1.3　水资源优化配置与调度与水资源的可持续利用

1.3.1　水资源可持续利用理论

可持续发展，是目前使用频率最高的词汇之一，已广泛被各国政府和学者所关注。水资源是可持续发展的基本支撑条件之一，保证水资源的可持续利用是可持续发展的基本要求。

1.3.1.1　可持续发展的概念及由来

第二次世界大战以来，随着科学技术的进步和社会生产力的飞速发展，人类创造了前所未有的物质财富，经济增长了近百倍，人口过快增长，世界总人口翻了两番，已达60亿，并且仍以每年约9200万的速度剧增，资源过度消耗、生态环境质量严重下降，使自然界生命支撑系统承受越来越大的压力。像环境污染、生态系统破坏等问题的发生给社会经济发展和生命财产带来严重损失。在这种严峻形势下，人类不得不重新反思自己的发展历程，重新审视自己的社会经济行为。人们终于认识到高消耗、高污染、先污染后治理的传统发展模式已不再适应当今和未来发展需要，必须寻找一条社会、经济、资源、环境相协调的可持续发展道路。

一些国际组织通过各种形式积极推动可持续发展进程。1972年，在瑞典斯德哥尔摩召开的世界环境大会上，人们开始改变多年来习以为常的“世界实际是无限的”概念，开始明白只有一个“地球”的含义，孕育了“可持续发展”的萌芽。会议通过了《关于人类环境的斯德哥尔摩宣言》（The Stockholm Declaration on Human Environment）和《人类环境行动计划》（Action Plan for Human Environment）两个重要文件，联合国环境规划署（United Nations Environment Programmed）在会议后不久组建。

随着时间的推移，全球环境问题继续在恶化，国际社会也越来越关注。1983年12月由挪威首相Brundtland夫人主持成立一个独立的特别委员会（即“世界环境与发展委员会”），专门研究制订“全球的变革日程”。这个由政治家、学者组成的委员会经过4年努力，终于在1987年的世界环境与发展委员会上由Brundtland夫人等作了题为“Our Com-mon Future”（“我们共同的未来”）的报告。该报告明确提出了“可持续发展”的概念，即可持续发展是指“人类在社会经济发展和能源开发中，以确保它满足目前的需要后不破坏未来发展需求的能力”。它有3个基本要求：第一，开发不允许破坏地球上基本的生命支撑系统，即空气、水、土壤和生态系统；第二，发展必须在经济上是可持续的，能从地球自然资源中不断地获得食物和维持生态系统的必要条件与环境；第三，要求建立国际间、国家、地区、部落和家庭等各种尺度上的可持续发展社会系统，以确保地球生命支撑系统的合理配置，共同享受人类的发展与文明，减少贫富差别。

1991年在北京召开了“发展中国家环境与发展部长级会议”，提出《北京宣言》，专门讨论了发展中国家面临的环境保护和经济发展问题。

1992年6月，被称为“地球首脑会议”的“世界环境与发展大会”在巴西里约热内卢由联合国组织召开。通过了《关于环境与发展的里约热内卢宣言》（The Rio Declaration on Environment and Development）、《21世纪议程》（Agenda 21）、《联合国气候变化框架公约》（The United Nations Framework Convention on Climate Change）、《联合国生物多样性公约》（The United Nations Convention on Biological Diversity）和《关于所有类型森林的管理、养护和可持续开发的无法律约束力的全球协商一致意见的原则声明》（Non-legally Binding Authoritative Statement of Principles for a Global Consensus on the Management，Conservation and Sustainable Development of All Types of Forests）等5个文件，会后不久成立了“联合国可持续发展委员会”（Commission on Sustainable Development）；“可持续发展世界首脑会议”通过了《关于可持续发展的约翰内斯堡宣言》（The Johannesburg Declaration on Sus-tainable Development）和《可持续发展世界首脑会议实施计划》（Plan of Implementation of theWorld Summit on Sustainable development）重要文件。

在可持续发展理论形成过程中，有三份重要的报告发挥了较大的促进作用，它们是罗马俱乐部（The Club of Rome）于1972年发表的《增长的极限》（The Limits to Growth）、国际自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature and Natural Resources）为首，联合国环境规划署与世界野生基金会（Word Wildlife Fund）等国际组织于1980年共同发表的《世界保护策略——可持续发展的生命资源保护》（Living Resources Conservation for Sustainable Development）和世界环境与发展委员会（World Commission on Environment and Development）于1987年发表的《我们共同的未来》（Our Common Future）。

《增长的极限》是罗马俱乐部于1968年成立以后提出的第一个研究报告，报告发表后，国际社会围绕着“经济的不断增长是否会不可避免地导致全球性的环境退化和社会解体”进行了广泛的讨论和争论，最终达成了一个共识，即经济发展可以不断地持续下去，但必须对发展加以调整，即必须考虑发展对自然资源的最终依赖性。

《世界保护策略》围绕保护与发展进行了深入的讨论，认为如果发展的目的是为人类提供社会和经济福利的话，那么保护的目的就是要保证地球具有使发展得以持续和支撑所有生命的能力，保护与可持续发展是相互依存的，两者应当结合起来加以综合分析。这里的保护意味着管理人类利用生物圈的方式，使得生物圈在给当代人提供最大持续利益的同时保持其满足未来世代人需求的潜能；发展则意味着改变生物圈以及投入人力、财力、生命和非生命资源等去满足人类的需求和改善人类的生活质量。尽管该报告没有给出明确的可续发展的定义，人们一般认为可持续发展概念的发端源于此报告，且此报告初步给出了可持续发展概念的轮廓或内涵。

《我们共同的未来》提出了“从一个地球走向一个世界”的总观点，并在这样的总观点下，从人口、资源、环境、食品安全、生态系统、物种、能源、工业、城市化、机制、法律、和平、安全与发展等方面比较系统地分析和研究了可持续发展问题的各个方面。该报告第一次明确给出了可持续发展的定义，所谓的可持续发展是既满足当代人的要求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。此概念在1992年联合国环境与发展大会上得到共识，被国际社会广泛接受和认可。

2002年8月，世界首脑聚集在南非约翰内斯堡，回顾里约热内卢可持续发展全球峰会10年来的情况，可持续发展的进展和对策是会议的主题。水的问题成为本次会议的焦点之一。

国际社会进一步认识到水是维持生命和生态系统所必需的有限自然资源，是经济和社会发展的主要资源。可持续水资源开发、利用和管理需要把经济、社会与环境问题结合起来，在上游和下游水资源分配方面应优先考虑对环境的保护和关心。实现水资源的可持续利用，管理是关键因素之一。现实中，人们日益一致同意水资源综合管理和由需求驱动的管理办法是解决水供需矛盾的较有效办法。人们认识到为发挥水资源综合管理的潜力，必须有足够资金、人力和体制等方面的能力建设。在一些发展中国家，在把分散的水部门转变为一个新的战略综合部门方面已取得成功，尤其在国家、流域和地方各级的能力和体制建设方面取得了进展。管好水资源，利益相关者参与到管理之中十分重要。提倡和促进人力资源开发对有效的水资源管理是必要的。因此应采用水资源综合管理办法处理这些挑战，提倡和促进可持续水资源开发、利用和管理。

1.3.1.2　水资源可持续利用研究进展

从国内外研究状况来看，20世纪80年代末开始可持续水资源管理的研究。

1988年，Falkenmak提出水资源可持续利用的各种条件：①确保雨水能够渗透且能用于足够大范围的生物群落自我维持生产；②必须保持土壤的可渗透性和水资源保持能力；③必须有可利用的饮用水；④必须有足够的水源来保证公共卫生；⑤鱼和其他的水生生物必须得到保护并且能够食用。

1992年，在爱尔兰召开的“国际水和环境大会：21世纪的发展与展望”（ICWE），提出了水资源系统及可持续性研究问题。

1992年在“环境与发展大会”上，通过了“21世纪议程”行动纲领。议程的第18章强调了以河流流域为单元的淡水资源的统一利用和管理以及公众参与的重要性，还涉及有关财务和法律、强化管理、人才开发和能力建设等诸多问题。其主要包括：①水资源合理开发利用的基础由资源保护、需求管理和减少排污等诸多方面的工作组成；②应优先考虑防洪和水库泥沙淤积的控制；③为了对水资源进行评估以及缓解洪水、旱灾、沙漠化和污染的影响，必须建立相应的国家级数据库；④土地和水资源的一体化管理应以流域或子流域为单位加以实施。

水资源的可持续性开发和利用概括为：①适度开发，对资源利用后，不应该破坏资源的固有价值，并且尽可能地回避开发对资源的不利影响；②不妨碍后人未来的开发，为后来开发留下各种选择的余地；③不妨碍其他地区人类的开发利用及其对水资源的共享利益；④水的利用率和投资效益是策略选择中的主要准则；⑤不能破坏因水而结合的地理系统（包括自然系统和社会人文系统）。水资源开发利用必须从长期考虑，要求实施开发后不仅效益显著，而且不至于引起不能被接受的社会和环境问题。从水量讲，持续利用是指从水库和其他水资源引用的水不能多于快于通过自然的水文循环所能补充的数量和速率；从水质上讲，一定要满足于用户的要求不能低质高用，以量代质，不能高质低用，促使水资源短缺。进一步概括地讲，水资源可持续利用至少包括：①水资源开发利用不仅考虑当代，而且要将后代纳入考虑的范畴；②水资源可持续利用与人口、资源、环境和经济密切协调起来，相互促进；③水资源可持续利用要实现整体、协调、优化与高效。

1993年10月，在德国召开的以研究不同时空尺度水信息变化的相似性和变异性为目标的“第二届国际实验与网络资料水流情势（FRIEND）学术大会”研讨了可持续水资源管理的水文学基础及信息资料问题。

1994年6月，在德国Karlsruhe由联合国教科文组织（UNESCO）主持和国际水资源协会（JAW）与国际水文科学协会（IAHS）协办召开的“变化世界中的水资源规划暨国际学术大会”，探讨了可持续水资源管理的四个专题：可持续水资源管理研究的展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统、水资源开发与环境保护的协调。

1995年，在美国召开的第21届国际大地测量及地球物理学联合大会（IUGG）期间，国际水文科技协会水资源系统委员会（ICWRS）举办了“流域尺度可持续水资源系统的模拟和管理”学术讨论会，并以国际水资源系统委员会为核心成立了“可持续水库开发和管理准则”（Criteria of Sustainable Reservoir Development and Management）国际研究组。

1996年10月，在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会：面向21世纪新的挑战”。专门讨论了流域尺度可持续水资源系统管理的应用实例，水的利用，水库、监测、水质水量和科学的管理方法，水质水量的可持续模拟，风险和不确定性，模型的检验，地理信息系统（GIS）的应用等。

1996年，联合国教科文组织（UNESCO）国际水文计划工作组将可持续水资源管理定义为“支撑从现在到未来社会及其福利而不破坏它们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理与使用”，是“使未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。

1997年4月，在摩洛哥召开的第5届国际水文科学协会（IAHS）科学大会期间，举办了“不确定性增加下的水资源可持续性管理学术大会”，其中专门讨论了洪水与干旱管理，水资源开发对环境的影响，水文生态模拟和环境风险评价等。

1998年5月，在中国武汉召开了“国际水资源量与质的可持续管理问题研讨会”。大会深入探讨了流域水质水量统一管理面临的问题，交流了国际水资源可持续管理的新的研究进展与经验。原国际水文科学协会（IAHS）水资源系统委员会（ICWRS）主席S.P.Simonovic教授总结了目前阻碍可持续水资源管理的主要障碍，它们来自：①水文自然过程物理变化的时空分布不均的障碍；②人口增长对淡水的需求增加造成的障碍；③水资源管理体制障碍（如不是流域上中下游统一管理的体制，或不是流域水质水量统一管理的体制等）；④水资源管理经济机制障碍（水价过低等）；⑤涉及管理者即人的素质的建设能力方面的障碍；⑥水的供给与需求管理关系不顺的障碍；⑦环境保护与经济发展矛盾的障碍等。

2001年9月，国际水文科学协会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”。针对区域尺度水资源管理的许多科学问题进行了研讨，主要包括三大部分内容：过去管理实践中的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。其焦点问题是关于不同尺度建模方法的发展和水资源管理的各种模型的应用。

2002年9月，在中国北京召开的“变化环境下的水资源脆弱性国际学术研讨会”，主要围绕五大方面进行讨论和交流：①变化环境下的水文循环；②黄河流域水资源的时空演变态势；③水资源的可再生性；④水资源的脆弱性评价理论和方法；⑤无资料地区水文模拟与预测。

2003年10月在西班牙马德里举行了主题为“21世纪水资源管理”的第十四届国际水大会（XIWORLDWATER CONGRESS），大会报告和交流了最新的国际水资源研究计划和学术前沿报告。大会主题是：不确定性、气候变化、变异影响下的水规划；水的价值；新技术在水资源管理的影响；地下水开发的适宜性与可持续性；水的基础开发建设；社会经济、文化和宗教对水资源政策的影响；水管理的参与。

2004年9月，在法国巴黎举行了主题为“水文及水管理的尺度（Scales in Hydrology and Water Management）”学术研讨会以及联合国教科文组织国际水文计划（UNESCO-IHP）第16届政府间理事会。目前，正在执行的国际水文计划第六阶段（IHP-Ⅵ，2003—2007年）的研究方向是：水的相互作用——来自风险和社会挑战的体系。重点考虑来自“地表水与地下水”“大气与陆地”“淡水与咸水”“全球变化与流域系统”“质与量”“水体和生态系统”“科学与政治”“水与文化”等8个方面新的挑战问题。UNESCO-IHP第六阶段主题分别是：全球变化与水资源，流域地表水与地下水动力学集成，陆地生境水文学，水与社会，水教育与培训。联合国教科文组织国际水文计划（UNESCO-IHP）提出的第七阶段（IHP-Ⅶ，2008—2013年）研究方向是“水的相互依赖与作用：来自各方面压力的系统和社会响应”。UNESCO-IHP第七阶段主题分别是：全球变化、流域与浅层地下水；管理和社会经济；生态水文学与环境可持续性；水质、人类健康和粮食安全。

由于水资源可持续利用研究还没有形成完整的科学体系，只能列举一些有代表性的国际会议和有关组织活动的计划，由此可见国际上对可持续水资源管理研究的发展历程和研究内容［5］。

1.3.1.3　可持续发展的内涵

从可持续发展的概念可以看到，可持续发展的内涵十分丰富，涉及到社会、经济、人口、资源、环境、科技、教育等各个方面，但究其实质是要处理好人口、资源、环境与经济协调发展的关系。其根本目的是满足人类日益增长的物质和文化生活的需求，不断提高人类的生活质量。其核心问题是，有效管理好自然资源，为经济的发展提供持续的支撑力。

可持续发展的内涵概括如下：

（1）促进社会进步是可持续发展的最终目标。可持续发展的核心是“发展”，是要为当今和子孙后代造福。造福的标准不仅仅是经济增长，还特别强调用社会、经济、文化、环境、生活等多项指标来衡量，需要把当前利益与长远利益、局部利益与全局利益有机地结合起来，使经济增长、社会进步、环境改善统一协调起来。

（2）可持续发展是以资源、环境作为其支撑的基本条件。因为社会发展与资源利用和环境保护是相互联系的有机整体，如果没有资源与环境作为基本支撑条件，也就谈不上可持续发展。资源的持续利用和环境保护的程度是区分传统发展与可持续发展的主要标准，所以如何保护环境和有效利用资源就成为可持续发展首要研究的问题。

（3）可持续发展鼓励经济增长，但可持续发展所鼓励的经济增长绝不是以消耗资源、污染环境为代价，而是力求减少消耗、避免浪费、减小对环境的压力。

（4）可持续发展强调资源与环境在当代人群之间以及代际之间公平合理地分配。为了全人类的长远和根本的利益，当代人群之间应在不同区域、不同国家之间协调好利益关系，统一、合理地使用地球资源和环境，以期共同实现可持续发展的目标。同时，当代人也不应只为自己谋利益而滥用环境资源，在追求自身的发展和消费时，不应剥夺后代人理应享有的发展机会，即人类享有的环境权利和承担的环境义务应是统一的。

（5）可持续发展战略的实施以适宜的政策和法律体系为条件，必须有全世界各国及全社会公众的广泛参与。可持续发展是全球的协调发展。虽然各国可以自主选择可持续发展的具体模式，但是生态环境问题是全球的问题，必须通过全球的共同发展综合地、整体地加以解决。因此，各国必须着眼于整个人类的长远和根本利益，积极采取统一行动，加强合作，协调关系。同时，积极倡导全社会公众的广泛参与。

以挪威首相Brundtland夫人为主席的世界环境与发展委员会在Our Common Future报告中提出了下列可持续发展政策的主要目标：①恢复增长；②改变增长的质量；③满足就业、粮食、能源、水和卫生的基本需求；④保证人口的持续水平；⑤保护和加强资源基础；⑥重新调整技术和控制危险；⑦把环境和经济融合在决策中。

Brundtland夫人等提出的可持续发展目标是他们提出的“可持续发展”定义的具体体现。可见达到这些目标是可持续发展的愿望，只有全球范围内各国政府和国际组织做出巨大的努力，才能真正走可持续发展道路［4］。

1.3.1.4　我国水资源可持续利用前景与展望

1.近期（2015年）定性描述

（1）初步建立节水型社会建设的法律、法规和经济技术政策、宣传教育体系。

（2）北方主要河流及南方部分河流初步建立水量分配与管理机制。

（3）基本建立水资源总量控制和定额管理指标体系。

（4）基本建立有利于促进节约和保护水资源的水价体系，逐步推行两部制水价、阶梯式水价、季节性浮动水价和分质供水水价等。

（5）南水北调东线、中线一期工程和其他区域性调水工程建成通水，初步形成流域间、区域间的水资源配置网络。

（6）北方严重缺水地区的缺水矛盾得到初步缓解。

2.近期定量描述

（1）按照节水型社会建设的规划目标，建成国家级节水型城市50个，省级节水型城市150个。

（2）2015年全国用水总量控制在6300亿m3以内。

（3）万元GDP用水量下降到150m3以下。

（4）全国工业用水重复利用率达到70%左右，工业用水总量控制在1600亿m3以内。

（5）工程节水灌溉面积达到5亿亩，灌溉水利用系数达到0.5以上，亩均灌溉用水量下降到420m3左右，粮食水分生产率提高到1.2kg/m3左右。

（6）城市供水管网平均漏损率控制在12%以下，节水器具普及率达到90%以上，城市污水集中处理率达到70%以上，再生水回用率达到20%以上。

3.中期（2030年）定性描述

（1）基本建成与全面小康水平相适应的节水型社会。

（2）基本建立全国用水权分配与管理体系。

（3）建立完善的节水指标体系和水价体系。

（4）进一步完善跨流域、跨区域的水网络体系。

（5）基本建立水资源节约和保护的投入机制与补偿机制。

（6）综合用水效率达到世界中等以上水平。

4.中期定量描述

（1）全国用水总量控制在7000亿m3左右。

（2）万元GDP用水量下降到60m3左右。

（3）工业取水量控制在1700亿m3以内，重复利用率提高到75%以上。

（4）工程节水灌溉面积达到6亿亩以上，灌溉水利用系数提高到0.6以上，亩均灌溉用水量下降到400m3左右，粮食水分生产率达到1.3kg/m3以上。

（5）城市供水管网漏损率控制在10%以下，节水器具普及率达到95%以上，城市污水集中处理率达到80%以上，再生水利用率达到30%以上。

5.远景展望

（1）全面建成与可持续发展战略相适应的节水型社会。

（2）南水北调工程与必要的区域性调水工程按照规划目标全部建成，跨流域、跨区域的水资源配置网络体系进一步完善。

（3）全面建立和完善水权、水市场体系。

（4）全国用水总量实现零增长，用水高峰控制在7000亿m3以内。

（5）水资源配置格局与经济结构和生产力布局相互协调和适应。

（6）主要用水指标接近发达国家当时的水平，万元GDP用水量下降到50m3以下，亩均灌溉用水量下降到400m3以下，灌溉水利用系数达到0.65以上，工业取水量控制在1700亿m3以内，工业用水重复利用率提高到80%以上［3］。