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王建华:实施用水效率控制红线的关键技术问题

发布时间:2018-07-06 11:21 点击数: 字号: T | T

  王建华:中国水利水电科学研究院水资源研究所教授级高级工程师,流域水循环模拟与调控国家重点实验室筹建办主任、方向学术带头人


  最严格水资源管理制度三条红线分别控制的是水资源开发利用的取水、用水和排水环节。其中,用水环节作为中间过程,用水效率控制目标的实现与否直接关系到用水总量控制目标的实现,并且与废污水排放量、水功能区水质达标情况有很大的相关性。同时,用水效率控制是与具体用水行为关系最紧密、效果最直接的管理手段,需要加强水资源管理领域相关关键技术的研究,促进效率控制红线的建立和节水型社会的全面建设。在用水效率控制红线实施过程中,需要对以下几个关键技术问题予以重视。

  社会水循环模拟与调控。用水效率控制的对象是用水行为,主要发生在社会水循环领域,加强对于社会水循环的模拟与调控研究,是实现用水效率控制的基础科技手段。首先,社会水循环包含取水输水用水排水”4个基本环节,并依附于自然水循环。对于社会水循环的模拟与调控,为用水效率控制提供了包含总量控制与定额管理的一个综合平台,而不是脱离水资源禀赋条件去片面追求用水效率的提高。其次,模拟是调控的基础,是对复杂系统进行系统认知的有力工具。通过对社会水循环的系统模拟,能清楚地识别哪些环节水资源浪费较为严重,哪些部门用水效率较低,为用水效率控制提供明确的管理重点。最后,针对现状条件下的各种低效用水问题,可提出相应的调控措施,并通过社会水循环模拟模型进行评价,根据评价结果遴选与区域经济社会和水资源条件相适应的用水效率控制红线管理措施。基于上述思路和社会水循环研究的现状,在社会水循环模拟与调控中要重点加强以下几个方面的研究,以更好地支撑用水效率控制红线的管理。一是合理的社会水循环通量阈值研究,为用水效率控制提供总量边界;二是以水资源在各区域和行业间的流动为核心的社会水循环过程化模拟技术,作为开展相关调控研究的基础模型工具;三是加强用水效率控制与社会水循环之间联动关系与响应机制的研究,通过合理的社会水循环调控措施,促进高效用水。

  基于ET(蒸发量)控制的真实节水。我国许多地区特别是北方地区,属于资源性缺水地区。随着工农业用水效率的不断提高,同一区域相同取(用)水量下的排水量将大幅度降低,导致下游来水和河道基本生态用水受到破坏,单一依靠用水总量控制,将难以实现水资源的可持续开发利用。为了解决这个问题,有必要加强ET管理,实现真正节水。ET管理通过计算和制定区域内的ET总量指标,将总量指标分配到各子区域或行业,保障区域内水资源消耗量在可控范围之内,促进区域水资源的合理开发和可持续利用。在ET管理的理念下,真实的节水节约的应该是蒸散发量,而不仅仅是用水量,因此在水资源开发利用中要尽量减少无效或低效蒸发。目前,通过ET管理促进用水效率的提高还停留在理论研究与方法探索阶段,为了支撑用水效率控制红线的管理,实现真正节水的目标,亟须加强ET的有效监测、各行业ET定额的制定、ET管理与用水总量控制之间的关系等方面的研究。虽然现有条件下尚不具备大规模开展ET管理的条件,但在有条件的地方开展相关探索,并在节水型社会建设中普及ET管理的理念,减小无效和低效蒸发,对于提高水资源短缺地区的用水效率,并保障其水资源的可持续利用是很有必要的。

  虚拟水战略与管理问题。2000年以前,我国虚拟水出口大于进口,净出口236亿立方米。自2000年以来,随着大豆进口量持续增长,我国以粮食贸易为载体的虚拟水净进口量持续上升,2004年达到峰值,约为1244亿立方米。从我国虚拟水区域间的流动关系看,在水资源较为丰富的地区,如东南、华南,有较大的虚拟水调入量,而水资源比较短缺的地区,如黄淮海、东北地区,虚拟水的调出量却非常惊人。我国区域间虚拟水流向不尽合理,其形成是与中国具体国情密不可分的。南方地区水资源丰富,但地少人多,产业结构和经济发展主要以工业和服务业为主;黄淮海和东北地区,特别是黄淮海平原,水资源严重短缺,但为了保障国家粮食安全,承担着大量的粮食生产以及增产任务。对于我国虚拟水区域间贸易不协调的现状,不适宜于一刀切断或急于减小通量,而应加以重点关注,在水资源短缺地区改良作物品种,改变种植方式,提高单方水粮食产量,在保障粮食安全和经济社会稳定的前提下逐步扭转国内不合理的虚拟水流动关系。除了粮食与农产品生产外,其他高耗水产业也应加强规划布局阶段的论证和研究,促进适水产业体系的构建。

  CGE模型(典型的水资源经济政策模拟工具)研发,可计算一般均衡是一个通过描述经济体对商品(要素)数量和价格的调整,实现瓦尔拉斯一般均衡的机理性模型。水资源可计算一般均衡模型的构建,就是将水资源作为一种要素纳入模型中,评估水资源作为一种生产必需要素在社会经济各部门中发挥的效用,清晰地体现出水资源与社会经济、资源环境间的联动关系。价格是CGE模型中要素或商品的核心属性,通过水资源CGE模型的构建,能有效模拟在水价变化后新的社会供需平衡状态下,水资源在各部门之间分配数量和比例的变化以及水价变化对其他商品和要素价格的影响。除了模拟水价变化造成的影响,水资源CGE模型还能评估各项水资源相关的经济政策对于经济社会以及水资源自身供需状况的影响,如与水有关的生态补偿制度、水权转化制度等,通过模型评价促进合理的水资源经济政策制定。水资源CGE模型是水资源与经济学研究领域的新兴研究热点,为了更好地发挥CGE模型对于水资源管理和高效用水的支撑作用,应进一步加强包含多个用水部门的多行业水资源CGE模型、能连续模拟年际间发展与变化的动态CGE模型以及特定经济社会发展下的水资源需求反演技术等的研究。

   

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