关键词：水资源危机；分布；问题；对策
0 引言
众所周知，地球上的海洋面积远多于陆地面积，但是，地球上97.5%的水又咸又苦，不能饮用，也很难适用于工农业，仅有2.5%的淡水能直接被生产和生活利用，而对于能够直接使用的淡水，65%以上位于北极和南极地区，其余大部分淡水位于大陆深层中，人类能够直接使用的淡水微乎其微。全世界人均水资源拥有量约7，342立方米，但是由于地理因素等不同，导致各地区水资源分配量不均，部分区域水资源供应量严重不足，其中，中东、非洲区域尤其突出。
1992年，联合国曾在冰岛举行水和环境国际会议，倡导寻找新的途径，对淡水资源做出评价、发展和管理；世界银行也曾于1993年提出了有关水资源的新课题；最近，粮农组织又成立了一个关于水和持续农业发展的国际项目（LAP-WASAD）。这些信息表明，水资源问题已引起全世界的关注[1]。
随着社会经济的不断发展，工业、农业水资源的使用量将会持续增加。随着社会、经济的进一步发展，水资源必将成为21世纪全球性的首要问题。对于任何一个国家，如果没有相应的对策，水资源问题必将对该国的社会、经济、人口产生重大的影响，解决水资源问题刻不容缓。作为世界强国的美国针对自身水资源现状及存在问题，采取了一系列有效措施，值得其它各国借鉴。
1 美国水资源现状
美国水资源总量丰富，据估计达29，702亿立方米，其东北部五大淡水湖湖水总面积为242，984km2，为美国东部提供了丰富的淡水资源。然而，东多西少，人均丰富却成了美国水资源分布的一大特点。细致地可以将美国划分为两个不同区域：西部和东部。西部17个州为干旱和半干旱区，年降水量在500毫米以下；东部是湿润与半湿润地区，年降水量为800至1000毫米左右。很显然，水资源分布不均、西南部淡水资源储备量不足，成为了美国水资源的突出问题。
据了解，干旱在美国西部约占一半以上的面积，不仅如此，干旱程度与去年同期也没有多大差别，最干旱的地方包括加州和亚利桑那州等地的居民常年处于水深火热之中，加利福尼亚南部大范围区域正经历着十分干旱的状况。美国海洋、农业、和大气管理部的《干旱观测》，在水资源评估中声称道：美国陆地有三分之一的国土面积处于干旱或者缺水状。因此，美国有很多理由为该国未来水资源而担忧，水资源危机成为了影响美国社会经济发展又一重要因素。
2 保护水资源的对策
上文中指出的问题曾经成为美国社会、经济发展的一大障碍。上世纪40年代起，美国政府逐渐意识到水资源危机的紧迫性及淡水资源的重要性，经过70多年的努力，现今美国水资源利用率已经得到极大的提高。
2.1 兴建调水工程
调水是从水资源充足的区域向水资源匮乏区域进行调动，以便实现该区域水资源再分布，提高水资源利用率的有效方法。对于水资源分布不均的国家，建设合理的调水工程，将促进该区域社会、经济发展和缓解该流域工、农业用水的矛盾。
为解决水资源分布不均问题，美国政府积极采取区域调水措施，并且已经取得明显成效。例如，美国西部曾经是干旱缺水地区。为开发西部，仅1933-1943年联邦政府就批准兴建了34个调水工程，这些工程极大地促进了美国西部经济繁荣[2]。加州南部地区年降雨量很少，地下水资源储备量不足，为了解决南部地区干旱缺水及工农业发展的需要，美国通过从克罗拉多河引水，供应南加州地区的用水需求。这些调水工程的成功实施，不仅有效解决了南部地区缺水的问题，而且还在防洪、灌溉、水力发电及旅游等方面发挥了重要作用，为美国西南部发展奠定了坚实的基础。
2.2 海水淡化处理
海水淡化处理是利用电渗析、反渗透、蒸馏法等新技术实现水资源利用。通过施行新技术的海水淡化处理，不仅可以降低美国海边城市淡水成本，而且水质好，技术可实施性高。利用海水脱盐生产淡水，将有效解决部分地区淡水资源不足的问题。
美国加利福尼亚州、亚利桑那州、德克萨斯州以及其他一些沿海城市长期承受着干旱的压力，从其他州调运淡水往往会增加成本。对此，发展海水淡化技术对经济的发展具有重要意义。因此，美国发展海水淡化技术，并对经济产生重要意义。
经过60多年的努力，美国的海水淡化技术与规模取得了长足发展。美国政府于1950年成立盐水局，进行淡化技术应用研究，1974年后转化为资源技术局，不断推进水资源和脱盐技术的进步[3]。由于地理因素影响，海水淡化厂通常集中建立于美国本土东南部和西南部。其中，位于得克萨斯州的Freeport是美国历史上第一座海水淡化厂。据相关统计，2004年美国就拥有海水淡化厂2，560多家，淡化水日产量约360万吨，跃居世界第一。很显然，美国海水淡化技术的应用对经济已经产生重要意义。
2.3 加强水资源的管理
引言
一般我们将与人类社会用水有密切联系而且能够不断进行更新的淡水统称为水资源，这其中也包括地表水、地下水以及土壤水。在这众多水资源中，地下水所占的比例是最大的，而且它更新的周期也是最大的，因而对于地下水资源的保护也是当今世界各国在环境保护中的首要任务。通过相关调查数据显示，地下水资源具备两种特性，一个可再生性，另一个是不可再生性。另一方面，地下水的更新周期一般是一千四百多年，因而对其在参与现代水循环中的补给速度就比较小，而且地下水的大部分储存资源都不能进行到现代水的循环之中，所以这部分水资源就是地下水中的不可再生部分，所以我们在对地下水的利用和开发过程中就应该考虑到这一点。
在含水系统中，地下水资源是一个重要组成部分，具有统一水力的联系，而且对于地下水资源本身来讲就具备着系统性，是一个统一的整体。在整个含水系统中，地下水的任何一部分水资源的加入或是排出，所造成的影响都会涉及到整个含水系统，这也正是地下水资源系统性的体现。
1 当前我国地下水资源的现状分析
根据相关资料显示，近二十年内，我国的地下水的平均开采量都是逐年增长的，与此同时，我国百分之九十城市的地下水都遭到了污染，这其中包括有毒物质的污染。地下水资源污染的状况由而向面的进行扩展，每年所造成的经济损失也高达近百亿。近几年来，相关部门对我国的一百一十八个大中型城市进行了地下水的监测，从检测的结果来看，地下水污染情况比较严重的城市就占据了百分之六十四，而污染较轻的城市占据了百分之三十三，从区域上来看，我国地下水的三氮污染最为严重。在农村中，有近三点六亿的人已经喝不到健康的、符合标准的饮用水了。另外从我国的地质环境公报中可以看出，我国的三十一个省、自治区以及直辖市的地下水都面临着不同程度的污染，因而也存在些由于水污染而造成的疾病，由此可见，地下水污染所带来的消极作用是不容忽视的。
随着工业化发展的推进，众多环境问题纷纷涌现出来。森林的无休止砍伐，大气污染程度的加剧，使得沙漠化，全球变暖等环境问题逐渐上升为国家的政治问题。其中水污染的严重性引起了人们的恐慌，成为当下社会最热点的话题。
由于工业用水量之大，排污及处理污水的系统的不完善，商家环保意识薄弱，人们用水危机意识的淡薄，导致地下洁净的水资源越来越少。随着地下水水位的不断下降，原有的生态环境遭受到巨大的威胁。许多生态景观遭到破坏，例如闻名遐迩的中国第一大淡水湖--鄱阳湖，由于各种原因导致湖面几经干旱，水面大起大落，严重影响到鱼虾的繁殖，破坏了原有的自然景观。驰名中外的济南泉水，山西的晋祠泉等都因水位年年下降，最终导致泉水的枯竭。由于气候干旱，蒸发量过大，周边生态环境的不断恶化，使得青海的湖水水位出现一定程度的下降，青海主要补给的河流出现多次断层，甚至有些小河已经干涸。这一系列自然生态景观的破坏都源于地下水资源供给的不足，导致环境不断恶化及地质灾害的频繁发生。
2 我国地下水资源稀缺恶化的原因
我国的建设的起步相对于西方国家较晚，许多专家学者称，国家的工业化发展都是要以牺牲自然环境为代价。如今我国工业的发展正进入一个飞速发展的阶段，水资源被大量的开采，工厂的污水处理系统不能被很好的使用，导致工业污水大量排入江河湖海，最终导致水污染的产生。在日常生活中，人们节约用水的意识比较淡薄，对地下水污染的危害认识存在欠缺，没有把对地表水的保护灌输到对地下水的保护中来，这导致地下水污染问题长期得不到解决。加之我国降水量分布不均，很多城市的地下水得不到及时的补给，当地人们对地下水的依赖需求不断增加，导致了地下水资源过度开采。
3 保护地下水资源的对策与措施
3.1 加快地下水资源组织结构的建设步伐，构建水资源开发与利用中心
从我国地下水资源保护机构的建设可以分析，尚需完善的水资源组织结构在联网系统构建以及水资源开发利用方面还有所欠缺，往往生态灾难之后水资源流失问题才被发现。从避免水资源灾难性后果方面考虑，关于地下水的开采问题需要积极构建专业的国家地下水资源保护中心，通过先进的信息技术来对地下水资源的开发与利用进行管理，合理设置地下水资源动态管理网络，在不间断动态网络监控过程中实现对地下水资源的保护。从储量及水资源更新速度我们可对水资源的利用量进行合理估算，并在此基础之上加快地下水资源预警系统及地面预警系统的建设步伐，完善地下水资源的早期预警工作。此外，针对西部水资源严重匮乏地区还应采取严密的水资源监控管理制度，及时预警沿海地区的海水倒灌问题，尽可能阻止地下水资源生态灾难等严重问题的发生。
3.2 做好地表水与地下水的统筹规划工作，平衡水资源的利用率
从我国地下水资源的基本格局不难看出，南多北少的基本趋势已然决定了地下淡水资源的开发与利用状况。我国南方地区地下淡水资源的可开采量达到了1991亿立方米，这一数额占到了全国总地下淡水资源的近百分之七十，而北方地区的地下淡水资源可开采量仅仅为南方资源总量的77%，由此可见，我国地下水资源保护工作的开展还应当考虑到地表水与地下水之间的统筹关系，平衡地下水资源的利用率，这对地下水资源保护工作的开展意义重大。
从我国淡水资源分布的基本状况分析，这一南多北少的格局对于淡水资源的利用有着重要影响，因此资源联合调度制度的实施是现阶段保护地下水资源的有效举措之一。通过综合管理来尽可能降低环境对水资源的破坏，控制地下水资源的开采速度，进而实现对地下水资源的有效保护。过量开采是地下水资源面临的重大问题之一，出于城市工业用水与生活用水的基本需求，引水入市自然成为了缓解水资源压力的主要途径。由于北方地区雨季和旱季之间的划分极为明显，因此少雨季节地下水就难以得到及时补给，相应的这一时期地下水的供应就会减少，地表水的利用应当作出适当补充，这样不仅可以缓解地下水的供给压力，同时也可以有效防止地下水位下降带来的水环境问题。此外，在雨季之前做好库容准备对于扩大蓄水量也有积极作用，是保护地下水资源的有效举措。
参考文献
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看了以上信息，大家一定觉得缺水状况已经十分严重，感到危机感了吧。其实地球上的水资源，从广义来说是指水圈内水量的总体。而海水是咸水，不能直接利用，所以通常所说的水资源主要是指陆地上的淡水资源。陆地上的淡水资源只占地球上水体总量2.53％，其中大部分（近70％）是固体冰川，即分布在两极地区和中、低纬度地区的高山冰川，还很难加以利用。目前人类比较容易利用的淡水资源，主要是河流水、淡水湖泊水，以及浅层地下水，储量约占全球淡水总储量的0.3％，只占全球总储水量的十万分之七。据研究，从水循环的观点来看，全世界真正有效利用的淡水资源每年约有9 000千米。因此，地球现在缺水状况严重性远是我们预估的几十倍！
大家也不用太担心水资源的枯竭，因为节约用水是节约水资源的最有效方法之一。我们可以通过一些小事儿来节约许多滴水，聚沙成塔，这样一个月就可以省下大致300kg水。让我们一起行动起来，把以下小事儿做好吧！
（1）水龙头要关紧，不能让水平白无故地流走；
（2）每次喝水都要做到喝多少倒多少；
（3）洗衣时衣物要集中洗涤，减少洗衣次数；小件、少量衣物提倡手洗；洗涤剂投放适量；
【关键词】膜分离技术；海水淡化；开发前景
作为人类生产与生活最重要的资源，近年来，水资源却面临着日益加重的危机，部分地区已经出现严重干旱的状况。由于人类活动造成的生态环境危机，进而加剧了水污染现象的日益扩大，水资源日益成为稀缺珍贵的资源。为了提高水资源的利用率，很多学者将目光转移到海水淡化方面，随着膜分离技术的应用，海水淡化技术得到进一步的提高和进步，这也成为目前海水淡化事业的重要课题。
一、海水淡化现状概述
随着水资源危机的加重，经历半个多世纪的发展，海水淡化技术已经相对成熟，并且应用至全世界范围。据数据显示，全世界海水淡化产量为6000万m3/日，其中采用反渗透膜分离技术占了六成以上的比例，解决了全世界1亿多人口的供水难题。近年来，海水淡化技术不断发展革新，膜分离技术也日益成熟，其绿色、环保、低能耗优势得到我国乃至全世界范围内的广泛重视与认可。
（一）关键设备得以改善
海水淡化中，膜脱盐用的关键设备是必不可少的一部分，其中能量回收装置与高压泵等关键设备发挥着功不可没的作用。如今，这些海水淡化所用的关键设备得以不断改善，如能量回收装置更新换代的速度不断提高，海水淡化的效率不断提升，日益成为低能耗的关键设备，并且被广泛应用在大型海水淡化工程中。
（二）工艺过程日益成熟
随着海水淡化技术的不断进步，相关工艺过程已经比较成熟，成本能耗不断下降。其中反渗透膜分离技术经历了一级海水淡化工艺、高压一级海水淡化工艺、高效两段法、NF淡化工艺、集成过程以及其他工艺过程，这些过程在丰富的经验之下变得十分成熟，使得我国海水淡化工程数量不断增加，技术经济指标已经达到世界先进水平。
（三）膜分离技术持续进步
海水淡化事业的不断发展，离不开日益进步成熟的膜分离技术，其中膜性能和组器技术进步十分大。自从20世纪80年代以来，膜性能价格不断降低，技术不断改进，从而使得反渗透海水淡化的成本日益下降，其强大的竞争力得到国际市场的青睐和认可。
二、膜分离技术在海水淡化中的具体应用
膜分离技术在海水淡化事业中占据着不可或缺的地位，近年来，膜分离技术的不断成熟，竞争力得以广泛的提高。其中正渗透膜分离技术、反渗透膜分离技术和薄膜蒸馏淡化技术是当今膜分离技术的几大分支，它们在海水淡化中发挥着十分重要的作用。
（一）正渗透膜分离技术
正渗透膜分离技术（Forward Osmosis，FO）实行的过程中，通过水渗透压的作用下，从低向高渗透压侧中扩散，也就是纯水一侧渗透到浓盐水一侧。其工作基本原理是，往纯水中加入某种溶质，从而制备成一种驱动液，从而利用其形成的高于盐水的渗透压，促使盐水中的水经过膜进入到驱动液之中，接着将水与驱动液分离，最终得到可以食用的净水。
FO技术应用于海水淡化中，不需要借助外界的压力，只是单纯依靠水的渗透压，因此，具有低能耗、无二次污染的优势，可以作为反渗透膜分离技术的补充，共同为解决人类水资源危机做出一定的贡献。
（二）反渗透膜分离技术
反渗透膜分离技术（Reverse Osmosis，RO）是当今应用较广泛的商业化海水淡化技术，实行过程中，通过外界压力的作用，水会克服渗透压，经过半透膜从高向低渗透压侧溶液中进行扩散。因此，反渗透膜分离技术是通过排斥盐离子发挥作用的，在海水增压的环境下，通过反渗透膜排除海水中的盐分，从而得到净水。这种膜是由半渗透聚合材料制作的，分为中空纤维膜与平板膜这两种。
在海水淡化中，RO技术已经实现商业化，应用也十分广泛。然而，RO技术发挥作用的过程中，需要实行高压操作，存在高能耗、高运行成本、较严格的预处理、存在二次污染等缺点，因此需要FO技术作为辅助，两种技术相结合，共同为解决水资源难题做出应有的贡献和力量。
（三）薄膜蒸馏淡化技术
薄膜蒸馏淡化技术，主要通过多孔性疏水膜将加热的海水蒸发，而散发的蒸汽将会在膜的另外一侧得到冷凝，从而实现海水淡化。这种方法不同于常规的蒸馏方法，将蒸汽空间缩小甚至取消，其中的蒸馏膜难以代替换热面，而目前的薄膜蒸馏装置可以分为直接接触式、扫气式与空气隙式这三种。其中扫气式薄膜蒸馏装置配有专门的气体处理系统，具有高供水除气要求的特点；直接接触式薄膜蒸馏装置结构是最简单的，而且运行可以实行自动化，通常会用于实船的应用研究；空气隙式薄膜蒸馏装置分为冷液、热液、蒸馏水三种系统，得名于薄膜与壁面的1毫米空气间隙。
三、膜分离技术在海水淡化中应用的开发前景
随着水资源危机的不断加重，海水淡化和水再用已经成为世界范围内研究的重要课题。因此，膜分离技术也面临着前所未有的压力和挑战。作为目前相对先进的海水淡化技术，RO的能耗问题却成为制约其发展的主要障碍。而理论上来说，FO技术可以将海水淡化的能耗降低9倍，技术进步的空间相对较大。作为后起之秀的薄膜蒸馏淡化装置也在不断进步，尤其是在研制高效复合膜得到全新的突破。相信在不久的将来，低能耗、绿色环保的海水淡化工厂的数量越来越多，到那时水资源将会得到最大限度地利用，从而解决全世界范围内的普遍缺水难题。
结束语
总而言之，膜分离技术日益成为海水淡化事业不可或缺的一部分。只有不断投入精力和时间，汲取相关经验教训，推动膜分离技术的日益成熟，才会给人类发展提供充足的水资源，推动人类社会的不断进步。
【关键词】浓海水；资源化利用；零排放
1 我国海水淡化浓海水资源现状
近年来，海水淡化技术迅速发展，可有效解决水资源危机。目前我国已引进多种海水淡化技术，主要包括以多级闪蒸（MSF）和低温多效（MED）为主的热法淡化工艺和以反渗透（RO）为主的膜法淡化工艺[1]，其中反渗透技术和低温多效技术占全国海水淡化工程技术的99%以上（图1）。
海水淡化技术普遍存在淡水回收率较低的问题，热法海水淡化和膜法海水淡化的回收率分别为15%～50%和30%～40%，其余大部分浓海水被直接排回大海[2]。浓海水中含有大量钠、钾、溴、镁和锂等宝贵的化学资源，从浓海水中提取化学资源，既可避免对环境的污染，又能创造一定的经济效益。
2 浓海水中提取常量元素
浓海水提钾技术主要包括化学沉淀法、溶剂萃取法、膜分离法、离子交换法等。袁俊生等[3]研制出“改性沸石钾离子筛”核心技术并投入产业化，改性沸石对海水钾的富集率达200倍，钾肥质量达进口优质钾肥标准。张家凯等[4]开展了以天然沸石为富集剂的离子交换法海水提钾技术研究，在提取氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾等高附加值产品时取得一定进展。
水蒸汽蒸馏法和空气吹出法是目前海水提溴的主要方法，已经实现工业化生产，但仍存在生产成本过高和运行难以控制等缺点，因此研究学者将目光投入开发高效节能的提溴方法。近年来国内外相继提出“聚乙烯管式膜法”、“沸石吸附法”、“表面活性剂泡沫解吸法”、“离子交换吸附法”、“液膜法”、“气态膜法”等新型提溴方法[5-6]。吴丹等[7]设计了鼓气膜吸收法海水提溴过程，溴的提取率达90%以上。汪华明等[8]采用乳状液膜法开展了浓海水提溴实验研究，溴的提取率可达99.4%，显示出较好的发展前景。
浓海水中镁含量丰富，主要以氯化镁和硫酸镁为主。传统工艺获得镁盐以氯化镁为主，兼产一部分硫酸镁，这类产品附加值低，经济效益差。氢氧化镁化工方面作用突出，又是生产氧化镁、金属镁以及其他镁盐等精细化工品的基本原料，开发利用前景广阔。马敬环等[9]利用RO副产浓海水去除Ca2+后，采用氢氧化钠沉淀法和陶瓷膜洗涤分离相结合的方式制备高纯纳米级氢氧化镁，得到产品质量指标远优于氢氧化镁的化工行业标准。针对浓海水提镁过程中Ca2+的干扰，衣丽霞等[10]采用碳酸钠法对浓海水制备高纯氢氧化镁的钙杂质进行预处理，可达到80%以上的去除率。
3 浓海水中提取微量元素
锂及其化合物是重要的能源和核工业原材料，可用于生产锂离子电池和用于核聚变发电。目前，世界上商品锂主要产地是南美洲的巴西和智利，一些贫锂国家，例如日本和韩国，相继开展了从海水中提取锂的研究工作。目前，从浓海水中提取锂主要分为溶剂萃取法和吸附法，包括应用无定型氢氧化物吸附剂、层状吸附剂、复合锑酸型吸附剂、离子筛型氧化物吸附剂等[11]。我国对从浓海水中提取锂元素的研究主要集中在锂离子筛前驱体的制备及其性能研究，例如，Li4Mn5O12等[12]。
随着我国核能产业的发展，对铀资源的需求量不断增大。陆矿铀资源储量已不能满足产业迅速发展的需求，因此，海水提铀极具发展潜力。英国是最早开展海水提铀的国家，美国、日本等国家在此方面的研究水平最高。我国也在20世纪70年代开展海水提铀相关研究工作，相继研发出数种吸附剂。王君等在模拟海水的实验条件下，研发的吸附剂对铀酰离子的吸附容量高达3mg/g，其研究成果使从海水中提取铀向经济化时代迈出重要一步，并引发国际关注。
铷、铯在现代高科技产业中却扮演着重要的角色。铷和铯的原子很容易失去价电子，即使是可见光的微弱能量都可将其原子电离，因此它们是制造真空管和光电管的重要要材料，铯可以作为燃料，用于热离子发电和磁流体发电。目前，铷、铯的获得主要提取自陆矿的锂云母和铯榴石，对于铷、铯含量低的液体矿，如海水和盐湖卤水也是目前国际上研究的热点，一般采取吸附法和萃取法。
4 浓海水资源综合利用工艺耦合
基于以上浓海水化学资源单项提取技术，国内外学者不断优化浓海水利用中各元素的提取顺序及品种，研究各元素提取工艺接口条件，优化并集成浓海水提镁、溴、钾等技术，开展浓海水综合利用新工艺。张家凯等[4]在传统的海水综合利用基础上，提出浓海水综合利用新工艺流程，并建立了30m3/d浓海水综合利用全流程新工艺实验装置。装置不仅有手动操作系统，还设置了计算机监控系统（DCS），实现计算机对整个工艺过程中每个温度、压力、流量、密度等控制和测量点进行随时监控和数据的记录。浓海水的资源化利用，不仅可以获得良好的经济收益，更能保护海洋环境，其前景十分广阔。
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关键词咸水利用;必然性;意义;实例;建议;河北沧州
中图分类号p641.8文献标识码
沧州市是农业大市,每年用于农业灌溉的地下淡水量6.6 亿m3,占年开采量的66%以上。由于沧州市特殊的水文地质条件,咸水分布广泛,咸水资源量达7.4亿m3,而每年利用量仅有0.423亿m3。因此,充分利用咸水可以最大限度地降低水资源对沧州市农业生产的制约。
1沧州市利用咸水的必然性
1.1地下淡水资源严重超采
沧州市水资源总量不足,人均占有水平低,是河北省乃至全国最缺水的地区之一。随着国民经济的快速发展和城市化水平的提高,水需求大量增加,水供需矛盾十分突出,全市现状平水年缺水4亿m3,预计2015年缺水将达6亿m3。由于地表水匮乏,大量开采地下水,年超采深层地下水2亿m3,已累计超采45亿m3,全市范围为深层水严重超采区。地下水过度开采,不断加剧地下水位降落漏斗、地面沉降、咸水入侵、浅层水污染等问题。2008年沧州市漏斗中心水位已降至91.25m,埋深大于60m封闭面积达5 325km2,占全市总面积的38%,地面沉降最深处达2.50m,浅层水水质全部超ⅲ类,ⅴ类水质占85%以上。要解决缺水问题,控制地下水超采,保护水资源,全面开源节流,需着力探索开发利用非传统水资源,即开辟新水源。
1.2地下咸水资源开发潜力巨大
沧州市地下水赋存于第四系地层中,咸水资源丰富,分布广泛,按含水组划分,主要分布在第ⅱ含水组,其次是第ⅰ和第ⅲ含水组。浅层咸水地层岩性为亚黏土和亚砂土,含水组多位粉砂,单位涌水量一般1~3m3/h·m,埋藏深度1~14m,矿化度2~5g/l为主,大于5g/l零星分布。根据2000年沧州市水务局对地下咸水资源调查评价,全市浅层咸水分布面积8 563km2,占总面积的61%,资源量10.6亿m3,可开采量7.4亿m3。其中,微咸水(2~3g/l)面积4 563km2,占总面积的32%,可开采量4.0亿m3;深层(第ⅱ含水组)咸水面积13 717km2,占总面积的98%,弹性储量22亿m3。
沧州市有丰富的咸水资源,仅浅层咸水可开采量就是地下淡水资源的1.5倍,为严重缺水的沧州提供了重要的替代水源,是得天独厚的物质条件。但过去一段时间,咸水利用不被人们重视,其开发一直是薄弱环节。2008年全市开采微咸水0.423亿m3,仅占浅层咸水可开采量的5%,比重非常小,大量咸水资源存在严重的开发不利、弃而不用的现象。地下咸水资源开发潜力巨大,亟待合理开发利用。
1.3咸水已有研究成果和成功经验
河北省已建立了10余个咸水灌溉试验区,都取得了重要成果。沧州市在青县、中捷、南皮等地做了大量的咸水灌溉试验,并推广应用[1]。几十年来,从实践到理论都对利用咸水灌溉作了较全面的总结,试验研究表明,利用咸水灌溉农作物可以实现增产,可使盐碱地得到改造。
2利用咸水的重要意义
2.1替代淡水资源,减少地下水开采量
沧州市咸水资源量为10.6亿m3,淡水资源量为6.92亿m3,年平均用于农业灌溉的水量为6.6亿m3,充分利用微咸水进行混合灌溉,每年可节约淡水资源1.65亿m3左右(混合比1∶3),可大大减少地下淡水开采量[2]。
2.2抽咸补淡,促进咸水淡化
浅层咸水占有很大部分浅层地下水库容,大量开采咸水,水位下降,通过降雨入渗补给淡水,既增加了淡水的调蓄能力,又增强了排涝作用,同时由于咸水的开采加快了地下水的运动,促使咸水淡化[3]。
2.3改造盐碱地,改良土壤
通过开采咸水,调节水位,可以减少潜水蒸发,抑制地下水盐分上升,随着降雨入渗的加强,地下水运动以下渗流为主,携带土壤中的盐分向下转移,使土壤中盐分逐步平衡,达到改善盐碱地的目的。加上良好的排水条件,及时在水平方向上排出盐分,进一步防止了次生盐渍化的问题[4]。
2.4增加咸水开采量,防止淡水咸化
沧州市浅层水为咸淡交错分布,深层水为上咸下淡结构。目前已发现咸水入侵问题,分析咸水入侵的一个重要原因是:淡水开采量大,水位大幅度下降,而咸水基本未开采,水位变化不大,咸淡水间形成了较大的水头差,为咸水区向淡水区回流和咸水底界面下移提供了所需的水动力条件。今后将控制地下淡水开采,大量增加咸水开采量,使咸淡水位间达到动力平衡,就可以消除咸水入侵淡水所需的水动力条件这个潜在因素,为防止淡水遭到咸水污染提供重要保证。
3咸水利用实例分析
咸水的利用可分为直接利用和间接利用2种方式,前者主要直接使用微咸水灌溉作物,后者把加较高矿化度的咸水和淡水按一定比例混合后灌溉作物,两者在实质上是相同的。
3.1咸水的直接利用
3.1.1作物全生长期咸水灌溉试验。沧州市南皮乌马营试验区,在小麦全生长期间进行了咸水灌溉试验。试验田土壤质地为轻壤质潮土,地下水埋深3~5m,排水条件良好。第1年使用的咸水矿化度3.2~3.8g/l,小麦产量为5 250~6 000 kg/hm2;麦收后土壤耕层(5~20cm)积盐率达136%,最高达233%;第2年和第3年使用5.0~6.4g/l高矿化度的咸水,小麦产量为1 230~1 695kg/hm2,麦收后土壤耕层(5~20cm)积盐率最高达523%。试验数据表明,灌溉矿化度为3.2~3.8g/l咸水效果较好,但土壤耕层同期含盐量有增高的趋势。播种期土壤耕层含盐量,由0.09%逐年增至0.15%,麦收期由第1年的0.210%~0.321%,逐年增至0.25%~0.62%。说明多年灌溉咸水存在潜在危害,麦收期土壤含盐量已超过作物的耐盐极限,对下茬作物有明显的抑制作用。
3.1.2作物抗旱期咸水灌溉试验。沧州市青县、南皮等10余个试验点进行了小麦抗旱期的咸水灌溉试验。大部分使用矿化度为3.0g/l左右的咸水,在小麦拔节后灌溉1~2次,少数达3次,取得了明显的增产效果。其中青县新张屯曾用6.2~6.7g/l咸水灌溉2~3次,土地积盐较重,使后茬玉米苗期受到抑制。另外,青县小杜庄用5.2~6.0g/l咸水灌溉,比不灌溉咸水仅增产5.25kg/hm2。从整个试验结果看,在小麦抗旱期利用咸水灌溉,以2~3g/l的咸水为好,灌溉次数不应超过2次。
3.2咸水的间接利用
咸水的间接利用即咸淡水混合开采。咸淡水混合配合比要根据咸水矿化度值和当地水资源条件考虑,使混合后的水质满足灌溉水质要求。
3.2.1咸水的间接利用实例。沧州市南皮县寨子乡咸淡水混浇试验田:南北长580m,东西宽330m,面积约19hm2。大田内原有深机井1眼,机井深260m,地下水埋深64.5m,单井涌水量50m3/h,地下水矿化度0.8g/l;新打浅机井1眼,机井深35m,地下水矿化度3.0g/l,地下水位埋深7.94m,单井涌水量15m3/h,咸淡水混合比例为1∶3,混合水水质经化验为1.35g/l,符合灌溉水标准。采用低压管道灌溉,灌溉利用系数监测为0.87。
效益分析:采水量由原来的50m3/h,增加至65m3/h,缩短了灌溉周期,耗能降低,原用电525kw·h/hm2,咸淡水混浇用电340.5kw·h/hm2,减少用电量184.5kw·h/hm2,降低能耗35.1%。节约淡水效益显著,过去用深层淡水990 m3/hm2,咸淡水混浇后用深层淡水649.5m3/hm2,节约深层淡水34.4%。
3.2.2咸水和高碱性深层淡水的混合。沧州市广泛分布有高碱性深层淡水,由于长期用它灌溉,土壤有了碱化现象。混合后的水,由于碱性水中的na+置换咸水中的ca2+和mg2+,使混合水中的nahco3含量减少,ca(hco3)2、mg(hco3)2含量增加,即降低了咸水的矿化度值,也改造了高碱性深层淡水。但需要注意的是,咸水中ca2+、mg2+的毫克当量要大于50%,na+的毫克当量要小于40%。否则,碱性危害存在。
4咸水利用建议
4.1统筹兼顾,科学规划
在查清水资源家底的同时,根据沧州市水资源现状,本着统筹兼顾、合理利用、综合开发、咸水资源和淡水资源统一考虑、地表水和地下水相统一的原则,以综合治理旱涝碱咸为目的,制定可行、可操作的地下咸水开发利用长远规划,规划方案和措施经过论证后,作为宏观调控依据,使大规模利用咸水建立在科学可靠的基础上。
4.2统一管理,动态监测
必须加强对开发利用咸水的管理,全市统一划定咸水开采区,统一审批取水许可证,统一制定开发利用咸水的规定。地下水动态监测是评价和预测地下水资源的基础,是合理开发利用地下咸水的依据,应尽快建立动态监测系统,常年对地下咸水的水质、水量和水位进行监测。
4.3出台激励利用咸水的政策
开发利用咸水在全面贯彻执行《水法》《取水许可制度实施办法》《河北省取水许可管理办法》等有关法律法规的同时,根据沧州市实际,区别情况,制订有利于调动全社会利用咸水积极性的优惠政策,如政府对农业灌溉利用咸水的项目可进行适当的补助,实行水资源费征收标准减半或免收等优惠政策。
5参考文献
[1] 刘君科.谈河北省浅层微咸水开发利用[j].中国科技博览,2009(23):178.
[2] 吕庆玉,熊孟琴.开发利用浅层咸水资源改善沧州市深层地下水超采现状[j].水资源研究,2006,27(1):22-24,44.
关键词 渔业；淡水壳菜；灾害；原因；对策；岩滩库区
中图分类号 TU991.25 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）13-0302-01
1 岩滩库区基本情况
时，淡水壳菜则以惊人的速度繁殖。未建设水电站时，红水河和盘阳河的水流比较急，淡水壳菜没有良好的繁衍环境；岩滩水电站建成初期，由于上游的梯级电站尚未建成，水位落差区正好是淡水壳菜繁殖和生活的主要区位，于是每年水位下降时，大多数淡水壳菜自然被太阳晒死，抑制了淡水壳菜大量繁殖。而梯级电站建成后，库区水流较缓慢、水位比较稳定，且水体中丰富的营养为淡水壳菜提供摄食，种种条件为淡水壳菜提供大量繁殖的温床。二是水电站建成后，堤坝切断了鱼类洄游繁殖的路径，以淡水壳菜为食的青鱼等鱼类得不到自然繁殖，淡水壳菜由于没有生物天敌的制约得到了大量繁殖机会。三是库区移民狂捕乱捞，使库区内的鱼类逐渐枯缺，库区的生态平衡进一步受到破坏，也为淡水壳菜大量繁殖提供条件。四是岩滩水站还没有配备相应的渔业增殖站。岩滩水电站建成后，由于种种原因，至今还没有建设相应的渔业增殖站，渔业增殖得不到有效实施，虽然大化瑶族自治县原有1个渔业增殖站，但由于机构改革和资金等原因，每年的渔业增殖仍是举步维艰。五是没有建立库区生态平衡研究机构，库区生态失衡得不到及时预警。虽然每年政府部门都有一定数量的增殖放流，但没有库区的生物量研究作为依据，增殖放流无法有的放矢，对库区的生态修复起不到积极的有效作用。
5 对策
一是加强渔政管理，预防狂捞滥捕。由县主管部门直接领导，统一协调管理，增强渔业执法力度和范围，库区县渔政执法人员开展联合执法，保证休渔期间无人捕捞；开捕期间，坚决取缔非法渔具渔法，控制捕捞强度，预防库区渔民狂捞滥捕，保护渔业资源，遏制破坏库区生态平衡的行为，为库区生态平衡保驾护航。二是加大宣传力度，唤起全社会对库区生态平衡的关注和保护，提高广大群众保护环境和保护资源的意识，逐步建立良好的渔业生产秩序，对青鱼等淡水壳菜的生物天敌鱼类达不到商品鱼规格的一律不得捕捞上岸，不断巩固库区生态平衡。三是建立岩滩库区生态平衡调查研究机构，为恢复岩滩库区生态平衡提供科学依据。成立岩滩库区生态平衡调查研究小组，对库区开展全面的水生生物资源调查，评估库区种群数量，测定库区生态平衡情况，将库区种群数量、捕捞量和达到平衡点数量等作为有效增殖放流的依据，尽快恢复岩滩库区生态平衡。四是建设渔业增殖站，为库区渔业增殖放流提供保障。大化瑶族自治县、东兰县、巴马瑶族自治县水产畜牧兽医局在上级相关部门的支持下，从2009年至今连续累计投放青鱼鱼种250万尾，对治理淡水壳菜已初显成较，但在大型水库治理淡水壳菜是场持久战，只有建设渔业增殖站，建立长效机制的增殖放流工作，才能源源不断地为库区增殖放流淡水壳菜的生物天敌鱼类提供保障。五是定期召开关于库区生态平衡的会议，及时沟通库区生态平衡发展情况，共同研究解决新出现的问题，群策群力地为库区生态平衡服务。
此外，希望有关部门能成立1个库区生态平衡研究机构作为牵头单位，以便制定实施规划，逐步贯彻实施。同时及时建设岩滩库区渔业增殖站，每年对岩滩库区水生生物资源进行增殖放流，为岩滩库区生态平衡、渔业恢复和持续发展提供保障。
6 致谢
本文中岩滩库区的水体浮游生物量等数据由广西水产研究所提供，在此谨表谢意。
7 参考文献
[1] 刘勇江，欧阳珊，吴小平.鄱阳湖双壳类分布及现状[J].江西科学，2008（2）：109-112，128.
[2] 陈洪斌，梅翔，高廷耀，等.原水生物预处理软体动物的大量生长与控制[J].给水排水，2000（7）：10-13，2.
【关键词】城市群；发展；资源；环境基础
中图分类号：F124.5文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)02-098-01
环境和资源是影响城市发展的重要因素，一个地区的资源和环境基础的状况对于城市的发展将会起到推动或者限制的作用。分析城市发展的资源和环境状况以及它们之间的协调程度，对促进城市快速、高效、健康的发展，具有十分重要的意义。下面我们以滇中的城市群发展为例，对城市群发展的资源和环境基础进行分析。
一、滇中城市群概况
滇中的城市群昆明为中心，与曲靖、玉溪、楚雄等城市形成的城市群。其总面积约为9.28万平方米，据2009年的人口统计为1699.8万人，其生产总值为3306亿元，占全云南省的58.62%，是云南省经济最发达的地区。
二、滇中城市群的资源和环境基础的特点
滇中的城市群作为云南省最发达的区域，它发展的资源和环境基础主要有：长期消耗大，总量有限、人均拥有量不足和结构有所欠缺这四大特征
（一）总量有限
如表一所示，昆明、曲靖、玉溪的资源、人口数、GDP在资源总量上是相对欠缺的，除煤炭资源丰富外，其他的淡水、矿产、森林等方面还是相对紧张的，就我国的国土面积而言，其矿产和煤炭还相对丰富，但其的淡水资源相对于人口和GDP而言，军事极为的有限。
（二）人均量不足
滇中城市群由于开发较早，其经济相对发达，人口较为密集，但其资源和环境的各个要素的人均占有量不足，其淡水、耕地、矿产、森林等资源的人均占有量要远低于云南省的人均水平，只有煤炭资源高于云南省人均水平。
（三）结构有所欠缺
从滇中城市群的各类资源的有效组合来看，其能源资源中的水能资源数量有限，其他的能源如：石油、天然气等不只滇中地区缺少，就整个云南省来说，也是十分稀缺的。出煤炭资源较为丰富外，其淡水、森林等资源也十分有限，所以说其结构有所欠缺。
（四）长期的消耗大
随着大规模工业化和相关基础设施的不断建设，加之人口的快速增长，使得资源开发的广度和深度都被扩大，资源消耗规模快速增长的同时，又受到资金和技术水平的限制，社会的经济发展要依靠不断的增大资源和环境的消耗来实现，这就难免会造成环境问题和生态破坏。酸雨面积的扩大，水资源的日益枯竭，这都是环境和资源压力增长的表现 。
三、滇中城市群发展的资源和环境基础的状态分析
城市群的发展不仅仅是带动几个城市的发展，它要促进整个区域的经济发展，拿滇中城市群来说，它要带动和辐射整个云南省的发展，为我国与南亚、东南亚的合作打下坚实基础。
（一）土地资源
云南省最有利的土地资源要数山间盆地，它的面积十分有限，只占全省面积的5.9%，然而云南省的耕地就主要分布在山间盆地中，所以其耕地资源也是十分有限(其面积的比重和云南省的比较见表二)。随着滇中城市群的快速发展，土地资源的供求矛盾只能靠调整土地利用结构和提高利用率来缓解。
（二）淡水资源
淡水资源在滇中城市群资源与环境中，明显是薄弱环节。总体来看，人多水少，失控分布不均匀，相对滇中城市群的经济发展布局不相陪，这就是淡水资源存在的主要问题。2000年，昆明市的用水量为4.65亿立方米，到07年已经增加到6.93亿立方米，而07年昆明市的供水量只为6.45亿立方米，已出现供水不足的现象。
（三）森林资源
滇中城市群的森林资源是我国长江、珠江两大流域的生态屏障，对我国的生态安全和可持续发展有着十分重要的影响。目前昆明、玉溪、楚雄等地的森林覆盖率已达到：45.63%、53.28%、62.3%。虽然森林的覆盖率都得到了提高，但其中多为灌木林、人工林、经济林，它们的生态效益并不高，还不能满足生态防护的要求。
四、结束语
城市群能够提高生产要素的空间配置率，促进地区的经济增长，具有经济合理性。现如今的国际竞争，就可以说是各国的城市群竞争，城市群作为国家参与国际竞争的基本地域单元，资源和环境基础作为城市发展的重要因素，处理好它们与城市群发展的关系，不仅有利于城市群的发展，更是对于国家的国际竞争力有着十分重要的影响，对于国家持续稳定的发展更是具有十分重大的意义。
参考文献：
[1]黄春萍．基于管治理念的滇中城市群区域协调发展机制探究[J]．云南地理环境研究,2009,21(2):47-52．
