供水安全概念芻議

陳康寧，王建華，李海紅，趙 勇，余弘婧，夏慶福，何 凡，翟正麗，翟家齊

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,100038,北京）

供水是一個(gè)古老的行業(yè)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)向前發(fā)展離不開供水安全的保障。通過(guò)鑿井、開渠、筑堰、修水庫(kù)、跨流域調(diào)水、建設(shè)輸配水管網(wǎng)等措施，供水的能力和水平持續(xù)提升，支撐了更大規(guī)模的人口、灌溉面積、產(chǎn)業(yè)及城市，滿足了更高質(zhì)量的生活飲用水、工業(yè)用水要求，有力推動(dòng)了人類社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展，可以說(shuō)人類歷史實(shí)際也是一部供水發(fā)展史。進(jìn)入工業(yè)——信息化社會(huì)以來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)體量逐漸逼近或越過(guò)水資源承載能力閾值，我國(guó)供水安全形勢(shì)明顯吃緊，再加上干旱氣候等極端事件呈多發(fā)、頻發(fā)、重發(fā)態(tài)勢(shì)，自20世紀(jì)80年代我國(guó)缺水形勢(shì)日益嚴(yán)峻，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)現(xiàn)狀年平均缺水量達(dá)500億m3，水資源供需緊平衡或失衡不僅給生產(chǎn)生活造成巨大破壞，而且已經(jīng)危及糧食安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全乃至國(guó)家安全。供水安全問(wèn)題給我國(guó)供水相關(guān)部門和行業(yè)帶來(lái)了極大壓力，盡管近30年我國(guó)供水能力和供水量努力延續(xù)了新中國(guó)成立前30年的高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但缺水量和破壞程度不減反增，水資源供需態(tài)勢(shì)不松反緊。以我國(guó)海河流域?yàn)槔?，根?jù)趙建世等（2008年）的研究結(jié)論，1985—2005年間流域水資源承載度持續(xù)超閾值并呈惡化趨勢(shì)。供水安全的新問(wèn)題實(shí)際上反映了我國(guó)水資源供需矛盾雙方的主與次、支配與從屬地位已發(fā)生了變化調(diào)整，傳統(tǒng)的一味擴(kuò)大供水工程能力的思路已不能完全適應(yīng)，現(xiàn)階段亟須對(duì)供水安全內(nèi)涵等深層次問(wèn)題做系統(tǒng)考量，不僅從傳統(tǒng)的供水工程技術(shù)手段出發(fā)，還要從經(jīng)濟(jì)社會(huì)內(nèi)部用水需求深入挖掘其對(duì)供水安全的影響，同時(shí)高度重視全球氣候變化等極端事件風(fēng)險(xiǎn)與破壞，從而形成對(duì)保障供水安全的決策支撐。

一、供水安全演進(jìn)、動(dòng)力與戰(zhàn)略作用

1.供水安全演進(jìn)貫穿于人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全過(guò)程

供水安全在人類發(fā)展歷史的各個(gè)階段中內(nèi)涵不斷豐富。在采集——狩獵社會(huì)，人靠天吃飯，自然是第一生產(chǎn)力，人類只要傍湖棲居或集蓄雨水等，便可滿足人類對(duì)水的全部要求，水源安全供水就安全。進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)，隨著生產(chǎn)方式由采集、狩獵過(guò)渡到以農(nóng)耕為主，人類一半靠天吃飯，一半靠自身力量吃飯，人力和畜力成為第一生產(chǎn)力，人類獲得穩(wěn)定、豐富糧食供應(yīng)的期望轉(zhuǎn)化為保障糧食生產(chǎn)用水的實(shí)踐，灌溉渠系、堤堰塘壩等農(nóng)業(yè)水利工程作為“物化”的人力畜力成為較大規(guī)模耕作的重要條件，水源和農(nóng)業(yè)用水安全供水即安全。進(jìn)入工業(yè)——信息社會(huì)以來(lái)，人類對(duì)供水安全提出了更高的要求，供水不僅要滿足生活需求、糧食需求，還要滿足工業(yè)的需求以及人工生態(tài)環(huán)境的需求，作為應(yīng)對(duì)措施，人類修建了大規(guī)模供水工程，凈水、制水和廢污水處理技術(shù)快速發(fā)展，輸配水管網(wǎng)延伸到各個(gè)用戶，同時(shí)為適應(yīng)水資源格局開始調(diào)整用水方式，供水安全表現(xiàn)為水源、供水工程、用水主體復(fù)合系統(tǒng)的安全。

2.供水趨向安全是經(jīng)濟(jì)社會(huì)能動(dòng)性與脆弱性矛盾運(yùn)動(dòng)的結(jié)果

人類能動(dòng)性與經(jīng)濟(jì)社會(huì)脆弱性這一對(duì)矛盾的運(yùn)動(dòng)、變化和發(fā)展是供水安全演進(jìn)的動(dòng)力。人類對(duì)供水始終存在極強(qiáng)的依賴關(guān)系，即使是在科技高度發(fā)達(dá)的今天，也不會(huì)改變這一基本事實(shí)。作為人類與生俱來(lái)的本質(zhì)特征，對(duì)水的依賴帶來(lái)了有利和不利兩方面因素。不利即經(jīng)濟(jì)社會(huì)的脆弱性，由于壽命明顯延長(zhǎng)、人口急劇增多，以及人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)提供的產(chǎn)品和服務(wù)更加豐富和高級(jí)，對(duì)供水要求越來(lái)越高，供水破壞等事故的邊際成本驟增，相對(duì)過(guò)去更顯脆弱。有利即人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的能動(dòng)性，生產(chǎn)力水平的提高使人類有能力通過(guò)開拓水源、修筑供水工程設(shè)施、壓縮經(jīng)濟(jì)社會(huì)不合理用水來(lái)滿足更苛刻的供水需求。人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)能動(dòng)性與脆弱性這一對(duì)矛盾的運(yùn)動(dòng)、變化和發(fā)展是供水安全演進(jìn)的內(nèi)在動(dòng)力，供水不斷趨向安全實(shí)際上就是能動(dòng)性不斷彌補(bǔ)脆弱性的結(jié)果。

3.供水安全在國(guó)家安全體系中的戰(zhàn)略作用

供水安全與防洪安全并列為兩大主體性、基礎(chǔ)性的水安全，是糧食安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全等涉水安全不可分離的基礎(chǔ)，是影響國(guó)家安全的支撐性因子，供水安全與否不僅關(guān)乎基本人權(quán)和社會(huì)公平，影響到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)定性和可持續(xù)能力，同時(shí)也是衡量一個(gè)社會(huì)福利水平高低的重要標(biāo)尺，因此保障供水安全成為世界各國(guó)治水實(shí)踐的中心任務(wù)，供水安全戰(zhàn)略作用示意見圖1。

二、供水安全概念的定義

1.供水安全研究進(jìn)展

以往對(duì)供水安全的研究主要針對(duì)為滿足城鄉(xiāng)居民生活、工業(yè)等用水需求而興建的水廠、管網(wǎng)等工程本身的安全。馮一謙（2009年）認(rèn)為保障城市供水安全需要有足夠的供水能力以及完善的處理工藝和事故應(yīng)急預(yù)案與應(yīng)急措施。葛華軍等（2007年）認(rèn)為城市供水安全應(yīng)充分保證城市居民生活用水、城市工業(yè)用水、城市生態(tài)用水和消防用水，同時(shí)必須滿足用戶對(duì)水量、水質(zhì)和水壓的要求，做到具備充足的水源、足夠的取水與凈水設(shè)施能力和合理的輸配水管理，并力求在運(yùn)行過(guò)程中做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)合理。劉俊等（2009年）認(rèn)為包括水源、水廠、供水管網(wǎng)在內(nèi)的任何子系統(tǒng)故障都將影響整個(gè)供水系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.供水安全基本要求

“供水”是水利行業(yè)術(shù)語(yǔ)，指為滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)合理用水需求所采取的一系列工程、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法律等手段?！鞍踩币辉~在《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》（第5版）中的解釋是：沒(méi)有危險(xiǎn)；不受威脅；不出事故。從漢語(yǔ)語(yǔ)法角度分析，“供水安全”是一個(gè)主謂短語(yǔ)，“供水”作為一個(gè)名詞，充當(dāng)主語(yǔ)，代表被陳述的部分，“安全”作為形容詞，充當(dāng)謂語(yǔ)，回答主語(yǔ)“怎么樣”。由于安全與否最終取決于供水對(duì)象的評(píng)判，所以“供水安全”可認(rèn)為是供水形勢(shì)與供水問(wèn)題等客觀存在的主觀反映，是一種“感知、認(rèn)識(shí)、狀態(tài)、問(wèn)題”的混合現(xiàn)象。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究的總結(jié)與思考，以用水主體需求為終極目標(biāo)，提出供水安全應(yīng)包括的四方面基本要求，即充足的水量、達(dá)標(biāo)的水質(zhì)、穩(wěn)定的供應(yīng)和可承受的價(jià)格。所謂“充足的水量”，指供水在數(shù)量上能滿足特定范圍用戶的合理需求；所謂“達(dá)標(biāo)的水質(zhì)”，指供水在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及生物性質(zhì)等方面達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)；所謂“穩(wěn)定的供應(yīng)”，指供水在量質(zhì)上不隨時(shí)間發(fā)生較大波動(dòng)，其微小變化在供水對(duì)象承受范圍內(nèi)；所謂“可承受的價(jià)格”，指供水價(jià)格符合用水主體的支付意愿。

3.供水安全概念定義

根據(jù)以上分析，本文提出供水安全概念的定義，即當(dāng)前與未來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的合理用水需求，在水量、水質(zhì)、穩(wěn)定性、價(jià)格等四方面的滿足程度，以及規(guī)避和消除威脅和風(fēng)險(xiǎn)的能力。而為了滿足合理用水需求，無(wú)論是傳統(tǒng)意義上的水廠、管網(wǎng)等供水工程，還是水源工程、水資源配置工程，或作用于用水主體的各類管理措施等，都應(yīng)在保障供水安全考慮的范疇之列。

三、供水安全的本質(zhì)屬性

1.供水安全的系統(tǒng)性

供水安全具有系統(tǒng)性，是水源、人工供水工程、用水三大子系統(tǒng)的集成安全。對(duì)于水源子系統(tǒng)，在需求的引導(dǎo)下，由原來(lái)的傳統(tǒng)地表水、地下水水源，進(jìn)一步向再生水、淡化海水、直接利用海水、雨水、洪水甚至是空中水拓展。對(duì)于人工供水系統(tǒng)安全，由原來(lái)的直接傍河取水、鑿井取水，向更加能動(dòng)的跨流域調(diào)水、分質(zhì)供水、集中式供水、降低輸水損失、二次供水等措施發(fā)展。對(duì)于用水子系統(tǒng)，通過(guò)控制規(guī)模、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局、水權(quán)轉(zhuǎn)換、提高水重復(fù)利用率等方式，做自適應(yīng)調(diào)整。通過(guò)三大子系統(tǒng)間協(xié)同運(yùn)作，共同達(dá)到供水安全目標(biāo)。

2.供水安全的相對(duì)性

供水安全具有相對(duì)性，其安全與否歸根到底取決于需求的滿足程度。供水安全是一種社會(huì)存在，安全問(wèn)題、安全現(xiàn)象、安全風(fēng)險(xiǎn)等本身具有客觀性，但供水安全并非是一種完全的自在之物，它又是人類社會(huì)心理的產(chǎn)物。供水是否安全，是相對(duì)于用水需求的滿足程度的，應(yīng)以人類評(píng)價(jià)為依據(jù)，供水安全的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)是相對(duì)于人類需求而言的，供水安全存在標(biāo)準(zhǔn)同樣說(shuō)明其不能離開主觀評(píng)價(jià)獨(dú)立存在。

3.供水安全的階段性

供水安全具有階段性，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展向更高水平不斷演進(jìn)。以飲水安全為例，1976年我國(guó)衛(wèi)生部組織制定了 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（TJ 20—1976），1985年 又 進(jìn) 行 了 修訂，指標(biāo)增加至35項(xiàng)。2007年7月，衛(wèi)生部再次制定了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定指標(biāo)由原標(biāo)準(zhǔn)的35項(xiàng)增至106項(xiàng)。從發(fā)展趨勢(shì)看，現(xiàn)在的生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)主要為防止污染，但無(wú)法滿足人體對(duì)鉀、鈉、鎂、鈣、硒、銅等礦物質(zhì)及pH值等的更高要求。因此可以肯定的是，隨著我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的推進(jìn)，現(xiàn)行飲用水標(biāo)準(zhǔn)的不足在一定階段會(huì)體現(xiàn)出來(lái)，并成為解決新類型飲水安全問(wèn)題的起點(diǎn)。

4.供水安全的有限性

供水安全具有有限性，水資源的無(wú)節(jié)制需求不應(yīng)被滿足。對(duì)于不合理用水需求，即使暫時(shí)性的滿足，其負(fù)外部性將對(duì)資源生態(tài)造成破壞，或轉(zhuǎn)嫁到其他區(qū)域。以我國(guó)海河流域?yàn)槔?，其水資源稟賦與其同緯度地區(qū)比相當(dāng)，但經(jīng)濟(jì)社會(huì)規(guī)模遠(yuǎn)超其水資源承載能力上限，向供水提出不合理要求，是違背供水安全有限性的表現(xiàn)。在我國(guó)現(xiàn)階段，供水僅能滿足合理并適度從緊的用水需求。

5.供水安全的經(jīng)濟(jì)性

供水安全具有經(jīng)濟(jì)性。如果供用水的成本或價(jià)格偏高，超過(guò)了供水對(duì)象的承受能力，反過(guò)來(lái)會(huì)破壞供水安全。以天津海水淡化利用為例，目前已建成投產(chǎn)的海水淡化廠均存在大面積停工現(xiàn)象。造成海水淡化產(chǎn)能過(guò)剩的主要原因是價(jià)格，目前城市自來(lái)水廠是政府補(bǔ)貼性的指導(dǎo)價(jià)，而海水淡化是按照生產(chǎn)成本計(jì)算出的市場(chǎng)價(jià)，目前約為8元，相對(duì)城市4元左右的自來(lái)水水價(jià)高出一倍，用水主體毫無(wú)疑問(wèn)無(wú)法承受。

四、供水安全的影響因素與歸因

1.供水系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

供水安全之所以面臨威脅，是由于供水系統(tǒng)內(nèi)部各要素的影響。傳統(tǒng)概念中，供水系統(tǒng)僅指水廠、管網(wǎng)等供水工程。隨著供水安全問(wèn)題的日益突出，對(duì)供水系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)也逐漸向水源和供水對(duì)象兩端拓展，形成包括水源、供水工程、用水戶的更大系統(tǒng)。如圖2所示，水源系統(tǒng)包括可供利用的當(dāng)?shù)氐乇硭⒌叵滤?、跨區(qū)域調(diào)水及非常規(guī)水；人工供水工程系統(tǒng)包括取水、輸水、凈水和配水等水利工程，以及應(yīng)急供水設(shè)施；用水系統(tǒng)包括城市生活用水、農(nóng)村生活用水、二三產(chǎn)用水、農(nóng)業(yè)用水、人工生態(tài)補(bǔ)水等五類用戶及其用水子系統(tǒng)。

2.基于供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響因子分析

基于上述供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，供水安全的影響因子也可分為三大部分，即水源因子、供水工程因子和用戶因子。其中水源影響因子包括兩大類，一類是水資源的自然稟賦，包括水資源量的多寡、時(shí)空分布狀況、過(guò)境可利用水資源量、水土資源匹配程度、極端水文事件發(fā)生的頻率和影響程度等；第二類是人為影響因子，包括水資源開發(fā)利用能力、水體污染程度、人為突發(fā)事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)和影響程度等；供水工程影響因子包括工程格局、工程能力、工程系統(tǒng)協(xié)調(diào)度、工程質(zhì)量狀況及工程運(yùn)行管理水平等；用戶影響因子包括人口規(guī)模、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、灌溉規(guī)模、種植結(jié)構(gòu)、用水方式和技術(shù)水平、節(jié)水工藝和設(shè)備以及公眾意識(shí)和技能等等，見圖3。

3.供水安全問(wèn)題的歸因分析

供水安全是內(nèi)外因共同作用的結(jié)果。這里所謂的內(nèi)因和外因，是指水源、供水工程或用水主體與水資源的合理需求之間產(chǎn)生的矛盾。外因即水資源稟賦不安全，內(nèi)因包括工程不安全、管理不安全、結(jié)構(gòu)不安全、布局不安全、效率不安全、排放不安全等6個(gè)方面。所謂“水資源稟賦不安全”，指由于水資源本底條件差、水源結(jié)構(gòu)單一、過(guò)境水分配水量少、水資源時(shí)空分布不均等因素造成不安全現(xiàn)象。所謂“工程不安全”指由于蓄引提調(diào)工程、制凈水工藝、輸配水管網(wǎng)或二次供水設(shè)施等沒(méi)有跟上或能力下降造成的不安全。所謂“管理不安全”指由于管理主體在供水調(diào)度、管水工程及設(shè)施管護(hù)等人為因素造成的不安全。所謂“結(jié)構(gòu)不安全”指由于產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)明顯與所在地水資源條件不匹配造成的不安全。所謂“布局不安全”指產(chǎn)業(yè)布局和城市發(fā)展等缺乏對(duì)毗鄰水資源環(huán)境的統(tǒng)籌考慮，造成在一些水資源短缺和生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)盲目建設(shè)高耗水、重污染項(xiàng)目或超大規(guī)模城市群帶來(lái)的不安全。所謂“效率不安全”指由于產(chǎn)業(yè)用水效率低下造成水資源浪費(fèi)帶來(lái)的不安全。所謂“排放不安全”指主要污染物入河湖總量超出水功能區(qū)納污能力帶來(lái)的不安全。內(nèi)因是供水安全問(wèn)題存在的基礎(chǔ)，是供水安全運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展的源泉和動(dòng)力，它規(guī)定著供水安全的基本趨勢(shì)。外因是供水安全問(wèn)題存在和發(fā)展的外部條件，起加速或延緩供水安全的作用。供水安全問(wèn)題是外因與內(nèi)因共同作用的結(jié)果，但由于外因?qū)┧踩淖饔脕?lái)得快、來(lái)得明顯，人們往往只重視外因的作用而忽視了內(nèi)因。實(shí)際上，內(nèi)因與外因同等重要，在現(xiàn)階段，內(nèi)因已成為左右我國(guó)供水安全態(tài)勢(shì)的主要矛盾，應(yīng)更加重視針對(duì)內(nèi)因制訂保障供水安全的對(duì)策，同時(shí)也不應(yīng)忽視極端氣候、突發(fā)事件等新型外因帶來(lái)的新風(fēng)險(xiǎn)。

五、結(jié) 語(yǔ)

保障國(guó)家供水安全，是黨和國(guó)家的重大決策部署。通過(guò)盡可能滿足全國(guó)各行業(yè)、各地區(qū)、各用水主體在常態(tài)與極端情況下的合理用水需求，有力有效支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、糧食安全和生態(tài)安全建設(shè)，可以預(yù)見，這一歷史性決策必將產(chǎn)生重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)歷史意義。在加快水利改革發(fā)展新時(shí)期，要保障國(guó)家供水安全，必先明確保障思路，對(duì)癥下藥制訂戰(zhàn)略，化解我國(guó)現(xiàn)階段供水安全問(wèn)題。根據(jù)供水安全的影響因素、歸因及其關(guān)系，本文認(rèn)為我國(guó)供水安全保障可借鑒“兩條腿走路，兩情景兼顧”的思路。所謂兩條腿走路，就是要在繼續(xù)強(qiáng)化國(guó)家重大水資源配置工程能力的同時(shí)，通過(guò)調(diào)結(jié)構(gòu)、控規(guī)模、抓管理、倡文明等手段作用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)內(nèi)部，形成適水型的水資源開發(fā)利用方式。所謂兩情景兼顧，就是不僅要保障常態(tài)下的供水安全，還應(yīng)在出現(xiàn)極端情況時(shí)最大程度減少供水破壞損失。要實(shí)現(xiàn)兼顧極端情況，不僅應(yīng)建立健全供水安全保障應(yīng)急響應(yīng)體系，最大程度減少損失，還應(yīng)未雨綢繆，更加主動(dòng)地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，如儲(chǔ)備戰(zhàn)略水源、開發(fā)利用非常規(guī)水、制訂應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案、提升應(yīng)急調(diào)度能力等。

[1]錢正英，陳家琦，馮杰.從供水管理到需水管理[J].中國(guó)水利,2009（5）.

[2]趙建世，王忠靜，李海紅，等.海河流域水資源承載能力演變分析 [J].水利學(xué)報(bào)，2008，39（6）.

[3]馮一謙.首都供水安全保證體系建設(shè)的探討[J].中國(guó)建設(shè)信息（水工業(yè)市場(chǎng)），2009（8）.

[4]葛華軍，施春紅.我國(guó)城市供水安全分析[J].安全,2007（8）.

[5]劉俊，俞國(guó)平.我國(guó)城市供水系統(tǒng)安全保障及應(yīng)急體系建設(shè)的探討[J].城市公用事業(yè)，2009（6）.

[6]施春紅，胡波.城市供水安全綜合評(píng)價(jià)探討[J].資源科學(xué)，2007，29（3）.

[7]萬(wàn)眾華.城市供水水質(zhì)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與控制對(duì)策[J].北京水務(wù)，2006（5）.

[8]張俊艷，韓文秀.城市水安全問(wèn)題及其對(duì)策探討[J].北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2005，21（2）.