趙 勇，李海紅，劉寒青，王麗珍，何國(guó)華，王 浩

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100038）

1 研究背景

國(guó)家和區(qū)域用水發(fā)展趨勢(shì)與極值預(yù)測(cè)，是長(zhǎng)期水資源供需關(guān)系與需水管理研究的重要組成部分，關(guān)系國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)與重大水利工程規(guī)劃布局。我國(guó)中長(zhǎng)期需水預(yù)測(cè)和極值研究起步較晚，但自1980年代以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，水資源供需矛盾日益突出，有關(guān)部門(mén)和學(xué)者相繼開(kāi)展了一系列研究，取得了頗為豐富的研究成果。

21世紀(jì)以前，我國(guó)需水預(yù)測(cè)形成了十幾項(xiàng)有影響的成果，大部分研究認(rèn)為我國(guó)用水將持續(xù)長(zhǎng)期增長(zhǎng)[1-4]，其中有3份最具權(quán)威的官方預(yù)測(cè)成果，1986年水利電力部水利水電規(guī)劃總院《中國(guó)水資源利用》報(bào)告，預(yù)測(cè)全國(guó)2000年需水總量為7096億m3；1994年發(fā)布的《中國(guó)21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書(shū)》，預(yù)測(cè)2000年需水總量為6000億m3，2010年需水總量為7200億m3；1998年水利部計(jì)劃司編制《全國(guó)水中長(zhǎng)期供求計(jì)劃》，預(yù)測(cè)2000年需水總量為6000億m3，2010年需水總量為7200億m3；其他預(yù)測(cè)成果也大體介于官方預(yù)測(cè)范圍內(nèi)[5-6]。但實(shí)際上，2000年、2010年全國(guó)用水總量分別為5498億m3、6022億m3，遠(yuǎn)低于預(yù)測(cè)值。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著我國(guó)用水增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)放緩，關(guān)于用水發(fā)展趨勢(shì)的判斷與需水預(yù)測(cè)的方法開(kāi)展了新的探討，認(rèn)為中國(guó)用水正向零增長(zhǎng)過(guò)渡，需水預(yù)測(cè)方法也由單一定額法更加多元化。21世紀(jì)初，劉昌明等[7]采用“定額法”預(yù)測(cè)我國(guó)21世紀(jì)中葉需水總量將達(dá)到8323億m3，之后需水量將趨于穩(wěn)定；沈福新等[8]同樣采用“定額法”對(duì)我國(guó)水資源長(zhǎng)期需求進(jìn)行展望，預(yù)測(cè)21世紀(jì)初到21世紀(jì)中葉我國(guó)需水呈現(xiàn)波動(dòng)式增長(zhǎng)，在2050年前有望出現(xiàn)用水零增長(zhǎng)，并預(yù)測(cè)極值需水量為7863億m3；柯禮丹[9-10]認(rèn)為由于中長(zhǎng)期國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不確定性，“定額法”預(yù)測(cè)誤差容易較大，而一定時(shí)期內(nèi)的人均綜合用水量是相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值，提出了“人均綜合用水量法”，并依據(jù)人口規(guī)劃，預(yù)測(cè)我國(guó)用水量將在2020年以后趨于穩(wěn)定或少有回落，用水極值為6000億～7000億m3；彭岳津等[11]同樣采用“人均綜合用水量法”預(yù)測(cè)我國(guó)未來(lái)用水總量，并采用回歸模型法構(gòu)建人口與用水總量的相關(guān)關(guān)系來(lái)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行佐證，結(jié)果顯示我國(guó)用水總量會(huì)在2030年前后隨著人口峰值的出現(xiàn)而達(dá)到6500億m3的極值；何希吾等[12]通過(guò)分析國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家用水發(fā)展規(guī)律及其與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，采用“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析法”探討我國(guó)用水極值問(wèn)題，預(yù)測(cè)我國(guó)可能在2026—2030年左右出現(xiàn)用水零增長(zhǎng)，用水極值為6300億m3左右；陳建鵬等[13]對(duì)文獻(xiàn)用水量預(yù)測(cè)值進(jìn)行整理，并結(jié)合各行業(yè)用水分析，提出我國(guó)出現(xiàn)用水極值的時(shí)間區(qū)間為2025—2030年，極值區(qū)間為6500億～7000億m3。

用水總量預(yù)測(cè)是否合理關(guān)鍵取決于對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)制的解析和認(rèn)識(shí)，我國(guó)開(kāi)展了很多相關(guān)研究。楊中文等[14-15]將用水量的變化歸因分解為節(jié)水技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)效率、人口規(guī)模、消費(fèi)水平和最終需求結(jié)構(gòu)5個(gè)驅(qū)動(dòng)因子的影響，并基于一種時(shí)間路徑函數(shù)構(gòu)建相應(yīng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分解分析（SDA）模型，定量分析了這5個(gè)因子對(duì)用水變化的貢獻(xiàn)。劉晨躍等[16]研究認(rèn)為人口效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)水平效應(yīng)對(duì)水資源消耗的變化皆表現(xiàn)為促進(jìn)效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)水平效應(yīng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于人口效應(yīng)，是中國(guó)水資源消耗量上漲的主要驅(qū)動(dòng)因素；用水效率效應(yīng)表現(xiàn)為較強(qiáng)的負(fù)向抑制效應(yīng)，是抑制中國(guó)用水量過(guò)快上漲的主要因素。周豐等[17]通過(guò)歸因模型證實(shí)了中國(guó)用水呈現(xiàn)廣泛的“增速變緩”趨勢(shì)，認(rèn)為節(jié)水灌溉和工業(yè)循環(huán)用水技術(shù)推廣是最關(guān)鍵的原因。一些學(xué)者通過(guò)對(duì)區(qū)域水足跡進(jìn)行分解，來(lái)揭示不同因素對(duì)用水增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)[18-21]，認(rèn)為虛擬水貿(mào)易可有效調(diào)節(jié)本地實(shí)體水資源的利用。也有部分學(xué)者通過(guò)借鑒國(guó)外經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染[22]、能源消費(fèi)[23]、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貿(mào)易[24]、物質(zhì)資源消耗[25]、交通量[26]等問(wèn)題的脫鉤理論應(yīng)用，研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用“脫鉤”問(wèn)題。賈紹鳳等[27-28]、柯禮丹[9]、何希吾等[12]、劉昌明等[29]、吳丹[30]等先后總結(jié)了發(fā)達(dá)國(guó)家水資源利用“脫鉤”時(shí)的經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)。

總結(jié)我國(guó)需水預(yù)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，中長(zhǎng)期需水預(yù)測(cè)結(jié)果偏大、峰值預(yù)測(cè)結(jié)果大不相同的原因主要有三個(gè)方面：一是對(duì)需水規(guī)律認(rèn)識(shí)不足，更多地考慮經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與技術(shù)水平提高對(duì)水資源需求影響考慮不夠；二是對(duì)供給約束認(rèn)識(shí)不足，區(qū)域水資源條件及相應(yīng)承載能力對(duì)用水約束考慮不夠；三是對(duì)宏觀調(diào)控認(rèn)識(shí)不足，政府調(diào)控措施對(duì)需水影響考慮不夠。本文在前期研究的基礎(chǔ)上，解析用水驅(qū)動(dòng)機(jī)制和增長(zhǎng)規(guī)律，開(kāi)展全國(guó)用水極值預(yù)測(cè)。本文關(guān)注的不是需水預(yù)測(cè)，因?yàn)樾杷嬖跇O大的彈性空間，甚至包括不合理的和無(wú)法滿足的需求，這也是需水預(yù)測(cè)普遍偏大的主要原因之一，而實(shí)際用水是用戶需求、水資源條件、工程保障能力和管理制度等共同作用的結(jié)果。

2 用水驅(qū)動(dòng)機(jī)制與增長(zhǎng)規(guī)律

2.1 用水驅(qū)動(dòng)機(jī)制區(qū)域用水量受經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)和水資源供給條件的制約，其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)包括經(jīng)濟(jì)規(guī)模增長(zhǎng)正向驅(qū)動(dòng)和生產(chǎn)效率水平提升逆向驅(qū)動(dòng)，水資源供給條件包括水資源豐沛程度和政府調(diào)控策略與能力。規(guī)模增長(zhǎng)正向驅(qū)動(dòng)、效率提升逆向驅(qū)動(dòng)、資源約束機(jī)制是影響區(qū)域用水量的三元驅(qū)動(dòng)力（圖1）。

圖1 區(qū)域用水總量驅(qū)動(dòng)因素

（1）經(jīng)濟(jì)社會(huì)規(guī)模。在一定生產(chǎn)水平下，人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，必然促進(jìn)生活用水和生產(chǎn)用水的增長(zhǎng)。如果不考慮技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的生產(chǎn)用水效率提升以及消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化等對(duì)用水總量的影響，人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模與用水總量之間幾乎呈現(xiàn)線性相關(guān)關(guān)系。

（2）生產(chǎn)水平。當(dāng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)處于較低水平時(shí)，增速相對(duì)較快，用水量隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的快速增長(zhǎng)而增加；伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和生產(chǎn)效率的提高，用水效率也相應(yīng)提高，就會(huì)降低等量經(jīng)濟(jì)規(guī)模下的用水需求。經(jīng)濟(jì)社會(huì)規(guī)模正向驅(qū)動(dòng)在生產(chǎn)水平較低階段表現(xiàn)明顯，隨著生產(chǎn)水平的提升，用水正向驅(qū)動(dòng)力逐漸減弱，當(dāng)規(guī)模增加帶來(lái)的需水增量小于效率提高帶來(lái)的需水減量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)區(qū)域用水極值點(diǎn)，然后用水量將呈現(xiàn)穩(wěn)定或減少的趨勢(shì)。

（3）水資源供給能力。水資源供給條件取決于兩方面因素，一是水資源豐沛程度，二是政府調(diào)控策略與能力。當(dāng)水資源相對(duì)豐沛、用水總量較少時(shí)，政府調(diào)控以保障供水為主。當(dāng)區(qū)域用水總量接近或超過(guò)水資源承載力，資源和環(huán)境將成為影響用水總量增加的制約因素，政府將不得不采取調(diào)控措施，管控區(qū)域用水總量進(jìn)一步增加，或擠占生態(tài)用水?dāng)U大供給，或從區(qū)域外調(diào)水提高當(dāng)?shù)厮Y源承載能力，但無(wú)論如何都會(huì)對(duì)用水需求形成一定的抑制作用。

2.2 用水增長(zhǎng)曲線基于用水驅(qū)動(dòng)機(jī)制解析，發(fā)現(xiàn)區(qū)域用水發(fā)展是一種受制于資源約束的適應(yīng)性增長(zhǎng)曲線（Adaptive Increase Curve Yielding to the Resource-Constrained，簡(jiǎn)稱(chēng)AIR曲線），如圖2所示，并不存在無(wú)限擴(kuò)張的用水需求過(guò)程AID′C，根據(jù)水資源約束程度的不同，用水增長(zhǎng)曲線可分為3種類(lèi)型：自然增長(zhǎng)型、發(fā)展約束型和嚴(yán)重脅迫型。

（1）自然增長(zhǎng)型（曲線AIDEH）。當(dāng)區(qū)域水資源足夠豐沛，經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水完全不受水資源承載能力（W1）限制，則其用水量處于自然增長(zhǎng)狀態(tài)，僅與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特性相關(guān)，用水量發(fā)展過(guò)程曲線近似于庫(kù)茲涅茨倒U 字型，如圖2 曲線AIDEH所示，E點(diǎn)為用水量自然峰值WE。美國(guó)總體屬于自然驅(qū)動(dòng)型，人均水資源量1.38萬(wàn)m3，1980年達(dá)到用水峰值6164億m3，同期人均年用水量2680 m3，是現(xiàn)狀中國(guó)人均用水量的6.2倍，盡管峰值以后人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，但用水總量卻呈現(xiàn)明顯的負(fù)增長(zhǎng)。

圖2 受制于資源約束的適應(yīng)性增長(zhǎng)曲線（AIR）

（2）發(fā)展約束型（曲線AIDFG）。當(dāng)用水總量自然發(fā)展峰值（WE）與水資源承載能力（W2）較為接近時(shí)，即使用水量未達(dá)到自然發(fā)展峰值WE，為了維持生態(tài)系統(tǒng)健康，不得不采取用水適應(yīng)性調(diào)控措施，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)、提升效率降低用水需求。此時(shí)，用水總量將會(huì)受到一定程度的約束，偏離自然發(fā)展路徑，在靠近政府調(diào)控目標(biāo)線（W2）的區(qū)域發(fā)展，即曲線AIDFG，F(xiàn)點(diǎn)為實(shí)際發(fā)展峰值WF。日本是這種類(lèi)型的代表，年降水量約1700 mm，但由于人口眾多，人均水資源量不足世界平均水平的1/2。1960年代城市用水急劇增長(zhǎng)，生態(tài)保護(hù)壓力逐漸增大，開(kāi)始大力推行節(jié)約用水和再生水利用，用水效率大幅提升，1992年用水總量達(dá)到峰值，峰值人均用水量為720 m3左右，接近美國(guó)峰值時(shí)的四分之一。

（3）嚴(yán)重脅迫型（曲線AIJK）。當(dāng)區(qū)域水資源極其短缺，用水總量自然發(fā)展峰值（WE）遠(yuǎn)高于水資源承載能力（W3），盡管經(jīng)濟(jì)社會(huì)仍處于較低發(fā)展階段，其用水也會(huì)受到嚴(yán)重脅迫，不得不進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控，用水量將嚴(yán)重偏離自然發(fā)展軌跡。在這種情景下，不僅要優(yōu)化生產(chǎn)、提升效率，可能還要放棄發(fā)展規(guī)模，控制人口和產(chǎn)業(yè)總量。在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，為了更大限度的支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，這些區(qū)域往往通過(guò)擠占河湖生態(tài)用水、超量開(kāi)采地下水，或通過(guò)區(qū)域外調(diào)水的方式提高水資源承載能力，來(lái)維持一定程度上的發(fā)展用水需求。在這些綜合因素影響下，區(qū)域用水量發(fā)展如圖2中曲線AIJK所示，呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)甚至是波動(dòng)發(fā)展。曲線與水資源承載控制線的距離，取決于政府的調(diào)控策略及其實(shí)施強(qiáng)度，但長(zhǎng)遠(yuǎn)必須回歸到區(qū)域水資源承載能力以下。北京是這種類(lèi)型的代表，人均水資源不足200 m3，由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人口規(guī)模的迅速擴(kuò)大，用水量急劇增加，1992年用水總量達(dá)到46.4億m3，遠(yuǎn)超過(guò)區(qū)域水資源承載能力，開(kāi)始?jí)嚎s農(nóng)業(yè)種植面積、搬遷高耗水工業(yè)企業(yè)、提高用水效率，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)10年的用水量下降，2002年降到34.6億m3。但隨著城市人口進(jìn)一步增加，又開(kāi)始出現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定的剛性增長(zhǎng)過(guò)程，不得不依靠外調(diào)水提升區(qū)域承載能力，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

2.3 用水峰值特征用水自然發(fā)展峰值和水資源承載能力是影響區(qū)域用水總量的關(guān)鍵因素，直接決定用水極值出現(xiàn)的時(shí)間和大小，其中自然發(fā)展峰值主要由經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展因素決定，包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和社會(huì)結(jié)構(gòu)；水資源承載能力主要由水資源條件決定，用水總量控制紅線是中國(guó)目前最直接的約束指標(biāo)。

圖3 主要發(fā)達(dá)國(guó)家用水總量拐點(diǎn)時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)

（1）產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)特征。分析已經(jīng)出現(xiàn)用水峰值的主要發(fā)達(dá)國(guó)家用水總量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展歷程，發(fā)現(xiàn)1970—1990年代是發(fā)達(dá)國(guó)家用水總量達(dá)到峰值的集中時(shí)期，到達(dá)用水峰值時(shí)這些國(guó)家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也基本趨同，第一產(chǎn)業(yè)的比重在5%左右，第二產(chǎn)業(yè)的比重為30%～40%，第三產(chǎn)業(yè)的比重均達(dá)到60%以上。從總體趨勢(shì)上看，用水量峰值發(fā)生時(shí)間越趨后，到達(dá)峰值時(shí)第三產(chǎn)業(yè)的占比就越高。這些國(guó)家基本都是實(shí)現(xiàn)城市化以后才出現(xiàn)用水總量峰值的現(xiàn)象，主要經(jīng)濟(jì)體城鎮(zhèn)化率都超過(guò)70%，峰值期人均GDP基本都在1萬(wàn)美元以上（圖3）。

（2）水資源承載力特征。國(guó)際上認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)國(guó)家水資源開(kāi)發(fā)利用率超過(guò)30%時(shí)[31]，人類(lèi)的和諧度將遭受破壞，并普遍以40%作為水資源開(kāi)發(fā)利用的警戒線[32]，中國(guó)工程院研究成果認(rèn)為西北內(nèi)陸干旱區(qū)經(jīng)濟(jì)耗水及生態(tài)環(huán)境耗水各占50%為宜[33]，可見(jiàn)由于水資源條件和自然地理因素不同，各地區(qū)水資源可開(kāi)發(fā)利用率差異巨大，尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。然而為了維持較為良好的生產(chǎn)生活條件，區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用總是要權(quán)衡利弊，平衡經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)系統(tǒng)用水。中國(guó)實(shí)施最嚴(yán)格的水資源管理制度，確定了分區(qū)域用水總量控制指標(biāo)，就是在權(quán)衡區(qū)域水資源承載能力、生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)與服務(wù)功能、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求、工程保障能力等多種因素下確定的，可作為水資源承載約束的重要判斷指標(biāo)。

（3）極值及其時(shí)點(diǎn)特征。無(wú)水資源約束地區(qū)，經(jīng)濟(jì)自然發(fā)展決定其用水總量極值；強(qiáng)水資源約束地區(qū)，由水資源承載上限決定其用水量極值（包括外調(diào)水提升作用）；而弱水資源約束地區(qū)，則是由經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源條件和工程能力聯(lián)合作用決定其用水總量的極值。極值發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及水資源約束的強(qiáng)弱密切相關(guān)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高的地區(qū)用水峰值出現(xiàn)越早。而對(duì)于經(jīng)濟(jì)水平相近的區(qū)域來(lái)講，經(jīng)濟(jì)社會(huì)受水資源承載能力約束越強(qiáng)，則用水量增長(zhǎng)相對(duì)越緩，同時(shí)由于節(jié)水潛力的前期釋放，用水量峰值出現(xiàn)時(shí)間將相對(duì)滯后，且極值規(guī)模維持時(shí)間也要更長(zhǎng)。

3 中國(guó)用水極限預(yù)測(cè)

在用水驅(qū)動(dòng)機(jī)制和發(fā)展規(guī)律研究基礎(chǔ)上，本文選擇2017年為基準(zhǔn)年，以全國(guó)358個(gè)地級(jí)行政區(qū)為基本單元，基于各單元用水需求自然增長(zhǎng)規(guī)律，結(jié)合規(guī)劃水利工程措施，預(yù)測(cè)區(qū)域用水極值及其可能出現(xiàn)的時(shí)點(diǎn)，進(jìn)而集合匯總得到全國(guó)用水極值?；A(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)自中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)水資源公報(bào)、各地市水資源公報(bào)和用水總量控制紅線等。

3.1 需求增長(zhǎng)分區(qū)

3.1.1 分區(qū)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)用水總量發(fā)展規(guī)律，對(duì)不同區(qū)域未來(lái)用水總量發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分類(lèi)，可以將全國(guó)358個(gè)地級(jí)行政區(qū)分為六類(lèi)區(qū)域，如圖4所示。為便于敘述，設(shè)區(qū)域用水總量為W，區(qū)域用水總量控制指標(biāo)為Wtr，用水總量與控制指標(biāo)的比值為P，區(qū)域第三產(chǎn)占比為S。

圖4 用水總量增長(zhǎng)分區(qū)

A區(qū)：持續(xù)增長(zhǎng)區(qū)。用水指標(biāo)相對(duì)富余（P＜0.9），水源相對(duì)充足；經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于較低水平（S＜50%）區(qū)域，用水需求強(qiáng)烈，未來(lái)用水總量將有較大增長(zhǎng)空間。

B區(qū)：小幅增長(zhǎng)區(qū)。用水一定程度上受到總量控制約束（0.9＜P＜0.95），未來(lái)增長(zhǎng)空間相對(duì)較?。唤?jīng)濟(jì)發(fā)展到一定水平（50%＜S＜55%），經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力減緩。

C區(qū)：臨界拐點(diǎn)區(qū)。用水已經(jīng)受到總量控制指標(biāo)約束（0.95＜P＜1），未來(lái)用水增長(zhǎng)空間有限；經(jīng)濟(jì)發(fā)展到較高水平（55%＜S＜60%），經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)一步減緩。

D區(qū)：脅迫調(diào)控區(qū)。用水已經(jīng)超過(guò)總量控制指標(biāo)（P＞1），或水源無(wú)法保障，受到生態(tài)保護(hù)和宏觀政策調(diào)控影響，即使經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水需求十分強(qiáng)烈，也必須調(diào)整回歸到可持續(xù)發(fā)展水平。

E區(qū)：自然拐點(diǎn)區(qū)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展到高水平（S＞60%），水資源脅迫相對(duì)較小，用水總量受到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的自然驅(qū)動(dòng)，將逐步出現(xiàn)用水增長(zhǎng)的拐點(diǎn)。

F區(qū)：穩(wěn)定調(diào)整區(qū)。用水已經(jīng)超過(guò)總量控制指標(biāo)（P＞1），并且經(jīng)濟(jì)發(fā)展到高水平（S＞60%）的區(qū)域，用水總量已經(jīng)出現(xiàn)極值，在水源脅迫下，將會(huì)逐步減少用水總量。

3.1.2 全國(guó)分區(qū)結(jié)果 根據(jù)各區(qū)域第三產(chǎn)業(yè)占比（圖5）以及現(xiàn)狀用水總量與2030年總量控制指標(biāo)的比值（圖6），進(jìn)行用水增長(zhǎng)分區(qū)。從現(xiàn)狀年數(shù)據(jù)來(lái)看，358個(gè)地級(jí)行政區(qū)中，有94%的行政區(qū)第三產(chǎn)業(yè)占比在60%以下，表明絕大多數(shù)地區(qū)仍未達(dá)到用水總量拐點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)條件。而20%的行政區(qū)已經(jīng)受到用水總量指標(biāo)約束（用水總量與控制指標(biāo)比值大于0.9），經(jīng)濟(jì)發(fā)展及其用水需求與水資源條件存在嚴(yán)重不匹配性。

圖5 全國(guó)358個(gè)地級(jí)行政區(qū)2017年第三產(chǎn)業(yè)占比數(shù)值分布情況

圖6 全國(guó)358個(gè)地級(jí)行政區(qū)2017年用水總量與2030年控制指標(biāo)比值分布情況

根據(jù)用水總量、三產(chǎn)占比以及2030年總量控制指標(biāo)，對(duì)全國(guó)358個(gè)地級(jí)行政區(qū)的用水總量發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研判，結(jié)果顯示：A區(qū)有214個(gè)，B區(qū)有67個(gè)，C區(qū)有30個(gè)，D區(qū)有26個(gè)，E區(qū)有21個(gè)，空間分布情況如圖7所示。結(jié)果顯示，大部分地區(qū)還處于用水需求自發(fā)增長(zhǎng)階段。

3.2 極值判斷依據(jù)

3.2.1 增長(zhǎng)時(shí)間 根據(jù)2010和2017年中國(guó)第三產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，考察各地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)占比演進(jìn)情況，全國(guó)358個(gè)地級(jí)行政區(qū)中有37個(gè)絕對(duì)數(shù)值增加20%及以上，73個(gè)絕對(duì)數(shù)值增加15%左右，134個(gè)第三產(chǎn)業(yè)占比的絕對(duì)數(shù)值增加了10%左右，76個(gè)絕對(duì)數(shù)值增加5%左右，38個(gè)絕對(duì)數(shù)值微弱增加甚至負(fù)增長(zhǎng)，呈現(xiàn)較好的正態(tài)分布特征（圖8）。進(jìn)一步分析不同區(qū)域第三產(chǎn)業(yè)占比基準(zhǔn)值（即2010年的第三產(chǎn)業(yè)占比）對(duì)未來(lái)增幅的影響，第三產(chǎn)業(yè)占比基準(zhǔn)值較高的地區(qū)，2017年較2010年的第三產(chǎn)業(yè)占比絕對(duì)數(shù)值增幅較低，反之亦然。以此作為依據(jù)，預(yù)判不同水平年各地級(jí)行政區(qū)第三產(chǎn)業(yè)占比的演進(jìn)變化。

3.2.2 增長(zhǎng)幅度 研究收集了美國(guó)、日本、法國(guó)、加拿大、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，以及北京、天津、杭州、廣州、上海等20余個(gè)第三產(chǎn)業(yè)占比較高的區(qū)域產(chǎn)業(yè)和用水同步變化信息，總結(jié)對(duì)應(yīng)關(guān)系和關(guān)鍵參數(shù)。結(jié)果顯示，三產(chǎn)占比從40%增長(zhǎng)到45%時(shí)，其用水總量增加3%至15%，均值為9%；三產(chǎn)占比從45%增長(zhǎng)到50%時(shí)，其用水總量增加5%至16%，均值為10%；三產(chǎn)占比從50%增長(zhǎng)到55%時(shí)，其用水總量增加4%至12%，均值為8%；三產(chǎn)占比從55%增長(zhǎng)到60%時(shí)，其用水總量增加5%至11%，均值為8%?？紤]到節(jié)水技術(shù)提高和政策約束以及后發(fā)效應(yīng)，本次研究設(shè)定各地區(qū)不同區(qū)間內(nèi)三產(chǎn)占比增加所對(duì)應(yīng)的用水量增加幅度略低于歷史數(shù)據(jù)平均值。

圖7 全國(guó)358個(gè)地行政區(qū)市用水總量增長(zhǎng)趨勢(shì)分區(qū)圖

圖8 358個(gè)地級(jí)行政區(qū)2017年較2010年第三產(chǎn)業(yè)占比增加幅度

3.2.3 總量規(guī)模影響 近年來(lái)我國(guó)省會(huì)城市、國(guó)家中心城市、大城市群等區(qū)域呈人口和產(chǎn)業(yè)的聚集性發(fā)展。2000—2017年，全國(guó)人口平均年增長(zhǎng)率為0.2%，而31個(gè)省會(huì)城市（含直轄市）年均人口增長(zhǎng)遠(yuǎn)高于全國(guó)平均值（拉薩市除外）。未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，預(yù)計(jì)這些區(qū)域人口與經(jīng)濟(jì)規(guī)模仍將保持較高速度增長(zhǎng)，剛性用水需求強(qiáng)烈，用水總量極值時(shí)間將隨規(guī)模增加而延緩，出現(xiàn)用水峰值時(shí)第三產(chǎn)業(yè)占比將達(dá)到65%左右甚至更高水平。因此，本文進(jìn)行省會(huì)城市、國(guó)家中心城市和大城市群用水極值預(yù)測(cè)時(shí)，考慮規(guī)模增長(zhǎng)效應(yīng)對(duì)用水峰值的影響。

3.2.4 供給支撐保障 水資源承載能力是影響用水量的重要因素，不僅受限于水資源本底條件，還需要供水能力保障，因此，用水量發(fā)展預(yù)測(cè)必須充分考慮新增供水能力的影響。近年來(lái)，國(guó)家確定了172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程，規(guī)劃增加供水能力達(dá)800億m3左右，將對(duì)地區(qū)用水總量的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。2020年，國(guó)家規(guī)劃重大推進(jìn)150項(xiàng)重大水利工程建設(shè)，供水增加420億m3。截至目前，已經(jīng)累計(jì)開(kāi)工建設(shè)142項(xiàng)，包括正在實(shí)施的滇中引水工程（規(guī)劃2040年多年平均引水量34.03億m3）、引江濟(jì)淮工程（規(guī)劃2030年引江水利33.03億m3，遠(yuǎn)期擴(kuò)展到43億m3）、珠江三角洲水資源配置工程（多年平均供水量17.08億m3）等，還有處于規(guī)劃階段的南水北調(diào)中東線二期工程和南水北調(diào)西線工程等，以及再生水、海水淡化等非常規(guī)水源利用量的增加，都將提升供給側(cè)保障能力。

3.3 用水總量極限根據(jù)上述參數(shù)體系，以2017年為基準(zhǔn)年，預(yù)測(cè)未來(lái)各地級(jí)行政區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，即第三產(chǎn)業(yè)占比絕對(duì)值的變化，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合前述所分析確定的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用水總量增長(zhǎng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定不同發(fā)展階段各地級(jí)行政區(qū)用水總量的增長(zhǎng)量，從而計(jì)算得到未來(lái)30年各地級(jí)行政區(qū)用水總量，并進(jìn)一步集合匯總形成全國(guó)用水總量。結(jié)果顯示，2025、2030、2035以及2040年全國(guó)用水總量分別為6278億、6370億、6451億和6450億m3，據(jù)此判斷用水總量拐點(diǎn)出現(xiàn)在2035與2040年之間，全國(guó)用水總量極值時(shí)點(diǎn)大概率出現(xiàn)在2037年，極值為6480億m3。將全國(guó)未來(lái)水平年用水總量預(yù)測(cè)結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)結(jié)果總體保持了歷史用水總量發(fā)展趨勢(shì)（圖9）。

圖9 未來(lái)水平年全國(guó)用水總量預(yù)測(cè)結(jié)果

圖10 358個(gè)地級(jí)行政區(qū)2037年較2017年用水總量增減情況

圖11 省級(jí)行政區(qū)用水總量發(fā)生拐點(diǎn)時(shí)間與全國(guó)對(duì)比

從各地級(jí)行政區(qū)來(lái)看，由于用水規(guī)模、水資源約束程度以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，未來(lái)用水變化值存在較大差異（圖10）。通過(guò)逐年用水量發(fā)展預(yù)測(cè)，模擬各省區(qū)用水總量極值發(fā)生時(shí)間（圖11）。從分省區(qū)情況看，各地區(qū)用水總量發(fā)生極值時(shí)點(diǎn)也是不同步的，用水總量變化與各地區(qū)用水水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及水資源供給能力密切相關(guān)。如黑龍江、安徽、廣西、陜西、甘肅、青海、寧夏等省區(qū)，現(xiàn)狀用水更多的受到了水資源供給約束，供水工程對(duì)其用水總量發(fā)展起到至關(guān)重要的作用，因此這些省區(qū)用水總量峰值發(fā)生時(shí)間較晚。

4 中國(guó)用水極值討論

綜合中國(guó)近20年來(lái)實(shí)際用水總量變化和未來(lái)用水極值預(yù)測(cè)，以下4點(diǎn)需要進(jìn)一步討論。

4.1 拐點(diǎn)的假象：用水總量變化現(xiàn)象根據(jù)全國(guó)水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)，1997年以來(lái)全國(guó)以及分行業(yè)用水總量變化如圖12所示。可以看出，2013年全國(guó)用水量達(dá)到6183億m3，為近年來(lái)最大值，之后略有下降，表現(xiàn)出拐點(diǎn)的現(xiàn)象。從分行業(yè)來(lái)看，生活用水呈持續(xù)增加的態(tài)勢(shì)，工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水都表現(xiàn)出拐點(diǎn)的現(xiàn)象，分別于2011年出現(xiàn)最大值1462億m3和2013年出現(xiàn)最大值3922億m3。中國(guó)用水總量是否已經(jīng)達(dá)到拐點(diǎn)，這是事關(guān)未來(lái)一個(gè)時(shí)期水利發(fā)展方向和重點(diǎn)工作的重大判斷，本研究認(rèn)為中國(guó)并沒(méi)有達(dá)到用水總量拐點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)條件，2013年以來(lái)的下降只是個(gè)假象，原因是多方面的，水資源約束作用、發(fā)展速度下降、發(fā)展方式調(diào)整、大力實(shí)施節(jié)水、提高用水效率等都發(fā)揮了重要作用，但統(tǒng)計(jì)因素影響不容忽視，甚至可能是拐點(diǎn)假象的主導(dǎo)因素。

圖12 1949—2018年全國(guó)及分行業(yè)用水量變化

首先是水利普查統(tǒng)計(jì)修正因素。2010—2012年開(kāi)展了第一次全國(guó)水利普查，普查得到的工業(yè)用水量為1203億m3，比同期中國(guó)水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)用水量少259億m3，如果沒(méi)有一次性修正，就需要在后續(xù)時(shí)間里逐步調(diào)整，這一過(guò)程完全體現(xiàn)在近年來(lái)全國(guó)工業(yè)用水總量變化上，2011年達(dá)到最大值1462億m3，然后逐步下降到2017年的1277億m3；其次是用水總量考核導(dǎo)致趨勢(shì)性縮減統(tǒng)計(jì)量。2012年，國(guó)家建立了最嚴(yán)格的水資源管理制度，確立水資源開(kāi)發(fā)利用控制紅線，規(guī)劃到2030年全國(guó)用水總量控制在7000億m3以內(nèi)，并且把用水總量層層分解到各個(gè)地區(qū)，作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水的剛性約束，并在執(zhí)行過(guò)程中實(shí)行嚴(yán)格的考核問(wèn)責(zé)。這樣一個(gè)制度設(shè)計(jì)，一方面有效建立了水資源剛性約束機(jī)制，倒逼全行業(yè)節(jié)水，提升用水效率；另一方面也催生了趨勢(shì)性縮小統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的動(dòng)力，以使得用水總量不成為制約區(qū)域發(fā)展的因素，而用水監(jiān)測(cè)計(jì)量不完善、用水統(tǒng)計(jì)口徑不規(guī)范等都掩蓋了這一問(wèn)題。

4.2 供給“天花板”：受脅迫的用水需求從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)看，2017年全國(guó)第三產(chǎn)業(yè)增加值比重為51.6%，明顯低于主要發(fā)達(dá)國(guó)家出現(xiàn)用水拐點(diǎn)時(shí)大于60%的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；從經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看，2017年，全國(guó)人均GDP為0.88 萬(wàn)美元，遠(yuǎn)低于主要發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)到用水總量拐點(diǎn)時(shí)普遍超過(guò)2 萬(wàn)美元的經(jīng)濟(jì)條件；從城鎮(zhèn)化進(jìn)程來(lái)看，2017年58.5%的城市化率遠(yuǎn)低于主要發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)到拐點(diǎn)時(shí)超過(guò)70%的社會(huì)結(jié)構(gòu)。三項(xiàng)指標(biāo)均說(shuō)明我國(guó)還沒(méi)有達(dá)到用水拐點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件，用水需求動(dòng)力仍然十分強(qiáng)勁，但是一些區(qū)域用水總量卻沒(méi)有明顯增加，需求側(cè)管理起到了一定的作用，但供給的“天花板”現(xiàn)象也是一個(gè)不可回避的客觀事實(shí)。

國(guó)際上通常將40%作為流域地表水合理開(kāi)發(fā)利用率的警戒線，我國(guó)整體地表水資源開(kāi)發(fā)利用率只有18%，但是淮河流域超過(guò)了50%，黃河流域超過(guò)了62%，遼河和海河流域超過(guò)70%，絕大多數(shù)內(nèi)陸河地表水開(kāi)發(fā)利用率超過(guò)84%～92%，這些區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)超過(guò)了正常開(kāi)發(fā)利用的上限，甚至達(dá)到資源利用的極限，進(jìn)一步增加供水的潛力極小，甚至需要退減襲奪生態(tài)的用水。

供給“天花板”現(xiàn)象帶來(lái)兩個(gè)方面影響：一是導(dǎo)致約束型缺水，經(jīng)濟(jì)社會(huì)雖然仍處于低水平發(fā)展階段，但是由于無(wú)水可用或者供水的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)成本太高，正常的發(fā)展用水無(wú)法得到滿足。比如黃河流域上中游地區(qū)[34]，人均GDP僅為全國(guó)平均水平的83%，工業(yè)化進(jìn)程遠(yuǎn)未完成，但由于缺水，很多地區(qū)規(guī)劃的產(chǎn)業(yè)無(wú)法落地，或只有通過(guò)水權(quán)轉(zhuǎn)換以高額水價(jià)獲得增量用水。二是產(chǎn)生轉(zhuǎn)嫁型缺水，依靠襲奪農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水，維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)正常發(fā)展。海河流域最為典型，在工業(yè)發(fā)展用水受到嚴(yán)重抑制的同時(shí)，城市化和糧食安全用水長(zhǎng)期以透支地表河湖水和地下水為代價(jià)，導(dǎo)致平原區(qū)主要河流常年大范圍斷流干涸，累積超采地下水達(dá)到1800億m3，產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。這也說(shuō)明在保障生態(tài)安全的基礎(chǔ)上，提高水資源承載能力，提升供水“天花板”高度，仍是未來(lái)一個(gè)時(shí)期的重要任務(wù)。

4.3 分行業(yè)研判：差異化需求分析前文根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)和水資源條件，預(yù)測(cè)了全國(guó)358個(gè)地市行政區(qū)和集合用水量極值時(shí)點(diǎn)和數(shù)量規(guī)律，有必要分行業(yè)討論分析未來(lái)用水增長(zhǎng)潛力。

（1）城鎮(zhèn)化用水仍將呈現(xiàn)較快增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù)《國(guó)家人口發(fā)展規(guī)劃（2016—2030年）》，盡管我國(guó)人口總規(guī)模增長(zhǎng)慣性減弱，但總體仍處于增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2030年前后才達(dá)到峰值。另一方面，人口集聚將進(jìn)一步增強(qiáng)，預(yù)計(jì)到2030年，農(nóng)村將向城鎮(zhèn)累計(jì)轉(zhuǎn)移約2億人，全國(guó)城鎮(zhèn)化率將增加到70%。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，居民生活水平提高，城鎮(zhèn)生活用水量將顯著增加。2000年以來(lái)，全國(guó)城市化率從36.2%增加到2017年的59.6%，同期城鎮(zhèn)生活用水從284億m3增加到655億m3。根據(jù)我國(guó)城鎮(zhèn)化率與城鎮(zhèn)用水的相關(guān)關(guān)系，城鎮(zhèn)化率每增加1%，城鎮(zhèn)生活用水將增加16.7億m3。有研究預(yù)測(cè)中國(guó)城鎮(zhèn)化率峰值可能在75%左右，則到人口和城鎮(zhèn)化率高峰期，我國(guó)城鎮(zhèn)生活用水將增加250億m3左右，預(yù)計(jì)總用水量將超過(guò)900億m3。

（2）工業(yè)用水受三大作用影響，拐點(diǎn)隱約出現(xiàn)，預(yù)計(jì)未來(lái)不會(huì)有明顯增長(zhǎng)。隨著工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和用水效率的提升，近20年以來(lái)我國(guó)工業(yè)用水總體呈現(xiàn)穩(wěn)中稍降的態(tài)勢(shì)，其中松遼流域和東部沿海地區(qū)最為明顯，與工業(yè)用水峰值相比，松遼流域減少109億m3，東南諸河和珠江流域片區(qū)減少92億m3。未來(lái)工業(yè)用水發(fā)展受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、區(qū)域發(fā)展差異和能源安全需求三重作用疊加影響。首先，我國(guó)已經(jīng)總體進(jìn)入工業(yè)化后期階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將由重化工主導(dǎo)轉(zhuǎn)向以技術(shù)創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)升級(jí)為內(nèi)涵的新階段，用水需求總體動(dòng)力將減弱；其次，為穩(wěn)住我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速下行壓力，順利進(jìn)入高收入國(guó)家行列，未來(lái)仍需要延長(zhǎng)一段時(shí)期工業(yè)化，考慮我國(guó)工業(yè)發(fā)展不平衡和經(jīng)濟(jì)梯度規(guī)律，中西部地區(qū)工業(yè)發(fā)展和用水需求動(dòng)力依然強(qiáng)勁；另外，我國(guó)石油和天然氣對(duì)外依存度分別高達(dá)70%和45%，能源安全已經(jīng)成為國(guó)家安全突出的問(wèn)題，但是我國(guó)擁有豐富的煤炭資源，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)20年左右時(shí)間，煤炭開(kāi)發(fā)、煤化工等能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展用水需求仍然強(qiáng)烈。綜合以上3個(gè)因素正負(fù)作用，宏觀判斷我國(guó)工業(yè)用水總體不會(huì)出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但區(qū)域差異將更加突出，國(guó)家政策制定要予以充分體現(xiàn)。

（3）農(nóng)業(yè)用水受控于水源保障和灌溉面積，兩方面因素均不支撐大規(guī)模增加。保障農(nóng)業(yè)灌溉對(duì)我國(guó)糧食安全具有決定性影響，灌溉面積占全國(guó)耕地面積50%，但其生產(chǎn)全國(guó)75%的糧食、90%的經(jīng)濟(jì)作物[35]。另外，隨著東南沿海地區(qū)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)，糧食播種面積不斷下降，糧食產(chǎn)能逐漸向主產(chǎn)區(qū)集中，糧食生產(chǎn)與水資源分布嚴(yán)重背離的現(xiàn)象日益加劇，北方15省份糧食產(chǎn)量占全國(guó)的比重由1980年的40%提高至2017年的59%。受限于水資源條件，北方地區(qū)增加灌溉用水的潛力極為有限；而南方地區(qū)因?yàn)楦孛娣e的限制，農(nóng)業(yè)用水也難以大幅度增加。2000年以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水總量平均約為3750億m3，隨著節(jié)水技術(shù)大范圍推廣應(yīng)用，考慮農(nóng)業(yè)用水向城市和工業(yè)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)難以改變，以及規(guī)劃發(fā)展的灌溉面積、保障國(guó)家糧食安全需要等因素，預(yù)計(jì)未來(lái)一個(gè)時(shí)期農(nóng)業(yè)用水將基本維持在3750億m3左右。

（4）生態(tài)環(huán)境用水需求強(qiáng)烈，但計(jì)入統(tǒng)計(jì)范疇的僅為人工生態(tài)補(bǔ)水?，F(xiàn)狀全國(guó)正常年份擠占河湖生態(tài)環(huán)境用水超過(guò)100億m3，北方地區(qū)地下水超采面積超過(guò)19萬(wàn)km2。美麗中國(guó)建設(shè)需要提供更多優(yōu)質(zhì)的生態(tài)產(chǎn)品，對(duì)水資源保障提出了更高的要求[36]，2003年以來(lái)，全國(guó)人工生態(tài)環(huán)境用水量持續(xù)快速增加，2017年達(dá)到162億m3。預(yù)計(jì)未來(lái)一個(gè)時(shí)期仍將保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，但納入現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)范疇的生態(tài)用水僅包括人為措施供給的城鎮(zhèn)環(huán)境用水和部分河湖、濕地補(bǔ)水。隨著生態(tài)文明建設(shè)，自然河湖生態(tài)環(huán)境逐步修復(fù)，人工補(bǔ)水需求將會(huì)減弱，同時(shí)在水資源短缺地區(qū)也不宜大規(guī)模發(fā)展人工河湖生態(tài)系統(tǒng)。因此，預(yù)判未來(lái)人工生態(tài)補(bǔ)水大概率將維持在300億m3左右。

4.4 不確定性分析：未來(lái)用水極值預(yù)測(cè)未來(lái)中國(guó)用水量預(yù)測(cè)受多種因素影響，極值及其出現(xiàn)時(shí)點(diǎn)存在很大不確定性，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：

（1）技術(shù)進(jìn)步的不確定性。當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命正在重塑世界，人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)帶來(lái)無(wú)限的潛力和前所未有的不確定性，推動(dòng)社會(huì)深度發(fā)展演變，未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式及其規(guī)模難以準(zhǔn)確判斷，在這個(gè)過(guò)程中也將促進(jìn)節(jié)水技術(shù)的進(jìn)步，增加了用水預(yù)測(cè)的不確定性。同時(shí)用水涉及千家萬(wàn)戶無(wú)數(shù)個(gè)環(huán)節(jié)，難以預(yù)期是否會(huì)產(chǎn)生某項(xiàng)革命性用水措施，并在未來(lái)一段時(shí)期大面積推廣，大幅縮減經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水量。

（2）用水統(tǒng)計(jì)的不確定性。由于現(xiàn)狀用水監(jiān)測(cè)計(jì)量覆蓋不足，用水統(tǒng)計(jì)估算因素較大，人為因素難以避免，未來(lái)隨著監(jiān)測(cè)計(jì)量體系逐步完善，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將會(huì)越來(lái)越接近真實(shí)情況。另外，統(tǒng)計(jì)口徑的變化也可能會(huì)產(chǎn)生重大影響，比如，現(xiàn)狀全國(guó)直流火核電用水高達(dá)478億m3，占工業(yè)用水的38%，以后統(tǒng)計(jì)方式是否會(huì)變化存在不確定性；全國(guó)海水直接利用高達(dá)1023億m3，現(xiàn)狀并沒(méi)有納入供水統(tǒng)計(jì)；人工生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水統(tǒng)計(jì)范疇的界定也存在不確定性，類(lèi)似引江濟(jì)太、平原水網(wǎng)環(huán)境配水等是否納入統(tǒng)計(jì)存在變數(shù)；預(yù)計(jì)未來(lái)一個(gè)時(shí)期污水資源化利用將有較大幅度增加[37]，但是廢污水高標(biāo)準(zhǔn)處理后排放和利用如何細(xì)化界定，也將影響未來(lái)用水統(tǒng)計(jì)。

（3）食物安全保障的不確定性。糧食安全是我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一項(xiàng)基本戰(zhàn)略，近年來(lái)糧食生產(chǎn)呈穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢(shì)，2017年達(dá)到6.17億t，但與此同時(shí)，我國(guó)糧食自給率卻不斷降低，截至目前已經(jīng)降低到85%左右，大豆、豆油、玉米等其他非主糧對(duì)外依賴程度高。如果出現(xiàn)重大國(guó)際貿(mào)易問(wèn)題，中國(guó)食物安全需要依賴國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，將不得不大規(guī)模增加農(nóng)田灌溉面積，增加灌溉用水量，保障國(guó)家糧食安全。

（4）重大工程的不確定性。我國(guó)北方地區(qū)用水量主要受到供給側(cè)水源條件和工程能力集合約束，而西南地區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施也是影響用水的主要因素，不排除未來(lái)一個(gè)時(shí)期大幅度優(yōu)化水利基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，改善供給側(cè)保障能力。比如2002年國(guó)家批復(fù)的《南水北調(diào)總體規(guī)劃》，確定工程最終調(diào)水規(guī)模為448億m3，其中東線148億m3，中線130億m3，西線170億m3，而現(xiàn)狀僅完成東線和中線一期工程，約為規(guī)劃規(guī)模的30%。南水北調(diào)西線也存在不同規(guī)模調(diào)水的廣泛討論，不排除為了大幅改善中國(guó)北方水土資源匹配格局，未來(lái)實(shí)施大規(guī)模西部調(diào)水的可能性，甚至將調(diào)水規(guī)模提高到600億m3左右，大幅提升北方缺水地區(qū)供水“天花板”，屆時(shí)中國(guó)用水極值甚至可能接近7000億m3。

5 結(jié)論

用水變化規(guī)律事關(guān)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局、生態(tài)環(huán)境保護(hù)布局和水利工程規(guī)劃總體格局，文章解析了經(jīng)濟(jì)社會(huì)規(guī)模、生產(chǎn)水平和水資源供給對(duì)區(qū)域用水的三元驅(qū)動(dòng)作用，構(gòu)建了一種受制于資源約束的適應(yīng)性增長(zhǎng)曲線，提出區(qū)域用水自然增長(zhǎng)、發(fā)展約束和嚴(yán)重脅迫3種增長(zhǎng)類(lèi)型，并以全國(guó)358個(gè)地市為基本單元，開(kāi)展了用水極值及其時(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)，主要結(jié)論如下：（1）通過(guò)分析出現(xiàn)用水拐點(diǎn)的世界主要經(jīng)濟(jì)體發(fā)展歷程，發(fā)現(xiàn)達(dá)到用水極值存在顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)特征，峰值期人均GDP 集中在1萬(wàn)美元以上，城鎮(zhèn)化率都超過(guò)70%，第三產(chǎn)業(yè)比重均達(dá)到60%以上，從總體趨勢(shì)上看，用水峰值發(fā)生時(shí)間越趨后，到達(dá)峰值時(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)值就越高。（2）從全國(guó)水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，近10年全國(guó)用水總量和部分行業(yè)用水量表現(xiàn)出拐點(diǎn)的現(xiàn)象，但本研究認(rèn)為現(xiàn)狀中國(guó)并沒(méi)有達(dá)到出現(xiàn)用水拐點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件，這一變化受經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度下降、發(fā)展方式調(diào)整、大力實(shí)施節(jié)水、提高用水效率、水資源約束作用等影響，但外部統(tǒng)計(jì)因素不容忽視，甚至可能是拐點(diǎn)假象的主導(dǎo)因素。（3）本文以地級(jí)行政區(qū)為基本單元，預(yù)測(cè)了用水極值及其出現(xiàn)時(shí)點(diǎn)，進(jìn)而集合得到全國(guó)用水極值信息。結(jié)果表明，在已經(jīng)確定的工程規(guī)劃體系下，中國(guó)用水總量極值時(shí)點(diǎn)大概率出現(xiàn)在2035—2040年之間，用水峰值接近6500億m3，預(yù)計(jì)屆時(shí)中國(guó)第三產(chǎn)業(yè)比重將達(dá)到64%，城鎮(zhèn)化率超過(guò)73%，但各省區(qū)和地市極值時(shí)間存在明顯的差異性。如果實(shí)施大規(guī)模西部調(diào)水，不排除中國(guó)用水極值接近7000億m3的可能性。（4）保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水資源安全仍將是未來(lái)15～20年水利發(fā)展的重要任務(wù)，但水資源開(kāi)發(fā)利用必須以生態(tài)環(huán)境保護(hù)和河湖生態(tài)健康為基礎(chǔ)，加強(qiáng)水資源節(jié)約集約利用，推動(dòng)用水方式轉(zhuǎn)變。還應(yīng)深入研發(fā)推廣顛覆性用水技術(shù)，降低水資源耗用。需要加強(qiáng)再生水、淡化海水等非常規(guī)水利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)常規(guī)地表和地下水的替代。