水资源经济学
2019年夏天，湖南省长沙市经历了一场前所未有的供水危机。连续40多天的高温干旱导致湘江水位急剧下降，城市日供水量从平时的300万立方米锐减至200万立方米。在这个拥有近千万人口的城市里，居民们排队取水的画面让人深思：在经济快速发展的今天，水资源究竟应该如何合理配置？
这个真实的场景向我们揭示了一个重要问题——水资源虽然看似丰富，但其稀缺性和配置效率直接影响着社会的稳定与发展。当供给无法满足需求时，社会机制如何运转？市场和政府应该发挥怎样的作用？
水是生命的源泉，也是经济活动的基础要素，其稀缺性决定了我们必须用经济学的视角来审视水资源的配置问题。
接下来，我们将探讨水资源的经济学原理，分析中国水资源配置的现状与挑战，并寻找提高配置效率的解决方案。通过理解水资源市场的运行机制，我们能够更好地认识这一关键资源在经济发展中的作用。
水资源稀缺性的经济学分析
全球水循环与可用水资源
地球上的水资源通过一个复杂的循环系统不断流动。在这个被称为“水循环”的自然过程中，海洋蒸发、降雨、径流和渗透形成了一个封闭的循环系统。然而，这个看似庞大的循环系统中，真正可供人类使用的淡水资源却极为有限。
全球水资源的分布呈现出典型的“金字塔”结构。在地球上所有的水资源中，海水占据了97.5%的份额，而淡水仅占2.5%。在这少量的淡水中，又只有不到1%可以被人类直接利用，这包括河流、湖泊和可更新的地下水资源。
中国水资源现状与挑战
中国作为世界上人口最多的国家，水资源总量约为2.8万亿立方米，位居世界第六位。然而，人均水资源占有量仅为2100立方米，约为世界平均水平的28%，被联合国列为13个贫水国家之一。
更为严峻的是，中国水资源在时空分布上极不均匀。从空间分布看，南方水资源丰富，占全国总量的81%，而北方仅占19%，但北方承载了全国64%的耕地和45%的人口。从时间分布看，汛期6-9月的径流量占全年的60-80%，而枯水期径流量往往不足全年的20%。
地表水与地下水的经济学特征
从经济学角度看，地表水和地下水具有不同的资源属性。地表水主要依赖降雨和径流补给，具有可再生性，但其供给量波动较大，受气候变化影响显著。地下水则分为两类：浅层地下水可以通过降雨渗透得到补给，具有一定的可再生性；深层地下水（如承压水）往往是地质历史时期积累的“化石水”，一旦开采就难以恢复，具有不可再生的特征。
据统计，中国北方地区约有90%的地下水遭到不同程度的污染，其中60%污染严重。华北平原地下水超采累计亏空1800亿立方米，形成了世界最大的地下水“漏斗区”。
北京市的用水结构变化很好地说明了地下水开采的问题。20世纪80年代，北京市地下水开采量占总用水量的60%以上，导致地下水位持续下降，部分地区累计下降超过50米。这种过度开采不仅造成了地面沉降，还导致了严重的生态环境问题。
水资源需求的快速增长
随着中国经济的快速发展和城镇化进程的加速，水资源需求呈现快速增长态势。工业用水、生活用水和农业用水三大需求同时增长，加剧了水资源供需矛盾。
2020年，中国总用水量达到6132亿立方米，其中农业用水占61.1%，工业用水占20.7%，生活用水占15.4%。与发达国家相比，中国单位GDP用水量仍然偏高，水资源利用效率有待提升。
工业发展对水资源的需求特别巨大。以钢铁行业为例，生产1吨钢材需要消耗20-25立方米的水。中国作为全球最大的钢铁生产国，钢铁行业年用水量超过100亿立方米。同样，化工、电力、纺织等高耗水行业的快速发展都对水资源供给造成了巨大压力。
水资源的高效配置理论
地表水的最优配置
在经济学理论中，地表水作为一种可再生但有限的资源，其最优配置需要遵循边际效益相等的基本原则。这意味着水资源应该在各种用途之间进行配置，使得每种用途的边际净效益相等。
假设有两个用水部门：城市供水和农业灌溉。城市供水的边际净效益通常较高，比如每立方米水能够创造50元的净效益，而农业灌溉的边际净效益可能只有5元。在这种情况下，将水资源从农业部门转移到城市部门能够提高整体的社会效益。
然而，地表水供给的波动性给最优配置带来了挑战。在丰水年份，水资源相对充裕，可以满足各部门的基本需求。但在枯水年份，供给大幅减少，必须在不同用途之间进行权衡。这时候，经济学理论建议优先保障边际效益较高的用途，让那些替代选择较多的部门承担更多的缺水损失。
地下水的跨期最优配置
地下水，特别是不可再生的深层地下水，其配置问题更加复杂，因为它涉及当前使用与未来保存之间的权衡。这类似于石油、天然气等可耗竭资源的最优开采问题。
根据霍特林规则(Hotelling Rule)，不可再生资源的价格应该以等于折现率的速度增长。对于地下水而言，这意味着：
其中，是第t期的水价，是初始水价，是社会折现率。
这个公式告诉我们，地下水的价格应该随时间上升，上升速度等于社会折现率。当价格达到替代水源（如海水淡化、跨区域调水）的成本时，就应该停止开采地下水，转向替代水源。
联合管理的重要性
在实际情况中，地表水和地下水往往存在水力联系，需要进行联合管理。例如，在黄河流域，地下水的过度开采会影响河流的基流，进而影响下游的水资源供给。这种相互作用要求我们在制定水资源配置政策时，必须考虑地表水和地下水的整体影响。
河北白洋淀地区就是一个典型例子。历史上，白洋淀依靠上游河流和地下水补给维持水位。但随着上游用水增加和地下水超采，白洋淀曾经多次干涸。近年来，通过实施南水北调和地下水压采综合治理，白洋淀才重新恢复了“华北明珠”的生态功能。
中国水资源配置制度分析
历史演进与制度变迁
中国的水资源配置制度经历了从传统的行政配置到市场化改革的重要变迁。在计划经济时期，水资源主要通过行政手段进行配置，政府部门根据用水计划分配水量指标。这种制度在保障基本用水需求方面发挥了重要作用，但也存在配置效率低、浪费严重等问题。
改革开放以来，中国逐步探索水资源的市场化配置机制。2002年《水法》的修订确立了水资源有偿使用制度，2014年开始的水权制度建设进一步推进了水资源的市场化配置。这些制度变迁体现了从“福利品”到“商品”的观念转变。
水权制度的建立
水权是指水资源的使用权，包括取水权、用水权和水权转让等权利。中国的水权制度建设始于21世纪初，经过近20年的发展，已经初步建立了“总量控制、定额管理”的水权分配体系。
在实践中，中国采用了分级管理的水权分配模式。国家确定各流域和省区的用水总量控制指标，省级政府负责在本行政区内分配水量指标，市县政府负责具体的取水许可管理。这种“总量封顶、分级管理”的模式有效控制了用水总量的无序增长。
内蒙古自治区是中国水权制度改革的先行者。2000年，内蒙古在黄河流域开展了用水权转让试点，将节约的农业用水转让给工业项目。这一实践不仅解决了工业发展的用水需求，还为农民增加了收入，实现了多方共赢。
内蒙古的水权转让实践表明，在明确水权的基础上，市场机制能够有效引导水资源向高效用途配置，同时兼顾公平和效率。
当前配置制度的不足
尽管中国水资源配置制度不断完善，但仍存在一些问题影响配置效率。
首先是水权界定不够清晰。虽然建立了用水总量控制制度，但在具体的用水权界定上仍存在模糊之处。特别是对于多年平均水量、丰枯水期水量分配、退水水质要求等，缺乏明确的制度规定。
其次是转让限制较多。现行法律规定水权转让需要经过行政审批，且限制较多。例如，农业节水后的水量不能直接向工业转让，需要经过复杂的审批程序。这些限制提高了交易成本，降低了水权交易的活跃度。
再次是价格机制不完善。目前的水价主要由政府制定，难以及时反映水资源的稀缺程度和边际成本。特别是农业用水价格长期偏低，不能有效激励节水技术的应用。
水资源定价政策改革
水价形成机制的理论基础
合理的水价应当反映水资源的真实成本，包括开发成本、输配成本、处理成本和稀缺成本。在经济学理论中，最优水价应当等于边际成本，即生产最后一单位水的全部成本。
对于可再生的地表水资源，边际成本主要包括取水、净化、输送和分配的成本。而对于不可再生的地下水资源，还需要加上用户成本，即当前使用导致未来无法使用的机会成本。
其中，是最优水价，是取水边际成本，是处理边际成本，是输配边际成本，是用户边际成本。
中国水价改革实践
中国的水价改革始于20世纪90年代，经过多轮改革，水价水平不断提高，价格结构逐步优化。特别是2013年以来，国家加快推进水价改革，要求2020年底前全面实行城镇居民用水阶梯价格制度。
阶梯价格制度是中国水价改革的重要创新。以北京市为例，居民用水实行三级阶梯价格：第一级（0-180立方米/年）为5.0元/立方米，第二级（181-260立方米/年）为7.0元/立方米，第三级（261立方米以上/年）为9.0元/立方米。这种价格结构既保障了基本用水需求，又对超额用水进行了价格约束。
工业用水价格改革同样取得重要进展。许多地区对高耗水行业实行差别水价，对钢铁、化工、造纸等行业实行较高的水价，引导这些行业采用节水技术和清洁生产工艺。
农业水价综合改革
农业是中国第一用水大户，但农业水价长期偏低，不能体现水资源的稀缺性。为此，国家从2016年开始推进农业水价综合改革，力图建立健全农业水价形成机制。
改革的核心是建立“分类水价、超额累进、节约奖励、超用加价”的价格机制。对于不同作物实行差别化水价，对于节水的农户给予奖励，对于超额用水的农户实行累进加价。
宁夏自治区的农业水价改革取得了显著成效。通过建立精准的水权分配制度和完善的计量设施，实现了农业用水从“大锅饭”到“分餐制”的转变。改革后，农业用水效率提高15%以上，农民收入也有所增加。
水资源配置优化方案
水权交易市场建设
建立活跃的水权交易市场是提高水资源配置效率的重要途径。水权交易市场允许用水权在不同用户之间转让，使水资源流向经济效益更高的用途。
中国水权交易所成立于2016年，为全国水权交易提供了统一的平台。截至2020年，全国累计成交水权交易项目超过300个，交易水量超过80亿立方米，交易金额超过200亿元。
甘肃省酒泉市的水权交易实践具有重要的示范意义。酒泉市建立了县域内农业水权向工业转让的机制，通过节水改造释放的农业用水，可以向新能源等新兴产业转让。这种机制既促进了产业结构调整，又保护了生态环境。
有效的水权交易市场需要具备四个基本条件：明确的水权界定、完善的交易规则、较低的交易成本和有效的监管体系。
生态用水保障机制
随着生态文明建设的推进，生态用水的重要性日益凸显。生态用水虽然不直接创造经济价值，但对维护生态平衡、改善环境质量具有重要意义。
河流生态流量是生态用水保障的重要指标。2018年，中国开始全面实施河流生态流量管理，要求重要河流湖泊必须保持最小生态流量。这一政策的实施，有效保护了河流生态系统的完整性。
塔里木河流域的生态输水是中国生态用水保障的成功实践。从2000年开始，国家投入巨资对塔里木河进行生态输水，累计输水量超过80亿立方米。生态输水使得塔里木河下游重现生机，胡杨林面积恢复，沙漠化趋势得到有效遏制。
再生水利用推广
再生水是指污水经过处理后达到一定水质标准，可以在一定范围内重复使用的水资源。大力发展再生水利用是缓解水资源短缺、实现水资源可持续利用的重要途径。
北京市是中国再生水利用的典型代表。截至2020年，北京市年再生水利用量达到12亿立方米，占全市用水总量的近30%。再生水主要用于城市绿化、道路清扫、工业冷却和河湖景观等非饮用用途。
深圳市提出了更为雄心勃勃的目标：到2025年实现污水“全收集、全处理、全利用”，再生水利用率达到80%以上。这将使深圳成为全球再生水利用率最高的城市之一。
海水淡化产业发展
对于沿海缺水城市而言，海水淡化是重要的替代水源。中国海水淡化产业起步较晚，但发展迅速。截至2020年，全国已建成海水淡化工程超过140个，总产能达到165万立方米/日。
天津市北疆电厂海水淡化项目是中国规模最大的海水淡化工程，日产淡水能力达到20万立方米。该项目采用反渗透技术，淡化成本约为5-6元/立方米，虽然高于传统水源，但为天津市提供了稳定的优质水源。
总结与展望
水资源作为生命之源和发展之基，其合理配置关系到经济社会的可持续发展。通过经济学原理的分析，我们看到市场机制在水资源配置中能够发挥重要作用，但也需要政府的有效监管和调节。
中国水资源配置制度改革虽然取得了重要进展，但仍需要在以下方面继续深化。第一，进一步明确水权界定，建立更加完善的水权交易制度。第二，深化水价改革，建立能够反映资源稀缺性的价格机制。第三，加强生态用水保障，实现经济发展与生态保护的协调统一。第四，大力发展节水技术和替代水源，提高水资源利用效率。
面向未来，随着气候变化和经济发展的双重影响，水资源供需矛盾可能进一步加剧。这要求我们必须更加重视水资源的经济学研究，运用市场机制和科技创新来应对挑战。只有建立起科学合理的水资源配置制度，才能实现水资源的可持续利用，为经济社会发展提供可靠的水安全保障。
水资源配置的核心是在稀缺约束下实现效率最大化，这既需要市场的“无形之手”，也需要政府的“有形之手”，更需要全社会的共同参与和努力。