水资源利用评价：挖掘河道外用水潜力

水资源利用评价是对如何合理进行水资源的综合开发利用和保护规划的基础性前期工作，其目的是增强在进行具体的流域或区域水资源规划时的全局观念和宏观指导思想，是水资源评价工作中的重要组成部分。

1.水资源各种功能的调查分析

在水资源基础评价中已包括了对评价范围内水资源的各种功能潜势的分析，在此基础上如何提出各种功能的开发程序，则是在具体规划中应考虑的问题。但在这之前，应当结合不同地区、不同河段的特点，并结合有影响范围内的社会、经济情况，对水资源各种功能要求解决的迫切程度，进行调查评价，并在此基础上提出开发的轮廓性意见，例如有的应首先考虑供水，有的则优先考虑发电，有的则从工程可能的位置及对上下游的作用，确定是否应发挥骨干的控制洪水的作用等等。当各种功能的发挥可能彼此间有影响或矛盾时，则应服从重点，确保主要功能的发挥，防止平分秋色，甚至喧宾夺主，这些原则性问题应在评价阶段建立轮廓性意见，并在以后的具体规划阶段，深入论证后再行落实。

河道外用水是水资源各种功能中最重要的之一，主要涉及人类的生存、人类社会和经济的发展，也是目前人们最关心的焦点，也是水资源评价和调查的重点。河道外用水主要分为生活用水（包括城镇生活用水和农村生活用水）、工业用水和农业用水。20世纪90年代初，在美国的国际人口行动组织Population Action International 曾统计了149 个国家的水资源利用情况，但当时对前苏联等国家还作为一个国家对待。水利部门曾在1997年对151个国家的3年用水进行统计，其中亚洲国家41 个，非洲国家48个，欧洲国家32 个，北美洲和中美洲国家15 个，南美洲国家12个，大洋洲国家5 个，统计面约占全部国家79%，见表4-1。

表4-1　各国用水量及部门用水组成

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资料来源：《水信息报》，1997（20）。

按年用水量统计，用水量最多的前10 个国家是：中国（5198亿m3，单位下同）、美国（467.34）、印度（280）、巴基斯坦（153.4）、俄罗斯（117）、日本（90.8）、乌兹别克斯坦（82.2）、墨西哥（77.62）、埃及（56.4）、意大利（56.2）。

按人均年用水量计，用水量最多的前10 个国家是：土库曼斯坦（6390 m3/人，单位下同）、伊拉克（4575）、乌兹别克斯坦（4121）、吉尔吉斯斯坦（2729）、塔吉克斯坦（2455）、哈萨克斯坦（2294）、阿塞拜疆（2245）、爱沙尼亚（2097）、巴基斯坦（2053）、美国（1870）。

按人均年用水量统计，人均用水最少的10 个国家是：所罗门群岛（0）、海地（7m3/人，单位下同）、刚果（布）（10）、不丹（14）、赤道几内亚（15）、几内亚比绍（17）、刚果（金）（20）、布隆迪（20）、乌干达（20）、中非共和国（26）。

中国在1993年人均用水量为461 m3/人。

2.水资源开发程度调查分析

水资源开发程度的调查分析是指对评价区域内已有的各类水工程及措施情况进行调查了解，包括各种类型及功能的水库、塘坝、引水渠首及渠系、水泵站、水厂、水井等，包括其数量和分布。对水库要调查其设立的防洪库容、兴利库容、泄洪能力、设计年供水能力及正常或不能正常运转情况，对各类供水工程措施要了解其设计供水能力和有效供水能力，对于有调节能力的蓄水工程，应调查其对天然河川径流经调节后的改变情况。有效供水能力是指当天然来水条件不能适应工程设计要求时实际供水量比设计条件有所降低的实际运行情况，也包括因地下水位下降而致水井出水能力降低的情况。

各种功能的开发程度常指其现有的供出能力与其可能提供能力的比值。如供水的开发程度是指当地通过各种取水引水措施可能提供的水量和当地天然水资源总量的比值，水力发电的开发程度是指区域内已建的各种类型水电站的总装机容量和年发电量，与这个区域内的可能开发的水电装机容量和可能的水电年发电量之比，等等。

通过水资源开发情况的现状调查，可以对评价区域范围内未来可能安排的工程布局中重要工程的位置大致心中有数，以为进一步开发利用水资源准备条件。

3.水资源可利用量

在水资源基础评价中给出的水资源量，通常以河川径流量为其主要组成，或就把河川径流量作为水资源量的代表，其多年平均值包括了各种年份的洪水径流和内涝水在内。但是洪水发生时常常惟恐泄之不及，尽快排流入海，因此对这部分水量，即使修一定的蓄水工程，也很难全部蓄存待用，因此其中部分是无法利用的，尤其是当稀遇洪水发生时更是如此。此外，对河道水环境的维护以及水资源其他功能要求的需要，也不可能把河川径流全部引到河道外为供水的目的来利用。因此，从可以被人类开发利用且用于河道外的水资源量的角度看，只能有一部分河川径流量可用于供水的目的，这一部分河川径流量就是地表水资源可利用量。地下资源可利用量也类似，地下水中有的地区的水是难以利用的，有的是技术上有难度，有的是经济上不合理。地下水可利用量可以用目前的地下水可开采量来计算。因而水资源可利用量必然要小于前述的水资源量。

水资源可利用量概括地说，是指水资源在经济合理、技术可行和生态环境不遭受破坏的前提下，最大可能被人们控制利用的不重复的一次性水量。这里提出的可利用量不包括河道内用水，与供需分析中的可供水量在概念上有所区别。

（1）可供水量包括地表水、地下水本身的及其相互转化的重复利用量。重复利用的次数越多，可供水量越大，在水资源紧缺的地区，枯水年甚至平水年的可供水量往往会大于本地的水资源量。可利用量不包括重复利用水量，不同年份的可利用量均应小于水资源量。

（2）水资源可供水量中不仅有本地区的供水量，还有跨流域的调水量。换句话说，一个地区的可供水量中含有外流域或外区域的水资源量。

（3）可供水量是根据不同水平年的用水要求，结合具体的水利工程设施而确定的近期和远景供水量，带有规划性质。可利用水量则是根据水资源开发难易程度和技术、经济条件估计的最大可能耗损水量，具有承载能力的含义。

4.可供水量分析

水资源的可供水量是指不同水平年、不同保证率（或不同频率）、考虑需水要求的水利工程设施可提供的水量。影响可供水量大小的因素有来水、需水、工程特性、水质等方面。可供水量的计算方法采用两种：一种为系列调算法；另一种为典型年法。(www.chuimin.cn)

可供水量是根据不同水平年的用水要求，结合具体的水利设施而确定的近期和远景供水量，带有规划的性质。另外，对水资源的利用重复利用的次数越多，可供水量越大。可供水量中有的地区可以分清当地水资源和外来水量，但是也有许多地区是不易分清的。

区域水资源可供水量的意义与单项水利工程的可供水量的概念有所不同。区域的可供水量往往是由若干个单项工程综合应用的结果，它还与区域中的计算单元的划分有关，它是各个计算单元按照一定的计算规则计算得出的。区域计算单元的可供水量依据一定的水利联系，把供水与用水户联系起来，它又是按照一定设计用水标准和来水情况，按一定的规则进行区域供水系统统一调节计算而得到的。

由于河川径流的年际变化和年内季节变化，在天然情况下有保证的河川可供水量是很有限的。为了增加河川的可供水量，人们采用了各种类型的拦水、阻水、滞水、蓄水工程措施，并且随人类掌握的技术知识和技术能力的不断提高，可供水量占天然水资源量的比例也不断提高。原则上讲，对某一点来说可供水量不是一个定值，而是来水量、用水要求、资金和技术的函数，当然也有蓄水工程受地形条件的自然限制的约束，其余的问题如果条件允许，不断提高水的重复利用率，可供水量与天然水资源量的比值是可以大于1的。无论如何，随科学技术的进步、资金的积累和区域水资源的重复利用率的提高，逐步提高一些可供水量还是有可能的。不过在不同的科学技术和资金积累阶段，就只有一个比较在合理限度内可以承受的可供水量。在同等技术能力条件下，河川径流的年际变化大和年内季节变化大的，其合理可供水量占天然水资源量的比例要小一些。洪水水量占全年河川径流量的比例大的，其合理可供水量占天然水资源量的比例也要小些。在我国，南方的河流如长江、珠江等大河由于水量丰沛，且相对来讲年际变化和年内变化都比北方河流小，且在当前社会经济发展阶段，引用水量相对于河川径流量来说所占比例不是太大，其可供水量还有相当潜力。但北方各大河如黄河、海河等，由于河川径流量相对较小，且黄河上现有的水库蓄水能力占河川径流量的比例较大，如从已经用水的情况看，实际用水量（当然都是已供水量）占河川径流量的比例超过50%，这其中也包括了超量引水和超采地下水的情况，不能以此作为确定可供水量的依据。因此，在进行可供水量估计时，应当以各河的水文情况为前提，结合河流特点和当前社会经济能力及技术水平来进行，不能一概而论。在一般情况下，可供水量也应有供水保证率的概念。

进行可供水量分析，首先应当先对河川径流中洪水量占全年径流的比例进行分析，并在洪水量中扣除河道安全泄量以下部分，剩余的洪水流量再扣除蓄水工程可以拦蓄部分，其余则均应视为无法利用并尽快排流入海的水量。随工程蓄水能力的增加，可供水量也将有所增加。

5.水资源供需分析

水资源的核心问题之一就是在人类社会的发展过程中的水资源供需问题。在世界的一些地区包括我国的部分地区已经出现了水资源供需关系紧张的局面，并随社会和经济的进一步发展而使更多地区出现这种情况，紧张的程度也会更加激烈。因此，在水资源评价工作中，水的供需分析是一项很重要的内容。随着人类社会和经济的不断发展，各类用水量不断增加，从而要求相应增加水的供应能力。但是，某特定范围内水资源的可供能力具有一定的限度，且限于社会经济和技术条件的现实能力，水资源的实际供应能力也受到制约，于是就出现了在某地某时的水资源供需矛盾，水资源问题开始突出。对于水资源的供应和需求这一对矛盾，客观推动矛盾不断发展的主要方面是用水的不断增长，而供水则处于被动地位。因此，在水资源评价利用工作中，必须首先弄清用水的情况及其发展前景，再研究如何提出供水的保证。关于水供需分析的具体要求，可参见第五章。

6.解决水资源供需关系的科学途径

由于人类社会和经济的不断发展，用水数量总是呈现递增的趋势。据联合国教科文组织的一份出版物中估计，1900～2000年全世界用水量的增长将接近10倍。尽管各类用水量都在不断增长，但农业用水占全部用水的比例，由在1900年约占90.5%将降到在2000年约占62.6%，而工业用水占全部用水的比例，则由在1900年的约占6.4%增加到在2000年约占24.7%，城市生活用水，占全部用水的比例则由1900年占2.8%增加到在2000年的约占8.5%。从世界范围看，全世界用水数量与人口的增长有着十分密切的关系，上述情况可参见图4-2、图4-3。

图4-2　世界人口与用水量增长（1940～2000年）

（资料来源：Sustaining Water，Population Action International，1993）

图4-3　世界各类用水量增长（1900～2000年）

（资料来源：A. Shiklomanov，Unesco No. 13，1990）

从人均占有水资源量数字的变化，可以大致看出水资源供需状况的变化，但在发达国家和发展中国家的实际人均用水量却差别十分悬殊。到20世纪80年代末发达国家中的人均日用水量平均约为300L/（人·d），而发展中国家人均日用水量大约只有这个数字的1/10，即约30L/（人·d）。在第二次世界大战以后，原在非洲和亚洲的许多殖民地和半殖民地纷纷走上独立道路，必然要逐渐摆脱过去受奴役的悲惨生活，振兴民族经济，提高人民生活水平，人口和各类用水量在一个时期内的猛烈增长也是必然的，这也就对水的供需提出了挑战。根据“国际人口行动”人口和环境计划中的统计资料，在世界149 个国家中，1955年人均占有年径流量不到1000m3 的国家（被认为是水资源短缺的国家）只有7个，但到1990年由于人口在一些国家中增长较快，人均占有年径流量不到1000m3 的国家数目就达到19 个，按照联合国对各国人口增长估计数的中值计算，到2025年人均占有年径流量不到1000m3 的国家数目竟可达到30个。

如果人均占有年径流量小于1000m3 则视为缺水，对于国土面积较大的国家，还应注意国内不同地区的差别。即使从全国平均来看不是缺水的，但有些地区则缺水严重。这种情况在我国的黄淮海平原等地十分突出，在美国西部、印度东北部等也均有出现。

可以看出，人口的增长直接影响到水资源供需形势的变化，必须及早采取正确有效的措施解决水资源供需矛盾问题。进行水资源评价的中心目的之一，就是根据对当地天然水资源情势的认识和社会、经济发展的需要，从宏观上和整体上对水资源供需前景作出既能为保障人类社会的不断进步，又能保护水资源的持续稳定开发所进行的安排的保证。在社会的实际发展过程中，供水能力的增长一方面要受到当地天然水资源的可更新补充能力的限制，另一方面又要受到为增加供水能力而需要投入的人力、物力和财力的限制，因此常常会出现水的供需不相适应的情况。具体解决这个问题要通过水资源规划及在规划指导下具体工程项目的设计和建设逐一实现，但水资源评价则是水资源规划的基础和前期工作，是以水资源系统的整体为出发点而对水资源问题包括供需问题进行的宏观分析，拟定当地在水资源开发利用、保护和管理方面应当遵循的基本点，以及对不同地区（上游和下游、河流的左岸和右岸）、不同类别（地表水体和地下水体）、不同用途（工业、农业、城乡、其他产业部门）间供水和用水的合理调配及利用应当采取的方针、策略和可行的措施等。在解决水的供需平衡时，还要以国民经济和社会发展规划以及国土整治的宏观规划为依据，并与地区的发展相结合。

为解决好水的供需紧张关系，除必要的工程措施外，还必须从管理和政策上想办法，以求达到减少损失和浪费，使水能尽其用而又能保护好水资源。出现水的供需紧张情况也有人为的因素，例如因管理不善，或技术落后，而造成用水浪费，或因污染或过量开采而破坏水资源等等。水价的不合理，或因缺乏管理而无偿用水，都会助长水的浪费，而使一些本可得到水的地区出现水紧张形势。因此，在解决水的供需紧张关系时，除工程措施外，还必须采取一系列的政策性措施以节约用水、合理用水，包括合理调整水价，加强对水的科学管理，使更多的人参与水的管理，提高公众的节水意识，加强宣传教育工作。

水资源供需是一个世界性问题，已经引起各方面的重视。为此有两个重要国际活动所通过的有关淡水资源的文件涉及了这个问题。一个是于1992年1月在爱尔兰都柏林召开的国际水与环境会议，会议通过了都柏林声明和会议报告，而另一个则是于1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会，会上通过了《21 世纪议程》，其中第18 章是“保护淡水资源的质量和供应；水资源开发、管理和利用的综合性办法”。在都柏林会议报告中提到解决城市和工业用水的供需矛盾时应当遵循的三项关键性原则，即：

（1）水应作为商品对待。水的价格应和水所具有的宝贵的可利用价值相一致。

（2）必须要有相应机构来管理水资源。为执行上述（1）的原则，应优先注意人才培训和建立机构。

（3）在采取行动解决水供需问题时，应适当重视对废污水的管理（减少、再利用、再循环、汇集并进行处理或处置）。

同时，在解决农村用水时，也必须承认水是具有经济价值但数量有限的资源，并强调当地群众及团体直接参加水管理各方面的作用，以及建立一整套水资源管理政策的必要性等。

在联合国环境与发展大会上通过的《21 世纪议程》中，许多人习惯称这份文件为《地球宣言》，也对“水与可持续的城市发展”和“可持续的粮食生产与农村发展的用水”提出了建议包括以下几个方面。

（1）保护水资源免于枯竭、污染和水质恶化，包括处理好废水废渣，实施城市暴雨径流排水方案，废水和废渣的回收和再利用，保护水源，保护森林，对化肥、农药的控制和管理等。

（2）合理配置水资源，包括注意城市发展与水资源的协调、满足居民用水基本要求、执行用水的收费制度。

（3）对机构和法律、管理的改革，包括从城市总体对水资源进行统一管理，制定水资源开发的土地利用计划，和充分发挥非政府组织及当地群众的潜力。

（4）推动公众参与，包括提高公众的水意识和保护城市环境中水的重要性，发动群众回收、处理和清除废渣废物。

（5）支援地方的行动，包括对地方处理污水和废渣的财力和技术支援，鼓励城市供水和处理污水行业达到自给和财政自立，并建立专业和半专业队伍。

（6）改善卫生服务，包括加强对废弃物的管理，动员和促进妇女参加水管理小组，建立地方水务联合委员会等。

对农村的水供需问题，则提倡向农民提供供水和卫生服务，提高农村用水效率，控制渍涝和盐碱化的发生，管理水质和拟定农业水资源开发方案，加强对水资源的管理，和改善牲畜用水、渔业用水和其他水产养殖业的用水要求。

上述这些活动，都是为补充修建新工程供水而需配套进行的工作。只有在这样的前提下，水资源的合理供需问题，才能获得比较好的解决。

在人口不断增长的压力下，解决水资源供需矛盾的任务十分艰巨。在20世纪90年代，全世界还约有10 亿人在饮用不洁的、未经处理的水。有人估计到21世纪的20年代初，全世界就可能会有30亿人生活在缺水条件下。因此，切实地并及时地解决好各地的水供需矛盾，实属刻不容缓的问题，每个国家都应把这个问题积极提上议事日程。