國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置探討

王 浩，劉家宏(中國水利水電科學研究院流域水循環(huán)模擬與調控國家重點實驗室，100038，北京)

國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置探討

王 浩，劉家宏
(中國水利水電科學研究院流域水循環(huán)模擬與調控國家重點實驗室，100038，北京)

我國經過60多年的發(fā)展，特別是改革開放30多年來，用水總量迅速增長，跨越6 000億m3的關口，全國水資源供需形勢進入“緊平衡”狀態(tài)。為實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，國家“十三五”規(guī)劃綱要明確提出要實施水資源消耗總量和強度雙控行動。國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置是實現(xiàn)雙控目標的關鍵舉措之一。通過協(xié)同配置，實現(xiàn)水資源負荷均衡、空間均衡、代際均衡，使經濟社會發(fā)展規(guī)模與水資源承載力相適應。

水資源；協(xié)同配置；空間均衡；承載力

一、水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置的重要意義

經濟社會系統(tǒng)的發(fā)展受發(fā)展理念的引領和生產力要素的驅動，同時也受到資源和環(huán)境承載力的制約。資源承載力包括水資源、礦產資源等。經濟社會發(fā)展與資源承載力不相適應將導致資源供求關系緊張、生態(tài)環(huán)境壓力增加甚至生態(tài)系統(tǒng)退化等問題。為實現(xiàn)科學和可持續(xù)發(fā)展，必須使經濟社會發(fā)展與資源環(huán)境承載力相互適應?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》明確提出要實施水資源消耗總量和強度雙控行動，以水資源承載力確定經濟發(fā)展規(guī)模、人口規(guī)模、城市規(guī)模和灌溉農田面積。本文重點探討水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置。

1.以水資源承載力均衡為目標推進水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置

面向國民經濟的水資源配置以滿足經濟社會發(fā)展的用水需求為目標，體現(xiàn)了水資源的基礎性和保障性特點，沒有體現(xiàn)水資源稀缺性和生態(tài)價值。由此帶來的問題是經濟社會用水量迅速增加，生態(tài)環(huán)境用水量被大量擠占；在東部一些經濟發(fā)達的農村和城市地區(qū)，水資源消耗總量和開發(fā)強度已經達到甚至超過了其承載力極限，造成一系列生態(tài)、環(huán)境、地質等問題。傳統(tǒng)的水資源配置思路亟須更新和完善，其配置目標是實現(xiàn)水資源承載力的空間均衡，而不單純是經濟社會用水需求的滿足。實現(xiàn)水資源承載力的空間均衡包括兩方面的工作：一方面是提高區(qū)域水資源的總體承載力，另一方面是優(yōu)化經濟社會系統(tǒng)布局。兩方面的工作同等重要，不可偏廢。

2.以水資源高效利用和水體修復為手段提升區(qū)域水資源總體承載力

區(qū)域水資源承載力的影響因素包括水資源稟賦條件、水體質量狀況、經濟社會用水水平、產業(yè)布局和三產結構等。一般來講水資源稟賦條件和水體質量越好、經濟社會用水水平越高、產業(yè)布局和三產結構越合理，則區(qū)域水資源總體承載力越強，反之亦然。水資源承載力是一個動態(tài)的概念，同樣的水資源稟賦條件，在經濟發(fā)展的不同階段，其承載的經濟總量和人口也是不一樣的。出現(xiàn)這種情況的內在原因就是水資源的利用效率隨著經濟技術和生產工藝的進步發(fā)生了變化。例如，改革開放初期我國每生產1 t鋼的新水消耗量高達20 m3，2009年噸鋼新水消耗量為5.6 m3，2015年行業(yè)噸鋼新水消耗平均水平為3.5 m3，2016年首鋼股份公司噸鋼新水消耗量降至2.89 m3。這種生產技術和用水工藝的變化直接導致水資源承載力的大幅度提升。水資源承載力還與水體環(huán)境質量有很大關系，在我國東部一些水環(huán)境質量差的地區(qū)，雖然水資源稟賦不差，但水質性缺水依然嚴重，導致水資源承載力與經濟社會發(fā)展規(guī)模不相適應。因此在水資源承載力不足，但用水效率較低、水體質量差的地區(qū)，一方面要大力提倡技術升級換代和產業(yè)結構調整，提高水資源利用效率，從內在用水環(huán)節(jié)上提升區(qū)域水資源總體承載力；另一方面加強水環(huán)境保護和修復，提升水體質量，恢復水資源的經濟、生態(tài)、環(huán)境功能，增強區(qū)域水資源總體承載力。

3.以供給側改革和新型城鎮(zhèn)化為契機優(yōu)化調整經濟社會系統(tǒng)布局

我國水資源空間分布不均，經濟社會系統(tǒng)布局與水資源不相適應的問題比較突出。長期以來，我國沿用的是增加外源供水來支撐經濟社會發(fā)展的“保障思維”。2014年2月25日，習近平總書記到北京市考察時，就保障國家水安全問題提出了“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”的“四定方針”，強調要以水資源承載力為上限，控制經濟、社會和城市規(guī)模。未來在控制水資源消耗總量和強度的同時要統(tǒng)籌優(yōu)化調整經濟社會系統(tǒng)布局，使其與水資源承載力相適應。近期尤其要結合供給側改革和新型城鎮(zhèn)化工作，在缺水地區(qū)大幅度調整壓縮高耗水產業(yè)，疏解用水緊張、耗水強度高的特大型城市功能，促進經濟社會系統(tǒng)的空間均衡發(fā)展，減輕城市局部的水資源、水生態(tài)和水環(huán)境壓力。

二、水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置關鍵技術

實施水資源消耗總量和強度雙控行動的關鍵是實現(xiàn)水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置。為做到“協(xié)同配置”，首先需要“摸清家底”，定量評價我國水資源承載力的空間分布；其次要建立國家水資源協(xié)同配置模型；最后還要按照國家水資源協(xié)同配置方案構建水資源戰(zhàn)略配置網(wǎng)絡，實現(xiàn)水資源承載力的“再平衡”，克服水資源空間分布不均的先天不足。

1.水資源承載力理論與評價技術

國內外許多學者給出了水資源承載力的定義，水資源承載力一詞也廣泛應用于研究某一地區(qū)，尤其是缺水地區(qū)的水資源開發(fā)利用和保護中，但水資源承載力迄今仍是一個外延模糊、內涵混沌的概念，其內涵的界定尚存在一定的分歧和不足，其表述方法也有“水資源承載力”“水資源承載能力”“水資源極限荷載”等。水資源承載力的表征指標至少有“水資源量指標”“經濟總量指標”“人口規(guī)模指標”等多種。如果采用“經濟總量指標”“人口規(guī)模指標”作為水資源承載力的表征指標，則其具有動態(tài)性和時效性，即同樣的水資源量在不同的經濟發(fā)展水平下，能夠承載的經濟總量和人口是不一樣的。為了體現(xiàn)水資源的經濟性、社會性、生態(tài)性，需要深入研究完善水資源承載力理論，建立包括水循環(huán)、水環(huán)境、水生態(tài)三維要素的水資源承載力表征指標體系。

2.國家水資源協(xié)同配置理論與模型

常規(guī)的水資源配置模型重點關注供需平衡，往往是在國民經濟需水預測的基礎上開展供水水源分析和供需平衡分析（“一次平衡”分析）；如果“一次平衡”無法滿足要求，則在需求側進行強化節(jié)水，壓縮用水需求，同時對本地水資源進行挖潛，開展“二次平衡”分析；如果“二次平衡”仍不能滿足要求，則考慮區(qū)外“調水”，增加水源供給，開展“三次平衡”分析。“三次平衡”理論解決了我國相當長一個時期的水資源合理配置和安全保障問題。隨著國家經濟社會的快速發(fā)展，我國水資源開發(fā)利用量越來越接近“紅線”，經濟社會系統(tǒng)的水資源供需呈現(xiàn) “緊平衡狀態(tài)”，個別缺水地區(qū)的水資源承載狀態(tài)已處在“超載”區(qū)間。因此亟須研究提出國家水資源協(xié)同配置理論，研發(fā)超大時空尺度水資源配置方法，開發(fā)我國水資源協(xié)同配置模型；以水資源荷載平衡為目標，提出負荷均衡、空間均衡、代際均衡的國家水資源配置格局和流域區(qū)域配置方案。

3.國家智能水網(wǎng)及其運行調度技術

美國的水創(chuàng)新聯(lián)盟組織于2009年提出智能水網(wǎng)概念，其目的是通過國家智能水網(wǎng)工程將美國中西部河流的洪水通過管道等措施引入科羅拉多河流域和西部各州，用于減輕中西部河流的防洪壓力，同時為西部州縣提供新的可用水源。國家智能水網(wǎng)是克服水資源空間分布不均、實現(xiàn)國家水資源協(xié)同配置方案的關鍵舉措。我國水資源總體格局受所處的地理位置及季風氣候區(qū)、特殊的三大階地等因素控制，呈現(xiàn)南多北少、東多西少的分布特征。我國南方國土面積占36%，人口占54%，耕地占40%，GDP占56%，水資源占81%；北方國土面積占64%，人口占46%，耕地占60%，GDP占44%，水資源僅占19%；經濟社會與水資源的分布嚴重不匹配。為了實現(xiàn)負荷均衡、空間均衡、代際均衡的國家水資源戰(zhàn)略配置格局，國家規(guī)劃建設“四橫三縱”的國家水資源骨干網(wǎng)絡。將來這些骨干網(wǎng)絡要發(fā)揮豐枯調劑、多源互補的作用，還需要建立自動化、交互性、智能化的運行調度系統(tǒng)，保障國家水資源戰(zhàn)略配置系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運行，支撐經濟社會可持續(xù)發(fā)展。

三、推進國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置的建議

1.開展全國縣域水資源承載力評價

組織動員國家水資源研究和管理機構開展全國縣域和三級區(qū)水資源承載力、現(xiàn)狀承載負荷及承載狀況評價，編制全國縣域水資源承載力圖?？紤]經濟社會的發(fā)展和用水效率的提升，結合全球氣候變化可能帶來的水資源空間分布格局的調整，開展不同時期全國水資源壓力狀態(tài)預測與演進過程研究，為國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置提供基礎支撐。

2.構建全國水資源承載力大數(shù)據(jù)平臺

在全國縣域水資源承載力評價數(shù)據(jù)的基礎上，研發(fā)水資源多源數(shù)據(jù)同化與離散技術，建立全國水資源三級區(qū)套縣數(shù)據(jù)庫，開展多模型集成，建立集動態(tài)模擬、預警分析、決策支持為一體的大數(shù)據(jù)平臺。識別水資源調配中風險因子及傳導機制，確定風險安全閾值與等級，建立風險評估方法與預警技術，評估全國水資源安全總體風險狀況，為各級水行政主管部門和重點行業(yè)、企業(yè)、城市提供差異化的水資源管理數(shù)據(jù)產品服務。

3.制定水資源整體管控策略與路線圖

按照水資源與經濟社會復合系統(tǒng)“結構優(yōu)、功能強、健康佳、風險小”要求，提出水資源整體管控準則與相關的規(guī)章制度，從要素、空間、過程與風險管控等方面提出保障經濟社會可持續(xù)發(fā)展的水資源整體管控策略和路線圖。根據(jù)整體管控策略和路線圖的要求，編制國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置方案，結合區(qū)域經濟社會發(fā)展預測2020、2030、2050水平年的國家分區(qū)域水資源承載能力動態(tài)變化，確定對應的水資源承載力警戒曲線及警戒閾值，提出我國不同發(fā)展階段的水資源承載適應性調控措施。

四、結 語

實施國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置是落實水資源消耗總量和強度雙控行動的關鍵舉措之一。要控制水資源消耗總量和強度，一方面要強化節(jié)水，提高水資源利用效率；另一方面要以水資源承載力為上限，控制經濟社會發(fā)展規(guī)模，落實“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”的“四定方針”。兩者只有相互協(xié)調，相互適應，才能實現(xiàn)經濟社會的可持續(xù)發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用。

水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置需要解決三方面的關鍵技術問題：一是水資源承載力評價技術，二是考慮負荷均衡、空間均衡、代際均衡的國家水資源配置模型，三是國家智能水網(wǎng)及其運行調度技術。建議我國盡快組織動員國家水資源研究和管理機構開展全國縣域水資源承載力評價，構建全國水資源承載力大數(shù)據(jù)平臺，制定水資源整體管控策略與路線圖，編制國家水資源與經濟社會系統(tǒng)協(xié)同配置方案。

[1]陳雷.全面貫徹落實黨的十八屆五中全會精神 奮力譜寫“十三五”水利改革發(fā)展新篇章[J].中國水利，2016（2）.

[2]陳雷.全面落實最嚴格水資源管理制度保障經濟社會平穩(wěn)較快發(fā)展[J].中國水利，2012（10）.

[3]王浩，秦大庸，王建華，等.黃淮海流域水資源合理配置[M].北京：科學出版社，2003.

[4]劉家宏，秦大庸，王浩，等.海河流域二元水循環(huán)模式及其演化規(guī)律[J].科學通報，2010（6）.

責任編輯 韋鳳年

Collaboration of national water resources with eco-social system in China

//Wang Hao,Liu Jiahong

Total water use has been increased in a fast speed along with economic development over the past more than 60 years in China,particularly after the reform and opening-up policy in 1978.Now the total water use in China has surpassed 600 billion cubic meters that has resulted in imbalance between water demand and supply.In order to realize sustainable water resources utilization,double control actions for total water consumption and intensity are clearly written in the outlines of national 13thFive-Year Plan.Integration of water resources with national economy and society has become the key measure for realizing the target of double control.Meanwhile social and economic development should be matched with water resources carrying capacity and spatial and temporal equilibrium conditions,by means of efficient allocation and balanced water use.

water resources;collaborative allocation;spatial equilibrium;carrying capacity

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1000-1123（2016）17-0007-03

2016-07-20

王浩，中國工程院院士。