韓 勇,楊倩楠,李占斌,蒙小俊
(1.安康學院旅游與資源環境學院,陜西 安康 725000;2.西安理工大學西北旱區生態水利工程國家重點實驗室,陜西 西安 710048)
水資源是促進經濟發展、實現美好生活的重要資源,也是保障國家糧食、生態安全的基礎條件[1]。作為水資源短缺的國家之一,隨著人口增長和經濟社會發展,我國對水資源的需求與日俱增,并已成為制約社會經濟可持續發展的主要因素[2]。同時,由于農業、工業等行業用水量持續高位運行、城鎮化進程不斷加快,造成水資源過度開發、水環境惡化等難題[3],限制了人民群眾對生產發展、生活富裕、生態良好這一美好生活的追求。面對水資源開發利用出現的新局面,必須對供用水結構變化進行正確的分析、及時的政策應對,才能更好地克服水問題的發生[4]。
圍繞供用水結構的研究主要從供用水結構特征及變化趨勢[5-7]、影響因素[8-9]等方面展開。早期,多數研究注重供用水結構特征分析。趙晨[10]等基于模型分析,發現江蘇省水資源利用主要用于工農業生產。張天宇[11]等通過分析主要行業用水結構變化特征,對灤河下游灌區水資源安全進行評價。隨研究不斷深入,相關學者開始關注產業結構與供用水結構之間的關系。Bao[12]認為西北干旱內陸河流域的產業結構與用水結構關系密切,并提出用水結構的優化方案。賈紹鳳[13]等認為我國用水量,特別是工業用水量變化趨勢與發達國家類似,即隨經濟發展先增加后下降,同時,節水效率提高、節水技術發展是其減少的直接原因。王紅瑞[14]等利用多個指標對北京市主要行業用水結構的現狀和變化進行全面分析,并提出相應的對策與建議。潘雄鋒[15]等利用灰色系統建模方法對用水結構進行預測分析,以探尋更為合理化的用水結構。孫才志[16]等在分析全國用水結構及用水效率的基礎上,計算得到各驅動因素的相對貢獻率,并認為用水效率與經濟發展水平關系密切。孫愛軍[17]等通過分析淮安市產業結構與用水結構之間的動態關系,認為產業結構變化會引起用水比例變化,并對二者的關系進行了量化。在總結前人研究基礎上,劉寶勤[18]等不僅分析了北京市主要行業用水結構的變化規律,且系統闡述了造成變化的主要驅動因子,最終探討了用水結構的未來發展趨勢。許鳳冉[19]等對北京市產業結構與用水量關系進行分析,認為產業結構調整(勞動-資源密集型演進為資金-技術-知識密集型產業)有利于節水效率提高、用水結構良性發展。劉渝[20]等則運用經濟學分析方法,探討了技術、制度和管理等因素對農業用水變化的影響。然而,目前大多數研究從未重視國家政策調控對供用水結構的影響。因此,本研究在分析我國近20年來供用水結構變化基礎上,梳理同期國家層面出臺的各項用水政策,進而探討國家用水政策對供用水結構變化的調控作用。研究以期為加強我國供用水結構頂層設計、促進水資源的合理規劃管理和有效利用提供參考依據。
本研究主要數據源包括水資源量、供用水量、降水量,均摘錄自水利部于2000—2019年發布的《中國水資源公報》(http://www.mwr.gov.cn/sj/)。數據相關分析、回歸分析主要基于SPSS22.0軟件展開,趨勢分析利用M-K檢驗,圖表制作主要利用Excel 2013。
水資源總量主要由地表水資源量和地下水資源量2部分組成。經測算,2000—2019年,地表水量占我國水資源總量的96.1%,而地下水量僅占3.0%,如圖1所示。從圖1可以看出,2000年到2019年間,我國水資源總量呈緩慢增加趨勢,但變異系數CV僅為0.082,屬弱變異,說明近20年來我國水資源總量基本保持穩定狀態。其中,2011年水資源總量最小,為23257.0億m3;2016年水資源總量最大,為32466.0億m3;多年平均值為27464.1億m3。
對于地表水資源量而言,2000—2019年,其變異系數CV為0.084,屬弱變異,說明近20年來我國地表水資源量基本保持穩定狀態。2011年地表水資源量最小,為22214.0億m3;2016年地表水資源量最大,為31274.0億m3;多年平均值為26396.2億m3。雖然地下水資源量與地表水資源量變化趨勢相同,但20年間其CV小于地表水資源量,僅為0.057,屬弱變異。2011年地下水資源量最小,為7214.0億m3;2016年地下水資源量最大,為8855.0億m3;多年平均值為8060.9億m3。
水資源的補給來源主要為大氣降水。2000—2019年,全國降水量呈緩慢增加趨勢,其CV僅為0.061,屬弱變異。將水資源量與降雨量進行Pearson相關分析,結果表明,水資源總量、地表水資源量、地下水資源量均與降水量在0.01水平上顯著相關,其相關系數分別為0.909、0.906、0.765。再者,近20年中,以2011年降雨量最小(55133.0億m3),對應的水資源總量、地表水資源量、地下水資源量均最小;而2016年最大(68672.0億m3),對應的水資源總量、地表水資源量、地下水資源量亦均最大。這充分說明我國降雨量與水資源量關系密切,尤其是水資源總量和地表水資源量。
從表1中回歸方程的斜率可以看出,近20年,我國水資源總量、地表水資源量約為降水量的一半。隨降水量增加,水資源總量、地表水資源量的增加趨勢較地下水資源量更明顯,主要表現為降水量變化趨勢與水資源總量、地表水資源量具有相同的變化趨勢。

表1 水資源量與降水量回歸分析 單位:億m3
從來源角度來看,供水主要來自地表水和地下水2部分。2000—2019年,我國供水總量多年平均值為5867.4億m3。其中,地表水供水量占供水總量的81%,地下水供給量占比為18%,其它水量剩余部分僅占1%,如圖2所示。2000—2019年,地表水供水量CV為0.049,屬弱變異;2003年地表水供水量最小,為4286.0億m3;2013年地表水供水量最大,為5007.3億m3;多年平均值為4760.1億m3。地下水供水量CV為0.048,屬弱變異;2019年地下水供水量最小,為934.2億m3;2012年地下水供水量最大,為1133.8億m3;多年平均值為1064.0億m3。

圖2 2000—2019年我國供水結構及其變化
2000—2019年,我國供水總量呈現先小幅下降,后穩步上升,至2013年達到峰值(6183.4億m3),而后略有下降的變化趨勢。而劉昌明[22]等根據我國經濟社會發展情況預測,我國供水總量至2050年才能達到峰值[21]。雖然目前無法確定未來用水總量是否會因社會經濟發展而再次增加,但從萬元GDP用水量的變化來看,我國經濟已從高速增長階段轉向高質量發展階段。同時,節水技術迅速改進、用水意識不斷轉變,用水效率還將進一步提高。因此,未來我國用水總量增加的幾率和幅度很有限。
3.3.1統計特征
普遍認為,用水結構組成主要包括農業用水、工業用水、生活用水、生態環境用水。因此,本研究對我國各類行業用水進行統計,結果見表2。2000—2019年,用水總量多年平均值為5865.7億m3。其中,農業用水量占用水總量的63.5%,工業用水量占用水總量的22.2%,生活用水量占比為12.4%,生態用水量僅占1.9%。對于生態用水量而言,2003年最小,為79.5億m3;2019年最大,為249.6億m3;多年平均值為123.7億m3。

表2 用水結構及其統計特征 單位:億m3
從表2可以看出,2000—2019年,我國用水總量、農業用水量、工業用水量CV均小于0.1,屬弱變異;生活用水量、生態用水量CV大于0.4,屬于中等變異。在4個主要行業中,生活用水量和生態用水量的M-K檢驗統計量Z值分別為5.74、4.81(P<0.01),表明二者均呈現出較為明顯的增加趨勢。
我國供水總量和用水總量的相關系數高達0.9996,為極顯著相關(P<0.01),二者變化趨勢幾近相同,用水總量峰值亦出現在2013年。早期研究預測,2022年我國用水量可能達到6800億m3[23],2030年將達到6885億m3[24],2035年可能達到用水量峰值[22]。這可能與我國近20年人口增長率低于早期預測、經濟從高速發展跨入高質量發展階段的時間提前等原因有關。此外,供水總量與用水總量回歸方程斜率幾近于1,供多少水能用多少水,從側面反映出目前我國水資源仍處于緊缺狀態。
3.3.2比例變化
2000—2019年我國主要行業用水比例變化如圖3所示。從圖3可以看出,農業與工業用水量呈逐年下降趨勢,而生活用水量、生態用水量呈逐漸增加趨勢。其中,農業用水量占比從2000年的68.8%下降至2019年的61.2%,工業用水量從2007年的24.1%下降至2019年的20.2%;生活用水量占比從2000年的10.5%增加至2019年的14.5%,生態用水量從2003年的1.5%增加至2019年的4.1%。現階段,我國工業、農業和生活用水量仍十分巨大,尤其以農業用水占比最高。2000—2019年,我國農業用水量占用水總量的平均比例仍高達63.5%,因此,施行節水灌溉、做好農業節水勢在必行且任重道遠。

圖3 2000—2019年我國主要行業用水比例變化
生活用水主要用于公共設施、旅館餐飲、批發零售等服務行業與城鄉居民家庭用水。近20年間,我國經濟社會的快速發展,人民對美好生活的需求日益增長,服務行業不斷壯大,已成為生活用水量逐年增加的首要原因[25]。此外,隨城鎮化水平提高,城市居民數量增加、生活方式改變,引起生活用水量進一步增加[26]。為此,自2019年起,水利部陸續發布了機關、學校、醫院、賓館、零售業等多項服務業用水定額,不斷對服務業各領域用水進行嚴格約束。
生態用水則主要用于城市環境用水、水土保持林草植被建設,及維持河流水沙平衡及各種水體的基流。自2003年以來,我國生態用水量逐年增加,至2019年占用水總量的比例達到4.1%。但生態用水量占比依然很低,其多年平均值不足2.0%。中國工程院“21世紀中國可持續發展水資源戰略研究”項目組預測2000年全國生態用水量就達到800億~1000億m3,除去約600億m3由各河流目前尚未控制利用的地表及地下水補給,約200多億m3由工農業和生活用水的退水量補給,仍存在110億m3的缺口[1]。然而,該缺口直到2015年(122.7億m3)才完全堵上。
為緩解日趨嚴峻的用水形勢,推動全社會節約水資源,提高用水效率,促進經濟社會可持續發展,黨和國家在完善用水法律法規及制度創新的基礎上,積極開展節水實踐,并做好統籌規劃,使我國用水資源壓力逐步得到緩解。進入21世紀,黨中央和國家陸續出臺多項政策和文件(表3),以實現水資源可持續利用,支撐經濟社會高質量發展。

表3 國家層面相關用水政策與指導思想
鑒于農業用水量占全國用水總量的比例最高,且呈逐年增加趨勢,國務院于2012年出臺《國家農業節水綱要(2012—2020年)》,旨在用8年左右的時間來發展農業節水,從根本上扭轉水資源緊缺矛盾[27]。該文件的出臺對農業用水量調控產生立竿見影的效果,即2013年農業用水量達到峰值(3921.5億m3)后便開始逐漸降低。工業用水量也是如此。2010年工業和信息化部出臺《關于進一步加強工業節水工作的意見》[28],工業用水量于2011年達到峰值(1461.8億m3),而后亦逐漸下降。可見,為切實緩解水資源緊缺矛盾、加快轉變經濟發展方式和實現經濟社會的可持續發展,黨中央、國務院通過進行頂層設計,全面部署、統籌安排,各部門、全社會齊心協力共抓節水,可以有效減少工農業用水量。
近20年間,隨國內生產總值增加,我國生活用水量基本呈逐年增加趨勢。至2019年,我國生活用水量已達871.7億m3。可以預見,隨著人們對美好生活的需求越來越強烈,生活用水量在未來一段時間內仍將持續增加[29]。因此,在2016年頒布的《新水法》中,專門提出生活節水管理,并逐步推行超定額用水累進加價制度,以應對生活用水量持續增加的難題[30]。同年,國務院頒布《全民節水行動計劃》文件,將生活節水從城市擴大到鄉鎮以及缺水地區,并強調提高公共機構節水能力,真正做到全民節水[31]。
雖然2002年《水法》第4條中就提到要協調好生態環境用水,但因全社會未能給予足夠重視,尤其在經濟發展迅速的地區,工農業用水擠占生態用水的現象時有發生[32]。直至“綠水青山就是金山銀山”“像對待生命一樣對待生態環境”“山水林田湖草是一個生命共同體”等一系列生態文明思想的提出,以及全社會對生態環境保護的認識逐步深入[33],生態用水量才呈現出較為明顯的增加趨勢。尤其自2017年《節水型社會建設“十三五”規劃》發布以來,我國生態用水量年均增加40億m3以上。同時,近年來各級政府采取多種措施保障生態用水,如塔里木調水、黑河調水、珠江引淡壓咸等[34],都取得了令人振奮的成績,標志著我國生態用水由忽視進入保障的新階段。
2000—2019年,隨降水量緩慢增加,我國水資源總量亦呈緩慢增加趨勢;供水總量總體呈現先增加后逐漸下降的趨勢,但仍以地表水供給為主;用水總量等于供水總量,供水側壓力巨大,進而制約國民經濟穩定健康發展。為破解水資源供用困局,黨中央提出一系列生態文明思想,同時,國家層面陸續頒布多項用水政策,我國節水事業取得明顯進步。現階段,我國用水結構中仍以農業用水為主,工業用水次之,二者占用水總量的比例分別在61%和20%以上,但2013年后開始逐年降低。對于生活用水量和生態用水量而言,雖然二者至2019年占比仍然較低(分別為14.5%和4.1%),但增加速度很快。因此,在今后水資源開發利用過程中,不僅要抓好工農業節水,還要嚴控生活用水、發展生態用水,把節約用水貫穿于經濟社會發展和群眾生活生產全過程,全面推進節水型社會建設,促進人水和諧及社會經濟可持續發展。