中国水资源压力缓解新视角：减少输水损失与回归流的关键作用

本研究针对中国面临的水资源短缺与污染双重挑战，创新性地整合了社会水循环（Societal Water Cycle）理念，结合物质流分析（MFA）与投入产出分析（IOA），系统追踪了水流量与污染物（TN、TP、COD、NH3-N）在各省区及各经济部门间的物理与虚拟流动。研究揭示了输水损失（Water Loss）和回归流（Return Flows）是加剧水资源量压力（Water Quantity Stress）的关键因素（贡献率达36–79%），而农业与生活回归流是水质压力（Water Quality Stress）的主要来源（贡献率达61–98%）。通过情景分析，研究明确了各省缓解水压力的五大关键部门，为实现联合国可持续发展目标（SDGs）中的水安全目标提供了具体、分省区的策略路径，对推动中国水资源可持续管理具有重要理论与实践意义。

水，是生命之源，也是社会经济发展的命脉。然而，对于像中国这样人口众多、经济快速发展的国家而言，水资源短缺与污染问题日益凸显，已成为制约可持续发展的重大挑战。尽管中国实施了最严格的水资源管理制度（SWRMS）并建设了大规模的跨流域调水工程，但水资源压力（Water Stress）依然严峻，且呈现出显著的区域差异性。传统的评估方法往往将水资源量压力（关注水量的多少）和水质压力（关注水体的洁净程度）分开考量，或者仅关注水的取用量（Withdrawal）或消耗量（Consumption），而忽略了水在社会经济系统中复杂的循环过程——包括取水、输水损失、消耗、污染、回归（即废水排放或回流）、处理、再利用以及区域间的虚拟水贸易（Virtual Water Trade）。这种“只见树木，不见森林”的视角，限制了我们全面理解水资源压力的真正驱动因素，也阻碍了制定高效缓解策略的进程。

为了更深入地理解中国水资源压力的成因并探索有效的缓解途径，由Dan Wang领衔的研究团队在《Journal of Cleaner Production》上发表了一项重要研究。这项研究创新性地采用了物质流分析（Material Flow Analysis, MFA）与环境扩展多区域投入产出分析（Environmentally Extended Multi-Regional Input-Output Analysis, EEMRIO）相结合的方法框架。研究基于2017年的数据，构建了中国31个省级行政区的社会水循环模型，细致追踪了包括农业、26个工业部门、建筑业、服务业、城乡家庭以及生态补水量在内的物理水流量和污染物（总氮TN、总磷TP、化学需氧量COD、氨氮NH₃-N）流量，同时核算了隐含在区域间贸易中的虚拟水流量（包括虚拟水损失、虚拟水消耗和虚拟回归流）和虚拟污染物量。在此基础上，研究评估了各省的水资源量压力（年取水量与扣除环境流需求后的水资源可用量之比）和水质压力（灰水足迹Grey Water Footprint与扣除环境流需求后的水资源可用量之比），并通过设计不同的情景（如减少农业输水损失、提高各行业耗水率等），模拟分析了通过提高水资源利用效率来缓解水压力的潜力。

主要研究结果

3.2. 社会水循环各阶段的水量压力

分析发现，在中国大多数省份，有效利用的水（即消耗量）对水量压力的贡献仅为20%至59%，而输水损失和回归流这些未被有效利用的水量贡献了剩余36%至80%的压力。这意味着，各省的水资源利用效率（消耗量与取水量之比）在0.20到0.59之间，有相当大一部分取水被“浪费”了。在19个农业用水比重高的省份，农业输水损失和回归流是水量压力的主要贡献者（42-71%）。而在高度城市化的上海和北京，工业和家庭用水的管网漏损和排往污水处理厂（WWTP）的回归流是压力主要来源（占比超过36%）。

3.3. 导致水压力关键部门

农业是大多数省份（除北京、上海外）最大的用水部门，占总用水量的33%至93%。同时，在31个省中的25个省，农业也是水质压力的主要贡献者（42%至93%）。工业水污染对水质压力的贡献相对较小（0.2%至10%），但宁夏和内蒙古例外。在新疆、北京、青海、甘肃和上海等省份，家庭是重要的污染源（>45%）。值得注意的是，高用水部门并不必然对应高污染，例如新疆农业用水占比高达93%，但对水质压力的贡献仅为16.5%。

3.4. 省级水压力热点区域

评估显示，中国31个省区中有25个遭受不同程度的水量压力，其中宁夏最为严重，其次是上海和江苏。同时，有28个省区存在由污染引起的水质压力（压力水平大于1），仅新疆、青海和西藏除外。

3.5. 通过避免部门性水损失和回归流来缓解水压力

情景分析表明，通过采取严格节水措施（如降低输水损失率、提高耗水率以减少回归流），同时保持水消耗量不变，可以显著降低水压力。仅减少农业部门的水损失和回归流（情景1），就能使大部分省份的水量压力降低超过20%（除高度城市化地区）。农业也是22个省缓解水质压力的关键部门，缓解潜力达31%至68%。减少工业部门水损失（情景2）对缓解大多数省份水质压力的潜力有限（小于5%）。在青海、上海和新疆等省份，减少生活用水（建筑、服务业和家庭）的回归流对降低水质压力至关重要（可降低超过40%）。基于全面改进的情景（情景4），研究为每个省份识别了缓解水量和水质压力潜力最大的前5个部门。对于大多数省份而言，农业和城市家庭是缓解两类压力的首要部门。针对这五大关键部门采取措施，有望使各省水量压力降低22-75%，水质压力降低23-76%。

研究结论与意义

本研究通过社会水循环的整体视角，揭示了以往被忽视的输水损失和回归流在加剧中国水资源压力中的关键作用。研究表明，通过提高水资源利用效率，重点减少水损失和回归流，而非仅仅关注降低总取水量或消耗量，是缓解中国水压力更具潜力和可操作性的途径。研究不仅量化了这种潜力（水量压力可降低36-79%），还为每个省份量身定制了优先干预的部门序列，为制定差异化、精细化的水资源管理政策提供了科学依据。

此外，本研究对虚拟水贸易研究提供了新的见解。通过将虚拟水出口细分为虚拟水损失、虚拟消耗和虚拟回归流，研究能够评估虚拟水出口的效率，发现其效率普遍较低（11%至61%）。这意味着，提高本地水资源利用效率同样有助于提高虚拟水贸易的效益，减轻出口地区的水资源压力。

该研究框架和方法具有普适性，可应用于其他面临类似水资源挑战的国家和地区。它强调了将水量与水质压力协同治理、将实体水管理与虚拟水流动联系起来的重要性，为推动实现联合国可持续发展目标（SDGs），特别是目标6（清洁饮水和卫生设施）中的水安全子目标（6.4）提供了重要的科学支持和实践指引。最终，这项研究告诉我们，解决水危机需要着眼于整个水的社会代谢过程，而减少“被浪费”的水流，是迈向可持续水未来的关键一步。