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珠江三角洲面臨水資源承載力不足的原因和改善措施——影響珠江三角洲經濟發展的一個較重要問題
沈燦燊
目前,世界許多國家都出現水資源短缺,尤以一些經濟發展迅速和已經城市化的地區特别嚴重。
我國淡水資源量約2.8萬億m3,居世界各國的第6位。但因人口數量多且不斷增加,人均水資源量不斷下降。1979年,全國人口約9億,人均水資源爲2804m3左右,居世界81位。2000年人口數達12億,人均水資源爲2300m3,只爲世界上人均水量1/4,降到109位。2001年人口普查,全國人口已達13億,則人均水量更少,成爲貧水國之一。一些經濟發展較快和已經城市化的地區,水資源壓力很大。
我國地區廣袤,且地理條件十分復雜,地區之間水資源分佈差异甚大。以秦嶺淮河爲界,其以北地區耕地占全國64%,而水資源只爲全國19%左右;其以南地區包括長江和珠江流域, 耕地只占全國36%,而水資源量則達81%。華北地區水資源短缺,只占全國4.7%,而江南地區水資源十分豐富,占全國42.6%。由此可見,我國水資源空間分佈差异甚大。
珠江三角洲在人們的心目中是豐水區,不愁水資源短缺。但近20年來,因經濟迅速發展和城市化,没有考慮到總體發展規劃和水資源供需的關系,也没有全面統一管理的措施,加上水質的污染,已出現水資源承載力不足的局面,供需發生矛盾現象且日趨嚴重,使珠江三角洲經濟發展受到不同程度的影響。
1 珠江三角洲簡介
珠江三角洲爲珠江河口地區,在地理學方面,世界河口三角洲可分爲多種類型,珠江三角洲爲其中的河網型三角洲。在地史上,珠江三角洲原是一個大海灣,經過三次河相和三角洲相的沉積旋回作用,地殻上昇、下降、海水入侵、後退、河海泥沙不斷沉積,形成目前大小河道近千條、由2個較大三角洲形成的復雜河口區。許多學者認爲,珠三角的水流運動、沉積和擴展過程,是世界上三角洲中最爲復雜者。
珠三角在形成過程中,海水幾次入侵和後退,使地下普遍存有腐木層,層數爲1層到4層,埋藏深度一般爲1-2m,淺者只有0.3m。腐木層在三角洲的頂部分佈最密集,中部分佈密度居中,近口門地區也有少量分佈。腐木層大都已碳化,但也有部分尚存原來木質部的。三角洲地下水大部分爲鐵質水和氨氮水,含有大量的鐵離子和氨離子,有毒而不宜飲用。
珠江流域包括珠三角地區絶大部分都位於亞熱帶季風區,雨量豐富。三角洲平均雨量在1600-1800mm之間,且常有臺風直接登陸或於鄰區過境,形成特大暴雨。臺風每年發生次數不同,多出現在秋季,但早可至4月,遲至11月。除形成特大洪水外,旱年的臺風對水庫和農田蓄水有利。
自80年代後,珠江三角洲由於鄰近港澳,交通方便,建立了深圳和珠海兩個經濟特區,經濟發展很快,各種工業也不斷興起,城鎮大量興建,形成許多城市群。在通往深圳公路和鐵路以及通往珠海的公路沿綫(即東江三角洲和西北江三角洲的北江部分),每隔10千米左右便有一個城鎮。以廣州爲中心的大城鎮體系,便有30多個城鎮;其餘深圳、珠海、佛山、東莞、順德、中山、惠州和江門等城市,也各自形成一個個城鎮體系。人口不斷增加,據1999年統計,全三角洲常住人口約2670多萬,其中城鎮人口約1700萬(包括常住外來人口700多萬),農村人口約1000萬,另有流動人口和臨時工幾百萬。在一些節日,上百萬的港澳同胞回鄉探親入粤,加上珠三角旅遊點多,外地旅遊人數不少,珠三角的用水人口十分可觀。
由於20多年來工業大量發展,地方對工業污水的處理措施不足,使江河水污染漸漸加重。佛山市汾江和東莞市運河的水體墨黑發臭,廣州的前後航道也污染嚴重。北江及其支流河汊,許多河段已成爲Ⅳ類水的地區,使附近城鄉失去採水源地,形成水質性缺水。
2 珠江三角洲水資源量和地區分佈特點
珠江三角洲由西江、北江形成的一個大複合三角洲和由東江形成的一個較小的獨立三角洲組成。西江主幹流由三水馬口至磨刀門出海,長達113km,其餘部分水流經横門、虎跳門、鷄啼門和崖門4個口門出海。北江三水以下主幹流經順德水道從洪奇瀝出海,長110km,另部分水流由蕉門和虎門出海;北江各口門均有少量西江水由汊河流入,並流出海。東江石龍以下分爲南幹流和北幹流,都經獅子洋從虎門出海。西江進入珠三角的流量(馬口站)爲2380億m3,北江(三水站)爲395億m3,東江(博羅站)爲236億m3。西江流量爲北江的6倍、東江的10倍。西江和北江河汊相互溝通,逕流情况十分復雜,但仍有一定規律。
珠江三角洲本身産流量不多,年均流量只有294億m3,年人均水資源量只有1100 m3,低於全國人均水量,但客水量豐富,達3011億m3,兩者合計達3305億m3,則人均水資源量達12500 m3,爲全國人均水量6倍以上。珠江流域大部分處於亞熱帶季風區,汛期(半年)流量占80%。而枯季流量只占20%,故枯季半年人均水量只有2560m3,但仍爲全國半年人均水量的2倍多。珠江三角洲地勢低平,不易修建大水庫,洪季流量往往白白流走。在潮區,每日漲潮兩次,每次達6小時,潮區内漲潮時水質帶咸,不宜飲用,故必須在退潮時汲取淡水,每天只有12小時,增加供水困難。
根據城市體系,經濟發展規模和供水水源不同,筆者將珠三角分爲3個水資源區:(1)中心區以北江流量區爲主、含有部分西北江流量混合區,範圍包括廣州市及其轄區、佛山市所轄縣級市和順德市等城市所在地區。(2)東部區以東江流量區爲主,以東莞市和深圳市爲中心,包括惠州市的部分城鎮。(3)西部區以西江流量區爲主,以江門市和中山市爲中心,包括珠海市、鶴山市、高明市及西江幹流沿岸地區(見圖1)。3個區的情况各不相同,中心區的水資源年量占三角洲總量1/3左右,主流爲北江流量,在枯季,由於北江河床比西江高,河水分流一部分入西江,使本區水量减少。而本區爲廣州城市體系爲中心的城市群所在地,加上佛山和順德等許多城鎮,工業發達,人口衆多,爲廣東的政治和經濟中心,用水量多,供需有時不能平衡。東部區主要靠東江流量供應,年流量相對較少,而東莞、深圳等城市密佈,工業和經濟飛躍發展,人口增加很快,加上香港供水也依靠東江,供水壓力較大。西部區水源主要爲西江流量,水量豐富,城市爲中山、江門、珠海、鶴山和高明等系列城鎮,相對而言,工業、經濟和人口没有上述兩區發展得快,澳門供水也靠本區,但供水量不多,水量比較充裕。現將3個區的情况表列於後。
從上可知,在宏觀方面,珠江三角洲水資源是十分豐富的,但如果更細緻分析,則在三角洲水資源時空分佈不均,許多地區在枯季供水有一定壓力。
3 珠江三角洲目前水資源承載力存在的問題和原因
珠江三角洲水資源因時空分佈不均,且城市快速擴張、經濟飛躍發展、人口急劇增長,導致供水緊張以外,還存在下列4個問題。
3.1 水質污染日趨嚴重
珠三角因各類工業大量發展,成爲廣東省水污染較爲嚴重的地區,這種污染情况有逐年加重的趨勢。1988年1月-1989年1月,華南環保所曾在三角洲布設多個斷面觀測,發現BOD5指標爲V類水有4個片區:(1)廣州片:流經廣州市的個别河道及河涌。(2)江門新會片:江門河附近。(3)佛山片:流經佛山市的佛山涌。(4)東莞片:東莞運河。屬於IV類水的有3個片區:(1)順德大良片:流經的大良河。(2)中山石岐片:流經的石歧河。(3)鶴山沙坪片:流經的沙坪河。在這水質較差的7個片區以外,少部分河段爲Ⅲ類水,其餘大部分地區都屬於水質較優的Ⅱ類水。
而在1999年,廣東水文局設62個監測斷面進行一個完整潮週期的監測,發現由於排污量急劇增加,水質污染程度和受污面積都大大加重和擴大。根據該局資料,年污水排放量大於l0億t的城市有廣州(接近25億t)和佛山(接近l5億t),5-l0億t的有東莞、深圳和江門,順德也接近5億t。水質分佈情况爲(圖1):
(1)超V類水的河道有磨刀門水道、蕉門水道、荷麻溪和勞勞溪等河道。
(2)V類水的河道有流溪河的鴉崗河段、南河道和麻涌等河道。
(3)屬於1V類水的有虎門水道、崖門水道、鷄啼門水道、横門水道,洪奇瀝水道、潭江、潭江外西江河段、北江幹流、順德水道、甘竹溪、西樵涌、騮江水、沙灣水道、黄圃水道、黄沙瀝、廣州珠江段、東江北幹流、倒運海水道和東莞水道。以上污染程度在1V類水及以上的河段,已達監測河段數的84%,比1989年嚴重得多。
(4)Ⅲ類水的河段有,吉利涌、鷄鴉水道、小欖水道、平洲水道和上横瀝等河段。Ⅱ類水質的河段極少,I類水質的河段未發現。
此外,珠江三角洲由於河汊縱横,水流相互溝通,上游逕流和河口潮水,都可通過密如蛛網的河汊到達遠處,城市污水也可隨逕流和潮水帶到較遠河段。由於污染物經潮流往復滌盪累積,使水質污染加重。在會潮點河段,污水難於排走,水質色黑發臭。許多河道和涌汊都受嚴重污染,面積分佈甚廣。污染指標除生化需氧量外,溶解氧、石油類、氨氮和高錳酸鹽指數等也常出現超標現象。許多河段河水已不適宜於飲用,部分甚至不宜作農業用水,如不加以治理,若干年後,水量豐富的珠三角將形成大面積水質性缺水,水環境不斷惡化導致無水可用,經濟發展和群衆生活都將受到巨大影響。
3.2 近年各干支流水資源通過量和枯季水量不斷發生變化
由於大規模不合理的人類活動,使珠三角各干支流水得資源通過量不斷發生變化。
(1)挖沙引起的變化。90年代中期,一些個人和企業不斷在干支流河道大量挖沙,出售圖利,因屢禁不止而使河床深陷,附近水文站的水位流量關系曲綫形狀不斷變化,同一流量地水位不斷降低。如近年在北江大量採沙後,北江幹流和順德水道幾個水文測站的水位流量關系曲綫發生了變化,同一流量的水位趨於下降,如下表。
西江幹流和馬口附近,正建金馬大橋和三水港,也有採沙現象,但因西江河面寬敞,採沙量占河道總沙量的比重較小,目前影響尚不顯著,但以後如果繼續大量採沙,則影響將會加大。
幹流和主要支流水位降低,使中下游支流和河涌的流量也發生變化,在次級支流挖沙,也會引起附近河道分流量發生變化,使可供水量不穩定,易發生供水不足現象。
(2)出海河口幾條主要水道因人力阻塞引起的水量變化。由於地方上的需要,不按水利規劃建設了許多水閘和水工建築;在河灘上圍地建房或圍墾,使河道不斷收窄,都會使比降和河床形狀改變。如洪奇瀝近口門河段,兩岸灘地圍地建設面積達9公頃,導致口門進潮量和出海流量的改變,其附近支流的水量也隨之改變。2000年廣東水文局在8大口門測量,其口門流量分配%,和90年代初大大不同。
(3)上中游水土流失等因素,引起枯季流量减少。由於珠三角地勢低平,無法修建大中型水庫,供水調節能力不足;而西、北、東三江中上游水土流失面積較大(據2000年遥感圖資料,西江的肇慶、雲浮兩市流失面積爲1619.9km2;北江的韶關、清遠兩市爲3384.8 km2;東江的河源、惠州和東莞三市爲1802.6 km2),枯季天然的逕流量趨於减少;加上三江中上游經濟不斷發展,用水量不斷增大,中上游大水庫的用水職能又未考慮珠三角的用水需求,枯季下泄水量减少進一步導致珠三角枯季流量也不斷减少,更加劇了珠江三角洲的水資源供需矛盾。
以上的三種情况,使三角洲各地區和市鎮規劃用水量受到一定干擾,供水量變爲不穩定或不足。
3.3 工業、農業、城市生活用水量和綜合用水量不斷增大
(1)工業用水量不斷增多。由於各行業用水情况相差較大,目前尚缺乏不同行業詳細的用水資料,一般只對萬元産值的用水量進行分析。據候劍秋等人的研究,1990年廣州市工業用水爲835t/萬元産值,1991年爲850t/萬元産值,而這兩年的重復用水率只有18% 左右,而珠江三角洲其它城鎮同一類型工業的用水量往往都比廣州市大。城市大量興建後,工業不斷擴展,用水總量不斷增加。以廣州市爲例,1990年,工業總用水量爲36.3億t,1991年爲45.7億t,1999年達52.23億t,在10年左右的時間内,增加達44%。
(2)農業用水。1990年廣州、佛山等地灌溉定額爲800m3/畝(P=50%),但許多地區仍大排大灌,1999年廣州、佛山、江門等地畝均灌溉用水量在800~1000 m3之間,中山、東莞在600~800m3之間,都比較大,基本没有改進。
(3)城市人均生活用水量和綜合用水量。由於南方天氣炎熱,居民有喜歡冲凉等習慣,加以水費及管理等原因,人均生活用水量較大。1999年廣州市、珠海等地生活用水定額爲550L/人日,比9年前的1990年用水定額454L/人日增加了21%,也比廣東全省人均生活用水定額的351L/人日大56.9%。其它市鎮因原來用水基數低,增加率不比廣州少。目前,各國的城市人均用水量,法國馬賽爲387L/人日,澳大利亞墨爾本490L/人日,日本東京447L/人日,瑞士日内瓦523L/人日,美國洛杉機693L/人日,芝加哥888L/人日,廣州的用水定額比國外許多發達城市高得多。
珠江三角洲城市人均綜合用水量也不斷增加,1990年,廣州市人均綜合用水量爲83l m3,佛山等地略少。到1999年,全省人均綜合用水量爲571m3,而廣州爲1196 m3,佛山爲993 m3,順德、中山和江門也達700 m3以上,增加原因比較復雜,但説明用水量是不斷加大的。
3.4 没有一個有權力的水資源綜合管理機構來處理用水協調工作
珠三角河道分屬10多個大小行政區管理,其用水、排污、水管理和水法規往往各自爲政,常産生矛盾。例如,上游地區的污水排到下游,没有明確的限制辦法,使下游一些市鎮,深受污水大量累積之害。上游枯季用水量、下泄量也没有明確的規定和規劃,市鎮間用水也常産生不合理現象。三角洲的河道管理職能分屬多個省級廳局管理,如環保局管水污染,水利廳管水利和防洪,航道局管航道,另一些單位管河沙。如挖沙問題,水利廳不同意,但職權不在水利廳,挖沙船我行我素。諸如此類,增加水資源綜合利用和管理難度,使三角洲水資源管理混亂,帶來惡性循環。長此下去後果堪虞。
4 珠江三角洲水資源持續開發利用的探討
珠江三角洲是我國經濟發達地區之一,許多方面都處於全國前列,可供的水資源也十分豐富,如能解决上述的存在問題,則供水情况可不斷改善,經濟可不斷增長,城市可按規劃擴建,成爲全國領先的一個富足地區。水是一種可重復利用的資源,但必須可持續開發利用,使水環境良性循環,不斷優化。
解决三角洲水資源存在問題,應采取下列措施:
4.1 大力治理水污染,特别是水源區,應保证水質在Ⅱ類水以上
(1)逐步要求污染嚴重、污水排放量大的大工廠和大企業,應按環保法規定,率先建設污水净化設施,其排出的污水,應按規定達標。新建有污染物排放的工廠,應同時規劃和建設污水净化設備才能開工。污染物處理難度較大的工廠應遷移到遠離主要河道和水源區的指定地區;政府也應加速污水處理廠的建設,將部分無設備小廠的污水集中净化。並加强執法力度,進行定時監測。生活污水也應全部净化龢利用。農田污水和船舶油污也應及時治理。
(2)除政府大力投資興建污水處理廠外,可用市場經濟方式進行投資,或用BOT(Build-operate-Transfer)投融資模式進行。BOT治理污水在德國一些地區行之有效,在污水處理的同時,通過高科技指導工廠和污水處理廠回收有毒金屬和污物,化害爲利。
(3)加强人的思想教育,提高群衆對污水危害的重視程度。三角洲許多地區治理污水時,發現治理費用遠高於污染工業歷史上所賺得的總利潤。如治理佛山涌,費用高達42億元,爲污染工業以前總利潤的4倍,并且使當地環境惡化,河涌水資源已毫無價值可言。政府應加强宣傳,使全社會都能重視污水治理。
(4)用新技術建立自動觀測網絡,將資料定時存入電子計算機資料庫和信息系統(如GIS),繪出三角洲水質圖。並制定科學合理的三角洲水質功能分區圖,作爲未來一段時期(10年或15年)的水質管理目標和净化標準控制依據。
4.2 總體規劃的用水量必須與水資源承載力相協調
三角洲各行政區在制定城市體系擴建、人口增長、經濟發展和工農業發展的總體規劃時,必須考慮地區水資源的承載能力,使最大可能供水量與總用水量協調。水資源承載力與用水量德協調對地區經濟發展規劃十分重要。如上述三角洲3個不同的水資源分區,應當按照每個區的水資源承載能力,規劃不同的經濟發展布局,以保证供水的可靠性。例如其中的西江區,水資源承載力還有較大的潜力,應合理利用其潜力,適當布局一些耗水型的工業,采用與其它兩區不同的經濟發展規劃,使三角洲水資源可持續開發利用,促進生産的發展。
加强整個珠江流域的水土保持工作,以增加枯季流量。枯季時,上中游水庫和發電站用水時應盡量采取有利於珠三角供水的措施,適當調整其用水職能和管理力度。由於三角洲地勢低平,無法建造大的水庫,可在四周山地,多建一些中型水庫,作爲供應珠三角用水的應急水源。同時可考慮從北江和東江上中游大水庫調水和從西江幹流引水,但必須深入分析其可能性和工程投資是否合理,所收水費是否會過高,以免影響工業産品成本和群衆負擔。
4.3 大力提倡節約用水,禁止超額和浪費用水
提倡節約用水,不斷提高工業生産技術,使萬元産值的用水量合理降低。農業要改變大排大灌的落後灌溉方法,重修排灌水利工程,並重新制定新的灌溉定額。城市生活用水定額要合理降低。爲了制止超額和浪費用水,可采用超額用水逐級提高水費的辦法,也可以法規規定,給予處罰。在感潮區的城鎮,可用潮水作爲某方面的生活用水。
强制要求用水量大的工廠和發電廠采用重復利用廢水的技術、同時給予技術上的幫助和奬勵。許多先進國家工業和發電重復用水率達到80% ,而珠江三角洲平均達不到15% ,原因是制度不嚴,執法力度不足所致。
4.4 建立一個有權力的珠江三角洲水資源綜合管理機構
建立這樣的機構主要是管理水資源的合理利用,保護水資源,防止水質污染,優化環境水生態和制定合理的用水規劃,並對妨礙水資源可持續利用的事物采取必要的措施。如發現地方政府發展總體規劃中的用水量超過地區水資源承載力時,及時提出修改的意見。對不合理的水工建築、圍墾、採沙等行爲進行制止。其管理範圍可包括整個珠江三角洲的經濟發展和建設方面的供水問題,使珠江三角洲的水資源能持續開發利用。美國的密西西比河管理機構可資借鑒,但由於我國的行政建制、職能、人事制度和管理體制安排與國外差别甚大,故這種機構可采取委員會的形式,不作爲政府的行政編制機構。但省政府要給該委員會授予一定的權力,建議由省政府管水的副省長任主任,其主要成員由省有關廳局(水利、環保、規劃、航運、農業、工業、電力等單位)和三角洲有關的市領導及相關部門參加,一些中央駐省水利單位(如珠江水利委員會等)也應參加,組成一個委員會,設主任、副主任和委員,下設若干工作組,分管實際工作,並成立一個專家小組,邀請各方面專家作爲顧問。委員會定時召開常務會議,討論問題,遇有重大問題,需短期内解决的,可召開特别會議。這個機構必須有權力,决議由省政府公佈執行,如此實行,三角洲水資源必能持續開發利用。
最後,珠江三角洲開發利用水資源時,必須注意到河口、淺海區水環境的變化,如泥沙沉積、灘涂伸延、進退潮量和沿岸流等方面的變化,使其變化向優化的方面發展,與三角洲水環境生態改良相互對應,不斷地良性循環。
(原載:珠江三角洲經濟,2001。)