基于水足跡理論的淮河流域水資源節約與保護

馬天儒楊朝暉張慧

基于水足跡理論的淮河流域水資源節約與保護

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一、淮河流域水資源節約與保護面臨的難題

淮河流域人口密度大、耕地面積廣、礦產資源豐富、交通便利、水系發達，是我國重要的經濟發展戰略區域以及糧食安全保障區域，其域內的水資源安全極為重要。近年來，淮河水利委員會為落實最嚴格水資源管理制度，保障流域可持續發展做出了巨大貢獻。然而，淮河流域的水資源節約與保護工作仍然面臨著許多難題。

1.人均水資源占有量低

淮河流域總人口1.7億人，約占全國總人口的13%。人均占有水資源量僅468m3，為全國人均水資源占有量的21%，世界人均水資源占有量的6%。隨著人口的不斷增長以及外來人口流入，流域內人均水資源占有量呈下降趨勢。

2.水資源時空分布不均衡

淮河流域水資源量空間分布極為不均，呈南部大、北部小，沿海大、內陸小，山丘區大、平原區小的規律。淮河以南和淮河上游地區，耕地和人口較少，水資源豐富；而占流域面積2/3的平原地區，擁有全流域80%以上的耕地和人口，水資源量卻不到全流域的50%。

3.水環境污染較為嚴重

淮河流域水資源開發利用程度較高，由于域內礦產豐富，采礦業和重工業較為發達，污水清理能力較弱，導致水環境污染日趨嚴重。2014年淮河流域入河排污總量超過60億噸，水功能區達標率僅有61.8%。

4.用水需求增長較快

淮河流域北臨京津冀經濟區，南臨長江經濟帶，近年來經濟發展始終保持高速增長。以安徽省為例，2015年安徽省生產總值增速高達8.7%，其工業增長達到了8.5%。隨著用水需求的快速增長，水資源管理難度不斷加大。

5.水資源利用效率偏低

淮河流域灌區面積廣，2014年淮河流域總耗水量為345.3億m3，僅農田灌溉耗水量就達到了250.1億m3。由于農業用水比重大且灌溉用水效率低，導致淮河流域的用水效率和用水效益總體偏低，用水結構和用水方式都需要調整。

6.基礎設施較為薄弱

淮河流域水資源供水工程多建于20世紀60年代和70年代，經過多年的運行，大多工程存在老化失修的問題，供水能力嚴重不足，供水保障程度低。此外，供水工程的分布并不均衡，難以滿足調水需求，水資源基礎設施的建設滯后于經濟社會發展需要。

二、水足跡理論概述

隨著人類社會的發展，水資源不再局限于單一的自然水循環過程當中，而是在復雜的自然—人工二元水循環中不斷流轉。在這一演變過程當中，水資源不僅具有自然屬性，同時還被賦予了經濟屬性。為了能夠更清楚地核算自然—人工二元水循環各個環節的水資源量，水足跡作為一種全面核算人類活動對水資源真實占用的綜合指標應運而生，將人類消費終端與水資源利用關聯起來。

1.虛擬水與水足跡的概念

水足跡的概念建立在虛擬水（Virtual Water）或者嵌入水（Embodied Water）的概念之上。虛擬水的概念由英國學者John Anthony Allan在1993年提出，最初被定義為生產農業產品所需要的水資源量，其后被擴展為生產商品和服務所需要的水資源量。虛擬水與實體水不同，它揭示了嵌入在商品或服務當中的隱式水量，體現了水資源的經濟屬性。以虛擬水研究為基礎，Hoekstra于2002年進一步提出了水足跡的概念，用于表征人類消費對水資源的影響。水足跡由生態足跡的概念衍生而來，定義為任何已知人口（一個國家、地區或個人）在一定時間內消費的所有產品和服務所需要的水資源數量。水足跡的概念關聯了實體水和虛擬水，其由區域用水量與虛擬水凈進口量之和來描述，體現了評價國家或區域

水資源真實消費量的新思路。

2.水足跡理論的發展

2008年《地球生命力報告》首次引進第三個衡量地球健康狀況的指標水足跡（Water Footprint），用來顯示人類對地球生態系統的需求狀況。2011年，Hoekstra教授領導的水足跡網絡在全球首次發布了《水足跡評估手冊》，為許多政府和企業開展水足跡核算與評價工作奠定了基礎。水足跡逐漸引起了世界各國政府和學術組織的重視。對于虛擬水的研究主要可歸納為虛擬水及其相關概念、虛擬水量化研究、虛擬水戰略、水足跡、虛擬水貿易與虛擬水流動、虛擬水分別與水資源和糧食資源的關系、虛擬水生態補償領域七個方面。對水足跡的研究主要是基于Hoekstra提出的水足跡理論，從人類生產、消費活動與水資源系統的相互作用關系出發，并以虛擬水的計算為基礎，主要內容包括水足跡數量的計算、水足跡與農業用水結構變化、水足跡的影響因素、基于水足跡的流域生態補償等。

3.水足跡理論對水資源安全評價的影響

水足跡的提出是為了衡量人類的生產、生活對水資源的占用量，早期的水足跡研究重點關注的是水足跡規模的核算。隨著研究的不斷深入，發現通過對區域水足跡的來源結構以及需求結構的比較分析，可以挖掘威脅區域水資源安全的潛在因素；此外，通過分析虛擬水貿易的動態，有助于發現隱藏在產品消費背后的水資源使用問題，明晰水資源使用環節與真實水資源占用情況之間的關系。為此，研究者們構建了一系列的水足跡評價指標，用以從不同角度分析評價區域水資源的安全性。在我國的水足跡理論研究中，水足跡評價指標體系分為四個較大的類別，即水足跡結構指標、水足跡效益指標、水資源生態安全指標以及水資源可持續性能指標。水足跡結構指標可以判別研究區域對內部及外部水資源的需求程度；水足跡效益指標可以表征單位水資源量能夠產生的經濟效益；水資源生態安全指標可以揭示保障生態系統安全條件下水資源的脆弱程度；水資源可持續性能指標可以分析區域水資源的支撐能力。

三、基于水足跡理論的水資源節約與保護措施

傳統的水資源節約與保護措施主要是依靠制定法律法規進行管控約束，依靠教育宣傳手段增強節水意識，依靠推廣節水技術提升節水能力，依靠優化資源配置加強水資源分配合理性。然而，這些措施在一定程度上忽略了水資源的經濟屬性，缺乏對經濟發展模式以及市場需求的優化。水足跡理論恰能彌補這一不足，為水資源管理工作指明發力點，為提高水資源節約與保護措施的針對性提供充分有效的科學依據。依據水足跡理論，淮河流域的水資源節約與保護還應當注意以下幾個方面：

1.調整產業結構

第一產業與第二、第三產業相比，耗水量大、用水效率低且單位水資源量能夠產生的經濟效益少。淮河流域第一產業比重較大，灌溉技術相對落后且該產業經濟貢獻率較低。更為重要的是，淮河流域在適宜耕作的平原地區水資源量較為缺乏。因此，需要在保證糧食安全的基礎上，對該產業規模予以適當壓縮，尤其需要在耕作條件不利的地區，削減第一產業比重，提高第二、第三產業經濟貢獻水平。同時，由于第三產業具有耗水量低、污水排放少且經濟效益明顯等優勢，在發展第二、第三產業時應優先考慮提升第三產業的發展水平。

2.轉變消費模式

水足跡理論揭示了水資源的消耗與市場需求緊密相關。人們的消費模式是影響水足跡的主要因素。高耗水產品和高耗水服務的消費增多就會引起水足跡的急劇增長，反之，如果人們趨向于選擇低耗水的產品，則會減少水足跡。比如咖啡和茶葉的選擇，一杯咖啡（125mL）的虛擬水含量是280mL，同樣體積的茶葉所需的虛擬水含量僅有35mL，若人們習慣于茶葉的消費則會減少相關的水足跡。關于飲食的消費轉變相對困難且難以達到較好的效果，但是關于工業產品的消費轉變則會極大改善水資源的消耗水平。因此，可以通過改變稅率或價格等方式引導市場向低耗水消費模式逐步轉變。

3.重視水循環利用

人類的生活、生產活動不僅會消耗大量的水資源，還會產生大量的污染退水。如果這些污染退水不經過處理直接排放到自然水體當中，就會損害水體的正常功能、破壞生態環境。水體功能的喪失會加劇水資源短缺效應，生態環境的修復也需要進一步消耗水資源。由水足跡理論可知，高污染的產品和服務相當于占用了更多的水資源。因此，必須高度重視水的循環利用，發展水循環經濟。這不僅需要建立更多的污水處理設施，還需要努力探索如何重復利用高耗水、高污染的產品，盡可能地形成局部封閉的水循環過程，實現節水減污。

4.發展虛擬水貿易

水資源稟賦不同、水資源時空分布不均以及社會生產力的差異是影響水資源高效利用的主要因素。以往人們主要關注于通過工程手段進行蓄水和調水。然而通過水足跡理論可知，發展虛擬水貿易同樣可以有效地改善區域水資源供需矛盾，而且相對于工程措施更加節省成本。例如，在一些水資源短缺、污水處理能力差、水資源循環利用水平低、供水工程設施薄弱的區域，應該盡可能避免種植水稻等高耗水作物，適當減少高耗水、高污染的重工業，從水資源條件較好的區域運輸購買相關產品，緩解本區域內的水資源壓力。淮河流域具有較強的交通便利優勢，因當充分利用這一優勢發展虛擬水貿易■

（作者單位：1.水利部淮河水利委員會2330012.蚌埠市水利工程質量監督站233001）