代小平，張曉紅，萬福兵

(1.河海大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.河海大學(xué)遠程與繼續(xù)教育學(xué)院，江蘇 南京 210098；3.華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院，河南 鄭州 450046)

分水方案或分水協(xié)議對激勵用水者提高用水效率、促進區(qū)域水資源合理配置具有重要作用[1-2]。黃河流域自20世紀70年代以來，水資源供需矛盾不斷加劇，下游斷流頻繁[3]，為了緩解黃河流域水資源供需矛盾以及黃河斷流情況，1987年中國首次批準了黃河可供水量分配方案，稱為“八七”分水方案。該方案為協(xié)調(diào)黃河流域用水矛盾，保障黃河不斷流，支撐流域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，推進水權(quán)水市場建設(shè)等做出了重要貢獻。但在新的黃河水沙情勢、流域用水格局、調(diào)水工程建設(shè)背景下，需要適當調(diào)整該方案，以更好地適應(yīng)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展要求。如何調(diào)整“八七”分水方案是黃河流域管理的重要問題，對于探索合理的流域水量分配和調(diào)整方法具有重要意義。流域水量分配考慮的因素包括人口、耕地面積、流域面積[4]、產(chǎn)值、用水需求等因素。由于黃河流域各省區(qū)的社會經(jīng)濟條件不均衡，采用不同的指標進行調(diào)整的結(jié)果差異較大。雖然可以根據(jù)各因素的組合進行分配，但各因素的權(quán)重確定困難[5]。部分學(xué)者采用協(xié)調(diào)度[6]、流域主體功能[7]等復(fù)合因素進行流域水資源分配以嘗試解決這一問題。一些學(xué)者研究了在不同來沙條件和年內(nèi)不同時段需預(yù)留的黃河生態(tài)流量和生態(tài)水量[8]，提出了向黃河上中游分配更多水量的水資源戰(zhàn)略配置方案[9]，以及調(diào)整分水總量與分水比例、大穩(wěn)小調(diào)、根據(jù)用水類別分級分水、豐增枯減等分水方案調(diào)整對策[10]。但已有研究主要從行政調(diào)整角度分析可行的分水調(diào)整方案。行政調(diào)整的協(xié)商成本大容易導(dǎo)致分水低效，并且行政調(diào)整方案難以適應(yīng)未來經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境變化[11]。本文基于閑置分水指標研究行政調(diào)整和市場調(diào)整相結(jié)合的分水調(diào)整方案，以期為分水方案調(diào)整提供新的思路。

1 黃河“八七”分水方案及其實施

“八七”分水方案在1919—1975年黃河年均天然徑流量580億m3的基礎(chǔ)上，預(yù)留了210億m3的河道內(nèi)輸沙入海水量，將剩余的370億m3作為最大可供水量全部分配到相關(guān)省、自治區(qū)和直轄市[12]，各地區(qū)分配的水量見表1。

表1 南水北調(diào)工程生效前黃河可供水量分配方案 單位：億m3

“八七”分水方案在30多年的實施過程中進行了3次細化和修正。1998年，為有效落實分水方案，黃河水利委員會(簡稱黃委，下同)開始按照“同比例豐增枯減、多年調(diào)節(jié)水庫蓄豐補枯”的原則，制定年度各省區(qū)供耗水量分配方案，明確各省區(qū)和各月份黃河可供耗水量分配計劃[13]。同年，黃委將省區(qū)分水指標細分到了地級行政區(qū)和干支流，為分水方案落實提供了保障。為了落實最嚴格水資源管理制度，2012年10月，黃委確定了不同水平年黃河流域及各省區(qū)的用水總量控制指標，實現(xiàn)了用水總量與耗水量雙控制。在黃河水資源變化和跨流域調(diào)水工程實施背景下，2013年批復(fù)的《黃河流域綜合規(guī)劃(2012—2030年)》將2020年河道外耗水總量調(diào)減為332.79億m3。2017年7月起，黃河年度分水方案基于河道外總耗水量332.79億m3編制[3]。

“八七”分水方案抑制了流域用水過快增長、提高了流域水資源利用效率，實現(xiàn)了黃河干流20年不斷流，支撐了流域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。在取水指標細分和分水指標總量控制的基礎(chǔ)上，寧夏、內(nèi)蒙古自2002年起開展了黃河水權(quán)轉(zhuǎn)換實踐，自2014年起開展了水權(quán)試點工作，探索了水權(quán)轉(zhuǎn)換、盟市內(nèi)水權(quán)交易、盟市間水權(quán)交易等交易形式，推進了黃河流域水權(quán)水市場建設(shè)。

2 黃河分水方案調(diào)整的必要性

黃河“八七”分水方案雖然在運行中調(diào)整了分水總量，但各省區(qū)的分水比例一直未調(diào)整?！鞍似摺狈炙笜舜_定的分水比例與各地區(qū)的用水格局已有較大差異，分水方案在2005年以后的適應(yīng)性不斷降低，在2014年以后表現(xiàn)為不適應(yīng)[14]，需要進行調(diào)整。

a)黃河水資源變化?！鞍似摺狈炙桨甘窃?919—1975年黃河年均天然徑流量580億m3的基礎(chǔ)上進行分配[14]。根據(jù)第二次全國水資源評價，1956—2000年黃河多年平均天然徑流量為535億m3[10]。1956—2016年黃河多年平均河川天然徑流量僅499億m3[3]。黃河來水量變化要求分水總量做出相應(yīng)調(diào)整。

b)入黃泥沙變化。黃河主要斷面來沙量明顯減少。黃河潼關(guān)站年均來沙量從1960年以前的15.9億t減少為1999—2017年的2.46億t。小浪底水庫投入運行后黃河水沙調(diào)控能力顯著提高，黃河下游河道主槽行洪輸沙能力明顯提高[14]，為減少輸沙水量提供了條件。

c)跨流域調(diào)水變化?！鞍似摺狈炙桨甘悄纤闭{(diào)工程生效前的分配方案。南水北調(diào)東線和中線工程通水后，增加了山東、河南、河北天津等省市的水資源。區(qū)域可供水量變化要求調(diào)整黃河水資源的分配比例。

d)流域用水格局變化?！鞍似摺狈炙桨甘且?980年實際用水量為基礎(chǔ)，充分考慮各省區(qū)的灌溉發(fā)展規(guī)模、工業(yè)和城市用水增長以及大中型水利工程興建的情況制定的[3]，與各省區(qū)后期的用水情況相差較大。甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山東等省區(qū)用水量經(jīng)常性超過分水指標，而山西、陜西等省用水量則一直未達到分水指標[14]。流域用水格局變化要求調(diào)整各省區(qū)的分水比例。

3 黃河分水方案調(diào)整

從水權(quán)角度分析，黃河“八七”分水指標以及后來的用水總量控制指標初步具有了初始水權(quán)的特性，但尚未明確。可以將黃河分水方案的調(diào)整看作明確各省區(qū)初始水權(quán)的過程，需要兼顧流域水資源變化、流域生態(tài)需求、各省區(qū)歷史用水，綜合采用行政調(diào)整和市場調(diào)整手段進行水資源的合理配置。

3.1 分水方案調(diào)整原則

a)生態(tài)優(yōu)先原則。黃河流域有三江源、沙漠綠洲、農(nóng)牧交錯帶、黃土高原、河口濕地等生態(tài)脆弱地區(qū)，還有沖沙以及向華北超采區(qū)補水的任務(wù)。保障重點區(qū)域的生態(tài)用水是實現(xiàn)黃河流域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，需要在優(yōu)先分配流域生態(tài)用水的基礎(chǔ)上將剩余的水資源分配給各省區(qū)。

b)不用即作廢原則。根據(jù)黃河流域各省區(qū)的歷史用水量，收回分水指標有效期內(nèi)每年均閑置的分水指標，以促進水資源的合理配置。

c)有償獲取原則。收回的閑置分水指標、豐水期富余水量可在各省區(qū)間公開拍賣，以促進水資源的高效利用。

d)適當補償原則。對于削減分水指標的省份，根據(jù)其受到的影響由增加分水指標的省份采用工程補償、資金補償?shù)确绞竭M行適當補償。

3.2 分水方案調(diào)整辦法

分水方案調(diào)整的思路為：首先根據(jù)黃河流域變化后的地表水資源量，在扣除生態(tài)用水的基礎(chǔ)上確定可分配水資源總量；然后削減各省區(qū)閑置的分水指標，收回的閑置指標在流域各省區(qū)間拍賣；再以各地原有分水指標減去削減后的分水指標并加上競拍得到的分水指標為基數(shù)確定各省區(qū)新的分水比例，將黃河流域可分配的水資源總量按比例分配給各省區(qū)。

3.2.1閑置分水指標削減

美國西部的優(yōu)先權(quán)規(guī)定水權(quán)不用即作廢。中國《取水許可管理辦法》也規(guī)定“連續(xù)停止取水滿2年的，由原取水審批機關(guān)注銷取水許可證”。參考以上做法和規(guī)定，削減各省區(qū)閑置的分水指標。本文將閑置分水指標定義為各省區(qū)每年均未使用的黃河分水指標。1998年，黃委開始制定黃河年度分水方案，并將各省區(qū)的分水指標細化到了各地市，增強了流域的用水總量控制能力，因此以1998年為起始年分析各省區(qū)的用水指標閑置情況。根據(jù)黃河流域各省區(qū)1998—2017年的耗水量，每年的分水指標均有富余的地區(qū)為陜西、山西、河南、河北天津。其中，天津市自2013年以后不再使用黃河水，為和實際情況一致，根據(jù)2013—2017年耗水系列分析河北天津的閑置分水指標。為了減少削減閑置分水指標的影響，削減的分水指標根據(jù)各省區(qū)在用水系列中最小的閑置分水指標確定，見表2。其中，山西省削減的分水指標最多，削減14.17億m3。河北天津的分水指標削減比例最大，達68.1%。5個省市削減的總分水指標為35.97億m3。

表2 黃河流域“八七”分水閑置指標和削減指標計算

3.2.2閑置分水指標拍賣

拍賣的對象為流域內(nèi)各省區(qū)。拍賣的水權(quán)有效期不大于分水指標的有效期?？蓞⒖键S河流域已有水權(quán)交易的交易價格或者南水北調(diào)調(diào)水成本確定拍賣的底價。拍賣由流域管理機構(gòu)組織，拍賣制度可參考國有土地使用權(quán)拍賣制度。拍賣所得資金由流域管理機構(gòu)管理，專項用于補償閑置指標削減地區(qū)的損失、流域節(jié)水工程建設(shè)、取水監(jiān)控設(shè)施建設(shè)、生態(tài)建設(shè)等。

3.2.3分水指標確權(quán)和管理

明確分水指標的水權(quán)屬性。該權(quán)利受法律保護，除遵循枯水期調(diào)配規(guī)則外，政府機構(gòu)不得以行政命令占用和損害。為了便于用水指標管理，遵循已有的分水指標管理習(xí)慣，建議當年的分水指標需當年用完，不累計到下一年。各省區(qū)當年未用完的分水指標可以在省區(qū)間進行短期交易。各省區(qū)間也可以進行分水指標的長期交易。為了減少黃河水資源不確定性的影響并促進水資源高效利用，對于不同頻率來水年份，遵循“枯減豐不增”的原則調(diào)整分水指標。即在枯水年根據(jù)分水指標同比例折減各省區(qū)分水量，在豐水年按分水指標供水，豐水年富余的水資源通過水權(quán)市場配置。

為了給產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供穩(wěn)定的水資源保障，也為了能及時調(diào)整分水指標，建議明確分水指標的期限為10年。在分水指標期滿后，結(jié)合新的用水總量控制目標、流域生態(tài)環(huán)境狀況、各省區(qū)的分水指標閑置情況等調(diào)整分水指標。建議將分水指標期限內(nèi)每年均閑置的分水指標視作閑置指標。為了避免各地區(qū)擔(dān)心閑置分水指標被削減而造成惡性競爭用水，危害黃河流域生態(tài)安全，建議將已經(jīng)進行水權(quán)交易的閑置分水指標視作有效利用的分水指標，以保護各省區(qū)的節(jié)水積極性。

3.3 分水方案調(diào)整的影響和補償

3.3.1分水方案調(diào)整的福利改變

社會福利變化可以根據(jù)社會福利函數(shù)分析。因此可采用社會福利函數(shù)分析分水方案調(diào)整對社會福利的影響。社會福利函數(shù)包括古典功利主義社會福利函數(shù)、納什社會福利函數(shù)、精英者社會福利函數(shù)、羅爾斯社會福利函數(shù)、阿馬蒂亞·森社會福利函數(shù)等。其中，古典功利主義社會福利函數(shù)為個體效用的總和，但未考慮社會個體間的效用差別。納什社會福利函數(shù)為個體效用之積，但當存在個體效用為負或者極小時可能導(dǎo)致社會福利評價失真。精英者的福利函數(shù)僅考慮效率、忽視公平。羅爾斯的福利函數(shù)過分重視公平，影響效率[15]。分水方案調(diào)整的主要利益相關(guān)者為流域內(nèi)各省區(qū)及流域管理機構(gòu)，利益相關(guān)者的效用偏好差別不大，可以采用古典功利主義社會福利函數(shù)分析分水方案對社會福利的影響。

對于削減分水指標的省份，分水指標削減在短期并不會對其造成損失，但增加了未來使用水資源的成本，可能影響將來的經(jīng)濟發(fā)展。對于通過競拍獲得閑置指標的省份，雖然增加了競拍支出但卻獲得了有保障的水資源，可以促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。對于流域管理機構(gòu)，通過收回并拍賣閑置指標不僅可以獲得拍賣收入，而且可以促進水資源的合理配置，提高水資源利用效率和效益。在此過程中，削減分水指標的省份為受損者，流域管理機構(gòu)和獲得閑置分水指標的省份是受益者。根據(jù)古典功利主義社會福利函數(shù)，分水方案的社會福利為流域內(nèi)利益相關(guān)者的效用之和。如果受益者的效用能補償受損者，則可提高社會收益。

在分水方案調(diào)整前，分水指標閑置省區(qū)i的用水量小于分配的分水指標，其使用黃河干流水資源的效用Uxi為：

Uxi=Ui(fi(wi))

(1)

式中wi——分水指標閑置省區(qū)i的黃河干流水資源使用量，m3；fi(·)——分水指標閑置省區(qū)i的水生產(chǎn)函數(shù)，元；Ui(·)——分水指標閑置省區(qū)i的效用函數(shù)。

在分水方案調(diào)整前，分水指標不足省份的用水量為分水指標水量wqi，其使用黃河干流水資源的效用Ubj為：

Ubj=Uj(fj(wqj))

(2)

式中wqj——分水指標不足省區(qū)j的黃河干流分水指標，m3；fj(·)——分水指標不足省區(qū)j的水生產(chǎn)函數(shù)，元；Uj(·)——分水指標不足省區(qū)j的效用函數(shù)。

分水方案調(diào)整前的社會福利U為利益相關(guān)的效用總和，為：

(3)

式中n——分水指標閑置省份的個數(shù)；m——分水指標不足省份的個數(shù)。

(4)

式中wxi——省份i削減的分水指標，m3；Ri(wxi)——省份i在削減分水指標后獲得的補償收益，元；Li(wxi)——省份i因削減分水指標產(chǎn)生的未來預(yù)期損失，元；r——社會折現(xiàn)率；ni′——省份i從削減分水指標到將來需要使用分水指標的間隔年數(shù)，a。

(5)

式中wbj——省區(qū)j競拍獲得的分水指標，m3；Cj(wbj)——省區(qū)j競拍分水指標的成本，元。

在分水方案調(diào)整后，從分水指標競拍費用中去掉給指標削減省區(qū)的補償費即為流域管理機構(gòu)的收益，流域管理機構(gòu)的效用Ug為：

(6)

式中Ul(·)——流域管理機構(gòu)的效用函數(shù)，元。

在分水方案調(diào)整后的社會福利U′為：

(7)

假設(shè)各省區(qū)和流域管理機構(gòu)的效用函數(shù)相同，則：

(8)

與分水方案調(diào)整前相比，分水方案調(diào)整后的社會福利變化如下:

(9)

從式(9)可見，當各省區(qū)利用新增用水指標產(chǎn)生的總收益大于各省區(qū)削減指標的總預(yù)期損失時，分水方案調(diào)整將增加社會福利。影響分水方案調(diào)整社會福利的因素包括各省區(qū)的單位用水產(chǎn)值，各省區(qū)在未來獲取分水指標的成本，以及各省區(qū)需要使用削減的分水指標的時間。各省區(qū)的單位用水產(chǎn)值越大，各省區(qū)在未來獲取分水指標的成本越小，各省區(qū)需要使用削減的分水指標的時間間隔越久，分水方案調(diào)整的社會福利增加越多。

各省區(qū)引黃用水產(chǎn)生的效用可根據(jù)Generalised Cobb-Douglas function估算。

(10)

式中wxy——省區(qū)x分配給行業(yè)y的黃河干流水資源使用量，m3；βxy——省區(qū)x分配給行業(yè)y的黃河干流水資源使用量比例；fxy(·)——省區(qū)x第y行業(yè)的水生產(chǎn)函數(shù)，元，該水生產(chǎn)函數(shù)可由各省區(qū)不同行業(yè)的萬元GDP用水量近似計算。

(11)

式中mxy——省區(qū)x第y個行業(yè)的萬元GDP用水量，m3。

3.3.2分水方案調(diào)整的影響

分水方案調(diào)整后，之前分水指標不足的省可以通過拍賣獲得新的分水指標，受分水方案調(diào)整的影響較小。因此重點分析分水方案調(diào)整對分水指標削減省份的影響。

各省區(qū)未來的水資源需求量是影響分水指標調(diào)整影響的重要因素。根據(jù)有閑置分水指標的省份的耗水量變化趨勢分析閑置分水指標削減對這些省份的影響。從圖1可見，1998—2017年，河南省的黃河地表水耗水量在后期基本呈現(xiàn)倒鐘型且類似庫茲涅茨曲線，其耗水量已經(jīng)過了峰值；陜西省的耗水量在2013年前呈增加趨勢，之后基本保持平穩(wěn)；河北天津的耗水量在2011年后呈現(xiàn)減少趨勢；只有山西省的耗水量一直呈現(xiàn)增加趨勢，表明閑置分水指標削減可能對山西省造成較大的影響。

圖1 有閑置分水指標省區(qū)的黃河地表水耗水量變化

山西省分行業(yè)黃河地表水耗水量變化見圖2。2003—2017年，山西省農(nóng)田灌溉和工業(yè)耗水量的增長幅度較大，居民生活和生態(tài)環(huán)境用水有一定增長但增長幅度較小。山西省最大的耗水行業(yè)為農(nóng)田灌溉，2017年山西省農(nóng)田灌溉耗水量占黃河地表水耗水總量的64.71%。山西省目前跨行業(yè)間水權(quán)交易較少，在黃河分水指標削減后，可通過灌區(qū)節(jié)水改造和跨行業(yè)水權(quán)交易為新增城市用水提供一定的用水指標，以緩解分水指標削減的影響。

圖2 山西省分行業(yè)黃河地表水耗水量(2003—2017年)

3.3.3分水方案調(diào)整的補償

削減閑置分水指標省份的發(fā)展可能受到水資源的制約，需要對其損失進行補償。補償主體的確定原則為誰受益誰補償。在閑置指標削減中，收回閑置指標的流域管理機構(gòu)和獲得閑置指標的省份為受益方。因此補償?shù)闹黧w為國家和獲得閑置指標的省份。整合政府資金和閑置指標競拍資金作為補償專項資金?？茖W(xué)核算削減指標省份的損失，確定合理的補償額。補償方式建議以工程補償為主，重點投資農(nóng)業(yè)節(jié)水工程以降低農(nóng)田灌溉耗水量。

4 結(jié)語

黃河“八七”分水方案的分水總量和分水比例均有必要調(diào)整。提出了在保障生態(tài)用水的基礎(chǔ)上調(diào)整分水總量，在削減閑置分水指標、競拍閑置指標的基礎(chǔ)上確定分水比例的分水方案調(diào)整思路。計算得到陜西、山西、河南、河北天津需削減的長期閑置分水指標分別為6.62億、14.17億、1.54億、13.62億m3。閑置分水指標削減可能對山西省造成較大的影響。提出了基于中央投資和閑置分水指標競拍資金設(shè)立補償專項資金補償分水指標削減省份損失的補償思路。