李想 ，張興華

（1.中國恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038；2.中冶建筑研究總院有限公司，北京 100088）

虛擬水在我國水資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用和探討

李想1，張興華2

（1.中國恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038；2.中冶建筑研究總院有限公司，北京 100088）

虛擬水以其形象的表達(dá)和豐富的內(nèi)涵，成為2000年以后全球水科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，被廣泛認(rèn)為是深入研究水資源管理的重要概念，也是衡量人類對水資源系統(tǒng)真實(shí)占有量的有效工具。文章系統(tǒng)介紹了虛擬水的基本概念，并對其目前在我國水資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用做了系統(tǒng)性的闡述和探討。

虛擬水;水足跡;水資源管理

目前，水資源商品化與資源配置全球化已是不可逆轉(zhuǎn)的潮流，因而迫切需要一個(gè)適當(dāng)?shù)母拍罨蛘吖ぞ邅矸从乘Y源的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義。1993 年，Tony Allan首次提出了虛擬水（Virtual Water）的概念，并將其定義為生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品所需要的水資源量。事實(shí)上在虛擬水概念之前， Tony Allan 就曾經(jīng)使用過“嵌入水”（Embedded Water） 等概念 ， Haddadin 和McCalla 也曾分別提出過“外來水”（ Exogenous Water）以及“水、糧食和貿(mào)易的結(jié)合體”（Water Food and Trade Nexus）等概念來表達(dá)類似意思，但均未引起學(xué)術(shù)界足夠的重視?，F(xiàn)在， 如果在Google 搜索中輸入“Virtual Water”，可顯現(xiàn)出一億八千萬條結(jié)果，可見，虛擬水（Virtual Water） 已成為一個(gè)廣泛使用并已引人關(guān)注的概念。

1 虛擬水和水足跡的概念

虛擬水是指生產(chǎn)商品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量。虛擬水不是真實(shí)意義上的水，而是以“虛擬”的形式包含在產(chǎn)品中的“看不見”的水。例如在產(chǎn)品的整個(gè)制造周期中，生產(chǎn)1瓶白酒需要消耗240g水，生產(chǎn)1kg羊肉需要消耗18,000kg水，生產(chǎn)1kg牛奶需要消耗2210kg水，這些在產(chǎn)品服務(wù)生產(chǎn)過程中使用的水量就稱之為虛擬水。虛擬水以“看不見”的形式蘊(yùn)藏在產(chǎn)品中，當(dāng)人們消費(fèi)這些產(chǎn)品的時(shí)候，實(shí)際上就是以虛擬水的形式使用了這些水資源。

在虛擬水理論的基礎(chǔ)上，Hoekstra于2002年進(jìn)一步提出了“水足跡”（Water Footprint）的概念，用以描述人類消費(fèi)對水資源系統(tǒng)的影響，其思想源自于生態(tài)足跡理論。生態(tài)足跡理論依據(jù)人類對土地的依賴性將人類活動(dòng)對生態(tài)系統(tǒng)的影響歸結(jié)為對土地面積的占用，而水足跡則是通過虛擬水概念的介入來描述人類消費(fèi)對水資源系統(tǒng)的影響。

項(xiàng)目來源：水體污染控制與治理國家科技重大專項(xiàng)（2013ZX07209001）。

2 虛擬水概念在水資源消耗量化中的應(yīng)用

評價(jià)一個(gè)國家和地區(qū)對水資源的消費(fèi)利用狀況時(shí)，通常以生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水之和作為主要的表征指標(biāo)。但這種方法忽視了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對土壤水的利用以及區(qū)域間虛擬水貿(mào)易的影響。相比之下，虛擬水或水足跡概念更能真實(shí)地用以評價(jià)對水資源的需求和占有狀況。例如Chapagain和Hoekstra計(jì)算得到的全球水足跡約為7.45×1012m3/年，人均水足跡為1240m3/年。印度是世界上水足跡最大的國家，總水足跡達(dá)到9.870×1011m3/年。但從個(gè)人水足跡來看，美國以人均水足跡2480m3/年位居第一，其次是南歐的一些國家（如希臘、意大利、西班牙等），人均水足跡在2300～2400m3/年。中國人均水足跡相對較小，僅為700m3/年。除氣候、水資源利用水平等因素外，不同消費(fèi)模式對水足跡大小也具有重要的影響。如美國人均水足跡高的部分原因就在于其較高的肉類消費(fèi)和工業(yè)產(chǎn)品消費(fèi)。Chapagain和Hoekstra對飲茶和喝咖啡兩種不同的生活習(xí)慣的水足跡進(jìn)行了對比，一杯咖啡的虛擬水含量約為140L，而一杯茶的虛擬水含量僅為34L。也就是說，選擇喝咖啡產(chǎn)生的水足跡是選擇喝茶的4倍之多。可見人們生活方式的選擇，對潛在耗水量產(chǎn)生著巨大的影響。因而合理地利用虛擬水概念來看全社會(huì)的水資源的分配和流動(dòng)，可以站在全局層面上對水資源形成合理的調(diào)度和管理。

3 虛擬水概念在水資源管理中的地位

從當(dāng)前國內(nèi)外的研究和實(shí)際應(yīng)用來看，水資源的管理階段可分為四個(gè)層次：

（1）供應(yīng)端管理

例如開辟新水源、大規(guī)模遠(yuǎn)距離調(diào)水等，其目標(biāo)就是提供更多的水資源，但通常成本巨大，南水北調(diào)就是典型的例子。

（2）技術(shù)性節(jié)水管理

這是水資源需求管理中的第一步，利用技術(shù)手段提高水資源的利用效益是其根本的目標(biāo)，但通常技術(shù)性節(jié)水所產(chǎn)生的節(jié)水效果十分有限。

（3）內(nèi)部結(jié)構(gòu)性管理

實(shí)質(zhì)上是需求管理的更高層次，涉及到區(qū)域內(nèi)部社會(huì)結(jié)構(gòu)變化等問題，如結(jié)構(gòu)性節(jié)水等措施。

（4）社會(huì)化管理

這是水資源需求管理的最高層次，需要充分認(rèn)識(shí)到水資源的社會(huì)屬性，以水資源的社會(huì)屬性為主線，充分利用各種外部資源來緩解局地水資源的緊缺。在社會(huì)化管理階段，關(guān)鍵的任務(wù)是辨明采用新的水資源管理適應(yīng)性對策的社會(huì)瓶頸，采用的工具主要是利用制度變化、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和社會(huì)結(jié)構(gòu)變化。

通常在水資源出現(xiàn)短缺的初始階段，供給管理（南水北調(diào)等大的工程措施）可以滿足人口增長和福利增加對水資源的需求，但是針對超過水資源可持續(xù)利用狀態(tài)的水資源需求，需求管理就變得相當(dāng)必要，首先是進(jìn)行技術(shù)性節(jié)水，然后是內(nèi)部結(jié)構(gòu)性調(diào)整，最后是采用社會(huì)化管理來達(dá)到緩解缺水地區(qū)水資源短缺的矛盾。顯然，應(yīng)用虛擬水概念并上升到戰(zhàn)略高度擴(kuò)展了水資源研究的問題的范圍，屬于水資源社會(huì)化管理層次的高階范疇。

相對于國家甚至世界范圍而言，水資源的短缺通常只是局部現(xiàn)象。傳統(tǒng)上，人們對水和糧食安全都習(xí)慣于在問題發(fā)生的區(qū)域范圍內(nèi)尋求解決方案。虛擬水戰(zhàn)略則從系統(tǒng)的角度出發(fā)，運(yùn)用系統(tǒng)思考的方法找尋與問題相關(guān)的不同影響因素，從問題范圍之外找尋解決內(nèi)部問題的應(yīng)對策略，提倡出口高效益水資源商品，進(jìn)口本地沒有足夠水資源生產(chǎn)的糧食產(chǎn)品，通過貿(mào)易的形式最終解決水資源短缺和糧食安全問題。由于人口增長是水資源短缺的最原始驅(qū)動(dòng)力，糧食作為人類的生活必需品攜帶大量的虛擬水，是當(dāng)前世界貿(mào)易中數(shù)量最大的商品，人口—糧食—貿(mào)易之間的連接關(guān)系就成為虛擬水戰(zhàn)略分析的主線，也就是抓住了水的社會(huì)屬性這條主線來進(jìn)行水資源管理。

4 探討

（1）虛擬水是一種新的水資源觀

國內(nèi)關(guān)于虛擬水的研究剛剛興起，在理論和方法上尚不成熟，目前關(guān)于虛擬水的研究尚未涵蓋虛擬水概念的全部內(nèi)涵。虛擬水概念從水資源利用的過程和機(jī)理入手，建立了產(chǎn)品與水資源的直接的數(shù)量聯(lián)系，使我們可以直接透過產(chǎn)品或服務(wù)看到其背后蘊(yùn)含的水資源量。虛擬水概念的提出，突破了水資源研究必須圍繞“實(shí)體水”本身展開的觀念束縛，拓寬了水資源研究的領(lǐng)域，改變了過去一直將水資源供需平衡研究置于宏觀層面的狀況，從靜態(tài)的類型和結(jié)構(gòu)研究轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)的過程和機(jī)制研究，為從深層次上探討水資源問題提供了新的思路，將成為相關(guān)水問題研究的一個(gè)重要的創(chuàng)新領(lǐng)域。

（2） 虛擬水概念對于水資源承載力研究具有重要意義

水資源承載力的研究經(jīng)過十多年的發(fā)展，仍未在理論和方法上形成一個(gè)成熟的框架。虛擬水概念為水資源承載力研究提供了很好的思路，即按照賬戶的方式，從消費(fèi)模式入手，通過虛擬水實(shí)現(xiàn)消費(fèi)項(xiàng)與水資源量之間的轉(zhuǎn)換，最終用一定消費(fèi)模式下可承載的人口數(shù)量作為衡量水資源承載力的指標(biāo)，有助于解決長期存在于水資源承載能力研究中的表征指標(biāo)。

（3）有關(guān)虛擬水的研究方興未艾

為使虛擬水研究獲得更加科學(xué)、實(shí)用的研究成果，促進(jìn)虛擬水這個(gè)無形工具在完善我國水資源管理、保障國家和區(qū)域水資源安全方面發(fā)揮實(shí)際作用，迫切需要從以下幾個(gè)方面開展我國的虛擬水研究工作：

1）產(chǎn)品虛擬水量化研究—確定不同產(chǎn)品在不同地區(qū)的虛擬水含量，揭示不同地區(qū)、不同產(chǎn)品或服務(wù)虛擬水的區(qū)域差異；

2）虛擬水平衡研究—通過研究區(qū)域虛擬水平衡狀態(tài)，描述中國不同地區(qū)間虛擬水流動(dòng)格局，提出水資源優(yōu)化配置模式；

3）區(qū)域水足跡研究從區(qū)域消費(fèi)模式入手，通過水足跡評價(jià)，揭示不同地區(qū)的水資源承載力，定量反映不同地區(qū)的水資源供求平衡狀況；

4）虛擬水戰(zhàn)略研究在以上研究的基礎(chǔ)上，將虛擬水理論與比較優(yōu)勢理論相結(jié)合，增強(qiáng)虛擬水的經(jīng)濟(jì)、政策關(guān)聯(lián)性，為不同地區(qū)制定科學(xué)合理的虛擬水戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。

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聲 明

為適應(yīng)我國信息化建設(shè)需要，擴(kuò)大作者學(xué)術(shù)交流渠道，本刊已加入“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫”、“中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價(jià)數(shù)據(jù)庫”、“中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”和“中國核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫”。作者著作權(quán)使用費(fèi)與本刊稿酬一次性給付。如作者不同意將文章編入以上數(shù)據(jù)庫，請?jiān)趤砀鍟r(shí)聲明，本刊將做適當(dāng)處理。

《中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)》編輯部

Application and Discussion of Virtual Water in China Water Resource Management Area

LI Xiang1, ZHANG Xing-hua2
(1.China ENFI Engineering Corporation, Beijing 100038; 2.Central Research Institute of Building and Construction Co., Ltd, Beijing 100088, China)

The virtual water, therew ith its visual expression and abundant connotation, has become the hotspot of water sciences research area in the world since 2000, and is believed that it is an important concept in the research of water resource management and is an effective tool in weighing human true possession of water resource system. The paper presents the basic concept of the virtual water, expatiates and discusses system atically the app lication of water resource management area in our country.

virtual water; water footprint; water resource management

X52

A

1006-5377（2014）03-0048-03