党云刚
(陕西省水利电力勘测设计研究院,陕西 西安 710001)
2014年3月14日,习近平总书记提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时代水利工作“十六字”治水思路,为治理水问题指明了新方向,为新时代各项水利工作确定了新目标[1]。在该治水思路的引领下,水资源空间均衡成为当前水利研究领域的重要前沿内容[2-4]。如何贯彻落实水资源空间均衡的理念和目标,则需在完善空间均衡理论基础和评价方法的基础上,明确水资源空间均衡目标,评估现状问题和未来风险,提出相应的对策措施,将研究转换成可落地的政策、标准、制度等成果来指导水资源配置和现代水网建设[5-6],助力经济社会、生态环境与水资源的协调均衡发展。
近年来,许多学者对水资源空间均衡的理论内涵和量化方法进行了研究。左其亭等[7-8]阐述了水资源空间均衡的定义及基本原理,介绍了水资源空间均衡的理论体系框架与主要研究内容,提出了水资源空间均衡理论的应用规则和量化方法。夏凡等[9]采用基尼系数与协调发展度的方法,基于水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益,计算了水资源空间均衡系数。杨亚锋等[10]采用可变集方法计算了评价对象的相对隶属度,利用偏联系数方法探究了信息演化对级别的影响,并对水资源空间均衡状况进行了评估。李倩文等[11]选取与水资源开发利用相关的12个指标,采用空间均衡度计算方法,计算了2004—2017年新疆各地州各指标的空间均衡系数及水资源开发利用的总体空间均衡度。马睿等[12]基于水资源禀赋及供用水、经济社会、粮食和能源、水资源承载状况、水环境承载状况构建了空间均衡状态评价指标体系,并基于多指标综合评价法开展了黄河流域空间均衡状态分析。金菊良等[13]分别构建了水资源总量与耕地面积、人口数量、第二产业GDP 3对匹配关系的洛伦兹曲线,并应用集对分析理论计算了样本值联系数,确定了均衡等级。缪昭旺等[14]从水资源供给与需求双侧建立了水资源空间均衡评价指标体系,采用联系数方法计算了水资源空间均衡度,并结合协调度理论提出了水资源空间均衡耦合评价模型。然而,目前关于水资源空间均衡的科学内涵仍不够明确、深入,亟须进一步研究。为此,本文在阐述我国空间均衡政策提出背景与概念的基础上,分别从陕西省的人口分布、城市布局、能源布局、生态布局与水资源格局匹配方面探讨了陕西省水资源空间均衡状态,分析了治理与保护、当前与长远、局部与整体、要素与系统间的协调关系,并从节水、用水、调水、治水协调途径方面探讨了陕西省水资源空间均衡实施策略,以期助力陕西省水资源“空间均衡”目标的实现。
“空间均衡”的本质是人口、经济与资源环境相均衡,在发展改革稳定工作中贯彻落实水资源、水环境、水生态承载力刚性约束,其内涵是要坚持量水而行、以水定需[1,15]。2019年9月18日,习近平总书记在郑州黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上深入阐述了水资源空间均衡的要义是以水资源承载能力作为经济社会发展的刚性约束[1,15-16]。
水利部积极贯彻习近平总书记“十六字”治水思路,鄂竟平部长在2019年1月召开的全国水利工作会议上[15]明确指出了坚持以水定需是空间均衡的核心要义,落实空间均衡就是须明确水是什么水、需是什么需、定是怎么定。李国英部长在2021年3月世界水日和中国水周到来之际于《人民日报》发表文章[16],阐述了水资源空间均衡的核心涵义:一是坚持水经济社会生产力布局与水资源布局相均衡的原则;二是坚持水资源承载能力对经济社会、城市发展刚性约束的原则,增强经济社会、城市发展对水资源承载能力的适应性;三是规划、优化我国水资源配置战略格局,加快国家水网建设和优化,完善流域整体和水资源空间均衡配置。
此外,国务院2010年印发的《全国主体功能区规划》中要求促进人口、经济、资源环境空间均衡”[17]。中共中央、国务院2015年印发的《生态文明体制改革总体方案》中要求树立空间均衡的理念,把握人口、经济、资源环境的平衡点推动发展,人口规模、产业结构、增长速度不能超出当地水土资源承载能力和环境容量[18]。可以看出,中央相关政策文件对空间均衡的基本含义都有相关阐释,其核心要义是把握人口、经济发展与资源环境保护之间的平衡点,推动人口、经济发展与资源环境保护的协调发展[19]。
在自然条件下,水的自然循环和空间分布有其客观规律。人类活动既依附并受限于自然资源条件,又可能会对自然资源条件造成重大影响和破坏。空间均衡就是要维持人口、经济发展与资源环境保护之间的平衡点,推动人口、经济发展与资源环境的协调发展,这是新时代生态文明思想的集中体现和实践要求。由此可见,水资源空间均衡就是区域人口、经济发展、生态环境保护与水资源保护相均衡,区域人口、经济发展规模与水资源承载能力相适应[4,20-22]。其关键是要把握水资源与人口、经济、生态环境之间的平衡点,推动人口经济发展、生态环境保护与水资源保护的协调发展,核心要义就是以水资源承载能力约束经济社会发展和生态环境的“需水”,落实空间均衡目标。这里的“水”指的是在保障区域生态水量和水流自然演化功能条件下的区域最大可供水资源量,称为区域水资源承载支撑力[4],“需”是指保障经济社会与资源环境协调发展条件下的区域最大需供水资源量,称为区域水资源承载压力[4],“定”是指在区域给定水资源承载调控力的条件下,协调区域水资源承载压力与支撑力之间的关系,使之处于高质量的水资源承载平衡,承载压力与支撑力双侧发力,在压力侧发挥水资源承载能力对“约束倒逼”的刚性约束作用,在支撑力侧优化提升区域水资源可利用能力,支撑区域经济社会和生态环境的高质量发展[6,19]。
2.1.1 陕西省水资源概况
地域狭长的陕西省呈南北高、中间低的地势特征,从北到南依次为陕北高原半干旱区、关中平原半湿润区和陕南秦巴山地湿润区,分属黄河、长江两大流域和3个气候带[22-23]。陕西省年降水量总体北少南多,变化范围为310~1 274 mm;全省多年平均水资源总量为419.67 亿m3,其中地表水资源总量为384.60 亿m3,地下水资源总量为145.71 亿m3,重复量为110.64 亿m3[24];黄河流域和长江流域的水资源总量分别占全省水资源总量的27.9%、72.1%;陕北、关中、陕南3个地区的水资源总量分别占全省水资源总量的9.8%、19.5%和70.7%,水资源空间分布差异显著[25];全省人均水资源量为1 086 m3,约为全国平均水平的一半,关中地区的仅相当于全国平均水平的15%,是全国水资源最紧缺的地区之一[20-23,26]。
2.1.2 水资源开发利用情况
陕西省2005—2018年供用水量见表1。由表1可知,陕西省用水总量随着经济社会快速发展呈波动增长趋势[26]:用水总量从20世纪80年代约75亿m3增长至2005年的78.8 亿m3;2018年用水总量为93.8 亿m3,其中农业用水量为57.1 亿m3,占总用水量的61%,可见农业用水是主要用水户。
陕西是农业大省,近年来,随着农业节水灌溉技术的实施,农业用水占比逐年呈下降趋势,从2005年的68%下降到2018年的61%。随着城镇化进程加快,工业长足发展,生态环境保护需求增长,其他各行业用水占比均呈增长趋势。其中,工业和生活用水量2005—2018年增长了7.7亿m3,较2005年的增加了约0.32倍;生态环境用水从2005年的0.7亿m3增长至2018年的4.8亿m3,年均增长率为16%。陕西省工业化、城镇化快速推进,未来一段时期仍将持续快速发展,用水需求也将进一步增加。
表1 陕西省2005—2018年供用水量 亿m3
2.2.1 人口与经济
2018年陕西省国内生产总值为2.44 万亿元,经济总量居全国第15位,常住人口为3 864 万人,城镇化水平达63%。全省经济社会发展的空间分布差异较大,“两极”空间集聚分布格局明显,经济社会发展水平较高的地区主要集中在关中平原和陕北的榆林地区;陕南利用丰富水能资源加快开发水电资源,陕北依托发展第二产业和实施扶贫迁移政策,带动了省内经济重心转移和人口南北间的迁移[23]。未来,西安国家中心城市规划建设将进一步牵引关中平原城市群发展、带动陕北深度参与呼包鄂榆城市群建设、推动陕南融入汉江生态经济带,陕西省社会经济将继续以集聚发展为主要趋势,不断向各类开发程度高、经济吸引力强的地区聚集,呈现出围绕以西安为中心的关中城镇群地区、陕北能源化工基地和陕南汉中盆地、其他各县区城镇和各类园区分别为第一、第二、第三层次的社会经济空间分布格局[21-23]。
2.2.2 能源状况
陕西省是国家重要的能源化工基地聚集区,陕北的煤炭、石油、天然气、岩盐等能源矿产资源分别占全省总量的86.2%、43.4%、99.9%和100%,天然气预测储量5 万亿m3,是迄今我国陆上探明最大整装气田的核心组成部分;岩盐预测储量6 万亿t,探明储量8 854 亿t,约占全国的1/4。能源工业在全省工业结构中的占比很大[27]。近年来,陕北产业结构不断调整并逐渐趋于合理,但工业结构比重中仍存在能源开采业大于能源化工业的现象,重开采轻加工、高碳化石能源比重高的局面没有改变;能源产业发展的清洁度低,高耗能、高耗水产业比重较高,陕北大部分地区缺乏水资源,属于生态环境脆弱区。因此,未来一段时期内,陕北地区能源基地发展将对水资源和生态环境保护提出更高更严的要求[27]。
2.2.3 生态环境状况
陕西省处于我国南北气候过渡带,其地形地貌复杂,植被和生态安全带类型丰富,资源禀赋迥异,在全国生态安全战略格局中具有举足轻重的地位。其中,秦岭山脉是中国地理的南北分界线和南北气候、水系、生物、土壤、地质五大自然地理要素的天然分界线,是中国著名的地理标识,被尊为“天下之脊,中原之龙首”。陕西省生态重要程度高和较高的区域约占全省总面积的70%,中度以上生态脆弱区域占全省总面积的35.4%。目前,陕西省正在逐步形成以黄土高原生态屏障、秦巴山地生态屏障和长城沿线防风固沙林带、渭河沿岸生态带和汉丹江两岸生态安全带为主骨架,以其他重点生态功能区为重要支撑,以点状分布的禁止开发区域为重要组成的生态安全战略空间格局[13-15]。随着国土空间规划进一步落实“三区三线”管控要求,未来水资源配置布局与水利基础设施空间布局还需尽快与生态战略格局相衔接、相协调[26-27]。
陕西省水资源-经济社会-生态环境复杂系统受资源环境本底条件变化和人类活动的复合影响,具有复杂的系统结构和功能[28],基于自然、生态、社会、经济等规律控制,表现出独特的分布规律和匹配格局。为进一步分析陕西省水资源空间均衡状态,从全省、地理分区、用水保障重点经济区3个方面对陕西省水资源、经济社会、生态环境三大系统的匹配状况进行分析,寻找各地区水资源承载力的薄弱点,从而有针对性地制定相应政策,提高陕西省水资源空间均衡状态。
2.3.1 全省水资源承载状况分析
依据陕西省开展水资源承载能力监测预警机制建设的相关成果[21-22],对全省11个地级行政单元的水资源承载状况进行评价,结果表明:①咸阳、杨凌、延安、榆林4个地市属于水资源超载区;西安、宝鸡、渭南、铜川、汉中和安康6个地市属于水资源临界超载区;商洛市属于水资源不超载区。②超载地市和临界超载地市的面积分别占全省总面积的比例为44%和47%。将水资源超载区与人口、经济总量、能源分布在GIS中进行叠加分析,结果表明全省有超过75%的人口、85%的经济总量、90%的能源基地分布在水资源超载或临界超载地区,现状水资源承载情况极不乐观。
2.3.2 陕北、关中、陕南地域分区分析
陕西省水资源空间分布严重不均。关中绝大部分区域和整个陕北地区属于黄河流域,是资源性缺水地区;陕南绝大部分区域属长江流域,其水资源比较丰富,水资源量约占全省水资源量的70%,并且汛期的水资源量约占全年水资源量的70%。从经济社会发展布局看,陕北依托国家级能源化工基地,带动区域发展,逐步形成了煤炭、油气、化工、电力四大优势产业;关中形成了以高新技术为主导的“一线两带”核心支撑区,强化软件业,拓展生物医药、航空航天、新材料、电子信息等优势产业;陕南以保护生态环境为前提,实现了基础设施突破,主攻绿色产业,重点发展旅游、水电、中药等绿色产业。基于此,提出了陕北引水、关中留水、陕南防水的陕西省治水方略,实现由单纯治水、刚性治水、部门管水向系统治水、柔性治水、协同治水的转变[21-22,26]。
2.3.3 用水保障重点经济区分析
从重要经济区来看:关中-天水经济区是国家西部大开发战略重点区域,然而关中地区的水资源已处于超载状态,生态环境用水被挤占严重,目前正在开始建设由引汉济渭输配水骨干工程,冯家山、石头河、黑河、李家河、涧峪水库等水源结点大中型水库,西安、咸阳、宝鸡、渭南、杨凌等配水结点大中城市和工业区组成的关中供水网络;呼包鄂榆城市群是全国重要的能源、煤化工基地、农畜产品加工基地和稀土新材料产业基地,其中榆林市水资源匮乏,黄河水是其主要水源,需要形成以黄河引水线路为构架、以大中型水源工程为结点的城市群水源联合调度体系,为实现陕北供水网络区域联通打好基础[21-22,26]。
从粮食主产区来看:渭河平原面积约占全省总面积的20%,其粮食产量占全省总产量的44%,涉及7个地市的24个县级行政区,这些地区种植条件较优越,已成为全国优质小麦和夏玉米的种优生区和主产区[23]。由于区域内骨干调蓄水利工程较少,灌区水利配套设施建设不完备,农业灌溉无法保证适时适量的合理配置,所以,亟须全面建立现代农业供水保障体系。
从能源基地来看:陕北能源化工基地和黄陇煤炭基地是陕西省的重要能源基地,这两个基地的自然生态环境脆弱、矿产资源丰富、水资源相对匮乏,在开辟陕北引黄水源的基础上,应优先节水,提升用水效率,施行用水定额管理和水资源承载能力刚性约束[27]。
从生态修复区来看:陕西省河道内生态环境用水被挤占的河流主要是渭河、延河、窟野河等,地下水超采区域为沿渭河的西安、宝鸡、咸阳、渭南等主要城市超采区以及井灌区。为保障退还、补偿被经济社会挤占和超采的地下水和河道生态用水,在建设水资源高效利用的节水型社会和科学有效的污染防治体系的基础上,需要进一步优化全省水资源配置并通过实施引汉济渭等跨流域调水工程,利用外调水补充当地水,改善渭河生态状况[21-22,26]。同时通过增加关中渭河的入黄水量,加大陕北引黄水量,从而减少陕北工农业发展对当地水源需求量,间接改善陕北地区河流的生态安全状况。
水资源空间均衡主要表征为人口规模及分布、经济总量及速度、产业结构及布局等人类经济社会发展要素与水资源空间分布状态的匹配和适应程度[4,19]。为落实水资源空间均衡目标,需要构建、维持好人口、经济发展与资源环境保护之间的平衡点,并协调好治理与保护、当前与长远、局部与整体、要素与系统之间的关系,维持、推动区域人口经济发展与资源环境的协调发展。
习近平总书记针对黄河流域生态保护和高质量发展提出“重在保护、要在治理”的治本之策,这也是陕西省实现水资源空间均衡目标的根本遵循。其中“保护”是遵循自然规律、生态规律(强调包括人在内的生物与自然环境之间的交互)、经济规律,是维持省域空间的水资源、经济社会、生态环境复合系统良性健康可持续发展的战略要求;“治理”是通过采取合理的行政、法律、工程、科技、经济等综合措施,调整人的行为,抑制不合理的用水需求[16]。当前,陕西省需努力抓住生态优先、绿色发展的国家重大战略机遇,因地制宜地促进经济社会“量水而行”,努力开创新时代生态保护和高质量发展西部大开发的新格局,开创全省生态保护和高质量发展新局面。
陕西省水资源时空分布严重不均,加之适宜的生存空间、土地矿产资源空间分布的不均衡,客观上导致经济社会格局与水资源分布的不均衡。此外,由于过去认识的局限性,没有充分意识到水资源、水生态、水环境承载能力在经济社会发展过程中的重要约束作用,这进一步加剧了不均衡性[16]。因此,在推动全省水资源空间均衡发展的过程中,要基于关中和陕北地区的水资源超载现状,结合未来经济社会发展仍将向水资源超载地区集聚的不利态势,立足当前,着眼长远,把握好当前与长远的关系,将空间均衡新发展理念细化、实化、本地化,分阶段、分区域制定实现水资源空间均衡的对策措施。
陕南、关中、陕北等三大区域的水资源空间均衡发展水平差异显著。从全省来看,水资源南多北少,陕南地表水资源承载能力较高,关中、陕北水资源已处于超载或临界超载状态。为落实全省水资源空间均衡目标,亟须构建并优化全省水资源配置格局,并从顶层谋划跨流域跨区域引调水工程,寻求更大空间范围内的水资源优化配置,形成从上到下、从大到小、相互支撑的水网格局,达到全省整体水网功能大于区域局部水网功能之和的理想效果。
在由全省水源、用户、供水工程组成的供水系统中,跨流域、跨区域调水工程是连接水源与用户以及调出区、调入区和途径区的核心要素。对关中、陕北等刚性合理需水无法保障的水资源超载区,谋划实施跨流域、跨区域调水工程,是优化区域水源结构、满足经济社会高质量发展需水的根本举措。在受水区中,要先节水、后调水,充分挖掘当地水资源开发利用潜力,把水资源作为最大刚性约束,倒逼区域发展规模、发展结构、发展布局的优化;在调出区中,要守护山水林田湖草生命共同体,将调水规模控制在科学合理的范围内。因此,在陕西省水资源空间均衡目标实现过程中,要处理好水资源供需系统与调水工程要素之间的关系。通过调水工程建设,优化水源格局,进而实现水资源的空间均衡配置。科学调水的前提是在水资源供需平衡分析中抑制不合理需求,实现规模适度的供给,供需双向调节达到高水平供需平衡。
鉴于陕西省的经济社会发展布局与水资源时空分布不匹配、不适应现状,以及未来经济社会发展仍将向水资源紧缺和水生态环境脆弱地区聚集的不利态势,需要以实现全省人口、经济和生态环境与水资源均衡协调发展为目标,围绕保障水安全主线,兼顾问题导向和目标导向,重点从节水、用水、调水、治水四个方面,采取综合措施,促进全省水资源与经济社会、生态环境空间均衡[16]。
将节水作为陕西省水利工作的基础性、战略性举措,不断提高水资源利用效率和效益[16]。一是在找准节水定位的基础上,进一步完善全省节水标准,为规范用户用水行为提供科学依据。二是构建、优化节水评价制度,将节水作为水资源开发利用、保护修复、配置调度的前提条件,从严叫停节水不达标项目,从源头上把好节水关。三是率先构建反映市场供求、水资源稀缺程度和供水成本的陕北地区水价调节机制,建立不同行业多层次供水价格体系,利用动态调整水价倒逼节水行为。四是创新节水工程技术水平,大力推进城镇节水技术应用,推广工业先进节水技术应用,研发适用于关中灌区、陕北沙地及盐碱地的灌溉技术和作物品种。五是将节水理念落实到社会发展的各个环节中,进一步提高全社会的节水意识,推动陕西省全面建设节水型社会。
力求预防、纠正、避免过度开发水资源、无序取用水等行为,管住用水,充分落实好“把水资源作为最大的刚性约束”的要求。一是严格贯彻执行渭河、汉江、嘉陵江、丹江、泾河、北洛河、窟野河、无定河等跨省江河流域的国家层面水量分配方案,优化黄河取水许可总量控制指标细化方案,科学核定干支流生态需水量,有序推进省内跨市、县河流的水量分配,确定河流主要控制断面生态水量(流量)控制目标,加强地下水取用管理,合理确定地下水开采范围、可开采量和地下水水位控制指标。二是建立流域、省、市、县四级取水许可台账,完善取水许可管理审批和取用水动态监测网络,实施全过程全要素监控。三是在严重缺水的关中、陕北地区,以水资源承载能力刚性约束严格控制新建、改建、扩建高耗水项目;在渭河关中平原等农产品主产区,大力发展现代农业灌溉技术,挖掘农业用水潜力,扩大农业灌溉面积;在陕北黄土高原地区,根据植树造林的适宜性和品种的耐旱性,严格控制植树造林用水;在秦岭、巴山等重要生态功能区,严格管制与生态保护关系不大的开发活动,降低对自然生态系统的干扰,维持生态系统的稳定性和完整性。通过减少和压缩不合理用水需求,落实“以水定需”准则,确保经济社会发展、生态环境保护与水资源承载能力相协调、相适应、相促进[16,21]。
“兴陕之要其枢在水”,在供水安全无法保障的水资源超载区,积极构建“陕西水网”,优化陕西省水资源配置格局,与全省“十四五”水利发展规划、水利基础设施空间布局规划、陕西省黄河流域生态保护与高质量发展水利专项规划等有机衔接,实施科学调水,建设“水源可靠、水网通畅”的现代水网体系[16,21],并按照“空间均衡”原则做好顶层设计。一是明确哪些水可以调出、能调多少,如将汉江、黄河作为满足省内规模适度调水的主要水源,嘉陵江、白龙江作为未来补充汉江水量和向延安供水的后备水源。二是清楚哪些区域需要调水、为什么调水。从全省经济社会高质量发展角度看,科学分析支撑关中城镇群、渭河平原粮食主产区、陕北能源化工基地等区域生态保护与高质量发展所需的水资源量。三是优化调配全省本地水与外调水、地表水与地下水、常规水源与非常规水源,加强各类水源联调联供,构建、完善多源互补、丰枯调剂的水资源配置格局。由引汉济渭、引红济石、交口-东雷抽黄、白龙江引水向延安供水、陕甘宁革命老区供水、引嘉入汉等重大引提水骨干工程,东庄、黑河、石头河、古贤、碛口、玉带河、焦岩等节点水库,以及城乡供水管网、河湖沟渠等水系脉络,组建、完善“五纵十横、七河连通、南水北调、边水济秦”的现代水网格局。
从全省三大地理格局出发,系统构建骨干水网,布局“全省一张图”,通过加强水量统一调度,进一步提高调度的智能化水平,充分保障全省基本民生、重大战略实施和基本生态建设的刚性合理需水,实现全省水资源超载局面的根本扭转。
按照政府引导与市场化运作相结合的原则,从法规制度、财政税收政策、协调推动机制、考核监督手段等多个方面,完善引导全省空间发展的人口、土地、财税、产业政策保障措施。一是制定以促进城镇化和区域可持续发展为核心的人口迁移政策。二是不断完善生态补偿机制,改进秦巴生态功能区和渭河平原粮食主产区的区域补偿政策,加强水源涵养和农业节约用水,保障粮食安全。三是推进全省水资源税和水价改革,建立市场化的水权交易制度。四是加大重大水利项目的投入保障,明确各级政府投资责任,明晰市场预期,积极推进引嘉入汉、碛口水利枢纽等工程的前期论证,加快项目前期工作,及早开工建设。
1)通过系统梳理、分析“空间均衡”政策的提出背景以及阐述水资源空间均衡的概念内涵,明确了水资源空间均衡的核心要义就是以水资源承载能力约束经济社会发展和生态环境的需水,落实空间均衡目标。
2)结合陕西省水资源与经济社会、生态环境的空间布局匹配状况,明确了全省水资源与经济社会、生态环境均衡协同发展的战略目标。
3)在依据社会经济与资源环境的平衡点推动发展过程中,要协调好治理与保护、当前与长远、局部与整体、要素与系统之间的关系,通过“强化节水、管住用水、科学调水、协同治水”做到综合施策,真正实现“以水而定”,促进经济社会“量水而行”,为进一步推进新时期陕西省水生态文明建设和高质量发展提供坚实的水资源可持续支撑和保障。