高溫下嘉陵江都干了！談談我國用水量轉(zhuǎn)型特點及水網(wǎng)建設
時間：2022-08-26 09:18
來源：中咨研究
作者：邢智慧、姜富華、曲永會
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近日，四川、重慶等地高溫開啟的“生存地獄”模式屢沖熱搜，高溫造成嘉陵江干涸、51條河流斷流等問題，讓民眾開始密切關(guān)注我國供水現(xiàn)狀、問題及解決對策。本文將結(jié)合全社會節(jié)水優(yōu)先戰(zhàn)略的實施、節(jié)水型社會建設工作的推進、再生水利用等背景，探討我國用水量轉(zhuǎn)型特點及水網(wǎng)建議。
水是生存之本、文明之源、生態(tài)之基。新中國成立以來，我國開展了大規(guī)模水利基礎設施建設，水安全保障能力顯著提升，為我國經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅實的基礎。水資源對經(jīng)濟社會發(fā)展提供重要基礎支撐的同時，也對其形成一定制約，進而促進了技術(shù)進步和集約節(jié)約利用，最終對用水產(chǎn)生較大影響。長期以來，我國按照以需定供的原則開展供水工程規(guī)劃設計，需水預測是核心環(huán)節(jié)，不同時期經(jīng)濟社會發(fā)展與用水的關(guān)系有規(guī)可循，并對工程規(guī)模確定有著至關(guān)重要的作用。因此，研判好經(jīng)濟社會用水趨勢，對科學合理配置水資源和建設國家水網(wǎng)工程具有重要意義。本文通過分析新中國成立以來用水與經(jīng)濟社會發(fā)展之間的關(guān)系，探索內(nèi)在發(fā)展變化規(guī)律，為完善水安全保障工程體系提供參考。
一、不同時期用水總體變化趨勢
新中國成立70多年來，經(jīng)濟和人民生活水平發(fā)生了翻天覆地的變化。2021年全國GDP達到114萬億元[1]，按不變價計算，比新中國成立之初的1952年增長了200多倍，創(chuàng)造了從一窮二白到經(jīng)濟總量穩(wěn)居世界第二位的發(fā)展奇跡。相應地，我國用水總量也從1000億m³左右[2]增加至5920億m³左右[3]，增加了近5倍。
從用水態(tài)勢變化看，1949~1980年（新中國成立~改革開放之初）我國年均用水總量增幅約4.74%，生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水量均大幅增加，但驅(qū)動用水增加主要來自農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)用水量由不足1000億m³增加到3700億m³左右，對總用水量增長的貢獻度超過85%，這是新中國成立后我國為解決溫飽問題進行廣泛開荒種糧和大力發(fā)展灌溉的結(jié)果。
1980~2021年（改革開放以來）我國用水總量增幅明顯回落，年均增幅約0.84%。不同于前一階段，雖然我國糧食產(chǎn)量不斷增加，但農(nóng)業(yè)用水量基本不變或變幅極小，生活、工業(yè)、生態(tài)用水對總用水量的影響作用較大。
注：本圖中1995年以前的用水量根據(jù)1949年、1980年、1985年、1990年和1995年用水總量[2]進行插補；1996年用水量根據(jù)1995年和1997年插補；1997~2021年數(shù)據(jù)來自全國水資源公報。
圖1 新中國成立以來我國用水態(tài)勢變化示意圖（單位：億m³）
二、近年用水總量已出現(xiàn)平穩(wěn)略降的態(tài)勢
改革開放之初的1978年，我國總?cè)丝?6259萬人，GDP約3678.7億元。到2021年，我國總?cè)丝谝堰_141260萬人，GDP達到1143669.7億元[1]分別約為1978年的1.46倍和310倍。1980年我國總用水量約4200億m³[2]，到2021年增長至5920億m³[3]，為1980年的1.4倍。用水增幅低于人口增速，遠低于經(jīng)濟增速。
分階段看，1980~1997年我國用水總量以年均1.67%的增幅增加，該時期我國處于十一屆三中全會到亞洲金融危機爆發(fā)前期的發(fā)展階段，人口、城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟總量、糧食產(chǎn)量等保持較高水平的增長。1997~2004年我國用水總量總體基本不變，該時期受亞洲金融危機影響等，除城鎮(zhèn)化率外，人口、經(jīng)濟總量等增長速度均有所回落，糧食產(chǎn)量降低。2004~2013年我國用水總量以年均1.21%的增幅增加，用水量恢復較快增長。該階段我國加入了世界貿(mào)易組織，經(jīng)濟增長迅速，超越美國成為全球貨物貿(mào)易第一大國，經(jīng)濟總量超過日本躍升到世界第二位，成為世界第二大經(jīng)濟體。雖然我國人口、城鎮(zhèn)化發(fā)展增長速度減緩，但經(jīng)濟總量和糧食產(chǎn)量均以改革開放以來最快速度增加。2013~2021年我國用水總量增長率下降為0.54%，該階段處于黨的十八大以來倡導高質(zhì)量發(fā)展的階段。我國全面建成小康社會，實現(xiàn)了第一個百年目標，大力推進生態(tài)文明建設，經(jīng)濟由高速發(fā)展階段轉(zhuǎn)向了高質(zhì)量發(fā)展階段。相應地，我國人口、城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟總量、糧食產(chǎn)量等增長速度均放緩。同時，《國務院關(guān)于實行最嚴格水資源管理制度的意見》（國發(fā)〔2012〕3號）、《實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》（國發(fā)〔2013〕2號）等政策相繼出臺，從而全面推進節(jié)水型社會建設。
圖2 改革開放以來用水及經(jīng)濟發(fā)展趨勢變化示意圖
綜合上述分析，用水量與人口和經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢密切相關(guān)，并且隨著我國經(jīng)濟社會由高速發(fā)展邁向高質(zhì)量發(fā)展，在科技進步、節(jié)水型社會建設等綜合影響下，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活、生態(tài)用水態(tài)勢亦隨之發(fā)生變化。
(一）工業(yè)發(fā)展對用水增長拉動作用逐漸減弱
有研究提出[4]，改革開放之初，我國工業(yè)用水量與工業(yè)產(chǎn)值及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間關(guān)系表現(xiàn)為，工業(yè)總產(chǎn)值每增長10%，用水量大約增長4%~8%。如果工業(yè)結(jié)構(gòu)以鋼鐵、電力等高耗水產(chǎn)業(yè)占優(yōu)勢，用水量增長率接近上限；如果以輕紡、機械等較低耗水產(chǎn)業(yè)占優(yōu)勢，增長率接近下限。
目前，我國已經(jīng)成為全世界唯一擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國家[6]。其中，粗鋼、煤、水泥、化肥產(chǎn)量和發(fā)電量等穩(wěn)居世界第一位，原油產(chǎn)量居世界前列。1978~2012年，我國工業(yè)持續(xù)保持10%以上的增長速度，對經(jīng)濟增長的貢獻率超過50%。黨的十八大以來，我國的自主創(chuàng)新能力進一步增強，部分工業(yè)的技術(shù)水平接近或進入國際先進行列，部分行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先國際先進水平。
隨著工藝技術(shù)進步及節(jié)水型社會建設不斷推進，工業(yè)用水、耗水大幅降低。如上世紀70~80年代，我國每噸工業(yè)產(chǎn)品的用水量[7]：造紙200~300m³、煉鋼30~70m³、化學纖維3000~5000m³。進入本世紀10~20年代，以2020年為例，我國高耗水行業(yè)每噸產(chǎn)品用水量[8]：造紙7.9~18m³、鋼鐵2.7m³、石油化工10~22m³、紡織100m³。與此同時，工業(yè)用水重復率顯著提高。很長一段時間，我國工業(yè)水重復利用程度較低，用水工藝比較落后，用水效率較低。如1978年北京城近郊區(qū)工業(yè)用水的重復利用率為30%，北京鋼廠用水的重復利用率僅有13%[7]。近年來，我國堅持節(jié)水優(yōu)先，實行最嚴格水資源管理制度，強化水資源剛性約束，實施國家節(jié)水行動。2021年我國重點鋼鐵企業(yè)水的平均重復利用率達到98%。2021年國家六部委聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)廢水循環(huán)利用實施方案的通知》，提出至2025年，力爭規(guī)模以上工業(yè)用水重復利用率達到94%左右。總體上，在我國工業(yè)迅速發(fā)展的背景下，20年來工業(yè)用水由升轉(zhuǎn)降，2019年我國工業(yè)增加值（可比價）較2000年增長了約4.5倍，但工業(yè)用水量僅增長了7%左右。上世紀70年代呈現(xiàn)的工業(yè)增加值增加帶動用水增加的現(xiàn)象發(fā)生了根本性變化。有研究運用庫茨涅茲曲線建立工業(yè)發(fā)展與用水的關(guān)系，結(jié)果顯示，從2014年開始至今，我國工業(yè)增長與水資源變量持續(xù)絕對脫鉤[8]。
圖3 2001~2020年我國工業(yè)增加值和工業(yè)用水較2000年變化幅度對比示意圖
(二）農(nóng)業(yè)總體呈現(xiàn)產(chǎn)糧增加而用水微降態(tài)勢
農(nóng)田灌溉需水主要由作物生長特性決定，需水定額調(diào)整彈性低。但統(tǒng)籌土壤、種植結(jié)構(gòu)、耕作方法、灌溉技術(shù)以及渠系條件等，農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水空間很大。改革開放以來，我國農(nóng)作物種植面積、有效灌溉面積不斷增加，糧食產(chǎn)量總體上逐年增長，糧食播種面積基本不變，而農(nóng)業(yè)用水雖呈現(xiàn)波動但總體降低，十八大以來的降勢更加明顯。同時，在實施國家節(jié)水行動，加強農(nóng)業(yè)節(jié)水增效，推動用水方式由粗放向節(jié)約集約轉(zhuǎn)變政策的指引下，2021年我國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達到0.568，較2012年提高了0.052。
2021年我國有效灌溉面積約10.4億畝，糧食產(chǎn)量約13657億斤，分別較2000年增加了29.3%和47.7%。農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)由2000年的0.43增加至2021年的0.568，農(nóng)業(yè)用水較2000年減小了3.7%左右。需要說明的是，農(nóng)業(yè)灌溉用水受天然來水影響大，2003年以前的幾年時間糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)用水降低，從來水條件看，并非供水能力不足導致，需進一步從糧價、種糧積極性等角度分析原因。
注：1995年以前的用水量根據(jù)1980年、1985年、1990年和1995年用水總量[2]進行插補；1996年用水量根據(jù)1995年和1997年插補；1997~2021年數(shù)據(jù)來自全國水資源公報。2012年調(diào)整用水統(tǒng)計口徑，將生活用水中的牲畜用水調(diào)整到了農(nóng)業(yè)用水中，該水量占農(nóng)業(yè)用水比重很小，不會影響趨勢性判斷，本次分析未對此做調(diào)整。
圖4 2001~2020年我國有效灌溉面積、糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)用水較2000年變化幅度對比示意圖
(三）生活和生態(tài)對用水總量增加的拉動影響增加
改革開放以來，我國生活用水呈持續(xù)增長的趨勢，生活用水比重由1980年的2%左右增長至2021年的15%左右，生活用水對總用水量的影響逐漸增加。
2021年，我國人口總量約14.1億人，城鎮(zhèn)人口數(shù)9.1億人，分別為改革開放初期的1.5倍和5.3倍，相應地，生活用水量超過1980年10倍。從趨勢看，近十年我國生活用水指標（含公共用水）增長速度趨緩。2020年受疫情影響生活用水指標略有降低，2021年生活用水指標突然大幅增加，出現(xiàn)了不規(guī)律的變化。
圖5 2012-2021年實際人均生活用水量示意圖
隨著國家生態(tài)文明建設不斷推進，我國人工生態(tài)環(huán)境用水量從無到有，2003-2021年以年均8%的增速增長，近10年來生態(tài)成為增幅最大的用水對象。2021年全國生態(tài)用水量為316.9億m³，約為2013年全國生態(tài)用水量的3倍。
圖6 2012-2021年我國生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水態(tài)勢變化示意圖
三、已有的需水預測結(jié)果普遍偏大
多年來，水利部門及專家學者等在不同時期對未來不同階段的水資源需求做過諸多預測研究，結(jié)果普遍偏大。例如，1994年《中國21世紀人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》提出的2000年6000億m³需水預測值，盡管較其他預測結(jié)果小很多，但從實際用水看，也是在十年之后的2010年達到該水平，且“十三五”以來全國實際用水總量介于5813億~6043億m3。
在改革開放以來實際用水量的基礎上，若套用已有的2025年、2030年需水預測成果（考慮2020年受疫情影響，以2019年為基數(shù)），則2019-2025年和2019-2030年兩個階段用水量變化態(tài)勢可能是40年來增幅最大的5年期、10年期，如下圖所示。
注：圖中1977-1997年用水總量采用了內(nèi)插延伸。
圖7 我國實際用水與需水預測成果對比示意圖
部分有關(guān)2030年需水預測結(jié)果是基于屆時我國將達到16億人口進行測算的。有研究提出，從我國目前人口發(fā)展形勢看，2029年我國人口將可能達峰，并在此后持續(xù)降低，達峰人口約14.42億人[12]。實際上，從最新的出生人口數(shù)據(jù)看，2021年我國29個省份中僅有六個省份出生人口超過50萬；僅廣東一省出生人口超過100萬。多個省份創(chuàng)下了數(shù)十年來新低。為此，人口達峰可能還會提前。人口是需水預測最基礎的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以人口變動剖析經(jīng)濟社會發(fā)展問題，對用水的研判有重大影響。
筆者分析認為，在不考慮大面積開發(fā)土地發(fā)展農(nóng)業(yè)的前提下，我國經(jīng)濟社會用水已較人口先行達峰。未來需水增加更多會體現(xiàn)在生態(tài)上。目前，利用已有供水工程相機進行人工生態(tài)補水或運用再生水實施人工生態(tài)補水已取得共識，但對于增量需求上強化生態(tài)補水的方式方法尚存爭議。
四、新鮮水供水量已出現(xiàn)明顯下降
長期以來，我國新鮮水供水量與用水量基本上是一致的，但近20年來，隨著全社會節(jié)水優(yōu)先戰(zhàn)略的實施以及節(jié)水型社會建設工作的推進，新鮮水供水量發(fā)生較大變化，特別是黨的十八大以來我國新鮮水供水量降幅更加明顯，再生水利用程度不斷加大。“十三五”期間新鮮水供水量與“十一五”期間基本一致，較“十二五”有所下降。
2021年全國非常規(guī)水源供水約138億m3，較2000年非常規(guī)水源供水21億m3增長了近5.6倍。對標國際國內(nèi)先進節(jié)水水平，未來我國生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水總體上還存在一定的節(jié)水空間，再生水利用還會隨之增加，也將繼續(xù)影響新鮮水供水量。
圖8 2000-2021年我國新鮮水供水變化示意圖
五、科學規(guī)劃國家水網(wǎng)工程
新中國成立以來，不同時期都十分重視水利工程建設，現(xiàn)已擁有水庫9.87萬座（其中大中型水庫0.47萬座，小型水庫9.4萬座），這些水庫總庫容約9300億m³[13]，對我國水資源供給發(fā)揮了重要作用。同時還建設了大批跨流域引調(diào)水工程，這些工程基本可以保障一般水文年份我國經(jīng)濟社會發(fā)展用水需求。但由于水資源時空分布極不均衡，再加上現(xiàn)有水利工程體系聯(lián)網(wǎng)程度和網(wǎng)絡韌性不足，如遇枯水年，缺水問題仍較為突出，供水安全保障距全面支撐我國高質(zhì)量發(fā)展的要求仍有一定差距，亟需建設和完善國家水網(wǎng)工程予以解決。
一是堅持節(jié)水優(yōu)先，繼續(xù)強化水資源剛性約束。細化落實四水四定，統(tǒng)籌用好本地水和外來水，推進農(nóng)業(yè)節(jié)水增效、工業(yè)節(jié)水減排、城鎮(zhèn)節(jié)水降損，加強再生水利用，提高水資源利用效率。
二是堅持尊重規(guī)律，準確研判未來需水空間。不同時期我國經(jīng)濟用水統(tǒng)計口徑和方法可能有較大差異，以全面實施最嚴格水資源管理制度以來的時期，或“十三五”以來經(jīng)濟社會發(fā)展和用水情況作為基準進行規(guī)律分析和需水研判更為符合實際。由于此期間用水統(tǒng)計具有較好一致性，可以準確研判未來需水形勢，有助于科學規(guī)劃國家水網(wǎng)工程，提升供水保障水平。
三是強化優(yōu)化調(diào)度，發(fā)揮好水利工程綜合效益。目前我國水利工程在功能運用上還有較大的優(yōu)化空間，未來可深入探索運用現(xiàn)代雨洪預報預測技術(shù)，系統(tǒng)優(yōu)化工程調(diào)度，提高水資源利用水平，增加有效供給。
四是聚焦高要求，加快推進水網(wǎng)工程建設。未來水資源需求增量空間有限，但人民群眾對優(yōu)質(zhì)水資源、健康水生態(tài)、宜居水環(huán)境、可控水風險的新期待對水安全保障提出了更高的要求。需立足新發(fā)展階段，圍繞新形勢新情況，在充分發(fā)揮好已有工程效益的基礎上，以聯(lián)網(wǎng)、補網(wǎng)、強鏈為重點，加快水網(wǎng)工程建設，提高水旱災害防御能力，為經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展提供堅實的基礎支撐。
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