基于水足迹理论的淮河流域水资源节约与保护

马天儒杨朝晖张慧

基于水足迹理论的淮河流域水资源节约与保护

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一、淮河流域水资源节约与保护面临的难题

淮河流域人口密度大、耕地面积广、矿产资源丰富、交通便利、水系发达，是我国重要的经济发展战略区域以及粮食安全保障区域，其域内的水资源安全极为重要。近年来，淮河水利委员会为落实最严格水资源管理制度，保障流域可持续发展做出了巨大贡献。然而，淮河流域的水资源节约与保护工作仍然面临着许多难题。

1.人均水资源占有量低

淮河流域总人口1.7亿人，约占全国总人口的13%。人均占有水资源量仅468m3，为全国人均水资源占有量的21%，世界人均水资源占有量的6%。随着人口的不断增长以及外来人口流入，流域内人均水资源占有量呈下降趋势。

2.水资源时空分布不均衡

淮河流域水资源量空间分布极为不均，呈南部大、北部小，沿海大、内陆小，山丘区大、平原区小的规律。淮河以南和淮河上游地区，耕地和人口较少，水资源丰富；而占流域面积2/3的平原地区，拥有全流域80%以上的耕地和人口，水资源量却不到全流域的50%。

3.水环境污染较为严重

淮河流域水资源开发利用程度较高，由于域内矿产丰富，采矿业和重工业较为发达，污水清理能力较弱，导致水环境污染日趋严重。2014年淮河流域入河排污总量超过60亿吨，水功能区达标率仅有61.8%。

4.用水需求增长较快

淮河流域北临京津冀经济区，南临长江经济带，近年来经济发展始终保持高速增长。以安徽省为例，2015年安徽省生产总值增速高达8.7%，其工业增长达到了8.5%。随着用水需求的快速增长，水资源管理难度不断加大。

5.水资源利用效率偏低

淮河流域灌区面积广，2014年淮河流域总耗水量为345.3亿m3，仅农田灌溉耗水量就达到了250.1亿m3。由于农业用水比重大且灌溉用水效率低，导致淮河流域的用水效率和用水效益总体偏低，用水结构和用水方式都需要调整。

6.基础设施较为薄弱

淮河流域水资源供水工程多建于20世纪60年代和70年代，经过多年的运行，大多工程存在老化失修的问题，供水能力严重不足，供水保障程度低。此外，供水工程的分布并不均衡，难以满足调水需求，水资源基础设施的建设滞后于经济社会发展需要。

二、水足迹理论概述

随着人类社会的发展，水资源不再局限于单一的自然水循环过程当中，而是在复杂的自然—人工二元水循环中不断流转。在这一演变过程当中，水资源不仅具有自然属性，同时还被赋予了经济属性。为了能够更清楚地核算自然—人工二元水循环各个环节的水资源量，水足迹作为一种全面核算人类活动对水资源真实占用的综合指标应运而生，将人类消费终端与水资源利用关联起来。

1.虚拟水与水足迹的概念

水足迹的概念建立在虚拟水（Virtual Water）或者嵌入水（Embodied Water）的概念之上。虚拟水的概念由英国学者John Anthony Allan在1993年提出，最初被定义为生产农业产品所需要的水资源量，其后被扩展为生产商品和服务所需要的水资源量。虚拟水与实体水不同，它揭示了嵌入在商品或服务当中的隐式水量，体现了水资源的经济属性。以虚拟水研究为基础，Hoekstra于2002年进一步提出了水足迹的概念，用于表征人类消费对水资源的影响。水足迹由生态足迹的概念衍生而来，定义为任何已知人口（一个国家、地区或个人）在一定时间内消费的所有产品和服务所需要的水资源数量。水足迹的概念关联了实体水和虚拟水，其由区域用水量与虚拟水净进口量之和来描述，体现了评价国家或区域

水资源真实消费量的新思路。

2.水足迹理论的发展

2008年《地球生命力报告》首次引进第三个衡量地球健康状况的指标水足迹（Water Footprint），用来显示人类对地球生态系统的需求状况。2011年，Hoekstra教授领导的水足迹网络在全球首次发布了《水足迹评估手册》，为许多政府和企业开展水足迹核算与评价工作奠定了基础。水足迹逐渐引起了世界各国政府和学术组织的重视。对于虚拟水的研究主要可归纳为虚拟水及其相关概念、虚拟水量化研究、虚拟水战略、水足迹、虚拟水贸易与虚拟水流动、虚拟水分别与水资源和粮食资源的关系、虚拟水生态补偿领域七个方面。对水足迹的研究主要是基于Hoekstra提出的水足迹理论，从人类生产、消费活动与水资源系统的相互作用关系出发，并以虚拟水的计算为基础，主要内容包括水足迹数量的计算、水足迹与农业用水结构变化、水足迹的影响因素、基于水足迹的流域生态补偿等。

3.水足迹理论对水资源安全评价的影响

水足迹的提出是为了衡量人类的生产、生活对水资源的占用量，早期的水足迹研究重点关注的是水足迹规模的核算。随着研究的不断深入，发现通过对区域水足迹的来源结构以及需求结构的比较分析，可以挖掘威胁区域水资源安全的潜在因素；此外，通过分析虚拟水贸易的动态，有助于发现隐藏在产品消费背后的水资源使用问题，明晰水资源使用环节与真实水资源占用情况之间的关系。为此，研究者们构建了一系列的水足迹评价指标，用以从不同角度分析评价区域水资源的安全性。在我国的水足迹理论研究中，水足迹评价指标体系分为四个较大的类别，即水足迹结构指标、水足迹效益指标、水资源生态安全指标以及水资源可持续性能指标。水足迹结构指标可以判别研究区域对内部及外部水资源的需求程度；水足迹效益指标可以表征单位水资源量能够产生的经济效益；水资源生态安全指标可以揭示保障生态系统安全条件下水资源的脆弱程度；水资源可持续性能指标可以分析区域水资源的支撑能力。

三、基于水足迹理论的水资源节约与保护措施

传统的水资源节约与保护措施主要是依靠制定法律法规进行管控约束，依靠教育宣传手段增强节水意识，依靠推广节水技术提升节水能力，依靠优化资源配置加强水资源分配合理性。然而，这些措施在一定程度上忽略了水资源的经济属性，缺乏对经济发展模式以及市场需求的优化。水足迹理论恰能弥补这一不足，为水资源管理工作指明发力点，为提高水资源节约与保护措施的针对性提供充分有效的科学依据。依据水足迹理论，淮河流域的水资源节约与保护还应当注意以下几个方面：

1.调整产业结构

第一产业与第二、第三产业相比，耗水量大、用水效率低且单位水资源量能够产生的经济效益少。淮河流域第一产业比重较大，灌溉技术相对落后且该产业经济贡献率较低。更为重要的是，淮河流域在适宜耕作的平原地区水资源量较为缺乏。因此，需要在保证粮食安全的基础上，对该产业规模予以适当压缩，尤其需要在耕作条件不利的地区，削减第一产业比重，提高第二、第三产业经济贡献水平。同时，由于第三产业具有耗水量低、污水排放少且经济效益明显等优势，在发展第二、第三产业时应优先考虑提升第三产业的发展水平。

2.转变消费模式

水足迹理论揭示了水资源的消耗与市场需求紧密相关。人们的消费模式是影响水足迹的主要因素。高耗水产品和高耗水服务的消费增多就会引起水足迹的急剧增长，反之，如果人们趋向于选择低耗水的产品，则会减少水足迹。比如咖啡和茶叶的选择，一杯咖啡（125mL）的虚拟水含量是280mL，同样体积的茶叶所需的虚拟水含量仅有35mL，若人们习惯于茶叶的消费则会减少相关的水足迹。关于饮食的消费转变相对困难且难以达到较好的效果，但是关于工业产品的消费转变则会极大改善水资源的消耗水平。因此，可以通过改变税率或价格等方式引导市场向低耗水消费模式逐步转变。

3.重视水循环利用

人类的生活、生产活动不仅会消耗大量的水资源，还会产生大量的污染退水。如果这些污染退水不经过处理直接排放到自然水体当中，就会损害水体的正常功能、破坏生态环境。水体功能的丧失会加剧水资源短缺效应，生态环境的修复也需要进一步消耗水资源。由水足迹理论可知，高污染的产品和服务相当于占用了更多的水资源。因此，必须高度重视水的循环利用，发展水循环经济。这不仅需要建立更多的污水处理设施，还需要努力探索如何重复利用高耗水、高污染的产品，尽可能地形成局部封闭的水循环过程，实现节水减污。

4.发展虚拟水贸易

水资源禀赋不同、水资源时空分布不均以及社会生产力的差异是影响水资源高效利用的主要因素。以往人们主要关注于通过工程手段进行蓄水和调水。然而通过水足迹理论可知，发展虚拟水贸易同样可以有效地改善区域水资源供需矛盾，而且相对于工程措施更加节省成本。例如，在一些水资源短缺、污水处理能力差、水资源循环利用水平低、供水工程设施薄弱的区域，应该尽可能避免种植水稻等高耗水作物，适当减少高耗水、高污染的重工业，从水资源条件较好的区域运输购买相关产品，缓解本区域内的水资源压力。淮河流域具有较强的交通便利优势，因当充分利用这一优势发展虚拟水贸易■

（作者单位：1.水利部淮河水利委员会2330012.蚌埠市水利工程质量监督站233001）