝河、沁河、淇河等河道上游都位于暴雨中心,由于缺乏大型水库控制工程,大量的地表径流不能拦蓄利用,还给下游防洪造成很大压力。要积极创造条件,在继续除险加固大中型水库的同时,争取尽快上马淮河出山店、北汝河前坪等大型水库,以拦蓄地表水,增加供水量,同时减轻平原洪涝灾害。
  周口市多年来在河道上建设大、中、小型水闸分别达10座、57座和500多座,蓄水补源效果十分明显。1994年以来,全市平均地下水位上升1.10米,大范围浅层地下水位埋深维持在4米左右的最佳状态,因地制宜建设的“大闸、深渠、浅井”水利工程体系和实施“井灌为主,井渠结合”的水利灌溉模式是成功的,对我省平原区具有借鉴意义。
  2、合理开发利用地下水。
  我省平原区面积8万余平方公里,深度60米以内的浅层地下水资源比较丰富,浅层地下水资源量124.50亿立方米,其中,淡水占99.5%。河南多年平均降水量达711.8毫米,据水利、地矿部门评价,约占降水量的20%可入渗补给浅层地下水,多年平均降水入渗补给量可达101亿立方米,占浅层水补给量的80%,这是最稳定的可开采的水资源量。现状全省平原区每年约有40亿立方米浅层水量因水位过浅而白白消耗于蒸发。大量观测和试验资料证实,当浅层水水位埋深4米左右时,浅层水蒸发量相当微弱。所以,可通过打井开采,将地下水位埋深降到4米左右,就基本可夺回这部分蒸发量,这是当前水利配套挖潜的一个重要方面。
  我省平原区浅层地下水未超采区总面积约4.70万平方公里,主要分布在沿黄河影响带和豫东、豫东南平原及南阳盆地,现状浅层水水位埋深普遍为3-5米,据地矿部门评价,这些地区尚有浅层水潜力资源量每年约24亿立方米,可增打机电浅井,扩大开采利用。
  我省平原区普遍埋藏有深层压淡水,深度一般为200-500米,其中有较大面积为优质矿泉水分布区。深层淡水埋藏深,补给困难,资源条件较差,但其储藏量大,允许静水位降深可大一些。据地矿部门评价,深层地下水计算区面积8.51万平方公里,可采资源量为10.47亿立方米。深层优质地下水可作为水资源的一部分,分散、控制开采利用,主要可用于城镇供水、农村饮水改造的替代水源和抗旱灌溉的应急水源。
  3、加强人工调蓄,建设“地下水库”。
  人工地下调蓄水资源在国外普遍受到重视,如美国加州就有几百处的地下调蓄工程,加州平原的地下水回灌量每年达十几亿立方米。沙特阿拉伯和以色列成功地拦水将洪水蓄存在“地下水库”中。
  “地下水库”实际是把大气降水为主的水源储存于地下含水层中,具有分布广泛、蓄水效益高、蒸发损失小、水量水质稳定、水温适宜、不易污染、易开发利用、不占土地、环境负效应小等明显优势。它在水资源人工调蓄、地表水与地下水联合调度、生态环境地质灾害的控制与修复、水资源战略储备,特别是在应紧(急)供水中可发挥重要作用。由于黄河、淮河等河流泛滥改道,我省平原区60米深度内形成了约6万平方公里的山前冲洪积扇和平原地下古河道,可统称为“地下水库”。我省大范围、大量开采利用浅层地下水,实际是对“地下水库”的人工调蓄。
  一种形式是汛前灌溉季节充分开采地下水,既解决了春旱,又降低了地下水位,腾出地下库容,汛期进行蓄洪引渗,把洪涝水转化为地下水,以供第二年利用。
  另一种形式是控制合理地下水位,人工夺取浅层水的无效蒸发消耗,扩大降水入渗。这不仅能增加补给,而且有利于治理旱涝盐碱等自然灾害。如豫东平原的商水县、商丘市睢阳区以及豫北平原的新乡七里营人民胜利渠灌区、原阳、建津、封丘等县,由于采取“井灌井排、井渠结合”等措施,大面积汛前地下水位埋深控制在5-6米,汛后控制在3米左右。形成了一个天然地下调节水库。使大片盐碱地不治自愈,洪涝灾害有所减轻或自然消除。
  再一形式是输水、引灌又兼入渗。我省已建山区水库弃水,一般都符合回灌的水质要求。在山前冲洪积扇卵砾石区最佳调蓄地段,如安阳河冲洪积扇等,可通过输水又兼入渗以及引渗回灌,增加地下水补给量。我省东部和北部黄河两侧平原区,有6个地下水位下降漏斗区,总面积1.06万平方公里,地下调蓄水文地质条件良好,计算可以调蓄的地下库容达70亿立方米,结合引黄灌溉补源,建设黄河地表水与地下水库联合调蓄系统,若调蓄1/5地下库容,则可一次性增加地下水供水量14亿立方米。经省地矿部门勘察,基本查明南水北调中线河南段埋藏有地下调蓄库12个,总库容达44.3亿立方米,通过调蓄回灌,每年可增加地下水资源量25.5亿立方米,每日为699万立方米,相当于新建70座日供水10万立方米的大型水厂。充分说明,地表水与地下水联合调蓄,可达到“开采—回灌”的动态平衡。潜在经济效益、社会效益、环境效益十分巨大。
  建议在地矿、水利部门对“地下水库”初步勘察、调查评价基础上,抓紧开展工作,进一步查明河南省“浅层地下水库”的类型、分布、规模、结构及边界特征,圈定“地下水库”建设范围,计算地下水库的库容量,提出“地下水库”建设与科学调蓄方案。为水资源战略储备,保障粮食生产和城乡供水安全提供依据。
  4、积极开发利用黄河水,扩大引黄灌溉补源范围。
  黄河自西向东横贯我省北中部干旱区,境内长达711公里,流域面积3.60万平方公里,占全省土地面积的21.9%。耕地面积3510万亩,占全省耕地面积的34.6%。根据国务院“8?7”分水方案,正常年份分配给我省干支流的总引黄水量为55.4亿立方米,其中干流为35.67亿立方米,支流为19.73亿立方米。近5年来,我省实际引黄水量平均每年为31.74亿立方米,仅占国家分配我省引黄水指标的57.3%。其中干流引黄水量为24.18亿立方米,占分配指标的68%。一方面,年度黄河水用水指标没有用够;另一方面,豫北平原和豫东平原较大范围的浅层地下水严重超采,地下水位大幅度下降。而这些地区正位于河南粮食核心区范围。如果不加大引黄力度,采取积极的补源措施,这些地区的生态环境灾害将更趋加重。
  因黄河地势相对较高,故我省引黄大部分地区可自流灌溉与补源,条件较优。建议抓住国家增加基本建设投入、拉动内需和我省建设粮食核心区的良好机遇,加大引黄力度。一是增加投入,完善平原引黄工程体系建设;二是调整引黄灌溉的思路,从“随用随引”,变为“引蓄结合”。在扩大黄河水灌溉的同时,大力发展引黄补源。沿黄地区有许多背河洼地及低洼地,可充分利用建设一批“平原水库”。利用河道、故道、水库、坑塘等调蓄黄河水,“冬蓄春用”,“丰蓄枯用”,加大灌区本身的调节能力。也可以在灌区内适当打井,合理开发利用浅层地下水,井渠双配套,做到引黄水、地下水与地表水“三水”联合调度使用,增加可利用水资源。当前应将安阳—鹤壁—濮阳和温县—孟州等豫北浅层水严重超采区以及豫东商丘一带浅层水严重超采区,作为引黄灌溉和引黄补源的重点,大力引水、蓄水、补水,以缓解供水紧张和改善生态环境。我省近邻的山东省现状平均每年引用黄河水量约60亿立方米,引用黄河水的力度远大于我省。该省已建成780余座“平原水库”,同时在黄河两岸的行洪排涝河道上建成100多座栏水闸,这些水利工程,一次可蓄水8亿立方米,多年平均引黄水量12.55亿立方米,起到了良好的调蓄、补源、改善生态环境的效果,山东省的经验值得我们借鉴。
  5、充分有效利用土壤水。
  我省不少地区仍属于粗放型的灌溉农业,造成水资源的浪费,主要原因之一是对土壤水在农业供水中的重要性缺乏认识。我省多年平均降水量达711.8毫米,除山区以外的大部分地区,大气降水中的70%左右可转化为土壤水,20%左右转化为浅层地下水。因此土壤水成为作物生长的主要水分来源,充分利用土壤水的储水能力与调蓄功能,就可明显减少灌溉用水,这是建立节水农业的关键。我国劳动人民在生产实践中总结出了“锄头上有水”的科学方法。中耕松土,切断土壤中的毛细管,就能减少土而蒸发,当然还有其他办法。本人曾对豫东地区的一些粮食高产典型做过调查,这些典型的粮食亩产早已超过千斤,但每亩耕地年灌水量也只有150立方米左右,水分生产率高达3Kg/m3以上,究其原因,很关键的一条就是科学种田,改良土壤。通过深翻土地,秸秆还田,增肥有机肥,降水入渗增大,保墒措施好,建成了看不见的“地下小水库”。大量试验表明,作物需要一定的耗水量才能得到一定的产量,但耗水量过大,产量却有所降低。在保证一定的耗水量前提下,提高水分生产率的潜力很大。建议进一步研究与推广土壤水调节有效利用的技术成果,使土壤水无效损失(非生产性耗水)的20%~30%转化为有效损失(生产性耗水),这将为农业可持续发展提供重要补充水源。
  6、建设“水源森林”。
  保水最有效的手段是爱护和增加植被,以养蓄水源。在广大平原区应进一步建设好农田园林化。在山区和山前地带,特别是在暴雨中心地带建设密集林带,其一,可以增大水资源涵养量,集中降水期的弃水,可通过密集林带拦截、调蓄到地下,增加地下水的补给量;其二,起到分洪作用,可明显减轻下游平原的洪涝灾害和土壤盐碱化。我曾到澳大利亚堪培拉等地考察低山丘陵地区建设密集林带养蓄水源取得成功的实例,那里建成大片密集的安树林带,可截留50%以上的降水就地调蓄,明显减轻了下游平原的土壤盐碱化。我们投入不少资金建设山区水库固然必要,但建设“水源森林”也是意义重大的。我省的栾川县、新县、薄山水库上游、信阳金牛山等典型地区,森林覆盖率均已超过50%,采取水利工程和绿色工程并举,取得了养蓄水源的良好效果。
  我省大开发的基调应该是绿色。治水之根在治山,治山之本在治林。走改善生态环境,以林治山治水之路,既使城里人安全,又使山里人脱贫,是改变我省干旱洪涝频存的治本之道。
  7、把节水作为一项主要政策,长期执行。
  要按照建设节水型社会的要求,从各方面切实推行节约用水措施。积极开展创建节水型企业、节水型社区活动。在南水北调等水源供水后,城市应逐步将挤占的农业用水量返还给农业。在农业节水方面,要积极推广应用节水灌溉制度和节水灌溉技术。过大的灌溉水量对作物增长反而不利,必须控制总灌水量,在作物对水分敏感时期浇关键水,可以达到最好的增产效果,用不多的水量灌关键水夺取高产是完全可能的。在农村经济条件许可的地区,可发展喷灌、滴灌、衬砌渠道输水和低压管道输配水。当前应当大力推行与间歇灌相结合的沟灌、隔沟灌、膜上灌与膜间灌,这些灌溉技术,成本低廉,技术简便,效果良好,是容易被农户接受,易于推广的适用技术。豫北平原的温县约36万亩耕地,80%以上的耕地铺设了地下管网,节约用水30%,保灌面积30多万亩,成为我省农业稳产高产典型。
  8、加快实现污水资源化。
  我省省辖城市、县级城市和县城已建成污水处理厂约120余座,设计日处理污水能力约600万立方米,平均按年运行300天计算,全年处理污水总量可达18亿立方米。污水处理厂一般位于城市和县城的下游,处理后可就近入河道,一方面可以使已污染的河水得到冲淡稀释;另一方面污水处理厂的设计排放标准为二级或优于二级,其处理后的出水水质可满足农田灌溉用水水质要求,可用于农田灌溉,这是污水资源化的首选对象。当务之急是要采取积极有效措施,使已建成的污水处理厂尽快正常运行,发挥作用,加快实现污水资源化。
  9、抓紧推进《河南省地下水保护行动计划》的实施。
  地下水是我省工农业生产和城乡生活的主要供水水源。多年平均地下水开采量130亿立方米左右,占全国地下水开采总量的1/8。由于对水资源缺乏科学的认识,以及对地下水的开发利用缺乏有效的管理和保护,致使豫北平原和商丘—宁陵一带超采明显,引发了地下水位持续下降、地下水水质恶化、地面沉降、泉水枯渴、湿地萎缩和土地沙化等一系列生态环境问题。也使农民抽水灌溉成本加大。为此,河南省被水利部正式确定为全国“地下水保护行动计划”试点,而且是全国惟一一家省级试点。选择地下水超采明显、生态环境问题较突出的新乡、鹤壁、安阳、濮阳、焦作、济源、许昌、商丘等8市作为地下水保护行动的实施区。计划建设补源工程、替代水源工程、生态环境建设工程、城市节水工程、污水回用工程及非工程措施62项。实施后每年新增可利用水量10.3亿立方米,减少地下水开采量8.6亿立方米。规划到2020年,在统筹规划南水北调、引黄补源等新的水源条件下,基本可实现实验区地下水采补平衡,地下水资源得到合理开发、高效利用和有效保护。并使因地下水超采引发的生态环境灾害得到有效治理。这是一项造福中原人民,造福中原子孙后代的工程。应借助今年中央一号文件锁定水利的良好机遇以及我省遭受的严重干旱,争取水利部给予重点支持,抓紧推进《河南省地下水保护行动计划》的实施。
  当前,最紧迫的事要编制好规划。建议由省发改委或省水利行政主管部门率头,会同水利、农业、林业、环保、国土资源、地矿、建设、气象等部门,编制《河南省应对干旱灾害水资源开发利用规划》及专项规划,并将《规划》的基本思想和内容纳入各级国民经济和社会发展计划,并提出优先实施的行动计划。我相信,在省委、省政府的正确领导下,全省人民学习和弘扬愚公移山精神、大禹治水精神、焦裕禄精神和红旗渠精神,再经过10年左右时间的艰苦奋斗和不懈努力,科学防旱取得巨大成就,粮食生产核心区内基本实现旱涝保收、稳产高产,和“社会经济——水资源——生态环境”复合系统协调发展,为中原经济区建设奠定坚实的基础。
  
  
  (作者为河南省黄河文化经济发展研究会常务副会长、国家级专家、研究员)
  
  
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