多用水戶的水源優化配置順序研究

孫雪峰 杜彬玉

(1.河北省水資源研究與水利技術試驗推廣中心，河北 石家莊 050061；2.承德市隆化縣水務局，河北 隆化 068150)

1 研究背景

為探索充分發揮市場在資源配置中起決定性作用的機理，建立符合市場導向的水價形成機制，補足水資源管理市場化手段的短板，2014年國家在河北省開展了地下水超采綜合治理試點，把農業水權確權、農業水價綜合改革作為一項重要內容。

市場運作的基礎是產權清晰、成本明確的標的物。我國水資源屬于國家所有，集體坑塘的水屬于集體所有。也就是說我國的水資源所有權屬于國務院及代其行使所有權利的各級水行政主管部門，水資源的配置主要通過政府取水許可的方式實現。由于用水戶沒有明確的水權，用水戶之間無法按照市場原則交易。為了讓市場在水資源配置中發揮決定性作用，水權改革是把水資源的使用權、交易權、轉讓權(簡稱“水權”)從水資源所有權中分離出來，確權到用水戶，水資源的所有權仍歸國家或集體所有，建立產權明晰的水權制度。

在水資源豐富地區，供水量大于需水量的情況下，水權可以按照需水量確權到戶。但是在水資源缺乏地區，把有限的水資源分配到多個用水戶中，首先面臨的問題是優先分配給誰，分配的順序是什么。本文的創新點是綜合矩陣理論、層次分析、定性定量分析的核心內容確定用水戶的分配順序。

2 水源條件

河北省是典型的缺水省份。境內沒有大江大河，地表水主要是自產水量，多年平均水利工程可供水量為40億m3，無法滿足經濟社會發展需要。20世紀60年代開始有計劃有組織的大規模開采地下水，到現在已經持續了近60年，特別是20世紀80年代，降雨連年偏少，地下水位持續下降，每年平均超采40億m3的地下水，由于地下水無法得到及時補給，造成地下水漏斗越來越大，發展為成方連片的漏斗群，直接導致了海水入侵、地面裂縫、地面下沉等環境地質災害。為了保護地下水，從20世紀80年代開始，政府一方面大力發展節水工程，另一方面積極開展引黃、引江工程及配套工程建設。到2018年底，引江、引黃工程已經具備通水條件，給河北省分配的供水能力達到40億m3。近兩年，政府倡導污水處理、集蓄雨水、微咸水和海水淡化等非常規水資源的開發利用，用于工業冷卻水、市政公共用水、河道補水等，利用量連年增長，已經達到5億m3。目前河北省已經形成了外調水、當地地表水、地下水及非常規水多種水源聯合調度、統籌供水、保障用水的格局。如何把這些水合理分配到各個用水戶，是首先要解決的問題。

3 分配方法

3.1 用水戶分類

河北省用水戶分布廣泛，數量龐大，涉及工業生產企業、機關事業單位、農業生產戶、商業服務業經營單位、居民家庭和公共場所、生態河湖等。根據2018年《河北經濟年鑒》，河北省居民有2346.54萬戶，人口7519萬，其中城市人口4136萬，農村人口3383萬；登記的企業法人954105家，機關法人11803個，事業單位法人31631個，商業服務業單位133642個。

為了減少工作量，又不影響分配的質量，利用層次分析法的核心思想，根據供水用水的行業特點，按照用水主體的不同類別自下而上歸類。

3.1.1 生活類用水

以人為主消費水量的歸為生活類用水，包括城市居民生活用水、農村居民生活用水、公共機構和公共場所用水、商業服務業生活用水。

3.1.2 制造生產類用水

把生產過程耗水的歸為一類，其中農田灌溉、林果灌溉、牧草灌溉歸為農業灌溉用水，把火電、建筑、采礦、制造等產品生產用水歸為非農生產用水。

3.1.3 以水本身為主的用水

以水為主的生態環境用水歸為一類，把市政衛生、道路噴灑、城市綠化、城鎮水體維護歸為環境用水(不含跨流域生態補水)。

3.1.4 預留水量

把未來3年內規劃的人口增加、經濟發展、生態環境需水歸為預留水量。這樣把用水戶分成了4大類7個小類。預留水量不參與排序，預備給哪個行業水量就對應哪個行業，分類情況見表1。

表1 用水戶分類情況

3.2 定性量化分析

在對用水戶定性分類的基礎上，從用水戶對水源的水質需求、用水戶對水量敏感性依賴性、用水戶對經濟的貢獻率3個方面進行定性量化排序。

3.2.1 水質排序

對水質的要求是用水戶的內在需求，不使用相應水質的水就無法實現相應的功能。根據《地表水環境質量標準》和《地下水質量標準》，針對用水戶的需求，給出了五類水質對應的適用行業，見表2。

表2 不同類別用水戶對水源水質的要求

3.2.2 用水戶的外部影響排序

用水戶的外部影響，也可以叫外部效果，以對經濟的貢獻率為依據。根據2018年《河北經濟年鑒》，能夠計算經濟貢獻率的只有農業、工業、服務業的數據。為了能夠量化分析其他類別用水戶的經濟貢獻率，根據經驗進行賦值。城鄉居民是社會經濟發展的主體，整個經濟均來自城鄉的居民，因此城鄉居民的經濟貢獻率為100%；公共機構和公共場所屬于服務業的范圍，按照服務業的貢獻率賦值，即72.1%；生態環境的經濟貢獻率參照農業灌溉賦值，即6.0%，見表3。

表3 不同類別用水戶對經濟貢獻率

3.2.3 用水戶對水量的依賴程度排序

用水戶對水量的依賴程度，是反映用水戶與水量相互影響的指標，也可以叫作水量的敏感性。用水戶對水量的依賴程度可以用水量保證率來衡量。《城市給水工程規劃規范》(GB 50282—2016)規定，以地表水為城市給水水源時，取水量應符合流域水資源開發利用規劃的規定，供水保證率宜達到90%～97%；《村鎮供水工程技術規范》(SL 310—2019)規定，地下水水源的設計取水量應小于允許開采量，開采后不應引起地下水水位持續下降、水質惡化或地面沉降；地表水水源的設計枯水期流量的年保證率，嚴重缺水地區不得低于90%，其他地區不得低于95%；《灌溉與排水工程設計標準》(GB 50288—2018)規定的設計保證率是根據水文氣象、土地資源、作物類型、灌溉方式決定的，河北省屬于干旱地區和水資源緊缺地區，因此灌溉工程對應的地下水保證率為50%～75%，地表水保證率為70%～80%。灌溉工程設計保證率具體的取值范圍見表4。

表4 灌溉工程設計保證率取值范圍

根據農業灌溉的實際情況，河北省農田灌溉的保證率一般情況在75%左右，為了計算方便，農業灌溉的水量保證率取75%。其他服務業、公共機構、工業用水基本在城鎮供水范圍內，與城鄉居民共用供水管網，供水保證程度取低值，按90%計算，見表5。

表5 各類用水戶對水量的依賴程度排序

3.3 構建排序矩陣

通過以上分析，把各用水戶的3個單一指標通過構建矩陣的方式變成綜合性三維度評判矩陣。水質的要求、水量的敏感性、經濟貢獻率對各用水戶來說是等權重的，不再人為增加權重的指標。對于不同的水質要求，分成3個等級，Ⅲ類以上為高質量，賦值5分；Ⅲ類以下Ⅳ類以上為中等質量，賦值3分；Ⅳ類以下Ⅴ類以上為低質量，賦值1分。對于不同的水量敏感性，分成3個等級，95%以上為敏感，賦值5分；95%以下85%以上為中等敏感，賦值3分；85%以下75%以上為不敏感，賦值1分。對于經濟貢獻率，分成3個等級，100%為貢獻大，賦值5分；70%以上為貢獻較大，賦值3分；70%以下為貢獻一般，賦值1分。各用水戶三維度評判矩陣得分情況見表6。

表6 各類用水戶三維度評判矩陣

4 結 語

通過對河北省2018年各類用水戶進行計算，城市居民生活和農村居民生活都是15分，商業服務業、公共機構和公共場所都是11分，工業(含建筑、火電)為7分，農業灌溉和環境用水均為3分。分數越高說明對水質要求越高、對水量敏感而且對經濟貢獻大，因此得到水資源使用權的分配順序應為：城市居民生活和農村居民生活用水、商業服務業用水、公共機構和公共場所用水、工業用水、環境用水、農業灌溉。

為了簡便，在該項目中把商業服務業、城鄉居民生活、公共機構和公共場所歸為一類，包含建筑和電力的制造工業稱為非農用水戶，環境用水一般是采用處理后的達標再生水，與農業灌溉用水不發生沖突。按照優先使用地表水、限制開采地下水、鼓勵利用再生水、優質優用的原則，首先對滿足用水戶水質要求的地表水進行分配，地表水量不足時用地下水補充；最后把再生水匹配到對水質要求不高的用水戶。

本項目采用層次分析法對數量龐大的河北省用水戶進行逆向合并歸類，以用水戶對水質的要求、對水量的敏感性、對經濟的貢獻率為指標進行定性量化分析，用矩陣理論構建排序的評判矩陣，分數的高低順序即為用水戶水資源使用權的分配順序，創新了多用水戶水資源使用權分配順序的方法。該方法中按照用水戶對水質的要求、對水量的敏感性、對經濟貢獻所形成的權重分數，可為建立權責明確的水權制度提供技術支撐，特別是為水資源稀缺地區“水權”資產化提供綜合參考；從管理者角度看，可根據權重分數計算用水戶水價承受能力，可為制定科學合理的水價結構、促進水價改革提供基礎依據。

本文利用河北省資料計算的用水戶優化配置順序是基于河北省的水資源狀況、經濟結構類型、人口數量、生態環境條件得出的適用于河北省的結果，不同地區由于水資源條件、經濟結構、人口構成和生態環境對水質水量的要求及對經濟貢獻不同，得到的用水戶優化配置順序可能會出現較大的差異，在應用本文的計算方法時，應特別注意。