虚拟水在我国水资源管理领域的应用和探讨

李想 ，张兴华

（1.中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038；2.中冶建筑研究总院有限公司，北京 100088）

虚拟水在我国水资源管理领域的应用和探讨

李想1，张兴华2

（1.中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038；2.中冶建筑研究总院有限公司，北京 100088）

虚拟水以其形象的表达和丰富的内涵，成为2000年以后全球水科学研究领域的热点，被广泛认为是深入研究水资源管理的重要概念，也是衡量人类对水资源系统真实占有量的有效工具。文章系统介绍了虚拟水的基本概念，并对其目前在我国水资源管理领域的应用做了系统性的阐述和探讨。

虚拟水;水足迹;水资源管理

目前，水资源商品化与资源配置全球化已是不可逆转的潮流，因而迫切需要一个适当的概念或者工具来反映水资源的经济学意义。1993 年，Tony Allan首次提出了虚拟水（Virtual Water）的概念，并将其定义为生产农产品所需要的水资源量。事实上在虚拟水概念之前， Tony Allan 就曾经使用过“嵌入水”（Embedded Water） 等概念 ， Haddadin 和McCalla 也曾分别提出过“外来水”（ Exogenous Water）以及“水、粮食和贸易的结合体”（Water Food and Trade Nexus）等概念来表达类似意思，但均未引起学术界足够的重视。现在， 如果在Google 搜索中输入“Virtual Water”，可显现出一亿八千万条结果，可见，虚拟水（Virtual Water） 已成为一个广泛使用并已引人关注的概念。

1 虚拟水和水足迹的概念

虚拟水是指生产商品和服务所需要的水资源数量。虚拟水不是真实意义上的水，而是以“虚拟”的形式包含在产品中的“看不见”的水。例如在产品的整个制造周期中，生产1瓶白酒需要消耗240g水，生产1kg羊肉需要消耗18,000kg水，生产1kg牛奶需要消耗2210kg水，这些在产品服务生产过程中使用的水量就称之为虚拟水。虚拟水以“看不见”的形式蕴藏在产品中，当人们消费这些产品的时候，实际上就是以虚拟水的形式使用了这些水资源。

在虚拟水理论的基础上，Hoekstra于2002年进一步提出了“水足迹”（Water Footprint）的概念，用以描述人类消费对水资源系统的影响，其思想源自于生态足迹理论。生态足迹理论依据人类对土地的依赖性将人类活动对生态系统的影响归结为对土地面积的占用，而水足迹则是通过虚拟水概念的介入来描述人类消费对水资源系统的影响。

项目来源：水体污染控制与治理国家科技重大专项（2013ZX07209001）。

2 虚拟水概念在水资源消耗量化中的应用

评价一个国家和地区对水资源的消费利用状况时，通常以生活、农业、工业用水之和作为主要的表征指标。但这种方法忽视了农业生产中对土壤水的利用以及区域间虚拟水贸易的影响。相比之下，虚拟水或水足迹概念更能真实地用以评价对水资源的需求和占有状况。例如Chapagain和Hoekstra计算得到的全球水足迹约为7.45×1012m3/年，人均水足迹为1240m3/年。印度是世界上水足迹最大的国家，总水足迹达到9.870×1011m3/年。但从个人水足迹来看，美国以人均水足迹2480m3/年位居第一，其次是南欧的一些国家（如希腊、意大利、西班牙等），人均水足迹在2300～2400m3/年。中国人均水足迹相对较小，仅为700m3/年。除气候、水资源利用水平等因素外，不同消费模式对水足迹大小也具有重要的影响。如美国人均水足迹高的部分原因就在于其较高的肉类消费和工业产品消费。Chapagain和Hoekstra对饮茶和喝咖啡两种不同的生活习惯的水足迹进行了对比，一杯咖啡的虚拟水含量约为140L，而一杯茶的虚拟水含量仅为34L。也就是说，选择喝咖啡产生的水足迹是选择喝茶的4倍之多。可见人们生活方式的选择，对潜在耗水量产生着巨大的影响。因而合理地利用虚拟水概念来看全社会的水资源的分配和流动，可以站在全局层面上对水资源形成合理的调度和管理。

3 虚拟水概念在水资源管理中的地位

从当前国内外的研究和实际应用来看，水资源的管理阶段可分为四个层次：

（1）供应端管理

例如开辟新水源、大规模远距离调水等，其目标就是提供更多的水资源，但通常成本巨大，南水北调就是典型的例子。

（2）技术性节水管理

这是水资源需求管理中的第一步，利用技术手段提高水资源的利用效益是其根本的目标，但通常技术性节水所产生的节水效果十分有限。

（3）内部结构性管理

实质上是需求管理的更高层次，涉及到区域内部社会结构变化等问题，如结构性节水等措施。

（4）社会化管理

这是水资源需求管理的最高层次，需要充分认识到水资源的社会属性，以水资源的社会属性为主线，充分利用各种外部资源来缓解局地水资源的紧缺。在社会化管理阶段，关键的任务是辨明采用新的水资源管理适应性对策的社会瓶颈，采用的工具主要是利用制度变化、经济激励和社会结构变化。

通常在水资源出现短缺的初始阶段，供给管理（南水北调等大的工程措施）可以满足人口增长和福利增加对水资源的需求，但是针对超过水资源可持续利用状态的水资源需求，需求管理就变得相当必要，首先是进行技术性节水，然后是内部结构性调整，最后是采用社会化管理来达到缓解缺水地区水资源短缺的矛盾。显然，应用虚拟水概念并上升到战略高度扩展了水资源研究的问题的范围，属于水资源社会化管理层次的高阶范畴。

相对于国家甚至世界范围而言，水资源的短缺通常只是局部现象。传统上，人们对水和粮食安全都习惯于在问题发生的区域范围内寻求解决方案。虚拟水战略则从系统的角度出发，运用系统思考的方法找寻与问题相关的不同影响因素，从问题范围之外找寻解决内部问题的应对策略，提倡出口高效益水资源商品，进口本地没有足够水资源生产的粮食产品，通过贸易的形式最终解决水资源短缺和粮食安全问题。由于人口增长是水资源短缺的最原始驱动力，粮食作为人类的生活必需品携带大量的虚拟水，是当前世界贸易中数量最大的商品，人口—粮食—贸易之间的连接关系就成为虚拟水战略分析的主线，也就是抓住了水的社会属性这条主线来进行水资源管理。

4 探讨

（1）虚拟水是一种新的水资源观

国内关于虚拟水的研究刚刚兴起，在理论和方法上尚不成熟，目前关于虚拟水的研究尚未涵盖虚拟水概念的全部内涵。虚拟水概念从水资源利用的过程和机理入手，建立了产品与水资源的直接的数量联系，使我们可以直接透过产品或服务看到其背后蕴含的水资源量。虚拟水概念的提出，突破了水资源研究必须围绕“实体水”本身展开的观念束缚，拓宽了水资源研究的领域，改变了过去一直将水资源供需平衡研究置于宏观层面的状况，从静态的类型和结构研究转向动态的过程和机制研究，为从深层次上探讨水资源问题提供了新的思路，将成为相关水问题研究的一个重要的创新领域。

（2） 虚拟水概念对于水资源承载力研究具有重要意义

水资源承载力的研究经过十多年的发展，仍未在理论和方法上形成一个成熟的框架。虚拟水概念为水资源承载力研究提供了很好的思路，即按照账户的方式，从消费模式入手，通过虚拟水实现消费项与水资源量之间的转换，最终用一定消费模式下可承载的人口数量作为衡量水资源承载力的指标，有助于解决长期存在于水资源承载能力研究中的表征指标。

（3）有关虚拟水的研究方兴未艾

为使虚拟水研究获得更加科学、实用的研究成果，促进虚拟水这个无形工具在完善我国水资源管理、保障国家和区域水资源安全方面发挥实际作用，迫切需要从以下几个方面开展我国的虚拟水研究工作：

1）产品虚拟水量化研究—确定不同产品在不同地区的虚拟水含量，揭示不同地区、不同产品或服务虚拟水的区域差异；

2）虚拟水平衡研究—通过研究区域虚拟水平衡状态，描述中国不同地区间虚拟水流动格局，提出水资源优化配置模式；

3）区域水足迹研究从区域消费模式入手，通过水足迹评价，揭示不同地区的水资源承载力，定量反映不同地区的水资源供求平衡状况；

4）虚拟水战略研究在以上研究的基础上，将虚拟水理论与比较优势理论相结合，增强虚拟水的经济、政策关联性，为不同地区制定科学合理的虚拟水战略，实现水资源可持续利用提供科学依据和决策支持。

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[6] 程国栋.虚拟水-中国水资源安全战略的新思路[J].中国科学院院刊，2003（4）.

声 明

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《中国环保产业》编辑部

Application and Discussion of Virtual Water in China Water Resource Management Area

LI Xiang1, ZHANG Xing-hua2
(1.China ENFI Engineering Corporation, Beijing 100038; 2.Central Research Institute of Building and Construction Co., Ltd, Beijing 100088, China)

The virtual water, therew ith its visual expression and abundant connotation, has become the hotspot of water sciences research area in the world since 2000, and is believed that it is an important concept in the research of water resource management and is an effective tool in weighing human true possession of water resource system. The paper presents the basic concept of the virtual water, expatiates and discusses system atically the app lication of water resource management area in our country.

virtual water; water footprint; water resource management

X52

A

1006-5377（2014）03-0048-03