國家水資源承載力評價與戰(zhàn)略配置

王建華

（中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

“國家重點研發(fā)計劃”

國家水資源承載力評價與戰(zhàn)略配置

王建華

（中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

2016年7月，在科技部優(yōu)先啟動的國家重點研發(fā)計劃專項“水資源高效開發(fā)利用”中，“國家水資源承載力評價與戰(zhàn)略配置”作為2016年度項目立項實施,項目經(jīng)費3000萬元。該項目的牽頭單位是水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，參與單位包括清華大學(xué)、國家發(fā)改委宏觀經(jīng)濟研究院經(jīng)濟所、南京水利科學(xué)研究院、中科院地理科學(xué)與資源研究所和北京師范大學(xué)等19家專業(yè)科研院所和重點高等院校。項目負責(zé)人是中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所所長王建華教授級高工。

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展和取耗排水量的不斷增加，水資源總量、水環(huán)境容量和水生態(tài)空間約束日益顯現(xiàn)，部分地區(qū)水資源開發(fā)利用程度已接近甚至超過了水資源承載能力，引發(fā)水源短缺、河湖生態(tài)退化及地面沉降等一系列問題，當前水資源安全保障的主要矛盾已逐步從供給不足轉(zhuǎn)向為承載過度?？茖W(xué)評價全國水資源承載能力和承載狀況，采取“卸荷”和“強載”雙向調(diào)控措施，提高水資源與其他經(jīng)濟社會要素的適配性，從而將水壓力負荷控制在水資源系統(tǒng)可承載范圍之內(nèi)，是實現(xiàn)國家水資源安全保障的重要內(nèi)容。2013年發(fā)布的《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》中，明確提出“建立資源環(huán)境承載力監(jiān)測預(yù)警機制，對水土資源超載區(qū)域?qū)嵭邢拗菩源胧薄?/p>

基于上述背景，本項目面向未來我國“兩個百年”發(fā)展目標的國家水資源安全保障現(xiàn)實需求，遵循重點專項“全鏈條創(chuàng)新，一體化設(shè)計”的理念，按照“基礎(chǔ)構(gòu)建-評價預(yù)測-綜合配置-管控預(yù)警”的科學(xué)邏輯組織開展研究。在基礎(chǔ)構(gòu)建上，項目將系統(tǒng)解析全國水循環(huán)垂向和水平向的通量，建立全國分布式“水帳”，并研究水資源系統(tǒng)對生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟社會系統(tǒng)的承載及其互饋機理，提出承載的關(guān)鍵閾值，形成“水資源”與“承載”雙重科學(xué)基礎(chǔ)；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)人類生活對自然水循環(huán)系統(tǒng)干擾的不同活動類別，創(chuàng)新水資源承載能力基礎(chǔ)理論與評價方法，建立綜合水量、水質(zhì)、水流、水域空間的水資源承載力認知與評價體系，同時對未來不同水平年全國分區(qū)水資源壓力進行科學(xué)預(yù)測，實現(xiàn)對不同時間斷面全國水資源承載狀況的科學(xué)認知；基于上述認知結(jié)果，創(chuàng)新研發(fā)基于“荷載均衡”的理念的水資源配置理論方法與模型技術(shù)，繪制國家水資源配置系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，提出保障國家水資源安全的水資源戰(zhàn)略配置方案、措施建議及實施路線；為保障配置方案的落實和安全目標的實現(xiàn)，項目還將開展國家水資源承載風(fēng)險的綜合評估與動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，提出落實水資源配置方案的中長期水資源整體管控路線圖。為服務(wù)于國家水資源承載能力的監(jiān)控預(yù)警，項目還將在開展全國水資源承載力大數(shù)據(jù)平臺的系統(tǒng)設(shè)計和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建全國三級分區(qū)及縣域的水資源承載能力大數(shù)據(jù)平臺。項目技術(shù)路線如圖1所示。

根據(jù)上述研究總體目標與實施技術(shù)路線，考慮課題研究開展的同步性、相對獨立性和完整性，項目供設(shè)置了9個課題，分別是：

（1）中國水循環(huán)通量解析及其演進研究。建立全國水循環(huán)模擬模型，以降水為輸入，解析自然水循環(huán)各分項要素及平衡關(guān)系，以及社會水循環(huán)通量過程及用水效率，繪制全國水資源三級區(qū)、縣域的垂向與水平向水流圖，研究兩向通量演變機制與規(guī)律。

（2）基于“水資源-經(jīng)濟社會-生態(tài)環(huán)境”互饋關(guān)系的承載機理與彈性閾值。揭示經(jīng)濟社會、生態(tài)環(huán)境變化與水資源系統(tǒng)演變的互饋關(guān)系和壓力響應(yīng)機理，分區(qū)提出水資源對經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的彈性承載閾值或標準化計算方法。

（3）水資源承載力評價方法及全國縣域承載評價。建立包括水量、水質(zhì)、水流、水域多維要素的水資源壓力與承載表征指標體系，評價全國縣域和三級區(qū)水資源承載力、承載負荷及承載狀況。

（4）我國經(jīng)濟社會中長期發(fā)展情景及水資源壓力預(yù)測。構(gòu)建全國經(jīng)濟社會發(fā)展模擬模型，預(yù)測我國2050年前經(jīng)濟社會發(fā)展與用水效率情景，結(jié)合全球氣候變化，開展不同時期全國水資源壓力狀態(tài)預(yù)測與演進過程研究。

（5）重點地區(qū)水資源承載動態(tài)預(yù)測與調(diào)控。根據(jù)國家發(fā)展戰(zhàn)略與主體功能區(qū)劃，選擇典型流域/區(qū)域開展水資源承載狀況診斷及其動態(tài)預(yù)測，提出水資源承載力提升與負荷調(diào)控方案。

圖1 項目技術(shù)路線

（6）國家水資源協(xié)同配置模型與方案研究。研發(fā)多時空尺度水資源配置方法，開發(fā)中國水資源協(xié)同配置模型，提出負荷均衡、空間均衡、代際均衡的國家水資源配置格局和方案。

（7）水資源承載風(fēng)險評估與監(jiān)測預(yù)警技術(shù)。識別氣候變化、城鎮(zhèn)化發(fā)展、產(chǎn)業(yè)布局等對水資源承載力及負荷的影響，研究區(qū)域水資源承載風(fēng)險評估方法與監(jiān)測預(yù)警技術(shù)，開展國家水資源承載風(fēng)險評估與遙感動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。

（8）全國水資源承載力大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建。研發(fā)水資源多源數(shù)據(jù)同化與融合技術(shù)，建立全國三級區(qū)、縣域的水資源承載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，開展多模型集成，構(gòu)建集動態(tài)模擬、預(yù)警分析、決策支持為一體的水資源承載力大數(shù)據(jù)平臺。

（9）水資源整體管控策略與路線圖研究。按照水資源復(fù)合系統(tǒng)“結(jié)構(gòu)優(yōu)、功能強、健康佳、風(fēng)險小”要求，提出水資源管控準則與規(guī)制，從要素、空間、過程與風(fēng)險管控等方面提出保障國家水安全的水資源整體管控策略和路線圖，為全國逐步消除超載區(qū)奠定基礎(chǔ)。

本項目預(yù)期主要產(chǎn)出可概括為“2+4+6+2”，即2項理論成果、4項技術(shù)成果、6套圖件成果和2套方案成果，具體包括：①2項理論成果，分別為水資源承載能力理論與評價方法、全國分區(qū)域水資源承載彈性閾值與參數(shù)庫；②4項技術(shù)成果，分別為全國水循環(huán)系統(tǒng)模擬模型、全國水資源協(xié)同配置模型、全國水資源承載風(fēng)險評估模型、全國水資源承載能力大數(shù)據(jù)平臺；③6套圖件成果，分別為全國兩向水流圖、水資源承載狀況評價圖、未來水資源壓力圖、中長期水資源配置網(wǎng)絡(luò)圖、水資源戰(zhàn)略配置路線圖、水資源承載風(fēng)險評估圖；④2項方案成果，分別為全國及重點地區(qū)水資源配置方案、面向水安全的國家水資源整體管控方案。

本項目是國家中長期水資源安全目標導(dǎo)向下的系統(tǒng)水情認知與宏觀治理方案研究，具有很強的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和公益性。項目預(yù)期效益主要包括五個方面：一是提出全國水循環(huán)收支“明細賬”，對摸清我國水資源家底及科學(xué)規(guī)劃管理水資源意義重大；二是提出全國及重點地區(qū)水資源配置方案與重大措施，將為國家水資源安全保障及經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)規(guī)劃決策提供重要支撐；三是形成水資源承載風(fēng)險防控與綜合管控方案，將為我國水資源管理深化改革提供有效支持；四是提出水資源承載力評價方法和監(jiān)測預(yù)警技術(shù)，為我國水資源承載力監(jiān)測預(yù)警機制的建立提供直接支撐；五是構(gòu)建綜合“量-質(zhì)-域-流”的水資源承載力理論與評價方法、面向荷載平衡的水資源配置機制及模型技術(shù)等，對于推動水資源學(xué)科發(fā)展具有積極作用。

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.04.111

項目名稱： 國家重點研發(fā)計劃項目“國家水資源承載力評價與戰(zhàn)略配置”（2016YFC0401300）。

王建華（(1972—），男，博士，教授級高級工程師，中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所所長，主要研究方向為水資源、水文學(xué)，E-mail:wjh@iwhr.com。