爱华网摘要：黄河流域水资源短缺与用水效率低下、水资源浪费共存。在此背景下解决黄河流域水资源供求矛盾的思路有两条：一是在现有用水效率和水资源浪费状况下，兴修大型调水工程人为增加水资源供给，缩小供求缺口；二是在现有水资源供给条件下，提高用水效率、减少浪费，压缩水资源需求，实现供求自然平衡。通过成本收益分析，我们发现提高用水效率、压缩用水需求的方式更优。但是要真正提高用水效率、减少用水浪费，就必须实现水资源管理方式的转变，形成以水权管理为核心、以水资源市场化配置为目标的需求管理方式。
关键词：黄河流域 水资源短缺 水资源配置方式 成本收益分析
随着黄河流域经济社会的迅速发展，黄河水资源供求矛盾日益凸现。为了缓解黄河水资源短缺，长期以来人为增加水资源供给的大型调水工程方兴未艾；不过，在现有水资源承载力条件下进行的以水权为核心的用水制度改革正悄然兴起。从社会、经济和生态的角度综合考量，究竟哪一种方式更有效还有待研究和检验。
一、 黄河流域水资源短缺
（一）自然因素决定的水资源供给
黄河流域水资源供给来源于原生水和外调水。原生水是指黄河径流补给方式主要为黄河流域降水，其次为冰川融水及地下水。外调水是指通过修建调水工程从水资源丰裕地区调到短缺地区的水，如通过南水北调工程调到北京、天津和黄河流域的水。原生水是黄河水资源的决定性来源，外调水只是它的一个微小的补充。
虽然人类活动影响下垫面进而影响降水量和径流量，但是人为因素影响原生水的程度很难确定，所以原生水完全由自然因素决定。[1] 降水量是影响原生水的主要因素。上游以上地区是黄河水量的主要来源区，无论是其月份降水、季度降水还是年度降水都直接影响着黄河径流量，[2]特别是进入90年代以来，降水变化对黄河天然年径流量的影响十分显著，其影响幅度达10%—20%。[3]由于气温升高、气候干旱化，自50年代以来黄河各区间的降水量明显呈现递减趋势，[4]与之相伴随的是，黄河各观测站和区间的实测径流量也呈现出年代性的衰减趋势。[5]就目前状况来看，随着气候和降水量的变化，黄河水资源的供给量趋于下降。从1998年到2004年，黄河流域降水量除2003和1998年较充沛外，其余年份均比正常年份偏低，处于枯水年份。
（二）用水需求现状及预测
黄河水资源的需求是黄河流域城乡生活用水、农业灌溉用水、生态用水、工业用水和向区外供水量的函数。在各种用水需求中，农业灌溉用水是大户，用水量占全部耗水量的92%。由于
生活用水、工业用水增加，尤其是随着农业灌溉面积扩大而增加的农业用水，使黄河用水需求成倍增加（见表1）。[6]黄河流域灌溉面积由50年代的2104.4万亩增加到90年代的7306.1万亩，增加了3.47倍；年均总耗水量由50年代的122.3亿m3，增加到90年代的299.6亿m3，增长了2.45倍，耗水量最多的是1989年达到334亿m3。
黄河流域用水需求不仅相对于以前逐年增加，而且随着黄河流域经济和人口的增长，特别是西部大开发战略的实施，各种用水需求迅速扩张。由此，根据用水需求自变量的变化可以较准确地预测黄河流域水资源需求量（见表2）。[7]
黄河水资源供给深受气候和降水的影响，不仅不稳定，而且呈逐年减少之势；相反水资源需求量却随经济社会的发展呈逐年增加之势。因而水资源供求矛盾越来越尖锐（见图1）。图1显示了黄河水资源供给量与耗水量之间的对比关系，总耗水量中包括了210亿 m3冲沙入海水量，但没有包括生态用水。从90年代以来黄河水资源供不应求，如果加上生态用水，供求缺口将更大。2003年因降水超过了正常年份的28.6%，并且甘肃和宁夏进行水权制度改革分别节水10多亿 m3，所以水供给略大于需求。但是降水超过正常年份28%具有极大的不确定性。即使按正常年份的降水量来算，水资源总供给量约550亿 m3，但是用水需求增加会远远超过这一总量，根据上文预测低方案，2010和2020年黄河流域用水需求量分别是650.5亿 m3和720.92亿 m3。因此，黄河水资源短缺将越来越严峻。
二、黄河流域水资源使用效率低下、浪费严重
与黄河水资源短缺的严峻事实并存的是，黄河流域用水效率低下，水资源浪费严重。黄河水使用效率低下、浪费严重表现在每种用水类型和每个用水环节中，突出地表现在农业灌溉用水和工业用水中。
农业灌溉耗水量与农业灌溉发展规模、灌区工程设施以及节水措施有关。因而农业灌溉用水浪费集中表现在输水过程中的损失、灌溉过程中的损失，以及种植结构和产业结构不合理造成的损失。
黄河引黄灌区工程设施缺乏配套、老化失修，渠系输水的有效利用率只有40%—50%，致使输水过程中水资源浪费严重。黄河灌区已有引水工程建设年代较久，相当一部分已经运行三十年以上，并且后来没有进行整修；一些大中型灌区，工程建设标准低，渠道衬砌较差，一般衬砌率只有30%左右；另外，工程建设重兴建轻配套，主体工程建成后，配套工程跟不上，有些灌区只有主干输水工程而没有分支工程，甚至有些灌区干渠上的主要建筑物尚不齐全。灌区工程设施不配套、老化失修使灌溉用水“跑、冒、渗、漏”严重，水资源利用率低，宁夏灌区灌溉水利用系数不超过0.44，甘肃灌区灌溉水利用系数不超过0.49，下游引黄灌区灌溉水利用率只有0.42左右。由于输水工程问题，农业灌溉用水有一半左右损失于渠道输送过程中。按这一比例，2004年农业灌溉消耗的280.3亿m3黄河水中约有140亿m3损失于输送过程中的“跑、冒、渗、漏”。
灌溉方式落后导致农业用水浪费。黄河流域的农业灌溉大部分采用大水漫灌、串灌方式，灌溉定额普遍偏高。1990年全黄河平均灌溉定额为8246 m3/hm2，比先进国家高出很多，如欧洲一些国家的灌溉定额只有4000—6000 m3/hm2。在干旱和半干旱的宁、蒙灌区，其灌溉定额更高，达到12300—17000 m3/hm2，为我国半湿润地区的2—3倍，而这个地区的农作物缺水量是半湿润区的1.2倍左右，说明宁、蒙灌区的水利用率很低。更有甚者，银川地区的水稻灌溉定额高达22500—27000 m3/hm2，卫宁七星渠为22500 m3/hm2、青铜峡唐徕渠为27000 m3/hm2。灌溉方式落后导致高耗水量，从而使水分生产率偏低，宁夏引黄灌区水分生产率只有0.62kg/m3, 甘肃引黄灌区水分生产率1.3 kg/m3，与目前黄河流域一些节水灌区1.83—2.02 kg/m3（山东省）相距较大，与发达国家2—2.3 kg/m3的要求则有更大差距。[8]
产业结构和农作物的种植结构不合理也会造成水资源浪费。黄河上游的甘肃、宁夏等省份农、工业比例不利于节水，长期以来工业产值在GDP中只占35%左右，以农业为主，而农业又是高耗水产业。在农业中，农作物和经济作物的耗水量以及产值均不同，即使在农作物的种植中，水稻和小麦的耗水量大大高于优质玉米的耗水量，但是黄河上游的省（区）农业种植结构依然保持着传统的高耗水状况。另外，农作物的种植方式也影响着耗水量，例如小麦和玉米混种，由于两种作物分别是在夏秋两季成熟，浇水时间不同，形成重复浇水和大水漫灌的现象：灌溉小麦的时候玉米也要浇水，灌溉玉米的时候小麦也要浇水；玉米或小麦单种，不仅可以降低灌溉定额，而且灌水次数可以减半。
不仅农业用水浪费严重，工业用水也存在同样的问题。黄河流域大中城市的工业用水平均定额为300—500 m3/万元（1980年不变价格），比先进国家高出3—4倍多，重复利用率只有40%—60%，小城镇重复利用率只有20%—30%，个别的甚至接近于0。这比国内先进城市用水效率低多了，如青岛用水定额150 m3/万元，重复利用率70%；天津用水定额260 m3/万元，重复利用率64%。
正是在这种用水低效、用水浪费状况下，黄河流域一直保持着很高的用水需求，从而出现了上文所提到的严峻的水资源供求矛盾。但是，严峻的水资源供求矛盾并没有彻底改变人们的用水效率和浪费水的惯性。因此，黄河流域出现了水资源短缺与用水浪费并存的现象。
三、解决水资源短缺的两种方式
在水资源短缺与用水浪费并存的状况下，解决水资源供求矛盾的思路有两个：一是在用水效率低下和用水浪费状况不改变的情况下，通过修建跨流域调水工程人为增加外调水，以补充黄河原生水之不足；二是在原生水供给既定的条件下，通过提高用水效率和减少浪费，以减少用水需求，从而维持黄河水资源供求的自然平衡。
（一）用水效率不变条件下的外调水
在传统关注水利工程建设的思维惯性的作用下，解决黄河水资源供给短缺的方式就是修建调水工程外调水，而不改变现有低下的用水效率。因此，在黄河水资源供给相对比较充裕的时候，曾修建调水工程以缓解天津、青岛、河北、山西万家寨和蒙晋能源基地的水资源供给不足；现在，黄河水资源供给相对短缺，所以需要从水资源丰富的其他流域调水以增加水资源供给。为了缓解黄河流域及华北水资源短缺问题，从20世纪50年代提出“南水北调”的设想后，经过几十年研究和论证，最终确定从长江上、中、下游分别实施调水，即南水北调的西线、中线和东线工程。
西线工程的引水方式为自流和提水两种，现初步确定分三期完成。西线调水第一期工程从雅砻江、大渡河与5条支流的达曲—贾曲联合自流线路，调水40亿m3；从雅砻江干流阿达水库输水到黄河支流贾曲的自流线路，调水50亿m3，为第二期工程；从通天河侧仿水库输水到雅砻江再到黄河支流贾曲的自流线路，调水80亿m3，为第三期工程。三期工程共调水170亿m3，供水范围主要为青海、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西等六省(区)沿黄及其邻近地区。[9][10][11]由于工程投资巨大、施工地环境复杂，因此目前还处于论证阶段。
南水北调西线工程主要是为解决黄河流域西北地区的缺水问题，但是并不能从根本上解决黄河水资源短缺问题。[12]表3显示，西线调水从2020年开始，并且每年的调水量均远远低于黄河中等枯水年的缺水量，低于正常来水年的缺水量。所以即使南水北调生效后，枯水年和特枯水年，黄河流域依旧面临严重的缺水问题。足见南水北调工程只能在一定程度上缓解黄河流域水资源供求矛盾。
（二）水资源供给一定条件下提高用水效率
由于黄河水资源使用效率低下，浪费严重，所以在现有原生水承载能力条件下，只要提高用水效率、节约用水，完全可以通过减少用水需求实现水供求平衡。尽管这种解决问题的思路被人们忽略，但近来随着宁蒙水权转换模式和甘肃张掖节水模式的出现而悄然兴起。
农业灌溉既是用水大户，也是水浪费大户。据王玲等计算，农业灌溉对耗水量的贡献占总耗水量的80%—90%；而在农业用水中，约有50%在输水过程中损失，25%左右耗于作物的棵间蒸发，25%耗于作物生长所必需的蒸腾作用。[15]这也就是说，由于输水工程老化失修和不配套，以及灌溉方式落后使农业灌溉用水的75%浪费掉了。那么2004年280.3亿m3农业灌溉用水中真正被有效利用的只有70.1亿m3，余下210亿m3浪费了。浪费的水量比南水北调西线工程总调入水量170亿m3还多40亿m3。虽然由于技术水平、用水习惯、工程设施、资金和制度的限制，不可能使农业用水效率达到百分之百，即不可能使引黄灌溉用水压缩到70多亿 m3，但是用水严重浪费的事实表明提高用水效率和节约用水具有巨大的潜力，也表明减少浪费、压缩用水需求实现黄河水资源供求的自然平衡具有很大的操作空间。
截至1995年黄河流域灌溉面积已达1.07亿亩，其中上游的宁蒙河套灌区、中游的汾渭灌区和下游平原引黄灌区是黄河灌溉最为集中的地区，灌溉面积8487万亩，占全河灌溉面积的79%，占全河农业灌溉用水量的80%。然而这三大灌区的农业用水效率低下、浪费严重，因此，这三大灌区的用水效率和节水程度直接关系到整个黄河流域的用水需求。
甘肃在80年代实施节水工程，取得了年节水50m3/亩的效果；“九五”期间，采用多元化的节水灌溉技术和衬砌、修建各级渠道，实现年节约水量4.68亿m3；“十五”时期，通过推广灌溉技术、修建渠系和扩大节水灌溉面积，年节水量达到6.7亿m3。宁夏自2000年起试行水稻节水控灌技术，将浇灌次数由传统方式中的42次减少到28次，将水稻用水量从1200m3/亩以上减少到800m3/亩，每亩节约用水350—450 m3。仅2005年此项技术在宁夏水稻种植中节约用水3.2亿m3。甘肃和宁夏节水成功实验的范例显示，使用多元化、现代化的节水灌溉技术，并进行渠系的衬砌和整修，以及调整种植结构和耕作方式，黄河上、中游引黄灌区最少可以实现平均年节水100m3/亩。上、中游引黄灌区灌溉面积3831.3万亩，按这一比例最少每年可节约灌溉用水38亿m3。
下游沿黄平原引黄灌区灌溉面积4605.4万亩，截止1997年其节水灌溉达标面积仅占其设计灌溉面积的10%，并且现有的节水灌溉面积均分布在少数几个引黄灌区。采用常规节水、管灌、喷灌、滴灌、集雨节灌等节水技术的灌区，节水效果明显，灌溉水利用率显著提高，如山东省陈垓灌区干支渠全部衬砌，农渠以上衬砌率达72%，渠系水利用率达到了0.8，灌溉定额只需5100—6600m3/hm2。按该节水定额进行灌溉，若以年均引用100亿m3黄河水计算，考虑目前的灌溉水利用率、灌溉面积、灌溉回归水、上游灌区向下游的退水以及地下水补给等，粗略估算黄河下游每年至少可节水近30亿m3。[16]
因此，三大灌区年节水量可达70亿m3。按照这一节水水平和2004年黄河流域农业灌溉耗水量，那么三大灌区以外的56.06亿m3的耗水量中也可节水17.5亿m3。这样2004年整个黄河流域农业灌溉至少可节约87.5亿m3黄河水。它几乎相当于南水北调西线第一、二期工程引水量的总和，超过了第三期工程引水量。
修建水利工程外调水增加水供给可以实现水资源供求平衡，减少浪费、压缩用水需求也可以达到水资源供求平衡。因此，从影响黄河流域水资源供求平衡的角度看，这两种解决水资源短缺的方式难分伯仲。但是考虑到实施成本，它们的优劣赫然可鉴。
四、黄河水资源短缺的根本出路
无论哪一种方式，既然它能够通过改变水资源供给或需求影响黄河水资源供求状况，那么它必然要为此付出一定代价，即支付实施成本。实施成本包括经济成本、社会成本和生态成本。
增加水资源供给的工程调水方式因为工程浩大、施工地环境复杂，所以投资巨大，动辄几百亿、上千亿元，如南水北调中线工程测算静态总投资达548亿元。随着缺水地区对水资源需求的增加，引水工程的距离越来越远，规模越来越大，新增水资源供给的边际成本迅速上升。而大型调水工程投资由政府负担，这必然给政府的财政带来越来越大的压力。不仅如此，大型工程调水势必造成移民，如南水北调中线工程将使丹江口水库的22.4万移民第三次搬迁，并且干渠沿线还有数十万居民被涉及。这既增加经济成本又造成社会成本。除此之外，大型调水工程输水线路长达成百上千公里，如美国加利福尼亚州的北水南调输水线路900公里，这对水源地、目的地和沿途的生态环境产生破坏性影响，使人类对水资源的利用正在逼近其生态和环境限制。就南水北调来说，打破四大流域（长江、淮河、黄河、海河）之间的自然界限，将改变四大流域的物质和能量交换，对生态环境将产生十分严重的影响。
提高用水效率、减少浪费的方式因在原有水利工程基础上进行整修改造、使用新型灌溉节水技术和调整种植结构，所需资金较少。根据甘肃张掖市的测算，对一个30万亩的灌区进行工程改造和推行节水灌溉需要投资1亿元；黄河流域灌溉面积1.07亿亩，平均相当于357个30万亩灌区，节水改造总投资357亿元。不仅总投资大大低于调水工程的投资，而且根据“投资节水，转换水权”的宁蒙模式，这些资金可以从工业企业筹到，从而减轻政府的财政压力并使其从福利供水中摆脱出来。由于在原有工程基础上整修改造，所以根本不涉及移民和对生态环境的破坏。
通过比较实施成本，我们发现，提高用水效率、减少浪费的方式优于工程调水方式。但是要在微观层面实现提高用水效率、减少浪费，必须实现水资源的市场化配置，使节水者获取收益，浪费者遭受损失，使水资源从低效使用向高效使用转移。然而，要真正实现水资源的市场化配置，就必须转变水资源的管理方式：从供给管理转向需求管理。因为增加水资源供给的工程方式是供给管理方式，提高用水效率、压缩用水需求的方式是需求管理方式。[17]
供给管理为主的水资源管理方式是指：水资源管理当局主要是通过兴建新的水利工程，增加水资源的供给以解决日益严重的水资源短缺问题。由于这种管理方式的核心是增加供给，因此也被称为供给扩大(supply augmentation)的管理方式。
以供给管理为主的水资源管理方式在上个世纪获得了巨大成功，人类对水资源的利用程度迅速提高，水资源供给的增加是上世纪经济持续增长的重要条件。例如，我国对黄河的开发和利用有力地促进了黄河流域的经济发展。除此而外，一些规模巨大的水利工程也是这种水资源管理方式的产物和成功标志。例如，闻名遐迩的巴西、埃及水坝，美国田纳西河的全流域梯级开发工程，我国的三峡大坝以及即将施工的南水北调工程等。
经过多年的开发和建设，供给为主的水资源管理方式在我国的发展已经极其有限，迫切需要实现水资源管理方式的根本转变。特别是在我国水危机日趋严重的情况下，如果继续走“重建设，轻管理” 的老路，不仅不能从根本上解决水危机问题，而且会陷入水资源开发越多，浪费越大，效率越低的循环怪圈，进一步加快水资源的消耗速度，加深水资源危机的程度，甚至会影响到国家安全。
需求管理(Demand management)为主的水资源管理方式是指：在现有的水资源供给条件下，通过引入市场机制激励节水，引导水资源从低效率使用向高效率使用转移，最终达到水资源的效率配置。其核心是在水资源的供给约束条件下以供定需，通过市场化配置，提高水资源的配置效率和使用效率促进节约用水，有效利用现有水资源，达到水资源的供需平衡。
因此，黄河流域水资源短缺的根本出路在于其水资源的管理方式从供给管理转变到需求管理。在需求管理方式下，水资源被视作经济物品通过市场机制进行配置。在清晰界定水权、合理确定水价、进行制度创新和管理体制改革之后，就可以形成区域、流域甚至全国性水资源市场。在水市场上，水价的变动激励用水主体节约用水、减少浪费，引导水资源从低效率使用向高效率使用转移，黄河流域的用水需求就会回归到没有浪费的正常水平，水资源供求平衡自然实现。这种以水权管理为核心、以水资源市场化配置为目标的需求管理方式并非纸上谈兵。除美国西部地区以外，智利和墨西哥分别于80年代和90年代开始引入市场机制，实行可交易水权制度，中东的一些缺水国家和地区也已经开始实施或正在准备实施水资源管理方式的重大改革。[18]宁蒙的水权转换模式和甘肃张掖的水票交易模式就是这种管理方式在中国的先行实践。
参考文献：
[1] 刘晓燕、常晓辉，《黄河源区径流变化研究综述》，《人民黄河》2005年第2期
[2] 黄朝迎、祝昌汉，《黄河断流的气候分析与对策》，《黄河断流及其对策》，北京：中国水利水电出版社，1997年（103-108）
[3] 王云璋、康玲玲等，《近50年黄河上游降水变化及其对径流的影响》，《人民黄河》2004年第2期
[4] 刘东生，《气候变化与黄河断流》，《黄河断流及其对策》，北京：中国水利水电出版社，1997年（14-17）
[5] 黄河水利委员会断流研究项目组，《黄河下游断流及对策研究报告》，郑州：黄河水利出版社，1997年（122-124）
[6] 于涛、何大伟等，《黄河流域灌溉农业的发展对黄河水量和水质的影响》，《农业环境科学学报》2003年第6
[7] 张会言、陈红莉等，《黄河地区需水量发展趋势》，《人民黄河》1996年第8期
[8] 史彦文、方树星等，《宁夏引黄灌区水资源利用研究》，《人民黄河》2004年第7期
[9] 刘昌明，《南水北调工程对生态环境的影响》，《海河水利》，2002年第2期
[10] 谈英武，《南水北调西线工程工作的基本思路》，《人民黄河》2001年第10期
[11] 张新海、何宏谋等，《南水北调西线工程供水目标及范围》，《人民黄河》2001年第10期
[12] 李思悦、张全发，《对南水北调工程解决中国北方用水问题的分析》，《人民黄河》2005年第8期
[13] 张新海、何宏谋等，《南水北调西线工程供水目标及范围》，《人民黄河》2001年10期
[14] 李庆中、曹延立等，《南水北调西线工程的必要性和可行性分析》，《西北水资源与水工程》2000年第2期
[15] 王玲、孙东坡等，《黄河流域降雨和天然径流的变化》，《黄河水沙变化对河流系统的影响》，郑州：黄河水利出版社，1998年（13-14）
[16] 张会敏、申继先等，《转变下游引黄灌溉模式合理利用黄河水资源》，《中国农村水利水电》，2004年第12期
[17] 常云昆，《水资源管理方式的根本转变》，《陕西师范大学学报》2005年第4期
[18] Shatanawi, Muhammad (1995), “Evaluating Market-Oriented Water Policies in Jordan: A Comparative Study” [M]. Water International, 20, pp. 88-97
