我国水安全研究现状及展望

胡 松 ，梁 虹 ，舒栋才 ，代 稳

（1.贵州师范大学，贵阳 550001 2.贵州省水文水资源局，贵阳 550002）

我国水安全研究现状及展望

胡 松1，梁 虹1，舒栋才2，代 稳1

（1.贵州师范大学，贵阳 550001 2.贵州省水文水资源局，贵阳 550002）

由于水问题的重要性，人们越来越重视水安全方面的研究。该文就目前水安全现状的研究从其内涵、评价、对策3个主要方面进行了总结分析，并对以后的研究趋势作了展望。它认为加强基础理论研究；建立不同区域、不同层次的水安全评价指标体系，改进评价方法；深化对策研究，环境变化水安全研究是今后的发展方向。

水安全；水安全的内涵；水安全的评价；对策

水既是区域社会经济发展的战略性资源，又是维持生态环境良性循环的重要因子。但随着社会的发展、经济的增长，水多、水少、水脏问题已构成社会经济发展的巨大障碍。另外，水问题还会引起社会危机、政治危机和生态危机，直接影响区域的安全与稳定。因此水安全的研究日益引起许多学者的重视并成为研究热点之一。加强水安全的研究不仅能实现水资源的可持续利用与区域社会经济发展协调一致，而且还是一项具有基础性、战略性和实践意义的研究课题。

水安全系统是一个复杂的巨系统［1］，包含水、社会、经济、生态等子系统及其以下更多的低级系统。各系统之间相互影响，关系复杂。在一定时间内系统的发展状况具有很大的不确定性。

水安全的主要内容包括：水安全的内涵；水安全的评价；水安全的对策3部分［2］。本文就研究现状及今后的研究动态做一浅述，以期对研究者有点裨益。

1 水安全内涵现状

水是构成自然环境的重要要素，也是参与物质循环，维系生命存在和发展的重要物质基础。安全由于主体不同可以分为国家安全、政治安全、交通安全等不同种类，且各种安全具有不同的内容和特征，但本质特征都是免于威胁或危害，水安全也不例外。因水安全是一个复杂的巨系统，不同学者站的角度、层次不同，研究的具体问题不同，给出的概念也不同。就目前的研究状况，总体上可以把水安全的概念可分为以下几类：

1.1 以生态角度定义水安全

这种观点认为：水安全系统是整个生态系统的子系统，只有保证生态系统的安全，才可能有水安全。水体保持一定的水量、安全的水质条件以维护其正常的生态系统和生态功能，保障水中生物的有效生存，周围环境处于良好状态，使水环境系统功能可持续正常发挥，同时能较大限度地满足人类生产和生活的需要，使人类自身和人类群际关系处于不受威胁的状态［3］。郑通汉把水安全看成生态安全的一部分，认为水安全指的是现在或者将来，由于自然的水文循环波动或人类对水循环平衡的不合理的改变，或者两者的耦合，使得人类赖以生存的区域水状况对人类不利的演进正在或将要对人类社会的各个方面发生不利影响，表现为干旱洪涝、水量短缺、水质污染、水环境破坏等等方面，并由此引发粮食减产、社会不稳、经济下滑及地区冲突等等［4］。

1.2 从供需平衡的角度定义水资源概念

贾绍凤［5］提出水安全是以可承受的价格为生活、生产和生态提供足够安全的水。水安全的本质即是水资源的供需平衡。夏军等［6］认为水安全通常是指由水的供需矛盾产生的影响经济社会发展、人类生存环境的危害问题。钟华平［7］、宁立波［8］也持相同观点。

1.3 从人对系统的调控及可持续发展的角度定义水安全

这种观点强调人在水安全系统中的能动作用。认为水安全就是人通过调整自己的行为或通过工程、非工程的措施影响水的自然循环过程、人工循环过程或二者的耦合系统，以保证水量、水质都能满足经济、社会、生态的可持续发展的需要而不至于发生危害的状态。如李少华、董增川就提出了类似的水安全概念，认为水安全指“现在或将来，在某一流域或特定区域范围内，通过一定的工程与非工程措施，在满足生态环境系统良性循环的前提下，使各用水者都能够以可承受的价格获取满足一定水量和水质要求的水，避免因水问题而引发人畜疾病、粮食减产、经济下滑、生态破坏、环境恶化等［9］。”

总的来看，目前状况反映出了人们对水安全概念的认识还不清晰，多从水的资源功能加以定义。人们对水安全属性与经济、社会、生态属性之间的关系还缺乏动态的综合认识。要么强调水在整个自然、社会大系统中的功能作用，认为水安全区问题就是水量、水质及涉水灾害对整个系统的不利影响；要么强调人在水安全问题中的重要价值，只要保证人类社会及所处环境不因水问题而产生不利变化就是水安全。再就是水安全和水资源安全的概念还没有完全澄清，一般都把水安全看成是和水资源安全是相同或相通的。这有待于确定二者之间的界限。

2 水安全的评价现状

2.1 水安全评价理论

纯粹水安全评价理论研究还不多，金菊良［10］将复杂系统综合评价理论用于水安全评价，提出5类水安全评价的模型，并指出实现综合评价的理论框架功能最强的方法是组合评价法。后来为克服传统数学方法在评价水安全的局限，他［11］又探讨了智能评价方法在水安全评价中的应用，通过比较遗传算法、人工神经网络方法、模糊数学、蒙特卡罗等智能方法进行流域水安全评价的理论基础及适用范围。张乐云［12］应用属性识别理论建立了水安全评价的属性识别模型。从目前这些研究看，都充分考虑了水安全空间结构的庞大性、复杂性，内部联系上的模糊性、非线性、时变性、不完全性，采用系统的、不确定的人工智能理论进行探讨，这无疑是今后的发展方向。

2.2 水安全评价中评价指标

在水安全评价中评价指标的选取非常关键，选取哪些指标，选多少指标，因水安全系统复杂，目前并没有公认的、统一的认识。张巧显［13］在中国水资源安全及模拟一文中，选取了人口增长、城市化水平增长率、工业用水重复利用率的增长率、农业灌溉用水占农业用水比率的减少率等16个指标。

韩宇平、阮本清在区域水安全评价指标的构建中，选取了水供需矛盾、生态环境、粮食安全、饮用水安全、控制灾害、水价值、水管理7个1级指标，17个2级指标，106个3级指标进行分析［14］。

畅明奇总结了贾绍风、董洁等人7篇相关文章的指标使用频率，列出了使用频率较高的6大类1级指标，12类2级指标，30类3级指标［15］。

纵观国内水安全评价指标的选取，多以可持续发展的指标为基础，遵循指标体系的构建原则，利用理论分析、借鉴对比的办法建立适合自己研究区域的指标体系。整体上看指标的建立主观性较强，缺乏科学的、定量的说明，还需要先进的理论和方法。

2.3 评价方法研究

目前对水安全的评价一般采用综合评价法，包括综合指数法、层次分析法、模糊综合评价法、模糊物元模型法、投影寻踪法、BP人工神经网络模型等。各种方法都有自己的优缺点，因此近几年研究不同方法的耦合的文章逐渐增多。邱德华［16］基于实数编码加速遗传算法的改进投影寻踪算法的区域水安全等级评价模型（GPPGE）。金菊良［17］用基于加速遗传算法的模糊层次分析法筛选指标、确定各指标和子系统的权重，用集对分析方法建立了基于联系数的流域水安全评价模型（CN-AM）。童芳［18］改进已有的遗传投影寻踪评价方法，构造了基于多目标决策理想点法（TOPSIS）的相对贴近度概念的投影目标函数，利用蒙特卡罗方法产生的大样本数据，建立了一种适合于区域水安全系统评价的新方法（模型）——遗传投影寻踪-理想点插值模型（GPP-IPIM）。总体来看，这些方法都能对评价区水安全状况进行量化说明，但不能准确描述结果与实际水安全状况接近程度。不同方法间的对比研究较少，还不能定量说明方法之间的差异，更不能优选。

3 水安全对策

水安全对策包括水安全的监测及预警研究、水安全战略研究、水贸易、水权制度、水技术等。它们大都处于起步阶段，理论还很不完善，定量研究比较薄弱。

代表性研究主要有：陈绍金［19］对水安全系统评价和预警进行了定量分析，借助系统理论和可持续发展理论，提出了水安全系统评价与预警的指标体系和具体方法。朱尔明、赵广和［20］系统研究了水安全战略的基本理论和方法，提出了从战略角度保证水安全的思想和措施。沈满洪［21］认为水资源安全的保障体系可分为三大方面，水资源的供求保障需求保障、贸易保障。通过市场创新、政府创新和社会创新，构筑起“市场—政府—社会”三足鼎立的制度结构，并从制度、技术、经济贸易方面提出了我国水安全的具体措施。张志强［22］在分析了国际上虚拟水贸易的状况及虚拟水战略在一些国家典型应用的基础上，分析了虚拟水战略的价值和启示，提出了构筑全球化的我国水安全新战略的对策建议。

最近，气候的变化及人类活动对水安全的影响越来越大，环境变化下的水安全研究逐渐成为热点，但定性研究多，定量研究少，并且中长期预测精度不高。结合遥感、GIS和分布式水文模型新方法正成为研究的前沿领域。

4 展望

水安全系统本身结构复杂性及内外部要素间随机、模糊、不确定、非线性、时变的相互关系，决定了人们认识水安全的本质还需时日。但我们要理解几个基本点：①水安全概念的根源于水的可持续利用水安全思想产生于当前或未来水状况和这一理想标准的偏差。②水安全系统安全和水安全本质是相同的，互为充分必要条件。③水安全系统具有实体和观念的双重意义，作为客观实体，它有自身的规律性，不以人的意志为转移。但作为观念，根据协同进化原理，人们可以通过技术、管理、教育等手段促使系统向良性方向发展。

4.1 水安全的评价指标体系和评价方法

对指标选取应在对水安全影响进行科学合理分析的基础上，进行选定，建立起指标体系的评价方法和标准。为克服以往选取指标不能体现选题、随意性、缺乏科学根据等问题，研究者除采用频率统计、借鉴比较、专家咨询等方法外还要加大力度，探讨适用于不同层次水安全及不同区域水安全指标体系选取的新方法。对于评价方法，还需要进一步加强方法的可行性、持续性研究，加强方法间的对比、耦合研究，探寻新的更为合理的方法。

4.2 水安全对策定量和各对策之间动态综合关系的研究

水安全问题涉及经济、社会、生态的具有基础性全局性的重大战略问题，从宏观、战略的角度研究区域水安全更具有重要价值和现实意义。

4.3 水安全的预警研究

主要是在明确水资源安全概念的基础上，研究水安全的预警机制，构建评价指标体系，建设预警监测信息系统等。目前此研究处于起步阶段，理论还不完善，定量研究更薄弱，应从理论和实践上加强。另外风险化战略研究是综合运用洪水保险、滞洪区运用、水价激励、水权制度、节水、虚拟水等战略措施，推动防灾减灾和水供需调配的风险化决策得到了越来越多人的重视。伴随着全球气候变化的严重后果，环境变化下的水安全研究也正成为水安全研究的新动向。

［1］畅明奇，黄强.水资源安全理论与方法［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.

［2］夏军，朱一中.水资源安全的度量、水资源承载力的研究与挑战［J］，自然资源学报，2002，17（3）：262-269.

［3］曾畅云，李贵宝，傅桦.水环境安全的研究进展［J］.水利发展研究，2004（4）：20-22.

［4］郑通汉.论水资源安全与水资源安全预警［J］.中国水利，2003（6）：19-22.

［5］贾绍凤，张军岩，张士峰.区域水资源压力指数与水资源安全评价指标体系［J］.地理科学进展，2002，21（6）：538-545.

［6］夏军，刘孟雨，贾绍凤，等.华北地区水资源及水安全问题的思考与研究［J］.自然资源学报，2004，19（5）：551-560.

［7］钟华平，耿雷华.虚拟水与水安全［J］.中国水利，2004（5）：22-26.

［8］宁立波，肖春娥.水权制度冲突与水资源安全［J］.地理与地理信息科学，2004，20（3）：61-65.

［9］李少华，董增川，周毅.复杂巨系统视角下的水资源安全及其研究方法［J］.水资源保护，2007，23（2）：1-3.

［10］金菊良，魏一鸣，周玉良.复杂系统综合评价的理论框架在水安全评价中的应用.农业系统科学与综合研究［J］.2008，24（4）：391-397.

［11］金菊良，汪文圣，洪天求，等.流域水安全智能评价方法的理论基础探讨［J］.水利学报.2006，38（6）：918-924.

［12］张乐云，曹升乐，杨尚阳.属性识别理论在水安全评价中的应用［J］.山东大学学报.2006，36（5）：70-72.

［13］张巧显，欧阳志云，王如松.中国水安全系统模拟及对策研究［J］.水科学进展，2002，13（5）：570-577.

［14］韩宇平，阮本清.区域水资源评价指标体系初探［J］.环境学报，2003，23（2）：267-272.

［15］畅明奇.黄强.水资源安全理论与方法［M］.中国水利水电出版社，2006.

［16］邱德华.区域水安全战略的仿真评价研究［D］.南京：河海大学，2006.

［17］金菊良，吴开亚，魏一鸣.基于联系数的流域水安全评价模型［J］.水利学报，2008，39（4）.

［18］童芳，董增川，邱德华.区域水安全系统评价新方法探析.水利水电科技进展［J］.2008，28（2）：30-34.

［19］陈绍金.水安全系统评价、预警与调控研究［D］.南京：河海大学，2004.

［20］朱尔明，赵广和.中国水利发展战略研［M］.北京：中国水利水电出版社，2002.

［21］沈满洪.中国水资源安全保障体系构建［J］.中国地质大学学报（社会科学版）， 2006，6（l）：30-34.

［22］张志强，程国栋.虚拟水、虚拟水贸易与水资源安全新战略［J］.资源环境，2003（4）：7-10.

Situation and prospect of water safety research in China

HU Song1， LIANG Hong1，SHU Dong-cai2， DAI Wen1
（1.Guizhou Normal University，Guiyang550001，China；2.Hydrology and Water Resources Bureau of Guizhou，Guiyang550002，China）

Due to the importance of water issues，there is growing emphasis on water safety research.This article on the current status of water security research from its content， evaluation， three key measures carried out were analyzed and future research trends were also expected.That strengthening basic theory research； the establishment of different regions，different levels of water safety evaluation index system， and improve evaluation methods； deepen countermeasures，environmental change，water security research is the future direction.

water security； water security connotations； water security assessment， countermeasures

TV213

A

1672-9900（2010）03-0019-03

2010-02-01

贵州省优秀科技教育人才省长专项资金项目（黔省专合字（2007）110号）；贵州省高层次人才科研条件特助经费项目（TZJF-2007年14号）

胡松（1971-），男（汉族），山东高唐人，硕士,主要从事岩溶水资源与 GIS 方向研究，（Tel）15985192256。