我國水利的基本戰略及其實施研究*

文/吳季松

北京航空航天大學中國循環經濟研究中心 北京 10 0 191

我國水利的基本戰略及其實施研究*

文/吳季松

北京航空航天大學中國循環經濟研究中心 北京 10 0 191

2011年7月份的全國水利工作會議把治水提升到治國的高度，提出了我國水利基本戰略的指導方針，要求加快確立水資源開發利用總量控制的3條紅線。筆者根據26年來對水資源的研究，提出了我國水利發展的基本戰略并具體確立了以下3條紅線：在2020年以前，把水資源開發利用總量控制在6 700億m3/年；以單位GDP用水的世界平均水平為總考量，使我國的用水效率達到2010年的世界平均水平；到2020年使我國按水功能區劃分的納污總量不超過580億噸廢污水（經處理的按系數折算）。

治水戰略，總量控制，動平衡態模型，三條紅線

隨著人口增長、經濟社會發展與全球氣候變化，在21世紀上半葉我國正進入中度缺水國家行列，只有實施用水總量控制戰略，才能保障我國可持續發展。

胡錦濤總書記在全國水利工作會議上明確提出了我國水利基本戰略的指導思想，并要求：“加快確立水資源開發利用控制、用水效率控制、水功能區限制納污3條紅線”。本文提出我國水利的基本戰略是：通過嚴格管理，用3條紅線控制水資源的開發利用、總量控制、以供定需、雙向調節，從質和量上維系水資源供需雙方的動態平衡。

1 世界與中國的水情及其指標體系

確立水利戰略有3項基本要求：一是準確分析水態勢，二是以科學發展的觀念指導研究，三是有正確的考量指標體系。

1.1 世界水情

近年世界水資源總量的年平均值穩定在43萬億m3，基本上未受氣候變化影響，但由于人口增加（現70億），人均為6 143m3/人，較上個世紀末約有15%的降幅（超過統計規律的閾值）。

但是，近1/2的水資源分布在以下6個國家（單位：萬億m3）：巴西（5.42）、俄羅斯（4.31）、加拿大（2.85）、印度尼西亞（2.84）、美國（2.80）、哥倫比亞（2.11）。其他各國水資源總量僅為23萬億m3，人均水資源量僅為3 750m3/人。

根據后面陳述的標準，世界目前總體是不缺水的，但由于水資源分布不均，缺水的國家與地區已占1/3；隨著人口的增長和全球氣候變化，人均水資源量會持續以較大幅度下降。國際水資源專家對于世界將進入缺水狀態已達成共識，僅對缺水程度認識不同而已。

1.2 中國水情

從我國來看，1950—1999年水資源總量的年統計平均值為27 950億m3，2000—2010年有所下降，年均為26 500億m3，下降5.2%，在統計波動的正常范圍內，我國61年年均水資源總量為27 700億m3。

由于我國人口增長較快，人均水資源量呈明顯下降趨勢，2000—2009年的平均值已經下降為2 020m3/人，即將進入中等缺水國家行列。如以2010年第三次人口普查結果全國人口13.7億計算，則已低于2 000m3/人。

1.3 水情的考量標準

1992年筆者在聯合國教科文組織（Unesco）科技部門任高技術與環境顧問時，組織力量查遍聯合國已有的110個國家、302個地區的水資料，并補充收集了66個地區，整理分析，取統計平均值制定出以下具體標準：

人均水資源量>3 000 m3/人為豐水；

人均水資源量2 000—3 000m3/人為輕度缺水；

人均水資源量1 000—2 000m3/人為中度缺水；

人均水資源量500—1 000m3/人為重度缺水；

人均水資源量<500 m3/人為極度缺水；

人均水資源量300m3/人左右為維系可持續發展的最低標準。

20年來的實際證明，這一標準符合筆者到過的世界86個國家和我國34個省市自治區與特區的實際情況，對當時世界水趨勢的預見也是正確的，目前看來除6個豐水國家外到2050年其他國家人均水資源量將低于3 000m3/人，即世界大部分地區將由豐水進入缺水狀態。

此前國際上還有一個人均水資源的標準，即瑞典水文學家弗肯馬克（Malin.Falkenmark）于1989年提出的“弗肯馬克指標”，主要針對非洲情況，即：

人均水資源量>1 700m3/人為用水不緊張；

人均水資源量1 000—1 700m3/人為用水緊張；

人均水資源量500—1 000m3/人為缺水；

人均水資源量<500m3/人為極度缺水。

筆者1992年組織制定指標時，聯合國教科文組織僅有1 700 m3/人為缺水線的粗標準。兩個指標相比，筆者的多了豐水指標，并預見20年后世界人均水資源的趨勢；輕度用水緊張線劃在2 000 m3/人，則是針對水環境惡化與水生態破壞，更多地考慮了生態用水，21世紀以來世界生活與生產人均水資源用量為550 m3，70%以上為生態用水也更為合理；此外，針對世界嚴重缺水地區不斷增加，制定了300 m3/人的維系可持續發展最低標準，對跨流域調水與缺水移民有十分重要的參考價值。因此筆者主持制定的標準更為科學適用。

當然，筆者的上述標準也只是生活與生產需水標準，是不全面的，如沙漠中的綠洲，地曠人稀，人均水資源量可能很大，但水生態系統惡劣而脆弱，同樣難以保障可持續發展，于是同時確立了“生態水”的概念，建立了地表徑流深的水生態標準（見表1）。

表1 地表徑流深的水生態標準

生活、生產與生態這兩個子系統的標準就構成了人類對水資源的生活、生產和生態3種基本需求的、至今最科學的標準。

2 水資源供需動平衡模型的建立

筆者自1985年起進行了26年的實地調查和理論研究，創立和完善了水資源總量控制工程管理動平衡態模型。

該模型的主旨是在流域（大水文系統）尺度內對水資源實行總量控制，達到供需動平衡狀態，從而以水資源的可持續利用保障可持續發展。根據水資源循環的規律，總量控制以年為時間單元有如下模型：

水資源總需求WD=水資源總供給WS（數學推導略）

其中水資源總需求WD包括：生活用水Dl、生產用水Dp和生態用水De,

WD=Dl+Dp+De

圖1 水資源供需動平衡模型示意圖

水資源總供給WS包括：地表水Wg、地下水Wu和再生水Wr，

WS=Wg+Wu+Wr

即：Dl+Dp+De=Wg+Wu+Wr，如圖1。

通過工程建設與運行的管理在流域范圍內雙向調節，維系生活用水、生產用水和生態用水“三生”需求與地表水、地下水和再生水“三源”供應之間的動態平衡。這一模型將傳統的“以需定供”工程思維方式轉換為“以供定需”。這一平衡不是靜止的平衡，而是動態的平衡；不是算術的平衡，而是函數的平衡；不僅是數量的平衡，也包含質量的動平衡。這樣才能科學、全面地分析，達到人與自然和諧，才能保證經濟發展、飲用水與國家安全。

依據水文學和生態學，水資源分布及其所支撐的生態系統是以流域為單元的，因此人與自然和諧的水資源利用系統應與流域相吻合；即以流域為模型系統分析的邊界。這一模型不僅是水資源供需平衡的保障，也是水環境治理與水生態修復的保證，還是解決資源短缺型水環境問題的直接手段。

3 水資源供需動平衡模型的邊界條件——三條控制紅線的確立

水資源供需動平衡模型的系統范圍是流域，邊界條件是3條控制紅線。

3.1 水資源開發利用控制紅線

水資源開發利用控制紅線確立的基本指導思想是實現“可持續發展”要求“以人為本”并且“充分考慮水資源的承載能力”。

進入21世紀以來世界人均水資源使用量約為550 m3/人。我國現在人均水資源使用量為440m3/人，水利部提出到2020年水資源使用總量控制在6 700億m3，即約465 m3/人，比目前世界平均水平低15%。鑒于我國屆時已成為中度缺水國家，低于世界平均水平是必要的；略高于15%的統計規律屬于正常波動范圍，應不影響可持續發展。

同時，要看我國水資源總量能否支撐這一需求。我國60年平均水資源量為27 700萬億m3，據聯合國教科文組織的多國統計平均研究，取用水量應在總水資源量的25%以下，才不會對生態系統產生較大影響。預計2020年我國取用水量相當于總量的24.2%，已接近可取用的極限。所以水利部提出的2020年水資源開發利用控制紅線是科學的。

3.2 用水效率控制紅線

確定用水效率控制紅線的指導思想是轉變經濟發展方式，實現資源利用的科學發展。我國經濟正處于依賴自然資源的快速發展階段，所以必須要實施用水效率控制。

2010年我國每立方米水的產出是10.0美元，而2007年世界平均水平是17.2美元，也就是說我國的用水效率僅及世界平均水平的58%，如果2020年能把我國的用水效率提高到世界平均水平，那么就完全能以6 700億m3的用水使GDP再翻一番，此后用水將進入不與GDP線性相關階段。

這就要求我國自2011年起到2020年每年把單位GDP水耗降低7%。這也正是“十二五”規劃綱要的要求。

3.3 水功能區限制納污紅線

水功能區即把全國江河湖庫水域根據生活、生產和生態的需求劃成其功能滿足上述需求的區域，納污紅線即在不同功能區域定量地確定納污的最大值，這一水功能區限制納污紅線確立的基本指導思想是“人與自然和諧”，“充分考慮水環境的承載能力”。

筆者在水利部任職期間曾全力進行了水功能區劃定工作，到2011年才全部完成。水功能區限制納污的依據是水域納污總量的概念，即在某一水域全年從地表收納、地下水交換和內源產生的廢污水總量。如2009年我國廢污水排放總量為768億噸，為我國水資源總量的2.9%，其自降解污凈比為1/34.7，一般水域地表水自降解能力約為1/ 40，即每年多排廢污水220億噸。

因此要達到我國水域納污限制，以2009年為基準要減少220億噸/年的廢污水排放；或者對440億噸廢污水進行一級處理（處理后降解污凈比可達1/20）后達標排放，即全國廢污水一級以上的總處理率應達到60%以上。

4 當前水環境惡化與水生態系統退化問題突出

當前我國的水問題仍然是水利界提了20年的“水多、水少和水臟”3大問題，但是，無論是客觀情況還是主觀認識都有所變化。

對于“水多”，自1998年大洪水以來，總體而言，洪澇災害沒有加劇，但卻不可掉以輕心。人們認識的變化是從“以堵為主”變成“以疏為主”，堤防建設似以“百年一遇”洪水為主，所謂“百年一遇”即在過去歷史上有記載的每百年內出現最大洪水的平均值。大于百年一遇的考慮，如以“千年一遇”為標準存在如下問題：一是依據的水文記錄序列僅60年，外推的科學性似嫌不足；二是從概率論講，千年一遇的洪水既可能發生在堤防尚未建成的第二年，又可能發生在一切均不可預測的第999年。同時，應盡可能保護原生河道（可以綠化），不宜為提高房價而侵占城市河道，臨水建城。

對于“水少”，目前全國總缺水約530億m3/年，從客觀上講，加劇的趨勢已成為國際共識。新的主觀認識就是對水資源的開發利用要實行總量控制。

對“水臟”而言，水的“質”與“量”是不可分的，水資源的過度開發利用是“水臟”的主要成因，一方面大量用水產生了大量的廢（工業排出）污（生活排出）水，污染了水環境，主要指對江、河、湖、庫的水污染；另一方面過度用水又從水量上大大減弱了水生態系統的自凈能力，使之退化，主要指河流斷流、湖泊萎縮、濕地干涸、地下水位下降。目前全國水域水功能區達標率僅為47.4%，問題嚴重。

目前在主管部門的嚴格監督下、在所屬科研部門（其任務主要是應用研究）的有力支持下水污染治理和水生態修復均取得了一定成績，如1999年在水利部黨組和北京市委領導下筆者主持制定的《21世紀首都水資源可持續利用規劃》和《黑河治理規劃》、《塔里木河治理規劃》3個第一批國家級生態修復規劃及黃河重新分水方案，朱镕基總理批示為“一曲綠色的頌歌”，溫家寶總理批示為“提供了寶貴的經驗”，且至今經得起檢驗。

筆者基本同意國內外有代表性的、有重大影響的這種觀點：“當前最大的危機是不少地方水環境惡化。我們決不可陶醉于已有的成績，而應十分重視工作中的薄弱環節和危機。”“中國未來面臨的最大威脅可能是無法獲得足夠的潔凈水。”

4.1 一個薄弱環節是現在偏重環境工程技術研究，而環境工程科學研究與形勢要求有差距

環境科學在國際上是一門新興的交叉學科，不是公共衛生與化學的簡單結合，它是生態學、系統論、化學、生物學、水工學、水文學與經濟學的融合。鑒于它是大系統分析與實證性極強的學科，需要研究者有很強的英文瀏覽能力來了解世界的情況，但目前的問題是甚至連有些重要標準的翻譯中都存在還有錯誤；同時，在世界范圍內都幾乎沒有80年以上的系列生態記錄資料，所以科學家本人只有盡可能多地實地考察世界各類水環境與生態系統的典型，才能對我國的研究起到真正的借鑒作用，既不能閉門造車，也不能只靠參加國際會議道聽途說須有保住我國河湖健康的責任感。

4.2 另一個薄弱環節是環境工程科學與環境工程技術有脫節現象

目前，對于我國適宜環境技術為主的研究方向不夠明確，使環境工程科學與環境規劃缺少支撐，不少突出問題難以解決。科技人員要準確把握科技發展的新形勢。

4.3 一個危機是大量水生態修復規劃起不到實際作用

目前花巨額資金制定了大量的水環境治理與水生態修復規劃，基本上已覆蓋了地市一級，重復規劃也屢見不鮮。但是由于科學的理論基礎、具體的實踐經驗、深入的實地考察和認真的工作作風均不足，相當多的規劃被實際執行者束之高閣，起不到指導實際工作的作用。

4.4 另一個危機是如何解決水環境問題

在科學上，需要學科交叉，不能各立學派；在管理上，應該部門協調，不能九龍治水；在思路上，應多維考慮，不能單打一，如節水就是防污是重要的新思路，農業的面源污染已經成為重要的組分；不解決水環境問題，就不可能有真正的“綠色食品”；無害農藥與可降解化肥的研究已成為當務之急；居民對飲用水信任度日益降低，只能采用瓶裝水、罐裝水和凈水器等既不科學、又不經濟的辦法自行解決；突發重大水污染事件缺少有效解決技術等一系列問題將直接影響民生，必須加以解決。

5 幾個值得進一步研究的問題

5.1 用水宏觀戰略思路的調整

實現用水總量控制除以供定需、嚴格管理、節水和再生水回收利用等政策以外，還應加強基礎與前沿研究，主要方面如下：

（1）大規模調水可能不如調整糧食產地。由于我國水資源量80%以上分布在南方，中國歷史上一直是“南糧北運”，充分利用了南方的水資源。當年秦始皇建長城，基本與400mm降水線重合，對農牧區已有較科學的認識。目前我國60%的糧食由北方生產，南、北方噸糧產量用水大體相當，而54%的農業用水在僅占全國水資源量20%的北方。在半干旱地區種糧，造成缺水；把牧業向北壓至貧瘠草原，又造成過度放牧。這種逆動只是近百年來的事，目前糧田北移的歷史原因已基本不存在，應該以單位糧產取水為標準，提高農業用水效率，促進糧田逐步南歸。

（2）大規模調水可能不如控制城市人口數量。目前在城市化進程中人口向大城市過度集中，造成城市水資源嚴重短缺和交通擁堵等一系列問題，應“以水（本流域）控人”，用人均水資源量為標準，借鑒國際經驗，把大城市人口控制到合理規模。

（3）建立“大糧食”的概念。在保證食物（包括谷物、肉類、油類、魚類、蔬菜與水果產量）的前提下，以用水效率為標準通過改變農業的產業結構和種植業的種植結構節水；同時，對采煤等工業用水大戶進行煤層氣等技術改造，大量節水。

5.2 水資源總量控制的基礎是明晰水權

對水資源利用進行總量控制第一要素是明晰水權（包括取水權和排污權），其分配要有法可依。要多學科綜合研究水權理論，結合我國實際確立水權配置的原則，借鑒國外經驗確定初始水權。以我們的原則影響國際，防患日益嚴重的國際河流問題于未然。應立《水資源管理法》，依水權—水價—水市場的思路建立和完善取、退水許可制度、水資源稅制、合理水價機制、水市場準入制度和交易（包括排污權交易）規則等一系列法規，做到依法行政。

5.3 以科學態度做好實用的水規劃

切實做好水資源管理、水環境治理和水生態修復的規劃，建立核查機制。在有法可依、執法能力強化的條件下，規劃的制定顯得尤為重要。科技界存在的浮躁在規劃制定上也有所沾染，應予整頓。選題要急國家之所急，如2001年中央領導同志就提出南水北調（東線）是否會影響環境與生態，應專門研究。但是，至今仍沒有開展相關工作。

應建立跨部門（包括學術部門）的第三方評估機制——水規劃和研究項目審查委員會（成員不承擔重大項目）對項目進行認真評價，并建立長效機制追究責任。

5.4 強化水管理的科學技術支撐

目前，存在重視水資源、水環境與水生態工程技術研究，而忽視其工程科學研究的傾向，因此也造成水工程技術對我國適宜技術研究不足。

首先水資源、水環境與水生態是新的交叉學科，沒有一批具有多學科綜合知識的專家，只憑傳統學科的延伸，照搬國外成果，甚至當標簽來用，就難以對工程技術的研究做科學指導。

其次水資源、水環境與水生態工程技術的研究方向，第一位的不是達到國際最高水平，而是選擇最適宜我國的技術，這樣才能推廣。

因此，建議改組、擴大各級相關專家委員會，建立良好的學風與科學的氛圍，選好題目，做好成果應用效益的評價，使得水管理有強大的科技支撐。

5.5 加強涉水各系統干部培訓，并在大學設新專業

由于新治水戰略源于創新學科，因此要在綜合研究和廣泛深入借鑒國內外實踐的基礎上編寫好培訓和教學材料，改變過去各寫一章、加以拼湊的做法，編寫理論淺顯易懂、密切結合實際的新型教材，一定會引起廣大干部和師生興趣。筆者已做過嘗試，受到歡迎，可以采用國外在電視上公開講演的辦法，進行評價統計，讓聽眾自擇優劣。

5.6 建設一支高素質的水利人才隊伍

要建立一支門類齊全、層次分明的水利人才隊伍。既要有水工、水污染治理技術的專家，又要有學貫古今熟悉水情和治水歷史與現狀，學貫中西熟悉國內外治水的實踐和經驗的專家；還要有兼通系統論、生態學、管理學、水文學和經濟學的復合型專家。

各級研究人員都應當不斷學習，而不是排斥新學科知識，缺什么，補什么。在此基礎上正確認識“權威”，在科學面前人人平等，不能自我陶醉而固步自封，“要在科技領域，大力營造敢為人先、敢于創造、敢冒風險、敢于懷疑批判和寬容失敗的環境，鼓勵自由探索，發揚學術民主，提倡學術爭鳴”。出新思路，出新人，出新型研究機構和新機制，這是我國把治水提升到治國高度的基礎。

我國能在短短30全年發展為世界經濟第二大國，有了這樣一支隊伍，我們也一定能在20年內把水資源治理到國際最高水平。

1吳季松.中國可以不缺水.北京：北京出版社，2004.

2（瑞典）弗肯馬克諾克斯托姆.人與自然和諧的水需求——生態水文學新途徑.北京：中國水利水電出版社，2006.

3中國統計年鑒2011.北京：中國統計出版社，2011.

4國際統計年鑒2010.北京：中國統計出版社，2010.

AbstractThe national water conservancy conference raised the water management to the height of nation management in July 2011.It put forward the guidelines for the Basic Strategy of China Water Conservancy and proposed to speed up the establishment of the three red lines that control the total water resources’consumption for exploitation and utilization.Based on the author’s twenty six years’research on water resources,This paper proposed the basic water strategy and established the following specific three red lines:to keep the total water consumption for development and utilization at 670 billion per year before 2020;In terms of GDP per unit of water use,to raise the water use efficiency to the world average at 2010;To make the total amount of waste water and sewage that divided by water function zone no more than fifty eight billion tons(The treated water should be calculated according to the weight.)by 2020.

Keywordswater management strategy,total control,dynamic equilibrium model,three red lines

吳季松 中國技術經濟學會副理事長，北京航空航天大學中國循環經濟研究中心主任，博士生導師。1944年出生，工學博士。全國優秀科技工作者，瑞典皇家工程科學院外籍院士。曾任全國節水辦公室常務副主任，水利部水資源司司長。E-mail:js_wub@buaa.edu.cn

Research on the Basic Strategy of China Water Conservancy and Its Implementation

Wu Jisong
(Center for Studies on China’s Circular Economy,Beijing University ofAeronautics andAstronautics 100191 Beijing)

10.3969/j.issn.1000-3045.2012.04.011

2012年2月13日