陈家琦、钱正英：关于水资源评价和人均水资源量指标的一些问题

陈家琦  钱正英

摘 要  正确评价水资源与水资源可利用量是合理开发利用水资源的重要条件。在评价的内容、方法与范围上，以及在人均水资源量指标方面笔者提出一些见解。如对一个区域的天然淡水资源总量除降水及其所产生的径流外，浅层、深层地下水，地球水圈中一切形态的水是否都统计为水资源量，水资源合理开发利用应以不破坏生态环境为限度，人均水资源量“界限值”的确定等，供大家参考和讨论。

         

关键词   水资源  评价  分析

         

广义的水资源是指在地球的水循环中，可供生态环境和人类社会利用的淡水，它的补给来源是大气降水，它的赋存形式是地表水、地下水和土壤水。大气降水在直接湿润了植被的茎叶后，多余部分渗入土层并在土壤中保持为土壤水，没有渗入土壤的成为地表径流，汇为河川径流。渗入土层的土壤水，除直接从土壤中蒸发外，大部分通过地表被各种植被吸收，蒸腾回归大气，部分继续下渗到地下水含水层。积累形成的地下水有的通过毛细管作用又回补土壤水，也有相当部分则形成地下水径流，汇入河道成为河川的基流。

合理开发利水资源，必须首先对当地水资源的实际情况作全面正确的评价。但是，在水资源总量评价和人均水资源量指标的应用方面，至今还存在一些误解，在此提出来，供有关方面参考和讨论。

一、水资源量的评价

什么是一个区域的天然淡水资源量，迄今有不同的认识和统计方法。例如：降水量是不是水资源量？降水到地面后除了河川径流量可看作是水资源量外，地下水算不算水资源？地下水有浅层的，也有深层的，有的和地面隔了很多隔水层，深到几千米以下，算不算水资源？地球水圈中一切形态的水，是否都是水资源？如果从由天然降水维持天然和人工植被的水供需关系说，或者可称之为广义的水供需关系来说，则降水，或至少是对天然和人工生态系统的有效降水来说，也应当认为是水资源的组成部分。通常意义上的人为地利用工程措施，把水送到用水户的水供需关系，可称为狭义的水供需关系。在这种情况下，水资源只定义到河流、湖泊以及积极参加水文循环的浅层地下水（或称在开放含水层中的地下水）。在水资源供需关系比较紧张的地区，往往把深层地下水（或称在封闭含水层中的地下水）也当作资源来利用。但封闭含水层中的地下水基本得不到通过全球水文循环中水量的补充更新，长期大量采用将引起一系列的如地面沉降等环境灾害。因此一般认为，这部分水只能在特殊情况下少量取用，不属于可大量长期持续利用的水资源。目前多数国家对水资源是以河川流量为代表，河川径流量中包含了大部分的地下水径流。我国采用的方法是，以河川径流量与地下水资源量相加，并扣除两者的重复部分，作为水资源总量。

在对河川径流量作为水资源量进行统计时，对各特定区域来说，其统计的方法也有不同。一种意见认为，作为一个区域的水资源量，只能计算当地的产流量，不计由区域以外流入本区域的河川径流量，这是最常见的做法。美国的第一次全国水评价（1968年）采用了这一原则，我国在第一次全国水资源调查评价（1986年）和目前进行的第二次水资源评价中也采用这一原则。但这种做法在美国于20世纪70年代进行第二次全国水评价时被打破，把从加拿大流进美国本土的河流水量统统计算到美国全国的水资源量中，后来在一些文件、报告中也采用了这一原则。前苏联在统计其原各加盟共和国的水资源量时，在水资源量一栏中给出两个数字，一个是当地径流量，另一个是被称为“总径流量”的数字，它的含义与我国在水资源评价中的“水资源总量”不同。我国评价的水资源总量是指河川径流量加上不能汇入河川的地下水量，他们的“总径流量”是指当地径流量加上由境外流入的水量（未讲是否扣除了流出的水量）。美国的世界资源研究所定期出版的《世界资源》报告《淡水》一章中，在世界各国的“淡水资源”一栏中给出三个数值，即当地径流量、由境外流入的水量以及向境外流出的水量。

在评价地区的水资源总量时，宜以河流的流域为单元，对包含不同自然条件的较大的河流流域，则宜以有一定代表性自然特征的支流流域为单元，评价范围不宜过大。在一个省、自治区范围内，可化分出所含的不同自然特征的河流流域，分别进行评价，并需考虑到入境和出境水量。同时，评价地区范围也不宜过小。在一个面积不大的城市，即使像京、津、沪这样的省级大城市，也不宜仅按行政区划进行评价。例如上海市地跨长江口，评价水资源时，如只按本范围内所产生的当地径流量，完全忽略长江的存在和作用，显然不符合实际情况。对于国土面积更小的地区和县，更不应脱离所在的流域，单独评价其当地产生的水资源。但是，对于一些处于江河分水岭或河流最上游的地区，如云南省的滇中地区、贵州省的黔中地区、湖南省的衡邵地区、川中丘陵地区以及其他一些地区，由于只可能利用当地产生的有限是资源，应当考虑进行单独评价。

二、水资源可利用量的评价

上述水资源量统计，都是以多年平均值为代表。以河川径流来说，由于水文气象的随机性，降水及其产生的河川径流各年间很不一致。年内变化的洪枯水比例，年际变化中的多水年与少水年，以及在一些大河上出现的连续多水年和连续少水年，都增加了水资源利用的难度，而这种难度又随各地具体气候和地貌特点而有所不同。通过工程措施进行调节可以增加水的可利用程度，但不可能达到全部利用，一般情况下，水的可利用量必然小于水资源量。但水资源可利用量迄今并无统一的计算方法，随着科技水平的提高，经济实力的增加，水资源调蓄工程的增多，水资源的可利用程度将不断提高。在水资源利用能力提高的同时，应当注意水资源合理开发利用的限度，即在不破坏生态环境条件下的开发利用限度。

在生态环境比较脆弱的地区，天然生态系统依靠全部降水资源所形成的土壤水、地表水和地下水等各种赋存形成才能维持生存。在这种情况下，人类开发利用狭义的水资源往往破坏了广义的水供需平衡。例如：人类在河流上游过度取水，影响了下游河水对两岸地下水的补给，从而威胁两岸生态系统；河流终端湖泊的萎缩，威胁到湖泊湿地生态系统；在一个地方过度抽取地下水，形成周边地区的地下水漏斗，因而影响周边的生态系统等等。在这些地区，水资源的可利用量应如何评价，需十分慎重。

三、关于人均水资源指标的应用

瑞典的知名水文专家弗肯马克（M.Falkenmark）在1922年发表的一篇文章中提出，以人均水资源量作为衡量一个国家或地区水资源供需关系是否紧张的指标。她从每1000m³的水是 生长lt生物量的最低要求出发，并按每年有100万³的淡水资源量供养100人、600人和2000人的比例，折合为每人每年占有10000、1670、1000和500m³淡水资源量，把水资源量供需态势分为5种情况，即按每年：

（1）人均占有淡水资源大于10000m³，为用水完全不紧张区：

（2）人均占有淡水资源为10000—1670m³,为旱季能出现一些水供需问题；

（3）人均占有淡水资源为1670—1000m³，为可能用水紧张区；

（4）人均占有淡水资源为1000—500m³,有可能出现缺水现象；

（5）人均占有淡水资源小于500m³,为用水极度紧张并有缺水现象。

弗肯马克的这个建议虽未经有关国际权威机构正式认可，但由于这个指标简单易行，已被许多机构在统计中采用，在我国亦被普遍采用。弗肯马克计算每人每天需要100L淡水（即每年36.5m³）这样一个为保持良好健康所需要的最低个人生活用水，而经验告诉我们即使在用水效率较高的中等发达国家，也差不多需要这个数字的5—20倍的水量已满足农业、工业、能源等方面的需要，因此弗马克建议了“水紧张”和“缺水”的专门界限值。应当把这些界限值看作是相当粗糙的基准，而不是精细的界限。  

正确衡量水紧张的水准是随地区、随气候规律、随经济发展水平以及其他因素而变化的。水紧张也能随节水及效率更高的工艺水平等综合计划的实现而缓解。但水紧张界限值的基本概念提供了人口变化如何影响人均供水量，并可用于对国家尺度的大量水情况的估计。

也有人对水界限值的概念提出批评，认为它未考虑流入或调入的境外水资源，同时，人均需水量和单位水资源量可负担的人口数量还取决于经济活动、农业类型、牲畜养殖及生活方式等各种因素。这种指标还掩盖了缺水的季节性特点，也没有抓住世界上不同地区用水方式及特点的差别。

以上这个“界限值”，一是提出的背景是“干旱气候的热带和亚热带”，二是人均需水量计算的主要基础是依据中等发达国家的一般情况，即：粮食自给的经济结构，1000m³水量可供生长lt生物量的农业量产水平；三是所提指标只是指人的直接和间接的需水量，并不是指天然水资源量，而这两者是有差别的。

正是由于以上问题，在使用人均水资源量衡量缺水程度时发生以下一些情况。

   （1）不同地区有不同的水资源形势。例如，处于中亚干旱地带的阿富汗，全国平均年轻径流深为77mm ,但人均水资源量却为3323m³；哈萨克斯坦按当地水资源年径流深只有25mm，但人均水资源量为4670m³，伊朗全国年径流深72mm,人均水资源量为2002m³。我国内陆河流域多年平均径流深只有35mm，但人均水资源量为4690m³,在全国10大流域片中仅次于西南诸河片而位局第二，高于珠江和长江流域片。新疆年径流深53mm，人均水资源量为5139m³,而在南方有些年径流深大于300mm的地区，人均水资源量却少于1000m³.显然，对这些地区，不能单独用人均水资源量来衡量缺水情况，至少需要区别两种不同的极端情况：一种是湿润和半湿润区，其天然降水量虽然很大，但有些地区特别是半湿润区产生的水资源量并不大，这些地区的天然植被完全由降水支持，农作物生长也可不同程度地依靠天然有效降水量，农业发达，人口密度大，因此人均水资源量相对较少。另一种是干旱和半干旱区，天然降水量不足，生态环境十分脆弱，人口稀少。如干旱内陆河流域平原区的降水量极少，几乎不产流，但却有一定量的河水来自周边无人居住的高山，这些水量可在河流出山口下游维持一定范围的绿之外则多为荒漠无人区，而平原区的天然和人工植被都需要来自高山的水资源支持。因此在这类地区尽管表面上人均水资源量很大，但水资源形势依然十分严峻。且在考虑需水要求时应包括必要的维持天然生态系统的需水量。以上两种不同情况的水资源量指标，没有可比性。

（2）统计的范围不能过大或过小。如中国国土面积960万km²,人均水资源量（按2000年人口）为2140m³,按弗氏水紧张界限值，应当是只有在旱季有时会出现水供需问题。但中国西北和华北水需关系长年相当紧张，有的地区已出现缺水现象。中国境内跨越了五个不同气侯区，降水的地区分布差异很大，这种大平均的统计不能全面反映中国的水资源特点。

用人均水资源量这样的指标进行对比，不仅应在相近的自然条件下，还应在一个各种主要行业均较完整的社会，且基本上属于自给型经济的情况下，才可能有较相似的可比性基础。对一个面积较小的行政区，由于各种条件不同，特性因素比较突出，往往缺少可比性。例如对于总面积不大、位于湿润区的大城市型的行政区或国家，当地径流量不多，而由于人口特别集中，人均水资源量往往偏少。例如新加坡，年径流深有968mm,但人均水资源量只有220m³；我国香港特别行政区年径流深有1240mm,人均水资源量只有200m³,我国上海市年经流深有422mm,人均水资源量只有161m³。按“水界限值”都是极端缺水区，但是这并不符合实际情况。此外，许多大城市由于经济发达，人员技术素质高，常常通过商品交换，以耗水少而产值高的工业商品，换取耗水量大的民用商品和食品以及工业原料，等于进口了水资源。有人把这种隐含在商品中的水称为“虚拟水”（virtual water）,并统计了1995年到1999年在世界贸易中“虚拟水”的交换量达到1万亿m³。中国在1999年的进出口贸易中，“虚拟水”的进口量约为340亿m³,而出口量则为170亿m³.文献更对2000年我国西北新疆、甘肃、青海、陕西4省（自治区），全年消费的虚拟水数量进行了分析，并分别为个各省（自治区）实际总用水量的0.28、1.53、1.66和3.72倍。对于“虚拟水”占比重较大的地区，就不能以自给型经济的需水指标来衡量其缺水程度。

（3）有些地区或国家，当地径流较小，但有大河从中通过，或位于大河的尾闾，其水资源量应如何计算，是尚待解决的问题。世界上有一些国家主要依靠外来径流，如埃及，其当地径流只有18亿m³，但主要源于苏丹和埃塞俄比亚的尼罗河每年流入埃及境内的水量有565亿m³，埃及的生存和发展主要靠尼罗河来水，并创造了古老的文明，源于境外来水占总水资源量的93%。匈牙利主要靠多瑙河来水，境外来水占其总水资源量的比重也有93%。欧洲的莱茵河和多瑙河都是贯穿多个国家的河流，也是这些国家的主要水资源。我国长江、黄河也贯穿多个省份。对国际河流，大多通过国家的协议、协定等形式约束，国内的则多通过行政干预进行约束，有的则尚处于自然状态。今后随形势的变化各区间引水应如何调整，尚待研究。在计算一个国家或区域的水资源量时，对大河水资源量在河流的各区域间应当如何分配，尚无公认的准则。

四、几点认识

1.水资源的供需分析是合理开发利用水资源的基本依据之一

由于各地天然水资源条件随当地气候、地貌等因素而有所不同，以及各地社会和经济结构及其发展水平的不一致性，因此对不同地区的水供需状况要根据具体情况进行分析研究，要充分考虑各研究区域的特点，不可套用一个简单的指标。把水供需关系只限于通过工程措施取得供水能力、只着眼于满足社会经济的用水需要显然是不够的，必须统一考虑全部生态系统（天然的和人工）需水，包括维持河流功能的用水，才能真正保证社会和经济的可持续发展。

2.不要盲目套人均量指标作为衡量一个国家或地区的水紧张情况的根据

在各类计算模型中，对许多自然资源量或其他物质量，为消除国土面积大小和人口多少的差别，往往采用人均量作为指标以便比较，如耕地面积、粮食产量、森林面积、GDP等多用人均值作为参数，而不采用总量为参数。一个区域的水供需关系是否紧张或缺水，应当采用多参数的分析方法，人均水资源量只是其中一个重要的参数。使用人均水资源量作为水紧张界限值时，要考虑在建立这些界限值时所采用的背景基础和使用条件（干旱的热带或亚热带、基本上自给自足的经济和中等适宜的生活水平），不要盲目套这个指标作为衡量一个国家或地区的水紧张情况的根据。

参考文献：

1.钱正英、张光斗主编，中国可持续发展水资源战略研究，北京：中国水利水电出版社，2002。

2.世界资源研究所，世界资源，1998—1999。

3.World Bank Group，World Development Database, April 2003。

4.Falkenmark M.Water Scarcity and Population Growth A Spiralling Risk. Ecodecision，Sept.1997。

5.Engelman R and P，Leroy，Sustaining Water-Population and the future of Renewable Water Supplies，Pop_ulation and Environment Program.1993。

6.Wallensteen P and A. Swain，世界淡水资源冲突还是合作，长江水利委员会国际合作与科技局编译，世界淡水资源综合评估，武汉；北科学技术出版社，2002。

7.Hoekstra A Y.Virtual water trade between nations；a global mech-anism affecting regional water systems.Global Change News Letter. June.2003。

8.程国栋，虚拟水——中国水资源安全战略的新思路，中国科学院院刊，2003.4。

（本文发表于《中国水利》2003年第21期。陈家琦为水利部水文局原局长、国际水文科学协会副主席、教授；钱正英为全国政协原副主席、水利部原部长、中国工程院院士，2022年10月22日，在北京逝世，享年99岁，谨以此文致敬钱老。）