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第2章 认识干旱(1)

干旱是最严重的自然灾害之一,干旱造成的最明显的影响就是缺水。缺水造成植物枯萎、动物渴死、庄稼收成不好,家庭用水、工业用水、生态环境、社会经济等都会受到严重的影响。下面就简要地认识一下干旱的基本知识。

现代水荒现代水荒

工业的发展改变了社会的面貌,人类社会进入了高速发展的新时期。

其主要特点是机器与矿物能源代替了手工与体力劳动,由于生产发展的物质条件的改变,社会分工也日益发展。人类与水的关系不只通过农业,而且还通过工业、交通运输业和其他产业以及社会生活的现代化等多方面表现出来。

农业生产在现代科学技术支持下,生产力迅速提高。现在一般来说,只要一亩地,甚至更少的土地就可以养活一个人。也就是说,养活一个人只需水约670吨。如果为山区与半干旱地区,如果使那里的植被遭到破坏,便容易发生水土流失和荒漠化,也会使大小河流的水源短缺。生态系统的破坏加剧会导致全流域的旱涝灾害和水荒的发生。

工业促使城市化迅猛发展,城市生活、工业与服务业所需水分主要来自河川径流。在降水不多的北方,径流是很少的,这加速了水荒的到来。在干旱年份,有时河流断流,基本没有径流。水荒就成为制约社会经济发展的主要因子。

在工业时代里,水资源需求量多方面急剧增加,又多方面减少水资源的来源,这就更加扩大了水资源入不敷出的缺口,特别是以下几个方面尤其值得关注。

首先是需水量的增加。生活得到改善,刺激了人口增长和生活水平的提高。水资源的需求量是与人口增加成正比例上升的,也是与生活水平同步增加的。

其次是水资源的减少。生活与生产用地大量增加,破坏了这些地区的自然植被和原有的生态平衡。

降水失去植被的阻滞,减少了渗入土壤的机会,更容易以洪水形式流失。在干旱半干旱地区土地风化和坡地水土流失加重,引发更严重的荒漠化等环境退化过程,水分更加难以在当地含蓄,这就导致水资源的供给显着减少。

第三是城市化。城市化是工业时代的主要社会发展趋势之一。城市的各种水分要求都集中在径流上。

由于工业生产是以分工与市场交换为前提的,这就需要巨大的商业与强大的交通运输业。城市作为生产中心与物资交流中心,这就导致人口向城市集中,又使城市成为物资消费中心,也是水资源的耗费中心。一个1000万人口的城市,即使在降水达到1000毫米的地区,降水量完全供给城市,人均降水量也只有几十立方米。故城市自身基本没有供水能力,它所需的水主要依赖从外地输进。特别是在降水不多的地区,城市需水破坏了全流域的水分供需平衡。加上城市严重的水污染,使大量水资源失去应用价值,更引发了全地区的水荒,而城市本身也成了水荒的风险中心。鉴于城市在社会经济中的重要地位,城市水荒严重地制约着社会经济的可持续发展。

可持续发展实质上就是谋求人类发展与自然界关系协调。水作为社会生产与生活不可缺少的物资,水资源的供需平衡是社会发展的基本前提之一,在可持续发展的问题上占有十分突出的地位。现代水荒是一个信号,表明水与社会的关系进入了一个不得不重新调整的新的发展阶段。信息社会的到来为此创造了良好的条件。

人类的生存始终离不开信息。

人类自从能够使用语言文字便在信息上比其他动物占有绝对的优势。

但是,在过去虽然人类活动依赖信息,但受生产水平所限,信息却只是一种生理功能和行业活动,没有形成全社会的信息产业,更没有作为带头产业的信息业。

信息时代的主要特征之一是存在一个覆盖自然界与社会各个方面的信息产业。由于科学技术的迅猛发展,人类已经有了诸如计算机、通信技术等信息业的强大硬件。同时,又由于现代强大的生产力与庞大的生产规模正在达到或接近自然界所能承受的极限,人类与自然界关系的严重失衡,威胁社会经济的持续发展,迫切需要发达的信息产业迅速搜集全部有关信息,以供分析与研究,进行科学的决策、规划与管理,指导协调社会各行各业的关系特别是调整自然界与人类关系。这又促使了信息业软件系统的迅速发展。

在信息时代,各门科学技术都会按照信息的指导,调整自己的结构以及同社会的协调。现代水荒就是当代面临的突出问题之一,战胜水荒的科学技术也必然随之发展。

这包括两个重要方面,一个是对水的供需进行宏观社会调控,即每项生产与生活措施都要“因水制宜”;另一方面是实现在微观水平上节约每一滴水。前者指导后者,后者实现前者,二是互为因果,缺一不可。

我国北方的水荒,首先应在宏观上进行调控,从量的扩大(如灌溉)转向深入挖潜,前景仍然是很远大的。

上述情况也表明,现代水荒的出现使经济发展也遇到了的克星。

问题还在于人们要利用信息,转变概念,使这些分散的经验得到集中、提高和推广,变成一股强大的社会力量,才能解决现代水荒问题。水荒只是人类与自然界关系失调的总问题中的一个。它的解决将为人类社会的可持续发展开拓前进的道路。

干旱是可以征服的。

“水资源”的糊涂账“水资源”的糊涂账降水是陆地上水分的唯一来源,但降水却被人为地分作两部分。

水文学家把降水所产生的河水与人们所能汲取的井水叫做“水资源”。按水文学的术语,水资源就是河川径流量与地下水的补充量的总和,减去计算时的重复量。水资源实质上就是可以贮存调运、供给城市与工业应用的唯一水分,也是水文学家能够测量的水分。

农学家却另有理解,他们从降水量中减去河川径流(即河水)与地下水补充量(即井水)后的水分叫做“有效降水量”,因为这部分水含蓄在土壤里,是农作物能够直接吸收的水分。这部分水分人类是不能够贮存调运、供给城市或工业应用的,因而在水文上没有统计在水资源里。但这部分水却可为植被与农业应用,因而可认为是农业上的“水资源”(即有效降水量),这与水文学的“水资源”恰好是相反的两种不同的水资源。在这里,水文学家与农学家似乎唱了一出对台戏,你说的水资源,我偏不叫做水资源,我的水资源却恰恰是你不把它当做水资源计算的那部分水分。

难道他们就不能取得共识吗?

这样,就出现了降水、水资源与有效降水量三种水分。对水文学家与农学家来说,各按各的讲,还能勉强过得去。但对社会大众来说,就难免令人糊涂。你说缺水,他们就弄不清究竟缺的是哪种水?而且,人们还根本不会想到,在水的概述上还有如此多的差别。按习惯,水当然就是所有的水,缺水也就是没有水或者不够用,哪会想到还有差误,而差误又如此严重。因此,谈水的问题还得从什么是水资源谈起,不然人们就不会有共同的语言,谈不上相互沟通。

在这三种水分中,降水是总体,除一部分被蒸发外,水资源与有效降水量都只是从降水转变而来的两部分水分。在雨水不多的地区,降水大部分被土壤吸收了,来不及流到河里或渗进地下含水层,所以也变不成“水资源”,但仍是“有效降水量”。如在我国的华北,水资源只是降水中的小部分,一般估计,约只有降水量的1/5,而其他大部分都不属于水资源。这部分在土壤中的水,被植被与旱作农业直接吸收,因而被农学家认为是对农作物生长有用的“有效降水量”。

虽然,这三种水有一定的关系,例如,降水多,则土壤水、径流与地下水的补充量都多,但它们毕竟还是有差别的,特别是在降水不多的情况下这个差别就更显着。因为降水不多时,土壤层吸收了雨水,就会很少或没有多余的水变成径流和补充地下水,这时就没有水资源,但却有土壤水,能够维持自然植被和旱农(不浇灌的农业)生产,起可惜的是,模糊之处正是人们误把水资源当做当地所能得到的全部水分(降水)引起的。前面引用的媒体报导中所说的缺水主要指的是缺少“水资源”,而不一定是雨水的全部。因此,这些报导都是没有把土壤水算在账里的,这显然是极不准确的。现在媒体上常说北京人均只有300立方米的水,指的就是水资源,而没有考虑每个北京人除了拥有这300立方米的水资源外,还有1200立方米的土壤水。没有它,北京就不会有大量野生植被和进行旱农生产。

相反,所谓“水资源”也并不都能用做资源,例如,特大的洪水有很大的径流,可是这种径流人们是不能利用的,却也记在水资源的账上。大家都知道,洪水不但不能应用,而且是灾害,为防止洪灾危害,只有让这些洪水尽快流入海中。

例如,1963年海河南支发大水,年径流量多达399亿立方米,而多年平均年径流量只有132亿立方米,1963年多了267亿立方米。这样多的水不但流入大海,白白浪费了,而且还形成特大灾害,造成巨大损失。很显然,这种非资源的资源却在资源账上占了显着比例。

同时,未被当做水资源的水分也不只是土壤水,举一个例子,我国南方有数不清的溪流,虽然滋养了许多稻田与旱地,可是在河水流量记录里却没有它的账,所以也不能进入“水资源”的账里。但这些溪水完全满足了村民的生活与生产用水的需要,完全无愧于水资源的称号,可是“水资源”的账上却没有它们的踪迹。由此可见,所谓“水资源”也不过是现代测量技术限制下的概算,远不能按严格的科学定义来理解。

上面谈到的,远不是问题的全部,就足可以看出我们在水的账目上是糊涂的。但是,话又说回来,有了这些糊涂账比什么账都没有还是要好些,因为它究竟是有些数据可查,比起完全心中无“数”仍然是一个进步,只是在用这些数据时,应当心里有底。所谓干旱,究竟缺的是哪种水,然后才能找到解决干旱问题的途径。这样,我们就能够做到糊涂账里不糊涂,正确认识水与水资源。

水资源概念的复杂性也必然反映在对干旱的认识上。前面谈到水文部门与农业部门对水资源的认识是不同的,同时它们的干旱概念也是不同的。

水文干旱指的是降水不多,产生的径流量太少,如水库蓄不了水就是水文干旱的一个明显标志。但农业干旱就不一佯,农业干旱指的是当地的主要作物得不到充分的水分,以致造成减产或绝产。举例说,华北的小麦生长主要靠“八十三场雨”,即小麦播种期的9月(即农历八月),封冻前的11月(即农历十月)和抽穗扬花期的4月(即农历三月),只要这三场雨得到保证,小麦就能丰收。如果这三场雨都不及时,尽管降水较多,在农业上也是干旱的。

当然,其他行业也都有其特殊的水分需要,如果这些需要得不到满足,对这个行业来说就是干旱。

因此,所谓干旱也因对象不同而多种多样。但是,对整个社会的发展来说,存在社会干旱的概念。所谓社会干旱即自然界提供的水资源无法满足社会发展的总需要。在这里牵涉到许多问题。

一个问题是自然界可能提供的水资源的最大限度是多少?保证率有多高?这些数据应当是社会发展的基本参数。我们常听到“因地制宜”

的提法。其实,因地制宜在很大程度上是因气候制宜。因为地区间的差别,并不表现在明显的地质地理差别上,主要是在气候差别上。如沙漠地区与鱼米之乡的差别主要在于降水量的不同,而南极洲与南亚的差别主要在于温度不同。由于现在面临干旱的威胁,因水制宜更是人们开发自然资源的一个重要原则。

另一个问题是社会对水分总需要的估计。这个问题更加复杂。因为人们既能消耗水分,又具有节水的能力,而且这两个方面都不是常数,而是没有上限的变数。问题在于如何使它们在自然界水资源的限制下,使这两个变数达到合理的平衡状态。在这里,既有节水的科学技术问题,也有社会发展规划与管理等多方面的问题。

干旱是水分支出大于收入的失衡现象。既然人类能够达到收支平衡的目的,那么在理论上,也存在战胜干旱的前景。

城市缺水与城市干旱

城市缺水是由自然和人为原因造成的供水不能够满足需求的一种不平衡现象。我国城市缺水的类型按照引起缺水的原因大致分成资源型缺水、工程型缺水、水质型缺水和综合型缺水4种。

(1)资源型缺水是由于水资源不足,城市生活、工业和环境需水量等超过当地水资源承受能力所造成的缺水。我国北方和沿海缺水城市如廊坊、太原、大连和青岛等城市都属于这种类型。

(2)工程型缺水是指当地有一定的水资源条件,但由于缺少水源工程和供水工程,供水不能满足需水要求而造成的缺水。西安、大庆、淄博和三亚等城市就属于这种类型。

这些城市如果建有良好的供水工程,缺水问题就会得到解决。

(3)水质型缺水是指受上游污水排放影响的下游城市和受本区污水排放影响的平原河网区城市,由于水源受到污染,使水质达不到城市用水标准而造成的缺水。蚌埠、上海、苏州等城市属于这种类型,这几个城市都处于河流的下游,水源被上游污水污染,有水而不能用。

(4)综合型缺水是由前述两种或两种以上因素综合作用而造成的缺水。如山西晋城、宁夏石嘴山等城市属于这种类型。

总之,城市缺水是一个非常普遍的现象,它是由很多因素共同作用的结果,而干旱是偶发的,只是短期缺水的原因之一。

城市干旱与城市缺水的区别主要有以下3个方面:

一是产生的原因不同。城市干旱的主要原因是降水、径流持续偏少和突发事件,导致城市供水水源异常减少。而城市缺水的原因相对复杂,可以是资源型缺水、水质型缺水、工程型缺水及综合型缺水等。

二是在时间上表现不同。城市干旱是阶段性的,城市缺水则是相对长期性的。

三是解决的对策不同。城市干旱侧重于通过应急措施解决,而城市缺水则需要通过工程与非工程措施综合解决。

干旱的等级

干旱通常指淡水总量少,不足以满足人的生存和经济发展的长期气候现象。而干旱灾害则是指在较长时间内,因降水量严重不足,致使土壤因水分蒸发而造成水分亏损、河川流量减少,破坏正常的作物生长和人类活动的灾害性天气现象。

与植物系统分布,温度平衡分布,大气循环状态改变,化学元素分布改变等与人类活动相关的系统改变有直接的关系,如地理位置、海拔高度、与各大水系距离远近、地球地壳板块滑移漂移、天文潮汛、地方植被覆盖水平等等。

长期缺水而影响正常生长称为受旱,受旱减产三成以上称为成灾,经常发生旱灾的地区称为易旱地区。

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