用水效率目標約束下的省市用水差異及分區(qū)對策探討

廖瑜欣 張勇 古潤竹

摘要：隨著節(jié)水型社會建設和最嚴格水資源管理的提出，各地用水受到更明確、更嚴格的控制.為量化目標控制對區(qū)域用水的約束影響，提出了水資源目標約束強度概念，探索性地對水資源目標約束的進行量化分析，計算中國大陸31個省級行政區(qū)的工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度及差異性，通過情境分析綜合考慮工、農(nóng)業(yè)用水領(lǐng)域目標約束情況，得到工農(nóng)強控、農(nóng)業(yè)主控、工業(yè)主控等七種類型地區(qū)，針對不同類型地區(qū)提出優(yōu)化水資源管理的對策建議.

關(guān)鍵詞：最嚴格水資源管理;

目標約束強度;

用水效率;

情境分析;分區(qū)探討

中圖分類號：X321 文獻標志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.015

0引言

用水效率控制是國家最嚴格水資源管理制度和節(jié)水型社會建設的重要考核目標.2007年發(fā)布的《節(jié)水型社會建設“十一五”規(guī)劃》以萬元GDP用水量、農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)和萬元工業(yè)增加值用水量作為節(jié)水型社會建設中用水效率的考核指標;2011年中央一號文件《中共中央國務院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》中要求建立水資源開發(fā)利用控制、用水效率控制和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”，用水效率控制為水利改革發(fā)展的重點;2013年國務院辦公廳印發(fā)的《實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》中，分別對中國大陸31個省級行政區(qū)2015、2020和2030年萬元工業(yè)增加值用水量和農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)設置了具體目標，對工、農(nóng)業(yè)用水效率提出了更明確的控制目標.

在最嚴格水資源管理制度考核目標推動下，大量針對用水效率空間差異的研究得以開展，對農(nóng)業(yè)用水中糧食生產(chǎn)用水效率差異、區(qū)域整體農(nóng)業(yè)用水效率的空間探討，通過綜合評價指標或模型對區(qū)域工業(yè)用水效率的評價分析.相關(guān)研究分區(qū)探討大多基于行政地理區(qū)劃進行區(qū)域劃分，或通過聚類分析分出不同類型，但針對最嚴格水資源管理制度目標考核約束的研究大多圍繞污染總量控制目標展開，結(jié)合水資源承載力、水環(huán)境功能區(qū)劃、污染物排放削減目標和環(huán)境基尼系數(shù)等，區(qū)域污染物排放量進行合理分配，對考核目標約束本身及其空間差異研究相對較少.

為量化最嚴格水資源管理制度目標考核對當?shù)赜盟募s束強度，本文提出水資源目標約束強度概念，探討水資源指標的目標設置下，區(qū)域用水約束強弱的空間差異.圍繞用水效率控制目標，計算了中國大陸31個省級行政區(qū)工、農(nóng)業(yè)用水效率的目標約束強度，通過情境分析綜合考慮兩種不同用水領(lǐng)域效率約束情況，劃分出不同類型地區(qū)并提出相應指導建議.

1研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1研究方法

1.1.1目標約束強度定義和計算

在最嚴格水資源管理制度目標考核約束下，本文提出水資源目標約束強度概念，定義水資源目標約束強度為最嚴格水資源管理制度目標考核中約束指標f以下簡稱“水資源指標”）目標與現(xiàn)狀差距的量化指標.為展開空間對比探討，對不同地區(qū)水資源指標目標與現(xiàn)狀之差進行標準化，再與中國大陸整體水平對比，計算得到具體的目標約束強度數(shù)值.認為目標約束強度數(shù)值越大，則最嚴格水資源管理制度目標考核對當?shù)貙嶋H用水約束越強，該地區(qū)在該用水領(lǐng)域應提高用水控制力度，以達到水資源規(guī)劃目標要求.

水資源指標通?？煞譃檎蚝拓撓蛑笜耍ㄒ姳?），由于正、負向指標目標設置不同，分別對兩種指標定義目標約束強度計算公式.

1.1.2目標約束強度在工、農(nóng)業(yè)用水效率中的應用及分區(qū)探討

目標約束強度的計算，以我國省級行政區(qū)為單位，分別選取農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)和萬元工業(yè)增加值用水量，對中國31個省級行政區(qū)（臺灣、香港和澳門除外）的工、農(nóng)業(yè)用水效率進行分析.其中，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為正向指標，選取公式（1）計算目標約束強度;萬元工業(yè)增加值用水量為負向指標，選取公式（2）計算目標約束強度.

根據(jù)計算結(jié)果，將工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度按較強、中等和較弱3個水平進行兩兩組合成9種情境進行探討，并根據(jù)不同類型提出相應指導建議.本文所有分析探討均建立在各地政府規(guī)劃文件及統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)能客觀反映當?shù)貙嶋H情況的基礎(chǔ)上進行.

1.2數(shù)據(jù)來源

考慮數(shù)據(jù)的可得性，目標約束強度計算公式中，用水指標目標Dij和現(xiàn)狀Pij，主要取自各省級行政區(qū)政府部門出臺的“十二五”及“十三五”水利發(fā)展規(guī)劃、節(jié)水型社會建設“十三五”規(guī)劃、實行最嚴格水資源管理制度“十三五”工作方案、“十三五”水資源消耗總量和強度雙控行動方案等規(guī)劃文件，部分地區(qū)由于相關(guān)規(guī)劃文件中暫無相應數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)取自當?shù)?015年水資源公報和其他政府公告;行業(yè)用水占比sij為當?shù)?015年用水量，數(shù)據(jù)取自當?shù)?015年水資源公報和《中國統(tǒng)計年鑒》.

由于各省級行政區(qū)公布的萬元工業(yè)增加值用水量包括火電工業(yè)用水，其中含有大量的工業(yè)冷卻水和循環(huán)用水，故部分地區(qū)的工業(yè)用水效率計算結(jié)果可能與實際情況存在一定偏差.

2目標約束強度計算分析

2.1計算結(jié)果

計算得到31個省級行政區(qū)工、農(nóng)業(yè)用水效率的目標約束強度，結(jié)果見表3.由于部分省市相關(guān)政府公告或水資源公報中未公布相關(guān)數(shù)據(jù)，本節(jié)對吉林的農(nóng)業(yè)用水效率，新疆和西藏的工業(yè)用水效率不作討論.

2.2目標約束強度分析

制定用水效率目標時，除用水效率現(xiàn)狀值外，還需考慮當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展用水需求、生態(tài)用水需求、節(jié)水技術(shù)水平等多方面因素，用水效率的目標制定屬復合型問題.本文著眼于目標對區(qū)域用水的影響情況，故本節(jié)僅針對用水效率現(xiàn)狀與用水效率目標約束強度的相關(guān)關(guān)系展開分析和討論.通過空間對比發(fā)現(xiàn)，工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度較大地區(qū)具有較明顯的空間聚集分布特征，目標約束強度較小地區(qū)一般在對應用水領(lǐng)域的用水效率較高.

農(nóng)業(yè)用水效率方面（見圖1），目標約束強度大于1.0的省市共有14個，主要集中在西南、西北和華中地區(qū).其中，云南省目標約束強度最高且遠高于其他省市，通過分析發(fā)現(xiàn)主要是由于云南省目標設置較高，現(xiàn)狀差值高達0.1（全國為0.018），且農(nóng)業(yè)用水占比也較高（2015年為69.69%），使得云南省農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度遠高于其他省市.其次，目標約束強度在2.0～7.0之間的省市有5個，主要由于農(nóng)業(yè)用水占比高，貢獻了較高的目標約束強度，其中新疆、寧夏和西藏的2015年農(nóng)業(yè)用水占比分別為94.66%，90.5%和88.31%.另外，7個省市目標約束強度小于0.5，這些省市農(nóng)業(yè)用水效率均較高，“十二五”末農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)均高于全國整體水平（0.532）.

工業(yè)用水效率方面（見圖2），目標約束強度大于1.0的省市共有9個，主要集中在華東、華中和西南地區(qū).其中，重慶、福建和湖北強度在2.0以上，結(jié)合當?shù)厍闆r來看，三省市的工業(yè)用水效率目標設置和工業(yè)用水占比均較高，因此目標約束強度較大.另外，有11個省市目標約束強度小于0.5，其中除甘肅、海南、貴州外，其余各省市工業(yè)用水效率現(xiàn)狀均較高，“十二五”末萬元工業(yè)增加值用水量均低于全國整體水平（58.3m3）;而甘肅和海南主要是由于工業(yè)用水占比不大，使目標約束強度計算結(jié)果較小，兩省2015年工業(yè)用水占比分別為9.71%和7.06%，貴州省主要是由于目標設置較現(xiàn)狀差距較小，降比僅為5%（全國整體目標設置降比為20%），使目標約束強度計算結(jié)果較低，得到目標約束較弱.

3情境分析及分區(qū)對策探討

為對同一地區(qū)工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束情況展開綜合探討，將工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度在較強、中等和較弱3個水平（即Dij>1.0，0.5≤Dij≤1.0和Dij<0.5）進行兩兩組合（見表4），得到九種情境，分區(qū)結(jié)果見圖3.由于吉林缺少農(nóng)業(yè)用水效率數(shù)據(jù)，新疆和西藏缺少工業(yè)用水效率數(shù)據(jù)，本節(jié)僅對其他28個省級行政區(qū)進行探討.

工農(nóng)強控（情境一）和工農(nóng)雙控型地區(qū)（情境五），工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束均較強，用水效率目標設置與現(xiàn)狀相比提升較高，例如云南工、農(nóng)業(yè)用水效率目標分別提高了30%和22.22%，而全國僅提高了20%和3.38%.對于工農(nóng)強控和工農(nóng)雙控型地區(qū)，提出應同時加強工、農(nóng)業(yè)用水效率建設，建議主要依靠政府推進等強制手段，如嚴格控制高耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展、淘汰落后的高耗水工藝、嚴格用水定額管理等，控制用水效率以達到規(guī)劃目標.

工農(nóng)優(yōu)化型地區(qū)（情境九），工、農(nóng)業(yè)用水效率約束均較弱，多為效率較高地區(qū)，如江蘇和黑龍江.海南工業(yè)用水效率不高，被分入工農(nóng)優(yōu)化型地區(qū)的原因在于其工業(yè)用水效率目標設置不高.建議在已有建設基礎(chǔ)上，依靠通過市場調(diào)節(jié)、公眾參與手段，進一步優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，提高節(jié)水意識.

情境二、三、六中，農(nóng)業(yè)用水效率與工業(yè)用水效率相比目標約束更強，情境二和六強度差較小，分為農(nóng)業(yè)主控型地區(qū);情境三差距較大，分為農(nóng)業(yè)強控型地區(qū).以上情境中，除山東、內(nèi)蒙古和青海外的其他省市農(nóng)業(yè)用水效率目標設置均較高，除廣西和貴州外其他省市工業(yè)用水效率均較高.分析具體用水情況發(fā)現(xiàn)，山東、內(nèi)蒙古和青海農(nóng)業(yè)用水占比均較大，超過50%，雖然廣西工業(yè)用水效率目標提高了23%，但同時農(nóng)業(yè)用水效率也提高了7.53%，且農(nóng)業(yè)用水占比較高（67.39%），因此被分為農(nóng)業(yè)主控型地區(qū).對農(nóng)業(yè)主控和農(nóng)業(yè)強控型地區(qū)，建議通過取用水計量完善、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)水灌溉技術(shù)推廣等手段，提高農(nóng)業(yè)用水效率：①推行農(nóng)業(yè)節(jié)約用水的基礎(chǔ)建設標準，強化農(nóng)業(yè)灌溉用水計量管理;②根據(jù)水資源承載能力合理確定灌溉發(fā)展規(guī)模，減少高耗水作物種植面積;③發(fā)展建設農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉園區(qū)，配套先進節(jié)水灌溉設施，推廣實施噴管、微灌等節(jié)水技術(shù).

情境四、七、八中，工業(yè)用水效率與農(nóng)業(yè)用水效率相比目標約束更強，情境四和八的工農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度差較小，分為工業(yè)主控型地區(qū);情境七中工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度差距較大，應主要加強工業(yè)用水效率控制，分為工業(yè)強控型地區(qū).以上情境中，除北京、遼寧外其他省市工業(yè)用水效率目標設置均較高，超過20%，除安徽和重慶外其他省市農(nóng)業(yè)用水效率均較高.通過分析發(fā)現(xiàn)，北京和遼寧的工業(yè)用水效率均屬于全國領(lǐng)先水平，因此目標設置不高;而安徽和重慶農(nóng)業(yè)用水效率和目標設置均不高，可能綜合考慮當?shù)貙嶋H種植需求和灌溉技術(shù)水平等因素，使得農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度不大.對于工業(yè)主控和工業(yè)強控型地區(qū)，建議通過總量控制和效率提高等手段，展開工業(yè)節(jié)水建設：①加強高耗水行業(yè)用水定額管理，用先進合理的用水定額指標抑制用水需求;②使用水定額成為市場準入標準，嚴控生產(chǎn)和銷售不符合節(jié)水強制性標準的產(chǎn)品;③鼓勵使用非常規(guī)水資源，制定相關(guān)用水優(yōu)惠政策，減少工業(yè)用水總量.

4結(jié)論

本文通過定義水資源利用目標約束強度概念，量化中國大陸31個省級行政區(qū)的工、農(nóng)業(yè)用水效率目標約束強度，并通過情境分析分出不同類型地區(qū)給出節(jié)水建設建議.目標約束強度可量化不同水資源指標目標設置對實際用水的約束強弱，對同一地區(qū)不同指標展開綜合探討，但由于指標目標為人為制定，目標設置影響因素也較多，目標約束強度的客觀可比性還需進一步改進和完善.

4.1目標約束強度可量化規(guī)劃目標對當?shù)赜盟挠绊懗潭?/p>

在節(jié)水型社會建設、最嚴格水資源管理制度指標評價體系逐漸完善的背景下，目標約束強度可量化討論目標對實際用水的影響程度.本文研究表明，目標約束強度較大地區(qū)具有較明顯空間分布特征，目標約束強度較小地區(qū)多為用水效率較高地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水效率目標約束較高地區(qū)主要分布在西南、西北和華中地區(qū);工業(yè)用水效率目標約束強度較高地區(qū)主要分布在華東、華中和西南地區(qū).

4.2目標約束強度可綜合考慮不同指標，提供分區(qū)指導建議

目標約束強度可將不同量綱用水指標進行標準化，綜合考慮不同指標對同一地區(qū)的約束影響.本文研究提出工農(nóng)強控、工農(nóng)雙控、工農(nóng)優(yōu)化、工業(yè)主控、農(nóng)業(yè)主控、工業(yè)強控和農(nóng)業(yè)強控七種類型，建議在工農(nóng)強控和工農(nóng)雙控型地區(qū)應同時對工、農(nóng)業(yè)用水效率進行控制，工農(nóng)優(yōu)化型地區(qū)應通過結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化提高工、農(nóng)業(yè)用水效率;農(nóng)業(yè)主控和農(nóng)業(yè)強控型地區(qū)應以農(nóng)業(yè)用水效率控制為主;而工業(yè)主控和工業(yè)強控型地區(qū)應以工業(yè)用水效率控制為主.

4.3由于目標制定存在政策調(diào)整等影響因素，目標約束強度分析結(jié)果存在一定不足

由于目標制定存在政策調(diào)整等影響因素，故本文中的目標約束強度分析結(jié)果存在以下不足：①由于目標約束強度就算所需的原始數(shù)據(jù)，水資源管理指標的考核目標設置存在較大的政策干擾因素，故所得結(jié)果中部分約束相對較弱的地區(qū)，不完全代表當?shù)夭皇芩叩募s束.②各地制定用水效率目標時，除用水效率現(xiàn)狀外，還需綜合考慮當?shù)厮Y源稟賦條件、水環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)用水需求、用水技術(shù)水平等其他條件，目標約束強度分析的客觀可比性仍存在不足.③分區(qū)討論僅以工、農(nóng)業(yè)用水效率進行目標約束強度為基礎(chǔ)，指標選取不夠全面，且以全國整體約束水平作為標準無法反映區(qū)域差異.各地用水現(xiàn)狀和約束情況屬復合型，因此除工、農(nóng)業(yè)用水效率外，分區(qū)還應綜合考慮當?shù)厮Y源稟賦、用水總量、水環(huán)境質(zhì)量等多方面的評價指標，全面分析當?shù)赜盟F(xiàn)狀、目標及目標約束情況，以完善分區(qū)結(jié)果.