中國(guó)水情分析研究報(bào)告(1)

1、中國(guó)水情分析研究報(bào)告2006年第15期（總第136期）水規(guī)總院水利規(guī)劃與戰(zhàn)略研究中心 2006年12月16日介紹幾種國(guó)際河流水量分配方法劉戈力 曹建廷（水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院）摘要 本文系統(tǒng)介紹了荷蘭代爾夫特IHE學(xué)院Pieter van der Zaag等人于2002年在水政策（Water Policy 4（2002）發(fā)表的關(guān)于國(guó)際河流公平分水的定量標(biāo)準(zhǔn)的文章，該文以非洲的奧蘭治河、尼羅河和英康馬蒂河作為研究案例，分別采用不同方法進(jìn)行水量分配，提出測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)各類(lèi)方法和結(jié)果加以分析比較，其思路和方法有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞國(guó)際河流分水方法隨著人口增加和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展對(duì)水資源需求增加，各

2、國(guó)對(duì)國(guó)際河流水資源的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，國(guó)際水事糾紛已成為誘發(fā)許多地區(qū)沖突的重要因素之一，國(guó)際河流分水問(wèn)題也越來(lái)越受到有關(guān)國(guó)家和國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注。為公平合理地解決國(guó)際河流分水問(wèn)題，國(guó)外有關(guān)組織和各類(lèi)學(xué)者、專(zhuān)家對(duì)涉及國(guó)際河流公平分水的方法和衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。2002年，水政策（Water Policy 4（2002）發(fā)表了荷蘭代爾夫特IHE學(xué)院Pieter van der Zaag等人的文章，提出了國(guó)際河流公平分水的定量標(biāo)準(zhǔn)。該文以非洲的奧蘭治河、尼羅河和英康馬蒂河作為研究案例，分別采用不同方法進(jìn)行水量分配，提出測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)并加以分析比較。一、分析思路與計(jì)算公式（一）按流域內(nèi)的國(guó)家數(shù)量平均分配水資源總

3、量這種方法在需求方面主要考慮三個(gè)因素，即流域內(nèi)的國(guó)家數(shù)、各國(guó)在流域內(nèi)所占的流域面積和人口；在供給方面，主要考慮全流域產(chǎn)生的“藍(lán)色水”和“綠色水”。其中“藍(lán)色水”是指可更新的地表水和地下水，即我國(guó)所定義的“水資源”；“綠色水”是指可更新的耕作層內(nèi)的土壤水，是由一部分降水形成的。其計(jì)算步驟為：1、計(jì)算每個(gè)流域國(guó)境內(nèi)所產(chǎn)生的“藍(lán)色水”。2、流域所產(chǎn)生的“藍(lán)色水”減去各國(guó)應(yīng)保留的“藍(lán)色水”，剩余的即為“非保留”的“藍(lán)色水”。保留系數(shù)記為，本例中=0.253、將扣除各國(guó)的“保留水量”之后的 “藍(lán)色水”總量作為基數(shù)，在各流域國(guó)之間平均分配水權(quán)。對(duì)處于最上游的流域國(guó)來(lái)說(shuō)，其水權(quán)等于非保留的藍(lán)色水總量除以流域

4、內(nèi)的國(guó)家數(shù)n。4、將最上游國(guó)分得的水權(quán)與其境內(nèi)產(chǎn)生的非保留水量進(jìn)行比較，如果后者大于前者，則多余水量必須下泄到下游國(guó)家。5、按3和4的步驟計(jì)算第二個(gè)上游國(guó)的水權(quán)。此時(shí)的計(jì)算方法為：最上游國(guó)的下泄水量加上其他流域國(guó)產(chǎn)生的“非保留”水量，除以（n-1），n為流域國(guó)總數(shù)。同理，如果第二個(gè)上游國(guó)的“非保留”水量大于其應(yīng)得的水權(quán)，多余水量也必須向下游泄放。依次類(lèi)推，直到最下游的國(guó)家。上述計(jì)算方法可用下列公式來(lái)表示： A-1 A-2 A-3式中：n 流域內(nèi)的國(guó)家數(shù)i 從最上游開(kāi)始的流域國(guó)序號(hào)（最上游國(guó)為1，最下游國(guó)為n）C 徑流系數(shù)A 流域面積（103km2）I 降水年均截留量（m/a）P 年均降水量（m

5、/a） 第i個(gè)流域國(guó)產(chǎn)水量（109m3/a） 第i個(gè)流域國(guó)分得的水權(quán)（109m3/a） 第i個(gè)流域國(guó)必須下泄的多余水量（109m3/a） 流域國(guó)保留水資源的保留系數(shù)奧蘭治河（Orange River）計(jì)算實(shí)例（見(jiàn)表1）流域國(guó)3個(gè)：萊索托、南非、納米比亞（博茨瓦納境內(nèi)流域面積12.1萬(wàn)km2，但“藍(lán)色水”貢獻(xiàn)率為0，且該國(guó)處于上游，也不可能將下游的水分配給它，故不予考慮），即i3。表1 奧蘭治（Orange）河水量分配計(jì)算表國(guó)家名稱(chēng)排序i人口N(106人)降水P(m/a)流域面積A(103km2)藍(lán)色水Qb(109m3/a)水權(quán)Qr(109m3/a)下泄水量Qt(109m3/a)分配結(jié)果Qb&#

6、39;(109m3/a)萊索托12.00.85304.83.10.54.3南非230.00.365767.63.13.15.0納米比亞30.50.222420.03.10.03.1合 計(jì)32.584812.412.4注：I=0.32m/a, C=0.30, Rb=0.25（二）按流域面積分配法方法一沒(méi)有考慮各國(guó)所占流域面積的差別，如計(jì)入流域面積的因素后，計(jì)算方法應(yīng)加以修正，即“非保留”的藍(lán)色水不是按國(guó)家平分，而是按各國(guó)所占流域面積的比例進(jìn)行分配，其計(jì)算公式為： A-4計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2（三）按流域內(nèi)人口比例分配考慮流域內(nèi)每個(gè)人都享有公平用水的權(quán)利，故“非保留的藍(lán)色水”應(yīng)按各國(guó)在流域內(nèi)的人口比例分配

7、，其計(jì)算公式為： A-5式中： 第i個(gè)流域國(guó)在流域內(nèi)的人口數(shù)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2表2 按流域國(guó)、流域面積和人口比例分配的不同計(jì)算結(jié)果國(guó)家名序號(hào)iQb(109m3)按國(guó)家數(shù)量分配量(109m3)按流域面積分配量(109m3)按人口分配量（109m3)萊索托14.84.31.51.8南非27.65.08.210.5納米比亞30.03.12.70.1合 計(jì)12.412.412.412.4注：Rb=0.25（四）藍(lán)色水和綠色水合并分配法（按流域國(guó)平分）（五）藍(lán)色水和綠色水合并分配法（按流域面積分配）（六）藍(lán)色水和綠色水合并分配法（按流域人口分配）計(jì)算步驟：1、計(jì)算藍(lán)色水和綠色水總量（綠色水計(jì)算方法見(jiàn)公式A

8、-6）。 A-62、從最上游國(guó)開(kāi)始計(jì)算分配水權(quán)。3、計(jì)算該國(guó)的多余水量。4、計(jì)算該國(guó)可流通的地表水總量。5、由于綠色水是無(wú)法輸送的，故該國(guó)的下泄水量取第三和第四步計(jì)算結(jié)果中的最小值。具體計(jì)算公式如下： A-7 A-8式中 Wg 為綠色水相對(duì)于藍(lán)色水的權(quán)重。二、不同分配方法的分析與比較在奧蘭治河案例中，采用不同方法進(jìn)行了水量分配計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3表5。表3 同時(shí)考慮綠色水和藍(lán)色水按流域人口比例方法計(jì)算各國(guó)家分得水量國(guó)家名序號(hào)i人口N(106人)流域面積A(103km2)降雨(m/a)綠色水(109m3)藍(lán)色水(109m3)水權(quán)(109m3)下泄水量 (109m3)分配結(jié)果(109m3)萊索托1

9、2.0300.8511.24.81.53.61.2南非230.05760.3617.77.617.90.310.9納米比亞30.52420.220.00.00.30.00.3合 計(jì)32.584828.912.412.4注：I=0.32m/a, C=0.30, Rb=0.25, Wg=0.5表4 同時(shí)考慮綠水和藍(lán)水按流域人口比例方法計(jì)算分配的人均水資源量國(guó)家名序號(hào)i人均綠色水Qg(m3/a)人均藍(lán)色水產(chǎn)水量(m3/a)人均藍(lán)色水分配量(m3/a)萊索托155802391598南非2591253363納米比亞300595流域889381381注：Rb=0.25， Wg=0.5表5 不同方法的分配結(jié)

10、果比較表國(guó)家名序號(hào)i藍(lán)色水產(chǎn)水量不同配置方法計(jì)算分配藍(lán)色水量（109m3/a）只考慮藍(lán)色水(Wg=0)同時(shí)考慮綠色水和藍(lán)色水(Wg=0.5)按國(guó)家分按流域面積分按人口分按國(guó)家分按流域面積分按人口分萊索托14.84.31.51.83.51.21.2南非27.65.08.210.51.95.810.9納米比亞303.12.70.17.05.40.3合 計(jì)12.412.412.412.412.412.412.4注：Rb=0.25在表5的基礎(chǔ)上，再計(jì)算分配各國(guó)流域內(nèi)的人均水資源量，分配結(jié)果見(jiàn)表6。表6 按六種方法計(jì)算的分配各國(guó)的人均水資源量國(guó)家名序號(hào)i不同配置方法計(jì)算分配人均藍(lán)色水量（m3/a）不考慮

11、綠色水考慮綠色水Wg=0.5按國(guó)家分按流域面積分按人口分按國(guó)家分按流域面積分按人口分萊索托121467638841764598598南非216727334963194363納米比亞3619153042861391110752595流域381381381381381381注：Rb=0.25經(jīng)過(guò)多種方法比較之后可以看出，按國(guó)家數(shù)平均分配是最不公平的，按流域面積分也是不太公平的，同時(shí)考慮綠色水和藍(lán)色水并按流域人口分配是最公平的，各國(guó)的人均水資源量與全流域平均值（381m3/a）相對(duì)比較接近。三、尼羅河分水計(jì)算實(shí)例利用同樣方法，但不考慮保留水量，尼羅河案例的分配結(jié)果見(jiàn)表7。表7 尼羅河水量分配表（按人

12、口分配） 水量單位：109m3國(guó)家人口N100萬(wàn)面積A1000km2降雨P(guān)m/a綠色水藍(lán)色水不計(jì)綠色水考慮綠色水水權(quán)下泄量分配量水權(quán)下泄量分配量上游諸國(guó)408501.23455.980.5126.853.626.8178.880.50蘇丹2019200.550.0013.440.213.420.160.320.1埃及602800.060.0040.2040.260.4060.4合 計(jì)1203050455.980.580.580.5注： I=0.6m/a, C=0.15, Rb=0, Wg=0.5表8為不同Rb值時(shí)，同時(shí)考慮藍(lán)色水和綠色水按流域人口分配結(jié)果，表9為同時(shí)考慮藍(lán)色水和綠色水按流域人口

13、分配到各國(guó)流域內(nèi)的人均水資源量。表8 不同Rb值時(shí)尼羅河分水結(jié)果 水量單位：109m3國(guó)家Rb=0Rb=0.05Rb=0.1Rb=0.15Rb=0.2Rb=0.25Rb=0.3上游諸國(guó)0.04.08.012.116.120.124.1蘇丹20.119.118.117.116.115.114.1埃及60.357.354.351.348.345.342.2合計(jì)80.580.580.580.580.580.580.5表9 分配各國(guó)流域內(nèi)的人均水資源量 單位：m3/a國(guó) 家綠色水Qg藍(lán)色水Qb分配結(jié)果上游8國(guó)113972011503蘇丹00754埃及00754流域3799670670注：Rb=0.25， Wg=0.5四、簡(jiǎn)要評(píng)述跨界水問(wèn)題通常涉及水量分配、水能開(kāi)發(fā)、航道使用、水污染防治與水環(huán)境保護(hù)等方面的問(wèn)題。在水資源豐富的地區(qū)，通常以合理分享水能、水運(yùn)效益和共同保護(hù)水環(huán)境為主，水量分配可能不是主要矛盾。在水資源短缺和非航行使用的國(guó)際河流，則通常以公平合理地分配水權(quán)和防止水污染為主。在以往的國(guó)際河流分水案例中，按流域國(guó)平均分配是一種早期采用的比較粗放的方法，以后逐漸增加了耕地面積和人口等方面的因素。本文簡(jiǎn)單介紹了荷蘭學(xué)者關(guān)于國(guó)際河流公平分水的思路和方法，并通過(guò)案例分析對(duì)各種不同方法