地下淡资源持续退化原因初探

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1、农1a 水土环境保 护 地下淡水资源持续退化原因初探 张鑫 王凤翔“ 董鹏3 ( 1 . 西北农林科技大学水利与 建筑工程学院， 陕西杨凌 7 1 2 1 0 0 ; 2 . 陕西省水利厅， 西安 7 1 0 0 0 4 ; 3 石头河水库管理局， 陕西眉县 7 2 2 3 0 0 ) 摘要:本文在定义地下淡水资源退化的基础上，将地下淡水资源退化初步划分为短期可 恢复型和短期不可恢复型两种类型 并就地下淡水资源退化的原因 进行了 深入分析， 认为: 人口 增长、 地下淡水过度开 发和污染是造成地下淡水资源退化的直接原I Q ;全球气候的变 化、 人类与自 然时间尺度的矛盾、 人类与资A l 空

2、间分布的矛盾、自 然生态系 统的退化、 缺 少实际 环境成本评价程序和政府调控的不力 或决策的失误是造成地下淡水资源 退化的根本 原因. 关拍词:地下淡水资源 持续退化 地下水是地壳含水层中的自 由 水和承压水的总称m 。 作为自 然环境的组成要素， 一方 面是一切生物赖以 生存和发展的 基本条件之一，具有生态功能;另一方面又是人类生活、 生产过程中不可缺少的重要资源之一， 具有资源功能。 地下淡水资源是指逐年可以 更新并 满足一定水质要求的地下水资源。 它具有可 恢复性、 有限性、可持续性和可利用性。同 时 也是一个复杂的开放系统。 因此人类活动对该系统的物质、 能量的交换具有巨大的 影响作

3、 用。 所以 说地下淡水资源退化是指某一特定地点，由于人类活动的干扰引 起的地下淡水资 源承载能力的降低。即由于人类活动的干扰引起的地下淡水资源利用功能或价值的降低或 丧失。这一现象可以发生在某区域、国家和全球范围内， 是人类社会和自 然之间复杂关系 产生的结果。 毋庸置疑， 地下淡水资源退化在所有空间尺度范围 上都是一个严重的问题。 为了 充分解决地下淡水资源退化这一复杂的环境问 题， 必须全面了解其物理、 经济、 政治 和社会因 素，分析引起地下淡水资源退化的原因。 从而推断它为什么持续不止， 才可能提 出合适有效的解决方法 1 .地下淡水资源退化的类型 地下淡水资源退化可分为: 短期可恢

4、复型和短期不可恢复型，这些类型与某一特定 地区的稳定性和弹性有关。 稳定性指的是系统受到暂时的 扰动后恢复到平衡的能力。 弹性 指的是系统吸收变化保持不变的能力。也就是说， 脆弱地下淡水系统的稳定性和弹性低， 健康的 地下淡水系统的稳定性和弹性高， 前者比 后者容易发生不可恢复的地下淡水资源退 化。而 影响 某区 域的 稳定性和弹 性的因素很多: 既有自 然的， 也有人为的。 在划分地下淡水资源退化的同时， 还必须明 确有意和无意的地下淡水资源退化概念。 它们是人类系统的 组成部分。 有意的 地下淡水资源退化指的是人们有意使一个地点的地下 淡水资源 退化来避免更大区 域的 地下淡水资源退化，

5、如城市垃圾填埋场与污水排放池、 塘、 库等所引 起的 地下淡水资源退化: 无意的地下淡水资源退化指的 是某一区域地下淡水资源 退化， 而并不是减少或降低更大区 域或其它区域的地下淡水资源退化的风险。 有意的地下 淡水资源退化通常是良 性的、 可持续的， 不影响地下淡水系统的活力。 然而无意的 地下淡 。4 9 3 农业高效用水与水土环境保护 水资源退化发生得更频繁，且产生不可预见、 范围广、 有害的环境后果。本文将以这种类 型的 地下 淡水资源退化作为研究对象 2 .地下淡水资源退化的原因 2 . 1地下淡水资源退化的直接原因 2 . 1 . 1 人口的 增长、 贫穷和城市化 水在人类社会中是

6、不可替代的资源，是人类生存所必需。 人口 的持续增长导致生活、 农业、 工业和 水力发电等需水量的增加， 从而 使水资源的供需矛盾更加突出。 据估算， 到 2 0 5 0 年， 世界人口 将为现在的2 倍， 达 1 0 6 .4 亿人 其中， 中国为1 6 . 3 7 亿人， 印度为 1 5 .2 5 亿人12 1需水量急剧增加的 结果使人们不得不尽全力提高水源的供水量，而能够使人类长 期利用的水是在自 然界通过全球水文循环可 恢复、 更新的淡水。因此开发利用水资源应限 制在其承载能力以内，无论对河川径流或地下水都不可超量采用，深层地下水由于和水循 环联系很弱， 一旦开采使用 短期内 很难恢复

7、。 深层地下水约需 1 4 0 ) 年更新 1 次。 但受 欠发达国家本身 经济的限制， 无法有效地提供优化、 合理和可靠的 供水控制系统， 造成局 部过度利用地下淡水， 导致地下淡水水量持续减少，乃至枯竭。 也正是由于 贫穷使得大量 的未经处理或处理不完全的污水、 农田 化学品和工业废水等污染物随意排放， 直接或间接 地污染地下水体， 造成地下 淡水的资源功 能降低或丧失 而城市化又 恰恰加剧了地下淡水 的 过度开发利用和地下 淡水污染， 并且也改变了降水、 地表水与地下 水的转化关系， 影响 地下淡水的补给。 2 . 1 . 2地下淡水污染 水污染”已 成为 世界最主 要的水环境问题。 水

8、污染有三个主要来源:生活污水、 工业废水和含有农业污染物的 地面 径流。 据世界 银行的报告估计，由于水污染和缺少供水 设施， 全世界有 1 0 亿多 人口 无法得到安全的饮用水。 其中，中国约有3 亿多人口 饮水不 合卫生 标准3 1 。 另外， 固 体废 物渗漏和 大 气污染 物沉降也 造成对水体的 交叉污 染 1 9 8 6 年 莱茵河化学品泄漏事故就造成了 莱茵河的长期污染 据美国国家地表水调查数据显示， 酸 雨造成 7 5 % 的湖泊和大约一半的 河流酸化u i由于 降水、 地表水、 土壤水和地下水具有密 切的水力联系， 并且水具有可溶性和易流性等特点，因此， 降水污染 ( 大气污染

9、物沉降 和地表水污染通过人渗殃及地下水， 加之化肥、 农药的不合理使用， 使部分地下淡水失去 使用价值， 减少了地下淡水的可供量， 从而导 致地下淡水资源承载能力的下降中 国 2 7 座大城市 一半以上浅层地下 水受到不同 程度的污 染3 1 2 . 1. 3地下淡水过度开发 由于地表水的贫乏和水污染的加剧，一些地区对地下水进行掠夺式开发，导致地下 水严重超采， 在短期内 很难得到更新和恢复， 从而 使地下淡水资源的承载能力持续下降， 更严重的 可能引起地下淡水资源的 枯竭， 形成地下 淡水资源的长期退化 据不完全统计， 中国目 前已 形成地下水区 域性 “ 降落漏斗”1 4 9 个， “ 漏

10、斗” 面积 1 5 . 8 万 k m 2 ， 多年平均 超采地下水 6 7 . 8亿 m 。 其中 有的 “ 漏斗” 中 心水位埋深已达 6 0 - 8 0 m ， 有些城市已出现 地面 沉降。由于地下水位持续下降，沿海一些地区 从 7 0年代中 期开始陆续发生海水人浸 陆地含水层，也加快了 污染水的人渗速度， 加速了 地下淡水资源的 退化 2 . 2地下淡水资源退化的根本原因 2 . 2 . 1 全 球气候的变化 由于受温室效应、厄尔尼诺和拉尼娜等现象的影响，使天气系统发生变化，导致了 4 9 4. 农业水上环1A 保护 越来越恶劣的天气， 包括干旱、 暴雨和咫风等。 尤其是持续干旱历时的

11、延长， 使江河断流， 湖泊萎缩， 生态恶化 加之 水体污染， 加剧了 水资源短缺的矛盾， 一 些地区发生了 严重的 “ 水荒 )因此， 人们不得不加大对地下淡水的开发，开发深度越来越大， 不惜过量开采 深层地下水， 尤其是干旱半千旱地区。 这必将导 致地下淡水资源的退化 2 .2 . 2人类与自 然时间尺度的矛盾 一方面人的寿命是有限的， 且很短， 所以他们采取缺期行为的方式不足为奇。 另一 方面，自 然环境则在长期的时间范围内运作也就是说，个人和社会所采取的最佳时间尺 度与 保护和 恢复自 然环境所需的最佳时间段相比是很短的， 这种人与自 然环境在最佳时间 段上的 矛盾是地下 淡水继续退化的

12、原因之一。 人类利用核能发展工业或用于民用， 生产核 武器， 这是短期的， 但是， 将核废料 深埋人地下， 可能会导致地下淡水资源长期的退化 2 . 2 .3人类与水资源空间分布的矛盾 随着人口 的持续增长， 人们居住的范围越来越广 但水资源的 空间分布是不均匀的， 就某一地区而言， 总有一部分水量充沛， 而另一部分干旱缺水。 在中国南方水量充沛，而 北方干旱缺水， 在水量充沛区， 水资源的浪费 非常严重， 水污 染是导致地F 淡水资Q退化 的主 要原因之一; 而在干旱缺水区1由于 水资源的严重不足， 人们对地下淡水加大开采， 甚至是掠夺性开采， 因 此地下 淡水超采是导致其退化的主 要原因之

13、一。 这就是人类与水资 源空间分布间的矛盾引起的地下淡水资源的退化 2 .2 .4自 然生态系统的退化 由于人类活动的泛滥， 导致自 然生态系统的退化， 从而改变了降水人渗条件和水源 涵养条件， 引起地下淡水资源的退化。 如人口的 增长、 森林的破坏、 水体的污染、土 地的 持续退化4 1 等都引起生态系统的退化。 地表植被的破坏， 减小了 降水人渗， 却增加了 陆地 蒸发， 使地下水位下降。 地下 水位的 持续下降， 必使地下淡水资源的承载能力F 降， 引起 地下淡水资源退化c 2 . 2 . 5缺少实际环境成本评价程序 个人、 企业和政府都在无 偿或近乎无偿地使用环境。 在干旱和半干旱缺水

14、地区， 人们 倾向于 开采深层地下水， 造成地下 淡水的严重超采， 这是由于 高人口 密度压力和无偿使用 资源引 起的。 政府对干旱地区 农业用地 水补贴， 引起使用量增加，导致地下 水位下降 不论环境是由个人、 企业还是政府破坏的， 很明显.没有评价方法或措施来引导他们确立 行为的 实际环境成本。 同 样是由于 缺乏实际的 环境成本评价系统， 导 致个人或企业对农药、 化肥的 滥用与废气、 污水的随意 排放 造成水体的严重污染。 引起地下淡水资源的退 化 2 .2 .6政府调控的不力或失败及决策的失误 政府调控的不力或失败及其决策的失误，是地下淡水资源退化的根本原因之一 引 起政府调控不力或

15、决策失误的因素有: ( I ) 只注重当 前经济利益， 忽视长 远利益 在人 们追求物质财富的过程中， 价格体系所反映的经济利益主 导着人们的经济决策和 经济行为。 从经济学的角度看， 地下 淡水资源是一项共有资源， 作为共有资源， 其价值反 映在价格体系中。 也就是说地下 淡水资源的 使用是低价的，甚至是免费的， 没有反映其真 实价值 包括环境价值) 。 这就误导人们的经济决策和经济行为， 致使地下淡水资源过度 开采。同 样也是受经济利益的驱动，只注重当前的经济利益不惜以 牺牲环境和掠夺后代 的资源为 代价， 将未经处理的 废气、 污水随意排放， 不合理的 使用农药、 化肥， 致使生态 环境

16、恶化， 地下淡水资源退化 ( 2 ) 减少地下淡水资源开采和治理生态环境具有 “ 外部性” 利益，使得保护者得不 偿失 减少地下淡水资源开采和治理生态环境是维系地下淡水资源持续利用的惟一选择， .a 95 农业高效用水与水土环境保护 然而却有悖于现实的经济效益原则， 经济学上称之为 “ 外部性” 问题。 也就是在价格体 系内部无法解决的问题15 1 。减少资源开发和治理生态环境都具有外部性利益，即任何一个 单位或个人只 要采取上述措施， 它就会给其他单位或个人带来经济利益，而自己 却得不到 相应的报偿。 结果只能是资源被竟相消耗， 环境不断恶化 ( 3 ) 科学的 结构。 知识是由 上而下进行传播的。 科学的结构， 也可能影响政府的决策。因为科学家在 观察和分析地下淡水资源开发利用时，是从自 己的学科和个人的角度。确切地说， 研究者 和机构研究地下淡水开发利用的目 标是获得提升或工作机会，或者是获得更多的研究基金 或能确保该机构地位的结果。因此， 往往研究者或机构的 研究目 标是找到对自己有利的结 果。 最终导致利用相同的数据和调查结果对同一问题进行