鄧捷銘，賈紹鳳

(1. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所中國科學(xué)院陸地水循環(huán)及地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

在城市化進(jìn)程快速推進(jìn)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展的大背景下，水資源開發(fā)利用的需求極大增加[1]?，F(xiàn)代水安全問題的提出，最主要是供水出現(xiàn)問題和受到水災(zāi)威脅。在過去的100 a，全球淡水使用量增加了6倍，自20世紀(jì)80年代以來，全球淡水使用量持續(xù)以每年約1%的速度增長，但仍有10億以上人口的生活用水無法保證[2]，全球未來水安全態(tài)勢不容樂觀。非傳統(tǒng)安全與綜合安全研究關(guān)注到傳統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)主義安全范式中所忽視的非國家行為體(如資源環(huán)境)對(duì)國家安全的威脅，逐漸受到廣泛關(guān)注[3]。水安全作為涉水非傳統(tǒng)安全的研究重點(diǎn)，理應(yīng)上升到人類發(fā)展和國家戰(zhàn)略的高度[4-5]。21世紀(jì)以來，水安全逐漸成為水資源相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，吸引了聯(lián)合國、世界銀行、亞洲開發(fā)銀行等在內(nèi)的各種政府與非政府組織的關(guān)注[6-7]。2013年世界水日聯(lián)合國水組織發(fā)布了《水安全分析概要》，討論把與水有關(guān)的一個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)列入聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的可能性[8]。水安全問題同樣對(duì)國家安全與地緣政治產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，特別是沿河國家間水資源調(diào)控等敏感問題[9]。水安全作為“一系列政府和非政府機(jī)構(gòu)在治理層面的關(guān)鍵目標(biāo)”，可以降低政治沖突風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，已被列入全球政治議程，獲得各國政府高層關(guān)注，尤其是與國家安全、區(qū)域和平間的關(guān)系[6,10]。

如何構(gòu)建科學(xué)全面的水安全評(píng)價(jià)體系而不脫離水安全的核心內(nèi)涵，是水安全評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。早期的水安全評(píng)價(jià)主要通過單一指標(biāo)評(píng)價(jià)水資源壓力來衡量水資源安全，包括水資源壓力指數(shù)、水資源開發(fā)利用程度[11-13]等。隨著對(duì)水安全概念的不斷完善，已有研究多從不同評(píng)價(jià)維度構(gòu)建研究框架，能夠在保證各維度相對(duì)獨(dú)立的前提下，滿足綜合水安全的評(píng)價(jià)需求，易于發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域主要的水安全矛盾[7,14]。與此同時(shí)，水安全評(píng)價(jià)存在各維度間概念交集難以歸類、指標(biāo)重復(fù)選擇與度量、指標(biāo)選擇與水本身相關(guān)性不高等問題。全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系固然重要，但為了能夠精確診斷具體問題，必須縮小概念范圍，聚焦主要關(guān)注點(diǎn)[6]。為提高水安全評(píng)價(jià)體系的系統(tǒng)完備性，避免各維度間概念交叉，提升水安全評(píng)價(jià)問題診斷的精確性，本文基于對(duì)水安全定義、內(nèi)涵與評(píng)價(jià)維度的相關(guān)述評(píng)，構(gòu)建區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并應(yīng)用于中國各省水安全評(píng)價(jià)，以期為相關(guān)研究提供一定參考。

1 水安全定義與內(nèi)涵

水安全是一個(gè)復(fù)合的概念系統(tǒng)，涉及多學(xué)科背景，是在資源利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害規(guī)避等多維綜合視角下，對(duì)水系統(tǒng)整體狀況的一種系統(tǒng)評(píng)判，存在復(fù)雜性和不確定性[15-16]。水安全分為廣義與狹義，廣義的水安全包括水資源安全及防洪安全，狹義的水安全指水資源安全[4]。匯總國際權(quán)威組織與會(huì)議關(guān)于水安全的定義(表1)，總結(jié)水安全重要內(nèi)涵，具體包括：① 社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境等所需要的水量和水質(zhì)得到保障；② 供水價(jià)格具備可承受性；③ 供水及水生態(tài)系統(tǒng)可以保證長期維持；④ 對(duì)旱災(zāi)、洪澇等涉水災(zāi)害具備可承受性?；谏鲜鰧?duì)水安全定義與內(nèi)涵的總結(jié)，本文將水安全定義為：能可持續(xù)地以可承受的成本供給數(shù)量足夠、水質(zhì)達(dá)標(biāo)的水，保證人類生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)健康等需求，同時(shí)保障水相關(guān)災(zāi)害的防治安全。

表1 水安全定義Table 1 Definition of water security

2 水安全評(píng)價(jià)維度述評(píng)

2.1 資源安全

資源安全是水安全的核心內(nèi)容，最有名的水資源短缺評(píng)估框架，就是結(jié)合了水資源壓力和水資源短缺這2個(gè)維度評(píng)價(jià)水資源安全[23]。從資源安全的角度出發(fā)，水安全的實(shí)質(zhì)是水資源數(shù)量供給能否滿足合理的水資源需求，即保證所有人能獲取質(zhì)量安全的供水，滿足生活生產(chǎn)需求，其中最為核心的內(nèi)涵為供水水量和水質(zhì)。眾多水安全定義中提及的安全用水，指數(shù)量足夠且水質(zhì)符合要求的供水[19,24]。具體展開來說，從生活、生產(chǎn)需水對(duì)象來看，水安全應(yīng)滿足所有社區(qū)的家庭用水和衛(wèi)生需求，保證人人都有獲得安全飲水的權(quán)利，同時(shí)支持農(nóng)業(yè)、工業(yè)和能源生產(chǎn)性經(jīng)濟(jì)體穩(wěn)定發(fā)展[25]；從生態(tài)需水對(duì)象來看，水安全應(yīng)保證生態(tài)系統(tǒng)最低需水，人類不能擠占過多生態(tài)用水而使生態(tài)系統(tǒng)崩潰。因此，水安全數(shù)量保障評(píng)價(jià)應(yīng)判定不同對(duì)象的需水是否得到滿足。

(1) 數(shù)量保障。水資源數(shù)量保障一直是國內(nèi)外水安全相關(guān)指標(biāo)體系中最為基礎(chǔ)的一個(gè)評(píng)價(jià)維度，是衡量水安全的首要因素[6]。在衡量區(qū)域水資源數(shù)量時(shí)，前人研究中常常利用人均水資源量等反映地區(qū)水資源稟賦情況的指標(biāo)，沒有考慮水資源開發(fā)利用的難易程度、水質(zhì)和生態(tài)需水等因素，無法真實(shí)反映地區(qū)可利用的水資源[26]，從水安全的內(nèi)涵來說，無法準(zhǔn)確衡量該地區(qū)水資源能否滿足各方需求。從供需平衡這一角度衡量水資源數(shù)量，即評(píng)價(jià)供水需求滿足程度，更為真實(shí)客觀。

(2) 可持續(xù)性保障。除了保障現(xiàn)階段數(shù)量充足、質(zhì)量穩(wěn)定的水資源外，水資源供需還應(yīng)考慮長期安全，滿足人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的長期需求，即可持續(xù)性保障。僅僅考慮當(dāng)前供水需求而過度使用水資源，將會(huì)造成不可持續(xù)性，水安全可以理解為可持續(xù)發(fā)展思想在水相關(guān)領(lǐng)域的延伸[1]。國際相關(guān)組織在闡述水安全概念時(shí)，提及可持續(xù)性是度量水安全不可或缺的關(guān)鍵內(nèi)涵[17,27]。前人研究中，較少將可持續(xù)性提升至單獨(dú)的一個(gè)評(píng)價(jià)維度，而是多將其概念分散在水資源、生態(tài)環(huán)境等維度進(jìn)行考慮。水安全的可持續(xù)性內(nèi)涵，應(yīng)包含水資源稟賦、水資源開發(fā)利用(人類需求)和生態(tài)需水的長期保障，三者聯(lián)系緊密，相互影響，因此將可持續(xù)性作為一個(gè)獨(dú)立完備的評(píng)價(jià)維度更為科學(xué)。利用水資源稟賦與開發(fā)利用指標(biāo)進(jìn)行水安全評(píng)價(jià)時(shí)，更多應(yīng)反映資源能否長期有效地支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，即資源利用的可持續(xù)性。從生態(tài)安全的角度出發(fā)，生態(tài)可持續(xù)性應(yīng)保證生態(tài)系統(tǒng)最低需水，維持生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)穩(wěn)定并避免崩潰。

(3) 質(zhì)量保障。水資源質(zhì)量保障，就是讓水質(zhì)滿足生態(tài)用水和生活生產(chǎn)的水質(zhì)要求。生態(tài)用水的水質(zhì)保障，即水環(huán)境安全，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注水質(zhì)污染所反映的自然水體水質(zhì)問題[15,26,28-29]。自然水體水質(zhì)不僅關(guān)乎水環(huán)境質(zhì)量，也影響到水資源的可利用性。根據(jù)不同區(qū)域與評(píng)價(jià)尺度的數(shù)據(jù)差異，衡量水環(huán)境的指標(biāo)也存在差異。評(píng)價(jià)水環(huán)境的指標(biāo)容易重復(fù)選擇，如果將綜合性的指標(biāo)和單項(xiàng)水質(zhì)判別指標(biāo)均納入評(píng)價(jià)體系，就會(huì)造成指標(biāo)冗余，造成相關(guān)指標(biāo)重復(fù)度量。比如較為常見的河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)比例[30-32]，是一個(gè)包含了COD等單項(xiàng)指標(biāo)的綜合性水質(zhì)判別指標(biāo)。生活生產(chǎn)水質(zhì)保障，除考慮飲用水源水質(zhì)外，還應(yīng)該評(píng)價(jià)經(jīng)過管網(wǎng)運(yùn)輸后的用水終端水質(zhì)是否符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 其他維度

(1) 經(jīng)濟(jì)安全。經(jīng)濟(jì)安全強(qiáng)調(diào)水資源能夠保證經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運(yùn)行，不能因水價(jià)不合理而使當(dāng)?shù)貎?yōu)勢行業(yè)喪失市場競爭力[25]。對(duì)于企業(yè)來說，需要充分考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和發(fā)展程度，避免用水支出過高，保證當(dāng)?shù)仄髽I(yè)穩(wěn)步發(fā)展；對(duì)于個(gè)人來說，水安全即有負(fù)擔(dān)得起的水資源以滿足飲用、洗滌和生計(jì)需要[33]。水安全強(qiáng)調(diào)生活用水是基本人權(quán)，保證人人都有獲得安全用水的權(quán)利，這其中用水成本的可承受與否是影響用水戶能否獲取足夠用水保障的關(guān)鍵，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較差、人均收入較低的地區(qū)。前人研究中將用水成本納入水安全評(píng)價(jià)維度的研究較少，少數(shù)學(xué)者考慮將生活用水支出納入水資源可獲取性評(píng)價(jià)中[30]，但鮮有將用水可承受性作為水安全單獨(dú)維度進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)價(jià)與探討。一些研究雖考慮了經(jīng)濟(jì)安全的評(píng)價(jià)內(nèi)容，將GDP等經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)指標(biāo)或工業(yè)萬元增加值用水量等用水效率指標(biāo)納入水安全評(píng)價(jià)[34-35]，但該類指標(biāo)與水資源關(guān)系不密切，不能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)安全在水安全評(píng)價(jià)中的真正內(nèi)涵，反而降低了評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)水安全問題診斷的靈敏度。

(2) 防災(zāi)安全。從災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)角度出發(fā)，水相關(guān)災(zāi)害防治關(guān)乎社會(huì)安定、經(jīng)濟(jì)有序發(fā)展以及人民生命安全和財(cái)產(chǎn)安全保障，是水安全重要內(nèi)涵。許多研究將洪水、干旱等水相關(guān)災(zāi)害及其抵御能力列入評(píng)價(jià)水安全的一個(gè)重要維度[27,29,36]，其中大部分研究將不同災(zāi)害統(tǒng)一囊括為一個(gè)評(píng)價(jià)維度，沒有考慮其與水安全其他維度內(nèi)涵是否存在重復(fù)。如旱災(zāi)的發(fā)生主要是危及淡水的可用性[37]，其本身含有水資源數(shù)量的內(nèi)涵，是衡量農(nóng)業(yè)需水滿足程度的一個(gè)重要指標(biāo)，應(yīng)納入水資源數(shù)量的評(píng)價(jià)范圍。

(3) 糧食安全。一些研究將糧食安全作為水安全評(píng)價(jià)的一個(gè)維度，將糧食產(chǎn)量等指標(biāo)納入水安全評(píng)價(jià)[34]。從糧食安全的視角考慮水安全是必要的，但應(yīng)回歸于水資源本身，從水對(duì)糧食的支撐保障出發(fā)，即農(nóng)業(yè)供水是否滿足農(nóng)業(yè)用水需求，而非簡單將糧食產(chǎn)量直接納入水安全評(píng)價(jià)中。

3 區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

本文充分考慮水安全相關(guān)學(xué)科背景，以層次分析法的分析決策原理，從水安全重要內(nèi)涵出發(fā)，緊扣“水”這一核心，構(gòu)建數(shù)量充足性、水質(zhì)符合性、可持續(xù)性、成本可承受性和防洪安全保證性5個(gè)評(píng)價(jià)維度，由農(nóng)村飲水安全人口百分率等20個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表2)。水安全評(píng)價(jià)涉及宏觀、中觀、微觀等不同尺度，從高到低分別為國家、區(qū)域(省域或流域)、城市等。本研究涉及的水安全評(píng)價(jià)為區(qū)域尺度，指標(biāo)選取在滿足數(shù)據(jù)獲取性的前提下，充分考慮是否能有效表征區(qū)域尺度的水安全情況。

表2 區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重Table 2 Evaluation indicators system and weight of regional water security

(1) 數(shù)量充足性。衡量區(qū)域水資源的數(shù)量是否可以滿足工農(nóng)業(yè)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人類生活需求，從需水?dāng)?shù)量滿足程度視角出發(fā)，反映可供水量滿足需水的程度。其中，農(nóng)村(生活)需水保障以農(nóng)村飲水安全人口百分率度量，城鎮(zhèn)生活及非農(nóng)生產(chǎn)需水保障以城鎮(zhèn)自來水普及率度量，農(nóng)業(yè)需水保障以旱災(zāi)成災(zāi)面積率度量。

(2) 水質(zhì)符合性。衡量水質(zhì)是否滿足生態(tài)用水和生活生產(chǎn)的水質(zhì)要求，從自然水體水質(zhì)和供水水質(zhì)2個(gè)層面進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中，自然水體水質(zhì)以河流、湖泊及城市集中飲用水水源水質(zhì)達(dá)標(biāo)率度量，供水水質(zhì)以城鎮(zhèn)自來水供水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率度量。

(3) 可持續(xù)性。衡量水資源保證自身數(shù)量、人類開發(fā)利用需求以及滿足生態(tài)功能需求的能力。保證自身數(shù)量，即水資源可持續(xù)性，以當(dāng)?shù)厮Y源及客水增減率度量；保證人類開發(fā)利用需求，即水資源開發(fā)利用不能因消耗歷史存量資源而不可持續(xù)，以地表水開發(fā)利用率與地下水開采率度量；滿足生態(tài)功能需求，即生態(tài)基流得到基本保障，不能因水資源利用不當(dāng)而引發(fā)水生態(tài)退化，以河流出境流量率和重要湖泊面積變化率度量。

(4) 成本可承受性。衡量生活、生產(chǎn)的水價(jià)承受能力和社會(huì)的供水成本承受能力。水價(jià)承受能力衡量生活、生產(chǎn)等水價(jià)水平是否超過各類用戶的承受能力，以生活用水支出比例和水價(jià)經(jīng)濟(jì)增長彈性度量；供水成本承受能力評(píng)價(jià)社會(huì)是否有能力承擔(dān)供水的全部成本，以邊際供水成本比例度量。

(5) 防洪安全保證性。衡量區(qū)域洪澇災(zāi)害發(fā)生情況以及防洪能力，從洪澇危害和防洪能力2個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。洪澇危害反映地區(qū)受到洪澇災(zāi)害影響的范圍以及產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、人員等損失程度，以洪澇人口死亡率、損失率和發(fā)生內(nèi)澇城市百分率度量；防洪能力反映區(qū)域防治洪澇災(zāi)害的工程保障能力，以堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率度量。

該指標(biāo)體系較好整合了水安全相關(guān)學(xué)科概念，在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與完善，一定程度上提高了水安全評(píng)價(jià)的科學(xué)性與合理性：① 基于水資源供需平衡視角設(shè)置水資源數(shù)量充足性評(píng)價(jià)維度，納入防災(zāi)安全中的旱災(zāi)相關(guān)指標(biāo)，避免了水資源短缺在供水保障和防災(zāi)安全中的概念重復(fù)，有效規(guī)避了利用資源稟賦指標(biāo)評(píng)價(jià)水資源數(shù)量的劣勢；② 從可持續(xù)性視角考慮水資源稟賦類指標(biāo)，結(jié)合水資源自身、水資源開發(fā)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)用水需求，將可持續(xù)性提升為一個(gè)獨(dú)立完備的評(píng)價(jià)維度；③ 前人研究中較為忽視水安全內(nèi)涵中的用水成本，本文基于經(jīng)濟(jì)安全構(gòu)建了成本可承受性評(píng)價(jià)維度，從生活水價(jià)、生產(chǎn)水價(jià)和供水成本3個(gè)維度系統(tǒng)性評(píng)價(jià)了成本可承受性。

4 中國各省水安全評(píng)價(jià)

4.1 基于專家群決策的指標(biāo)權(quán)重量化與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

專家群決策是通過集結(jié)專家組進(jìn)行決策、利用相關(guān)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法將決策結(jié)果定量化、并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)的方法。本文利用專家群決策法對(duì)指標(biāo)權(quán)重及部分指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化閾值進(jìn)行研判確定。

(1) 指標(biāo)權(quán)重量化。利用層次分析法構(gòu)建各維度及指標(biāo)間兩兩判別矩陣，向全球水安全相關(guān)研究與行業(yè)的28名權(quán)威專家進(jìn)行2輪指標(biāo)制定及權(quán)重打分的問卷咨詢。根據(jù)第1輪專家咨詢意見，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，之后將第1輪打分情況與數(shù)據(jù)分析返回給各專家，并進(jìn)行第2輪的打分。通過收集各專家對(duì)各準(zhǔn)則層、子準(zhǔn)則層及各指標(biāo)間相對(duì)重要性的定量打分，利用判別矩陣計(jì)算各指標(biāo)對(duì)子準(zhǔn)則層、子準(zhǔn)則層對(duì)準(zhǔn)則層、準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重系數(shù)(如表2所示)。由于打分?jǐn)?shù)據(jù)不滿足正態(tài)分布，因此利用多配對(duì)樣本的非參數(shù)檢驗(yàn)方法——Kendall協(xié)調(diào)系數(shù)(W)法對(duì)結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，其中W=0.583，顯著性水平P=0，通過顯著性檢驗(yàn)，說明專家群決策結(jié)果具備較好的一致性，權(quán)重相對(duì)真實(shí)可靠。

(2) 數(shù)據(jù)時(shí)間尺度選擇與標(biāo)準(zhǔn)化。水安全評(píng)價(jià)體系各指標(biāo)屬性存在差異，針對(duì)某一基準(zhǔn)年的評(píng)價(jià)可能存在不合理性，需要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)在時(shí)間尺度上的表征能力進(jìn)行分析后加以判斷(表3)：① 現(xiàn)狀表征類。該類型指標(biāo)受國家建設(shè)、治理等措施影響，采用最新年份的數(shù)據(jù)表征現(xiàn)狀情況。② 多年平均類。災(zāi)害具有偶然性與不確定性，涉及水災(zāi)害的數(shù)據(jù)采用多年平均值。③ 長序列對(duì)比評(píng)價(jià)類。利用不同時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)的對(duì)比數(shù)據(jù)作為指標(biāo)數(shù)據(jù)?？紤]到各指標(biāo)及各省數(shù)據(jù)的可獲取程度存在差異，選定的評(píng)價(jià)最新年份為2017年。數(shù)據(jù)來源包括《中國水利統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國水旱災(zāi)害公報(bào)》、《生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》、《水資源公報(bào)》、《中國水資源及其開發(fā)利用調(diào)查評(píng)價(jià)》、《城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》等。評(píng)分結(jié)果為百分制，得分為x，x≥90為優(yōu)秀，80≤x<90為良好，70≤x<80為中等，60≤x<70為及格，x<60為不及格。

表3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化閾值與時(shí)間尺度選擇Table 3 Threshold of data normalization and time scale selection

為消除指標(biāo)間量綱差異，將各指標(biāo)評(píng)分百分化，需要設(shè)置合理的閾值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。不同指標(biāo)根據(jù)評(píng)價(jià)目的與指標(biāo)含義，進(jìn)行不同的標(biāo)準(zhǔn)化處理(表3)：① 原始數(shù)值。原始數(shù)值具有實(shí)際意義，可直接可作為百分制評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)。② 歷史極值。主要包括災(zāi)害類指標(biāo)，評(píng)價(jià)目的是反映現(xiàn)狀涉水災(zāi)害影響相對(duì)于歷史極值的嚴(yán)重程度，其中，100分為歷史最大值，0分為歷史最小值。③ 專家決策。組織專家結(jié)合中國現(xiàn)狀對(duì)指標(biāo)的評(píng)分閾值進(jìn)行研判。④ 前人研究。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究確定指標(biāo)閾值。

4.2 中國水安全評(píng)價(jià)結(jié)果與類型劃分

中國水安全整體情況較好(圖1)，所有省份評(píng)分等級(jí)均為及格及以上，其中優(yōu)秀占比最少，僅為3.23%，只有福建1個(gè)省份；良好占比最多，達(dá)到67.74%，包含重慶、廣西等21個(gè)省份；中等占比25.80%，包含山東、寧夏等8個(gè)省份；及格占比為3.23%，只有河北1個(gè)省份。就空間分布而言，中國北方各省份水安全水平明顯低于南方，水安全評(píng)分等級(jí)中等及以下的省份均位于中國北方，主要原因是可持續(xù)性與水質(zhì)2個(gè)維度的評(píng)分相較南方較低。其中水安全評(píng)分最低的地區(qū)集中于中國黃淮海流域的河北、北京、天津、山西、山東等區(qū)域。

圖1 中國各省水安全等級(jí)及水安全類型劃分Fig.1 Grades and classification of water security levels for provinces in China

不同省份的水安全問題影響因素存在一定差異。為了確定主要矛盾，結(jié)合各省水安全不同維度評(píng)分，利用聚類分析法對(duì)各省份水安全類型進(jìn)行劃分。聚類分析能把全體數(shù)據(jù)實(shí)例組織成一些相似組，并通過顯著性檢驗(yàn)確定不同分類間的性質(zhì)差異是否具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。水安全類型劃分及空間分布如圖1所示。為確認(rèn)不同水安全類型之間是否存在顯著性差異，需要進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。在選擇檢驗(yàn)方式前，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)，最終各指標(biāo)顯著性P>0.05，說明不滿足正態(tài)分布，因此利用Mann-Whitney檢驗(yàn)進(jìn)行分組獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)，如果檢驗(yàn)值P<0.1、P<0.05、P<0.01或P<0.001，說明在90%、95%、99%和99.9%的置信區(qū)間內(nèi)，不同水安全類型評(píng)分表現(xiàn)出顯著性差異。結(jié)果顯示，數(shù)量充足性(P=0.001)、可持續(xù)性(P=0.000)和防洪安全保證性(P=0.001)在99.9%的置信水平上表現(xiàn)出顯著性差異；水質(zhì)符合性(P=0.014)在95%的置信水平上表現(xiàn)出顯著性差異，說明分類結(jié)果具備較高的合理性和可信度；成本可承受性(P=0.379)沒有通過檢驗(yàn)，結(jié)合各省評(píng)分，說明全國各省用水成本可承受性良好，區(qū)域差異不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

(1) A類：可持續(xù)性脆弱型。該類型最為突出的水安全問題為可持續(xù)性較差，評(píng)分均值只有41.63。該類型的省份主要位于中國華北地區(qū)，區(qū)域內(nèi)人口密集、工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，但同時(shí)當(dāng)?shù)厮Y源較為匱乏，水資源開發(fā)利用程度較高，其中海河流域的北京、河北和天津均存在較為嚴(yán)重的地下水超采問題，當(dāng)?shù)厮Y源存在不可持續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該地區(qū)水質(zhì)情況亦不容樂觀，評(píng)分為74.49，區(qū)域內(nèi)河流與湖泊水體水質(zhì)達(dá)標(biāo)率較低。

(2) B類：全面脆弱型。該類型的省份主要位于中國北方，包括西北部的新疆、甘肅、寧夏、陜西，以及河南、內(nèi)蒙古和遼寧。該類型特征為水安全各維度評(píng)分較為平均且分值不高。其中，數(shù)量充足性均值為各分類最低，只有79.65，主要原因是供水保障程度相對(duì)較低、旱災(zāi)成災(zāi)率較高以及農(nóng)村飲水安全人口比例較低。可持續(xù)性評(píng)分也較低，為74.33，主要原因是該類型主要位于中國水資源匱乏且經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后的西北地區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱、蒸發(fā)量大、河流水損失較為嚴(yán)重、出境流量率較低，同時(shí)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，部分地區(qū)存在水資源過度開發(fā)的情況。

(3) C類：水質(zhì)薄弱型。該類型的省份較少，只有江蘇、福建和上海3個(gè)位于中國東部的省(直轄市)。水安全綜合評(píng)分及各維度評(píng)分都很高，數(shù)量充足性、可持續(xù)性和防洪安全保證性均達(dá)到了優(yōu)秀的水平。相較而言，水質(zhì)符合性的平均分值較低，僅為78.51，屬于中等水平。其中，上海的水質(zhì)問題尤為嚴(yán)重，河流水質(zhì)和湖泊水質(zhì)問題都不容樂觀。

(4) D類和E類均為防洪安全薄弱型，其中D類防洪安全保證性評(píng)分為73.14，E類評(píng)分更低，僅為61.23。該類型省份的水安全評(píng)分整體較好，可持續(xù)性優(yōu)秀，數(shù)量充足性和水質(zhì)符合性均達(dá)到良好水平，但防洪安全保證性的平均分值較低。該類型主要分布于中國降水相對(duì)充沛、短時(shí)間強(qiáng)降雨發(fā)生頻次較多的南方和東北各省，特別是西南各省，近年來洪災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)和人員損失比例較高。

5 結(jié) 論

本文在水安全定義與內(nèi)涵梳理及水安全評(píng)價(jià)維度述評(píng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了數(shù)量充足性等5個(gè)評(píng)價(jià)維度耦合的區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并應(yīng)用于中國各省水安全評(píng)價(jià)，具體結(jié)論如下：

(1) 基于資源安全中關(guān)于數(shù)量保障與可持續(xù)性保障的概念內(nèi)涵，納入防災(zāi)安全中的旱災(zāi)相關(guān)指標(biāo)，構(gòu)建數(shù)量充足性與可持續(xù)性2個(gè)評(píng)價(jià)維度，體現(xiàn)了水資源安全當(dāng)前與未來保障，相比單純利用資源稟賦指標(biāo)評(píng)價(jià)水資源數(shù)量安全，更能科學(xué)辨析區(qū)域真實(shí)缺水原因；辨析經(jīng)濟(jì)安全在水安全中的內(nèi)涵，補(bǔ)充前人研究中較少涉及的用水成本維度，在評(píng)價(jià)中保證了水安全內(nèi)涵的系統(tǒng)完備性。

(2) 中國各省水安全評(píng)價(jià)與聚類分析結(jié)果表明，水安全評(píng)分最低的地區(qū)集中于中國黃淮海流域。不同區(qū)域水安全問題存在差異：中國華北平原各省份水資源開發(fā)及生態(tài)系統(tǒng)存在較高的不可持續(xù)風(fēng)險(xiǎn)，水質(zhì)情況亦不容樂觀；西北各省份水資源供需滿足程度、可持續(xù)性、水質(zhì)等均存在一定風(fēng)險(xiǎn)；南方各省份水安全評(píng)分較高，主要存在水質(zhì)與洪澇風(fēng)險(xiǎn)；全國用水成本可承受性良好且區(qū)域差異不顯著。評(píng)價(jià)結(jié)果較好診斷了中國各區(qū)域主要水安全問題，符合中國現(xiàn)狀，說明該評(píng)價(jià)體系具備較好的科學(xué)性與實(shí)用性。