中国科学家思想录（第15辑）/决策咨询系列/国家科学思想库

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关于保障国家水安全的全社会节水战略及对策建议 刘昌明　等
　　当前，我国经济发展已进入经济增速换挡期、结构调整阵痛期、前期刺激政策消化期三期叠加的重要战略机遇期，这是经济增长的新常态。中国目前正以最稀缺的水资源和脆弱的水生态环境，支撑着中国有史以来规模最大的人口和经济社会发展。随着全球气候变化和我国工业化、城镇化、农业现代化的快速发展，未来20～30年中国将面临更为严峻的水资源短缺及可持续发展问题的重大挑战。实施保障国家水安全的全社会节水战略乃是解决中国水资源供需矛盾瓶颈问题的根本出路，是应对气候变化最有效的适应性对策，是关乎2020年我国全面建成小康社会、到21世纪中叶建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国、实现中国梦最为紧迫的重大问题之一，具有重要的战略意义。
　　党中央和国务院十分关注我国的水问题，从战略和全局高度明确提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水新思路。国务院提出实行最严格的水资源管理制度，强调节约保护水资源主要从控制用水总量和提高用水效率两方面着手。在水资源开发利用空间越来越小的情势下，如何破解中国的水问题，支撑国家经济新常态的发展，成为中国可持续发展面临的重大战略问题。
　　本咨询报告是“中国水安全保障的战略与对策”咨询研究项目的专题研究成果。针对国家全社会节水战略与科技创新问题，中国科学院组织相关院士和专家，系统分析了我国水资源开发利用现状和节水面临的突出问题和原因，提出了保障国家水安全的全社会节水战略的若干对策与建议。我们认为，破解我国水资源瓶颈的根本出路在于集约化和高效节水，需要依靠全民、所有部门与行业构成全社会的力量，当务之急是通过科技创新和制度创新，加快建成节水型社会，长远之策是在全社会高度节水意识和理念的指引下，从根本转变生产生活方式。
　　一、我国水资源开发利用和节约保护面临的突出问题
　　水资源是不可替代的战略资源，关系到国家安全。我国目前已建成世界上规模最大的水资源开发利用工程体系，有效地保障了工农业生产和城乡居民生活用水。加快落实最严格的水资源管理制度，严格水资源开发利用控制、用水效率控制和水功能区限制纳污“三条红线”管理；积极推进节水型社会建设，不断完善节水制度和标准规范，着力推进农业、工业和服务业节水，开展节水公益宣传，在不同类型的区域建设了100个全国节水型社会试点，全社会用水效率逐步提高。
　　但是，我国在水资源开发利用和节约保护方面仍然面临普遍的问题。2030年我国人口预计接近15亿，由于受全球气候变化和经济社会发展用水需求变化的影响，我国农业、工业、生活的需水和用水的传统模式，将难以应对当前与未来严峻的水危机和水资源安全问题。我国当前和未来30年面临的突出问题如下。
　　（一）水资源供需矛盾突出，开发利用已逼近红线
　　人多水少、水资源时空分布不均、水资源地区分布和生产力的格局不相匹配是我国的基本国情。随着经济社会快速发展和全球气候变化影响加剧，水资源短缺对我国经济社会可持续发展的胁迫和制约作用日益突出。
　　我国当前年缺水量530多亿米3，其中国民经济缺水400余亿米3，被挤占的河道内的生态用水缺130多亿米3。国务院确定2020年用水总量控制目标为6700亿米3，但2013年全国用水总量就已达到6183亿米3（数据源于《2013年中国水资源公报》），逼近全国水资源可利用总量的红线。北方海河、黄河、辽河等广大流域已逾红线，水资源开发利用率甚至已经达到106%、82%、76%。西北内陆河流开发利用已接近甚至超出水资源承载能力。新疆用水量已超过2030年用水总量控制目标，宁夏、甘肃2个省（自治区）已超过2020年目标，黑龙江、江苏、安徽等7个省（自治区）已超过2020年目标的90%。全国地下水开采量达1117亿米3，接近全国平原区浅层地下水的可开采量（1230亿米3），造成400多个地下水超采区，总面积19万千米2。近20年北方地下水开采量骤增，黄淮海平原及辽河平原多年平均浅层地下水实际开采量与可开采量之比已超过50%；目前华北平原已经累计超采地下水1500多亿米3，浅层地下水埋深大于10米的区域面积占全区44.4%；深层地下水水头埋深大于40米的区域占43.1%，形成了占全区52.6%的复合漏斗；华北平原同时有近一半的地区发生了地面沉降。全国600多座城市中有400多座城市缺水，其中100多座城市缺水尤为严重。
　　由于受全球气候变化的影响，我国水资源不安全的风险日趋加大。总的来看，我国未来20～30年的年用水总体上受气候变化影响显著。在气候变化的影响下，如果温度增加1℃，华北地区将增加4%的总用水量。2030年我国长江流域和松花江流域需水将多增加312亿米3，尤其南水北调中线调水区的汉江流域和长江中下游的水资源脆弱性增加更为突出。据此预测2030年我国用水总量将从2000年的5632亿米3增加到7100亿米3左右。按此规模进一步可推算，北方的人均可利用水资源量将从2000年的359米3减少到292米3，全国人均可利用水资源量将从2000年的628米3减少到508米3，约为全球人均水资源量2000米3的1/4。
　　（二）全社会节水意识仍比较淡薄，缺水和用水浪费的现象并存
　　我国长期以来习惯于重开源、轻节约，过多依赖于工程开发解决水短缺问题；行业节水受到较多的重视，而全民节水和洁水的宣传教育不够，人们还缺乏水危机意识；全社会节约用水的氛围不强，尚未形成全社会节水的合力。目前，我国水资源利用面临的困境一方面是缺水，另一方面是浪费水资源的情况还比较严重。我国城市供水管网漏损率平均达21.5%，目前全国一半以上供水管网漏损率均高于国家标准规定值12%，年漏损水量达60亿米3，约为南水北调中线工程一期调水95亿米3的2/3。
　　（三）水环境污染形势严峻，加剧了缺水程度，威胁饮用水安全
　　根据环境保护部公布的《2014中国环境状况公报》，2014年，全国423条主要河流（长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河七大流域和浙闽片河流、西北诸河、西南诸河的国控断面），水质达到I[1]类、Ⅱ类和Ⅲ类标准的共计占比为71.2%，达不到Ⅲ类水质标准的占比为28.8%，主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷；2014年，全国省界水质控制断面劣V类水质的比例为海河占61.7%，黄河占34.2%，辽河占23.8%，淮河占18.4%；2014年，全国62个重点湖泊（水库）中，7个水质为Ⅰ[2]类，11个为Ⅱ类，20个为Ⅲ类，15个为Ⅳ类，4个为Ⅴ类，5个为劣Ⅴ类，湖泊（水库）主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。如果将全国423条主要河流与62座重点湖泊（水库）水质一起统计，则水质达到I类、Ⅱ类和Ⅲ类标准的共计占比为63.1%[3]，达不到Ⅲ类标准的占比为36.9%。
　　2014年，全国202个地级及以上城市开展了地下水水质监测工作，监测点总数为4896个，其中国家级监测点1000个，在这4896个地下水监测点位中，较差级和极差级水质共计占比为61.5%；地下水污染正由点状、条带状向面上扩散，由局部向区域扩散，由浅层向深层渗透，由城市向周边蔓延。
　　据城建部门统计，所检测的城市自来水水厂出水中，水源水质不合格率达到17%。而自来水从水厂到用户，还要经过管网输送，对于高层建筑还要经过二次加压和储存，这些环节可能遭受二次污染，所以到达城市终端用户的自来水合格率一般低于83%。全国95%以上的公共供水厂是在饮用水卫生新标准颁布之前建设的，这些水厂出厂水水质是按照1985年颁布的《生活饮用水卫生标准》35项指标设计和建造的，水源水质和处理工艺均难以保障出水达到饮用水卫生新标准的要求，加之管网老化，漏损和二次污染严重，以屋顶水箱和地下水池为主的城市二次供水设施管理不到位，部分设施不能及时清洗消毒，导致水质合格率降低。
　　水质污染问题加剧了我国缺水的程度。同时，蔓延的水污染也使水产品、灌溉的农产品的品质受到影响，给食品安全带来隐患。
　　二、我国水资源开发利用与节水面临问题的原因分析
　　（一）水资源利用效率较低，社会化需水管理的建设不足
　　2014年我国农业用水占总用水量的63.5%，为用水与耗水的大户。但是，我国农业灌溉水有效利用效率仅为53%，而发达国家的农业灌溉水利用效率可达70%～80%。目前，我国有灌溉条件的农田为8.38亿亩①，实际可确保灌溉的为7.5亿亩，约占全部耕地的40%。北方地区耕地占全国总耕地的65%，而水资源仅占全国总量的19%。北方灌区的大部分灌溉定额是作物实际需要的2～5倍。降水利用效率在45%左右，旱地自然降水的利用效率平均不到50%，降水利用效率仅为0.45～0.5千克/（毫米 亩），相当于世界先进水平的1/4。多数灌区仍以大水漫灌为主，灌溉方式落后，水分利用效率较低。我国水分生产率约为1.2千克/米3，远低于世界先进水平的2.0千克/米3，1[4]米3水粮食增产量仅为世界平均水平的1/3；另外，与发达国家相比，分子生物节水、精准农业节水技术等仍存在很大差距。我国工业万元产值用水量是发达国家的5～10倍。目前，全国有一半以上的城市供水管网漏损率高于国家标准规定值，年漏损水量达60亿米3，约为南水北调中线工程一期调水95亿米3的2/3。国内600多个城市供水管网的平均漏损率超过15%，最高达70%以上，平均漏损率约为20%。我国污水再生利用进展缓慢，2014年全国设市城市污水再生利用效率只有10%，全国城市绿地系统的雨水利用量仅为20亿米3，利用量还很少。海水淡化产业化不够，成本相对较高，海水利用潜力远未挖掘。我国拥有约长18 000千米的大陆海岸线，海洋面积约为300万千米2，这为发展城市海水利用创造了天然的便利条件，如果大力发展海水利用技术，预计到2020年可以解决沿海地区大约1/3的缺水量，但目前海水利用量还很少。
　　长期以来，我国采用了以需定供的传统供水管理模式，依赖调水工程解决水短缺问题。但是，我国水资源的供给总是赶不上社会经济发展的变化，加之全球变化的叠加影响，老的水短缺问题解决了，新的水危机很快又再生。随着中国社会经济的快速发展，如不革新传统的水资源管理模式，则未来我国的水资源安全将可能面临更严峻的问题与挑战。以城镇化和供水为例，1981年，我国城镇化率为21.16%，到了2011年全国城镇化率已经攀升到51.27%，预计2030年和2050年将分别达到70%和80%。当前，我国城市（含县）日供水总规模约为3.14亿米3，按照传统的供需模式，未来水资源的供给需求和缺口将进一步加大。
　　与社会经济布局、产品贸易流动、结构调整联系的虚拟水等社会化的需水管理与建设重视不足。面对不断变化的水的供需矛盾，缺乏制度改革创新、经济激励和产业结构调整，未能形成高效节水利用的宏观需水管理体系。在以往的区域生产力布局和城市规划及发展中，未充分考虑区域水资源承载能力，未将水资源承载能力和水环境容量作为地区发展的刚性约束指标，未真正做到“以水定产、以水定城、以水定人”，并未充分认识到水资源的社会属性，缺乏水的社会化管理。虚拟水体现了水资源的社会属性，属于水资源社会化管理层次。“虚拟水”是Tony Allan于20世纪90年代提出的概念，是指生产商品和服务所需要的水资源数量。虚拟水不是真实意义上的水，而是以“虚拟”的形式包含在产品中的“看不见”的水。虚拟水战略是指贫水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买水资源密集型农产品（尤其是粮食）来获得水和粮食的安全。虚拟水战略扩展了水资源研究的问题阈[5]范围。我国是农业大国，农业是用水大户，粮食作为生活必需品携带大量的虚拟水。全国13个粮食主产区有7个在北方，东北地区、黄淮海地区承担了60%以上的粮食增产任务，粮食流通自20世纪90年代以来呈现为“北粮南运”的格局。粮食生产是高耗水产业，“北粮南运”现象伴生了农业虚拟水“北水南运”，加剧了北方水