供水与用水合理性辨识原则与方法

游进军，马真臻，王 婷

（中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京）

随着生态文明建设的全面推进和最严格水资源管理制度的深入贯彻，我国水资源供需形势出现明显变化，综合调控供需关系是落实“把水资源作为最大的刚性约束”“坚决抑制不合理用水需求”的基础，供用水的合理性和问题识别愈发重要。已有的水资源开发利用评价通常以现状供用水统计和缺水分析为主，水资源开发利用合理性研究又多采用指标方法综合评判，供水和用水的合理性存在一定混淆，缺乏对二者独立评价，不利于指导实际工作。本文分析供水和用水的特点，提出其合理性判断原则和依据，通过影响因素分析，辨识水资源供给和需求的调控方向，为相关研究和水资源管理工作提供参考。

一、现有合理性评价方法

水资源开发利用合理性评价在实际工作和研究中均有涉及。实际工作中主要以相关规范为指导，如《水资源规划规范》（GBT 51051—2014）提出以开发利用引起的生态环境问题作为不合理利用的评价依据，《水资源供需预测分析技术规范》（SL 429—2008）也有相似要求。《全国水资源综合规划技术大纲》将地下水超采、不符合水质要求以及超指标分水的供水量作为现状不合理供水，《河湖生态环境需水计算规范》（SL/Z 712—2014）提出以生态环境需水量阈值为控制的全国不同分区水资源开发利用程度合理性判别参考标准。

政策性指标约束也是合理性评价的重要依据，在各级行政区“三条红线”控制指标发布后，用水总量控制指标成为供水合理性判别的重要标准。在用水侧，农业作为用水大户，《节水灌溉技术规范》（SL 207—98）、《节水灌溉工程技术标准》（GB/T 50363—2018）等对灌溉用水提出了节水标准要求，一定程度是评价用水合理性的标准。

在“节水优先”的理念和政策推动下，用水侧的合理性评价在实际工作中也逐步增强，用水总量和用水效率红线成为区域用水合理性评价的重要标准，《城市节水评价标准》（GB/T 51083—2015）对城市用水的合理性提出了评价要求和指标。水利部出台了《规划和建设项目节水评价技术要求》对区域总体用水合理性评价提出了分析方法。总体而言，实际工作主要是问题导向，以不合理的水资源开发评价为主。

文献查阅表明，已有研究以水资源开发利用合理性评价为主。一类是以水资源开发利用程度作为合理性评价标准，包括具有广泛影响的流域水资源开发程度不超过40%标准，中国工程院“西北水资源”课题组提出的在西北内陆干旱区生态环境和社会经济系统的耗水各占50%为宜等，《河湖生态环境需水计算规范》也提出了全国分区水资源开发利用率合理阈值。另一类是以综合指标评价，包括以水资源开发利用程度为主，考虑各类影响因素组合形成的评价方法，以及分析各类影响因素形成的综合指标评价；也有以可持续原则为依据对用水合理性进行综合评价的研究。随着对节水和用水效率的重视以及水资源论证工作的逐步完善，针对不同类型用户取用水的合理性评价研究逐渐增加，为实际管理工作提供了参考依据。

水资源开发利用合理性评价分析方法逐步改进。一方面评价方法综合性增强，考虑了更多影响因素，包括水资源利用的可持续性、水与经济社会发展的协调性、工程能力等；另一方面评价目标与管理需求逐步接轨，对不同类别用户提出了分类标准。但现有研究仍存在不足，综合评价将供给端和需求端作为整体评价，忽视了供水和用水的合理性具有差异；采用定额标准等方式对用水合理性评价缺乏对区域水资源条件以及供需动态协调的考虑，对实际工作的指导性不足。供用水合理性评价的目的主要是分析寻找问题，提出解决办法。供用两端的影响因素不同，因此针对各自的特点剖析问题更有利于提出调控手段。

二、合理性评价原则

按照“把水资源作为最大的刚性约束”的理念，合理的水供求关系应该服从“以水定需”，反映水资源条件和用户的科学依存，这是评价水资源开发利用合理性的基本要求，在一定程度上也是已有评价方法的依据。“以水定需”结合实际也就是要回答“什么水？需什么？如何定？”。用水是需水实际发生的结果，因此将上述三个问题反映为供水和用水合理性的评价原则：①“水”是可利用有保障的水，通过开发利用程度和能力反映供水合理性；②“需”是必要合理的用水需求，通过用户和效率反映用水合理性；③“定”是解决水与需的协调匹配关系、提高效率，反映供需配置关系的合理性。

上述原则反映了供水和用水的不同特点。

1.供水合理性判别

供水侧重在安全性，包括针对开发强度和保障要求两方面的安全。首先是资源本底安全，体现开发的上限，必须维持水循环健康和生态安全，超过合理限度的开发即存在不合理性。其次是供水安全，体现能力保障的下限，供水要能满足发展需求，满足相应用户保障要求的供水才具有合理性。综合来看，供水合理性既需要有必要的工程调控能力支撑，同时又要控制开发强度，即开发规模适度且可控。

2.用水合理性判别

用水合理性包括用户合理和效率合理，以是否符合区域的经济社会发展要求和用水效率水平来衡量。用户合理是指符合社会基本需求和发展目标的用户，是用水合理的必要条件。效率合理是指符合当前经济技术条件的用水效率水平，需要作可行性判别。综合来看，用水合理性应当是满足必要需求且不浪费。供水和用水的合理性构成如图1所示。

3.“以水定需”下供用水合理性判别

由于不同水源的来水特征、水质状况、调节保障能力不同，不同用户对水量、水质和供水保证率的要求也不相同，从水源供给到满足用户用水需求之间还应有合理的配置关系，达到“优水优用、减少损耗、公平高效”的目的。综上分析，“以水定需”下的供用水合理性判别要求如图2所示。

三、评价要点和特征分析

1.供用水合理性评价

根据上述原则，供水合理性主要是从资源条件出发，按照承载能力或者水资源可利用量作为边界评价，挤占生态的水量即为不合理。评价对象应该以流域、河流为主体，区域尺度必须依托于已明确的水量分配框架。在此基础上，进一步结合用户要求对供水安全性评价，不满足用户水质、保证率要求的供水也应作为不合理的供水。因此，不合理供水包括挤占生态的供水，如地下水超采、深层水开采以及未满足基本生态流量的供水，以及不符合用户水质要求的供水；对区域而言，还包括超指标取水的供水。

图1供水和用水的合理性构成

用水合理性应考虑是否为区域生存和发展所必须，具体应以是否符合国家战略和区域发展总体战略要求评价。评价对象应该以具体用户为主，区域尺度可以用水效率红线为参考。因产业布局不符合国家战略需求和水资源条件的用户用水，以及用水效率偏低导致的用水浪费均属于不合理的用水。不合理的用户包括未纳入法定规划和产业布局要求的高耗水行业用户，不在国土空间规划的农田灌溉用户，属于“环保负面清单”的行业用户。用水浪费是指用水效率低于可参考标准的超额用水。

图2“以水定需”理念下的供用水合理性判别要求

2.供用水合理性差异

供水和用水合理性分析具有明显差异。首先是评价对象，供水具有宏观性，合理性应以流域区域为单位评判；用水具有微观性，应针对用户个体衡量。其次是评价方式，供水具有单一性，核心是对水资源开发强度的评判；用水具有综合性，需要结合用户性质、效率以及行业规划等其他信息来综合评价。第三是评价效果，供水具有关联性，评价流域或区域范围不同时，开发强度可能有不同的结果，在总量控制合理的条件下也存在内部时空分布的合理性；用水具有独立性，一个用户的合理性不能影响其他用户。最后，二者的评价标准均具有动态性，供水合理性与生态水量标准密切相关，而用水合理性则与用户优先级相关，效率的合理性也具有明显的时效性和区域性特征。

根据上述分析，不同于现有的水资源开发利用合理性综合评价，供水和用水的合理性评价具有相对独立性。针对供水的评价不应涉及用户需求和用水效率合理性，不合理供水可以供给满足合理的用户，用水不合理不一定影响区域供水具有合理性，二者没有必然联系。当资源有限而社会经济规模超过水资源承载能力或者产业水平落后于社会平均水平时，两种合理性会产生矛盾。

以两类比较典型的情况分析二者矛盾。第一类是水资源条件相对薄弱但人口密集、经济规模较大的区域，水量开发超过合理限度（地下水超采、生态被挤占），但支撑的用户需求是合理的，存在用水合理但供水不合理。如海河流域地下水超采、地表用水挤占，供水明显不合理，但超采的水量又支撑了必要的生活生产且效率较高，用水合理。另一类是对于部分水量充沛的区域，用水效率偏低但开发强度不高，存在供水合理但用水不合理，如西藏、海南等区域。

高耗水产业合理性判别也是实际工作中常见的问题，尤其是对水资源条件薄弱、开发程度较高区域需要根据供用两端情况判别，不能简单一刀切。具体可以分以下几种情况分析：①满足国家战略目标，其需求即为合理的，例如西北地区的能源基地，粮食主产区的农业灌溉等，但必须满足可参照的高标准节水要求；②具有极大商品价值的用户，如地理标志性产品、具有特殊历史文化传承的生产，可以认为是合理的，但应确定其水量利用上限，例如天津小站稻、北京京西稻种植等。类似的，如果愿意承担足够高的水价成本，耗水性的产业或者奢侈性的用水可以认为是合理的，如洗车、洗浴以及其他娱乐性用水。③历史原因形成的现存不合规划要求的用户，在其布局调整的实施期内，其用水具有合理性。

生态用水合理性判定同样是实际中面临的问题。河道内生态需水是分析供水合理性的约束和依据，河道外生态用水原则上应在用水端进行合理性判定。具有重要保护意义的生态需求用户可分为两种情况。第一种是保障特定的重要生态保护目标生境条件的生态用水，包括重点保护生物的特定水位、流量要求等，如扎龙湿地等重点湿地补水。第二种是区域生态水量整体亏缺，或在现有刚性需求用户挤占生态用水不能完全退出的情况下，需要对被挤占的生态用户给予关键补水，例如华北地下水超采的重点漏斗区回补、重点洼淀补水。需要指出，这种补充具有临时性质，在挤占生态的经济用水短期内不能退出的情况下，以解决重点区域和关键时期为主，防范出现严重生态问题，而不是整体性的生态修复。长远看生态用水的解决应该通过需求调控将挤占的水源置换回归生态用户。

四、影响因素和动态协调方向

供用水合理性分析的目的主要是诊断水资源开发利用的现状问题，在此基础上对供给和需求进行调控，为管理提供方向和手段。上述分析表明，供水合理性不等于用水合理性，调控手段应针对影响供用水合理性的因素开展。发现供用水不合理的问题后，通过分析影响因素提出针对性调控措施解决二者的矛盾。供水合理性影响因素包括水资源条件、生态约束、工程能力等，用水合理性影响因素包括社会经济规模和布局、用户重要性、用水效率等，各类因素均具有动态性。

图3供需合理性的动态协调

图4供需协调的动态调控模式

供水侧影响因素中，水资源条件相对稳定，但受气候变化影响、水资源评价系列选择存在不同的结果，非常规水源开发也会带来水源条件的变化。此外，跨流域跨区域调水可以改变可利用的水源条件，是供给侧调控分析的焦点问题。生态约束受河道内需水分析方法、标准的影响，从保障基本要求到适宜需水，其结果很大程度决定了可利用的水资源量状况。已有区域取水总量约束控制指标可作为考虑了水资源条件和生态约束的共同结果。工程状况是将水资源转化为供水的途径，既涉及开发规模控制，也涉及安全保障能力提升，是供给侧调控的核心手段。

用水侧影响因素中，社会经济规模布局既包括现状，也涉及未来规划，是用水调控的重点内容。重点用户是考虑民生、发展目标区域需要优先保障的行业，应在合理的基础上划分优先级，为管控提供依据。用水效率既包括万元GDP用水量等综合指标，也包括针对行业、用户的节水指标，其评判标准需要根据对象选用不同标准，也要考虑行业发展变化的平均水平，对新老用户分别提出要求。考虑到资源有限性的特点，用水合理性分析还包括协调需要与可能的关系，在合理的基础上明确重要性和保障优先序。除了上述因素，供用水合理性评价存在尺度问题，评价范围的变化可能会带来同一区域评价结果的变化。

供用水关系中供水合理是基础，用水合理是目标。根据现状供用水合理性识别的影响因素分析，可以指导未来水资源供需调控，使二者关系更为协调，供需两侧动态协调关系如图3所示。供水侧重点是安全性要求，通过开发规模的控制确保水循环稳定健康，实现水资源利用可持续，通过工程能力的提升，提高保障程度和可靠性。需水侧重点是突出优先性要求，提出合理需求和合理效率下的用水保障顺序，支撑经济社会健康发展。协调供需关系的方向即是根据实际情况分析供需双侧调控重点，确保刚性需求必须满足，基本生态优先，兼顾公平和效率，合理需求得到保障，经济生态逐步均衡，达到高质量的供需协调关系。

考虑供需动态协调关系，二者的合理调控模式如图4所示。在供水和需水合理的基础上，通过配置调控实现不同保障质量的水源对不同优先级用户的协调供给。具体手段是通过工程对水源进行时空调节，使来水过程与需求过程相适应、水源空间分布与需求空间分布相匹配，落实总量控制目标与供需过程协调，实现区域用户均衡、优水优用、经济高效。

供需调控应根据现状供用水不合理状况和未来发展需求，提出控制发展规模、提升用水效率、增强工程能力和增加外调水源等不同手段。供需调控不应仅满足于总量指标，在供需两侧均满足合理性要求基础上，还应加强内部均衡调控。一是解决局部的供需矛盾，使得配置布局更合理，提高用户配置效率，减少输配水损失，提高效益；二是通过提高用水效率，减少用水浪费和污染物排放，提高环境质量；三是完善工程布局，增强应急保障能力；四是分析可能的缺水和富余可供水量，为科学分析论证跨流域跨区域调水提供基础。 ■