黄河流域水资源综合规划概要

2011-06-13薛松贵

中国水利 2011年23期

薛松贵

（水利部黄河水利委员会，450003，郑州）

黄河是我国西北、华北地区重要的供水水源，又是世界上泥沙最多的河流。黄河水资源具有年际变化大、连续枯水段长的特点，在枯水期和枯水段，缺水更加严重。未来随着黄河流域水资源量减少和需水量增加，水资源安全形势严峻，制定水资源安全战略非常必要。

自2002年国家计委和水利部联合部署开展水资源综合规划以来，黄河流域水资源综合规划在水利部统一领导下，经过水利部黄河水利委员会及相关省（自治区）近10年的努力，编制完成了《黄河流域水资源综合规划》。规划编制过程中，邀请专家咨询20多次，多次征求并协调了流域省（自治区）意见，2010年国务院正式批复《全国水资源综合规划（2010—2030年）》。《黄河流域水资源综合规划》作为全国水资源综合规划的重要组成部分，将是今后一个时期内黄河流域水资源开发、利用、配置、节约、保护与管理的重要依据。

一、黄河水资源可持续利用存在的主要问题

1.水资源总量不足，供需矛盾突出

黄河流域多年平均河川天然年径流量534.8亿m3，仅占全国河川年径流量的2%，人均年径流量473m3，仅为全国人均年径流量的23%，却承担着占全国15%耕地面积和12%人口的供水任务。同时，黄河有限的水资源还必须承担一般清水河流所没有的输沙任务，使可用于经济社会发展的水量进一步减少。作为资源性缺水的黄河，其地表供水总量中近1/3的水量还须向流域外部分地区和城市调水。20世纪90年代，黄河平均天然径流量为437亿m3，利津断面实测水量仅119亿m3，实际消耗径流量已达318亿m3，占天然径流量的73%，已超过其承载能力。地下水开采量由1980年的93亿m3增加到目前的140亿m3左右，部分地区已超过地下水可开采量。

2.水沙关系恶化，威胁河流健康

20世纪80年代以来黄河来水来沙条件发生了较大变化，使本来已经不协调的水沙关系进一步恶化。

具有较大挟沙能力的中常洪水和较大洪水发生的机遇减少。1986年以来黄河中下游的洪水特征发生了很大变化，3000m3/s以上和6000m3/s以上洪水年均发生的场次，花园口站1986年以前分别为5场和1.4场，1986年后分别减少为2.2场和0.3场。同时洪峰流量、洪水持续时间和洪量均有大幅度减少。

黄河主要来沙区来沙系数增大。河口镇至龙门区间是黄河的主要来沙区，平均来沙系数由1956—1979年的0.76 kg·s/m6增加到 1980—2000年的0.89kg·s/m6。场次洪水来沙系数增加趋势更为明显，潼关站1960年以前来沙系数一般在0.05 kg·s/m6以下，1992年以来，大部分在0.1 kg·s/m6以上，个别年份达到 0.3 kg·s/m6。

黄河水沙关系恶化，造成河道淤积严重，河槽萎缩，平滩流量降低，二级悬河加剧，防洪、防凌负担加重，不仅严重威胁河流健康，也增加了洪水漫滩概率，增加了灾害损失。黄河下游河道平滩流量由20世纪80年代的6000m3/s左右下降到2002年汛前的2000m3/s～3000m3/s，局部河段只有1800m3/s。宁夏、内蒙古河段历史上属于微淤河道，目前河槽严重淤积萎缩，河道形态不断恶化，主槽过流能力下降（个别河段仅为1000m3/s左右），部分河段成为“地上悬河”，严重威胁防洪、防凌安全，1990年以来已发生7次凌汛决口和1次汛期决口。

3.生态用水被大量挤占，生态环境日趋恶化

对河川径流的过量开发，导致黄河干流和部分支流的生态环境用水量被大量挤占。1972—1999年28年间，黄河下游22年出现断流。尤其是进入20世纪90年代，几乎年年断流，断流最严重的1997年，利津水文站断流时间长达226天。据对20世纪90年代统计，黄河下游被挤占的生态环境用水量达到61亿m3。河道内生态水量特别是输沙水量严重不足，导致了河道淤积萎缩、水环境恶化等一系列问题。1999年开始黄河水量调度以来，采取多种措施实现了黄河下游不断流，但远没有达到功能性不断流的要求。

地下水的大量开采，一方面造成部分地区地下水水位持续下降，形成大范围地下水降落漏斗，产生一系列地质环境灾害；另一方面也在一定程度上袭夺地表水，减少了河川径流。现状黄河流域存在主要地下水漏斗区65处，甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等省（自治区）均有分布，其中陕西、山西两省分别存在漏斗区34处和18处。

4.用水效率偏低，与严峻的缺水形势不相适应

黄河流域近20年间用水水平和用水效率有了较大提高，按2000年不变价分析，万元GDP用水量从1980年的3742m3下降至现状年的308m3，减少了92%；万元工业增加值取水量由1980年的876m3下降至104m3，下降了88%；农田实灌定额由1980年的542m3/亩（8130m3/hm2）减少至 420m3/亩（6300m3/hm2），减少122m3/亩（1830m3/hm2），但与全国先进地区相比，用水管理与用水技术仍相对落后，用水效率指标尚有一定差距。部分灌区渠系老化失修、工程配套较差、灌水田块偏大、沟长畦宽、土地不平整、灌水技术落后及用水管理粗放等原因，造成了灌区大水漫灌、浪费水严重的现象。水价严重背离成本也是造成浪费水现象的重要原因，流域内大部分自流灌区水价不足成本的40%。部分地区水资源利用方式粗放，用水效率较低，浪费仍较严重，与流域水资源总量缺乏、供需矛盾突出的形势形成强烈反差。

5.纳污量超出水环境承载能力，水污染形势严峻

黄河流域废污水排放量由20世纪80年代初的21.7亿t增加到目前的42.5亿t，大量未经任何处理或有效处理的工业废水和城市污水直接排入河道，造成流域内23%的评价河长劣于Ⅴ类水质，达不到水功能要求，主要污染物入河量已远远超出黄河自身水环境承载能力。现状水平年黄河流域COD和氨氮纳污能力可利用量分别为 73.9万t、3.41万t，而现状年流域水功能区污染物COD和氨氮实际入河量分别为 103.40万 t、9.80万t，污染物实际入河量远远超出了流域水功能区的可承载能力。

流域内工业产业结构不合理，高耗水、重污染和清洁生产水平低下的工业企业在流域内广为分布，城市生活污水处理率低于全国平均水平，农业面源污染基本没有得到控制，水环境的低承载能力和流域高污染负荷以及低水平的污染治理手段与控制技术，造成了黄河流域日趋严重的水污染问题，省际水污染矛盾日益突出，流域水污染形势十分严峻。

6.水资源管理尚不能满足现代流域管理的需要

《黄河可供水量分配方案》（“87”分水方案）、《黄河可供水量年度分配及干流水量调度方案》、《黄河水量调度条例》等为黄河水资源的管理和调度奠定了基础，1999年开始全河干流的水量统一调度后，黄河流域水资源管理取得了十分明显的效果。但目前的水资源管理方法和手段尚不能满足现代流域管理的需要。总量控制及定额管理相结合的水量管理技术体系尚不完善；以水功能区为单元的地表水水质管理制度还未建立，地下水功能区划分工作尚未完成，技术体系还不完备；部分地区水资源过度开发还没有得到有效遏制；以定额管理为基础的节约用水行为规范还没有全部实行，缺水和用水效率低下并存；干旱监测和降雨预报不能满足精细调度的要求，水资源监测网络特别是取退水监测方面还很不完善。

表1 黄河流域各水平年方案供需结果单位：亿m3

二、黄河流域水资源供需分析及配置

1.水资源供需态势分析

（1）国民经济需水量

预计流域内人口将由2007年年底的1.14亿人增加到2030年的1.31亿人，城市化率由2007年年底的40%提高到2030年的59%。预测黄河流域GDP将以6.9%的年均增长率稳步发展，工业增加值由2007年的7837亿元增加到2030年的35687亿元。为基本满足本流域的粮食需求，在提高粮食单产的同时，还需要适当扩大灌溉面积，流域内农田有效灌溉面积从现状的7765万亩（517.67万hm2）增加到2030年的8697万亩（579.8 万 hm2）。

在采取强化节水措施、调整产业结构、限制高耗水产业发展的情况下，国民经济需水量仍将会有一定的增长。黄河流域多年平均河道外总需水量由基准年的485.79亿m3，增加到2030年的547.33亿m3，24年净增了 61.54亿m3，年增长率为0.5%。增长最多的省（自治区）是陕西、山西和甘肃，分别为19.9亿、12.7亿和10.65亿m3，内蒙古增长了1.76亿m3，宁夏下降了0.08亿m3。

（2）生态环境需水量

根据小浪底水利枢纽初步设计等有关成果，在小浪底水库拦沙期间，为达到下游一定的冲刷效果，塑造下游中水河槽，下游河道冲刷年均需水量利津断面约为230亿m3，其中汛期约为155亿m3。在小浪底拦沙期结束后，小浪底水库进入冲淤平衡时期，进入下游的泥沙通过小浪底等水库调水调沙输送入海。在下游河道年淤积量为1.0亿～2.0亿t时，利津断面汛期输沙需水量约为184亿～143亿m3。综合分析，为尽可能减少黄河下游河道的泥沙淤积，下游河道多年平均汛期输沙用水量利津断面应在170亿m3左右。

利津断面非汛期生态环境需水量主要包括维持河道不断流、保护河口三角洲湿地、保护水质及河道内生态所需水量等。20世纪80年代以来，围绕河道不断流、河口生态保护等方面相继开展了多项研究。综合各项研究成果，并考虑到黄河水资源现状利用情况及未来水资源供需形势，利津断面非汛期生态环境需水量为50亿m3左右。

综上，黄河干流输沙和生态环境需水量达到220亿m3。

（3）水资源供需平衡分析

在考虑黄河流域地表供水工程和地下水开采量的情况下，计算基准年、2020年、2030年三个水平年供需平衡，见表1。

在不考虑跨流域调水的情况下，流域内总供水量为419.8亿～443.2亿m3，经济社会缺水量呈增长趋势，由基准年的66.0亿m3增加到2030年的104.2亿m3。入海水量由基准年的206.7亿m3减少到2030年水平年的185.8亿m3，尚不满足河道内生态环境需水要求，生态环境缺水量由基准年的13.3亿m3增加到2030年的34.2亿m3。经济社会和生态环境总缺水量由基准年的79.4亿m3增加到2030年的138.4亿m3。

在引汉济渭、南水北调西线一期等调水工程生效后，2030年水平年流域内供水量达到520.8亿m3，其中地表供水375.1亿m3，较南水北调西线一期工程生效前增加77.6亿m3，流域内经济社会缺水量减少到26.6亿m3，入海水量达到211.4亿m3，水资源供需矛盾有所缓解。

2.水资源配置

黄河水资源配置原则，一是统筹兼顾流域经济社会发展和维持黄河健康生命的各方面需求，协调好生活、生产、生态用水的关系；二是以1987年国务院批准的《黄河可供水量分配方案》为基础，统筹考虑水资源量的变化、供需平衡分析成果、跨流域调水工程等因素；三是上、中、下游统筹兼顾，地表水、地下水统一配置，保证干支流主要断面维持一定的下泄水量。

根据上述原则，考虑到黄河水资源量的变化和跨流域调水工程的实施情况，结合供需分析成果，分三个阶段拟定黄河流域水资源配置方案。

（1）南水北调东中线工程生效前

考虑到黄河水资源量的减少，统筹考虑河道内外用水需求，在“87”分水方案的基础上配置河道内外水量，配置河道外水量341.2亿m3，入海水量193.6亿m3。黄河流域缺水量为95.5亿m3，其中河道外缺水69.1亿m3，缺水率14.2%；河道内缺水26.4亿m3，缺水率12.0%。

（2）南水北调东中线工程生效至西线一期工程生效前

以2020年为配置水平年，地表径流量将减少为519.8亿m3，配置河道外各省（自治区）水量332.8亿m3，入海水量187.0亿m3。由于需水量增加和黄河河川径流量减少，黄河流域缺水量达到109.7亿m3，其中河道外缺水76.7亿m3，缺水率 14.7%，河道内缺水33.0亿m3，缺水率15.0%，缺水主要集中在河口镇以上。

（3）南水北调西线一期工程等调水工程生效

2030水平年，黄河河川径流量将减少到514.8亿m3，加上引汉济渭、南水北调西线一期等调水工程调入水量97.6亿m3，黄河的径流总量为612.4亿m3，其中配置河道外 401.1亿m3，入海水量211.4亿m3。西线调水80亿m3，配置河道外水量55亿m3，配置河道内25亿m3。河道外各省（自治区）尤其是河口镇以上省（自治区）缺水情况得到缓解，全流域河道外缺水率4.9%，入海水量将增加到211.4亿m3，缺水3.9%，尚未达到220亿m3的需水要求，还需要完善黄河水沙调控体系以调节水沙关系，同时采取水土保持建设、滩区放淤等多种措施进一步减少黄河下游的泥沙淤积，塑造并维持中水河槽。

3.黄河流域水资源安全风险分析

南水北调西线一期工程生效前，在充分节水的前提下，黄河流域缺水量将达到110亿m3，其中河道内缺水33亿m3，河道外缺水 77亿m3。河道外缺水如果集中在农业，预计将有1000万亩（66.67万 hm2）有效面积得不到灌溉，在得到灌溉的面积上，灌溉定额减少，将少生产粮食75亿kg左右，约占黄河流域粮食产量的15%，占全国粮食产量的1.5%。河道内缺水将减少输沙水量，增加河道淤积，对中水河槽维持造成严重影响。同时，也将导致河流水环境承载能力进一步降低，水环境压力增大。可见，在正常来水年份，由于水资源不足，城乡居民饮水、能源基地工业用水挤占农业和生态环境用水量，使粮食安全和生态安全存在一定风险。在枯水年份和连续枯水段，城乡居民饮水、能源基地工业用水、农业灌溉用水和生态环境用水之间的矛盾将更加激烈，使粮食安全和生态安全的风险更大。

南水北调西线一期工程生效后，黄河流域水资源供需矛盾将得到全面缓解。调入水量主要用于补充居民生活饮水、城市发展用水、能源基地用水和生态环境用水，从而退还被挤占的农业用水和河道内生态环境用水，全面协调各区域和各部门的用水关系，保障饮水安全、能源基地供水安全、粮食安全和河流生态安全，为促进流域经济社会可持续发展和维持黄河生命健康提供基本保障。

三、保障黄河流域水资源安全的对策措施

1.进一步推进节水型社会建设，珍惜每一滴黄河水

按照节水型社会建设的总体要求，在加强节水型社会管理制度建设和建立自觉节水的社会行为规范体系基础上，进一步推进节水型社会建设。根据工业、农业灌溉和城镇生活节水措施的安排，2020年和2030年，黄河流域节水量分别为56.9亿m3和76.4亿m3，总投资分别为435.5亿元和705.6亿元。通过上述措施，2020年初步建成节水型农业、节水型工业和节水型城市。

2.持续推进水资源可持续利用制度建设，实施最严格水资源管理

黄河流域水资源管理要在深化水利改革的基础上，重点加强制度建设，建立健全流域与区域相结合的水资源管理体制。尽快建立和完善流域“三条红线”指标体系，强化取水许可总量控制和用水定额管理，严格执行用水效率控制指标，建立河流省界断面水质行政首长负责制。建立和完善黄河流域水权转换制度，完善水功能区管理制度；加强水工程建设规划同意书、水资源论证等前期工作的审批手续；建立水资源循环利用体系和黄河水资源应急调度制度，逐步形成有利于合理开发、科学配置、高效利用和有效保护的水资源管理体制和机制。

3.加强水资源统一调度，精细调度每一方黄河水

近期在黄河干流水量统一调度的基础上，主要加强对主要支流水量统一调度体系的建设，进一步完善黄河水量调度管理系统，形成全河水量统一调度体系。远期结合水沙调控体系建设和跨流域调水工程的实施，实现全河水量优化调度，逐步实现黄河功能性不断流。在目前水权转让试点的基础上，扩大水权转让的范围。在遇到特枯水年和连续枯水年时，水资源量和可供水量比正常年景大幅度减少，水资源调配的对策主要是压缩需求、挖掘供水潜力、增强水资源应急调配能力。

4.加快骨干工程建设，增强水沙调控能力

在黄河干流要尽快建设古贤、黑山峡等必要的枢纽工程，增加水沙调控能力，优化水资源配置和增强供水保证程度。在支流续建、新建一批水库工程，包括泾河的东庄水库、沁河河口村水库、洮河九甸峡水库等，满足当地生活生产用水需求。同时根据需要建设引大济湟、引洮入定等引水工程和部分干支流提水工程，以缓解当地水资源紧缺状况。