黄万里文集-第12节
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我国良好的水资源年内分布却存在着一个严重的缺憾：我国东南部各省和西
部四川贵州等省在早春黄梅雨未降以前，小麦等小春作物（阴历十月荆楚天气和
暖如春，凡秋季种下者通称小春作物）收割后，田间缺少水来泡湿土壤．在江南、
溪沟纵横，可以随时踏车汲水，在四川，须待上游山区融雪发出春水后，才能灌
地泡田。全部田地须在一至一个半节气（每节气 15 天）内泡好，以备插秧。这个
很大的泡田需水量在限制时段内灌足，是决定引水工程大小的控制流率的根据。
华北平原，人们依据每年无霜期内逐月气温的分布。争取两季农作，把前一茬小
麦分为两段时间在两个年份内生长，秋天玉米或棉花收割后即先种下。经过一段
绵长的冬眠时间，翌春夏苏，以后从四月生长到六月初收获。这期间需水殷切，
俗谚“春雨贵如油”，却正是全年中农作最缺水的时段。春灌缺水，全国五月份皆
如此。原因是，我国大陆性气候当春季西风和东风交换之际降雨较少，而我勤劳
的人民一定要利用有限的耕地种成两茬或更多；只在东北、西北地区无霜过短，
才不得不只种一茬。华北越冬小麦隔年分两段时期生长，使六月初收获后接种的
第二茬玉米、棉花享有良好的气温、日照、和雨量浇注，正是我祖辈农民创造的
奇迹。假使把两茬在同一年内的连续无霜期间耕作，则上述诸气候条件反而不合
适，农产将减少。所以，春雨的短缺，已是农作在最优的安排下所不得已出现的
缺憾。我们假使也象美国那样地广人稀，一季粮食，一季牧草，就毋庸这样精打 细算地安排农作了。
当然，为了增加单位面积粮食产量，虽在夏秋也需要客水增灌农源总量还不
够，也总有不及时的情形。而春耕缺水，则是客水资源最起作用最迫切需要的部 分。
至于水资源年际的差异，则在我国是很突出的，要比其他国家的差异剧烈。
这是由于主客水资源都决定于上下游的年降水量，而后者在我国各地都决定于夏
秋雨量，这些雨来自南北两气团的交绥和太平洋的台风，逐年变化十分剧烈，因
此影响到主客年水量也差异剧烈，不象欧美的这些条件比较和缓。用统计学的术
语说，就是我国年降水量和年流量的离差系数 Cv 比他国地区和河流的大。相形之
下，这是不利的水文条件。我国人口又多，生活依赖水资源的程度十分重要。一
遇干旱，田地龟裂。历史记载有人民逃荒和人吃人的惨象，斑斑可考。补救之道 在于地下水和水库储水年际调节的联合运行。
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三、估计水资源利用量的方法
对于一定地区或流域，自然界存在一定的水资源。自然水资源可分为三类：
当地的降水，当地地下的潜流，和从上游下来过境的河中水流与有压潜流。前两 者为主水资源，后两者为为客水资源。
主水资源每不敷用，必仰给于客水资源。自然存在的客水资源量可能很多，
远大于地区或流域的需要量，或大于值得引用的水量。例如长江出口平均年流量
多达一万亿（1012 ）立方米，这是上游整个流域剩下来的水量，决不能看作是流
域的水资源。水资源也可能很少，不敷引用，例如华北地区日益扩大的农业用水 使客水不够用。
只有在水资源不够的地区，自然存在的水资源量等于水资源可利用量。在水
资源丰富的地区，人们需要估计的利用量小于自然存在的流量。
由于水资源的主要用途是农作灌溉，所以估计水资源用量，应沿着降水后的 水文现象和农业用水的情况之间的关系去考察。
考查地区或流域的水资源，可从其中任一地点上降水和用水的情形出发，并
？P
按受水面积集合起来：设某一地面点上降雨率、或雪露冰等的融化率为 其中 P
？t
？I ？ 2 Q
为 t 时内的雨量；入渗率为 ，I 为 t 时内的入渗量， 为单位面积 dxdz 上
？t ？x？z
的单面流率，Q 为流率，y=y（t）为随时演变的地面流水深。按连续方程原理（黄万
里：《论地面点上降雨产生迳流的过程》地球物理学报，第四卷。）
？P ？I ？y ？ 2 Q ？y
= ＋ ＋ ，当 ？ 0
（1）
？t ？t
？t ？x？z ？t
在降小雨或降雨初期，地面还未湿润，地面上的坑洼还未充水，其时可能入
？I
渗率 很大，上式后两项皆等于 0，所以，
？t
？I ？P ？y
= ，当 = 0
（2）
？t ？t ？t
？y
式（1）只适用于 ？ 0 的情形。
？t
入渗量 I 储蓄在土壤包气层内，部分供给植物根须，从而蒸腾出叶孔，这些
植物真正利用到了水量 T 却远比降水量 P 和入渗量 I 为小。这是由于下列原因：
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（1）年降水量中及时供给植物用水成为“有效雨量”Pe 的部分不多：植物非生
长期内的小雨雪，没有用处，随时都转为地面蒸发，（2）生长期内的及时雨在式
（1）的情形下，超渗雨的后两项当时流掉，或后来蒸发掉，都无补于植物生长：
那些渗漏到地下水面的水量则可能后来用上。（3）全部利用到的及时雨量中转分
为蒸腾 transpiration 和地面蒸发 land evaporation 两部分，前者是真实吸收的水量，
后者是无可避免伴随着蒸腾的雨量中的地面蒸发部分，因此英文中新编了蒸腾一
蒸发 evapotranspiration 这个名词，在式（2）降小雨或降雨初期的情形，全部雨
量或放渗量也象及时雨一样只利用了其中蒸腾的部分。
单从理论上讲，一茬作物全部生长期间从降水获得的蒸腾量是实际的纯有效
雨量，其值可由农作生物试验中得出，此值除以同期雨量便是“纯有效雨量系数”。
但此值是没有实用意义的。因为有效雨量中地面蒸发是不可免地伴随着蒸腾的。
滴灌最省水，原由就是因为它能省去大部分地面蒸发。我们只能按植物生长期间
的降水量扣去地面径流量作为当地的有效雨量。这量比较接近主水资源量，至少 是一个合理的指标：
P ？ I ？
t D ？P
t 2
dt ？
D ？ Q
（3）
e e ？0 ？t
dt
？
0 ？x？z
式中 tD 年内降水的历时，Pe 和 Ie 相应是年内有效降水量或入渗量。
另一项主水资源量是当地的地下水，包括浅层的和深层的可得潜流量
G = Gs ＋Gd （4）
浅层潜流量 Gs 一部分是入渗量 Ie 所提供的；总之，是主客 I e ？ Pe 的产物，
在计算大地域总水资源量时不应重复的。数量涉及引水工程（包括自流或抽取）
的经济效益问题：值得引用的或引水工程可行性成立的流量应是可利用的客水资
源量 Qye 。具体计算经济效益十分繁复，因此人们简略地把河中总的过境年流量
QY（多年平均值，每年立方米水量）称为水资源总量。这样估计，在长江流域和
长江以南各流域，除了山区的坪坝以外，必嫌其值过大，无法全部利用，也就是
超过当地对客水资源的要求；在华北，它尚能反映客水资源量，但并不是这地区 或流域的总水资源量。
综上而论，一地区或流域（面积 A）可利用的水资源总量，V 立方米／年， 应是主客水资源量的总和：
V = ？A Pe dA ＋ Gd ＋ QYe
（5）
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四、增进我国水资源利用量的途径
增进水资源利用量的途径不外开源和节流。水，不论主水或客水，都来自空
间降水。人工降雨只能促使本地已有的水气降落，原子爆炸对于大面积气压的影
响不大，都不能增加多少降水量。所以开源无望。只能节流。节流之道就是要对
当地和上游汇水区的降水量尽量利用，以减少剩余的水量排入江河。这江河水量
的多年平均值——年流量，就是那被人们误认为流域水资源的数值。
水资源用途主要是农业，增加水资源用量主要是为了增加农业用水量，其次
是首先已满足了生活用水和工业用水，因此，研究增进水资源利用的途径，应循
着降水后入渗、径流、潜流等现象和作物生长中用水情况之间的关系进行。
增加水资源利用的节流之道不外乎涵养水源、调蓄水流和减少蒸发三条途径。
总的结果是增进消耗在植物生长中的蒸腾和生活、工业用水中的蒸发，减少径流
和地面蒸发，这样来改变自然界水文循环中的平衡方式。 据此，增加水资源用量有下列几种方法：
（1）在山区利用地形筑坝修库，调蓄水流，以便及时灌溉农田或其他综合地 用水。这是通常采用的方法。
（2）在开圹的平原上和山麓下沿等高线广开截水沟，拦蓄地面径流，辅以渗
水沟井，使水蓄在地下，备灌溉时吸取。沟井联合运用，渗水较快。近代辐射井，
在井底圆周用六道管向四围凿进，水流在高压下速度较大。这种平原沟井渗蓄法 国内尚少开展，是重要的地下蓄水法。
山区地面水库要和平原地下水库联合运行。水库蓄满以前可先导水移入地下， 以免溢洪弃水。
以上两种方法都属于调蓄水流一类，在式（5 ）中可分别增加客水资源 QYe
和有效雨量 Pe 之值。（3）在春灌时尽量抽取地下水，便水位埋深至少低于地面下
3 或 4 米，甚至 7 至 8 米；等待接着来到的雨季承受入渗的雨水，使最多回升到 3
或 4 米埋深。这样做，是因为根据实测凡地下埋深 3 到 4 米以下的土壤水不会从
地面蒸发掉，可以成为储藏着的水资源；而埋深浅于 3 至 4 米的就会白白蒸掉，
雨季前预先抽低地下水，就是要挽回这份浪费掉的地面蒸发量。
这种运用地下水的方法是作者 1977 年提出的，《论开辟地下水资源的原理与
方法》，工程勘察，1980 年，在河北石家庄地区等久已广泛应用。这方法的性质
在式（5）中是间接增加有效雨量 Pe 。
预降地下水位，不仅增辟了一宗新的水资源，还起了治理洪、涝、旱、盐四
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害的作用。这宗新辟的水资源为量也不小：通常每年总有两三场大雨，其雨水能
渗透土壤，占年雨量的 10％至 15％。对比原来较高地下水位的情况，在华北年雨
量 600 毫米的地区，这措施可增辟 60 至 80 毫米的有效年雨量。
（4）在山区造林植草，以涵养水源，增进水文小循环的运动量，从而增进降
水，径流和潜流，并增加水资源的储量和动量，在式（5）中增加了 Pe 、Gd 和 Qyc
三值。只有这个方法是属于开源的性质。
前面议论的水资源都是循环运动中降水，径流和潜流各阶段可以转化为蒸腾、 蒸发等活的水量，其平均值以每年若干立方米计。
这些活水资源中不包括大气中的水汽，地面上的冰山、湖泊、水库的死容量
以及地下的岩溶水、基岩裂隙水和古河道地下水库的死容量等长期储存的平均水
量，概以立方米计。但这两类水——活动的和呆定的，可因生态的变化而相互作
用着。例如植林种草能涵蓄水源，促进水份循环运动。增加枯水期流量；这就是 从大陆死水量的增加促进了活水资源量的增加。
讨论我国水资源的供需问题，最好按地区来分别考查，在东南、西南、和华
南各省、水资源的供应是充足的。长江流域居住着约 3。5 亿人口，每人每年按 1；500
立方米用水计。每年共用水量约 0。525 万亿立方米。在耗掉了这么多水量后。长
江出口平均每年还余约 1 万亿立方米，也就是长江流域约有 l。5 万亿立方米水资
源。只耗掉了其中三分之一，乘余三分之二出海，水资源是极其丰富的。其他华
南、西南各流域水资源也很丰富，没有匾缺之虞。当然这都是指多年平均值来考
虑的，在极度干旱的年份，历史上记载有饥饿死亡的事实。
在华北，水资源远不如华南充沛，耕地面积虽大，但气温较低，雨量较少，
农作物每年仍有两茬，水量当然不够。但黄河每年尚有 300 亿立方米水量入海，
说是为了负担输送泥沙出去的任务。假使运用正确的治黄策略，把水沙输向黄淮
海平原，则缺水情况就可大大减善。在东北、平原广大，气温低，无霜期短，只
可能每年种一茬。所以降水量虽少，也足够了。在有客水资源可供灌溉的地方甚
至种水稻，并无水资源短缺的严重问题。在西北，天寒而降水更少，即种一季作 物也难维持。水资源短缺最为严重。
从上面叙述的情况可见，我国农作物在各地区都是依据当地的农业气候，即
无霜期内气温分布的具体条件安排的。这种安排总是使农业用水比平均气候提供
的条件要高一些，遇�
