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浅析水资源开发利用率与水电开发率

编辑:杲道(北京)环境技术有限企业 发布日期:2019-03-22

 摘要:通过对水资源开发利用率的来源和权威性说明与理解,并结合中国水资源公报以及公报编制技术大纲等方面进行分析,指出:水资源开发利用程度(率)只是供用耗水中的利用程度、而不是水力资源的开发程度;水能(水电)开发率并没有国际权威机构发布,在国内但有一般的共识,即我国水能开发率在26%左右,最近水利部公布31.5%;并建议我国水能开发率近期应该增加一倍,未来可达到60%,控制在70%。

  关键词: 水资源开发利用率(程度);水能开发率;不同概念;权威性;

  近期一些媒体在谈及水电开发时往往引用国际公认的水资源开发利用程度或警戒线,也许是非专业的原因,产生引用错误。把水电开发的程度等同于水资源利用,由此,一些人士在议论水电建设时往往以为我国水电开发已经过度,实际上是混淆了两个不同概念。编辑较长时间从事水资源开发利用统计分析计算工作,对此,将从此观点的来源出处和权威性说明,比如从中国人大网对于新修订“中华人民共和国水法”的说明,水利部中国水资源公报,以及中国水资源公报编制技术大纲等方面进行分析阐述,水资源开发利用程度是供用耗水的利用程度、特别是水资源利用中的耗水程度,而不是水力资源的开发程度。我国现在水资源开发利用程度为25%,国际上公认的一个流域或国家的水资源利用程度的警示界线是40%,从全国而言,不完全一样,南方特别是西南,水资源丰富而利用量少,利用程度低,而北方尤其是西北干旱地区,利用程度高,其中一些北方河流水资源利用程度有些年份高达80%,甚至更高。

  1. 水资源开发利用率的概念

  水资源利用程度的主要指标为“水资源开发利用率”。通常从水资源规划利用角度,水资源开发利用率是指供水能力(或保证率)为75%时可供水量与多年平均水资源总量的比值,是表征水资源开发利用程度的一项指标。水资源开发利用率是指流域或区域用水量占水资源可利用量的比率,体现的是水资源开发利用的程度。

  水资源开发利用又可分为河川径流(简称地表水)水资源开发利用和地下水资源开发利用,一般以河流为单元只统计地表水资源开发利用,流域为单元时综合统计,或分别统计,但不特别指出时(如综合利用率),也仅只地表水资源开发利用;比如一条河流的开发利用就是指该河流的地表水资源开发利用。

  根据水利部、水利水电规划设计总院关于“水资源综合规划名词说明”中与此相近的有:地表水资源开发率是指地表水源供水量占地表水资源量的百分比,水资源利用消耗率是指用水消耗量占水资源总量的百分比。

  从水资源利用统计分析计算的角度,水资源利用率的计算更多是采用实际耗水量与总的水资源量之比,体现的是水资源量被耗用即消耗利用的程度,与上述水资源开发利用率的差异在于一个是水量被利用程度、一个是水量被消耗程度。

  由于河流来水并不是一成不变的,又有丰水年、枯水年和平水年之分,所以在计算当年实际河流水资源开发利用率时,随着水量的变化又有所不同。如黄河断流最严重的1997年利津入海径流量只有18.6亿m3,当年地表水资源利用率高达80%,当然这里指的是消耗程度,也就是说80%的水被耗用掉,那么当年的利用程度可能就要高一些,因为利用量中有一部分并没有被消耗。

  2.水法释义的水资源开发利用率与国际上公认的40%

  2002年10月1日修订实施《中华人民共和国水法》(以下简称新《水法》),从法律上确定水利作为国民经济和社会发展的基础产业和基础设施的重要地位,水资源属于国家所有,国务院水行政主管部门负责全国水资源的统一管理和监督工作,规定水利部是全国水资源的行政主管部门。

  《水法》第三章 水资源开发利用的第二十三条 地方各级人民政府应当结合本地区水资源的实际情况,按照地表水与地下水统一调度开发、开源与节流相结合、节流优先和污水处理再利用的原则,合理组织开发、综合利用水资源。

  国民经济和社会发展规划以及城市总体规划的编制、重大建设项目的布局,应当与当地水资源条件和防洪要求相适应,并进行科学论证;在水资源不足的地区,应当对城市规模和建设耗水量大的工业、农业和服务业项目加以限制。

  【释义】本条是对合理组织开发、综合利用水资源的原则和实行水资源论证制度的规定。

  目前我国水资源已开发利用约为5600亿m3,有3000亿m3尚可开发。说明还有“开源”的空间,但衡量水资源利用程度的主要指标为“水资源开发利用率”。如果按通常规划概念的水资源开发利用率是指供水能力(或保证率)为75%时可供水量与多年平均水资源总量的比值,是表征水资源开发利用程度的指标。我国现状水资源开发利用率为20%,国际上一般认为的对一条河流的开发利用不能超过其水资源量的40%的警视线,而黄河、海河、辽河、淮河的水资源利用率都超过了这一预警线,就可能会暴发严重的水资源和水环境危机。

  事实上海河流域等已产生水资源和水环境危机,必须采取合理的积极措施,目前的南水北调及节水污水再利用等就是采取各种防治措施。

  本条水法释义的水资源开发利用率与国际上公认的40%应该是指耗水概念的开发利用程度。

  3.水法释义水能资源开发、利用要求的规定

  《水法》第三章 水资源开发利用中专门对水能资源开发进行了表述:水能资源的开发利用率是指水力发电量仅占技术可开发利用量的百分比。

  第二十六条 国家鼓励开发、利用水能资源。在水能丰富的河流,应当有计划地进行多目标梯级开发。

  建设水力发电站,应当保护生态环境,兼顾防洪、供水、灌溉、航运、竹木流放和渔业等方面的需要。

  【释义】本条是对水能资源开发、利用要求的规定。我国水能资源丰富,理论蕴藏量为6.76亿千瓦,可开发资源为3.78亿千瓦,均占世界第一位。丰富的水能资源是我国能源特别是电力发展的巨大潜力和优势。水能资源既是一项洁净的、可再生的能源,它还兼有相当于开采煤炭、石油的一次能源建设和相当于修建火电站的二次能源建设的双重功能。这些都决定了水能开发在我国能源建设中的重要地位。新中国成立以来,我国水能资源开发利用取得了举世瞩目的成就。2000年底,全国已建成的大、中、小型水电站装机容量总计为7679万千瓦,当年发电量为2398亿千瓦小时。但目前水能资源的开发利用率并不高,全国水力发电量仅占技术可开发利用量的11%,大力开发我国丰富的水能资源仍是一项十分重要的任务。所以本条第1款保留了原《水法》有关国家鼓励开发、利用水能资源等规定,促进我国水电事业的发展。

  同时特别提出:水力发电作为水资源开发利用的一部分,它的开发应当在流域统一规划下,与水资源综合利用相协调。

  4.中国水资源公报与编制技术大纲水资源的开发利用的表述

  《中国水资源公报》是国家水行政主管部门发布的年度全国水资源状况及其开发利用情况。专门一章关于水资源的开发利用的。

  关于水资源的利用情况可从供水量、用水量以及耗水量的比较中加以分析。供水量指各种水资源工程为用户提供的水量,一般可分成蓄水、引水、提水、跨流域调水等地表水、以及地下水和其他水源供水。用水量指分配给各类用户的包括输水损失在内的毛用水量,可进一步分成农业、工业、城镇公共、居民生活、生态环境用水等。耗水量指在输水、用水过程中,通过蒸腾、蒸发、土壤吸取、产品带走、人畜饮用等各种形式消耗掉,而不能回归到地表水体或地下含水层的水量。

  从中国水资源公报与编制技术大纲中水资源的开发利用的表述包括供用耗水,表征开发利用程度有地表水资源控制利用率、浅层地下水开采率和水资源总量利用消耗率。地表水控制利用率,在地表水利用量中是不应包括非当地产流,如跨流域引入水的利用量,同时水库蓄水量是地表水利用的保证和水库的调节更有利于地表径流是利用;浅层地下水开采率则考虑地下水位变动,而且是以总补给量作为比较基准。水资源总量利用消耗率是指地表水和地下水的消耗总量占水资源总量的比率,地表水消耗量要扣除外流域引入水量的消耗量。

  因此,编辑认为在极端利用的北方河流以及很少利用的南方丰水河流,水资源开发利用率也可近似看作水资源利用消耗率是指用水消耗量占水资源总量的百分比。城市污水处理率的大幅提高包括地表地下的污水资源化程度就高,重复利用量就越多;河流流域里还存在其他重复水量,如西北内陆河地表与地下水交换剧烈,引地表水灌溉后进入地下,又排入河道径流,多次利用;黄河宁夏河段的灌溉模式是“大引大排”,排水量为内蒙古河套灌区的再利用等。

  5.现状水资源开发利用率

  我国现状水资源开发利用率为20%,但流域之间差异很大。北方主要河流已超过50%,其中海河流域和黑河流域个别年份已超过90%。国际上一般认为,对一条河流的开发利用不能超过其水资源量的40%,而黄河、海河、辽河、淮河的水资源利用率一般都超过了这一预警线。

  南方个别地区如珠江三角洲水资源开发利用率超过八成,2007年珠江流域片水资源开发利用率为20.2%,开发利用程度较上年度提高3.4%。其中经济发达的珠江三角洲的水资源开发利用率最高,达83.1%,而红河水资源开发利用率则最低,只有5.1%。

  2007年甘肃省水资源公报:水资源开发利用程度,即毛用水量与水资源量(自产地表水与不重复地下水之和)之比。全省为45.8%;内陆河流域为100.2%;黄河流域为37.8%;长江流域为4.1%。内陆河超过100%,主要是河西走廊山前洪积扇具有良好的通透性,使出水量的很大一部分渗入地下被保护,避免无效蒸散损耗,同时河床巨大的透水能力使地表水很快转化为地下水,正是内陆河这种巨大的重复水资源量,是由于河流穿越多级盆地河水与地下水多次转化产生的,使水资源能够被反复利用。上述的甘肃省的水资源开发利用程度直接把供水或毛引水与总量之比。

  我国水资源利用呈现增幅不大的现象,主要是我国在水资源管理方面采取的综合管理的方法,比如大力宣传节水惜水意识,从水是“取之不尽用之不竭”的旧的观念到“人无远虑必有近忧”,一方面要承认水资源是天然可再生资源,大气循环在太阳能和地球表面热能的作用下,地球上的水不断被蒸发成为水蒸气,进入大气。水蒸气遇冷又凝聚成水滴,在重力的作用下,以降水的形式落到地面,这个周而复始的过程,称为水循环。中国水资源补给来源主要为季风大气降水,比如台风是一个典型的海陆水循环的气象现象,台风输送大量的海洋水汽,带来大量降水及暴雨灾害到陆地。

  我国是一个干旱缺水严重的国家。我国的淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,名列世界第四位。但是,我国的人均水资源量只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4,位列世界第121位,是全球人均水资源最贫乏的国家之一,是联合国认定的“水资源紧缺”国家。我国水资源从空间看分布不均、时间上多集中于汛期。

  水资源节流开源的,减少水的使用量的节水技术的应用和污水的再利用等在我国已经广泛开展,我国有污水排放接近千亿立方米,随着城市污水处理率的大幅提高,废污水经处理后是缺水地区宝贵的再生资源。雨水利用已成为当今世界缺水地区水资源开发的潮流之一,通过集水工程技术措施可开发雨水资源。在我国黄土高原地区和干旱缺水地区,通过修建水窖、水柜、旱井、蓄水池等小型、微型水资源工程发展和建设集雨节灌的雨水集蓄利用工程。微咸水的合理利用。海水利用包括海水的直接利用和海水淡化,以替代淡水资源,已成为我国沿海城市解决淡水资源紧缺的一条重要途径。

  6.现状水能资源的开发利用率

  我国水电蕴藏量世界第一,上个世纪八十年代初受到国民经济条件的制约仅开发了5%。我国水库的建设也从初期防止洪涝灾害到水能开发利用以及民生水利的发展过程。水法释义2000年前水能资源开发利用率也并不高,全国水力发电量仅占技术可开发利用量的11%。水能开发率并没有权威机构发布,但有一般的共识,即我国水能开发率在26%左右,最近水利部公布31.5%。

  近几年水电开发突飞猛进,2006年投产量居然达到了1000万千瓦左右。电力行业整体发展也很迅猛,年新装机容量突破了1亿千瓦,水电的装机总容量现在已经达到了1.29亿千瓦。为什么会有这样大的差距呢?关键就是市场化机制。是中国的电力行业正在从计划经济转变到了市场经济,而市场经济这种体制、这种机制促进了水电的大发展。

  当今,我国水电市场后15~20年是我国水电发展的良好机遇期;这是因为实施西部大开发战略为水电的发展创造了重要的历史机遇、实施可持续发展战略为大力发展水电开辟了广阔天地、当前我国经济发展的良好态势为水电发展提供了前所未有的有利条件。

  我国水电资源从理论上是6亿多千瓦,但是可开发的不足4亿千瓦。目前只开发了近1.3亿千瓦,还有2.48亿千瓦有待开发。2050年之前全部开发出来,应该尽可能的把水电资源开发利用起来,从而替代一部分矿物的能源,如若全部开发大概相当于每年节约6亿吨煤炭。水能资源非常可贵,因为矿物能源最终是要用完的,水电是可再生能源。

  陆佑楣院士在回答“我国的水能资源是不是开发过度了”时指出:我国的水能利用程度还远低于世界工业化国家。截至2008年年底,我国技术可开发水能资源利用率为26%,而美国为67.4%,法国为96.9%,加拿大为38.6%,日本为66.6%。有人认为我国水电已出现过度开发,这是不确切的。一个国家的水能利用水平是由该国能源资源的总体结构决定的,中国在常规的化石能源相对贫乏的情况下,充分利用水能资源是毋庸置疑的。

  不存在水能资源开发过度的问题,而是开发不足,任重道远。在电力系统中,水力发电出力仅占全国总出力的21.6%,优化电网结构也还须提高水电的比重,这对电网的节能和安全运行有重要意义。

  水利部部长陈雷在5月11日召开的第五届“今日水电论坛”的主旨发言,水电是目前第一大清洁能源,提供了全世界1/5的电力。与其他能源相比,水电具有循环可再生、长期成本低、综合效益大等优势,对改善能源结构,减排温室气体,保护生态环境,保障能源安全和促进经济社会可持续发展具有十分重要的战略意义。世界各国都把开发水电作为能源发展的优先领域,全球有55个国家50%以上的电力由水电提供,其中24个国家这一比重超过90%。目前,发达国家水能资源已基本开发完毕,美国、日本、英国等国家水电开发程度都超过80%。许多发展中国家大力开发水能资源,如巴西水电开发在电力建设中的比重一直保持在80%以上。

  中国河流众多,水能资源蕴藏量居世界首位。其中大陆地区技术可开发量5.42亿千瓦,是仅次于煤炭的第二大常规能源,也是目前可以进行大规模开发的第一大清洁可再生能源。新中国成立后特别是改革开放以来,中国政府高度重视水能资源的开发利用,推动水电事业快速发展。到2008年底,中国已建水电装机容量达到1.72亿千瓦并位居世界第一,发电量将近6000亿千瓦时,占全国总发电装机的20%、总发电量的15%左右,水电设计、施工和设备制造技术均已达到国际先进水平。

  中国政府正在大力推进节能减排,积极发展核电、水电、风电、太阳能发电等清洁能源。目前,中国水能资源开发程度为31.5%,还有巨大的发展潜力。

  7.建议水能资源的开发利用率

  国家能源局王骏指出我国可再生能源战略定位已确定:

  2020年前后,可再生能源占到能源消费的15%左右,战略定位是替代能源。

  2030年前后,可再生能源占到能源消费的25%左右,战略定位是主流能源。

  2050年前后,可再生能源占到能源消费的40%左右,战略定位是主导能源。

  现在发达国家达到水能资源开发程度为80%。

  结合我国水能情况和综合以上考虑外,一方面要考虑保持河流生态健康的需要,另一方面随着大家国家经济建设的实力增强可开发会增加,建议我国水能开发率中远期应该增加一倍,未来可达到60%,控制在70%以内。

  8.结语

  按照常规推理,水能资源当然应该属于水资源的一部分,事实上水资源利用还包括河道航运等,所以,有人把水能资源的开发,理解成水资源开发似乎也是顺理成章的。特别指出的是水力发电过程是不会减少水资源量的。主要是水库的蓄水与水资源利用密切相关的,目前,黄河干流已建成龙羊峡、刘家峡、三门峡和小浪底等四座骨干工程,在防洪(防凌)减淤、调水调沙和水量调度等方面发挥了巨大作用,有力地支撑了沿黄地区经济社会的持续发展,同时也在水能利用上发挥重要作用。

  我国现状水资源开发利用率为20%,但流域之间差异很大。特别是南方河流水能资源丰富而开发利用程度低,是我国近期开发利用重要区域,

  一般的共识,即我国水能开发率在26%左右。目前,水利部提出水能资源开发程度为31.5%。我国水能开发率中远期应该增加一倍,未来可达到60%左右。

  我国水能资源比较丰富,但主要集中在南方特别是西南地区,而那里地质环境比较恶劣,为此,对水能资源的开发利用,目前有一种持不同的意见,即对环境的影响持不同看法,高坝蓄水,在南方尤其是西南地区,那里地质隐患比较严重,容易引发次生地质灾害,值得考虑。

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