用水总量和效率控制红线定量描述与诊断技术

2017-11-15

实行最严格水资源管理制度是破解当前制约我国经济社会发展水问题的崭新思路和有效途径。我国最严格水资源管理制度考核工作已连续开展了3年，在应对严峻的水资源形势、保障社会经济可持续发展等方面发挥了巨大的作用。在考核工作不断深入的背景下，如何根据区域最严格水资源管理考核的结果，准确定位区域水资源利用和管理中存在的问题并有针对性地提出改进方案和应对措施，是我国水资源管理工作的现实亟需，也是充分利用考核结果、发挥考核“指挥棒”作用的重要措施。

在国家水利公益性行业科研专项经费项目“用水总量和效率控制红线定量描述与诊断技术”的支持下，研究团队针对最严格水资源管理制度中用水总量和效率控制的考核目标进行细化，从理论上创建一套科学、合理的，有利于操作并服务于管理的指标体系。依据用水总量和效率控制考核目标，结合区域经济社会状况和水资源条件，制定评估标准，构建区域用水总量和用水效率的评价模型，评估用水总量与效率的状况，诊断区域水资源利用和管理中存在的问题，为水行政主管部门实施管理提供科学定量依据。研究成果的应用和推广将揭示区域用水总量和效率控制方面存在的问题并提出系统性应对方案，以利于解决水资源开发利用与经济社会协调发展中存在的问题，为经济长期平稳较快发展提供水资源安全保障。

一、用水总量控制和用水效率控制红线的定量描述体系

通过深入分析用水总量和用水效率控制与水资源系统、社会经济系统与生态环境系统之间的相互作用关系，明晰了用水总量和用水效率控制的内涵。在此基础上，从取水、供水、用水等环节上分别对农业、工业、生活和生态环境用水及用水效率的影响机理进行深入分析，提出了影响不同用水部门用水总量和用水效率的主要因素。影响农业用水的因素主要包括气象条件、作物种类及种植面积、灌区类型与规模、灌区工程措施与节水技术、灌溉管理水平等。影响工业用水的因素主要包括工业产业结构与布局、工业节水技术、经济发展水平与行业规模、工业水价等。影响生活用水的因素主要包括居民收入与消费水平、人口数量与结构、城市建设情况、水资源与水价、公众意识与水资源政策等。影响生态环境用水的因素主要包括城镇化水平、经济发展水平和自然条件等。在归纳影响用水总量和用水效率的主要因素的基础上，提出了影响用水总量和用水效率控制的指标初集。以江西省和广东省为例，采用主成分分析法、相关性分析法和灰色关联度法，筛选和识别了影响用水总量和影响用水效率控制的主要指标，为区域用水总量和用水效率控制评价指标体系的构建奠定了基础。

二、用水总量和用水效率的关系研究

采用广义线性回归模型，研究了用水总量和用水效率控制各主要指标与考核指标之间的定量关系，分析了各主要指标对考核指标的影响程度。结果表明：实际灌溉面积、工业用电量、居民消费水平和绿化覆盖面积分别是对农业、工业、生活和生态环境用水量影响程度最大的指标；节水灌溉率和工业用水重复利用率是对用水效率影响程度最高的指标，同时也是实现用水总量控制目标的重要影响指标。这一定量识别为后期诊断区域用水存在问题以及制定相应整改对策提供了定量分析的依据。

三、区域考核年份用水量折算方法

区域年度用水量折算成平水年用水量是实行最严格水资源管理制度考核需要解决的重要问题。通过分析我国降水特点和用水结构，明确用水量折算的重点为农田灌溉用水。针对用水量折算这一问题，考虑灌溉用水量与主要折算因子之间的关系，分析年型影响因素对用水的客观影响，提出了基于农业用水定额的农业灌溉用水折算方法和基于作物用水过程模拟的农业灌溉用水折算方法。江西省的计算实例表明，在特丰或特枯年份，用水量折算的意义尤为重要，对考核结果的影响很大。

四、用水总量和用水效率控制诊断技术体系

该技术体系包括了用水总量和用水效率控制评价指标体系、评价标准、赋权方法、评价模型、诊断分析方法等。首先，在用水总量和用水效率影响机理和主要影响指标分析的基础上，建立了用水总量和用水效率控制评价指标体系。其次，参考考核办法中考核等级的制定，对用水总量和效率控制评价等级进行了划分，采用了相似产业结构区域的横向对比、专家咨询等多种方法确定各指标的评价标准。然后，构建了基于博弈论法的物元可拓综合评价模型，利用变量特征值反映所评指标所处的准确级别及同一级别内的不同状态。该模型将博弈论法引入物元可拓评价法中，充分利用了其群决策的思想，将层次分析法和熵值法确定的权值进行了融合、集化，克服了传统赋权过程中的主观影响和完全依靠指标数据而忽略指标自身属性等弊端，兼顾了决策者意见和客观数据属性，使评价结果更加客观、合理。最后，提出了对用水总量和用水效率控制存在的问题进行逐级溯源的诊断分析方法。这一诊断方法的提出为准确定位区域水资源利用和管理中存在的问题提供了一条有效的途径。

五、江西省用水总量与用水效率评价与诊断

结合江西省社会经济发展特点和水资源开发及其利用情况，在所提出的用水总量和用水效率控制主要指标的基础上，分别建立了由12个评价指标和7个评价指标组成的江西省用水总量和效率控制评价体系，利用该项目所提出的诊断方法，对2011年江西省及各地市用水总量和用水效率控制实施情况进行了评价。评价结果与该区域的用水总量和用水效率控制实施情况基本吻合，说明此评价方法用于区域用水总量和效率控制评价是完全可行的，可为江西省最严格水资源管理工作提供依据。依据评价结果，对当前江西省用水管理中存在的问题进行了诊断，将省级层面诊断出的问题进一步溯源定位到了具体地级市的具体指标，提出了未来区域用水管理的重点内容和改进措施。

六、广东省用水总量与用水效率评价与诊断

对广东省的实例研究表明，用水总量和效率控制评分区域差异主要与各地市农田有效灌溉面积以及社会经济发展水平相关。因此，在实施最严格水资源管理考核时应充分考虑地区之间的差异。对于水资源量充沛地区注重总量考核，而对于水资源短缺地区相对注重用水效率考核。同时考虑区域经济发展的差异性，对于工业化快速发展的地区注重用水总量考核，而对于经济发达地区相对注重用水效率考核。

“用水总量和效率控制红线定量描述与诊断技术”项目着眼于充分利用区域最严格水资源管理考核评估的结果，建立了用水总量和用水效率控制相关驱动因素的关联关系，揭示了区域用水总量和效率控制方面存在的问题，提出了有针对性的系统性应对方案。项目可应用于各级水资源管理部门和相关水利科研、设计单位，服务于最严格水资源管理制度的实施，有助于提高水资源开发利用和管理的水平，缓解水问题对可持续发展的制约。