中國(guó)水量分配研究進(jìn)展

陳 陽，趙楠芳，甘志君，劉星樂，3，成靜清*

（1.江西省水利科學(xué)院，江西 南昌，330029；2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，江蘇 南京，210098；3.河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇 南京，210098）

0 引言

水資源是人類最基本、最重要的自然資源之一。近幾十年來，由于人口增長(zhǎng)、氣候變化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，全球?qū)λ男枨箫@著增加，2020年聯(lián)合國(guó)《世界水資源發(fā)展報(bào)告》表明：全球用水量在過去的一個(gè)世紀(jì)增加了6倍，若不盡快采取相關(guān)措施，到2030年，將導(dǎo)致世界范圍內(nèi)面臨近40%的水資源短缺問題[1]。在全球致力于應(yīng)對(duì)水問題的21世紀(jì)，中國(guó)作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展中的國(guó)家，面臨著更緊迫的壓力。根據(jù)2020年《中國(guó)水資源公報(bào)》成果顯示：全國(guó)水資源總量31 605.2億m3，位列世界第6[2]；按全國(guó)第7次人口普查計(jì)，人均水資源量為2 238.7m3，是世界平均水平的1/4，已被聯(lián)合國(guó)列為水資源緊缺國(guó)家之一。水資源短缺問題，成為了新時(shí)代中國(guó)面臨的重大挑戰(zhàn)之一。

自1987年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《黃河可供水量分配方案》正式引出了水量分配的概念，各地都開展了水量分配領(lǐng)域的嘗試。經(jīng)過30多年的發(fā)展，為了順應(yīng)水利快速發(fā)展的新需要和規(guī)范指導(dǎo)，水利部頒布實(shí)施了一系列政策，為我國(guó)開展水量分配方案提供了強(qiáng)有力的法規(guī)依據(jù)。水量分配逐漸成為了水資源管理內(nèi)容中極為重要的一項(xiàng)，直接影響到了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)層面。未來的水量分配方案將采用什么樣的原則，引入什么樣的理念，選擇什么樣的控制指標(biāo)是水利發(fā)展的重要方向，值得進(jìn)一步探索和思考。

1 水量分配科學(xué)內(nèi)涵

根據(jù)《水量分配暫行辦法》規(guī)定，水量分配是指對(duì)“可供分配的水資源量”向所在行政區(qū)域進(jìn)行逐級(jí)劃分，確定各行政區(qū)生活、生產(chǎn)取用水水量份額，其實(shí)質(zhì)上是初始水權(quán)的分配，水權(quán)以水量份額為載體，經(jīng)水量分配方案確定流域水資源使用權(quán)的量值[3]，是實(shí)施取用水總量控制制度與定額管理制度結(jié)合的基礎(chǔ)。

自我國(guó)實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度以來，“可供分配水資源量”的含義由水資源可利用量轉(zhuǎn)變成為用水總量控制指標(biāo)，前者在維護(hù)河流生態(tài)健康的前提下，定義了流域水資源合理最大開發(fā)的可利用量，并以40%“紅線”原則下浮動(dòng)利率法予以了界定[4]；后者以促進(jìn)水資源節(jié)約利用與合理配置為目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)狀來用水情況與未來發(fā)展需求，統(tǒng)籌流域與區(qū)域、不同行業(yè)用水與不同水源綜合平衡關(guān)系，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源需求和水資源承載能力對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的約束進(jìn)行雙向考慮，綜合確定各水資源分區(qū)與行政區(qū)用水總量控制指標(biāo)，為用水總量紅線管理的實(shí)施提供了保障[5]。

2 中國(guó)水量分配研究歷程

自20世紀(jì)50年代，已有的黃河流域規(guī)劃已落后于形勢(shì)的發(fā)展，水利部黃河水利委員會(huì)系統(tǒng)地對(duì)華北、淮北地區(qū)各河流綜合治理與開發(fā)問題進(jìn)行了研究，提出了黃河下游綜合利用規(guī)劃草案，成為我國(guó)水量分配研究的雛形[6]。此后，針對(duì)不同階段出現(xiàn)的實(shí)際問題，國(guó)家不斷更新和完善了水量分配的相應(yīng)原則和實(shí)施方案，可以概括為以下幾個(gè)代表性的階段。

2.1 “嘗試摸索”階段

“二五”期間，黃河綜合治理三大規(guī)劃對(duì)華北地區(qū)水資源稟賦條件和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行了評(píng)價(jià)，為水量分配方案奠定了基礎(chǔ)?！傲濉逼陂g，大連市碧流河水庫基于灌溉效益最大的目標(biāo)，以動(dòng)態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行了水量分配嘗試[7]?！捌呶濉逼陂g，為了緩解用水矛盾，國(guó)務(wù)院發(fā)布了黃河“八七分水方案”，這也是中國(guó)首個(gè)大江大河分水方案，在各省用水需求遠(yuǎn)超供水情況下，仍預(yù)留部分徑流量作為河道內(nèi)輸沙用水，對(duì)河流健康具有重要意義，具有前瞻性[8]。“九五”期間，黃河水利委員會(huì)以維護(hù)生態(tài)平衡，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展為前提，制定了黑河干流水量分配方案，合理地分配了沿途各省的用水份額，制定了不同來水、不同季節(jié)情景下的水量分配與調(diào)控方案，保證水資源合理開發(fā)利用[9]。

相對(duì)往常以水利工程特別是以水庫為對(duì)象實(shí)施水量分配，這一階段轉(zhuǎn)變成為以行政區(qū)域?yàn)橹黧w進(jìn)行水量分配的理念，但仍是根據(jù)水資源本身對(duì)各用水戶進(jìn)行分配，對(duì)影響分配的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的要素缺乏考慮[10]。

2.2 “有法可依”階段

“十五”期間，第九屆全國(guó)人民代表大會(huì)修訂通過了《中華人民共和國(guó)水法》，保障了水量分配方案實(shí)施的有效性，水資源分配方案由流域管理機(jī)構(gòu)和政府協(xié)商制定并獲得批準(zhǔn)后，相關(guān)地區(qū)必須執(zhí)行[11]。在“水法”的背景下，深圳市針對(duì)城市缺水問題，制定了基于按需分配、效益優(yōu)先的水資源宏觀分配方案[12]。長(zhǎng)江水利委員會(huì)考慮已有水資源開發(fā)利用狀況，制定了長(zhǎng)江下游干流各行政區(qū)域枯水期水量分配方案，為水利管理部門后續(xù)工作提供了科學(xué)依據(jù)[13]。

“十一五”期間，水利部出臺(tái)《水量分配暫行辦法》，規(guī)定盡可能以水資源綜合規(guī)劃為基礎(chǔ)，充分考慮流域水資源狀況，以水資源可利用總量向行政區(qū)域逐級(jí)分配，確定各區(qū)域水量份額[14]。江西省率先選擇相對(duì)封閉的撫河流域開展了試點(diǎn)研究，以用水定額預(yù)測(cè)、層次分析決策等方法進(jìn)行水量分配工作[15]，得到了國(guó)內(nèi)外專家充分認(rèn)可，掀起了省內(nèi)水量分配研究的熱潮，次年贛江等其余四條河流水量分配方案也全面完成了制定[16]。同時(shí)，長(zhǎng)江流域建立了基于綜合效率最優(yōu)的多目標(biāo)層次水量?jī)?yōu)化分配模型[17]，制定了適合流域特點(diǎn)的水量分配方案。大凌河流域建立了基于公平公正的水資源系統(tǒng)優(yōu)化模型，并采用模糊決策和層次分析方法進(jìn)行了流域水資源分配[18]。韓江流域依據(jù)水資源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，采用空間上協(xié)調(diào)分配和時(shí)間上模型演算的方法，結(jié)合韓江自身特點(diǎn)，針對(duì)性的進(jìn)行了水量分配研究[19]。塔里木河流域在原有分水方案基礎(chǔ)上，針對(duì)季節(jié)性用水矛盾和水資源短缺等問題，提出了旬調(diào)度方案并建立了相應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制[20]。中山大學(xué)提出了一種基于水量和水質(zhì)雙控的水資源分配模型，通過分配各行政區(qū)域水量和控制斷面水質(zhì)目標(biāo)來解決水資源短缺污染問題，在東江流域得到了應(yīng)用，給南方豐水地區(qū)水資源分配提供了參考[21]。

此階段水量分配工作步入了規(guī)范化的道路，基本完成了國(guó)家確定的重要河流、湖泊和其它跨省級(jí)河流湖泊水量分配方案[22]，極大地增強(qiáng)了各地政府與公眾水資源危機(jī)意識(shí)；同時(shí)，水資源分配工作開始對(duì)水生態(tài)環(huán)境因素加以重視，有利于明確水資源開發(fā)利用“紅線”[23]。但是，圍繞水量分配方案細(xì)化、深化研究，還有很多工作要做。

2.3 “嚴(yán)格管理”階段

“十二五”初期，江河水量分配方案深化研究剛剛起步，流域缺乏用水控制指標(biāo)體系，各省市間存在不少用水矛盾[24]。為解決這一問題，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加快水利發(fā)展改革的決定》：實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，劃定用水總量、用水效率、水功能區(qū)納污三條“紅線”；水量分配以流域?yàn)閱卧?，將用水總量控制指?biāo)逐級(jí)分解至各行政區(qū)[25]。在水利部統(tǒng)一部署下，各流域機(jī)構(gòu)再次開展了江河流域水資源分配研究[26，27]。贛江流域利用多因子綜合分析模型對(duì)各用水區(qū)進(jìn)行了水資源配置，提出了一種相對(duì)公平合理的分水方案[28]。臥虎山水庫針對(duì)自身特點(diǎn)，建立了基于模糊優(yōu)選法的數(shù)學(xué)模型，制定出不同水平年下各用水區(qū)的分水方案[29]。椒江流域以用水總量控制目標(biāo)為基礎(chǔ)，采用不同分水原則與方法，確定了各用水區(qū)分水范圍[30]。黑河流域耦合“九七分水方案”，結(jié)合層次分析法和模糊決策理論，制定了不同來水頻率下分水方案[31]。淠史杭灌區(qū)為解決現(xiàn)狀用水矛盾，落實(shí)最嚴(yán)格的水資源管理制度，以灌區(qū)套縣級(jí)區(qū)，通過構(gòu)建水資源配置優(yōu)化模型，制定了下游各區(qū)域分水方案[32]。泗河流域基于已有的防洪、供水保障體系，考慮上游蓄水情況，通過綜合分析法制定了分水方案[33]。太湖流域管理局針對(duì)太湖河網(wǎng)復(fù)雜的水資源狀況，以協(xié)調(diào)重要河湖水量分配為重點(diǎn)，統(tǒng)籌安排引江水量與河道外需水，制定了其獨(dú)特的水量分配方案，來實(shí)現(xiàn)水利工程的合理調(diào)度[34，35]。

“十三五”后期，習(xí)近平總書記提出了生態(tài)保護(hù)紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線的理念，水量分配應(yīng)以水資源、水生態(tài)環(huán)境承載力為約束進(jìn)行方案制定[36]。沙潁河在生態(tài)文明的角度下制定了水量分配方案，明確加強(qiáng)河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境流量保障，嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線[37，38]。小清河流域耦合水量分配方案與生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，以分水量計(jì)算生態(tài)補(bǔ)償，解決上下游生態(tài)、經(jīng)濟(jì)間矛盾，推動(dòng)流域用水公平和水資源高效利用[39]。沁河河口村水庫基于生態(tài)流量逐級(jí)保證建立了多目標(biāo)水量分配模型，以河道內(nèi)生態(tài)流量、河道外供水保護(hù)為目標(biāo)，制定了未來規(guī)劃年分水方案[40]。七浦塘區(qū)域在綜合考慮各用水區(qū)水環(huán)境問題與生態(tài)調(diào)度需求前提下，制定了考慮生態(tài)需水的水量分配方案[41]。

這一階段實(shí)行了最嚴(yán)格的水資源管理制度，治水主要矛盾從水資源需求與供水能力不足的矛盾，轉(zhuǎn)變?yōu)橛盟枨笈c水資源承載能力的不平衡[42]。水量分配方案制定在全國(guó)范圍內(nèi)取得了積極進(jìn)展，但由于技術(shù)要求高，目前進(jìn)度相對(duì)滯后，且分水方案對(duì)生態(tài)用水考慮不足，生態(tài)流量保障體系還不完善。為此，后續(xù)必須加快彌補(bǔ)水資源管理在生態(tài)方面的不足之處。

2.4 “剛性約束”階段

“十三五”末，水利發(fā)展迎來了新時(shí)期。水利部提出“合理分水，管住用水”工作目標(biāo)，將落實(shí)“以水四定”原則，建立水資源剛性約束制度，推進(jìn)保障生態(tài)流量的水量分配方案制定，嚴(yán)格取用水監(jiān)督管理[43]。以此背景，水利部開展了新一批流域水量分配方案制定工作。南寧大王灘水庫根據(jù)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)規(guī)劃確定的行業(yè)用水定額，秉承水量水質(zhì)雙控等原則，劃分了區(qū)域用水份額[44]。長(zhǎng)江、淮河水利委員會(huì)開展了關(guān)于生態(tài)流量管控的指標(biāo)體系建立，明確并細(xì)化管控目標(biāo)，同時(shí)協(xié)調(diào)各行政區(qū)用水，制定了新一批長(zhǎng)江、淮河流域水量分配方案[45，46]。南渡河流域充分考慮流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況與水資源承載能力，以流域內(nèi)行政區(qū)域用水總量為控制目標(biāo)，制定了不同來水頻率下的分水方案[47]。

新時(shí)期水量分配以水資源剛性約束制度為主線，河流“重在保護(hù)，要在治理”為重點(diǎn)，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)為目標(biāo)[43，48]。通過制定江河流域水量分配，確立全流域水資源剛性需求，劃定水資源開發(fā)利用上線，抑制不合理用水，倒逼經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。但水資源利用上線量化研究正處于剛起步階段，未來江河水量分配方案的深化研究還有很長(zhǎng)的路要走。

綜上，中國(guó)近70年水量分配研究歷程和主要實(shí)例應(yīng)用如圖1所示。

圖1 水量分配研究歷程與主要成果

3 水量分配方案制定現(xiàn)行依據(jù)

為指導(dǎo)和規(guī)范江河流域水量分配方案研究，水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院先后制定了兩版水量分配方案制定技術(shù)大綱（以下簡(jiǎn)稱《大綱》和《新大綱》）。以下將對(duì)兩版方案中工作內(nèi)容、主要原則、技術(shù)路線、水資源配置成果進(jìn)行比較，淺談二者異同之處[49，50]。

3.1 工作內(nèi)容

兩版大綱都是以流域綜合規(guī)劃、區(qū)域用水總量控制指標(biāo)為依據(jù)，以保護(hù)水生態(tài)、促進(jìn)水資源節(jié)約利用為目標(biāo)，以江河流域套行政區(qū)為計(jì)算單元，以綜合規(guī)劃劃定的邊界為約束，考慮不同來水頻率來制定。但《新大綱》要求在確立主要控制斷面下泄水量控制目標(biāo)的基礎(chǔ)上，還要求確立基本生態(tài)流量目標(biāo)，這是《大綱》所沒有的；且《大綱》中暫不考慮單獨(dú)劃分預(yù)留水量，將其計(jì)入不進(jìn)行分配水量中，而《新大綱》要求考慮預(yù)留和儲(chǔ)備水量，以滿足未來戰(zhàn)略儲(chǔ)備水源的需要。

3.2 主要原則

兩者皆按照公平效率兼顧、立足現(xiàn)狀與未來、全面統(tǒng)籌綜合平衡等原則，充分考慮地區(qū)水資源稟賦條件、開源與節(jié)流潛力，協(xié)調(diào)河道內(nèi)外用水、地表地下水轉(zhuǎn)換，進(jìn)行水量分配方案的制定。但《新大綱》要求流域可分配水量不得超過地區(qū)水資源承載能力，必須嚴(yán)格遵守水資源剛性約束制度。

3.3 技術(shù)路線

相較于《大綱》，《新大綱》在以流域?yàn)閱卧⑺Y源配置方案和用水總量控制指標(biāo)基礎(chǔ)上，首先確定河湖生態(tài)流量管控指標(biāo)，充分保障了生態(tài)基本用水。隨后《大綱》與《新大綱》充分考慮供水量控制指標(biāo)、用水耗水關(guān)系，確定了流域可分配水量，并根據(jù)分配原則合理地計(jì)算出各行政區(qū)水量份額、控制斷面下泄指標(biāo)。

3.4 水資源配置成果

兩版大綱明確要求水量分配方案要以《流域綜合規(guī)劃》和《水資源綜合規(guī)劃》中水資源配置成果為基礎(chǔ)，結(jié)合用水總量控制指標(biāo)進(jìn)行制定；若配置方案成果無法滿足水量分配制定要求，需要根據(jù)已有規(guī)劃，細(xì)化核定流域水資源供需平衡和配置成果。其中《新大綱》詳細(xì)指出配置成果需要考慮近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)發(fā)展變化、河道內(nèi)生態(tài)用水?dāng)D占等情況，并結(jié)合國(guó)家重大發(fā)展實(shí)施戰(zhàn)略，客觀分析水資源開發(fā)利用形勢(shì)的變化。

4 發(fā)展方向

4.1 基于節(jié)水潛力的水量分配

當(dāng)前節(jié)水[51]在水量分配方案研究中僅是從制度層面進(jìn)行約束，并沒有相應(yīng)技術(shù)支撐。未來可以基于水資源剛性約束制度主線，根據(jù)流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同階段，建立不同節(jié)水目標(biāo)；充分挖掘節(jié)水潛力，明晰節(jié)水情景下水資源需求，制定出耦合來水頻率與節(jié)水強(qiáng)度的多情景水量分配方案。

4.2 基于水利益共享的水量分配

水利益共享是指河流上游區(qū)域享有因水資源開發(fā)利用得到的水利益，下游區(qū)域也有義務(wù)分擔(dān)上游區(qū)域開發(fā)所產(chǎn)生下游水利益的上游成本[52]。這不僅適用于跨境河流水量分配，對(duì)于國(guó)內(nèi)跨區(qū)域河流同樣適用，能更體現(xiàn)公平合理原則，協(xié)調(diào)流域上各行政區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

4.3 基于破產(chǎn)理論的水量分配

破產(chǎn)理論是探究稀缺資源配置問題中進(jìn)行沖突管理的一種方法，不同于現(xiàn)有基于效率和可持續(xù)原則，從整體情況下考慮效益最優(yōu)的水量分配方案；相反，破產(chǎn)配置是保證基本用水的基礎(chǔ)上，減少低效或低優(yōu)先性用水[53]。通過破產(chǎn)理論來制定各利益主體一致接受的水量分配方案，可促進(jìn)各用水區(qū)域間協(xié)商，一定程度上解決了水資源分配沖突問題，為未來流域一體化發(fā)展提供了保障[54]。

4.4 基于水市場(chǎng)配置的水量分配

市場(chǎng)決定資源配置是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的一般規(guī)律，對(duì)于水量分配來說，水市場(chǎng)通過建立準(zhǔn)則，以確保水量分配方案的公正透明[55]。傳統(tǒng)由政府主導(dǎo)的水量分配雖然能實(shí)現(xiàn)公平的目標(biāo)，但缺乏激勵(lì)用水戶提升用水效率的機(jī)制。未來水量分配應(yīng)是政府與市場(chǎng)配置相結(jié)合的機(jī)制，政府在跨省、跨流域調(diào)水等宏觀層面起主導(dǎo)作用，水市場(chǎng)在水庫、灌區(qū)等微觀層面上發(fā)揮作用[56]，使有限的水資源效益最大、效率最優(yōu)，彌補(bǔ)政府配置的不足。

從國(guó)內(nèi)70年的水量分配方案研究發(fā)展歷程來看，其核心是以科學(xué)發(fā)展為基礎(chǔ)，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，通過水量分配促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與流域水資源承載能力相協(xié)調(diào)，以水資源可持續(xù)利用促進(jìn)社會(huì)“高質(zhì)量綠色”發(fā)展，而未來的研究也會(huì)恪守這一理念前行。