特殊的地理條件和氣候特征決定了我國是一個干旱及旱災頻繁發生的國家。長時間的持續干旱,不僅嚴重影響了人民生活和各行各業的正常用水需求,而且對生態系統和環境造成了強烈的沖擊和破壞,導致了城市供水限時定量,農村飲水困難,糧食大面積減產,江河斷流、湖泊干涸,植被大面積死亡,沙塵暴頻頻發生……應對頻頻發生的干旱,減少旱災損失,是我國要實現全面建成小康社會目標必須面對和解決的問題。
一、干旱引發的災害是我國從古到今必須面對的最嚴重的自然災害之一
中國的自然災害包括水災、旱災、地震、臺風等,在所有的自然災害中,影響面最廣、最深遠、最嚴重的災害就是旱災。與其他自然災害相比,旱災具有以下幾方面的特點:
一是發生頻率高。歷史旱災記載始于公元前206年,從那時起到1949年的2155年間,我國發生較大旱災有1056次,平均每兩年發生一次。據對近500年(1490~1990年)的統計,我國黃淮海地區大旱以上等級的干旱重現頻率較高,黃河流域重現率為26.9%,海河流域為30.3%,淮河流域為33.6%。新中國成立以來到2002年的53年間,全國或部分地區旱情較嚴重的有36年,出現頻率接近70%,我國似乎進入了干旱發生頻率較高的時期。
二是影響范圍大,持續時間長。歷史上,我國大范圍、連年持續干旱的情況屢屢發生。如,明崇禎十年至清順治三年(1637~1646年)發生了最嚴重的干旱,干旱范圍包括了現在海灤河流域、黃河流域、淮河流域、長江中下游地區的20多個省(自治區、直轄市),旱災遍及大半個中國,持續時間接近10年,北方多數地區連續干旱4~8年。西北地區1928~1932年的大旱災,持續時間4年。新中國成立后,1959~1961年連續3年干旱,災害先后影響到我國19個省(自治區、直轄市);1972年全國干旱少雨,重災區為京、津、冀、陜北、遼西、魯西北等。20世紀80年代以后,我國華北地區持續偏旱,進入90年代,干旱從華北平原向黃河上中游地區、漢江流域、淮河流域、四川盆地擴展。持續的干旱,尤其是黃河、海河、淮河枯水期的同時遭遇,給我國造成了極大的損失和影響。
三是危害大,后果嚴重。歷史上,旱災造成的損失和后果是極其嚴重的。新中國成立以后,我國的抗旱災能力不斷增強,但如果處理不當,后果也將是非常嚴重的。
我國干旱問題的易發性、持續性、廣泛性和危害性,決定了解決干旱問題的復雜性和艱巨性。緩解干旱引發的損失是我國當前乃至今后很長一段時間必須面對的艱巨任務。
二、目前我國抵御干旱的能力還相當脆弱,提高抗旱能力任重道遠
新中國成立以后,我國修建了大量的水資源利用工程,提高了抗旱減災能力。由于制度的優越性、綜合國力的提高和水資源利用能力的增強,干旱造成人口大量死亡的概率在不斷降低,干旱對我國的危害方式和影響程度出現了很大變化,而干旱造成的經濟損失、影響人口的絕對數量、農業受災面積、成災面積、糧食減產量等都呈增加的趨勢。
據統計,1950~1999年,全國農作物年均受災面積2180萬hm2,成災面積839萬hm2年均減少糧食產量1237萬t。
我國城市供水安全和農村用水安全抵御干旱沖擊的能力還很弱。全國現有的668座城市中,近400座缺水,比例高達60%。在這些缺水城市中,有相當部分屬于資源型缺水城市。另外,我國一些城市的供水體系極其脆弱,有的城市供水水源僅僅依靠一座水庫或一個湖泊,水源單一;有的城市靠遠距離調水解決,供水系統安全隱患很大。我國許多農村用水的保證率較低,遇到干旱年,大量的農村人口用水困難。
造成這種情況的原因是多方面的,有自然條件惡劣的原因,也有經濟社會發展的原因。我國幅員遼闊,降雨時空分布不均,水資源分布與經濟、人口、土地的分布不一致,干旱問題的解決難度大、方法少、成本高。新中國成立后,我國北方地區尤其是黃淮海地區修建了大量的水庫、塘壩等水源工程,但大多數北方河流水系發源和流經貧水地區,一旦出現干旱,往往出現資源型缺水,河流干涸,水庫蓄不到水,地下水得不到補充,即使有工程也無水可供。由于技術、經濟條件的限制,進行長距離的調水工程建設需要一個過程,實現全國范圍內的水資源優化配置還需要做長時間艱苦細致的工作。隨著社會的發展,經濟總量的增加,同樣的干旱造成損失的絕對值必然增大。改革開放以來,我國城市化發展迅速,新增的供水能力大部分都提供給了城市,北方許多原來為農業供水的水庫轉供城市,農業灌溉供水的凈增長率增長緩慢。在廣大農村,由于農村生產關系的變革,農產品價格持續低迷等原因,作為農業命脈的水利工程,不再像以前那樣受到普遍重視,這也直接影響了農村抗旱能力的提高。
三、干旱對生態系統和環境的影響必須予以高度重視
從20世紀80年代到現在,我國北方地區長時間的持續干旱,對生態系統和環境的影響極其嚴重。干旱發生時,往往是城市生活和工業用水擠占農業灌溉用水,而農業灌溉用水又擠占生態用水和環境用水,生態系統和環境受到的影響和沖擊最為嚴重。
從自然角度來看,對生態系統和環境造成影響的干旱類型可分為兩種自然型干旱:
一是永久性氣候干旱。這種干旱主要出現在我國年降雨量小于400mm、干旱指數大于3的干旱和半干旱氣候區。
我國降雨量的地區分布與地形地貌有明顯的相關性。年降雨量總的趨勢是由東南向西北遞減,山區多于平原,山區的迎風坡多于背風坡。我國400mm年降雨量等值線,大體上始于東北中俄邊界,止于中尼邊境,由東北斜貫西南。這條等值線的以西以北屬于干旱區和半干旱區,面積約占我國總面積的45%。而干旱指數大于3的地區也大多分布在我國的干旱或半干旱地區。該地區降雨稀少,水資源的承載力較低,自然地貌一般是草原、戈壁和沙漠。農業和其他經濟活動大多集中在河流流經的地區,河流的水源補給一般靠附近的高山融雪和降雨。永久性氣候干旱區年降雨量的多少,直接影響到草原和綠洲的生態系統;山區型河流徑流量的變化和人類用水量的多少,直接影響人工綠洲(包括農田)和天然綠洲的面積和比例。該地區許多地方有機質土層較薄,風力大,蒸發強烈,氣候惡劣,一旦出現植被大面積死亡,土地沙化,草場退化等問題,恢復和治理是非常困難的。
二是偶發性氣候干旱。這是指在降雨豐沛地區,由于氣候的隨機波動引起一定時段降雨偏少和徑流偏枯而導致的干旱缺水。在我國年降雨量大于400mm、小于800mm的半濕潤地區,受降雨的隨機性波動,發生偶發性氣候型干旱的概率很高。我國黃河流域、淮河流域、海河流域的廣大地區,除淮南、蘇北外,均位于南北氣候分界線的淮河、秦嶺以北,屬于半濕潤地區,極易發生偶發性氣候干旱。從自然角度來看,該地區降雨相對較豐,干旱對生態系統的影響一般不會造成趨勢性不可逆轉的后果,即使是重旱情況發生,遇到豐水年或者連續豐水年,生態系統一般可以修復。
對生態系統和環境影響的干旱還有人為經濟型干旱。這是指人口增加、經濟社會發展對水資源需求量急劇增加引起生態系統和環境的用水量減少而造成的。
干旱對生態系統和環境的影響往往是自然型干旱和人為經濟型干旱共同作用的結果。為了減少干旱造成的經濟損失,人們采取了筑壩建庫,開渠引水,打井開采地下水等措施,增加了人類取用水的能力。這些措施必然導致水分循環中的垂向流動增強,水平流動減弱,水量平衡系統中的徑流量趨于減少,蒸發量趨于增加,使水量平衡系統由開放型向封閉型轉化,區域呈現干化趨勢。
另外,在永久性氣候干旱區,如果過度放牧,大量開荒灌溉,農業灌溉用水量大量增加,必然導致天然植被面積減少,自然綠洲萎縮,草場退化,土地沙化,沙塵暴頻繁。黑河流域、塔里木河流域就有類似的深刻教訓。據統計,目前,我國沙化面積已經擴展到174.3萬km2,占國土面積的18.2%,而且年擴展速度由20世紀70年代的1560km2增加到90年代末的3436km2,年擴展速度呈明顯增加趨勢,土地沙化的面積大多數集中在我國的干旱或半干旱地區。
在偶發性氣候干旱區,如果水資源被大量開采為農業或城市用水等,必然導致濕地面積減少,江河斷流,地下水超采,地面下沉。在我國北方地區,如松遼平原、海河流域、黃河流域東部、淮河流域部分地區,長時間過度抽取地下水,導致了地下水水位持續降低,形成大面積的地下漏斗區,地下水水質惡化,地面沉降,沿海地區海水入侵,有些地方的地下水甚至被抽干。這些都是生態系統和環境惡化的表現。
四、采取綜合措施,減少干旱造成的損失,促進人和自然的和諧共處
干旱問題影響到方方面面,必須采取綜合對策,需要從人、經濟、生態、環境的和諧發展來構建水資源的合理配置體系,從開源、節約、保護的齊抓共管來構建水資源的平衡體系,從工程措施和非工程措施相互配合來構建降低旱災損失的保障體系。
1.在各種用水需求之間,合理配置水資源,維持生態、環境的用水需求,保持人、經濟、社會、生態、環境的和諧
在各種用水需求中,生態、環境用水屬于弱勢用水,而農業用水屬于相對低效用水,極易受到侵害。因此,進行水資源配置時,生態、環境、農業灌溉的最低的合理用水需求應當受到特別的關注和重視,這不僅涉及糧食安全,而且事關可持續發展。
要通過國家、流域、地區的三級水資源綜合規劃,解決水資源在不同流域間、流域內不同省之間、同一地區的不同行業間的合理配置和初始水權等問題。各地區要根據水資源的狀況和所能使用的水權,合理確定經濟社會的發展規模、發展模式、發展目標和發展方向。
2.要對大氣水、地表水、地下水、土壤水進行全面的開發、利用、節約和配置,保障水資源的供需平衡
受經濟和技術條件的限制,目前所能開發用于集中式供水(如工業、生活、農業灌溉)的水資源只能是地表水和地下水。在進行水資源配置供需平衡分析時,考慮和關注的也往往只是地表水和地下水,很少考慮空中水和土壤水。
空中水汽數量巨大,進行增加空中水汽利用的研究可能是一個令人鼓舞的課題。一種途徑是增加空中水汽的含量,進行人工造雨、造雪。另一種途徑就是在云層條件較好的情況下,采用人工影響天氣技術,增加降雨。在我國一些地方,將降雨催化劑通過高射炮發射、飛機和火箭播散、氣球攜帶、高山基地施放等手段,進行人工降雨,取得了一定的效果。
減少水資源(主要是地表水和淺層地下水)的無效蒸發是增加可以利用水資源量的另一途徑。如在北方地區,有條件地部分廢除平原水庫、鼓勵興建地下水庫、地表水地下水聯合調度、優先使用地表水、農業適時灌溉、北方地區開發農業保墑免灌技術等,可有效降低水的無效蒸發。
土壤水是由天然降雨或灌溉等補給的巨大的天然水庫,可以直接被植物的根系吸收利用。所謂自然界具有生態自我修復能力以及旱作農業,靠的都是降雨而形成的土壤水。我國華北地區,在水資源開發利用程度很高、地下水連年下降的情況下,生態植被沒有大面積死亡,靠的也是土壤水。
3.減少旱災造成的破壞和損失,必須工程措施與非工程措施聯合運用
目前,我國的水資源開發利用量約占水資源總量的20%,還存在一定的潛力。但是,各流域開發利用水平極不平衡。據統計,1994~2000年的7年間,黃淮海流域水資源開發利用率已經超過了70%,其中海河、黃河超過了80%;而長江、珠江、西南諸河等流域水資源的開發利用程度卻很低,存在較大的開發利用空間。另外,雨洪資源的開發利用、污水資源化、海水利用等方面,還有許多工作值得去做。水資源工程投資大,建設周期長,必須全面規劃,適度超前,不能臨渴掘井。
我國水資源的地區分布與土地資源、人力資源、經濟資源、礦產資源的分布不盡一致,尤其是水資源與土地資源分布的不一致(總的來說,北方水少地多,南方水多地少),盡管當今交通、信息傳遞、物流異常便利,資金、人才、能源等可以非常方便地流動,但是由于土地資源的不可流動性和業已形成的經濟和產業布局,大規模水資源調配工程的修建已成為必然。但是,調水工程的規模應受到嚴格限制,因為長距離調水不僅存在著系統風險且經濟成本巨大,對國民經濟的發展有著直接的影響,而且由于降雨的豐枯存在周期性和波動性,調水工程存在著一定的經濟風險。
對于應急性臨時抗旱工程的建設,也必須進行成本效益分析,尤其是對于抗旱保糧食的工程。當干旱發生時,許多抗旱工程措施,如打深井、調水等,從一定意義上講,可能是在掠奪生態用水或環境用水。
在加強防旱工程措施建設的同時,必須采取必要的非工程措施,主要包括防旱規劃、應急預案和應急管理、旱情監控、信息研究與旱情預報、旱災救助、公眾教育等。
干旱的救助也是非工程措施的一個重要內容。即使是非常完備的預防措施,也不可能完全抵御干旱的風險,干旱發生時,對于受到重大沖擊和影響的行業或個人,要給予必要的救助。要建立由各級政府、銀行、保險等各方面參與的救助網絡,發揮各方面的積極性,共同應對干旱的影響。
應對干旱問題是一項社會性工作,通過必要的公眾教育,提高公眾防旱減災意識也是非常必要的。總之,我們要通過發揮各級政府、企業、社團、集體、個人等方方面面的作用,加強全社會抵御干旱的能力。