内蒙古水资源形势及开发利用对策
2017-12-27杨贵羽李烁阳
杨贵羽 ,王 浩 ,李烁阳 ,段 娜
(1.中国水利水电科学研究院 流域水循环国家重点试验室,100038,北京;2.内蒙古农业大学,010018,呼和浩特;3.河北工程大学,056038,邯郸)
内蒙古水资源形势及开发利用对策
杨贵羽1,王 浩1,李烁阳2,段 娜3
(1.中国水利水电科学研究院 流域水循环国家重点试验室,100038,北京;2.内蒙古农业大学,010018,呼和浩特;3.河北工程大学,056038,邯郸)
内蒙古自治区是我国重要的生态屏障和国防安全前线。干旱半干旱的气候特点,使内蒙古水资源本底较差,加之经济社会的快速发展,水资源短缺成为制约区域发展的瓶颈,也引发了一系列生态问题。为合理利用有限的水资源,实现全区生态保护与社会经济协调发展,在系统梳理全区水资源情势及面临形势基础上,结合全区不同流域水资源状况及区域发展功能定位,提出了水资源开发利用中的对策建议。
内蒙古;水资源;形势;开发利用;对策
内蒙古自治区占我国国土面积的12.3%,横跨东北、华北和西北三大区域,邻接八大省(自治区),并与蒙古和俄罗斯接壤,在保障我国北方国防安全和区域稳定方面发挥着重要作用。同时广布的森林、草地、湿地资源以及从东向西分布的五大沙地和沙漠共同形成了森林、草原、荒漠以及农牧交错带等独特的生态系统结构,不仅形成了我国北疆绿色生态安全屏障,也为全区丰富的矿产资源禀赋和粮食生产奠定了重要的环境基础,形成“东林西矿,南农北牧”的资源格局。全区粮食产量持续增长,2015年达2 827万t,占全国总产量的4.5%,是全国典型的粮食输出省份。然而,全区位居干旱半干旱地区,降水量稀少且分布不均的自然特点,加之经济快速发展对水资源需求量的增加,已严重影响着本已十分脆弱的生态环境系统,集中表现为农牧交错带干旱草原原生生态系统退化、沙化,森林面积缩减,城市周边水环境退化,全区水安全状况不容乐观。据调查,近些年全国风蚀沙漠化土地面积每年的扩张较20世纪五六十年代增加了近1.58倍,其中一半以上发生在内蒙古,全区沙漠化面积占全区土地总面积的54.8%,天然草原沙化退化严重;尽管近些年呈现好转趋势,但由于气候变化的影响以及全区经济的快速发展,水资源与生态保护和经济发展相互制约的严峻现实难以改变。
本文在深入分析全区水资源及其开发利用面临形势基础上,立足绿色发展、保护中开发的理念,从不同流域功能定位出发,提出水资源开发利用的对策建议。
一、水资源开发利用状况
大气环流是陆域水汽输送和聚集的动力,其循环特征直接影响着区域的水文循环和水资源的变化。内蒙古地处我国北方内陆,东部以大兴安岭与东北区为界,南部以阴山与陕西黄土高原、华北平原为界,平坦高亢的地貌,东南气流挟带着太平洋水汽成为其主要降水来源。然而,随着水汽从东南向西北运动的逐渐深入,携带的水汽越来越少;且向西受到贺兰山、阴山山脉作用和北上受大兴安岭的阻挡,形成量少且分布不均的降水资源。与此同时,区域间下垫面和水资源开发利用的差异,也造成径流性水资源多样的变化特征。
1.水资源演变特征
降水是陆域水资源的主要来源。根据《内蒙古自治区第二次水资源调查评价》和 《内蒙古水资源公报》统计,全区多年(1956—2000年)平均降水量为3 263亿m3,占全国降水量的5.28%,折合水深仅282 mm。近15年(2001—2015年),在全球气候变化的影响下,尽管降水量整体呈现略微上升趋势,由2000年的2 499.7亿m3增加为 2015年的3 134.4亿 m3,但与多年平均年降水量相比,仍处于偏枯状态。
同时,全区降水量空间差异较大,整体呈现从东北向西南逐渐递减的趋势。按照流域分区统计(见表1),近15年(2001—2015年)各流域降水深依次为:松花江流域最大,海河流域次之,西北内陆河流域最小;最大值与最小值相差2.5倍。由于各流域所占面积的不同,全区降水量的一半以上分布在松辽流域,黄河流域占13.74%,西北内陆河流域占27.71%。
由于自然来水时空的差异,加之区域下垫面的变化,全区产汇流发生改变,水资源也呈现不同的演变态势。据《内蒙古水资源公报》统计,在多年(1956—2000年)平均条件下,全区水资源量为547亿m3,占全国水资源量的1.93%。尽管进入21世纪以来,全区水资源量呈现总体上升趋势,但与多年平均相比,近15年(2001—2015年)仍呈衰减态势,平均水资源量为460.31亿m3,仅为1956—2000年多年平均值的84%。
在空间上,全区水资源的69.23%集中于松花江流域,黄河流域片和西北内陆河占比不足10%。且由于降水数量和特性的不同,不同流域片水资源的构成也存在明显差异,集中表现为:地表水资源量从东向西逐渐减少,地下水资源则相反,其中松花江流域片以地表水资源为主,占其总水资源量的91.18%;辽河、黄河和西北内陆河流域片以地下水资源为主,地下水所占比例分别为67.7%、77.6%和81.9%。
2.开发利用状况
随着经济社会的发展,全区用水量持续增加,截止到2015年年底,总用水量达到185.8亿m3,占全国总用水量的3.04%。在空间上,由于区域间经济发展不均衡,用水量差异较大,以黄河流域片用水量最大,占全区用水量的48.8%,辽河流域次之,占全区用水量的24.4%;而水资源占有量最大的松花江流域,其用水量仅占全区用水量的15.9%。用水量和水资源分布的错位,造成了区域水资源的供需矛盾。近15年分区水资源和用水量分布见表2。
由于区域水源结构的不同,加之经济社会发展的差异,区域间供水水源也呈现不同特点。据统计,近15年全区地表水供水量略有下降,地下水和其他水源供水均呈增加趋势。截止到2015年,全区用水量中地下水供水量占47.5%,地表水占51.2%,其他水源不足2%。对于各流域片用水结构,除松花江区域外,其他各区域均以地下水为主。地下水用水为主的区域特点以及东多西少的水资源分布格局,造成全区2015年水资源总开发利用率为34.6%条件下,其中,地下水资源的开发利用率达到39.3%,地表水资源开发利用率仅为23.7%的开发特征。
二、面临的形势问题
全区水资源短缺且时空分布不均,加之区域发展与水资源分布的错位,使全区水资源形势严峻,也造成了与此相关的一系列生态环境问题。
1.水资源本底差,开发利用不均衡,用水效率低,加剧了水资源短缺
全区水资源本底较差,尽管人均水资源量为2 484 m3,为全国平均水平的1.18倍,但单位面积产水量仅为4.7 m3/km2,为全国的15.7%,居全国31个省份倒数第2位。此外,从东北部地区人均3 000 m3到西北部地区人均不足500 m3,东西相差近6倍的水资源空间分布格局,加剧了水资源的区域分布不均。总之,水资源总量高,区域差异明显,单位面积产水量少,造成全区水资源短缺的刚性约束。
与此同时,全区水资源开发利用不均衡,用水效率偏低,又进一步加剧了水资源短缺的情势。据内蒙古水资源公报统计,2015年全区水资源开发利用率为34.6%,其中松花江流域仅为9.28%,而黄河和辽河流域达到76%和81%,远远超过40%的国际警戒线。而2015年全区用水效率整体偏低,农田灌溉水有效利用系数为0.52,低于全国水平,仅为发达国家的70%;万元工业增加值用水量23.6 m3虽高于全国平均水平,但仍落后于国际先进水平;城市自来水管网损失率达到17%,高于我国15.2%的平均水平。
表1 内蒙古2001—2015年降水量空间分布
表2 内蒙古2001—2015年各流域平均水资源量、用水量情况
2.气候变化和人类不合理开发利用,造成生态环境退化
全区水资源本底条件差,加之气候变化,按照综合水资源数量、质量以及水生态良性发展的指标来度量,全区整体处于水资源承载力的一般安全和不安全水平。据相关研究表明,在全球变暖的大背景下,近50年内蒙古气候也明显变暖,增温和降水的变异增大,导致草原牧区干旱化加剧,退化草场面积占到全区可利用草场面积的45%左右。另外,为促进区域的发展,应对干旱气候,地下水成为缓解水资源短缺的主要水源。据统计,从1998以来,全区地下水开发量增加了1.44倍,其中深层地下水供水量由1998年的8.01亿m3增加到2015年的15.2亿 m3,增长了近1倍,造成地下水年超采量5亿m3。目前全区已形成33个超采区。
在气候变化和人类活动共同影响下,全区生态环境脆弱区整体呈现增加趋势。全区中度以上生态脆弱区域占总面积的62.5%,其中重度和极重度面积占36.7%。全区近千个湖泊面积处于萎缩状态。根据2000年和2012年遥感影像资料分析,近13年间,呼伦湖水域面积缩减了513 km2,比历史最大面积2 339 km2缩减了24%。尽管近年缩小的趋势得到遏制,但整体仍不容乐观。相对粗放式的用水方式,也造成水功能区达标率相对偏低,基本维持在50%左右,且以黄河流域较低。同时,松花江流域COD和NH4-N超标严重。
总之,全区面临着地下水超采、河道断流、湖泊湿地退化等生态缺水和水质污染等水环境问题。
三、水资源开发利用对策
1.指导思想与基本原则
以“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念为指导,立足不同区域的水资源形势和区域间均衡发展理念,在加强水资源保护的基础上,合理开发利用水资源,推动资源利用方式的转变,着力构建创新驱动的资源环境安全保障体系。要实现内蒙古自治区的可持续发展,水资源开发利用应严格遵循以下基本原则:
①坚持保护中开发,保护为主,确保生态安全。
②坚持开源节流并重,节水优先,确保资源安全。
③坚持因地制宜,以水定产,促进区域协调发展。
④坚持底线思维,严格落实水资源管理“三条红线”。
2.分区域应对措施
内蒙古自治区水资源空间分布不均,开发利用中存在问题各异。以下就各流域具体的水资源及开发利用问题开展应对措施分析,以为地方水资源开发利用提供借鉴 (海河流域在全区所占比例极小,文中不作介绍)。
(1)额尔古纳、嫩江流域
额尔古纳和嫩江流域属于温带大陆性气候。降水地区分布不均,呈现由北向南、由东向西递减的趋势。其中额尔古纳河流域年平均降水量250~380 mm,嫩江流域 440~510 mm。两流域水资源量占全区比例分别为30%和45%,地表水资源具有较大的开发利用潜力。
结合区域内呼伦贝尔高原、大兴安岭山地丘陵、松辽平原三个区的区域经济发展格局和国家生态功能区保护的格局,合理开发利用地表水资源,减少地下水的开发利用是该区域水资源保护的方向。其中,额尔古纳河流域,应将生态保护纳入流域开发利用总体布局,协调生态保护与经济社会发展之间的关系,保证流域水源涵养、生物多样性等生态功能不退化;在此基础上,加强骨干水利枢纽工程建设,开展界河水资源的合理开发利用;加大退牧还湖工程,加强界河治理和湿地保护。
对于嫩江流域,考虑其为全区粮食生产区,应遵循草原牧区向东北平原农区的过渡带气候和水土条件特点,结合全国农业供给侧改革,发展适水作物种植,减少籽粒玉米的种植,增加青贮玉米的种植,发展以种促养的农牧业发展模式;大力发展节水、耐旱、抗逆性强的农作物和牧草,减少灌溉水需求;继续实施尼尔基、绰勒水利枢纽灌区续建配套与节水改造、牧区节水灌溉示范项目,减少农业用水浪费与水资源短缺并存的问题。
(2)辽河流域
辽河流域地处温带半干旱大陆性季风气候区,春季干旱多风,夏季短促炎热,年均降雨量300~500 mm,蒸发量是降水量的5倍。西辽河冲积、洪积平原,地势平坦,土质肥沃,耕地集中,适宜发展农业。但因水资源本底差,且由于较大的取用水量和连年干旱,片区内辽河、新开河、教来河等河流长年断流,局部地下水水位下降,水资源短缺严重。为此建议:进一步摸清水资源本底条件,合理有序开发沙地资源;立足支撑自然生态系统的水文地质条件、生态需水特征,严格落实地下水“双总量控制”指标,合理控制和布局人工草场、耕地,开展退耕还牧还草,减少对地下水资源的开采。
在工农业进一步开展节水工作的基础上,加强松花江和辽河流域引水工程建设,增加区域间水资源的合理调配,缓解地下水超采;同时,加强农业面源污染等治理,改善东辽河流域水环境状况。
(3)黄河流域(内蒙古高原内陆区)
黄河流域片区属于温带大陆性季风气候,降水稀少,多年平均年降水量200 mm左右,而多年年均蒸发量1 500 mm左右。区域内绝大部分地区不产流,地下水较为贫乏。黄河过境水和地下水成为区域工农业发展和非地带性草原生态系统的主要水源。
该区域地处中西部结合的咽喉要道,交通发达,资源丰富,是全区经济发展的核心。随着河套土默川平原农业主产区、国家煤化工基地和呼包鄂经济带的快速发展,水资源需求量加大。面对水资源供需的不协调,建议:开源节流并重,在加大节流的同时结合区域内工农业定位不同,开展差别化水资源的合理开发。
河套土默川平原农业主产区:用水浪费与缺水并存,绝大多数灌区仍沿用大水漫灌,实灌面积亩均灌溉定额800 m3,灌溉水利用系数不足0.5,用水浪费严重;按照黄河引水量40亿m3的指标要求,河套灌区缺水将达到10亿m3。建议:加大现有灌区节水改造,推广高效节灌技术,提高灌溉水利用率;加大计量监测,实施精准灌溉,建设高标准灌溉农田;推行用水总量控制和定额管理,合理利用微咸水、灌区退水;充分利用河套土地平坦集中连片的特点,发展规模化生产是解决该区域水资源短缺的出路。
呼包鄂经济带:经济产量占全区比重的51%,然而水资源量仅占全区的6%,干旱半干旱气候特征加之资源开发对区域水资源的影响,使得土地沙化、盐渍化严重。建议:综合水资源承载能力,合理配置当地水和黄河过境水资源,在保证基本生态用水的前提下,量水发展经济;建立高效节水农牧业体系,加强工农业用水间的再生利用,开展农业用水权转让和补偿机制研究;发展清洁能源生产,保护优质地下水,确保城乡居民饮水安全;同时,以呼包鄂城市为中心,积极建设雨水自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵型城市”,实现洪水资源化。
(4)西北内陆地区
该区域干燥贫水,多年降水量50~200 mm,多年水面蒸发量2 400 mm左右;区域水资源匮乏,无长年性河流,主要以地下水为主。由于不合
理的开发利用,一方面造成灌区土壤盐渍化,另一方面地下水超采严重,脆弱的生态环境呈现恶化趋势。建议:量水发展,严禁盲目开荒,减少灌溉用水的消耗;灌溉与雨养农业并举,合理利用有限的降水资源,缓减地下水超采;严格核定地下水水位控制指标,开展地下水双总量控制;合理调配当地水和过境水资源,保障黑河下游额济纳绿洲安全。
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Water resources conditions of Inner Mongolia Autonomous Region and measures for water development and
utilization/
/Yang Guiyu,Wang Hao,Li Shuoyang,Duan Na
Inner Mongolia Autonomous Region has been the front for ecological safety and national security of China.Due to the arid and semi-arid climate together with low water availability and rapid sociometric development,water scarcity has turned to the bottleneck that restricts local development and results in a series of ecological problems.Countermeasures are proposed on the basis of evaluation of water conditions and current situation in the region as well as needs of optimized structure for the regional core functions,so as to encourage rationalized utilization of limited water resources and achieve harmony of ecological protection with social and economic development in the region.
Inner Mongolia;water resources;situation;development and utilization;countermeasures
TV213
B
1000-1123(2017)23-0032-04
2017-09-04
杨贵羽,教授级高级工程师,研究方向为水文水资源。
责任编辑 张金慧