一、水資源集約利用的提出與概念
“集約”指密集的、透徹的、深入細致的，是相對于“粗放”而言的。“集約”的概念起初用于描述經濟增長方式，認為高效率、高質量、高產出，且低消耗地實現經濟增長為“集約”型經濟增長方式。“集約利用”最早由李嘉圖（David Ricardo）、雅克·杜爾閣（Jacques Targqt）等英國古典經濟學家用于農業土地利用過程，指在一定面積土地上集中投入較多的生產資料和勞動，使用先進的技術和管理方法，以求在較小面積的土地上獲取高額收入的一種農業經營方式。馬克思指出：耕地集約化是資本集中在同一片土地上，而不是分散在若干毗連的土地。一般把單位面積土地上的資本、技術和勞動投入量看作是土地利用的集約度，表示土地與資本、技術和勞動的結合程度。因此，無論是“集約”還是“集約利用”的概念，均強調投入資本和勞動，并實現高效產出。隨后，“集約利用”這一概念從“土地集約利用”“耕地集約利用”衍生出資源集約利用，如“礦產資源集約利用”“水資源集約利用”等。水資源集約利用概念是從農業土地集約利用引申而來，但由于其具有更多社會、生態和經濟屬性，內涵遠比土地集約利用豐富和復雜。一些學者從不同角度對水資源集約利用進行了概念解釋，但尚未達成共識。筆者認為水資源集約利用是指以水資源總量為剛性約束，在“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”指導下，經濟社會與生態環境各部門通過使用先進的技術和管理方式，提高水資源使用效率，使得投入單位水資源能獲取更高綜合效益，促進生態環境保護和經濟社會可持續發展。由此，良好的生態環境維持、水資源的合理配置和用水結構的優化完善，是水資源集約利用的前提，缺乏上述條件，不斷提高水資源使用效率和綜合效益的水資源集約利用的目標就要落空。例如，盲目地加大水資源的開發利用，就會造成生態環境質量大幅度下降；用水結構的不合理，比如高耗水部門的占比過高，即使投入強度很高，水資源利用效率也不會有大的提升。在上述必要條件約束下，加大工程、技術和管理的投入，盡可能提高水資源的使用效率和效益就成為水資源集約利用的核心。水資源集約利用不同于節約利用。節約用水（saving water use）是相對于“浪費”而言的，是指用水在數量上的減省、限制，盡可能用最少的水資源來滿足生產、生活和生態的需要。在內涵上，節約用水是指在各個用水部門，通過采取法律、行政、經濟、技術等綜合性措施，提高水資源利用效率，以最少的水資源獲得最大的綜合收益，保障經濟社會可持續發展。這里的節約是對水資源利用在數量上的要求，強調數量上的節省和用水效果，它是一個微觀概念，可通過一些具體的技術指標來保證實現。集約用水（intensive water use），是相對于“粗放用水”而言的，代表的是一種經濟性思維，即在生產技術水平相對不變的條件下，通過各要素使用效率的提高（如資金、科學技術和管理措施等）或要素的重組降低所需投入成本，來實現收益增長的水資源利用方式，強調的是用水方式，是一個宏觀概念。節約用水與集約用水又是相互聯系的，二者目標都是要有效利用水資源。要做到節約用水必然要求提高水資源利用的集約度，使其綜合收益得到提高，也就是水資源滿足人們需求的能力得到提高，自然也就節約了用水。同時，節水是水資源集約利用的有力保障，節水型社會的建設必然會促進水資源集約利用模式的形成。我國水資源總量有限、利用效率低，水資源集約利用理念一直伴隨我國經濟社會發展各個階段。如2001年，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十個五年計劃的建議》提出，將水資源的可持續利用提到關系經濟社會發展的戰略地位，并把節水作為主要措施加以強調；2006年，“十一五”發展規劃綱要提出構建集蓄水、引水、供水、節水、污水回用于一體的水資源集約利用體系；2012年，十八大報告指出“要節約集約利用資源，推動資源利用方式根本轉變，加強全過程節約管理，大幅度降低能源、水、土地消耗強度，提高利用效率和效益”，這是國家層面對集約利用提出的新要求；2016年，“十三五”發展規劃綱要提出堅持節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力，以全面提升水安全保障能力為主線，突出目標和問題導向，以落實最嚴格水資源管理制度、實施水資源消耗總量和強度雙控行動為抓手，全面推進節水型社會建設；2021年，“十四五”發展規劃綱要提出要實施國家節水行動，建立水資源剛性約束制度；我國紀念2021年“世界水日”和開展“中國水周”活動的宣傳主題為“深入貫徹新發展理念，推進水資源集約安全利用”。節約集約利用已成為發展循環經濟和建設節約型社會的重要內容之一。水資源集約利用追求的是資源利用效率和效益最優，反映的是人類對于水資源利用效率動態提升的過程。從經濟學角度看，其過程遵循邊際報酬遞減規律，即在一定技術水平下，可變生產要素（如本文所述的與水資源開發利用相關的綜合投入）與投入量不變的固定生產要素（如耕地面積、工業規模等）相結合進行生產時，伴隨可變生產要素投入量的增加，產出的經濟社會與生態環境綜合收益經歷由增遞減的過程。參照水資源集約利用的邊際報酬遞減規律（具體示意圖參見本刊）可以看出，水資源集約利用不是片面地追求高投入，其核心思想是投入的有效性，而有效的投入應控制在集約邊際內。旱區水資源以冰川、積雪、地下水、湖泊及地表徑流等多種形式共存，水資源時空分布顯著不均勻，水資源形成在高原或高山地區，而消耗在平原、綠洲和荒漠地區，徑流形成的高山地區水資源較多，而徑流耗散區水資源較少，且受全球變暖影響比較敏感。旱區徑流補給類型可分為：①以季節性積雪融水為補給源，這類河流徑流主要來源于冰川積雪，汛期通常在春季或初夏，如阿爾泰山地和準噶爾西部山地河流；②以雨水為主要補給源，其河川水文情勢會隨著雨情發生響應和改變，如青海湖內陸河流等；③高山冰雪融水補給比重較大，這類河流特點是汛期一般在7—8月，春季較為缺水，如昆侖山北坡及柴達木盆地西部的河流；④混合補給型，中國干旱區河流大部分屬此類，由于各種補給源混合比重不同，河川水文情勢較為復雜。干旱及半干旱地區水循環與徑流特征主要表現在：降雨少、蒸發量大，地下水埋深較深，從高山到平原，再到戈壁、沙漠等地，降水、蒸發等水文要素垂直地帶性分布規律明顯，隨著海拔高程的降低，降水量減少，蒸發能力增大；此外，在內陸河流域山前平原，地表水與地下水轉換極為頻繁，平原區86%以上地下水來自地表水轉化補給；地表水、土壤水、地下水在頻繁轉化過程中，以從“液態”轉化為“氣態”形式全部消耗于大氣中。由于水資源極度短缺，人類活動正在一定程度上破壞著旱區水循環的系統性，水循環模式已經由自然因素主導的水循環模式發展為人類活動與氣象因子共同驅動的“自然—人工”二元水循環模式。特別是旱區“綠洲經濟、灌溉農業”的經濟社會特征，使人類活動干擾下生態與社會系統用水競爭問題突出，即社會水循環中農業水循環通量過大，嚴重破壞了自然水循環系統的基本生態和環境服務功能。受社會水循環影響，大量攔水或引水加大了蒸發消耗水量，改變了水資源分布的格局，下游生態系統只能依靠地下水；而地下水的開采減弱甚至中斷了通過植物根系和土壤抽吸的自然輸送過程，改變了地下水輸送方式和循環速度，影響了地下水對生態過程的參與程度和地下水動態平衡特征。旱區受自然社會條件限制，農業用水占比超85%，而生態用水僅占6%左右，部門間用水矛盾突出，且主要集中在農業與生態用水間。據研究表明，內陸河區生態環境虧缺水量46億m3，石羊河、黑河、天山北麓和塔里木河生態環境虧缺水量分別為3億m3、7億m3、14億m3和17億m3，虧缺率分別為47%、42%、26%和11%。旱區水資源量較少，資源性缺水問題嚴重，水資源開發利用率高。2019年西北諸河水資源總量為1530億m3，水資源開發利用率為47.6%，遠超全國平均水平（20.7%），且超過國際公認的40%安全線。其中，新疆及寧夏兩省份的水資源利用率分別高達67.5%與554.8%，地表水資源開發利用率分別為57.7%與608.7%。同時，地下水嚴重超采，2001—2010年期間，內陸河流域地下水超采量為35.71億m3，其中天山北麓諸河、塔里木河及河西走廊內陸河流域超采面積分別為30148km3、2369km3及14952km3，地下水超采量分別為19.5億m3、4.1億m3及5.4億m3。我國旱區海拔較高，自然條件嚴酷，導致該地區植被較為稀疏，沙漠化土地分布面積廣，生態本底較差。在人類活動的影響下，近年植被減少、草場退化，沙漠向綠洲侵蝕的速度逐步加快，整個西北地區沙漠化土地面積目前仍以每年2000～3000km2的速度在增加；另外，黃土丘陵溝壑區和黃土高原溝壑區水土流失日益嚴重，面積總計約25萬km2；旱區土壤次生鹽漬化問題也比較突出，鹽漬化面積已達200萬hm2，占全國鹽漬化土地的1/3以上。旱區水資源利用效率整體偏低，水資源浪費嚴重。特別是農業用水，由于其特殊的下墊面條件，地表水下滲能力較大，旱區農田綜合灌溉定額為505 m3/畝，接近全國平均值的1.3倍，農田干、支、斗防滲率僅為55%左右，灌溉用水利用系數為0.53，距國際先進水平標準0.8～0.9仍有較大差距。據估算，黃河全部灌區灌溉用水的利用率僅為30%；河套地區每生產1kg糧食的用水量為3.48m3，為東部地區用水量的8倍，是全國平均水平的1.8倍。對于工業用水，旱區萬元GDP用水量為全國平均水平的2倍左右，不少城市的工業生產設備陳舊，工藝落后，缺少高新技術產業，工業用水的重復利用率只有40%～60%，有的甚至低至20%～30%，遠低于國內發達城市的水平。黨的十八大開啟了生態文明建設的新時代，要求必須堅持節約優先、保護優先。其中，節約優先落實在水資源領域，就是要堅持“節水優先”。旱區水資源短缺，經濟落后，相對于依靠大規模水資源開發、調水等高額代價，節水措施的邊際成本較低，潛力巨大。此外，高耗水產生的高排放、高污染，以及由此帶來的水生態損耗、水環境污染更是生態環境不可承受之重。因此，實施“節水優先”戰略是我國旱區水資源集約利用的有力保障。通過節水遏制需求增長，從總量上減少水資源消耗；通過節水提升用水效率，控制水資源開發強度；通過節水減少廢污水排放，減輕對水生態、水環境的損害，從根本上解決旱區復雜水問題。總量控制就是堅持“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”原則，把水資源作為前置約束條件，根據地區水資源、水生態、水環境承載能力，調整區域空間布局，控制城市發展規模，引導人口流動，優化產業結構，以實現人與自然的和諧共生和可持續發展。由于特殊的地理和氣候條件，旱區的水資源利用更要扭轉過去以經濟社會發展為主要目標的舊觀念，合理確定可用水總量和用水定額，結合當地經濟社會發展的現實情況，研究提出每個區域城市生活用水、工業用水、農業用水的控制性指標，最終實現“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的可持續發展目標。雖然我們已經認識到西北旱區水資源非常短缺，但是不合理的用水需求卻仍在持續增長，水資源利用效率依然很低。如一些缺水城市規劃建設了大量的人工湖、攔河壩，農業“大水漫灌”仍然普遍存在，工業水污染現象屢見不鮮，不合理的用水需求與浪費在消耗著寶貴的水資源。水資源高效利用是實現集約的根本，這就需要大力推進工業節水改造行動，開展節水技術開發和節水設備研制；普及推廣噴灌、微灌、滴灌、低壓管道輸水灌溉等高效節水灌溉技術；城市生態綠化用水要優先使用中水、雨洪水等非常規水源，以減少水資源消耗。循環經濟是物質閉環流動型經濟，是以資源的高效利用和循環利用為目的，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以物質閉路循環和能量梯次利用為特征，按照自然生態系統物質循環和能量流動方式運行的經濟模式。按照這一理念，旱區水資源利用和管理實現循環經濟，其核心是積極發展替代水源，合理利用雨水；加強城市污水再生利用設施建設，推行中水系統，實行分質供水和一水多用。旱區是資源性缺水地區，同時兼有工程性缺水、結構性缺水和管理性缺水特點，大多數地區的水資源利用屬于過度無序狀態。針對旱區水資源特征與現階段面臨的問題，為更好地提高水資源的集約利用程度，可通過政策措施、工程措施、非工程措施和經濟措施等的實施，健全水資源集約利用體系，建立從政策制定、規劃，到實施執行、維護、監督監測、反饋、再調整的循環過程，促進我國水資源的集約利用。首先是優化產業結構。針對旱區用水方式粗放、單位水量產出效益低的問題，加大結構調整力度，轉變用水方式，發展與干旱區資源（水資源、耕地資源和礦產資源）稟賦條件、經濟發展水平相適應的產業，限制并逐步退出高耗水作物、高耗水產業以緩解旱區結構性缺水。其次是建立水資源集約利用的經濟杠桿調節機制，包括水價調整、工程投資優化、獎懲機制等。最后是提高全社會水資源集約利用意識。通過宣傳、參與或組織相關活動，從政策的制定者到田間作業的農民、學校的學生，培養全民水資源集約利用意識。①跨流域調水。旱區水資源供需矛盾突出，可統籌考慮調水區、受水區各方需求和利益，進行綜合性水利樞紐和調蓄工程建設，實現跨界河流開發、跨流域調水，增強旱區水資源統籌調配能力和供水保障能力，為集約利用提供保障。②通過山區水庫與平原水庫的置換、輸水渠系的提升改造等工程措施，降低大水面蒸發損失和輸水滲漏損失，促進水資源高效利用。③灌區規模化建設。西北干旱區耕地具備化零為整的條件，通過灌區的規模化建設，結合高標準農田治理，采取水利配套、溝渠整治、道路建設、農田盤整和科技配套等措施，實現水資源的集約利用，并把耕地集約利用與水資源集約利用統一起來，以促進農業節本增效。④建設廣泛的中水回用系統。旱區水資源短缺，應大力發展水處理科技，積極推廣中水回用，如在農田灌溉區建立農業用水回用灌溉系統，在工業區建立小型污水處理廠并采用先進工藝技術對污廢水進行處理，在生活區建立再生水回用系統回收有用的水資源。水資源管理的目標是實現智慧管理。針對降水、蒸散、土壤水、徑流、湖庫水位水量、地下水儲量等水量、水質全要素，利用物聯網、大數據、云計算等新興科學技術，要加強立體監測體系建設，實現實時在線監測；建立智慧化水資源管理與調配系統，推進水資源管理數字化、智能化和精細化，為推進水資源集約利用提供智慧化決策支持。要強化用水定額管理。西北地區大部分灌區畝均灌溉用水量遠大于灌溉定額，部分工業產業用水量也遠大于國內國際先進水平，強化用水定額管理是旱區實現水資源集約利用的基礎管理手段。實際工作中需將定額管理與計劃用水管理、規劃或建設項目評價、重點用水戶監控、取水許可審批、延續取水等基礎管理工作緊密結合。西北旱區是我國“一帶一路”倡議、“西部大開發”的核心地帶，西北旱區水資源集約利用對我國未來經濟社會發展及生態文明建設具有極為重要的意義。推進水資源集約利用，需要盯緊經濟社會協調可持續發展的目標與生態環境保護戰略，構建水資源集約利用理論體系，落實提升水資源開發利用效率的方法，把好水資源開發利用總量控制的剛性約束，提高循環利用率。結合我國西北旱區水循環徑流特征以及水資源開發利用中存在的問題，樹立水資源集約利用理念，合理確定集約邊際，并進行集約利用綜合評價，根據評價結果通過政策、工程和管理等措施，優化產業結構，提升水資源利用效率，加強水主管部門管理，是下一階段提升旱區水資源集約利用水平的主要工作。
