5.2.1 人类活动与自然生态耗水特征
(1)人类活动耗水特征。灌区耗水包括生产、生活和生态耗水三类,其中生产耗水包括农业、工业耗水,生活耗水主要为城乡生活耗水(见图5.4)。
图5.4 2015年宁夏引黄灌区各行业耗水量百分比
从图5.4中可知,农业耗水量所占比例最大(83.10%),最小为生活耗水量,占灌区总耗水量的3.20%,生态耗水与农业耗水有重复部分,主要是农田生态系统的蒸散发消耗,图中数据统计以灌区非农区生态补水为依据。灌区耗水水源主要有当地降水、地下水、引黄灌溉水及少量山洪补给水。宁夏引黄灌区耗用黄河水量占总耗水量的比例为94%,耗用其他水源水量占6%。
1)农业耗水特征。2015年宁夏引黄灌区农业耗水量所占比例最大,根据上述水循环机制的分析,灌区引黄水参与的耗水环节可以分为耕作区的直接消耗部分和非耕作区的间接消耗部分。直接消耗是指引黄水量在耕作区引水渠、排水沟的水面蒸发,农田的作物蒸散、土壤蒸发、水面蒸发,同时通过入渗过程补给了地下水和土壤水；间接消耗是指引黄水转化为土壤水和地下水后通过水平运移过程,参与了与农业生产无关的其他水循环过程。农业耗水主要耗用引黄灌溉水,宁夏引黄灌溉水占农业耗水量的比例为97%,降水和地下水占农业耗水量的比例为3%。农业耗水主要是以作物蒸腾蒸发的形式消耗掉。
2)工业耗水特征。宁夏引黄灌区工业耗水具有3个明显特征：一是单向消耗,即水资源从新鲜水转化为污水的过程；二是可再生性,工业用新鲜水经过复杂的工艺过程,转化为工业污水(废水),工业污水经处理后,可进行资源化利用；三是高效,即单方水经济效益远高于农业耗水。工业耗水主要耗用黄河水,工业耗水主要是形成产品过程中的水量消耗。
3)生活耗水特征。生活耗水的特征表现为：一是水源单一,为地下承压水含水层；二是受大循环影响显著,在开采不合理区域易形成降落漏斗；三是可再生性强,经过处理后的生活污水可用于工业生产和生态建设；四是保障需求高,在特定条件下,需通过干扰自然水循环达到保障供给目的。城乡生活耗水主要耗用地下水。城乡生活耗水主要消耗于居民及牲畜饮用。
(2)自然生态耗水特征。
1)水资源配置(即耗水配置)。宁夏引黄灌区地处内陆干旱区,自然生态十分脆弱,人类活动与自然生态系统对水的竞争十分激烈。社会经济的发展不可避免地挤占自然生态用水,内陆干旱灌区社会经济可持续发展和自然生态保护的主要制约因素是水资源,而水资源的配置最终是灌区耗水的配置。
2)生态耗水处于弱势地位。宁夏引黄灌区是由人工灌溉系统(灌溉地)和自然生态系统(非灌溉地)构成的复杂系统。为了维持灌区生态的稳定,需要一定的耗水量和耗水水平。在宁夏引黄灌区,人类活动与自然生态系统对水的需求存在着对立和矛盾。随着社会经济发展,人类活动耗水量不断增加,自然生态的可耗水量不断减少。在对水的竞争中,自然生态处于弱势地位。
灌区自然生态耗水来源于灌区补水、灌区排水、地下水以及山洪来水等。自然生态耗水具有保障程度低、循环能力差、易受污染等特点。
3)自然生态耗水形式和规模。灌溉地生态耗水主要包括植物蒸腾、土壤渗漏、产品带水、水面蒸发等,非灌溉地(湖泊湿地等)生态耗水包括水面蒸发、地面蒸发、植物蒸腾、土壤渗漏等。灌区自然生态耗水量巨大,但目前尚无统一的计算标准,中国工程院重大咨询项目成果报告《西北地区水资源配置生态环境建设和可持续发展战略研究(综合卷)》中关于西北内陆干旱区水资源配置的宏观框架提出,在西北内陆干旱区,生态环境和社会经济系统的耗水以各占50%为宜,一定要保证生态环境的耗水不低于水资源总量的50%。该结论可作为灌区自然生态耗水规模的参考。