干旱区水资源分配理论及流域演化模型研究
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2.1 水资源分配动力概述

影响水资源分配的因素很多,最主要的是由于地理动力、效率动力(经济利益)和制度动力(制度体系转变而引起的水资源分配)。

2.1.1 地理动力

水资源分配的地理动力是最原始的、级别最低的一种动力,它是在自然条件下,没有有效的管理制度和调控交易手段的情况下发挥主导作用的动力,这种动力的用水顺序是依次从上游到下游地理动力示意图如图2.1所示。

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图2.1 地理动力示意图

以一段河段中无水库的5个用户为例,水资源分配地理动力是:2号用户只能在1号用户从河流或运河中取走水量u1后,方可取其所需的水量u2;3号用户只能在1号和2号用户从河流或运河中取走了它们的水量u1+u2之后,才可轮到其取水;4号用户只能在1号、2号、3号用户取走水量u1+u2+u3后,才能轮到其取所需水量u4;5号用户只能在1号、2号、3号和4号用户取走水量u1+u2+u3+u4后,才能轮到其取所需水量u5。这种分配服从先入为主“法则”,即:上游用户可以尽量享用水资源,下游用户只好适应它。无论在立法方面、经济方面还是在社会方面,这都是一个没有任何基础的分配制度。这完全是许多缺水地区的真实写照,例如,巴西半干旱的东北部地区。

尽管上游比下游有更大的分配优先权利,但是如果没有水需求和水利工程设施,上游也将引不到水,水也会自动流向下游。需水量越大,驱动上游引水量越多;水利工程投资量越大,上游水利工程设施建设越完善,可引水量越多。因此,由于流域内基本参数——人口、灌溉面积和生态环境等的变化引起需水量的变化,从而引起地理动力的变化,也将会导致水资源量的变化。

2.1.2 效率动力

效率动力是在利益的驱动下,优化产业结构,使得水资源向着高效产业转移;同时,也向着生产效率较高的地区转移。

全国工业、农业、林业、牧业和渔业产值见图2.2。工业产值远远高于农林牧渔业产值。20世纪50年代时,工业产值与农业产值基本相等,约为390亿元;80年代,工业产值为农业产值的3.5倍;到90年代,工业产值为农业产值4.8倍;2000年,工业产值是农业产值的6.2倍;2003年,工业产值已经是农业产值的9.6倍。

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图2.2 全国不同行业产值

从行业的总用水量看(图2.3),农业用水逐渐较少,工业用水和生活用水逐渐增加。因此,水资源是从单位产值耗水量高的产业向耗水量低的产业转移,从效益低的行业向效益高的行业转移。

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图2.3 全国不同行业总用水量

2.1.3 制度动力

制度动力对水资源分配起到关键作用。以全国和黄河流域为例,阐述制度动力与水资源分配关系。这里的制度不仅包括全国水利工作方针,也包括流域分水方案等。主要有全国水利工作方针与水资源分配的关系和黄河流域分水方案与水资源分配关系。

2.1.3.1 全国行业用水与制度的关系

图2.4显示全国不同行业用水量与全国水利工作方针关系。根据水利文献和用水阶段特征,全国水利工作方针大体可分为以下四个阶段:

(1)1960年以前。水害灾害较多,用水矛盾不很突出,全国水利工作方针是防治水害,兴修水利,水资源分配特征不明显。

(2)1960—1980年。全国水利工作方针是开展农田水利建设,建设高产稳产农田,因此,总用水量增长幅度较大,农业用水增长幅度较大,工业用水和生活用水增长幅度较小。

(3)1980—1997年。全国水利工作方针是加强经营管理,讲究经济效益,因此,用水量增长幅度减缓,农业用水量增长幅度减小,工业用水和生活用水增长幅度加大。

(4)1997年至今。全国水利工作方针是人与自然和谐相处,走可持续发展之路,因此,总用水量减小,农业用水量减小,工业用水量增长幅度减缓,生活用水量继续增加。

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图2.4 全国行业用水与制度关系

注:因为1994年和1995年的来水量很小,所以,1994年和1995年总用水量和各行业用水量都较小。

2.1.3.2 黄河流域分水方案

随着黄河流域水资源紧缺程度的加剧,开发利用水资源由中华人民共和国成立初期以政策、方针引导转变为20世纪80年代中后期的加强法律法规建设,水资源制度逐步由非正式制度转变为正式制度。

1954年,针对黄河水事矛盾加剧,黄河水利委员会编制了黄河流域综合利用规划,对黄河流域远期水资源利用进行分配,见表2.1。

表2.1 1954年黄河流域分水方案

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1959年,为了协调黄河流域下游河南、河北和山东三省的用水问题,黄河水利委员会提出枯水季节水量分配方案:以秦厂(相当于现在花园口)流量2∶2∶1的比例由河南、山东、河北三省分配使用;用水顺序首先满足农业用水,并以保麦、保棉为主,照顾其他用水。

1961年,对黄河上游宁夏、甘肃、内蒙古三省(自治区)的用水顺序和用水比例作了规定:首先满足包头钢铁公司的用水,农业灌溉用水次之;维持宁夏、内蒙古1960年所规定的4∶6的配水比例,包头钢铁公司的用水由内蒙古供给。

1987年9月,经国务院原则同意并以国办发〔1987〕61号文印发了《黄河可供水量分配方案》,见表2.2。分配方案从地域角度包括流域内青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东等九省(自治区),以及国务院批准的流域外天津、河北两省(直辖市)。

表2.2 1987年黄河可供水量分配方案

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黄河流域分水方案影响黄河流域不同地区引黄水量,如图2.5所示。由于资料限制,这里仅列出黄河流域1980年、1985年、1990年、1995年和2000年不同地区用水。从图2.5可以看出,1990年之前,青海、宁夏、内蒙古等黄河流域上中游用水比例增加,1990年之后总体有减小趋势;黄河下游河南和山东1985年以后用水比例整体有增大趋势。因此,制度对黄河流域上下游的水资源分配起到了一定作用。(由于还有地理动力和效率动力的影响,制度动力不太明显。)

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图2.5 黄河流域行业用水比例