彭少明：黃河流域水資源供需新態(tài)勢與對策

2019年9月18日習近平總書記在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會上強調(diào)，黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展是重大國家戰(zhàn)略，保護黃河是事關(guān)中華民族偉大復(fù)興和永續(xù)發(fā)展的千秋大計，發(fā)出“讓黃河成為造福人民的幸福河”偉大號召。黃河流域在我國戰(zhàn)略格局中地位突出，推動生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展事關(guān)我國能源安全、生態(tài)安全、國家安全大局，對實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興具有重要意義。

黃河水資源總量不到長江的7%，人均占有量僅為全國平均水平的27%，屬資源性缺水地區(qū)。黃河又是世界上泥沙最多的河流，有限的水資源還必須承擔一般清水河流所沒有的輸沙任務(wù)，使可用于經(jīng)濟社會發(fā)展的水量進一步減少。近年，受全球氣候、下墊面變化等的影響，黃河流域水資源量持續(xù)減少，不斷擴大的供水范圍和持續(xù)增長的供水要求，使水少沙多的黃河難以承受，開發(fā)利用長期超過其承載能力。隨著國家西部大開發(fā)、黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展等國家戰(zhàn)略的實施，水資源需求還將進一步增長，保障供水安全面臨新的嚴峻考驗，科學研判未來黃河流域水資源供需態(tài)勢，制訂科學合理的水資源調(diào)配和管理措施，對支撐新階段流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展具有重大意義。

一、水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.流域供用水量變化

自20世紀50年代以來，隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，黃河供水量不斷增加。1950年黃河流域供水量約120億m3，主要為農(nóng)業(yè)用水；1980年黃河流域用水達到446億m3。近30年來黃河年均供水總量500.47億m3，其中地表水供水量375.54億m3，占總供水量的75%，地下水供水量124.93億m3，占總供水量的25%。由于受黃河水資源可供水量“天花板”制約，近20年來黃河流域用水量基本沒有增加。

近30年黃河流域農(nóng)業(yè)平均用水量385.46億m3，占總用水量的77.1%，工業(yè)和生活多年平均用水量為64.88億m3和50.13億m3，分別占總用水量的13.0%和9.9%。從近30年用水結(jié)構(gòu)演變來看，農(nóng)業(yè)用水占比呈現(xiàn)明顯下降趨勢，從1989年的84.3%下降至2019年的70.4%左右；工業(yè)用水占比呈微增加趨勢，從1989年的10.4%增加至2003年的最高值15.5%，之后稍有減少；生活用水占比則呈現(xiàn)穩(wěn)步增加趨勢，從1988年的5.4%穩(wěn)步增加至2019年的18.7%。

2.水資源開發(fā)利用率持續(xù)上升

隨著黃河流域的經(jīng)濟發(fā)展和用水量增加，加上降水偏少等原因引起的資源量減少，黃河入海水量大幅度減少，河流生態(tài)環(huán)境用水被擠占。據(jù)統(tǒng)計，近20年來流域地表水資源開發(fā)利用率呈持續(xù)上升趨勢，2001—2019年黃河流域多年平均地表水供水量376.30億m3，年均入海水量159.82億m3，流域地表水資源開發(fā)利用率高達80%，遠超一般河流40%的生態(tài)警戒線。2001—2019年平均地下水供水量127.89億m3，其中平原區(qū)淺層地下水開采量約100億m3，占平原區(qū)地下水可開采量的92%，但地區(qū)分布不平衡；甘肅、寧夏、陜西共有25個淺層地下水超采區(qū)，均為中、小型超采區(qū)。

3.水資源利用存在的問題

（1）水資源總量不足且時空分布不均

黃河流域大部分地區(qū)處于干旱、半干旱地區(qū)，多年平均降水量446mm，僅為長江流域的40%，流域水資源總量647億m3，人均水資源量473m3，僅為全國平均水平的23%；屬極度缺水地區(qū)，還承擔著向流域外供水的任務(wù)。同時黃河水資源具有年際變化大、年內(nèi)分配集中、連續(xù)枯水段長的特征，干流及主要支流汛期7—10月徑流量占全年的60%以上，且汛期徑流量主要以洪水形式出現(xiàn)，中下游汛期徑流含沙量較大，利用難度大。

（2）水資源供需矛盾突出

黃河水資源無法滿足河道外用水需求，缺水問題嚴峻，有1000多萬畝（有效灌溉面積得不到灌溉、4000多萬畝農(nóng)田得不到充分灌溉，由于灌溉水源不足，黃河流域糧食產(chǎn)量年均減少約300萬t，約占流域總產(chǎn)量的6.3%。上中游地區(qū)大量能源化工項目由于缺水而難以落地，直接影響國家能源安全。

（3）水資源開發(fā)利用超過承載能力

黃河干流生態(tài)流量偏低，汾河、沁河、大黑河、大汶河等支流斷流嚴重、生態(tài)功能受損，淺層地下水年均超采達9.4億m3。

二、黃河天然徑流量演變趨勢

1.黃河天然徑流量衰減嚴重

由于氣候變化和人類活動對下墊面的影響，黃河天然徑流量在近50年呈現(xiàn)持續(xù)減少趨勢。第一次水資源調(diào)查評價1919—1975年黃河天然徑流量580.0億m3（“八七”分水方案采用的徑流系列），第二次水資源調(diào)查評價1956—2000年黃河天然徑流量減少為534.8億m3，第三次水資源調(diào)查評價1956—2016年黃河天然徑流量進一步減少為490.0億m3，與1919—1975年系列相比減幅達16%。在空間分布上，黃河中游減少最為顯著。黃河上游天然徑流量衰減8.9億m3，占全河衰減量的9.9%；中游天然徑流量衰減68.2億m3，占全河衰減量的75.8%，其中河口鎮(zhèn)—龍門區(qū)間是天然徑流量衰減最嚴重的區(qū)域，減少了39.0億m3。黃河下游天然徑流量衰減12.9億m3，占全河衰減量的14.3%。

2.下墊面變化是徑流量減少的主因

第一次、第二次和第三次水資源調(diào)查評價黃河流域降水量分別為465.7mm、445.8mm 和 451.9mm，三次調(diào)查評價面積基本一致，降水量變化不大，黃河天然徑流量減少主要是下墊面變化所致。20世紀80年代以來，黃河中游地區(qū)由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)、雨水集蓄利用以及地下水開發(fā)利用等活動，改變了下墊面條件，使得降水徑流關(guān)系發(fā)生明顯改變，在同等降水條件下，河川徑流量比以前有所減少。

3.未來徑流量仍將進一步減少

未來30—50年，黃土高原水土保持工程的建設(shè)、地下水的開發(fā)利用、能源開發(fā)、雨水利用等將進一步改變流域下墊面條件，導(dǎo)致產(chǎn)匯流關(guān)系向產(chǎn)流不利的方向變化，即使在降水量不變的情況下，黃河天然徑流量仍將進一步減少。根據(jù)相關(guān)專家研究成果，未來黃河天然徑流量將進一步減少到460億m3左右甚至更少，黃河可供水量不足的問題更加突出，并成為制約黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展重大國家戰(zhàn)略的關(guān)鍵瓶頸。

三、新發(fā)展戰(zhàn)略下流域水資源供需態(tài)勢

新發(fā)展戰(zhàn)略下，保障河湖健康生態(tài)水量的要求進一步提升，流域國民經(jīng)濟發(fā)展對水資源需求持續(xù)增長，流域水資源供需形勢面臨巨大挑戰(zhàn)。

1.生態(tài)優(yōu)先理念下黃河可供水量

黃河流域橫跨我國東中西部，是連接青藏高原、黃土高原、華北平原的生態(tài)廊道。當前由于河流生態(tài)水量不足、保證程度不高，造成濕地萎縮、水生境破壞，黃河生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性不高。持續(xù)改善水生態(tài)環(huán)境狀況是當前推進黃河流域水利高質(zhì)量發(fā)展的基本前提。按照統(tǒng)籌“生態(tài)優(yōu)先、留足生態(tài)水量”要求，考慮河道輸沙、塑槽以及維持河流生態(tài)流量等，黃河頭道拐斷面和利津斷面多年平均生態(tài)需水量分別為197億m3和220億m3，扣除河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量則為可供水量。黃河頭道拐斷面多年平均地表水可利用量（耗水量）為110億m3，利津斷面多年平均地表水可利用量為270億m3。按照近10年平均耗水系數(shù)折算，地表水可供水量為330億m3，考慮退減地下水超采量與適度加大非常規(guī)水源利用力度，2035年黃河流域可供水總量為475億m3。

2.尚有一定節(jié)水潛力但總量不大

現(xiàn)狀年流域灌溉水利用系數(shù)0.56與全國均值持平，畝均灌溉用水量344m3低于全國均值，如果考慮有效降雨加上灌溉用水量等因素，黃河流域的畝均用水量僅比北京、天津和河北高，用水水平較為先進。萬元工業(yè)增加值用水量19.9m3僅為全國均值的1/2、長江流域的1/5，煤電和煤化工項目用水指標處于國際先進水平。按照2035年黃河流域各行業(yè)用水效率均達到國內(nèi)領(lǐng)先水平設(shè)定節(jié)水目標，同時考慮生態(tài)安全，維持灌區(qū)地下水水位不低于2.5m，以2019年為現(xiàn)狀年，分析黃河流域毛節(jié)水潛力約為25.36億m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉毛節(jié)水潛力為21.25億m3，占83.8%。

3.高質(zhì)量發(fā)展對流域水資源的需求將持續(xù)增長

黃河流域是我國重要經(jīng)濟地帶，目前黃河流域人均經(jīng)濟指標低于全國平均水平，新階段經(jīng)濟社會發(fā)展將呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢：一是流域內(nèi)蘭州—西寧地區(qū)、寧夏沿黃經(jīng)濟區(qū)、關(guān)中—天水地區(qū)、呼包鄂榆地區(qū)、太原城市群、中原經(jīng)濟區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)具備較強的經(jīng)濟基礎(chǔ)和發(fā)展?jié)摿Γ欢堑V產(chǎn)、能源資源豐富，在全國占有重要地位，開發(fā)潛力巨大；三是黃河流域土地資源豐富，黃河上中游地區(qū)還有宜農(nóng)荒地約3000萬畝，是我國重要的后備耕地，開發(fā)潛力很大。預(yù)測2035年水平，按GDP增速2016—2035年4.8%、人口年均增長速率5.0‰、工業(yè)增加值年均增長速率4.9%測算，在充分挖掘流域節(jié)水潛力的前提下，黃河流域內(nèi)多年平均需水量548.2億m3?？紤]南水北調(diào)東中線通水后，置換黃河供水量20億m3，流域外用水需求減少為80億m3，黃河流域總需水量628.2億m3。

4.未來水資源供需矛盾加劇

隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程加快，尤其是黃河流域能源化工基地發(fā)展，即使采用強化節(jié)水措施，2035年水平流域河道外國民經(jīng)濟缺水153.2億m3，枯水年份缺水超過200億m3。充分考慮“蘭—西”城市群、“幾”字彎都市圈人口聚集及產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，預(yù)測未來上中游省區(qū)缺水量將達109億m3，占流域總?cè)彼康?0%以上。

四、對策建議

把水資源作為最大剛性約束，堅持節(jié)水優(yōu)先，全面實施深度節(jié)水控水行動。以維持河湖健康生態(tài)水量、保障經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的剛性合理用水需求為導(dǎo)向，構(gòu)建總量控制、集約高效、配置科學、管控有力的水資源安全保障體系，加快黃河水網(wǎng)構(gòu)建，強化干支流水量統(tǒng)一調(diào)度，全面提高流域水資源集約安全利用水平。

1.強化水資源作為最大剛性約束的水資源管理

全面落實以水而定、量水而行，合理規(guī)劃人口、城市和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，優(yōu)化土地利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，促進經(jīng)濟社會發(fā)展與水資源承載能力相協(xié)調(diào)。深入落實最嚴格水資源管理制度，強化黃河水資源統(tǒng)一監(jiān)測、監(jiān)控、監(jiān)管，盡快健全完善全覆蓋、全天候、全過程的黃河流域水資源監(jiān)測體系，實現(xiàn)流域機構(gòu)對黃河干支流重要控制斷面、規(guī)模以上地表水取退水口和地下水取水點在線監(jiān)測全覆蓋。

2.推進全流域深度節(jié)水控水，提升水資源節(jié)約集約利用能力

以國家節(jié)水行動方案為統(tǒng)領(lǐng)，把節(jié)水貫穿于生產(chǎn)生活的全領(lǐng)域、全過程、全方位，充分發(fā)揮用水定額的剛性約束和導(dǎo)向作用，圍繞農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城鎮(zhèn)等重點領(lǐng)域，全面實施農(nóng)業(yè)節(jié)水增效、工業(yè)節(jié)水減排、城鎮(zhèn)節(jié)水降損，挖掘水資源利用的全過程節(jié)水潛力，加大非常規(guī)水利用力度，推進水資源高效利用。完善節(jié)水制度建設(shè)，推動將節(jié)水作為約束性指標和目標，完善用水價格形成機制，推進用水權(quán)市場化交易和水資源稅改革。

3.優(yōu)化水資源配置格局，緩解流域水資源空間不均衡問題

按照“生態(tài)優(yōu)先、大穩(wěn)定、小調(diào)整”和應(yīng)分盡分原則，優(yōu)化調(diào)整“八七”分水方案，細化干支流水量分配，合理分配河道外生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水，把可用水量逐級分解到不同行政區(qū)域，明晰各區(qū)域用水權(quán)益。全面落實以水而定、量水而行，合理規(guī)劃人口、城市和產(chǎn)業(yè)布局，促進經(jīng)濟社會發(fā)展與水資源承載能力相協(xié)調(diào)，解決上中下游發(fā)展不平衡問題，實現(xiàn)流域高質(zhì)量發(fā)展。

4.加快構(gòu)建黃河水網(wǎng)，提高供水安全保障能力

加快推進南水北調(diào)西線工程前期工作，加快構(gòu)建黃河水網(wǎng)主骨架，做好“補綱”文章，跨流域調(diào)水自源頭進入黃河，從根本上緩解黃河流域水資源短缺問題。加快區(qū)域水資源配置工程建設(shè)，做好“張目”文章，提高流域水資源配置水平，解決守著黃河喝不上黃河水的問題。推進古賢、黑山峽、磧口等骨干水庫建設(shè)，做好“固結(jié)”文章，提升流域徑流調(diào)蓄能力。

5.強化干支流水量統(tǒng)一調(diào)度，保障河流生態(tài)流量

統(tǒng)籌經(jīng)濟社會發(fā)展、河道內(nèi)生態(tài)用水需求，實施黃河干支流水資源統(tǒng)一管理，加強監(jiān)測預(yù)警，建立流域和區(qū)域水量統(tǒng)一調(diào)度的協(xié)調(diào)機制。科學確定月、旬水量調(diào)度方案和年度黃河干、支流用水量控制指標。依據(jù)河情、水情，“一河一策”實行差別化管理，推進渭河、汾河、湟水、洮河、伊洛河、沁河、大汶河等主要黃河支流水量調(diào)度，保障河道基本生態(tài)流量，維持河流基本功能。

來源/《中國水利》2021年第18期

作者/彭少明（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，正高級工程師），鄭小康，嚴登明，尚文繡