【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)有的糧食安全、水安全和生態(tài)安全均面臨較大的壓力和挑戰(zhàn)，展望未來，這些壓力和挑戰(zhàn)將會(huì)越來越大。 我國(guó)糧食安全面臨的挑戰(zhàn) 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是人口大國(guó)，糧食安全問題始終為全世界所關(guān)注。糧食問題關(guān)系經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家安全，始終引起黨和國(guó)家的高度重視?？紤]到我國(guó)人口的不斷增加、耕地的逐年減少、極端天氣事件的頻繁出現(xiàn)和由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來的農(nóng)業(yè)用水被長(zhǎng)期擠占等因素，加之歐佩克石油限產(chǎn)、世界主要糧食生產(chǎn)國(guó)糧食減產(chǎn)、生物質(zhì)燃料生產(chǎn)快速增長(zhǎng)等影響，我國(guó)糧食供需 和市場(chǎng)形勢(shì)亦十分復(fù)雜，保持國(guó)內(nèi)糧食市場(chǎng)和價(jià)格基本穩(wěn)定的難度加大 [7]。目前我國(guó)糧食產(chǎn)需基本平衡，但根據(jù) 2021 年國(guó)務(wù)院批復(fù)的《國(guó)家糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要》， 2020年全國(guó)糧食消費(fèi)需求量將達(dá)到 5725 億 kg 。按照糧食自給率穩(wěn)定在 95%以上的要求， 2020 年國(guó)內(nèi)糧食生產(chǎn)能力應(yīng)達(dá)到 5400 億 kg 以上，比 2021年糧食總產(chǎn)量的 5000 億 kg 增加約 400 多億 kg 。考慮到年際間氣候變化和災(zāi)害損失等不確定因素，未來 12 年間，全國(guó)需要增加糧食生產(chǎn)能力500 億 kg 。 目前我國(guó)農(nóng)業(yè)用水占總用水量的 60%以上，據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)分析，為實(shí)現(xiàn)未來我國(guó)糧食安全的目標(biāo)，即使在推行強(qiáng)化節(jié)水的模式下，仍然必須通過新增供水來支撐糧食增產(chǎn)對(duì)水資源的需求，因此未來水資源短缺將畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 共 35 頁(yè) 有可能成為制約我國(guó)糧食增產(chǎn)的重要因素。但如果考慮開展適度的國(guó)際虛擬水貿(mào)易的因素，將全國(guó)糧食自給率維持在 90%左右，可在一定程度上緩解我國(guó) 的糧食增產(chǎn)和水資源供給的壓力。 我國(guó)水安全面臨的挑戰(zhàn) 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)水資源短缺現(xiàn)象已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)由于河道外供水不足、地下水超采和擠占河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水等造成的總?cè)彼?，多年平均情況下達(dá) 536 億 3m ，其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺水占 31%，工業(yè)和生活占 4%，擠占生態(tài)環(huán)境用水占 65%。全國(guó)目前有 400 座城市供水不足， 110 座城市嚴(yán)重缺水；農(nóng)田受旱面積年均 3 億畝以上。尤其是在北方地區(qū)，多年平均農(nóng)業(yè)缺水量約 469 億 3m 。南方地區(qū)雖然水資源較為豐富，但田高水低，水資源開發(fā)利用難度大，工程性缺水嚴(yán)重，現(xiàn)狀仍然存在 67 億 3m 的農(nóng)業(yè)用水缺口。 目前我國(guó)現(xiàn)狀城鎮(zhèn)生活污水集中處理率不足 30%，工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率僅為 1/3左右，加上點(diǎn)源和非點(diǎn)源污染日漸突出且缺乏有效的防治，我國(guó)水污染加劇的態(tài)勢(shì)尚未得到有效遏制，造成我國(guó)地表水和地下水水體質(zhì)量不斷惡化，部分水體使用功能受到嚴(yán)重影響甚至喪失。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)總供水量中有 722 億 3m 的水不符合水質(zhì)要求，占全國(guó)總供水量的 13%；城鎮(zhèn)生活供水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的比例為 23%，工業(yè)、農(nóng)業(yè)供水不達(dá)標(biāo)的比例均為 12%；有 25%的地表水集中式飲用水水源地水質(zhì)不符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；大部分湖泊水庫(kù)均呈中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；全國(guó)平原區(qū)地下水集中式飲用水源地有 35%的供水水質(zhì)屬 IV 、 V 類水；由于水污染造成的水體質(zhì)量惡化，導(dǎo)致我國(guó)可供利用的水源進(jìn)一步減少，加劇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 35 頁(yè) 了水資源的供需矛盾，嚴(yán)重危及了水安 全。 我國(guó)生態(tài)安全面臨的挑戰(zhàn) 新中國(guó)成立以來，尤其是改革開放以后，為不斷滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求，我國(guó)許多地區(qū)水資源開發(fā)利用程度加劇，人水之間的彈性空間越來越小，人水沖突日趨嚴(yán)重，一些地方的生態(tài)環(huán)境用水被恣意擠占，由此導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢(shì)十分明顯。據(jù)有關(guān)資料分析，近年來我國(guó)黃河、淮河、海河、遼河、河西內(nèi)陸河和新疆內(nèi)陸河等流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水?dāng)D占河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水量高達(dá) 130 億 3m 以上，約占其生態(tài)環(huán)境需水量的 15%，其中石羊河流域高達(dá) 53%。全 國(guó)深淺層地下水年超采量合計(jì)為 215 億 3m ，超采區(qū)面積接近 19 萬(wàn) 2km 。黃淮海地區(qū)現(xiàn)狀每年超采地下水約 90 億 3m ，累計(jì)超采量已超過 1000 億 3m 。由于長(zhǎng)期超采地下水，我國(guó)平原區(qū)已有 11%的地下含水層存在不同程度的衰減，其中有 4%已接近枯竭，全國(guó)超過 6 萬(wàn) 2km 的面積發(fā)生 不同程度的地面沉陷，最大累積沉降量達(dá) 3040mm ；海水入侵總面積超過 1500 2km ，地下咸水入侵面積約為 1160 2km 。 長(zhǎng)期以來人類對(duì)水的不合理干預(yù)，引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，河流斷流、湖泊萎縮、濕地退化、地下含水層疏干、土地沙化、地面沉降、生物多樣性消失、海水入侵等問題在一些地區(qū)不同程度地顯現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的目標(biāo)，有必要拓展新的工作思路和工作領(lǐng)域，通過適度的國(guó)際和區(qū)域虛擬水貿(mào)易，有效緩解國(guó)民經(jīng)濟(jì)用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水?dāng)D占生態(tài)用水的矛盾和沖突，確保我國(guó)的生態(tài)安全，逐步改善水環(huán)境，維系合理的生態(tài)平衡體系。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 35 頁(yè) 我國(guó)水資源現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及未來利用趨勢(shì)分析 我國(guó)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià) 我國(guó)水資源總量豐沛但人均稀少，南北差異較大，與人口、資源和生產(chǎn)力的布局不相匹配（見表 1）。據(jù)統(tǒng)計(jì) [8]，我國(guó)南方地區(qū)人口占全國(guó)總?cè)丝诘?%，耕地面積占 %， GDP 占 ％，卻擁有 ％的全國(guó)水資源量。北方地區(qū)人口占全國(guó)的 ％，耕 地面積占 ％，GDP 占 %，擁有的水資源量?jī)H為全國(guó)的 %。尤其是作為我國(guó)水資源承載能力與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最不相適應(yīng)的黃淮海地區(qū)，人口占全國(guó)的35％，耕地面積占 39％， GDP 占 32％，而水資源量?jī)H占 7％，人均水資源量 460 3m ，是全國(guó)水資源最為緊缺的地區(qū)，水資源供需矛盾異常尖銳。 表 1 我國(guó)區(qū)域水資源量與人口、耕地和 GDP 分布表 分布比例 分區(qū) 占全國(guó)的百分比（％） 水資源量 人口 耕地 GDP 北方 東北地區(qū) 華北地區(qū) 西北地區(qū) 小計(jì) 南方 為滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源不斷增長(zhǎng)的需要，近年來北方地區(qū)普遍加大了對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源的開發(fā)力度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前整個(gè)北方地區(qū)的水資源利用率已經(jīng)接近 50％，尤其是華北和西北主要流域的水資源開發(fā)均已超過區(qū)域水資源可利用限度（見表 2），其中：黃河流域的水資源實(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 35 頁(yè) 際開發(fā)利用率為 105％，淮河為 85％，海河高 達(dá) 120％以上。 表 2 我國(guó)北方地區(qū)現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià) 區(qū)域分區(qū) 東北地區(qū) 華北地區(qū) 西北地區(qū) 流域分區(qū) 松花江 遼河 黃河 淮河 海河 西北諸河 水資源量（億 3m ） 1492 498 707 916 370 1276 可利用量（億 3m ） 739 251 396 509 235 495 可利用率（％） 50 50 56 56 63 39 水資源實(shí)際開發(fā)利用率（％） 34 63 105 85 120 115 注：水資源實(shí)際開發(fā)利用率為一次性供水量與可供水量的比值 不利的水資源稟賦和不合理的水資源開發(fā)利用模式，為我國(guó)北方地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來了嚴(yán)重的影響和損失，引發(fā)了一系列經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)危機(jī)。缺水對(duì)許多城市的生產(chǎn)和生活帶來不利影響，并進(jìn)而觸發(fā)了城市用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水?dāng)D占生態(tài)用水等一系列連鎖反應(yīng)。部門之間、行業(yè)之間水事沖突加劇，在一些用水高度緊張地區(qū)，毗鄰地區(qū)因?yàn)闋?zhēng)水引發(fā)的械斗事件時(shí)有發(fā)生。同時(shí)因?qū)^(qū)域有限水資源的過度開發(fā)利用造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題：河道斷流，地面沉降，湖泊萎縮，河道 水域污染嚴(yán)重，森林、草場(chǎng)、植被、濕地以及河口退化，生物多樣性逐漸消失。海河流域目前基本處于“有河皆干，有水皆污”的危險(xiǎn)境地，而黃河流域上世紀(jì) 90 年代的頻繁斷流為全世界矚目。 我國(guó)未來水資源利用趨勢(shì)分析 經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)水資源的需求因素包括如下四個(gè)主要方面：一是人口的增長(zhǎng)與城市化進(jìn)程的加快；二是工業(yè)發(fā)展布局與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；三是農(nóng)業(yè)發(fā)展與灌溉面積增長(zhǎng)；四是因經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展而造成的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 35 頁(yè) 生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化。具體可通過生活需水、工業(yè)需水、農(nóng)業(yè)需水和生態(tài)環(huán)境需水 4 個(gè)指標(biāo)加以體現(xiàn)。 （ 一 ）生活需水態(tài)勢(shì)分析 。綜合國(guó)家計(jì)生委等多家研究成果，我國(guó)在 2030 年前人口存在約 億的增長(zhǎng)空間，其中北方地區(qū)人口增長(zhǎng)占總增長(zhǎng)比例的 50％以上；目前我國(guó)城鎮(zhèn)化率尤其是西北地區(qū)普遍偏低，與我國(guó)在 2030 年全國(guó)城鎮(zhèn)化率將達(dá)到 62％的目標(biāo)相比，北方地區(qū)仍有近 20％～ 30%左右的增長(zhǎng)潛力。人口的增長(zhǎng)尤其是城鎮(zhèn)人口的增加將直接和間接帶來用水需求的增長(zhǎng)，考慮到我國(guó)目前北方地區(qū)人口整體規(guī)模較大且生活水平不高，國(guó)家陸續(xù)實(shí)施西部大開發(fā)、促進(jìn)中部地區(qū)崛起戰(zhàn)略等因素，未來我國(guó)北方地區(qū)生活用水將呈緩慢增長(zhǎng)之勢(shì)。 （ 二 ）工業(yè)需水態(tài)勢(shì)分析。我國(guó)北方除京 津冀地區(qū)以外，第二產(chǎn)業(yè)比重普遍偏高。東北地區(qū)是典型的老工業(yè)基地，工業(yè)需水規(guī)模較大；西北地區(qū)能源、礦產(chǎn)資源豐富，特色產(chǎn)業(yè)尤其是重工業(yè)發(fā)展速度較快，工業(yè)用水增長(zhǎng)迅速。隨著我國(guó)區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的逐步“北移”和“西進(jìn)”，加之我國(guó)正在實(shí)施的西部大開發(fā)、振興東北地區(qū)等老工業(yè)基地、促進(jìn)中部地區(qū)崛起戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)除京津冀地區(qū)外，北方尤其是西北地區(qū)工業(yè)需水將呈較快增長(zhǎng)趨勢(shì)。 （ 三 ）農(nóng)業(yè)需水態(tài)勢(shì)分析。東北和華北平原是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，是確保國(guó)家糧食安全的關(guān)鍵所在。同時(shí)，西北地區(qū)土地肥沃，但灌溉條件較差，可適當(dāng)發(fā)展一定規(guī)模的灌溉面 積。預(yù)計(jì)全國(guó)新增灌溉面積的 80％集中在北方，因此未來一段時(shí)期內(nèi)北方地區(qū)農(nóng)業(yè)用水仍有一定幅度的增長(zhǎng)，但由于我國(guó)農(nóng)業(yè)用水效率普遍低下，隨著農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)的逐步提高，農(nóng)業(yè)用水最終將呈零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)之勢(shì)。 （ 四 ）生態(tài)環(huán)境需水態(tài)勢(shì)分析。我國(guó)北方地區(qū)水資源稟賦相對(duì)較差，但經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速，生態(tài)環(huán)境面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。東北地區(qū)濕地退化明顯，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 35 頁(yè) 華北地區(qū)尤其是黃淮海平原地下水超采嚴(yán)重，貫穿我國(guó)西北和華北地區(qū)的黃河河道基流和輸沙用水被長(zhǎng)期擠占，西北內(nèi)陸河流域水資源開發(fā)過度，部分地區(qū)已經(jīng)形成生態(tài)災(zāi)難。因此未來北方地區(qū)尤其是西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境需水規(guī)模較大。 （ 五 ）未來我國(guó)跨流域調(diào)水工程需水量預(yù)測(cè)。結(jié)合我國(guó)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展預(yù)測(cè)結(jié)果，預(yù)測(cè)到 2030 年，即使是在采取強(qiáng)化的節(jié)水模式下，必須增加近 400 億 3m 的調(diào)水工程建設(shè)，其中北方地區(qū)新增調(diào)入水量占全國(guó)的 95％，才能基本滿足未來我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要。 表 3 未來一段時(shí)期我國(guó)跨流域調(diào)水工程水量配置 單位：億 3m 區(qū)域分區(qū) 水資源一級(jí)區(qū) 現(xiàn)狀年 2030 年 調(diào)入 調(diào)出 調(diào)入 調(diào)出 東北地區(qū) 松花江 遼 河 華北地區(qū) 海 河 黃 河 淮 河 西北地區(qū) 西北諸河 2 南方地區(qū) 長(zhǎng) 江 東南諸河 15 珠 江 西南諸河 合 計(jì) 187 188 535 580 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 35 頁(yè) 我國(guó)水資源開發(fā)利用對(duì)開展虛擬水 貿(mào)易的需求分析 如上所述，我國(guó)人口的持續(xù)增加，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的逐步提速，加之