基于分层解析的水资源空间均衡量化与调控

摘要：“空间均衡”是新时期立足国情水情、统筹水安全与高质量发展的核心战略目标。尽管当前已形成“水与发展、保护需协调适配”的空间均衡理念共识，但在多维协调关系解析、空间均衡相对性动态性、可利用水资源范围与边界、水源开发强度均衡性等认知和方法上仍有局限，导致空间均衡理念难以落到实处，未能有效转化为治水动能。紧扣国家水网和水资源刚性约束制度建设需求，构建“认知-诊断-调控”的空间均衡分层解析路径。认知层面，基于适水发展理念提出“多维协调、分布均衡”的空间均衡内涵，前者突出水-经济-生态多系统交互协调性，后者关注空间上的合理分布与均衡匹配；诊断层面，前置保护要求，从水与发展、水源开发两方面构建可量化评估的指标体系，提出“全域-单元”联动的识别方法，建立从宏观多维协调关系到微观状态分布均衡的量化表达，识别问题和调控需求；调控层面，基于诊断结果明晰调控方向，提出保护、发展与开发协同调控的对策措施。方法可为科学判别水资源空间均衡状态、精准实施水资源调配提供决策支撑，丰富高质量发展下的水安全保障实践路径。

01引言

我国人均水资源有限，时空分布不均，与耕地、矿产、能源等其他资源要素空间分布不匹配，实现水资源的可持续利用面临巨大挑战。在工业化、城镇化加速和粮食安全保障多重压力下，区域发展失衡导致局部水资源短缺矛盾加剧，引发多类生态环境问题。破解这些难题的根本出路，在于调配水资源要素与经济社会发展要素的空间布局，使之更好匹配，实现水与发展的协调和均衡。

习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路不仅是基于我国基本水情的深刻洞察，也是应对发展挑战的重大抉择。其中，“空间均衡”将水资源作为优化发展布局的重要条件，是“推进中国式现代化，要把水资源问题考虑进去”的具体实施手段。

水资源空间均衡状态判别是实现空间均衡的基础，也是当前的研究热点。综合现有研究，大多认为空间均衡是水资源承载力与经济社会发展规模相协调，反映水资源开发、利用与保护在空间上相对稳定的平衡状态。在此基础上，学者们对水资源空间均衡概念提出不同的判别准则和指标，大致可分为三类：第一类是判别水资源与经济社会、生态环境的协调状态，采用表征水资源禀赋和开发利用、经济社会发展、生态环境状态和压力的指标，覆盖面宽，指标数量较多；第二类是基于以水定城、以水定地、以水定人、以水定产（简称“四水四定”）等适水发展原则，评判水与城、地、人、产的匹配关系，选择单位建设用地面积、耕地面积、人口、GDP（或工业增加值）对应的水资源量，或者水资源负载指数、水土匹配程度、单位用水效益作为表征指标，分析过程较复杂；第三类是基于水资源供需双侧或承载主客体之间的适配性，分别采用综合缺水率或水资源开发利用率、单位用水量承载人口、经济用水效率、人均可用水资源量、资源保障能力等指标表达，但保护体现不足。

学术界目前对水资源空间均衡内涵已形成基本共识：主要是水资源系统与经济社会系统、生态环境系统的多维协调匹配，并兼顾区域间的均衡公平。均衡的判别标准须满足“纵向协调”与“横向分布”两个层面，前者是水的开发利用与保护发展的关系，后者是这些关系区域分布的合理性。然而，现有研究存在三方面不足，导致应用受限，使得空间均衡理念在管理中难以落到实处。其一，空间均衡的相对性缺乏系统刻画，水资源禀赋特征在不同范围呈现显著差异性，过境水、外调水具有相对性，其影响如何考虑，既是传统难点，也是当前国家水网布局下的新问题；其二，对水资源开发利用与发展的关系关注比较多，对保护考虑不足；其三，对水资源供需平衡和需求保障关注较多，对水源开发的类型和分布均衡性考虑不足。

事实上，这些问题在实践工作中已逐步得到认识，但如何剖析提出对策并付诸实际管理还存在诸多障碍。水的流动性决定了水资源空间均衡分析的开放性，例如大量已建引调水工程对协调区域水与发展的关系已起到不可替代的作用。国家水网的持续推进、非常规水利用能力的逐步提升，进一步降低了基于本地常规水源的传统水资源承载能力评价方法和结果的有效性。这些因素共同作用，使得区域可利用水量与原有认识存在显著差异。这要求对水资源空间均衡的认识，要从封闭系统走向开放系统、从静态平衡转向动态适配，提出科学可行的分析方法。

在此背景下，结合“水资源刚性约束”“适水发展”等理念，本文对水资源空间均衡进行层次化解析，提出定量分析的指标和方法，结合实际管理需求明晰空间均衡的协同调控路径，为水资源空间均衡的深入研究和实践提供参考。

02水资源空间均衡分层解析

2015年，中共中央、国务院印发《生态文明体制改革总体方案》，明确指出：树立空间均衡的理念，把握人口、经济、资源环境的平衡点推动发展，人口规模、产业结构、增长速度不能超出当地水土资源承载能力和环境容量。因此，空间均衡的本质在于实现人口、经济布局与资源环境承载能力的动态适配。水资源空间均衡是要根据水资源条件和生态保护要求，统筹国土空间开发布局、人口分布、经济规模结构和供水格局，使水的供给与需求在空间分布上形成平衡态势、在时间过程上达成匹配关系，实现社会净福利最大化。

空间均衡不仅是落实“以水定需”的科学指引，更是构建人水和谐格局的关键路径。综合前述空间均衡研究成果，按照分层多路径解析，得出区域整体和内部的水资源空间均衡状态。第一层是纵向的多维协调，即水的开发利用与经济社会发展、生态环境保护在区域内不同维度间的协调性；第二层是横向的分布均衡，即上述多维协调关系在区域间的均衡性。

水资源空间均衡分层解析示意

第一层是从整体角度对纵向多维关系的判别。首先需要划定水资源合理开发边界，明确“以水定需”中的“水”包括哪些水，厘清生态保护要求划定开发上限，平衡水与保护的协调关系；其次要确定水资源开发边界约束下“城、地、人、产、绿”的合理规模和布局，将生态保护理念融入发展全局，解决水与发展的匹配关系；最后应考虑河流水系及地下含水层特征，协调水源开发关系，实现开发规模适度、利用方式合理。

第二层是从分区角度对横向分布状态的判别。根据经济社会发展和水资源评价统计的空间特征，可以按行政区、水资源分区或河流水系划分单元，基于单元衡量第一层多维协调关系的空间分布状态，推动水与保护、水与发展、水源开发在区域间的合理均衡，促进公平。

03指标选择与定量分析

在充分认识水资源空间均衡分层内涵基础上，明晰表征指标，开展水资源空间均衡定量分析，指导水资源调配决策。通过不同方式的量化分析提供不同类型的决策支撑。一方面，可以诊断当前、过去或未来规划情景的水资源空间均衡状态，揭示水供求关系及存在问题和症结，提出改善空间均衡状态的决策方向和定量依据。另一方面，可以引导水资源空间均衡协同调控模型构建，例如以空间均衡最优为目标建立优化模型，或通过模拟得出不同方案评价结果并进行比选，提出更有利于空间均衡的调整方向和调控对策。水资源空间均衡定量分析应用场景见下图。

水资源空间均衡定量分析应用场景示意

1.表征指标与计算方法

水资源空间均衡的科学判别应立足水与保护、水与发展、水源开发的多维协调关系及其空间分布均衡状态。其中，水与保护是前提，需依据水资源条件并遵循水资源刚性约束要求，划定水资源开发利用边界，以此引导发展布局，控制水源总体开发强度。考虑河道内基本生态需水是水资源可持续利用的底线，需明确满足基本生态保障后的水资源量，结合工程调节控制分析可利用量，即在水与发展、水源开发的评价中预先内嵌生态保护要求。

需要指出，这里的水资源条件不仅包括本地常规水源，也包括过境水、外调水等具备利用条件的外来水源，还包括具有开发利用条件和潜力的非常规水源，不同水源可利用量分析应以资源条件为基础，考虑生态约束、工程能力、政策因素等进行综合评判。在水与保护分析得出的可利用量基础上，进一步量化发展与水资源条件的协调性，评估多水源开发的合理性。通过生态保护约束前置贯彻水资源刚性约束要求，将空间均衡状态判别聚焦到水与发展、水源开发两方面，便于与水资源调配决策分析更紧密衔接，同时避免指标重复，降低分析复杂度。

遵循科学性、系统性、适用性及可操作性原则，从水与发展、水源开发两个方面选取表征指标。前者反映水资源条件与区域发展整体状况，以及与城、地、人、产、绿各维度的协调情况，后者反映水源整体开发状况及不同水源开发强度。实际应用中可结合分析目的和范围、数据条件和可靠性，进一步甄选适宜指标。水与发展方面的用水量与可利用量之比、水源开发方面的水源开发强度指标建议作为基本指标，以便从整体上把握水与发展、水源开发的协调关系。

水资源空间均衡表征指标

指标中的可利用量包含地表水、地下水、外调水和非常规水等不同水源，需结合技术和管理因素分别分析。其中，地表水包括本地水和过境水，扣除基本生态需水后结合开发控制能力分析，有现行分水方案的可直接引用；地下水可利用量为可开采量，有现行压采限采等控制指标的可参考引用；外调水可利用量可采用现行批复的指标；非常规水可利用量需要综合考虑水源供给、技术产能、用户类型、经济性等相关因素确定。人工生态环境面积包括城镇公共绿地、环境卫生、城镇河湖、生态林草等。某类水源开发强度为该类水源供水量与其可利用量之比。水源开发强度指标反映水资源条件总体开发状态，应当将当地地表水（含过境水）、地下水、调出水量、外调水（调入水量）、非常规水均纳入计算范围。优质水源为水量可靠、水质优良、调配能力强的湖库地表水、地下水及外调水等水源。

2.分析识别方法

根据水资源空间均衡分层解析思路，将全域划分为若干单元，进行全域、单元两个尺度的均衡状态分析识别，二者均可按照两条路径开展分析。

水资源空间均衡分析识别技术框架

单元可按照评价需求和数据特征划分，如以行政区为单元评价水与发展、地下水和非常规水源开发，以流域、水系为单元评价地表水开发。

全域尺度分析识别，路径一是在全域进行水与发展、水源开发多维协调性分析，路径二是针对某一指标在全域开展分布均衡性分析。前者以全域整体为对象，计算指标原始值。可开展不同时间断面的比较，也可与类似区域或参考值进行比较，揭示指标变化趋势，找到存在的差距，识别全域层面协调性较差的维度。后者基于单元指标原始值，采用基尼系数、离散系数、不平衡系数等差异化评价方法测算每个指标的空间分布差异，空间差异大则表明其所代表的协调关系空间均衡性较差，应予以关注。

单元尺度分析识别，路径一是针对某一单元，开展水与发展、水源开发双侧的总体对比分析，路径二是单元水与发展、水源开发内部指标之间的对比分析。由于各维度指标原始值不可公度，因此以全域所有单元为参照作归一化分析处理，给出单元各指标的相对值。采用加权平均等方法推求单元水与发展、水源开发双侧综合值，相对值较差的一侧，说明当前单元该方面协调性较差，需要改善。同理可识别水与发展、水源开发内部相对值较差的指标，相对值较差，说明当前单元该维度协调性较差，需要优先调控。

04调控方向与对策措施

根据空间均衡定量分析结果识别出的问题，可以概括为两类：第一类是在发展或开发的某个维度协调性较差，第二类是某个维度在空间分布上均衡性较差。针对第一类问题，应该立足对象自身进行分析，协调经济社会规模、结构、效率与水资源承载状况动态匹配；针对第二类问题，应结合实际情况，加强资源约束，倒逼协调性相对较差的高负荷单元优化发展方向，挖潜增供，促进协调性相对较好的低负荷单元增进开发强度，在一定范围内尽量减小单元之间的差距。

水资源空间均衡调控就是从全局出发，既寻求保护、发展与开发之间的合理平衡，又兼顾区域分布均衡。通过构建动态适配机制，将调控措施嵌入区域发展规划、国土空间规划和涉水规划，确保城市规模、国土空间开发、人口分布、产业布局、生态建设与水资源条件动态匹配。以水供求关系动态变化为基础，建立约束传导响应机制，使得“四水四定”决策和水资源条件变化能互动互馈。

“多维协调、分布均衡”的协同调控，就是对保护、发展、开发的科学匹配，需综合施策。应以保护为前提，构建“发展—开发—协同”的空间均衡调控决策路径，以定量分析结果为依据，先节流后开源，先存量后增量，双向协同实现水资源承载能力与经济社会发展的再平衡。在保护要求前置基础上，发展与开发均应遵循“三优三增”原则制定对策，按“控规模、提效率、挖潜力、增水源”等方向确定优先决策组合措施，实现科学引导发展、合理控制需求、多源增强供给的目标。

发展侧应优先保障刚性需求，优先提升用水效率，优先结构转型调整；增加总体效益，增加高效流转，增加区域行业公平。调控重点在于对非刚性用水需求增量的甄别筛选，按照提升效率效益、兼顾区域公平的原则，优化协调水与发展的关系，引导发展布局。根据空间均衡量化评价结果，从人口分布与城乡格局、农业灌溉面积及种植结构、产业规模布局及结构、生态建设格局等方面，提出优化、控制、转移等经济社会发展的协同调控对策，实现水与城、地、人、产、绿的综合适配。分析用水效率是否达到同类地区平均及先进水平，在此基础上从技术可行的角度提出各行业提升用水效率的节水措施。

开发侧优先挖掘本地潜力，优先发挥存量功能，优先提升水源短板；增强供水保障，增强连通互补，增强效用分析。对已建工程实施除险加固、清淤疏浚及配套完善，在可利用边界内挖掘本地水源潜力，提升已有工程效能，增强供水能力。结合可利用量对比分析，提高短板水源开发，结合水网建设推进水源连通，促进区域间水源联合调配互济畅通，提高应急保障能力。强化水源工程开发运行效果评估，考虑工程建设、保障供水安全和降低建设运行成本需求，结合空间均衡评价效应分析建设优先序。审慎论证新增外调水，本地水源开发达到上限、节水满足区域领先水平等须作为论证的先决条件。

各类措施需充分比较费用效益，应以边际成本最低为原则确定决策优先序，形成保护、发展与开发协同调控的措施组合，并动态反馈到区域发展、产业布局、国土空间规划等相关行业管理要求。

05结语

空间均衡是实现人水和谐、支撑高质量发展的战略基石，科学认知空间均衡状态，精准诊断失衡问题，系统开展均衡调配是落实空间均衡的核心路径。本文通过分层解析空间均衡多维协调、分布均衡的双重内涵，构建量化表征指标体系，建立“全域-单元”联动的分析识别框架，为精准定位失衡问题、确定调控路径提供技术支撑。以量化分析为基础，识别协调均衡的优先调控方向，确定保护、发展与开发协同调控对策。通过空间均衡分层解析和量化评价引导水资源科学调配，推动水资源与发展布局再平衡，筑牢经济社会高质量发展的水安全基础。

来源：中国水利杂志

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