通过分析来看,由于建水坝消耗掉的这15%的水资源,非但不能说是什么损失,而恰恰是满足了我们人类社会生存所必需的水资源。可以说没有这些水坝,就没有我们的现代人类文明,就不能保证我们现代社会的基本生存。很多实际情况,有时候比这三条河流的现状更糟糕。有些河流,因为水资源和人类生存的矛盾已经不可调和,人们就不得不暂时让它干涸。例如,北京的永定河,现在除了个别的洪水季节还有少量河水之外,几乎全年都是干涸的。这就是因为在人的需要与维持河水的流动之间,我们不得不首先以人为本。当然,从生态保护的角度上看,自然河流的生命我们也必须予以维持。
一般来说,解决水资源供需矛盾所能够采取的办法,无非就是转移用水人口、减少社会用水需求(包括节水),或者通过跨流域调水解决。目前,减少北京人口的困难很大。记得前不久,曾经有某位人大代表提议限制外地进京人的素质,立刻就遭到了全社会的声讨。节水的作用也是有限度的,国际上通常的经验认为,节水的极限约为正常用水量的30%。彻底解决北京水资源问题唯一可行的办法,恐怕就是跨流域调水了。等到南水北调的工程实现之后,北京才有能力考虑恢复永定河流动的问题。然而,跨流域调水的前提,还是我们必须要在某些河流上建造必要的水坝、水库。
河流的濒危、干涸都是社会需要与水资源供应矛盾的结果。因为世界上的天然水资源分布,几乎都是无法自然满足人类社会需求的。很多时候,只有通过水坝和一系列水利工程设施,才能解决了我们人类生存用水与水资源时空分布不均的尖锐矛盾。这个道理非常浅显,在水资源严重不足的情况下,能把洪水期的洪水用水库储存起来,细水长流的保证社会的水资源需要和维持河流健康,绝对离不开必要的水坝建设。即便是对于河流水污染的防治,水坝的作用也是不可取代的。例如,去年吉化爆炸后造成的松花江的严重水污染,至今为止我们所能采取的减轻河流污染措施,除了丰满、尼尔基水库的防水冲刷、稀释之外,还能有什么呢?不要忘记如果没有这些水库,环保部门就是再派多少人去严密监测、科学评估,也只能是束手无策。
而那些逃脱被水坝截流的大河的命运也并不一定顺畅,包括号称水资源最为丰富的亚马孙河在内,很多河流正在饱受全球变暖导致的断流恶果。
去年秋季,亚马孙河遭遇了40年来的最大干旱,由此造成的森林火灾危险和公共健康安全问题严重威胁了沿岸16个城市,也使被誉为“地球之肺”和“生物天堂”的亚马孙热带雨林生态环境受到极大挑战。而世界上最长的无坝水道、北美地区主要河流育空河(YukonRiver)的境遇也好不了多少。河里的大马哈鱼大批死亡-因为水温过高。
报告指出,河流周围生态系统的“恶化和中毒”已“威胁到依赖河流来灌溉、饮用及用作工业用水的人们的健康与生计”。雪上加霜的是,1/5的淡水鱼类要么濒临灭绝,要么已经灭绝。河流的枯竭将对人类、动物以及地球的未来造成一系列毁灭性影响。
总之,所谓河流的濒危都是相对的。在人类生存和河流保护的矛盾运动中,只有不断地用现代科学技术手段解决水资源时空分布不均,才能从根本上扭转水资源不足、河流的濒危局面。水坝建设就是解决水资源、河流问题的最有效手段,这一点已经被全世界大量的现实所证明。在科学真理和社会现实面前,任何否定必要的水坝建设的误导宣传,都是站不住脚的。
水环境恢复方略
水环境恢复是将人类社会损害了的河流、湖泊等水体的水质、水量和周边的多生态系恢复到自然的良好状态,保持人类用水循环与水自然循环的和谐。水环境恢复工程是一个涉及经济、环境、发展等多方面的复杂问题,其建立途径也是多方面统筹兼顾的结果。
从宏观上看,水环境能否恢复首先在于人类用水的同时是否能不损害流域水系、保持良好的水生态环境,实现流域的上下游之间用水的和谐。
水环境恢复工程的方略有以下三个主要方面。
社会用水的健康循环
社会用水主要分为:(1)城市用水,包括生活用水和工业用水,它的用水循环形成了水系的点源污染;(2)农业用水,用水量大,并与农田径流有密切联系。它对水系的影响是分散的面源污染。用水过程的污染是广阔耕地施用化肥农药引起的。只能从源头控制化肥、农药用量来保护农田径流的水质。
现今世界各国都不同程度提出了城市用水健康循环的概念。这是针对人们滥排污水和丢弃废物,滥施农药与化肥而提出的,是拯救人类生存和永续发展空间的根本性战略。
所谓水的健康循环,是指在水的社会循环中,尊重水的自然运动规律,合理科学地使用水资源,不过量开采水资源,同时将使用过的废水经过再生净化,使得上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功能,水的社会循环不损害水自然循环的客观规律,从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境,实现水资源的可持续利用。
这样,水的社会小循环就可以与自然大循环相辅相成、协调发展,实现人与自然和谐发展,维系良好的水环境,最终达到“天人合一”的境界,使自然界有限的水资源可以不断地满足工业、农业、生活的用水要求,永续地为人类社会服务,从而为社会的可持续发展提供基础条件。可见,在水的社会循环中,污水处理厂是维持水社会循环得以健康发展的关键,起到净化城市污水,制造再生水的作用。
在一个城币中,水系统健康循环要求城市要有完备的给水排水系统,尽量实施节制用水,减少取水量,污水要进行再生、再利用和再循环,维持氮磷营养物的循环,维持城市河湖水体良好的水质,为居民提供洁净的饮用水,创造良好的生活和工作环境。
在流域范围内,水的健康循环就要求上游城市的排放水是再生水,能够成为下游城市水源的一部分,从而河流水系水质保持良好,沿江河都能满足城市的用水要求。这样,流域内城市群之间就能够充分共享水资源以及良好的水环境。
可见,根据水健康循环的理念,水资源的利用将由过去的“取水-输水-用户-排放”的单向开放型流动,转变为“取水-输水-用户-再生水循环”的反馈式循环流程。通过水资源的不断循环利用,使水的社会循环和谐地纳入水的自然循环过程中,实现社会用水的健康循环。这是根据人类社会用水历史的发展和物质循环的实际规律探索水资源可持续利用和水环境保护的切实途径。这种认识恰恰正是可持续发展和循环经济“3R(Reduce、Reuse、Recyc1e)”原则(减量、再用、再循环)在水资源与水环境领域的生动演绎。
面源污染控制
面源污染是指污染物进入环境的方式是扩散的、非点状的,主要包括三个主要部分:含化肥、农药的农田径流;畜禽养殖业排放的废水、废物和广大国土上的水土流失等。往往具有量大面广的特点。据研究报道,裸露的土地氮磷流失率是有植被覆盖土地流失率的10~100倍,而庄稼地氮磷流失率是果林草地的近10倍。据此推算,土地在翻耕时的氮磷流失率可能是草地的数十倍以上,甚至达到数百倍。加之,我国农田化肥施用量平均达到350kg/hm2以上,远远超过发达国家施用安全量标准的上限(250kg/hm2),施用的化肥量中有65%以上不能为植物所吸收,随农田径流混入地表和地下水体。因此,农业正在成为影响我国生态环境的主要污染源,尤其是湖泊的富营养化。在我国富营养化严重的滇池、太湖和巢湖等地区,湖泊周围大量的水田,是富营养化元素氮磷的主要来源。据统计,我国农业污染对水体的影响已经超过工业和城市系统,成为我国也是地球上最大的污染源。
很多资料显示,现代化的农牧业对水环境产生了深远的影响,其影响甚至超过现代工业对自然水环境的影响。例如,北京市近郊畜禽养殖场排放的有机污染物为全市工业和生活废水所含有机污染物总量的3倍。农业和养殖业活动量大面广,并且直接影响整个自然生态系统。例如,我国长江和黄河发源地农牧业过度活动,影响到了整个长江和黄河流域的水环境。我国水土流失面积占国土面积的38%,每年流失土壤50×10/8t,严重影响土壤肥力。黄土高原每年水土流失带走的氮、磷、钾就达4000×10/4t,相当于全国一年的化肥产量。
发达国家在水污染领域的发展表明,即使是点源污染得到有效控制,如果面源污染没有遏制也不能恢复良好的水环境。尤其是在农业活动密集的地区,农田径流的影响将更加突出。因此,控制面源污染,也是促进水健康循环以及水环境恢复必不可少的支柱。
但是面源污染是比城市点源污染更难以处理和控制的污染源。对于农业面源污染,只能采取节水技术,发展和普及有机肥料,提高土壤水土肥保持能力,实施科学的平衡施肥制度,进行灌溉水的回收利用等源头控制措施;对于畜禽养殖业的面源污染,必须将畜禽粪尿等废弃物视为农业肥源,制作有机肥料,回用于农田,变污染源为肥源。
流域水环境与水资源统筹管理
水资源的分割管理、部门交叉重叠、以行政分区体制管理水资源也是导致用水效率低下,浪费严重,污染不能控制的重要原因。此外,过去在经济发展中,对于生态用水问题重视不够,普遍存在挪用、挤占生态用水现象。为了防止生态环境的进一步恶化,必须在各流域的水资源规划中确保生态环境用水。
在目前我国水资源紧缺和水污染问题越来越突出的情况下,应该将原来那种水量与水质分开、地表水与地下水分开、供水与排水、城市与流域分开管理的体制,改为对城市和农村、供水、节水、污水处理及再生回用、水资源保护等实行流域统筹管理的新体制。实现流域水资源水量与水质统筹、传统水资源与污水回用及海水利用统筹、流域上下游统筹的管理。以利于促进水资源的开发、利用和保护,有利于统筹解决洪涝灾害、水环境恶化等问题,有力地保障了社会经济的可持续发展和水资源的可持续利用。
目前,我国七大水系都有流域委员会,但他还没有权力和能力统筹管理流域水系和社会用水健康循环,只是水权分配和水利工程建设。流域委员会应是流域水资源管理的权威机关,直属国务院的水事权力机构,有领导各地方政府和各部委在本流域水事活动的权力。同时应当有立法权力,其颁布的法令能进入地方法规,地方法规要支持委员会的行动。
它的职责是:
(1)制定流域水系健康循环规划。
(2)制定流域内各河段水体功能和排放水标准。
(3)协调环保局、水利厅、建设厅的水事职能。
(4)节制流域内各省、市、县的取水量,确定污水再生排放水质。
(5)建立流域水信息中心,建立环保、水利、建设各部门间信息共享,统一部署水文、水质检测网络。
(6)建立完善的水源、供水和污水收费体制。
雨水的有效利用也是保护水
雨水收集、储存和利用
雨水的直接利用工程可分为三个部分:雨水的收集、雨水的储存和雨水的处理及供应。
雨水的收集
广义的雨水收集包括了大型水库的建设、河川径流的取用等。在城市,雨水收集主要指屋面雨水、路面雨水、广场雨水、绿地雨水等。应根据不同的径流收集面,采取相应的雨水收集和截污措施。
(1)屋面雨水收集
屋面是城市中最适合和常用的雨水收集面。屋面对雨水的收集按储存池的位置不同有两种方式:一种雨水经过雨水斗、雨水立管汇流至地面,由地面的存储设施集中存储;另一种则是在屋顶直接建立存储池存储雨水。按雨水管道的位置不同,屋面雨水收集系统可分为外收集系统和内收集系统。一般情况下,应尽量采用外收集方式或两种收集方式综合考虑。普通屋面雨水外收集系统由檐沟、雨水斗、水平收集管等组成。落水管多用镀锌钢管、铸铁管或塑料管。镀锌钢管断面多为方形,尺寸一般为80毫米×100毫米或80毫米×120毫米;铸铁管或塑料管多为圆形,直径一般为70毫米或100毫米。屋面内收集系统是指屋面设雨水斗、建筑物内部有雨水管道的雨水收集系统,由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、横管等组成。对于跨度大、立面要求高的建筑物,可以使用内收集系统。
(2)路面雨水收集
路面雨水收集系统可以采用雨水管、雨水暗渠、雨水明渠等方式。水体附近汇集面的雨水也可以利用地形通过地表面向水体汇集。
利用道路两侧的低绿地或在绿地中设置有植被的自然排水浅沟,是一种很有效的路面雨水收集截污系统。雨水浅沟通过一定的坡度和断面自然排水,表层植被能拦截部分颗粒物,小雨或初期雨水会部分自然下渗,收集的径流雨水水质沿途得以改善。受地面坡度的限制,以及地面与园林绿化和道路等的关系,浅沟的宽度、深度往往受到美观、场地等条件的制约,路面雨水收集系统所负担的排水面积会受到限制,可收集的雨水水量也会相应减少。因此,需要根据区域的各种条件综合分析,因地制宜,有时也可以将这几种方式结合使用。
(3)停车场、广场雨水收集
停车场、广场等汇水面的雨水径流量一般较集中,可以采用上述的收集截污措施。但要注意,由于人们的集中活动和车辆的泄漏等原因,如管理不善,这些场地的雨水径流水质会受到明显影响,应采取有效的管理和截污措施。
(4)绿地雨水收集
绿地既是一种雨水汇集面,又可以是一种雨水的收集和截污措施,甚至就是一种雨水的利用单元。进行综合分析与设计,可最大限度地发挥绿地的作用,达到最佳效果。可以采用浅沟、雨水管渠等方式对绿地径流进行收集。需要注意绿地可能带来的颗粒物、杂草等污染物,可以使用溢流台坎、滤网、挂篮等方式拦截大颗粒的污染物。
雨水的储存
广义的雨水储存包括水库和各类拦截蓄水工程设施。就城市而言,主要指通过建造雨水蓄水设施,将雨水用作城市冲厕、洗车、绿化等杂用水,还可在必要时用作工业用水。以住宅小区雨水的汇集、储存和利用为例,比较清洁的建筑屋面雨水经雨水斗、雨水立管过滤后流入储水池,雨水在池中静置,出水经设在池中部的浮游式过滤器再次过滤后,由水泵送至用水点。