21世纪水资源规划和管理的若干问题及其讨论

侯起秀

[摘要] 世界各地水资源管理正在发生剧烈变化。改变水资源管理的例子包括依靠新的水源来满足新的用水需求；把生态价值纳入水利政策范畴；重新强调把满足基本人类需求作为水利工作重点；强调节水意识，改变传统的经济增长和水资源利用关系等。传统规划的基础是物理分析方法，但是这些方法正面临越来越多的反对者。同时，在没有大型基础设施或者新的异地大规模调水工程建设情况下，为满足日益增长的用水要求，新的分析方法正在得到开发利用。世界上越来越多的供水和规划机构开始探索提高效率的方法、选择先进的管理工具和设备、重新分配水量等，以减少计划的不足和满足未来的需要。水资源和食品之间的关系受到越来越多的关注，食品专家开始根据水资源利用有效性提出和探讨二者之间的关系。改变水资源规划和管理不是容易的事情，因为传统方法还没有遇到强烈反对，新的方法还没有被普遍接受，而且可能经不起实践检验。然而，改变水资源规划和管理反映出人类正在探索一种正确利用水资源的途径。本文对改变水资源规划和管理的探索进行了回顾，对已有的新方法进行了介绍和展望。

[关键词]水利政策，需求管理，供水，效率，平衡，开发

1 引言

自从人类进入文明时代，世界范围内的水资源开发和利用已经采取多种不同的形式和方法。人类在与不规则的河流和不可预知的降雨的自然条件的长期斗争中逐渐摸索出获取、存储、处理和引用水资源的方法和途径。世界早期的农业文明都形成于降雨和径流容易获取且保证率较高的地区。随着最初的灌溉渠系的建成，农民可以在干旱地区种植农作物并延长种植时间。随着城市的发展客观上对改善市政工程技术和提高水文科学提出要求，因为必须从越来越远的水源地向城市供水。

随着现代工业文明的发展，通过建设空前规模的能够发挥防洪、供水、发电和灌溉等综合效益的水利水电工程，天然水文循环规律被戏剧性修改。当21世纪来临的时候，管理水资源的过程和人类对水资源的需求再次发生重大变化。这种变化包括社会不同阶层的切身利益。例如，在原来单独的或者第一位的供水来源不能满足新的水资源需求情况下，依靠找到新的供水来源以满足经济社会发展的强烈要求；在生态遭到破坏情况下，不断增长的把生态价值纳入到水利政策的强烈要求；在水资源分配不均情况下，重新强调把满足基本的人类需求的水资源服务作为水利工作重点的强烈要求；在经济增长占用大量水资源情况下，强调节水意识和改变传统经济增长和利用水资源关系的强烈要求。但是，真正的变化是水资源利用的持续增加已经成为难以逾越的障碍。

物理分析方法继续支配着传统的水资源规划，但是这些方法正面临着日益增加的反对者。同时，在没有大型基础设施或者新的从一地向另一地大规模调水工程建设情况下，为满足日益增长的用水要求，新的分析方法正在得到开发利用。越来越多的供水和规划机构开始转移它们的焦点，采取提高用水效率、选择更好的管理工具、在用户中重新分配水资源等措施，以减少供水缺口和满足未来的供水需求。水资源和食品之间的关系受到越来越多的关注，因为食品专家开始根据水资源利用的有效性提出和探讨二者之间的关系。但是，真正实现这样的转移并不容易，因为传统方法还没有遇到强烈反对，新的方法在供水和规划机构内部还存在争论，还没有被普遍接受，而且可能经不起实践检验。然而，改变水资源规划和管理反映出人类已经把水资源利用作为一种经济社会发展的障碍，正在探索水资源利用的正确途径。

2 20世纪水资源的规划和管理

在20世纪大规模扩大水资源利用的因素主要有三个：一是人口增加；二是生活水平提高；三是灌溉农业规模扩大。在三个因素作用下，用水规模大幅度提高。从1900年到2000年，世界人口由16亿增加到60多亿；灌溉面积从5000万公顷增加到2.67亿公顷；淡水资源利用量增加近7倍（图1）。

20世纪水资源规划及其发展主要依靠对未来人口、牲畜、农业生产和经济发展水平等需水量的预测。因为这些可变因素总是比预测的要高，需水量也就超出了规划范围。因此，根据传统的规划方法一般都会得出未来的需水量将进一步上升，最终将超过供水能力的结论。根据这一思路，加强水资源管理就成为帮助弥补预测水资源量不足缺口，渡过难关的重要选择。

早在20世纪80年代前，加强水资源管理的思路就已付诸实践，规划工作者把重点放在解决水资源供给方面：他们假定通过修建更多的控制性工程改变天然的水文循环过程可以解决规划水资源量不足的问题。一般都采用修建蓄水型水库、新的引水渠系和输水管道的方法，以改善流域内供水状况。不可否认过去这些工作产生的效益。例如，使食品和人口保持同步增长，水力发电减少了温室气体排放，减少了与使用化石燃料有关的空气污染，在绝大多数发达国家供水是清洁的和可靠的，消灭了在19世纪下半叶在欧洲和北美洲肆虐的多种与水有关的疾病。

但是，这些工作也付出了代价。建设大规模的基础设施要求有巨大的经济投入。据不完全统计，仅就美国而言在20世纪主要用于大型工程的水利投资总计达4000亿美元。全世界的水利投资应是美国的许多倍。而且这些投资不能够纯粹从经济角度计算。生态系统的破坏，鱼种的消亡，人口的无序膨胀，文化遗址的淹没，泥沙沉积过程的破坏以及水资源的污染等都隐含在20世纪水利水电发展的投资当中。

2.1 20世纪水资源规划的方法

由于社会价值观和政治经济条件的改变，在不断增长的道德意识推动下，20世纪水资源开发和利用的范例已经成为强弩之末。在21世纪，大量现实问题对现行的水资源规划和管理方法提出挑战。因为环境、经济和社会等原因，过去依靠修建大量的大坝、水库和渠道来拦蓄和运用水资源，把天然径流分割成若干片断的方法，开始成为众矢之的。人类基本用水要求如饮水等还没有完全解决；找到新的或者超过现有的供给农业生产的水资源变得越来越困难；传统的水资源规划管理几乎都没有考虑保护生态系统。

官方的水资源规划对水的实际用途和到底需要多少水才能满足不同类型的用水要求通常不做详细分析，往往既不想鉴别用水冲突各方之间水资源开发的共同目标，也不想寻求解决用水冲突的原则性协议。由于缺乏水利政策的一致性道德准则，导致政策的不完整，增加了工作的难度，具有典型意义的例子就是受影响的各阶层社会组织都不满意。有人认为主要是技术问题，仅仅需要采用更加有效的技术，或者确保包括社会各阶层利益的更好的经济效益模型。

驱动这些变化的主要因素是水利建筑物的高成本、过紧的预算、复杂的环境关系、新技术的开发和水资源管理创新方法的开发等。在一些地方，水资源需求的自然的变化正在推动新方法的研究。

2.2 水资源需求的自然的变化

20世纪全世界的用水需求呈增加状态（见图1）。用水量从1900年的每年580 km3增加到2000年的每年3700 km3。在工业发展迅速的美国用水量增加速度更快。在1900年全部用水量为每年56 km3，但在1980年达到用水高峰，为每年610 km3，用水量是1900年的10倍以上。同期人口增加也是其中一个重要因素。用水量不仅表现在绝对量上的增加，而且表现在个人用水量的增加。在1900年，美国平均每年每人用水量少于700 m3。但在20世纪70年代末到80年代初，平均每年每人用水量增加到近2300 m3。在美国及其它国家和地区，用水量增加直接推动了大规模兴建水利基础设施。

从20世纪80年代中期到90年代初期，在美国这种趋势得到有效遏止（图2）。正如水利规划者所预期的那样，尽管人口和经济持续增长，用水量却开始下降。随着灌溉用水量和电厂冷却用水量的直线下降，目前美国的用水量低于峰值的10%。因为工业用水效率的提高和美国工业结构的调整，美国工业用水量已经比处在高峰期的1970年下降了近40%。同时，工业产量和生产能力持续大幅度增长。这个事实足以证明，打破工业增长必须用水量增长的怪圈是完全有可能的。如果分析美国人均用水量的变化，就会发现更加具有戏剧性。1980年人均用水量达到峰值，但在1995年人均用水量却比1980年下降了20%以上。

尽管许多地区继续进行开发，需要更多的水资源，但是未来世界水资源长期规划表明需求量将稳定下降。图3给出了25个2000年用水量的规划结果，也给出了1900年-2000年的实际用水量。从图中可以清楚看出，利用假定可以根据历史上的用水增长速度预测未来用水增长速度的方法，规划用水量值（用星号表示）存在极大的误差。即使一些最近做的2025年、2050年和2075年等的规划，规划的连续指数仍呈增长态势。然而1995年世界实际用水量仅为他们30年所预期值的一半。

如果没有每年3%-4%的用水增加的需求，修建新的水利工程的压力已经减少，因为现有的供水能力可以重新分配给其它用户。除此之外，其它两个重要因素对修建新的水利工程带来巨大影响：一是日益增加的水利工程对环境影响的关注；二是日益突出的经济问题和日益增加的投资。

2.3 环境保护运动的作用

直到上世纪70年代末到80年代初，水资源规划和管理很少考虑大型水利工程对环境产生的负面影响，也很少考虑维持环境需要的用水要求。但是，随着广泛宣传环境保护的重要性，大家开始转变认识，环境问题变得日益重要。即便目前仍有人只愿意向建设新的水利工程投资，而不愿意承担环境保护的费用。

在发达国家绝大多数优良坝址以及许多不好开发的坝址已经得到开发。这些开发造成很大的环境影响，例如，自由流动的河流、天然的河岸景观和许多水生物种变得日益稀少。但是，随着全世界对环境问题的关注，保护剩余的自然资源的愿望变得日益强烈。

在上世纪60年代末到70年代初，在许多国家环境保护运动强势发展，近几年环境保护运动变得更加强烈。有人认为环境限制只是发达国家从自己的经济利益出发提出的约束发展中国家经济发展的策略，但是仍然抑制不住日益增长的群众反对修建大型水利工程的呼声，主要是因为拮据的财政问题，也包括人口迁移、土地淹没和生态破坏等问题。近几年，几座大型水利工程因此被迫延期或停止修建。国际坝工委员会进行了重新评估大型水库工程的活动，是一种汇集更多支持水库建设和反对水库建设意见的尝试，也是一种正确评价水库工程、精确计算水库工程真实投资和效益的努力。

2.4 大型水利工程的经济效益

经济因素扮演着改变我们考虑水资源开发模式的重要角色。相对于非工程供水而言，新建工程供水系统日益昂贵。当我们起初兴建水库工程的时候，水库工程在经济上具有合理性，经济问题相对不重要，因为我们所做的经济分析是根据不完全的资料和值得怀疑的假定。例如，没有考虑所有环境和社会等非市场的投资，因为这些投资难以计算或者说难以量化。我们利用经济规则能够延长还贷周期、取得高折扣率、获取低息贷款，也能够把工程部分的投资转移到非工程部分。另外，过去几乎所有水利工程开发都能够得到补贴或者全部由政府和国际金融组织负担。

当前，在许多国家和地区政府预算面临巨大压力，缺乏投资建设大型水利工程的经济能力。政府的经济压力在改变国家的水利政策上扮演着十分重要和直接的角色。因为中央政府财力有限，要建设投资密集的大型水利工程，势必把更多的投资和责任转嫁给各级地方政府。

过去修建的大量水利工程，受到愈来愈多的非议，承受着许多非经济因素的压力，这是许多人不愿再投资于新的水利工程建设的重要原因。

3 水资源规划的新方法

一种新的水资源规划方法使水资源规划发生了重大变化，即在决定水利政策的时候必须采用开放式的大讨论的方法。现在，越来越多的人关心维持水资源的完整性和合理使用，关心他们周围水资源开发利用对动植物和人类社会的影响，关心更公正地分布水资源开发的投资和效益。向未得到基本水资源需要的人群政策倾斜的呼声日益高涨。认识和满足所有受影响用水户的不同利益和需要，大量工作开始细化。如果新一代水利规划工作者能够继续采用这种方法并努力整合这些原则，目前关于水资源规划怎样向前走的僵局就会打破，取而代之的是水利管理改革创新的新时代。

水利规划的传统方法，虽然在水利规划工作中仍占据主导地位，但是已经开始发生变化。继续投资于提供更多的水为某些人的大型工程，受到越来越多的人的反对，他们认为应该把投资优先权分配给那些未达到基本水资源需要的人群。是否能够生产喂养世界新增人口足够的食品并把这些食品合理分配的问题，现在与可利用淡水资源的时空分布问题联系在了一起。

今天制定的水利政策将影响未来几十年人民是否继续被营养不良所困扰。改变农作物种植模式、推广节水农业、减少水资源浪费、减少农田损失、改变食谱和增强国际市场功能等，具有提高水资源利用率的巨大的潜力。

目前，世界上有一种拆坝倾向，即经过研究和批准破除那些既不能够正常发挥效益也造成巨大生态影响的水库。在美国和其它国家有近500座大坝已经被拆除，该运动正在加速恢复河流自然功能的步伐。1999年，几个月内位于美国东北部缅因州的爱德华兹坝被拆除，大麻哈鱼、条纹鲈鱼、拟西鲱和其它受影响的鱼类又回到了阔别162年之久坝址上方的水域。

当修建水库或者打井等传统的供水方法变得越来越难以实施或者说日益昂贵的时候，非传统的供水方法就引起越来越多的关注。越来越多的城市发现污水并非废物，而是一种宝贵的资源。经过处理的污水用途广泛，从景观浇灌到饮用水都可以用这种水。其它非传统方法也受到人们的关注，其中包括海水脱盐、工业废水回收和再利用甚至雾气回收利用等。根据不同的用水要求，提供不同水质的水，能够降低供水压力，增加供水系统的可靠性，解决昂贵的污水处理问题。即使是不可思议的设想现在也有人在研究，例如，用大型塑料袋跨海运送淡水的设想已经在地中海地区进行了小规模试验，从理论变为了现实。

在选择新的基础设施建设项目时，许多国家和国际援助组织正在反思过去的水利规划和管理，反思过去的水利政策，反复强调那些对环境、社会和文化造成影响的开发原则。这些原则与新的水资源规划方法不谋而合。例如，必须满足基本的人类饮水和卫生需要；必须满足基本的生态系统用水需要；必须优先考虑能够满足供水需要的非工程方案；必须利用经济原理以增加用水和管理的可靠性；如果必须修建新的供水系统，必须具有灵活性和最有效；在水资源管理决策中必须包括所有非政府组织、个体研究者、独立的研究组织和其他受影响的用水户的意见等。

应用这些原则，我们可以给出一个可持续利用水资源的定义：水资源的开发和利用在支撑人类社会生存和发展的同时，不能够破坏水文循环的完整性或赖以存在的生态系统，

新的水库、渠道和水利基础设施仍然将不断兴建，特别在基本用水要求还没有被满足的发展中国家。即便在这些国家，新的水资源规划方法正在得到开发和利用。一方面允许水资源的开发和利用，满足用水要求，另一方面，必须节约用水，保护生态和经济合理。

21世纪满足人类用水要求将日益依靠非工程措施，成功与否决定于全新的规划和管理方法。新方法最重要的目标是用维持生态健康和环境的改善来进一步完善水资源开发和利用。在水资源利用方面，我们必须用增加生产性用水的目标来重新调整我们的思路：一是在目前需要被满足情况下，进一步提高节水效率；二是根据水资源的不同用途，利用水资源分配的手段，进一步提高用水效率。在水资源开发方面，在仍然需要修建新供水工程的地方，大型工程必须与具有创新性的小型工程进行比选，包括小型水库、低坝、径流发电、土地管理和保护方法等。除此之外，非传统水源将发挥越来越重要的作用，包括回收利用和循环利用水资源、盐水或海水淡化等。

作者单位：水利部黄河水利委员会总工办

来源：水信息网