水资源合理开发与用水总量控制
2011-06-13汪党献王建生
汪党献,王建生,王 晶
(1.水利部水利水电规划设计总院,100120,北京;2.南京水利科学研究院,210029,南京;3.水利部规划计划司,100053,北京)
一、水资源开发利用现状及存在的问题
由于各地水资源条件存在巨大差异,经济社会发展水平各异,承受的水资源压力也相差很大,水资源开发利用程度与状况很不平衡。北方水资源紧缺地区水资源过度开发的问题普遍存在,海河区、黄河区、淮河区和辽河区(鸭绿江区除外)水资源开发利用程度已超过或接近其合理上限,基本没有开发潜力,为了修复和改善生态环境,许多地区还要退减挤占的生态环境用水和超采的地下水。在南方的长江中下游、珠江中下游、东南诸河区和松花江流域,水资源与经济社会发展匹配关系好,这些地区现状水资源开发利用程度不足20%,尚有可开发的潜力,是我国水资源开发的重点地区。西南诸河区及东北和西北周边河流地区,水资源条件较好,人类活动强度较小,现状水资源开发利用程度低,西南诸河和东北的鸭绿江、黑龙江干流等地区,现状水资源开发利用率不足10%,具有较大的水资源开发潜力。
目前,海河区,黄河区,辽河区的浑河太子河、西辽河流域,西北诸河区的石羊河、黑河、塔里木河、天山北麓诸河等流域当地水资源形成的供水消耗量均已超过其水资源可利用量,导致对生态环境用水的挤占,长期过度开发利用水资源已使这些地区形成较大的累计生态亏缺;淮河区本地水供水消耗量已相当于全区水资源可利用总量的80%以上,部分地区已经超过其可利用量。
水资源过度开发导致生态环境用水被大量挤占。现状情况下,北方地区主要河流多年平均挤占河道内生态环境用水约为132亿m3;平水年挤占河道内生态环境用水约为130亿m3,中等干旱年约为221亿m3。长期累计性过度开发利用水资源已导致这些河流和相关地区生态环境的严重退化,其中海河、黄河、辽河、西北诸河区中水资源禀赋条件较差、水资源开发利用程度较高河流(水系)的经济社会用水挤占河道内生态环境用水量一般约占其生态环境需水量的20%~40%,其中,河西走廊的石羊河流域高达46%。
水资源过度开发另一个表现形式是地下水超采。根据对目前我国地下水实际开采量与可开采量的分析,现状全国浅层地下水年均超采量为141亿m3,深层承压水开采量为74亿m3,两项合计不合理的地下水开采量为215亿m3。由于许多地区长期超采,造成了全国地下水大量累计亏空。
尽管我国的水资源利用效率有较大幅度提高,但与发达国家和世界先进水平相比还有较大差距。我国与世界部分国家和地区水资源利用效率比较见表1。
我国现状供水保障还存在较大的隐患和风险,缺乏水资源战略储备安排,部分地区水资源严重短缺,水源工程建设与保护不能满足可持续发展的要求,应对气候变化和突发事件的能力及应急供水能力不足,一些城市和重要经济区水源单一,供水保证率尚待提高,供水结构也存在着蓄水供水和其他水源供水比例过小、北方地区地下水供水比例普遍偏高等问题。这些都为加强水源工程建设与保护,改善供水结构,提高供水效率、效益和保证程度,增强应急供水能力,降低供水风险等提出了更高要求。
表1 我国与世界部分国家和地区水资源利用效率比较
二、水资源的合理开发
1.水资源开发格局
水资源开发利用要以维护生态环境良性发展为前提,以支撑经济社会可持续发展为目的,水资源的开发利用要以水资源可利用量和水资源的承载能力作为控制和约束条件,不能超过其合理的限度,同时又可通过各种措施和技术手段来提高水资源的承载能力。如加强供水工程管理,通过配套挖潜、更新改造提高水资源有效利用水平;建设蓄水和调水工程,提高水资源调蓄与调配能力,缓解水资源时空分布与经济社会发展及生产力布局不相适应的矛盾;强化需水管理,加强水资源的节约保护,提高水资源利用效率等。
北方许多地区,长期过度开发利用水资源,生态环境遭受严重破坏,需要合理配置水资源,置换和替代超采的地下水和挤占的生态环境用水,解决资源性缺水问题;西部和上游地区,水资源开发利用难度较大,需要适度有序地新建水资源工程,提高水资源调蓄能力和供水能力,解决工程性缺水问题;中东部地区水环境问题较突出,应对突发事件的能力不足,需要进一步优化水资源配置,加强储备水源和应急供水工程建设,有效应对可能出现的突发事件,解决水质性缺水问题。
水资源合理开发,首先要通过对现有工程进行进一步续建配套和加固改造,发挥现有工程的供水潜力,在水资源开发潜力较大的地区适度新建水资源工程,加强和完善水利基础设施的建设,加强污水处理回用、海水利用等其他水源的开发利用,减少对新鲜淡水资源的消耗。按照“东西互济、南北调配、边水济腹”的水资源配置总体格局,逐步建立与经济社会发展基本相适应的水资源配置工程体系,保障重点经济区、重要城市、粮食基地和能源化工基地等的供水安全,为经济社会发展和生态环境保护提供水资源保障。在水资源配置中要考虑逐步置换、替代和退减现状超采的地下水量215亿m3和挤占的生态环境用水量132亿m3等不合理开发利用的水量,改善和修复生态环境。到2030年将增加供水能力900多亿m3,蓄水工程库容与多年平均地表径流量的比值由现状的22%提高到25%以上,蓄水供水占地表水供水的比例将由33%提高到40%左右,大大提高水资源调蓄能力和供水保障能力。
2.区域开发重点
根据水资源禀赋条件、水资源开发利用程度以及经济社会发展和生态环境状况,全国水资源开发可以分为5大类型区域:松花江与辽河区,海河、淮河与黄河中下游区,黄河上游与西北诸河区,长江中下游、珠江中下游、华南诸河与东南诸河区,长江上游、珠江上游与西南诸河区。
(1)松花江与辽河区
结合粮食生产基地建设和土地资源开发,加强水源工程建设,加大边境河流地区的水资源开发力度,逐步建成区域水土资源合理配置的格局和体系。在生态环境脆弱的西辽河等地区,进一步强化节水,并通过外流域调水等工程,适度补充河道内水量,退还与置换挤占的生态环境用水和超采的地下水,改善生态环境状况。中部城市群是供水保障的重点地区,加强水源工程建设与保护,大力推进其他水源的开发利用,完善水资源配置工程体系,提高供水能力和供水保证率。
(2)海河、淮河与黄河中下游区
外流域调水与当地开发的水资源联合调配利用,修建必要的配套和调蓄工程,合理配置和利用水资源。根据各地的水资源条件、超采状况和影响程度以及替代置换措施的情况,确定地下水的禁采区、限采区、压采区及控制开采区的范围,制定相应的对策和替代工程措施。此外,加大其他水源利用力度、提高回用率也是区域水资源合理开发的重要对策措施。
(3)黄河上游与西北诸河区
保护生态环境,防止出现不可逆转的生态环境退化,是该区域水资源开发的关键问题;在保护中开发和在开发中保护,是水资源开发和生态环境保护重要的对策。在河西内陆河、天山北麓等地区,在严格控制开发利用、退减不合理供水的基础上,实施从外流域适度调水的工程。在上游和出山口地区修建控制性调蓄工程,提高供水效率和保证率,在地下水开发潜力较大的地区,适当增加地下水开采量,改善供水结构。在塔里木河等地区采取调整改造平原水库、河道治理、生态补水等生态修复工程措施。黄河上游地区在南水北调西线工程实施生效后,增加黄河上游河道内水量,不仅改善河道内生态环境,也改善供水环境,提高黄河上游地区的供水能力。
(4)长江中下游、珠江中下游、华南诸河与东南诸河区
该区是我国未来水资源开发的重点地区,水资源的开发不仅要满足本区域经济社会发展的需要,还要向黄淮海等水资源紧缺地区调水。根据水资源条件和未来需求态势,合理布局和安排水资源工程,加强控制性骨干工程建设,加强重要城市、重要农业区和易旱区的水源工程与水资源调配工程建设,增强供水能力,优化水资源配置。完善现有工程的续建配套和加固改造,加强应急备用水源工程建设,进一步扩大江河湖库的连通和供水管网的连通,增强供水安全保障程度,提高抗御干旱的能力。
(5)长江上游、珠江上游与西南诸河区
该区域水资源丰富,但开发利用难度大,工程型缺水较严重。加强水利基础设施建设,改善供水环境,保障城乡居民的用水需求。加强供水工程的维护和管理,提高工程的供水效率。逐步形成大中小微型工程、蓄引提工程结合的合理布局,增强供水能力,提高供水保证率和抗御干旱等灾害的能力。
3.地表水开发
地表水开发要以地表水资源可利用量作为控制上限指标。超过控制上限的地区要减少地表水的开发利用量;在具有开发潜力的地区,要在保护生态环境的基础上,根据合理的需求,适度有序地安排地表水供水工程。新工程建设特别是控制性骨干工程建设,要在进行充分论证的基础上,考虑整体综合的效益和优化水资源配置的作用,统筹协调上下游、区域间、行业间的关系,妥善处理出现的问题,照顾受损方的利益,并使之得到合理补偿。要把现有工程的配套挖潜、加固改造以及优化调配规则等放在优先位置,充分发挥工程的效率和效益。地表水供水工程建设要因地制宜、突出重点,蓄引提调结合、大中小微并举,逐步推进并完善农村水利基础设施建设,全面提升供水保障能力。
大中型水库和跨流域调水工程建设,对于有效控制和利用主要江河与重要支流的水资源,提高水资源蓄控和调配能力,进行区域间水资源合理配置,缓解重点地区的水资源供需矛盾,提高供水保证率,有着十分重要和不可替代的作用。结合“十一五”水利发展规划等相关规划及成果,我国在“十一五”和“十二五”期间在建、拟建和规划的大中型水库工程(不包括没有供水和灌溉任务的以防洪和发电为主的工程),总库容804亿m3,年供水量327亿m3。黄淮海辽流域和西北天山北麓、河西地区是水资源最紧缺的地区,同时具备从邻近流域调水的条件,跨流域调水工程建设是解决这些地区缺水问题的重要和根本措施。蓄水工程和跨流域调水工程新增供水量1000多亿m3。这些工程实施后,全国供水工程蓄水、引提水、调水的比例将由现状的33.0∶64.6∶2.4 调整为 37.6∶54.2∶8.2,大大提高了流域和区域水资源的调配能力。
海河区、黄河区、淮河区以及辽河流域、西北干旱区内陆河可供开发当地水资源的水源地很少,不少地区地表水过度开发。上述地区当地地表水供水量总体上呈减少的趋势,其中西北干旱区内陆河减少92亿m3,由于这些地区具备外流域和跨区域调水的条件,2030年外流域调水量比现状增加386亿m3。
南方地区和东北、西北周边地区,地表水资源开发潜力较大,是地表水资源开发的重点地区。2030年地表水供水量比现状增加920亿m3,占全国增加量的90%以上,其中向外流域增加调出的水量约为450亿m3。主要江河流域地表水供水量见表2。
表2 我国分区地表水供水量单位:亿m3
4.地下水开采
根据地下水实际开采情况以及地下水可开采量、地下水水位动态变化特征等,综合分析评价地下水的开发利用状况和开发利用潜力。在地下水超采区要釆取替代和置换措施退减超采的地下水,同时还要进一步压采地下水开采量,逐步退还累积的超采量。在北方一些有地下水开发潜力的地区,根据用户需求和地下水可开采量分布的范围进行安排。全国地下水开采的总趋势是在地下水超采区退减不合理的开采量215亿m3,其他地区压减开采量46亿m3,新增加开采量110亿m3。2030年全国地下水开采量减少到937亿m3,比现状减少 151亿m3。
海河区和辽河区现状地下水开采量为380亿m3,在退减现状不合理的地下水开采量后,2030年开采量减少为265亿m3,基本没有新增开采量。松花江区地下水可开采量为204亿m3,在退减不合理的开采量后,新增开采量16亿m3,主要在松嫩平原地区。黄河区在退减和减少30亿m3开采量的基础上,在宁夏、内蒙古灌区等地新增开采量17亿m3。淮河区沂沭泗河与山东半岛地区不合理开采地下水较为严重,但在淮北平原地区地下水开发有一定潜力,在退减和减少45亿m3开采量的基础上,在淮北平原等地新增开采量11亿m3。西北诸河区地下水可开采量222亿m3,现状开采量91亿m3,总体上还有开发潜力,但在石羊河、天山北麓、吐哈盆地等地区超采地下水20亿m3,要在上述地区退减超采量,同时在有开发潜力的地区增加开采量36亿m3。北方地区现状地下水开采量950亿m3,不合理开采量207亿m3,除退减不合理开采量外,再压减开采量38亿m3,同时又新增地下水开采量88亿m3,北方地区2030年地下水开采量793亿m3,比现状净减少157亿m3。地下水开采量增减变化情况见表3。
表3 我国分区地下水开采量增减变化情况 单位:亿m3
5.其他水源利用
其他水源开发利用主要有雨水集蓄利用、微咸水利用、污水处理回用、海水利用等。全国现状雨水集蓄利用水量10亿多m3,主要在黄淮海区及长江珠江上游山丘区,预计2030年全国雨水集蓄利用水量将达到20亿m3。在北方一些平原地区,微咸水分布较广,可利用数量也较大,现状全国微咸水利用量近5亿m3,主要在黄河和海河区,预计2030年全国微咸水利用水量将超过10亿m3。
2030年全国设市城市污水处理率将达到90%以上,全国城镇生活与工业废污水处理率达70%以上,废污水集中处理后的排放量将超过770亿m3,直接回用于工业和城镇公共用水的水量133亿m3。现状全国海水直接利用330亿m3,规划2010年全国海水直接利用能力将达到550亿m3,2020年达到1000亿m3;预计2030年全国海水直接利用量将达到1500亿~2000亿m3,折合成淡水替代当量50亿m3左右。其他水源开发利用情况见表4。
表4 我国其他水源利用情况 单位:亿m3
三、用水总量控制
1.供用水总量
根据规划预测,到2030年全国多年平均年供河道外利用水量为7113亿m3,通过各种措施和调控手段,水资源承载能力大大提高,可以支撑未来经济社会发展。2030年可供水量比现状增加1400多亿m3,是在扣除退减超采的地下水和挤占生态环境用水等不合理用水的基础上,净增加的供水量。若包括置换替代上述退减量在内,则新增的供水量为1700亿~1800亿m3。这里所指的供水量及新增和净增供水量是本流域经济社会发展需要提供的河道外用水量以及调出流域外供其他流域利用的水量。
新增和净增供水量主要在现状水资源开发程度较低、开发潜力较大的地区。松花江、长江、珠江、东南诸河和西南诸河5个水资源一级区净增供水量 1374亿m3,新增供水量1400亿~1500亿m3,其中置换替代不合理用水量和供本流域经济社会发展增加利用的水量约为1000亿m3,向外流域调出水量约500亿m3。
海河、黄河、淮河、辽河和西北诸河5个水资源一级区净增供水量仅为43亿m3,其中存在超采地下水和挤占河道内生态环境用水的地区要全部退减现状不合理用水量。这些地区本流域水源的供水量是减少的,其不足水量主要靠外流域调水和其他水源的开发利用弥补。
2.用水总量控制指标
实行最严格水资源管理制度,建立用水总量控制制度,是党中央从我国基本水情国情出发作出的重大战略决策。《全国水资源综合规划(2010—2030年)》对2020年和2030年全国用水总量控制指标进行了规划安排。根据规划安排,按照综合规划口径,在多年平均情形下,2020年和2030年全国用水总量力争控制在6700亿m3和7000亿m3以内。
四、结 语
我国水资源时空分布不均,资源环境禀赋差异大,现状面临着局部区域过度开发、水资源供需矛盾突出及丰水地区水资源尚有开发利用潜力并存的局面。通过采取合理水资源开发利用模式,优化配置生活、生产和生态用水,加大水资源潜力地区开发利用量,强化节水并实行最严格的水资源管理制度,我国水资源完全可以保障我国供水安全、粮食安全、经济安全和生态安全。
[1]陈雷.深入贯彻落实中央一号文件精神 全面开创中国特色水利现代化新局面[J].中国水利,2011(12).
[2]全国水资源综合规划编制组.全国水资源综合规划[R].2009.