对ET新理念、新方法的理解和商榷

张希三

（GEF海河项目中央联合专家组、天津水利勘测设计研究院）

1、ET的新理念、新方法体现在什么地方

ET是水分的蒸腾蒸发，包括植物叶面的蒸腾和地面、水面的蒸发，是水分从地球表面移向大气的一个过程，是自然界水循环的重要组成部分。影响ET的因素很多，包括太阳辐射、空气温度、湿度、风速等气候条件，以及土壤、植物种类等等。为了节水，为了减少地下水的超采，达到采补平衡，就要首先测定现有的ET值，它是减少ET的基础；为了改变目前海河流域水资源过度使用并达到可持续发展的目的，还要测定未来的ET，也就是计算确定符合可持续发展的ET定额值，它是减少ET的依据和标准。把现有的ET变成未来的ET，就是我们的目标，就是我们制定IWEMP,进行水资源与水环境综合管理的成果之一。

ET值又可以分为综合ET（包括耕地、非耕地、农村、城市等所有地面的蒸腾蒸发），不同土地利用的ET，单一作物的ET，多种作物的ET等。ET这个概念和测量研究在我国也是早就有的。从上世纪七十年代开始，在华北平原黑龙港地区，河南省人民胜利渠灌区，黄淮海平原等地的农业灌溉研究中都有所涉及。但是测量的方法是人工的观测计算，ET的概念是包含在“农业用水量”中的。并没有突出“从ET着手”和“ET管理”、“真实节水”这些新理念。所以，真正引入ET管理这个新理念、新方法，应当说是世行节水灌溉项目（2001－2005年）和目前正在进行中的GEF海河项目。那么，ET管理的新理念和新方法体现在什么地方呢，通过参加世行项目的管理和实践，笔者有以下几点初步认识：

（1）水在自然界的循环和使用过程中，只有ET才是水量真正的实际消耗。

众所周知，水循环是指地球上的水在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水、径流等形式周而复始的往返于大气、陆地和海洋之间。陆面上89%的降水来自于海洋上蒸发所产生的水汽（通过大气环流带到陆地上空），其余11%来自于陆地本身蒸发所产生的水汽。陆面降水落到地面，产生径流，或渗入地下，变为土壤水和地下水，除消耗于蒸发重返大气外，其余汇流入海；地表径流、土壤水和地下水在一定条件下可相互转化。这些转化只是改变了水的存在场所和形式，但并非水量的减少。在这一水文循环中，只有水分的蒸发蒸腾，才是水量实际的减少，也就是真正的耗水量――ET。

为此，只有从ET管理入手，把不必要的ET降下来（“真实节水”）；把过度开采地下水形成的ET减下来（采补平衡），才能既考虑了人类生活和生产对水的需要，又考虑了自然环境生态平衡对水的需要；这才是合理利用水资源，符合可持续发展的需求。

（2）“真实节水”与传统的节水有本质的区别。

“真实节水”是指减少农田的水分蒸腾蒸发消耗量（ET）。

农作物生长发育需要水分。农作物的根系从土壤中吸收水分，通过茎杆输送到叶面，再由叶面上的气孔散发到空气中，这个过程称谓“蒸腾”。农作物吸收水分，有几方面的作用。一是构成植物的肌体，植物的肌体都是由碳和水的化合物构成的；二是把溶解了土壤中的氮、磷、钾等各种养分的水溶液，经根系吸收，输送到植物的各个器官，供生长发育需要；三是调节植物肌体和空气的温度和湿度，保持适当的生长环境。

有人认为世行针对农业节水灌溉项目提出“真实节水”的问题，是对我国农业节水灌溉工作的否定，这是误解。为此，有必要对这个问题作些说明。

我国农业节水灌溉工作，比较注重灌排渠道与渠系建筑物的配套，以及渠道防渗和采取先进灌水技术等工程设施建设，利用这些设施，提高灌溉水的利用率，扩大抗旱增产能力。在这些方面，世行专家也是同样重视的。

但需要说明的是，我国的农业节水灌溉工作目前存在着几方面不足。第一，我们重视提高灌区水的利用率，而忽视水资源的承载能力，由此导致水资源过度开发，破坏生态平衡，将不可持续发展。第二，重工程措施节水，而对农业措施的节水作用重视不够，没有抓住节水灌溉的实质性问题。因为用工程措施节水，重点是减少灌溉水的流失和渗漏，利用农业技术节水则是减少农田的水分腾发量。从水资源开发利用整体考虑，两种节水方式的效果是截然不同的，这就是世行提出“真实节水”的理由。第三，我们抓农业节水灌溉，十分清楚管理工作的重要性，但由于长期受计划经济管理体制和运行机制的影响，一直未能制订出一套行之有效的管理办法，改变灌溉管理的现状。

由上所述可见，传统的节水理念更多地体现为用水节约，而不是水资源节约。如传统的灌溉节水，以灌溉水有效利用率的提高幅度作为衡量标准，节水效果是以节水灌溉面积的扩大幅度作为评价标准。按照这种理念发展节水灌溉，真实的耗水量只会增大而不会减少。世行建议应通过水量平衡方程式测定出各区域水量平衡的目标ET值（合理的区域真实耗水量），只有管理好水资源平衡量和目标ET值，才能实现“真实节水”。这种基于真实耗水量ET的“真实节水”理念，已经在一些国家尤其是干旱缺水的发展中国家得到了很好的应用。

（3）遥感监测ET技术是较先进的方法。

对于ET的测算方法，原先我们采用的是传统的人工监测方法，现在世行从国际上引进的是利用卫星遥测的方法。前者是通过野外监测点的观测资料，根据水量平衡原理计算出ET；而后者是利用卫星测出地面的热通量、光量等，根据太阳辐射和地面反辐射的能量平衡换算出ET。显然，人工监测方法只限于有监测点或监测站的局部地域，不可能大面积监测；而卫星覆盖面全，分辨率高，取得的资料直接和及时，方便快捷。

遥感监测的ET值不仅可以用来衡量空间的配水，还可以用来衡量区域的有效ET和无效ET，衡量区域的耗水率。通过比较遥感监测ET值的变化情况，可以测定区域的真实节水程度；通过空间分配的ET，结合降雨数据，可以推断流域的径流量；通过遥感监测ET值，结合当地降雨数据、渠道流量数据以及依靠经验关系估算地表和渗漏的水损失量，可以估算地下水的净开采量。遥感监测得到的ET数据可以用来测定每个区域中子区域的真实的水资源消耗量，然后通过减少真实ET来满足目标ET。

（4）ET管理是改进农田灌溉用水管理、合理配置水资源的方向。

ET管理的基本概念是针对一定范围（区域）内的综合ET值与当地的可利用水资源量的对比关系，进行水资源的分配或对ET进行控制（减少）的管理办法，虽然是通过ET来管理的，但ET是可以转化为水量的。

农田灌溉是用水大户。当前农田灌溉用水量约占全国总用水量的70%，在海河、黄河及西北内陆河三大流域内，农田灌溉用水量占总农业用水量的80%－90%。因此，研究农田灌溉的节水问题，对于水资源的合理配置具有举足轻重的意义。GEF海河项目引进ET管理理念，也主要是应用在农业灌溉方面。

ET管理可以通过以下过程加以说明：

①根据遥感监测得到并进行验证后的ET值，确定为现状的ET。

②根据流域范围或行政区域范围内拟定的节水目标及地下水零开采的目标，作为依据。

③按每个项目县（市、区）计算确定其ET定额值，也就是确定将来的ET值，作为标准。

④将ET定额与现状ET进行比较，确定县级范围内需要减少的ET的数量。

⑤考虑不同用水户所需要消耗的ET量，以及不同土地利用情况加以分析。

⑥确定各部门和各子部门可持续的未来的ET值。

⑦从现有的ET转变为未来的ET，需要有一个规划过程。

⑧可以先行实施或分项实施，例如：某县到某时候小麦的ET达到400mm。

⑨将每个具体子部分的全部ET损耗量置换成最大可允许的地下水和地表水使用量（体积量）。

⑩分配水权，实行基于ET的水权管理。

需要说明的是，ET管理需要解决ET管理和地下水（地表水）管理之间的关系，进行量的转化。把ET损耗置换成最大可允许的地下水（地表水）使用量，是更深地理解ET管理的关键。通过ET管理进行地下水削减量的分配，在世界上任何地方都是困难的，在中国也不例外。但这正是对目前开展的GEF海河项目的挑战，我们相信，有世行国际专家和国内专家的共同努力，随着时间的推移及项目的进展，这个问题会得到很好的解决。

2、与ET管理新理念有关的一些新理念

（1）水平衡与供需平衡分析

① 传统的水资源规划方法――供需平衡分析

该方法是我国一直使用的方法，简单地讲是分别计算水资源的可供水量和国民经济发展各行业未来的需水量，然后对二者进行比较。当可供水满足不了需水要求时，再千方百计“开源节流”，去满足“供需平衡”。所谓“开源”，就是通过工程措施想方设法扩大供水量；所谓“节流”，也不是真正的通过减少ET的“真实节水”。而且，以往的发展计划需水总是随着经济增长而不断地增长。但是，近二三十年来，实际上世界上一些发达国家用水增长和经济增长并非同比发展的关系。通过产业结构调整、改进用水技术等措施，可以大大地降低用水量，甚至出现了经济持续增长、用水量反而下降的情况。因此，一味地加大未来的需水量并“以需定供”的做法是不妥的，也是不符合可持续发展的理念。

② 水平衡――描述和解决水资源、水循环问题的正确途径和方法

水平衡是水资源的一种内部运动，也可以说是一种水的循环。水平衡可以在全流域进行，也可以在某个地域内进行。水平衡的主要元素应当是降雨、地表水（径流）、地下水、ET（蒸腾、蒸发）；这里面形成的水循环是：降雨下来后，形成地表径流，还有一部分渗入地下形成地下水；当然地表水、地下水都还有蓄变量，而在地面又都有向空中蒸腾蒸发量（ET）。这些元素的进出、来去应当平衡，才能维持生态平衡。而在现状的海河流域是不平衡的，比如ET大了，地下水开采量超了，等等，通过“水平衡”就能计算出来，就能对ET进行控制、减少；就能使地下水开采量减少、得到回补，使地下水位能抬高、恢复，达到平衡状态。所以说，“水平衡”才是描述和解决水资源、水环境问题的正确方法和途径。而且只有从水的自然循环，达到平衡为出发点，才能使生态环境免遭破坏，才能使可持续发展得到保证。

在GEF海河项目中引进各种先进的模型（如SWAT模型、二元模型等），主要的目的就是要分析、计算各种不同尺度的水平衡。

（2）水权与水市场

我国提出水权和水市场的概念时间尚不很长。故而对此的理解和实践都是远远不够的。在GEF海河项目中，世行又给我们提出了更新更好的理念。

水资源除去很少一部分外，它是一种资产，而水权是水资源资产有关的权属，包括所有权、分配权、使用权、经营权、贷押权等。其中最主要的是使用权。水市场是水资源资产交易的场所，它与一般市场相比，其交易物具有两个特点：一是交易物是水资源资产，而不是一般的水资源；二是水市场交易的实质，是水资源资产的权属，交易即权属的转移，故水市场也称为水权市场。

世行专家提出的水权理念分为三部分要素：取水、耗水、退水量（包括回水）。如果取水不加以控制，一味取水扩大再生产，势必增大ET，增加耗水，这既不是“真实节水”，也不符合可持续发展要求；耗水主要体现在ET上，只有降低ET的节水，才是“真实节水”；排水不仅可以测量和控制水量，还可以控制排放的水质，使得回归到水流系统的水质需求也得到满足。所以，水权管理的“三要素”，对于水权体系的管理和水市场的运行是十分重要的。

世行认为，水权体系的建立，将成为中国更好地管理其短缺水资源的一种方法。过去40年中，我国虽然在开发水资源方面取得了很大的成绩和进步，但是在建立和进行水权体系的有效管理方面，还是很不成功的。因此，水权必须强制执行。

水市场是一项极好的机制，可以使水从低价值的使用向高价值的使用进行重新分配。一个有功能的水市场，用水者可以向其他人出卖他们的水权。同时一个健全的水市场又要求有效的水权管理，所有的用水都要测量并被控制，并且所有的水权不能超出可分配的数量，这样，分配或交易的水权数量才不会超过可持续利用的用水水平。

3、对ET管理持有质疑的一些观点的商榷

（1）ET值的检测及验证方面：

有些观点认为：ET是不能直接测量的，ET是测不准的。因此ET管理方法是不好用的。

对此观点，笔者认为，对于ET不论人工监测和遥感监测，都不可能“直接”测量，即便是降雨量、蒸发量、地下水位、水量等，也不是“直接”测量的，也要通过量雨设备、蒸发器、观测井等设施及测到的一些参数，再换算或折算出来的，因此“直接”和不“直接”测量ET并不能说明ET这个新理念、新方法能否使用。同样，ET值测得准不准，也是相对的。遥感ET得到的值，要经过地面LAS仪站等多方面的验证。目前的研究统计表明，ET监测值的误差与目前降雨量的观测误差大约都在7%－10%之间，属于同一个量级，均在合理范围内，是可以投入实际应用的。

（2）有的ET值不好控制，例如裸露的城市地面ET、水面ET等，控制不了ET怎么能进行ET管理呢？

笔者认为，确实不是所有的ET都是可以控制的，例如城市ET。

海河流域拥有像北京、天津、石家庄等那样的大城市，还有不少中小城市，但城市ET与农村ET相比，前者仍然远远低于后者。根据估算，海河流域农村的ET值大约在600－700mm/yr，而城市ET只有120mm/yr，是农村的1/5到1/6。尽管如此，城市ET也不等于可以忽略，要包括在全部的水平衡中，而GEF海河项目的ET管理主要是用于农村区域，并且主要集中在农田节水灌溉方面。

在遥感ET的监测过程中，还要对土地利用和作物分布进行研究及分类，除了综合ET值外，还尽量提供分辨率高的分类分项ET值，我们要减少的正是那些可以控制的占比例大的ET值，而且是低效的或者无效的ET值，减少ET的措施也是有多方面的。

（3）ET管理的可操作性不可行。

有的观点认为，地表水和地下水的量是可以测量和可以控制的，可操作性也好，但ET就不如地表水和地下水了，可操作性很差，故而用“ET管理”是舍近取远，不可行。

笔者在上面的叙述中对ET管理已作了介绍，在水资源管理及节水工作中，ET与地下水、地表水比，是理念上的差别，不是测量上有什么不同。ET管理最终也要把ET转化成水量来操作管理，虽然有难度，但不等于不行。强调传统的“供需平衡”、“供水需水”、“地表水”、“地下水”这些我国水资源规划及管理中一直沿用的概念，不去从与自然和谐相处、水资源要持续利用、水生态及水环境要很好的改善这些方面去考虑，就难以接受一些新理念、新方法。传统观念就是有很大的惯性和惰性的，因此，接受新事物也难免会有一个过程。愿本文的这些个人体会和商榷意见，对那些目前尚不接受ET管理的人们会有所帮助，同时也欢迎对以上观点进行批评指正。