国家水资源与经济社会系统协同配置探讨

王 浩，刘家宏(中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京)

国家水资源与经济社会系统协同配置探讨

王 浩，刘家宏
(中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京)

我国经过60多年的发展，特别是改革开放30多年来，用水总量迅速增长，跨越6 000亿m3的关口，全国水资源供需形势进入“紧平衡”状态。为实现水资源可持续利用，国家“十三五”规划纲要明确提出要实施水资源消耗总量和强度双控行动。国家水资源与经济社会系统协同配置是实现双控目标的关键举措之一。通过协同配置，实现水资源负荷均衡、空间均衡、代际均衡，使经济社会发展规模与水资源承载力相适应。

水资源；协同配置；空间均衡；承载力

一、水资源与经济社会系统协同配置的重要意义

经济社会系统的发展受发展理念的引领和生产力要素的驱动，同时也受到资源和环境承载力的制约。资源承载力包括水资源、矿产资源等。经济社会发展与资源承载力不相适应将导致资源供求关系紧张、生态环境压力增加甚至生态系统退化等问题。为实现科学和可持续发展，必须使经济社会发展与资源环境承载力相互适应。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出要实施水资源消耗总量和强度双控行动，以水资源承载力确定经济发展规模、人口规模、城市规模和灌溉农田面积。本文重点探讨水资源与经济社会系统协同配置。

1.以水资源承载力均衡为目标推进水资源与经济社会系统协同配置

面向国民经济的水资源配置以满足经济社会发展的用水需求为目标，体现了水资源的基础性和保障性特点，没有体现水资源稀缺性和生态价值。由此带来的问题是经济社会用水量迅速增加，生态环境用水量被大量挤占；在东部一些经济发达的农村和城市地区，水资源消耗总量和开发强度已经达到甚至超过了其承载力极限，造成一系列生态、环境、地质等问题。传统的水资源配置思路亟须更新和完善，其配置目标是实现水资源承载力的空间均衡，而不单纯是经济社会用水需求的满足。实现水资源承载力的空间均衡包括两方面的工作：一方面是提高区域水资源的总体承载力，另一方面是优化经济社会系统布局。两方面的工作同等重要，不可偏废。

2.以水资源高效利用和水体修复为手段提升区域水资源总体承载力

区域水资源承载力的影响因素包括水资源禀赋条件、水体质量状况、经济社会用水水平、产业布局和三产结构等。一般来讲水资源禀赋条件和水体质量越好、经济社会用水水平越高、产业布局和三产结构越合理，则区域水资源总体承载力越强，反之亦然。水资源承载力是一个动态的概念，同样的水资源禀赋条件，在经济发展的不同阶段，其承载的经济总量和人口也是不一样的。出现这种情况的内在原因就是水资源的利用效率随着经济技术和生产工艺的进步发生了变化。例如，改革开放初期我国每生产1 t钢的新水消耗量高达20 m3，2009年吨钢新水消耗量为5.6 m3，2015年行业吨钢新水消耗平均水平为3.5 m3，2016年首钢股份公司吨钢新水消耗量降至2.89 m3。这种生产技术和用水工艺的变化直接导致水资源承载力的大幅度提升。水资源承载力还与水体环境质量有很大关系，在我国东部一些水环境质量差的地区，虽然水资源禀赋不差，但水质性缺水依然严重，导致水资源承载力与经济社会发展规模不相适应。因此在水资源承载力不足，但用水效率较低、水体质量差的地区，一方面要大力提倡技术升级换代和产业结构调整，提高水资源利用效率，从内在用水环节上提升区域水资源总体承载力；另一方面加强水环境保护和修复，提升水体质量，恢复水资源的经济、生态、环境功能，增强区域水资源总体承载力。

3.以供给侧改革和新型城镇化为契机优化调整经济社会系统布局

我国水资源空间分布不均，经济社会系统布局与水资源不相适应的问题比较突出。长期以来，我国沿用的是增加外源供水来支撑经济社会发展的“保障思维”。2014年2月25日，习近平总书记到北京市考察时，就保障国家水安全问题提出了“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的“四定方针”，强调要以水资源承载力为上限，控制经济、社会和城市规模。未来在控制水资源消耗总量和强度的同时要统筹优化调整经济社会系统布局，使其与水资源承载力相适应。近期尤其要结合供给侧改革和新型城镇化工作，在缺水地区大幅度调整压缩高耗水产业，疏解用水紧张、耗水强度高的特大型城市功能，促进经济社会系统的空间均衡发展，减轻城市局部的水资源、水生态和水环境压力。

二、水资源与经济社会系统协同配置关键技术

实施水资源消耗总量和强度双控行动的关键是实现水资源与经济社会系统协同配置。为做到“协同配置”，首先需要“摸清家底”，定量评价我国水资源承载力的空间分布；其次要建立国家水资源协同配置模型；最后还要按照国家水资源协同配置方案构建水资源战略配置网络，实现水资源承载力的“再平衡”，克服水资源空间分布不均的先天不足。

1.水资源承载力理论与评价技术

国内外许多学者给出了水资源承载力的定义，水资源承载力一词也广泛应用于研究某一地区，尤其是缺水地区的水资源开发利用和保护中，但水资源承载力迄今仍是一个外延模糊、内涵混沌的概念，其内涵的界定尚存在一定的分歧和不足，其表述方法也有“水资源承载力”“水资源承载能力”“水资源极限荷载”等。水资源承载力的表征指标至少有“水资源量指标”“经济总量指标”“人口规模指标”等多种。如果采用“经济总量指标”“人口规模指标”作为水资源承载力的表征指标，则其具有动态性和时效性，即同样的水资源量在不同的经济发展水平下，能够承载的经济总量和人口是不一样的。为了体现水资源的经济性、社会性、生态性，需要深入研究完善水资源承载力理论，建立包括水循环、水环境、水生态三维要素的水资源承载力表征指标体系。

2.国家水资源协同配置理论与模型

常规的水资源配置模型重点关注供需平衡，往往是在国民经济需水预测的基础上开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”无法满足要求，则在需求侧进行强化节水，压缩用水需求，同时对本地水资源进行挖潜，开展“二次平衡”分析；如果“二次平衡”仍不能满足要求，则考虑区外“调水”，增加水源供给，开展“三次平衡”分析。“三次平衡”理论解决了我国相当长一个时期的水资源合理配置和安全保障问题。随着国家经济社会的快速发展，我国水资源开发利用量越来越接近“红线”，经济社会系统的水资源供需呈现 “紧平衡状态”，个别缺水地区的水资源承载状态已处在“超载”区间。因此亟须研究提出国家水资源协同配置理论，研发超大时空尺度水资源配置方法，开发我国水资源协同配置模型；以水资源荷载平衡为目标，提出负荷均衡、空间均衡、代际均衡的国家水资源配置格局和流域区域配置方案。

3.国家智能水网及其运行调度技术

美国的水创新联盟组织于2009年提出智能水网概念，其目的是通过国家智能水网工程将美国中西部河流的洪水通过管道等措施引入科罗拉多河流域和西部各州，用于减轻中西部河流的防洪压力，同时为西部州县提供新的可用水源。国家智能水网是克服水资源空间分布不均、实现国家水资源协同配置方案的关键举措。我国水资源总体格局受所处的地理位置及季风气候区、特殊的三大阶地等因素控制，呈现南多北少、东多西少的分布特征。我国南方国土面积占36%，人口占54%，耕地占40%，GDP占56%，水资源占81%；北方国土面积占64%，人口占46%，耕地占60%，GDP占44%，水资源仅占19%；经济社会与水资源的分布严重不匹配。为了实现负荷均衡、空间均衡、代际均衡的国家水资源战略配置格局，国家规划建设“四横三纵”的国家水资源骨干网络。将来这些骨干网络要发挥丰枯调剂、多源互补的作用，还需要建立自动化、交互性、智能化的运行调度系统，保障国家水资源战略配置系统的安全、高效、稳定运行，支撑经济社会可持续发展。

三、推进国家水资源与经济社会系统协同配置的建议

1.开展全国县域水资源承载力评价

组织动员国家水资源研究和管理机构开展全国县域和三级区水资源承载力、现状承载负荷及承载状况评价，编制全国县域水资源承载力图。考虑经济社会的发展和用水效率的提升，结合全球气候变化可能带来的水资源空间分布格局的调整，开展不同时期全国水资源压力状态预测与演进过程研究，为国家水资源与经济社会系统协同配置提供基础支撑。

2.构建全国水资源承载力大数据平台

在全国县域水资源承载力评价数据的基础上，研发水资源多源数据同化与离散技术，建立全国水资源三级区套县数据库，开展多模型集成，建立集动态模拟、预警分析、决策支持为一体的大数据平台。识别水资源调配中风险因子及传导机制，确定风险安全阈值与等级，建立风险评估方法与预警技术，评估全国水资源安全总体风险状况，为各级水行政主管部门和重点行业、企业、城市提供差异化的水资源管理数据产品服务。

3.制定水资源整体管控策略与路线图

按照水资源与经济社会复合系统“结构优、功能强、健康佳、风险小”要求，提出水资源整体管控准则与相关的规章制度，从要素、空间、过程与风险管控等方面提出保障经济社会可持续发展的水资源整体管控策略和路线图。根据整体管控策略和路线图的要求，编制国家水资源与经济社会系统协同配置方案，结合区域经济社会发展预测2020、2030、2050水平年的国家分区域水资源承载能力动态变化，确定对应的水资源承载力警戒曲线及警戒阈值，提出我国不同发展阶段的水资源承载适应性调控措施。

四、结 语

实施国家水资源与经济社会系统协同配置是落实水资源消耗总量和强度双控行动的关键举措之一。要控制水资源消耗总量和强度，一方面要强化节水，提高水资源利用效率；另一方面要以水资源承载力为上限，控制经济社会发展规模，落实“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的“四定方针”。两者只有相互协调，相互适应，才能实现经济社会的可持续发展和水资源的可持续利用。

水资源与经济社会系统协同配置需要解决三方面的关键技术问题：一是水资源承载力评价技术，二是考虑负荷均衡、空间均衡、代际均衡的国家水资源配置模型，三是国家智能水网及其运行调度技术。建议我国尽快组织动员国家水资源研究和管理机构开展全国县域水资源承载力评价，构建全国水资源承载力大数据平台，制定水资源整体管控策略与路线图，编制国家水资源与经济社会系统协同配置方案。

[1]陈雷.全面贯彻落实党的十八届五中全会精神 奋力谱写“十三五”水利改革发展新篇章[J].中国水利，2016（2）.

[2]陈雷.全面落实最严格水资源管理制度保障经济社会平稳较快发展[J].中国水利，2012（10）.

[3]王浩，秦大庸，王建华，等.黄淮海流域水资源合理配置[M].北京：科学出版社，2003.

[4]刘家宏，秦大庸，王浩，等.海河流域二元水循环模式及其演化规律[J].科学通报，2010（6）.

责任编辑 韦凤年

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

TV213.4

B

1000-1123（2016）17-0007-03

2016-07-20

王浩，中国工程院院士。