张建云:关于中国用水达峰有关问题的讨论

学术   2024-12-09 21:05   福建  


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第四届中国节水论坛

专题论坛一

节水与生态保护和高质量发展




    张建云   






演讲主题

关于中国用水达峰有关问题的讨论



2024年11月20日,由中国农工民主党中央委员会主办,大禹节水集团股份有限公司发起,中国农工党山东省委员会、山东省水利厅、山东省农业农村厅、大禹节水农水集团华北总公司承办的第四届中国节水论坛在山东济南召开。当日下午,在以“节水与生态保护和高质量发展”为主题的专题论坛上,中国工程院院士、中国“节水大使”张建云发表了题为《关于中国用水达峰有关问题的讨论》的精彩演讲。 

演讲内容:

非常高兴给大家作汇报,上午我在主论坛大会上介绍了三个事情,第一个是我们为什么建设国家水网;第二个是用水是不是达峰;第三个是如何加强南水北调的后续工作,特别是西线工程。今天下午,我想重点介绍一下关于中国用水达峰的问题。

一、中国用水的变化过程

我们的用水分三个阶段,第一个阶段是1980年之前的快速增长期,第二个阶段是1980年到2013年的稳定增长期,第三个阶段是2013年达到6183亿m³之后的缓降期,整体呈现缓慢增长态势。

从行业分析,我国农业、工业用水统计值已经于1985年和2011年达到最大值,生活用水和生态环境用水这20年总体处于增加态势。我们的用水总量达峰是2013年的6183亿m³,农业用水达峰是1985年的4400亿m³,工业用水达峰是2011年的 1462亿m³,生活用水近20年增幅292亿m³,生态环境用水近20年增幅306亿m³。由于2013年之后我们的用水量呈现波动,没有明显的增加,有些观点便被提了出来,有篇文章谈“从近年来全国用水态势来看,结合人口和经济发展形势,以及生态文明建设要求等综合判断,在不大规模开垦耕地的情景下,全国生产生活用水量已达峰,未来需水量基本稳定”,这个观点有很多问题还是值得讨论的,真实的需水和用水是否已经达峰涉及到南水北调后续工程的论证,也关系到国家水网的建设,这也是为什么今天选这个题目给大家汇报。

二、用水出现拐点的原因

一是需求侧的管理对用水量的减少起到了积极作用。严格的水资源管理制度的形成,节水型社会的建设,对于用水量的减少发挥了重要的积极作用。大家可以看到万元GDP的用水量一直在下降,万元工业增加值的用水量也一直在下降,随着科技的发展,农田灌溉水有效利用系数明显在一步步增加,这些都是我们节水型社会建设和科技进步对需求侧管理带来的效益,这个作用还是很明显的。

二是用水统计普遍按照普查结果修正。2012年对全国的水利进行了普查,但是这个结果和水资源公报的结果有一定差距,我们当时就认为这个普查是一个比较准确的值,从2013年开始,几条曲线都有往下折的情况,都做了人为的技术的调整,按照全国水利普查的数据对前面的用水量进行了技术调整。

三是最严格用水量红线考核大棒下统计用水量存在缩水。我们最严格的水资源管理使得很多省市地区上报的统计用水量不太真实,有些是缩水的,上午讲了,有一个省它的水网规划当中报的2021年(规划基准年)统计水量573.9亿方,但计算分析真实用水量为634亿方,少报10.5%。严格的水资源管理,不管用多少都是报的比前一年不会增加太多,或者减少也是为了得到表扬,这种情况下我们统计数据的真实性存在一定水分。

四是供给侧“无水可用”的天花板效应。我国海河流域水资源开发利用率超过100%,黄河、辽河、等流域也均超过70%,淮河流域超过50%,超过了国际上通用的开发利用低于40%的要求,此外,近年来北方地区水资源量显著衰减,进一步加剧了供给侧约束,比如,黄河流域水资源的量原来是609亿m³到1980年的531亿m³,到现在457亿m³,海河流域原来是421亿m³,到现在的227亿m³,水资源逐渐减少,“无水可用”是导致很多北方地区没有出现“用水增长”的现实因素。

五是虚拟水大规模进口也是导致我国用水减少的重要因素,但受国际市场的影响。我们做了一个分析,目前我国是全球最大的虚拟水进口国,2018年虚拟水进口量达到 470亿m³ (蓝水),占全球虚拟水贸易量的1/4,现在还呈现增加的趋势,但是哪一天国际形势发生变化,粮食无法进口,我们自己生产粮食要用的水资源就会成为新的问题。

三、用水需求驱动机制和增长规律
首先要明确说一下,用水不同于需水。可以看下面这张图:
经济社会的需水量是外面的大圆,但是考虑到水资源的丰富程度,可能枯水,又考虑到政策的因素,最严格的水资源管理,还有节水效率,最后得到的是中间的蓝的圆,是经济社会的用水量,所以需水量一定是大于用水量的。需水是经济社会可持续发展和生态环境健康稳定所需要的理想水量规模,我们需要那么多水,给不给我那么多水是另外一个事情。
其次,实际用水量受多重因素影响,不仅和用户需求有关,还和区域水资源条件、工程保障能力、贸易结构等密切相关。从这个概念来讲,我们现在每五年做的这个水资源规划我个人认为规划中的需水预测其实预测的并不是需水规模,而是基于人口、灌溉面积、GDP及供水能力等条件预测未来的用水规模。
区域用水的三元驱动的动力是什么?是规模增长正向驱动、效率提升逆向驱动、水资源供给约束。发展规模的上升是正向的驱动,发展规模越大需水量越来越多效率提升是逆向的驱动,而水资源供给是我们天花板的一个约束作用,这三种驱动对我们什么时间达峰,达峰达到多少是密切相关的,是经济规模、生产水平和水资源的约束,这三个条件决定了我们的用水达峰。
这张图是王院长团队赵勇同志画的图,说的是无水资源约束的地区,它的发展用水是由经济发展决定的,经济发展达到一定的程度形成了自然增长型的峰;弱水资源约束的地区,由经济发展、资源条件和工程能力联合作用决定用水峰值,是中间的线;如果是像北方地区特别是西北地区,严重的缺水,是强水资源约束地区,达峰的时间是由水资源承载资源上限(包括外调水)决定,这条曲线和水资源的禀赋条件,工程条件是密切相关的,在不同的约束条件下出现的峰值是不一样的。
第一个方面是产业占比。用水量达峰和经济社会发展条件是密切相关的,主要发达国家用水达峰时的经济产业特征分析来看第一是产业占比,我们现在第三产业发展很快也是用水变化很重要的原因,产业占比用水峰值出现的时候,发达国家的第一产业比重普遍小于5%,第二产业比重为30%-40%,第三产业比重全部在60%以上。2022年,中国的三个产业的比重分别为7.3%、39.9%和52.8%。
第二个方面是经济社会发展的总量。从人均GDP来讲,发达国家水达峰时的人均GDP全部超过2万美元,大部分国家处于2.5-3.5万美元之间。2022年中国人均GDP为85698元/7.34(11657$),远远没有从经济发展的水平来讲没有达峰的经济条件,未来经济发展用水量还要进一步增加。
第三个方面是城镇化率。因为城市人口的集中对生活使用水需求增加,从城镇化率来讲,发达国家除了葡萄牙之外其他国家水达峰的城镇化率普遍在70%以上,我们去年年底是66%,从这几个社会发展的特征来看,我们经济社会发展的特征还没有达到达峰的要求。
四、中国用水峰值预测
以2017年为基准年,以全国358个地级行政区为基本单位,数据来源是中国的统计年鉴,水利普查数据,各个省市统计年检,水资源公报,各省市水资源公报,用这些资料进行了基本的预测。
这些研究考虑的主要因素有四个方面:一是根据各个区域现阶段经济发展水平(第三产业占比)与水资源约束程度(用水总量与控制指标比值),判别区域未来用水总量发展趋势;二是研究全国358个地级行政区2010-2017年第三产业占比演进规律,预判各地级行政区第三产业占比发展临界阈值及出现时间;三是考虑节水技术提高和政策约束以及后发效应,设定全国358个地级行政区三产占比增长对应的用水总量增幅;四是大城市用水峰值预测需考虑规模增长效应对用水峰值的影响。近年来我国省会城市、国家中心城市、大城市群呈现人口和产业的聚集性发展,刚性用水需求强烈,用水峰值增加、出现时间延缓。水资源承载能力是影响用水量的重要制约性因素,不仅受限于水资源本底条件,还与供水能力有关。用水量发展预测必须充分考虑新增供水能力的影响,结合国家先后确定的172项(增加供水能力800亿m³)和150项(420亿)节水供水重大水利工程,考虑供给侧保障能力的提升。
基于上述综合分析,预测全国用水峰值时点大概率出现在2035-2040年,全国用水峰值为6480亿
通过上面的分析,我个人觉得有几点认识跟大家分享:
一是根据全国水资源公报数据,近年来我国用水总量表现出缓慢下降的拐点现象,是在资源供给不足,甚至受到严重约束,供给侧“天花板”现象带来的用水总量下降的假象,不是真实的用水量。此外,统计、计量、国际贸易等因素也是影响我国用水态势的潜在原因。因此,不能认为我国的用水已达峰;
二是2022年我国人均GDP为8.57万元,城镇化率为65.2%,第三产业占比为52.8%,三项指标均说明我国还不具备达到用水拐点的经济社会条件;
三是我国具体的用水达峰条件和时间, 尚需深入研究。赵勇教授等初步分析结果:在国家现有的工程规划体系下,我国经济社会用水需求峰值时点大概率出现在2035—2040年之间,峰值要接近6500亿m³。
因此,我在这里还是呼吁加快国家水网的建设,特别是西线工程。东线、中线工程通水之后发挥了很好的效益,但是靠调整一些水量给上游是解决不了黄河中上游的缺水问题的;此外,像中线工程引江补旱已经开工,东线工程也应该加快建设。山东胶东半岛的发展潜力很大,受到的最大的因素就是没有水,如果有水资源保障的话胶东会是新的发展阶段,所以说东线工程后期工作也需要加快推进。
我汇报这些个人观点,不对的地方请大家批评指正,谢谢!



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薛国强:男,福建莆田人,1976年10月生,中国民主促进会会员,2000年本科毕业于武汉水利电力大学,2012年工程硕士毕业于同济大学,厦门市国水水务咨询有限公司总规划师,【水利天下】公号创办人兼总编。注册咨询工程师,水利水运双专业高级工程师,河湖网专家顾问委员会委员,科普中国专家库专家成员,中国水利文协专家委员会委员。福建省土木工程建筑行业协会专家库成员、福建省土木工程系列高级工程师任职资格评审专家评委等。

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