多用水户的水源优化配置顺序研究

孙雪峰 杜彬玉

(1.河北省水资源研究与水利技术试验推广中心，河北 石家庄 050061；2.承德市隆化县水务局，河北 隆化 068150)

1 研究背景

为探索充分发挥市场在资源配置中起决定性作用的机理，建立符合市场导向的水价形成机制，补足水资源管理市场化手段的短板，2014年国家在河北省开展了地下水超采综合治理试点，把农业水权确权、农业水价综合改革作为一项重要内容。

市场运作的基础是产权清晰、成本明确的标的物。我国水资源属于国家所有，集体坑塘的水属于集体所有。也就是说我国的水资源所有权属于国务院及代其行使所有权利的各级水行政主管部门，水资源的配置主要通过政府取水许可的方式实现。由于用水户没有明确的水权，用水户之间无法按照市场原则交易。为了让市场在水资源配置中发挥决定性作用，水权改革是把水资源的使用权、交易权、转让权(简称“水权”)从水资源所有权中分离出来，确权到用水户，水资源的所有权仍归国家或集体所有，建立产权明晰的水权制度。

在水资源丰富地区，供水量大于需水量的情况下，水权可以按照需水量确权到户。但是在水资源缺乏地区，把有限的水资源分配到多个用水户中，首先面临的问题是优先分配给谁，分配的顺序是什么。本文的创新点是综合矩阵理论、层次分析、定性定量分析的核心内容确定用水户的分配顺序。

2 水源条件

河北省是典型的缺水省份。境内没有大江大河，地表水主要是自产水量，多年平均水利工程可供水量为40亿m3，无法满足经济社会发展需要。20世纪60年代开始有计划有组织的大规模开采地下水，到现在已经持续了近60年，特别是20世纪80年代，降雨连年偏少，地下水位持续下降，每年平均超采40亿m3的地下水，由于地下水无法得到及时补给，造成地下水漏斗越来越大，发展为成方连片的漏斗群，直接导致了海水入侵、地面裂缝、地面下沉等环境地质灾害。为了保护地下水，从20世纪80年代开始，政府一方面大力发展节水工程，另一方面积极开展引黄、引江工程及配套工程建设。到2018年底，引江、引黄工程已经具备通水条件，给河北省分配的供水能力达到40亿m3。近两年，政府倡导污水处理、集蓄雨水、微咸水和海水淡化等非常规水资源的开发利用，用于工业冷却水、市政公共用水、河道补水等，利用量连年增长，已经达到5亿m3。目前河北省已经形成了外调水、当地地表水、地下水及非常规水多种水源联合调度、统筹供水、保障用水的格局。如何把这些水合理分配到各个用水户，是首先要解决的问题。

3 分配方法

3.1 用水户分类

河北省用水户分布广泛，数量庞大，涉及工业生产企业、机关事业单位、农业生产户、商业服务业经营单位、居民家庭和公共场所、生态河湖等。根据2018年《河北经济年鉴》，河北省居民有2346.54万户，人口7519万，其中城市人口4136万，农村人口3383万；登记的企业法人954105家，机关法人11803个，事业单位法人31631个，商业服务业单位133642个。

为了减少工作量，又不影响分配的质量，利用层次分析法的核心思想，根据供水用水的行业特点，按照用水主体的不同类别自下而上归类。

3.1.1 生活类用水

以人为主消费水量的归为生活类用水，包括城市居民生活用水、农村居民生活用水、公共机构和公共场所用水、商业服务业生活用水。

3.1.2 制造生产类用水

把生产过程耗水的归为一类，其中农田灌溉、林果灌溉、牧草灌溉归为农业灌溉用水，把火电、建筑、采矿、制造等产品生产用水归为非农生产用水。

3.1.3 以水本身为主的用水

以水为主的生态环境用水归为一类，把市政卫生、道路喷洒、城市绿化、城镇水体维护归为环境用水(不含跨流域生态补水)。

3.1.4 预留水量

把未来3年内规划的人口增加、经济发展、生态环境需水归为预留水量。这样把用水户分成了4大类7个小类。预留水量不参与排序，预备给哪个行业水量就对应哪个行业，分类情况见表1。

表1 用水户分类情况

3.2 定性量化分析

在对用水户定性分类的基础上，从用水户对水源的水质需求、用水户对水量敏感性依赖性、用水户对经济的贡献率3个方面进行定性量化排序。

3.2.1 水质排序

对水质的要求是用水户的内在需求，不使用相应水质的水就无法实现相应的功能。根据《地表水环境质量标准》和《地下水质量标准》，针对用水户的需求，给出了五类水质对应的适用行业，见表2。

表2 不同类别用水户对水源水质的要求

3.2.2 用水户的外部影响排序

用水户的外部影响，也可以叫外部效果，以对经济的贡献率为依据。根据2018年《河北经济年鉴》，能够计算经济贡献率的只有农业、工业、服务业的数据。为了能够量化分析其他类别用水户的经济贡献率，根据经验进行赋值。城乡居民是社会经济发展的主体，整个经济均来自城乡的居民，因此城乡居民的经济贡献率为100%；公共机构和公共场所属于服务业的范围，按照服务业的贡献率赋值，即72.1%；生态环境的经济贡献率参照农业灌溉赋值，即6.0%，见表3。

表3 不同类别用水户对经济贡献率

3.2.3 用水户对水量的依赖程度排序

用水户对水量的依赖程度，是反映用水户与水量相互影响的指标，也可以叫作水量的敏感性。用水户对水量的依赖程度可以用水量保证率来衡量。《城市给水工程规划规范》(GB 50282—2016)规定，以地表水为城市给水水源时，取水量应符合流域水资源开发利用规划的规定，供水保证率宜达到90%～97%；《村镇供水工程技术规范》(SL 310—2019)规定，地下水水源的设计取水量应小于允许开采量，开采后不应引起地下水水位持续下降、水质恶化或地面沉降；地表水水源的设计枯水期流量的年保证率，严重缺水地区不得低于90%，其他地区不得低于95%；《灌溉与排水工程设计标准》(GB 50288—2018)规定的设计保证率是根据水文气象、土地资源、作物类型、灌溉方式决定的，河北省属于干旱地区和水资源紧缺地区，因此灌溉工程对应的地下水保证率为50%～75%，地表水保证率为70%～80%。灌溉工程设计保证率具体的取值范围见表4。

表4 灌溉工程设计保证率取值范围

根据农业灌溉的实际情况，河北省农田灌溉的保证率一般情况在75%左右，为了计算方便，农业灌溉的水量保证率取75%。其他服务业、公共机构、工业用水基本在城镇供水范围内，与城乡居民共用供水管网，供水保证程度取低值，按90%计算，见表5。

表5 各类用水户对水量的依赖程度排序

3.3 构建排序矩阵

通过以上分析，把各用水户的3个单一指标通过构建矩阵的方式变成综合性三维度评判矩阵。水质的要求、水量的敏感性、经济贡献率对各用水户来说是等权重的，不再人为增加权重的指标。对于不同的水质要求，分成3个等级，Ⅲ类以上为高质量，赋值5分；Ⅲ类以下Ⅳ类以上为中等质量，赋值3分；Ⅳ类以下Ⅴ类以上为低质量，赋值1分。对于不同的水量敏感性，分成3个等级，95%以上为敏感，赋值5分；95%以下85%以上为中等敏感，赋值3分；85%以下75%以上为不敏感，赋值1分。对于经济贡献率，分成3个等级，100%为贡献大，赋值5分；70%以上为贡献较大，赋值3分；70%以下为贡献一般，赋值1分。各用水户三维度评判矩阵得分情况见表6。

表6 各类用水户三维度评判矩阵

4 结 语

通过对河北省2018年各类用水户进行计算，城市居民生活和农村居民生活都是15分，商业服务业、公共机构和公共场所都是11分，工业(含建筑、火电)为7分，农业灌溉和环境用水均为3分。分数越高说明对水质要求越高、对水量敏感而且对经济贡献大，因此得到水资源使用权的分配顺序应为：城市居民生活和农村居民生活用水、商业服务业用水、公共机构和公共场所用水、工业用水、环境用水、农业灌溉。

为了简便，在该项目中把商业服务业、城乡居民生活、公共机构和公共场所归为一类，包含建筑和电力的制造工业称为非农用水户，环境用水一般是采用处理后的达标再生水，与农业灌溉用水不发生冲突。按照优先使用地表水、限制开采地下水、鼓励利用再生水、优质优用的原则，首先对满足用水户水质要求的地表水进行分配，地表水量不足时用地下水补充；最后把再生水匹配到对水质要求不高的用水户。

本项目采用层次分析法对数量庞大的河北省用水户进行逆向合并归类，以用水户对水质的要求、对水量的敏感性、对经济的贡献率为指标进行定性量化分析，用矩阵理论构建排序的评判矩阵，分数的高低顺序即为用水户水资源使用权的分配顺序，创新了多用水户水资源使用权分配顺序的方法。该方法中按照用水户对水质的要求、对水量的敏感性、对经济贡献所形成的权重分数，可为建立权责明确的水权制度提供技术支撑，特别是为水资源稀缺地区“水权”资产化提供综合参考；从管理者角度看，可根据权重分数计算用水户水价承受能力，可为制定科学合理的水价结构、促进水价改革提供基础依据。

本文利用河北省资料计算的用水户优化配置顺序是基于河北省的水资源状况、经济结构类型、人口数量、生态环境条件得出的适用于河北省的结果，不同地区由于水资源条件、经济结构、人口构成和生态环境对水质水量的要求及对经济贡献不同，得到的用水户优化配置顺序可能会出现较大的差异，在应用本文的计算方法时，应特别注意。