近20年中国供用水结构变化与政策调控
2022-07-25杨倩楠李占斌蒙小俊
韩 勇,杨倩楠,李占斌,蒙小俊
(1.安康学院旅游与资源环境学院,陕西 安康 725000;2.西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室,陕西 西安 710048)
1 概述
水资源是促进经济发展、实现美好生活的重要资源,也是保障国家粮食、生态安全的基础条件[1]。作为水资源短缺的国家之一,随着人口增长和经济社会发展,我国对水资源的需求与日俱增,并已成为制约社会经济可持续发展的主要因素[2]。同时,由于农业、工业等行业用水量持续高位运行、城镇化进程不断加快,造成水资源过度开发、水环境恶化等难题[3],限制了人民群众对生产发展、生活富裕、生态良好这一美好生活的追求。面对水资源开发利用出现的新局面,必须对供用水结构变化进行正确的分析、及时的政策应对,才能更好地克服水问题的发生[4]。
围绕供用水结构的研究主要从供用水结构特征及变化趋势[5-7]、影响因素[8-9]等方面展开。早期,多数研究注重供用水结构特征分析。赵晨[10]等基于模型分析,发现江苏省水资源利用主要用于工农业生产。张天宇[11]等通过分析主要行业用水结构变化特征,对滦河下游灌区水资源安全进行评价。随研究不断深入,相关学者开始关注产业结构与供用水结构之间的关系。Bao[12]认为西北干旱内陆河流域的产业结构与用水结构关系密切,并提出用水结构的优化方案。贾绍凤[13]等认为我国用水量,特别是工业用水量变化趋势与发达国家类似,即随经济发展先增加后下降,同时,节水效率提高、节水技术发展是其减少的直接原因。王红瑞[14]等利用多个指标对北京市主要行业用水结构的现状和变化进行全面分析,并提出相应的对策与建议。潘雄锋[15]等利用灰色系统建模方法对用水结构进行预测分析,以探寻更为合理化的用水结构。孙才志[16]等在分析全国用水结构及用水效率的基础上,计算得到各驱动因素的相对贡献率,并认为用水效率与经济发展水平关系密切。孙爱军[17]等通过分析淮安市产业结构与用水结构之间的动态关系,认为产业结构变化会引起用水比例变化,并对二者的关系进行了量化。在总结前人研究基础上,刘宝勤[18]等不仅分析了北京市主要行业用水结构的变化规律,且系统阐述了造成变化的主要驱动因子,最终探讨了用水结构的未来发展趋势。许凤冉[19]等对北京市产业结构与用水量关系进行分析,认为产业结构调整(劳动-资源密集型演进为资金-技术-知识密集型产业)有利于节水效率提高、用水结构良性发展。刘渝[20]等则运用经济学分析方法,探讨了技术、制度和管理等因素对农业用水变化的影响。然而,目前大多数研究从未重视国家政策调控对供用水结构的影响。因此,本研究在分析我国近20年来供用水结构变化基础上,梳理同期国家层面出台的各项用水政策,进而探讨国家用水政策对供用水结构变化的调控作用。研究以期为加强我国供用水结构顶层设计、促进水资源的合理规划管理和有效利用提供参考依据。
2 材料与方法
本研究主要数据源包括水资源量、供用水量、降水量,均摘录自水利部于2000—2019年发布的《中国水资源公报》(http://www.mwr.gov.cn/sj/)。数据相关分析、回归分析主要基于SPSS22.0软件展开,趋势分析利用M-K检验,图表制作主要利用Excel 2013。
3 结果分析
3.1 水资源量变化
水资源总量主要由地表水资源量和地下水资源量2部分组成。经测算,2000—2019年,地表水量占我国水资源总量的96.1%,而地下水量仅占3.0%,如图1所示。从图1可以看出,2000年到2019年间,我国水资源总量呈缓慢增加趋势,但变异系数CV仅为0.082,属弱变异,说明近20年来我国水资源总量基本保持稳定状态。其中,2011年水资源总量最小,为23257.0亿m3;2016年水资源总量最大,为32466.0亿m3;多年平均值为27464.1亿m3。
对于地表水资源量而言,2000—2019年,其变异系数CV为0.084,属弱变异,说明近20年来我国地表水资源量基本保持稳定状态。2011年地表水资源量最小,为22214.0亿m3;2016年地表水资源量最大,为31274.0亿m3;多年平均值为26396.2亿m3。虽然地下水资源量与地表水资源量变化趋势相同,但20年间其CV小于地表水资源量,仅为0.057,属弱变异。2011年地下水资源量最小,为7214.0亿m3;2016年地下水资源量最大,为8855.0亿m3;多年平均值为8060.9亿m3。
水资源的补给来源主要为大气降水。2000—2019年,全国降水量呈缓慢增加趋势,其CV仅为0.061,属弱变异。将水资源量与降雨量进行Pearson相关分析,结果表明,水资源总量、地表水资源量、地下水资源量均与降水量在0.01水平上显著相关,其相关系数分别为0.909、0.906、0.765。再者,近20年中,以2011年降雨量最小(55133.0亿m3),对应的水资源总量、地表水资源量、地下水资源量均最小;而2016年最大(68672.0亿m3),对应的水资源总量、地表水资源量、地下水资源量亦均最大。这充分说明我国降雨量与水资源量关系密切,尤其是水资源总量和地表水资源量。
从表1中回归方程的斜率可以看出,近20年,我国水资源总量、地表水资源量约为降水量的一半。随降水量增加,水资源总量、地表水资源量的增加趋势较地下水资源量更明显,主要表现为降水量变化趋势与水资源总量、地表水资源量具有相同的变化趋势。
表1 水资源量与降水量回归分析 单位:亿m3
3.2 供水结构变化
从来源角度来看,供水主要来自地表水和地下水2部分。2000—2019年,我国供水总量多年平均值为5867.4亿m3。其中,地表水供水量占供水总量的81%,地下水供给量占比为18%,其它水量剩余部分仅占1%,如图2所示。2000—2019年,地表水供水量CV为0.049,属弱变异;2003年地表水供水量最小,为4286.0亿m3;2013年地表水供水量最大,为5007.3亿m3;多年平均值为4760.1亿m3。地下水供水量CV为0.048,属弱变异;2019年地下水供水量最小,为934.2亿m3;2012年地下水供水量最大,为1133.8亿m3;多年平均值为1064.0亿m3。
图2 2000—2019年我国供水结构及其变化
2000—2019年,我国供水总量呈现先小幅下降,后稳步上升,至2013年达到峰值(6183.4亿m3),而后略有下降的变化趋势。而刘昌明[22]等根据我国经济社会发展情况预测,我国供水总量至2050年才能达到峰值[21]。虽然目前无法确定未来用水总量是否会因社会经济发展而再次增加,但从万元GDP用水量的变化来看,我国经济已从高速增长阶段转向高质量发展阶段。同时,节水技术迅速改进、用水意识不断转变,用水效率还将进一步提高。因此,未来我国用水总量增加的几率和幅度很有限。
3.3 用水结构变化
3.3.1统计特征
普遍认为,用水结构组成主要包括农业用水、工业用水、生活用水、生态环境用水。因此,本研究对我国各类行业用水进行统计,结果见表2。2000—2019年,用水总量多年平均值为5865.7亿m3。其中,农业用水量占用水总量的63.5%,工业用水量占用水总量的22.2%,生活用水量占比为12.4%,生态用水量仅占1.9%。对于生态用水量而言,2003年最小,为79.5亿m3;2019年最大,为249.6亿m3;多年平均值为123.7亿m3。
表2 用水结构及其统计特征 单位:亿m3
从表2可以看出,2000—2019年,我国用水总量、农业用水量、工业用水量CV均小于0.1,属弱变异;生活用水量、生态用水量CV大于0.4,属于中等变异。在4个主要行业中,生活用水量和生态用水量的M-K检验统计量Z值分别为5.74、4.81(P<0.01),表明二者均呈现出较为明显的增加趋势。
我国供水总量和用水总量的相关系数高达0.9996,为极显著相关(P<0.01),二者变化趋势几近相同,用水总量峰值亦出现在2013年。早期研究预测,2022年我国用水量可能达到6800亿m3[23],2030年将达到6885亿m3[24],2035年可能达到用水量峰值[22]。这可能与我国近20年人口增长率低于早期预测、经济从高速发展跨入高质量发展阶段的时间提前等原因有关。此外,供水总量与用水总量回归方程斜率几近于1,供多少水能用多少水,从侧面反映出目前我国水资源仍处于紧缺状态。
3.3.2比例变化
2000—2019年我国主要行业用水比例变化如图3所示。从图3可以看出,农业与工业用水量呈逐年下降趋势,而生活用水量、生态用水量呈逐渐增加趋势。其中,农业用水量占比从2000年的68.8%下降至2019年的61.2%,工业用水量从2007年的24.1%下降至2019年的20.2%;生活用水量占比从2000年的10.5%增加至2019年的14.5%,生态用水量从2003年的1.5%增加至2019年的4.1%。现阶段,我国工业、农业和生活用水量仍十分巨大,尤其以农业用水占比最高。2000—2019年,我国农业用水量占用水总量的平均比例仍高达63.5%,因此,施行节水灌溉、做好农业节水势在必行且任重道远。
图3 2000—2019年我国主要行业用水比例变化
生活用水主要用于公共设施、旅馆餐饮、批发零售等服务行业与城乡居民家庭用水。近20年间,我国经济社会的快速发展,人民对美好生活的需求日益增长,服务行业不断壮大,已成为生活用水量逐年增加的首要原因[25]。此外,随城镇化水平提高,城市居民数量增加、生活方式改变,引起生活用水量进一步增加[26]。为此,自2019年起,水利部陆续发布了机关、学校、医院、宾馆、零售业等多项服务业用水定额,不断对服务业各领域用水进行严格约束。
生态用水则主要用于城市环境用水、水土保持林草植被建设,及维持河流水沙平衡及各种水体的基流。自2003年以来,我国生态用水量逐年增加,至2019年占用水总量的比例达到4.1%。但生态用水量占比依然很低,其多年平均值不足2.0%。中国工程院“21世纪中国可持续发展水资源战略研究”项目组预测2000年全国生态用水量就达到800亿~1000亿m3,除去约600亿m3由各河流目前尚未控制利用的地表及地下水补给,约200多亿m3由工农业和生活用水的退水量补给,仍存在110亿m3的缺口[1]。然而,该缺口直到2015年(122.7亿m3)才完全堵上。
3.4 相关政策
为缓解日趋严峻的用水形势,推动全社会节约水资源,提高用水效率,促进经济社会可持续发展,党和国家在完善用水法律法规及制度创新的基础上,积极开展节水实践,并做好统筹规划,使我国用水资源压力逐步得到缓解。进入21世纪,党中央和国家陆续出台多项政策和文件(表3),以实现水资源可持续利用,支撑经济社会高质量发展。
表3 国家层面相关用水政策与指导思想
鉴于农业用水量占全国用水总量的比例最高,且呈逐年增加趋势,国务院于2012年出台《国家农业节水纲要(2012—2020年)》,旨在用8年左右的时间来发展农业节水,从根本上扭转水资源紧缺矛盾[27]。该文件的出台对农业用水量调控产生立竿见影的效果,即2013年农业用水量达到峰值(3921.5亿m3)后便开始逐渐降低。工业用水量也是如此。2010年工业和信息化部出台《关于进一步加强工业节水工作的意见》[28],工业用水量于2011年达到峰值(1461.8亿m3),而后亦逐渐下降。可见,为切实缓解水资源紧缺矛盾、加快转变经济发展方式和实现经济社会的可持续发展,党中央、国务院通过进行顶层设计,全面部署、统筹安排,各部门、全社会齐心协力共抓节水,可以有效减少工农业用水量。
近20年间,随国内生产总值增加,我国生活用水量基本呈逐年增加趋势。至2019年,我国生活用水量已达871.7亿m3。可以预见,随着人们对美好生活的需求越来越强烈,生活用水量在未来一段时间内仍将持续增加[29]。因此,在2016年颁布的《新水法》中,专门提出生活节水管理,并逐步推行超定额用水累进加价制度,以应对生活用水量持续增加的难题[30]。同年,国务院颁布《全民节水行动计划》文件,将生活节水从城市扩大到乡镇以及缺水地区,并强调提高公共机构节水能力,真正做到全民节水[31]。
虽然2002年《水法》第4条中就提到要协调好生态环境用水,但因全社会未能给予足够重视,尤其在经济发展迅速的地区,工农业用水挤占生态用水的现象时有发生[32]。直至“绿水青山就是金山银山”“像对待生命一样对待生态环境”“山水林田湖草是一个生命共同体”等一系列生态文明思想的提出,以及全社会对生态环境保护的认识逐步深入[33],生态用水量才呈现出较为明显的增加趋势。尤其自2017年《节水型社会建设“十三五”规划》发布以来,我国生态用水量年均增加40亿m3以上。同时,近年来各级政府采取多种措施保障生态用水,如塔里木调水、黑河调水、珠江引淡压咸等[34],都取得了令人振奋的成绩,标志着我国生态用水由忽视进入保障的新阶段。
4 结论
2000—2019年,随降水量缓慢增加,我国水资源总量亦呈缓慢增加趋势;供水总量总体呈现先增加后逐渐下降的趋势,但仍以地表水供给为主;用水总量等于供水总量,供水侧压力巨大,进而制约国民经济稳定健康发展。为破解水资源供用困局,党中央提出一系列生态文明思想,同时,国家层面陆续颁布多项用水政策,我国节水事业取得明显进步。现阶段,我国用水结构中仍以农业用水为主,工业用水次之,二者占用水总量的比例分别在61%和20%以上,但2013年后开始逐年降低。对于生活用水量和生态用水量而言,虽然二者至2019年占比仍然较低(分别为14.5%和4.1%),但增加速度很快。因此,在今后水资源开发利用过程中,不仅要抓好工农业节水,还要严控生活用水、发展生态用水,把节约用水贯穿于经济社会发展和群众生活生产全过程,全面推进节水型社会建设,促进人水和谐及社会经济可持续发展。