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陈敏建
南京水利科学研究院水资源所 所长
摘 要：水问题是影响我国社会经济发展的基础性、全局性、战略性问题。我国地域辽阔，水土资源组合多样化，与此相关的经济发展也存在巨大差异，水问题表现出显著的区域特征。本文利用大量资料信息，进行我国水问题国情分析，研究区域水问题形成特点与演变趋势，提出区域水利发展重大问题，构成大国水利发展战略基础。
关键词：国情分析；区域水问题；水土组合
1 引言
我国区域性水问题产生的根本原因有两种。一是自然条件的差异，导致水资源与土地资源、能源的分布在空间上形成不均衡的特点，如气候较干旱、水资源短缺的西北、华北等地，土地资源、能源（如煤炭资源）丰富，水资源对农业发展、能源等基础的产业开发制约明显。二是我国经济社会发展迅速但各地区发展不均衡。需要进行水问题的国情分析。
我国经济社会发展的地区不平衡性，尤其是巨大的人口压力，使人-水-土矛盾突出。以水资源短缺与生态恶化为主要特征的中国水问题，其复杂性和解决难度举世仅见，成为我国独特的国情，在世界各国没有先例。需要突出研究区域水问题。
以水土资源组合条件为基础，从生态学、社会学、经济学角度综合开展水问题国情分析，对于充分认识大国水利的资源环境基础，把握我国水利发展的区域战略特性，指导制定国家和区域的水利发展政策，都具有重大指标意义。
面对中国水问题国情，需要加以归纳，需要综合性的分析。为了准确地表达观点，在科学认识和研究方法上，建立一个分析问题的结构十分必要。有了一个简洁的结构，用以揭示和分析问题的本质，使复杂的问题从无序变为有序，找出基本规律。本文将提出并利用一个称之为区域学的理论与方法，用以进行复杂的水问题国情分析。
2 水土资源及其组合条件
2.1 水土资源的特点
自然资源是水利发展的基础条件。自然条件从量和质两个方面，不仅决定了水资源的禀赋和开发利用条件，而且决定了水旱灾害的自然属性及其对人类活动的敏感程度。水和土地是水利发展的基础资源，水土资源的丰裕程度和组合是影响水利发展的最根本自然条件。
水和土地是人类生存与发展的必备资源，同时具备资源和环境的属性，使其成为社会经济发展的必要的资源条件和生态平衡的主要载体。这是水和土地所共有的区别于其它自然资源的特点。
水资源与土地资源的开发利用相互联系，相互依赖，共同构成了经济发展与生态保护的基础条件。一方面，土地资源的开发有赖于水资源的支撑，没有水，土地将失去利用价值。另一方面，土地灌溉是水资源利用的最主要部门，决定着水资源利用的总格局。
水资源与土地资源又有不同特点。相对而言，水是动态资源，土地是静态资源。水的动态性主要表现在以下几个方面：可更新性，通过水循环获得更新；流动性，径流运动使流域内干支流、上下游水资源共享，通过调水措施可在区域间实现水资源调配。土地的静态性表现在：不可再生，不可移动。因此，在水土组合中，水资源常常处于活跃的主动一方，土地一般处于相对被动的一方。在不同的水土资源数量组合条件下，水土资源这些特点决定了区域经济发展的资源开发利用制约条件，从而决定了水利活动的基本特征，进而奠定了区域水利战略的基本格局。
2.2 水土资源的生态与经济特性
水和土地是支持一个地区社会经济和生态环境的基础资源，其丰裕程度和组合条件决定了该地区社会经济发展和生态环境演变的基本格局。
水土资源之所以成为社会经济发展的基础资源，首先在于它是农业发展的最基本条件。农业生产是一种资源转化过程，其赖以发展的前提条件是必须具备日照、土壤、水三种自然资源。尤以水、土资源的组合最为关键，决定了农业生产的基本格局。农业灌溉是水土资源综合开发的集中体现，耕地灌溉是食物生产的主要保障，而粮食生产是经济发展和社会稳定的基础。
水和土地作为农业生产的战略资源，奠定了农业发展的基础。农业作为区域经济的基础产业，影响产业布局和经济模式，进而影响水资源利用方式。水、土资源的丰裕程度和组合条件，决定了农业生产，特别是粮食生产的基本格局。如：中国80%的粮食产于灌溉农田，高度发达的美国，农业灌溉用水亦占总用水量的近60%。因此水土资源及其组合条件决定了区域国民经济发展的基本图景。
水土资源的丰裕程度和组成分布决定了区域生态系统的特性和稳定程度。生态系统是生物群落连同其所在的地理环境所构成的能量、物质转化和循环系统，由四个基本组成部分：无机环境；绿色植物；动物；微生物。水是一切生命之源，土地提供了生命栖息场所。水和土地是支撑生态系统的载体和生态系统构成的基础物质。生态环境的稳定性很大程度上决定于自然界的水分条件。
2.3 水土资源组合与区域发展问题
我国水土资源组合在空间上的分布极不均衡。平原面积过于集中地分布在淮河及其以北的广阔区域（占全国87%），而水资源又过于集中地分布在基本上由山地、丘陵覆盖的长江及其以南的地区（占全国81%）。我国水土资源组合条件表现出多样化的区域差异，决定了我国水利发展的区域战略特性。
水土资源组合严重失衡的地区，生态基础极其脆弱，农业开发受到极大制约，生态恶化与贫困是阻碍这些地区发展的主要问题。主要是西北内陆干旱区和西南地区，这些地区目前也正是我国经济发展落后的区域。
水土资源组合不均衡的地区，在人口增长和经济发展驱动下，出现城市化与农业争夺紧缺资源（水或者土地）的矛盾，造成严重的生态退化与水环境问题。主要是北方海河、黄河、淮河、辽河流域，水少地多；长江、珠江流域和东南沿海的广大地区，水资源丰富，但土地资源较少。
水土组合基本均衡的地区，面临主要矛盾是经济开发与生态资源保护。水土资源长期开发改变了径流运动条件，导致水分充足的湿地或者干涸，或者失去空间，造成湿地大规模消退。主要是在东北松花江地区。
中国的水土资源组合条件原本就处于较差的态，加之经常发生严重的干旱，使得我国长期处在缺水的威胁之中。七十年代末，我国经济发展进程加快，改革开放极大地促进了社会经济的发展，同时，水资源短缺的问题也迅速凸现。时至今日，由于自然条件的先天不足和社会经济快速发展的驱动，特别是庞大的人口压力，使得水危机日益加剧，已成为阻碍中国实行可持续发展的突出问题。
3 水问题的区域特点
3.1 水问题的影响因素及其作用
影响水问题的因素可以概括为自然条件、社会经济发展水平和环境状态三个相互作用和相互依赖的系统。
自然条件：包括所有的自然因素，如气候、地理、资源（水资源，土地资源，矿产资源）等。自然条件决定和影响水资源的形成和时空分布，水资源可以看成是各种自然因素综合作用的结果；影响产业布局和经济模式，进而影响水资源利用方式。其中以水土资源的组合最具影响力，决定了水资源利用的基本图景。
社会经济发展水平：包括所有的人文因素，如经济结构和发展水平、体制、法律、人口与受教育程度、生活水平、技术与管理水平等。社会经济发展水平对水资源开发利用的作用表现在如下几个方面：①经济结构影响水资源利用方式；②人口与经济增长影响水需求；③对水环境的污染造成供水紧张；④兴建水利工程对水资源时空分布施加影响；⑤体制、技术与管理水平影响上述各类因素的作用程度。
环境状态：水是一切生命之源，生态环境的稳定性很大程度上决定于自然界的水资源条件。自然资源的开发与社会经济的发展引起生态环境的改变，这种改变主要与水资源利用有关。环境状态既是自然条件的表征，其变化又是社会经济发展水平的度量，在大多数情况下是水资源利用的制约因素。有些地区，生态恶化导致的灾难性后果远远超过环境意义，成为影响社会安定的因素。
水资源利用受自然资源、社会经济发展水平和生态环境变化等条件驱动和制约，用水量最终会趋近于一个稳定的“零增长”状态，达到“极限”。由于存在明显的区域差异，各区域导致用水零增长的主要因素有所不同，出现过程和时间也有很大差别。在发展的初级阶段，由于经济发展特别是农业开发的驱动，用水粗放，此时农田盐渍化是最主要的生态问题。随着水资源开发利用强度增大，开始出现资源短缺与环境恶化的制约，不同水土资源组合条件的地区水危机出现过程和形态有很大差别，出现用水“零增长”的机制也有很大不同。
伴随着社会经济发展，在土地资源丰富、灌溉发达而水量不匹配的地区最早出现缺水。灌溉用水的增大导致河川径流量减少，工业和城市的发展同农业激烈争夺水资源，也迅速污染了水环境。地表径流的减少和污染使得地下水开采规模不断扩大，导致地下水位下降，地下径流对河岸调节补给功能丧失，河川经常断流甚至干涸；污染物充斥河道，通过降雨和地表水体的入渗补给，地下水也受到污染；入海水量减少导致河口淤积；地下水超采造成地面沉降、海（咸）水入侵、土地沙化等更多也更严重的生态问题。此时水资源利用已超过极限。
在水量丰沛、可耕地较少的地区，当可开发灌溉的土地资源用尽时，离用水极限也不远了。这是基于如下原因作出的判断。其一，国民经济各部门的生产性质决定了用水方式不同，由于农业灌溉的目的是维持作物生长的需求，无论是单位用水量，还是用水总量都远高于其它部门。其二，用水后果不同，农业灌溉用水一部分被作物吸收消耗，剩余部分回归到自然水体，一般来讲，水质没有因此发生显著改变；而工业用水除了少量被产品携带消耗（食品饮料业除外），大部分以废污水的形式排出，污染水环境。而从社会经济总体结构来讲，处理废污水的费用来自GDP，用于治理水环境的费用越高，GDP的实际经济效益越低，当治理生态环境的费用高于一定比例时，GDP将难以承受。因此，处理废污水的能力是有限的，必然迫使工业生产不断降低单位用水量，转向“干生产”和清洁生产，现代科技进步正在不断推进这种趋势。
在干旱的内陆河地区，水资源利用一开始就面临着环境与生态问题，后者影响到居民本身的生存，其用水极限是比较明显的。
3.2 区域水问题的综合分析方法
影响水问题的各类因素具有区域规律。我国地形自西向东地理梯度递减，呈三级梯级结构，生态基础由弱渐强，与此相应，经济发展水平由低向高递增，亦呈东、中、西三级带状分布；降水量、径流量自北向南递增，土地资源自北向南递减，经济发展程度南高于北。需要运用定量与定性手段，同时研究自然资源、社会经济、生态环境等各种信息及其综合效应在区域上的异同。
利用上述信息设置评价指标，将其分为可比性指标和分布性指标。可比性指标反映各种事件或问题的性质、水平和程度，同类指标在地区间是不可加的，利用可比性指标计算相似系数来定量评价区域差异。分布性指标表示事物的规模、范围、容量，具有可加性，全国的量等于各区域量之和，利用分布性指标对区域特征给予进一步研究。
为了建立一个较严密的水问题定量分析模式，将可比性指标组成水问题区域特征向量，通过研究特征向量的相互关系，分析区域水问题特征，从而建立水问题空间分析结构，作为国情分析平台。
特征向量相互关系的量化是建立空间量化结构的关键。特征向量相似关系是表达区域水问题特性的理想指标，相似系数作为区域特性的度量，具有数量的确定性和客观性。因此，可通过分析相似系数矩阵，研究水问题区域特征。
设有N个研究主体（区域），其特性由M个可比性指标组成水问题区域特征向量X=（X11，X12，……，X1M）所定，将信息资料写成N×M的矩阵A：
相似系数Sij的取值范围是[0，1]，描述区域相似程度。如果Sij=0，两个区域的水问题没有相似之处，如果Sij=1，则两个区域的水问题完全相似。定义某一阀值S，当Sij≥S时，则两个区域基本相似。计算作为研究对象的各区域间相似系数，将很清楚、直观地表达出区域间的异同。
3.3 水问题的分区特性
以全国九大流域片为对象，利用近10年社会经济及水资源利用资料，采用如下可比性指标，计算相似系数。见表1。
水土资源与生态基础：降雨深、径流系数、产水模数、地表径流占水资源比重、重复量与地下水之比、地表径流平均矿化度，坡度小于15度平地面积占总面积比重 、土壤侵蚀模数、植被覆盖率。
水土资源开发：水资源利用率、地下水开采率、水资源消耗率，土地利用率、耕地灌溉率。
经济社会发展与水土资源利用：城市化率、人均GDP、GDP构成、工业结构 、种植结构，人均水资源量、人均耕地、亩均水资源量，用水结构、用水定额，工业用水重复利用率、污水排放率。
综合分析各流域片的差别，取S=0.9。将各区域按相似性归类进行分析，考虑松花江流域与辽河流域的差异，我国水问题国情呈现三大类型五个区域变化特点：西北内陆地广水少失衡区，西南水丰地寡失衡区；北方水少地多不均衡区（含黄河、海滦河、淮河、辽河四大流域片），南方水多地少不均衡区（含长江、珠江、东南诸河三大流域片）；松花江水土均衡区。
4 区域发展与水问题演变趋势
4.1 区域发展基本格局
第一类，水土资源组合严重失衡的西部地区，由于水土资源的两种不同的极端组合，形成两种性质截然不同的生态脆弱地带，发展经济的首要制约因素是生态问题。西部地区水土资源开发利用不可避免地引发一系列生态问题，严重地影响经济发展，这是造成西部贫困的根源。较之于中国其它地区，西部地区的水土组合矛盾最为复杂和尖锐，是所有其它矛盾的来源。
一是西北内陆干旱区，水资源量小且空间分布非常集中，土地拥有量大，属于极端的水少地多区域。社会经济活动集中在狭小的绿洲，生态基础极其脆弱。水是支撑绿洲生存的基础，在发展进程中始终存在经济与生态争夺水资源的矛盾，区域发展的制约条件是水资源承载能力，以平原地区绿洲-过渡带生态系统用水为主要标志。二是西南地区，山高平坝少，水资源极其丰富，土地缺乏且土层薄，保水保土能力差，属于极端的水多土少地区。耕地较少，现有耕地中超过半数是坡地。在发展进程中始终存在经济与生态争夺土地资源的矛盾，水土流失严重，区域发展的制约条件是土地资源承载能力，需要有效治理水土流失。西南经济社会发展重心在平坝地区，依托的水资源是高原湖泊，作为资源-环境-经济发展综合载体，其承载能力有限。
第二类，水土资源组合不均衡的地区，在人口增长和经济发展驱动下，出现城市化与农业争夺紧缺资源（水或者土地）的矛盾，造成严重的生态退化与水环境问题。北方水资源短缺，各地争夺有限水源，常常引起水事纠纷；南方水环境恶化，各地防堵污水，常常互相“赠送”污流。
一是北方海河、黄河、淮河、辽河流域，水少地多，是我国主要的粮食生产基地，灌溉发达而水量不匹配。城市化与农业争夺水资源激烈，人-水矛盾突出，在我国最早出现缺水危机。黄河自花园口以下为地上悬河，几乎没有流域面积，使黄河成为海河、淮河的“界河”，河道内径流下渗补给两岸地下水，使黄、淮、海形成密切的水力联系。黄淮海的这些关系给海河与淮河流域引用黄河水提供了便利的客观条件。黄淮海流域片的水资源问题联系在一起，错综复杂，构成我国水资源短缺问题的核心。社会经济发展需求与资源承载力矛盾深重，现阶段区域发展的制约条件是水资源承载能力及土地高质量开发。二是长江、珠江流域和东南沿海的广大地区，水资源丰富，但土地资源较少。城市化与农业争夺土地资源激烈，人-地矛盾突出，水污染成泛滥之势。根据调查分析，整个南方地区已少有荒地资源可供开发。由于工业发展，水质急剧下降，造成大范围的用水紧张。区域发展的制约条件是水环境承载能力，珍惜有限土地资源。
第三类，水土组合基本均衡的东北松花江流域，作为我国最后一块新兴粮食生产基地，面临主要矛盾是经济开发与湿地、森林等生态资源保护。区域发展的制约条件是水土资源的综合承载能力。该区域是我国湿地最集中的地区。由于水土资源长期大规模开发利用，尤其是近十几年，灌溉面积高速发展，流域用水量迅速增加，土地围垦和引水灌溉，使得湿地被不断被蚕食并萎缩，生物多样性受到破坏，湿地的生存受到严重威胁。
4.2 区域水问题演变趋势
根据水土组合情况和开发现状，分析研究不同类型区域的发展趋势。利用可比性指标和分布性指标，分析区域水土资源开发利用前景，分析水资源开发利用极限状态。
通过分析，南水北调工程建成后，黄淮海三大流域的水源利用率将调整到0.6，恢复生态正常状态，维持社会经济正常发展。按照这一思路，需要调水420亿m3，其中200亿m3用于调整黄淮海水资源利用率，220亿m3用于满足黄淮海区进一步发展需要，全国用水极限达到7610亿m3左右。
根据分析，黄淮海三大流域片用水从整体上已超过正常极限，内陆河水资源利用正接近极限。
5 对策与思路
5.1 区域水利发展模式
水问题国情分析初步表明，我国存在水土资源所有的五种组合，因此形成五大区域水问题。作为一个自然条件多样化、人口众多、经济发展迅速的大国，没有一种单一的模式普遍适合我国水利发展需求，同时也表明，我们可以兼收并蓄世界各国成功的经验，用于我国相适应的地区，但要具体情况具体分析，且不可简单移植。
我国水问题的区域特性，给制定国家可持续发展战略提供了有利的依据。制定国家社会经济发展政策，特别是农业发展政策时，必须面对各区域特点，充分考虑区域发展与水资源利用之间的关系，在宏观上把握区域发展方向。水利事业的基本特征，是人类在区域尺度上调整自然条件与经济社会发展的相互关系。水利发展必须符合水问题的国情，走区域发展、总体协调的道路。
西北内陆干旱区，区域发展的制约条件是水资源承载能力。以水资源科学配置为中心，发展水利事业，保护绿洲为中心的生态安全，支撑经济发展。
西南地区，区域发展的制约条件是土地资源承载能力。需要有效控制和治理水土流失，开发水能资源。西南经济社会发展重心在平坝地区，依托的水资源是高原湖泊，需要以高原湖泊综合承载能力为中心，调整水利战略。
北方海河、黄河、淮河、辽河流域，人地争水，在保证土地高质量开发前提下，水资源承载能力成为区域发展的首要制约条件。发展水利需要经济、社会、生态并重，通过跨流域调水，调整黄淮海关系，达到良性平衡。
南方长江、珠江流域和东南沿海诸河流域，人水争地，污流横溢，区域发展的制约条件是水环境承载能力。需要珍惜有限土地资源，保护灌溉面积，发展环境水利。加强排污治污管理，引入市场原理，建立水环境安全长效管理机制。
松花江流域，区域发展的制约条件是水土资源的综合承载能力。加强湿地保护，调整水土资源开发布局，在控制耕地总量的同时，发展灌溉面积，提高水利化程度。
5.2 研究国情调整解决水问题思路
中国水问题鲜明的区域性和水资源的二重性，决定了在中国经济崛起与社会转型过程中，水资源规划与管理的高难度和复杂程度举世无双。需要有新的思维和创新方法。
规划思想：水利规划的中心问题是按照我国水问题特点，建立体现区域特性和水资源二重性的技术体系。需要知识创新、方法创新，对水问题进行全方位综合分析。用区域分析方法透彻分析现状，正确分析水资源开发利用极限状态，规划的本质是在现状和极限之间在不同水平年进行合理选择，决策的选择需要计算边际机会成本与效益。当前特别需要加强对现状问题的透彻研究，需要发展水问题国情分析理论和方法，客观研究区域水问题的发展趋势和极限，在生态学、社会学、经济学三个基本方向上综合研究水问题，正确区分水问题的国家行政管理能力与市场功能的界限，在解决水问题的决策中分清国家、政府、民间的责任与义务。
管理思想：水资源管理需要政府与民间分工合作，法律、行政与市场结合，界定政府行为与市场作用界限是核心问题。水资源管理制度创新有三个要点。第一，需要建立体现水资源二重性的制度结构，在生态学、社会学、经济学三个基本方向上确定国家、政府、市场（企业/用水户）的职责、权限和任务；第二，水资源管理需要针对水问题国情，不同区域突出的中心问题不同，不可以同一化，搞一刀切。需要根据区域性水问题，因地制宜确定节水任务和目标。北方水资源紧缺，首当其冲是用水量的节约。南方水污染肆虐，重点是排污量的节制；第三，制度结构要弃繁从简，提高效率，减少制度成本，将交易成本作为评价制度的指标。水市场体现水问题的区域性：水权交易与排污权交易相结合，建设节水防污型社会。北方以建立水权交易市场为主，南方以建立排污权交易市场为主。
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