我国以7%的水资源养活了世界22%的人口[1],以透支部分区域水资源、水环境和水生态为代价支撑了经济社会用30~ 40年的时间走过发达国家上百年工业化道路,也造成当前一系列水资源问题和安全保障挑战。科技是水资源破局的关键。
1 水资源开发与利用科技需求迫切我国是世界上水资源问题最突出和复杂的国家,集中表现为水资源空间分布与经济社会发展格局不匹配、经济社会缺水与生态用水保障不足并存、水工程安全建设和管理任务艰巨、江河治理与水沙问题突出。目前,全国现状年用水量约6 200亿m3,正常年份缺水超500亿m3,超过30%河流的中下游存在生态水量不足问题,400多个城市出现供水不足, 较严重缺水城市达110个,破坏型、转嫁型、约束型缺水交织并存,水资源已成为制约我国可持续发展的瓶颈因子[2]。
未来一个时期我国水资源安全保障将面临更为严峻的挑战。经济社会和生态环境用水需求及其保证率压力进一步加大,预计我国需水高峰将在2035年前后出现,其中需水增量65%要通过节水和水源替代消化,35%要通过增加供水能力和科学调配满足[3]。空间布局上,“京津冀一体化”战略基础性短板是水资源,“陆上丝绸之路”途经我国乃至世界最干旱区域。重点领域上,西北能源基地水资源缺口显著,粮食安全东北和黄淮海“节水增粮”是关键。气候变化同时导致极端水事件发生频率增加,江河源头区蓄水能力下降等。
2 水资源开发与利用科研部署习总书记指示“要从全面建成小康社会、实现中华民族永续发展的战略高度,重视解决好水安全问题”。为应对日益突出的水资源挑战,我国先后实施了一系列科技计划,如科技部设立“水安全保障关键技术”项目,水利部开展“国家水安全保障战略研究”,中国工程院进行“中国可持续发展水资源战略研究”等,布局了流域水循环模拟与调控等7个国家重点实验室和节水灌溉等若干国家工程(技术)研究中心,培养了一批经验丰富的高水平队伍,形成具有中国特色水资源科学体系,支撑了不同时期国家和区域水资源安全保障能力提升,与国际同领域发展相比呈现出跟、并、领并存态势,但就实际需求而言仍有较大的差距,总体概括为“需求驱动、紧跟国际、部分领先、工艺落后”。
针对水资源问题症结及内因,中央提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水新思路,为国家强化水治理、保障水安全指明了方向和路径。为巩固科技的助力作用,2014年国家科技计划管理改革后,“水资源高效开发利用”成为首批启动的国家重点研发计划重点专项之一,拟重点解决变化环境下水循环演变机理和效应、基于“自然-社会”二元水循环全过程的水资源高效利用理论、复杂水资源系统多维均衡配置方法、重大水工程性能演化机理与风险控制理论四大科学问题,拟在重点行业核心节水技术、非常规水资源经济开发技术、水循环信息精准监测与预报技术、水资源巨系统多目标智能调度技术、复杂条件下的大型水工程安全建设技术、河湖综合整治与水沙调控技术方法有所突破,支撑未来20~ 30年国家水资源安全保障实践。
3 水资源开发与利用现实制约尽管国家在十三五期间依然延续了对水资源领域科学研究的支持,但在具体实施中还一定程度受到现实情况的制约,主要体现在:
(1)对水资源问题重视程度尚显不足。近年来我国水污染事件频发,恶化趋势明显,环保问题凸显,民声反响较大,水污染和水环境治理成为治水的首要方向;另一方面,南水北调中线、东线等引水工程陆续投入使用,部分区域特别是华北地区的水资源紧缺问题一定程度有所缓解,导致水资源相关科技工作优先度略有不足。
(2)水资源科技研究成果系统性梳理不足。十三五之前,水资源领域的科学研究工作分散于科技部、自然科学基金会、水利部、住建部、环保部等多个部门和单位,难以对相似研究目标和研究内容的项目产出与成果进行面向经济社会发展的针对性的系统整理、比较和分析,形成集成性的成果包,也给最终用户的采纳与使用造成了不便。
(3)水资源成果应用主体单一。尽管国家开展最严格水资源管理制度、东北节水增粮和华北节水压采行动计划、海绵城市建设等工作,但公益色彩较浓,主要在相关部门的领导下,依靠政府投入,民间资本参与度不高,与经济一线联系不紧,科研活动也以财政经费为主。除与实际工程结合程度高的成果转化较好外,其他成果的转化率较低。
4 水资源开发与利用科技落实对策建议水资源是事关国计民生的基础性自然资源和战略性经济资源,也是生态环境保护的关键控制性要素,水资源保护事关人民福祉,是生态环境安全、经济社会安全的重要工作[4]。为使科技更好的支撑新时代水资源保护面临问题与挑战的解决,建议从以下四方面予以考虑:
(1)统筹考虑水资源、水环境、水生态科研工作。水是具有多重属性和功能的战略性要素。水资源中要留存生态用水,水污染治理好就是水资源,水被污染了也会造成生态破坏。资源是环境和生态之始。水资源、水环境和水生态三者相互影响和转化,密不可分。在水的行政管理上要避免“九龙治水”,在科学研究上,同样也要注重领域的重叠,集成攻关,在交叉学科方面加强科研部署,以系统化思路探索综合解决方案。
(2)系统梳理水资源领域科技成果。进一步加强部门协作,有计划的开展数据共享,利用更加智能化的手段系统收集、归纳、分析、总结水资源领域历史上的科技成果,特别是十二五以来支持项目的科研产出,并以此为基础,结合十三五工作部署,描绘领域发展技术路线图,指导十四五甚至是未来一定时期水资源领域研究热点和对国家重大发展战略支撑要点的挖掘。
(3)确实加强水资源领域科技成果对经济社会的支撑作用。宏观层面,研究表明气候变化背景下,我国北方河流总体呈现径流减少趋势,西南地区降水也有降低,我国水资源供需矛盾更加突出,如何在国家和区域尺度科学调配水资源,合理利用水资源需要予以特别关注。微观层面,在水资源持续紧张的情景下,应进一步加大再生水利用、海水淡化、管网漏损控制、节水器具等方面更为经济、实用、高效技术设备的研发力度。
(4)加大对水资源领域科研工作的支持力度。国家科技计划管理改革后,各部门的竞争性科研经费统一由国家科技计划管理部际联席会议协商确定,“水资源高效开发利用”重点专项作为水资源领域科技计划的主体,十三五期间国拨经费19亿元,支持强度尚不足水体污染控制与治理科技重大专项2017年度一年立项项目国拨经费的85%,且较十二五期间所涉及方向支持强度也有所降低。
(5)加强水资源领域科研国际合作。世界上许多发达国家在水资源安全保障方面也曾面临突出挑战,开展了大量科学探索和治理实践,对于保障我国水安全保障具有重要的借鉴意义。如美国实施需水管理战略,采取法律、经济、技术和管理等综合措施实现用水零增长;以色列突出节水灌溉、非常规水资源利用并在国家层面实施“虚拟水”政策。此外一些具有研究优势的国际组织也对我国的水资源问题予以强烈关注,应鼓励科研人员积极参与并担任职务。
[1] | 孙雪涛. 中国以6%的水资源养活了世界22%的人口[J]. 资源节约与环保, 2009(6): 14. |
[2] | 王晓红, 史晓新. 我国水生态环境现状及其原因分析[C]//中国水利学会环境水利专业委员会2015年年会暨"水生态文明建设理论、技术及管理"学术研讨会. 2015. |
[3] | 周斌. 国家重点研发计划"水资源高效开发利用"重点专项解析[J]. 水科学进展, 2017, 28(03): 472-478. |
[4] | 史晓新, 杨晴, 王晓红, 等. 我国水资源保护顶层设计若干思考[J]. 中国水利, 2017(19): 39-41. DOI:10.3969/j.issn.1000-1123.2017.19.013 |