正文 第一章認識幹旱(1 / 3)

幹旱是最嚴重的自然災害之一,幹旱造成的最明顯的影響就是缺水。缺水造成植物枯萎、動物渴死、莊稼收成不好,家庭用水、工業用水、生態環境、社會經濟等都會受到嚴重的影響。下麵就簡要地認識一下幹旱的基本知識。工業的發展改變了社會的麵貌,人類社會進入了高速發展的新時期。其主要特點是機器與礦物能源代替了手工與體力勞動,由於生產發展的物質條件的改變,社會分工也日益發展。人類與水的關係不隻通過農業,而且還通過工業、交通運輸業和其他產業以及社會生活的現代化等多方麵表現出來。農業生產在現代科學技術支持下,生產力迅速提高。現在一般來說,隻要一畝地,甚至更少的土地就可以養活一個人。也就是說,養活一個人隻需水約670噸。如果為了擴大農田麵積,將農業迅速推向山區與半幹旱地區,如果使那裏的植被遭到破壞,便容易發生水土流失和荒漠化,也會使大小河流的水源短缺。生態係統的破壞加劇會導致全流域的旱澇災害和水荒的發生。

現代水荒

工業促使城市化迅猛發展,城市生活、工業與服務業所需水分主要來自河川徑流。在降水不多的北方,徑流是很少的,這加速了水荒的到來。在幹旱年份,有時河流斷流,基本沒有徑流。水荒就成為製約社會經濟發展的主要因子。在工業時代裏,水資源需求量多方麵急劇增加,又多方麵減少水資源的來源,這就更加擴大了水資源入不敷出的缺口,特別是以下幾個方麵尤其值得關注。首先是需水量的增加。生活得到改善,刺激了人口增長和生活水平的提高。水資源的需求量是與人口增加成正比例上升的,也是與生活水平同步增加的。其次是水資源的減少。生活與生產用地大量增加,破壞了這些地區的自然植被和原有的生態平衡。降水失去植被的阻滯,減少了滲入土壤的機會,更容易以洪水形式流失。在幹旱半幹旱地區土地風化和坡地水土流失加重,引發更嚴重的荒漠化等環境退化過程,水分更加難以在當地含蓄,這就導致水資源的供給顯著減少。第三是城市化。城市化是工業時代的主要社會發展趨勢之一。城市的各種水分要求都集中在徑流上。徑流隻是降水的一部分,大部分降水卻未能利用。

由於工業生產是以分工與市場交換為前提的,這就需要巨大的商業與強大的交通運輸業。城市作為生產中心與物資交流中心,這就導致人口向城市集中,又使城市成為物資消費中心,也是水資源的耗費中心。一個1000萬人口的城市,即使在降水達到1000毫米的地區,降水量完全供給城市,人均降水量也隻有幾十立方米。故城市自身基本沒有供水能力,它所需的水主要依賴從外地輸進。特別是在降水不多的地區,城市需水破壞了全流域的水分供需平衡。加上城市嚴重的水汙染,使大量水資源失去應用價值,更引發了全地區的水荒,而城市本身也成了水荒的風險中心。鑒於城市在社會經濟中的重要地位,城市水荒嚴重地製約著社會經濟的可持續發展。可持續發展實質上就是謀求人類發展與自然界關係協調。水作為社會生產與生活不可缺少的物資,水資源的供需平衡是社會發展的基本前提之一,在可持續發展的問題上占有十分突出的地位。現代水荒是一個信號,表明水與社會的關係進入了一個不得不重新調整的新的發展階段。信息社會的到來為此創造了良好的條件。人類的生存始終離不開信息。人類自從能夠使用語言文字便在信息上比其他動物占有絕對的優勢。但是,在過去雖然人類活動依賴信息,但受生產水平所限,信息卻隻是一種生理功能和行業活動,沒有形成全社會的信息產業,更沒有作為帶頭產業的信息業。信息時代的主要特征之一是存在一個覆蓋自然界與社會各個方麵的信息產業。由於科學技術的迅猛發展,人類已經有了諸如計算機、通信技術等信息業的強大硬件。同時,又由於現代強大的生產力與龐大的生產規模正在達到或接近自然界所能承受的極限,人類與自然界關係的嚴重失衡,威脅社會經濟的持續發展,迫切需要發達的信息產業迅速搜集全部有關信息,以供分析與研究,進行科學的決策、規劃與管理,指導協調社會各行各業的關係特別是調整自然界與人類關係。這又促使了信息業軟件係統的迅速發展。在信息時代,各門科學技術都會按照信息的指導,調整自己的結構以及同社會的協調。現代水荒就是當代麵臨的突出問題之一,戰勝水荒的科學技術也必然隨之發展。這包括兩個重要方麵,一個是對水的供需進行宏觀社會調控,即每項生產與生活措施都要“因水製宜”;另一方麵是實現在微觀水平上節約每一滴水。前者指導後者,後者實現前者,二是互為因果,缺一不可。我國北方的水荒,首先應在宏觀上進行調控,從量的擴大(如灌溉)轉向深入挖潛,前景仍然是很遠大的。

上述情況也表明,現代水荒的出現使經濟發展也遇到了的克星。問題還在於人們要利用信息,轉變概念,使這些分散的經驗得到集中、提高和推廣,變成一股強大的社會力量,才能解決現代水荒問題。水荒隻是人類與自然界關係失調的總問題中的一個。它的解決將為人類社會的可持續發展開拓前進的道路。幹旱是可以征服的。降水是陸地上水分的唯一來源,但降水卻被人為地分作兩部分。水文學家把降水所產生的河水與人們所能汲取的井水叫做“水資源”。按水文學的術語,水資源就是河川徑流量與地下水的補充量的總和,減去計算時的重複量。水資源實質上就是可以貯存調運、供給城市與工業應用的唯一水分,也是水文學家能夠測量的水分。

“水資源”的糊塗賬

農學家卻另有理解,他們從降水量中減去河川徑流(即河水)與地下水補充量(即井水)後的水分叫做“有效降水量”,因為這部分水含蓄在土壤裏,是農作物能夠直接吸收的水分。這部分水分人類是不能夠貯存調運、供給城市或工業應用的,因而在水文上沒有統計在水資源裏。但這部分水卻可為植被與農業應用,因而可認為是農業上的“水資源”(即有效降水量),這與水文學的“水資源”恰好是相反的兩種不同的水資源。在這裏,水文學家與農學家似乎唱了一出對台戲,你說的水資源,我偏不叫做水資源,我的水資源卻恰恰是你不把它當做水資源計算的那部分水分。難道他們就不能取得共識嗎?這樣,就出現了降水、水資源與有效降水量三種水分。對水文學家與農學家來說,各按各的講,還能勉強過得去。但對社會大眾來說,就難免令人糊塗。你說缺水,他們就弄不清究竟缺的是哪種水?而且,人們還根本不會想到,在水的概述上還有如此多的差別。按習慣,水當然就是所有的水,缺水也就是沒有水或者不夠用,哪會想到還有差誤,而差誤又如此嚴重。因此,談水的問題還得從什麼是水資源談起,不然人們就不會有共同的語言,談不上相互溝通。

在這三種水分中,降水是總體,除一部分被蒸發外,水資源與有效降水量都隻是從降水轉變而來的兩部分水分。在雨水不多的地區,降水大部分被土壤吸收了,來不及流到河裏或滲進地下含水層,所以也變不成“水資源”,但仍是“有效降水量”。如在我國的華北,水資源隻是降水中的小部分,一般估計,約隻有降水量的1/5,而其他大部分都不屬於水資源。這部分在土壤中的水,被植被與旱作農業直接吸收,因而被農學家認為是對農作物生長有用的“有效降水量”。雖然,這三種水有一定的關係,例如,降水多,則土壤水、徑流與地下水的補充量都多,但它們畢竟還是有差別的,特別是在降水不多的情況下這個差別就更顯著。因為降水不多時,土壤層吸收了雨水,就會很少或沒有多餘的水變成徑流和補充地下水,這時就沒有水資源,但卻有土壤水,能夠維持自然植被和旱農(不澆灌的農業)生產,起到資源的作用。可惜的是,模糊之處正是人們誤把水資源當做當地所能得到的全部水分(降水)引起的。前麵引用的媒體報導中所說的缺水主要指的是缺少“水資源”,而不一定是雨水的全部。因此,這些報導都是沒有把土壤水算在賬裏的,這顯然是極不準確的。現在媒體上常說北京人均隻有300立方米的水,指的就是水資源,而沒有考慮每個北京人除了擁有這300立方米的水資源外,還有1200立方米的土壤水。沒有它,北京就不會有大量野生植被和進行旱農生產。相反,所謂“水資源”也並不都能用做資源,例如,特大的洪水有很大的徑流,可是這種徑流人們是不能利用的,卻也記在水資源的賬上。大家都知道,洪水不但不能應用,而且是災害,為防止洪災危害,隻有讓這些洪水盡快流入海中。例如,1963年海河南支發大水,年徑流量多達399億立方米,而多年平均年徑流量隻有132億立方米,1963年多了267億立方米。這樣多的水不但流入大海,白白浪費了,而且還形成特大災害,造成巨大損失。很顯然,這種非資源的資源卻在資源賬上占了顯著比例。同時,未被當做水資源的水分也不隻是土壤水,舉一個例子,我國南方有數不清的溪流,雖然滋養了許多稻田與旱地,可是在河水流量記錄裏卻沒有它的賬,所以也不能進入“水資源”的賬裏。但這些溪水完全滿足了村民的生活與生產用水的需要,完全無愧於水資源的稱號,可是“水資源”的賬上卻沒有它們的蹤跡。由此可見,所謂“水資源”也不過是現代測量技術限製下的概算,遠不能按嚴格的科學定義來理解。

上麵談到的,遠不是問題的全部,就足可以看出我們在水的賬目上是糊塗的。但是,話又說回來,有了這些糊塗賬比什麼賬都沒有還是要好些,因為它究竟是有些數據可查,比起完全心中無“數”仍然是一個進步,隻是在用這些數據時,應當心裏有底。所謂幹旱,究竟缺的是哪種水,然後才能找到解決幹旱問題的途徑。這樣,我們就能夠做到糊塗賬裏不糊塗,正確認識水與水資源。水資源概念的複雜性也必然反映在對幹旱的認識上。前麵談到水文部門與農業部門對水資源的認識是不同的,同時它們的幹旱概念也是不同的。水文幹旱指的是降水不多,產生的徑流量太少,如水庫蓄不了水就是水文幹旱的一個明顯標誌。但農業幹旱就不一佯,農業幹旱指的是當地的主要作物得不到充分的水分,以致造成減產或絕產。舉例說,華北的小麥生長主要靠“八十三場雨”,即小麥播種期的9月(即農曆八月),封凍前的11月(即農曆十月)和抽穗揚花期的4月(即農曆三月),隻要這三場雨得到保證,小麥就能豐收。如果這三場雨都不及時,盡管降水較多,在農業上也是幹旱的。當然,其他行業也都有其特殊的水分需要,如果這些需要得不到滿足,對這個行業來說就是幹旱。因此,所謂幹旱也因對象不同而多種多樣。但是,對整個社會的發展來說,存在社會幹旱的概念。所謂社會幹旱即自然界提供的水資源無法滿足社會發展的總需要。在這裏牽涉到許多問題。一個問題是自然界可能提供的水資源的最大限度是多少?保證率有多高?這些數據應當是社會發展的基本參數。我們常聽到“因地製宜”的提法。其實,因地製宜在很大程度上是因氣候製宜。因為地區間的差別,並不表現在明顯的地質地理差別上,主要是在氣候差別上。如沙漠地區與魚米之鄉的差別主要在於降水量的不同,而南極洲與南亞的差別主要在於溫度不同。由於現在麵臨幹旱的威脅,因水製宜更是人們開發自然資源的一個重要原則。另一個問題是社會對水分總需要的估計。這個問題更加複雜。因為人們既能消耗水分,又具有節水的能力,而且這兩個方麵都不是常數,而是沒有上限的變數。問題在於如何使它們在自然界水資源的限製下,使這兩個變數達到合理的平衡狀態。在這裏,既有節水的科學技術問題,也有社會發展規劃與管理等多方麵的問題。

幹旱是水分支出大於收入的失衡現象。既然人類能夠達到收支平衡的目的,那麼在理論上,也存在戰勝幹旱的前景。城市缺水是由自然和人為原因造成的供水不能夠滿足需求的一種不平衡現象。我國城市缺水的類型按照引起缺水的原因大致分成資源型缺水、工程型缺水、水質型缺水和綜合型缺水4種。

城市缺水與城市幹旱

(1)資源型缺水是由於水資源不足,城市生活、工業和環境需水量等超過當地水資源承受能力所造成的缺水。我國北方和沿海缺水城市如廊坊、太原、大連和青島等城市都屬於這種類型。(2)工程型缺水是指當地有一定的水資源條件,但由於缺少水源工程和供水工程,供水不能滿足需水要求而造成的缺水。西安、大慶、淄博和三亞等城市就屬於這種類型。這些城市如果建有良好的供水工程,缺水問題就會得到解決。(3)水質型缺水是指受上遊汙水排放影響的下遊城市和受本區汙水排放影響的平原河網區城市,由於水源受到汙染,使水質達不到城市用水標準而造成的缺水。蚌埠、上海、蘇州等城市屬於這種類型,這幾個城市都處於河流的下遊,水源被上遊汙水汙染,有水而不能用。(4)綜合型缺水是由前述兩種或兩種以上因素綜合作用而造成的缺水。如山西晉城、寧夏石嘴山等城市屬於這種類型。

總之,城市缺水是一個非常普遍的現象,它是由很多因素共同作用的結果,而幹旱是偶發的,隻是短期缺水的原因之一。

城市幹旱與城市缺水的區別主要有以下3個方麵:

一是產生的原因不同。城市幹旱的主要原因是降水、徑流持續偏少和突發事件,導致城市供水水源異常減少。而城市缺水的原因相對複雜,可以是資源型缺水、水質型缺水、工程型缺水及綜合型缺水等。二是在時間上表現不同。城市幹旱是階段性的,城市缺水則是相對長期性的。三是解決的對策不同。城市幹旱側重於通過應急措施解決,而城市缺水則需要通過工程與非工程措施綜合解決。

幹旱通常指淡水總量少,不足以滿足人的生存和經濟發展的長期氣候現象。而幹旱災害則是指在較長時間內,因降水量嚴重不足,致使土壤因水分蒸發而造成水分虧損、河川流量減少,破壞正常的作物生長和人類活動的災害性天氣現象。與植物係統分布,溫度平衡分布,大氣循環狀態改變,化學元素分布改變等與人類活動相關的係統改變有直接的關係,如地理位置、海拔高度、與各大水係距離遠近、地球地殼板塊滑移漂移、天文潮汛、地方植被覆蓋水平等等。在我國,通常情況下將農作物因長期缺水而影響正常生長稱為受旱,受旱減產三成以上稱為成災,經常發生旱災的地區稱為易旱地區。由於幹旱的形成原因異常複雜,影響包括氣象、水文、地質地貌、人類活動等多方麵,加之研究目的不同,目前還沒有一個可以被普遍接受的幹旱定義。現在社會上公認的幹旱定義是指因水分的收與支或供與求不平衡而形成的持續的水分短缺現象。這種水分的短缺可以表現為:由於自然蒸發大於自然降水量引起的水分的不足,由於土壤水分的缺乏影響農作物正常生長,由於江河湖泊水位偏低,徑流異常偏小等。

幹旱的等級

通常情況下幹旱分可分為小旱、中旱、重旱、特大旱4個等級:小旱:指連續無降雨天數,春季達16~30天、夏季16~25天、秋冬季31~50天。特點為降水較常年偏少,地表空氣幹燥,土壤出現水分輕度不足,對農作物有輕微影響。中旱:指連續無降雨天數,春季達31~45天、夏季26~35天、秋冬季51—70天。特點為降水持續較常年偏少,土壤表麵幹燥,土壤出現水分不足,地表植物葉片白天有萎蔫現象,對農作物和生態環境造成一定影響。重旱:指連續無降雨天數,春季達46~60天、夏季36~45天、秋冬季71~90天。特點為土壤出現水分持續嚴重不足,土壤出現較厚的幹土層,植物萎蔫、葉片幹枯,果實脫落,對農作物和生態環境造成較嚴重影響,對工業生產、人畜飲水產生一定影響。特大旱:指連續無降雨天數,春季在61天以上、夏季在46天以上、秋冬季在91天以上。特點為土壤出現水分長時間嚴重不足,地表植物幹枯、死亡,對農作物和生態環境造成嚴重影響,對工業生產、人畜飲水產生較大影響。