馬天儒楊朝暉張慧

基于水足跡理論的淮河流域水資源節(jié)約與保護(hù)

馬天儒1楊朝暉1張慧2

一、淮河流域水資源節(jié)約與保護(hù)面臨的難題

淮河流域人口密度大、耕地面積廣、礦產(chǎn)資源豐富、交通便利、水系發(fā)達(dá)，是我國重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略區(qū)域以及糧食安全保障區(qū)域，其域內(nèi)的水資源安全極為重要。近年來，淮河水利委員會為落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，保障流域可持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。然而，淮河流域的水資源節(jié)約與保護(hù)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?cè)丝?.7億人，約占全國總?cè)丝诘?3%。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(nèi)人均水資源占有量呈下降趨勢。

2.水資源時(shí)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(nèi)陸小，山丘區(qū)大、平原區(qū)小的規(guī)律?；春右阅虾突春由嫌蔚貐^(qū)，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(qū)，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(huán)境污染較為嚴(yán)重

淮河流域水資源開發(fā)利用程度較高，由于域內(nèi)礦產(chǎn)豐富，采礦業(yè)和重工業(yè)較為發(fā)達(dá)，污水清理能力較弱，導(dǎo)致水環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。2014年淮河流域入河排污總量超過60億噸，水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率僅有61.8%。

4.用水需求增長較快

淮河流域北臨京津冀經(jīng)濟(jì)區(qū)，南臨長江經(jīng)濟(jì)帶，近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展始終保持高速增長。以安徽省為例，2015年安徽省生產(chǎn)總值增速高達(dá)8.7%，其工業(yè)增長達(dá)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(qū)面積廣，2014年淮河流域總耗水量為345.3億m3，僅農(nóng)田灌溉耗水量就達(dá)到了250.1億m3。由于農(nóng)業(yè)用水比重大且灌溉用水效率低，導(dǎo)致淮河流域的用水效率和用水效益總體偏低，用水結(jié)構(gòu)和用水方式都需要調(diào)整。

6.基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱

淮河流域水資源供水工程多建于20世紀(jì)60年代和70年代，經(jīng)過多年的運(yùn)行，大多工程存在老化失修的問題，供水能力嚴(yán)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(diào)水需求，水資源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)滯后于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要。

二、水足跡理論概述

隨著人類社會的發(fā)展，水資源不再局限于單一的自然水循環(huán)過程當(dāng)中，而是在復(fù)雜的自然—人工二元水循環(huán)中不斷流轉(zhuǎn)。在這一演變過程當(dāng)中，水資源不僅具有自然屬性，同時(shí)還被賦予了經(jīng)濟(jì)屬性。為了能夠更清楚地核算自然—人工二元水循環(huán)各個環(huán)節(jié)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(shí)占用的綜合指標(biāo)應(yīng)運(yùn)而生，將人類消費(fèi)終端與水資源利用關(guān)聯(lián)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(xué)者John Anthony Allan在1993年提出，最初被定義為生產(chǎn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品所需要的水資源量，其后被擴(kuò)展為生產(chǎn)商品和服務(wù)所需要的水資源量。虛擬水與實(shí)體水不同，它揭示了嵌入在商品或服務(wù)當(dāng)中的隱式水量，體現(xiàn)了水資源的經(jīng)濟(jì)屬性。以虛擬水研究為基礎(chǔ)，Hoekstra于2002年進(jìn)一步提出了水足跡的概念，用于表征人類消費(fèi)對水資源的影響。水足跡由生態(tài)足跡的概念衍生而來，定義為任何已知人口（一個國家、地區(qū)或個人）在一定時(shí)間內(nèi)消費(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量。水足跡的概念關(guān)聯(lián)了實(shí)體水和虛擬水，其由區(qū)域用水量與虛擬水凈進(jìn)口量之和來描述，體現(xiàn)了評價(jià)國家或區(qū)域

水資源真實(shí)消費(fèi)量的新思路。

2.水足跡理論的發(fā)展

2008年《地球生命力報(bào)告》首次引進(jìn)第三個衡量地球健康狀況的指標(biāo)水足跡（Water Footprint），用來顯示人類對地球生態(tài)系統(tǒng)的需求狀況。2011年，Hoekstra教授領(lǐng)導(dǎo)的水足跡網(wǎng)絡(luò)在全球首次發(fā)布了《水足跡評估手冊》，為許多政府和企業(yè)開展水足跡核算與評價(jià)工作奠定了基礎(chǔ)。水足跡逐漸引起了世界各國政府和學(xué)術(shù)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(guān)概念、虛擬水量化研究、虛擬水戰(zhàn)略、水足跡、虛擬水貿(mào)易與虛擬水流動、虛擬水分別與水資源和糧食資源的關(guān)系、虛擬水生態(tài)補(bǔ)償領(lǐng)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(chǎn)、消費(fèi)活動與水資源系統(tǒng)的相互作用關(guān)系出發(fā)，并以虛擬水的計(jì)算為基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括水足跡數(shù)量的計(jì)算、水足跡與農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)變化、水足跡的影響因素、基于水足跡的流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)取?/p>

3.水足跡理論對水資源安全評價(jià)的影響

水足跡的提出是為了衡量人類的生產(chǎn)、生活對水資源的占用量，早期的水足跡研究重點(diǎn)關(guān)注的是水足跡規(guī)模的核算。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)通過對區(qū)域水足跡的來源結(jié)構(gòu)以及需求結(jié)構(gòu)的比較分析，可以挖掘威脅區(qū)域水資源安全的潛在因素；此外，通過分析虛擬水貿(mào)易的動態(tài)，有助于發(fā)現(xiàn)隱藏在產(chǎn)品消費(fèi)背后的水資源使用問題，明晰水資源使用環(huán)節(jié)與真實(shí)水資源占用情況之間的關(guān)系。為此，研究者們構(gòu)建了一系列的水足跡評價(jià)指標(biāo)，用以從不同角度分析評價(jià)區(qū)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(jià)指標(biāo)體系分為四個較大的類別，即水足跡結(jié)構(gòu)指標(biāo)、水足跡效益指標(biāo)、水資源生態(tài)安全指標(biāo)以及水資源可持續(xù)性能指標(biāo)。水足跡結(jié)構(gòu)指標(biāo)可以判別研究區(qū)域?qū)?nèi)部及外部水資源的需求程度；水足跡效益指標(biāo)可以表征單位水資源量能夠產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益；水資源生態(tài)安全指標(biāo)可以揭示保障生態(tài)系統(tǒng)安全條件下水資源的脆弱程度；水資源可持續(xù)性能指標(biāo)可以分析區(qū)域水資源的支撐能力。

三、基于水足跡理論的水資源節(jié)約與保護(hù)措施

傳統(tǒng)的水資源節(jié)約與保護(hù)措施主要是依靠制定法律法規(guī)進(jìn)行管控約束，依靠教育宣傳手段增強(qiáng)節(jié)水意識，依靠推廣節(jié)水技術(shù)提升節(jié)水能力，依靠優(yōu)化資源配置加強(qiáng)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(jīng)濟(jì)屬性，缺乏對經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式以及市場需求的優(yōu)化。水足跡理論恰能彌補(bǔ)這一不足，為水資源管理工作指明發(fā)力點(diǎn)，為提高水資源節(jié)約與保護(hù)措施的針對性提供充分有效的科學(xué)依據(jù)。依據(jù)水足跡理論，淮河流域的水資源節(jié)約與保護(hù)還應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面：

1.調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

第一產(chǎn)業(yè)與第二、第三產(chǎn)業(yè)相比，耗水量大、用水效率低且單位水資源量能夠產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益少?；春恿饔虻谝划a(chǎn)業(yè)比重較大，灌溉技術(shù)相對落后且該產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率較低。更為重要的是，淮河流域在適宜耕作的平原地區(qū)水資源量較為缺乏。因此，需要在保證糧食安全的基礎(chǔ)上，對該產(chǎn)業(yè)規(guī)模予以適當(dāng)壓縮，尤其需要在耕作條件不利的地區(qū)，削減第一產(chǎn)業(yè)比重，提高第二、第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)水平。同時(shí)，由于第三產(chǎn)業(yè)具有耗水量低、污水排放少且經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)勢，在發(fā)展第二、第三產(chǎn)業(yè)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮提升第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平。

2.轉(zhuǎn)變消費(fèi)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(guān)。人們的消費(fèi)模式是影響水足跡的主要因素。高耗水產(chǎn)品和高耗水服務(wù)的消費(fèi)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(chǎn)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(xí)慣于茶葉的消費(fèi)則會減少相關(guān)的水足跡。關(guān)于飲食的消費(fèi)轉(zhuǎn)變相對困難且難以達(dá)到較好的效果，但是關(guān)于工業(yè)產(chǎn)品的消費(fèi)轉(zhuǎn)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(jià)格等方式引導(dǎo)市場向低耗水消費(fèi)模式逐步轉(zhuǎn)變。

3.重視水循環(huán)利用

人類的生活、生產(chǎn)活動不僅會消耗大量的水資源，還會產(chǎn)生大量的污染退水。如果這些污染退水不經(jīng)過處理直接排放到自然水體當(dāng)中，就會損害水體的正常功能、破壞生態(tài)環(huán)境。水體功能的喪失會加劇水資源短缺效應(yīng)，生態(tài)環(huán)境的修復(fù)也需要進(jìn)一步消耗水資源。由水足跡理論可知，高污染的產(chǎn)品和服務(wù)相當(dāng)于占用了更多的水資源。因此，必須高度重視水的循環(huán)利用，發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)。這不僅需要建立更多的污水處理設(shè)施，還需要努力探索如何重復(fù)利用高耗水、高污染的產(chǎn)品，盡可能地形成局部封閉的水循環(huán)過程，實(shí)現(xiàn)節(jié)水減污。

4.發(fā)展虛擬水貿(mào)易

水資源稟賦不同、水資源時(shí)空分布不均以及社會生產(chǎn)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(guān)注于通過工程手段進(jìn)行蓄水和調(diào)水。然而通過水足跡理論可知，發(fā)展虛擬水貿(mào)易同樣可以有效地改善區(qū)域水資源供需矛盾，而且相對于工程措施更加節(jié)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(huán)利用水平低、供水工程設(shè)施薄弱的區(qū)域，應(yīng)該盡可能避免種植水稻等高耗水作物，適當(dāng)減少高耗水、高污染的重工業(yè)，從水資源條件較好的區(qū)域運(yùn)輸購買相關(guān)產(chǎn)品，緩解本區(qū)域內(nèi)的水資源壓力?；春恿饔蚓哂休^強(qiáng)的交通便利優(yōu)勢，因當(dāng)充分利用這一優(yōu)勢發(fā)展虛擬水貿(mào)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(zhì)量監(jiān)督站233001）