红线约束下的淮河流域水资源利用现状与未来
2012-09-11储德义
储德义
(作者系水利部淮河水利委员会副总工程师)
红线约束下的淮河流域水资源利用现状与未来
储德义
一、引言
水资源是指可供利用的大气降水、地表水和地下水的总称。包括经人类控制并直接可供灌溉、发电、给水、航运、养殖等用途的地表水和地下水,以及江河、湖泊、井、泉、潮汐、港湾和养殖水域等。水资源是发展国民经济不可缺少的重要自然资源。
2011年《中共中央 国务院关于加快水利改革发展的决定》明确提出要实施最严格的水资源管理制度,要建立用水总量控制制度,确立水资源开发利用控制红线,抓紧制定主要江河水量分配方案,建立取用水总量控制指标体系。建立用水效率控制制度,确立用水效率控制红线,坚决遏制用水浪费,把节水工作贯穿于经济社会发展和群众生产生活全过程。建立水功能区限制纳污制度,确立水功能区限制纳污红线,从严核定水域纳污容量,严格控制入河湖排污总量。为贯彻落实好中央水利工作会议和中共中央一号文件的要求,国务院发布的《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》明确提出,确立水资源开发利用控制红线,到2030年全国用水总量控制在7000亿m3以内;确立用水效率控制红线,到2030年用水效率达到或接近世界先进水平,万元工业增加值用水量(以2000年不变价计,下同)降低到40 m3以下,农田灌溉水有效利用系数提高到0.6以上;确立水功能区限制纳污红线,到2030年主要污染物入河湖总量控制在水功能区纳污能力范围之内,水功能区水质达标率提高到95%以上。
在水利部的统一领导下,为响应党中央、国务院号召,淮河流域在实行最严格水资源管理制度方面做了大量的工作,本文根据参加淮河流域水资源规划和管理工作实践,谈谈对淮河流域实施最严格水资源管理制度的认识和思考。
二、淮河流域水资源及开发利用状况
(一)水资源分区
按照《全国水资源分区》的要求,考虑流域与行政区域有机结合、保持行政区域和流域分区的统分性、组合性与完整性,并充分考虑水资源管理要求的原则对流域进行分区。
一级区1个:淮河区,包括淮河流域及山东半岛。二级区5个:淮河上游区(王家坝以上)、淮河中游区(王家坝至洪泽湖出口)、淮河下游区(洪泽湖出口以下)、沂沭泗河区和山东半岛沿海诸河区。三级区14个:其中,淮河流域12个,山东半岛2个。考虑三级区与地(市)区域交叉,又将14个三级区划分为86个三级区分地(市)的计算单元,其中淮河流域75个区,山东半岛11个区。
(二)水资源数量
1.降水
采用1956~2000年同步期系列资料评价降水量,淮河区多年平均年降水839mm,降水量:2767亿m3。其中:淮河流域降水875mm,降水量:2353亿m3,山东半岛降水678mm,降水量:414 亿 m3。
2.蒸发
蒸发量评价采用1980~2000年(21年)同步期系列资料。淮河区多年平均水面蒸发量在650~1250mm之间,地区分布呈现自南往北递增的趋势。南部大别山蒸发量最小,不足700mm;山东半岛北部蒸发量最大,大于1200mm。
3.泥沙
本次评价所述泥沙为江河径流中的悬移质泥沙。淮河区各河流1956~2000年平均含沙量为0.10~3.4kg/m3,河流含沙量呈山丘区大,平原区小,自上而下递减趋势。1980~2000年多年平均含沙量和输沙率较1956~1979年呈减小趋势。从减少幅度分布上看,山区河流比平原河流减少幅度小,内陆河流比沿海河流减少程度小。
4.地表水资源量
淮河区(1956~2000年)多年平均天然年径流量677亿m3,径流深205mm。其中:淮河流域天然年径流量595亿m3,径流深221mm;山东半岛天然年径流量82亿 m3,径流深134mm。
淮河区本次评价成果677亿m3比第一次评价1956~1979年系列成果740亿m3减少63亿m3,减幅8.5%。其中淮河流域减少26亿m3,减幅4.2%,山东半岛减少37亿m3,减幅31%。
5.地下水资源量
评价时段为1980~2000年,重点评价矿化度小于等于2g/L的浅层淡水。对矿化度大于2g/L的微咸水或咸水资源量做了估算。(1)平原区地下水资源量:淮河区多年平均年地下水资源量(M≤2g/L)280亿m3。其中,淮河流域257亿m3,山东半岛22亿m3。(2)山丘区地下水资源量:淮河区多年平均地下水资源量127亿m3。其中,淮河流域87亿m3,山东半岛为40亿m3。(3)分区地下水资源量:淮河区多年平均地下水资源量397亿m3。其中,淮河流域338亿m3,山东半岛60亿m3。淮河区本次评价成果397亿m3比第一次评价成果增加4亿m3。
6.水资源总量
水资源总量是指当地降水形成的地表水和地下水产水量,即地表径流量与降水入渗补给地下水量之和,为地表水资源量与地下水资源量之和扣除二者中的重复部分。淮河区多年平均水资源总量911亿m3。其中:淮河流域794亿m3,山东半岛117亿m3。
淮河区本次评价(911亿m3)比第一次评价1956~1979年系列(962亿 m3)减少51亿m3,减幅5.3%。其中淮河流域减少35亿m3,减幅4.2%,山东半岛减少16亿m3,减幅12.0%。
7.地表水资源可利用量
地表水资源可利用量是指在可预见的时期内,在统筹考虑河道内生态环境和其他用水的基础上,通过经济合理、技术可行的措施,可供河道外生活、生产、生态用水的一次性最大水量。因此,它不是一个具体的利用量,而是技术、经济、环境等多种约束条件下的允许利用的控制量。淮河区地表水资源可利用量分水系结果详见表1。
(三)水资源质量
1.地表水水质
淮河区河流水质评价河长13706km,全年期综合评价水质(COD和氨氮)为Ⅰ~Ⅲ类水河长占26.4%,Ⅳ类占15.8%,Ⅴ类占8.4%,劣Ⅴ类占49.4%。
淮河区参加评价的湖泊13个,面积4847km2,综合评价达标(Ⅲ类,下同)湖面面积占40%;其中化学需氧量超标面积达51.2%,高锰酸盐指数超标面积占17.3%,氨氮超标面积为20.0%。淮河区参加评价水库20个,全年达标库容86.7%,水质总体较好。
淮河区参评水功能区有475个,全年期达标136个,达标率为28.6%。其中441个河流水功能区达标率为27.4%,15个湖泊水功能区达标率为33.3%,19个水库水功能区达标率为52.6%。
2.平原区地下水水质
矿化度:小于2g/L(淡水)的为15.7万km2,占81.1%;大于5g/L(咸水)的为1.4万km2,占7.3%。总硬度:总硬度大于550mg/L的测点有88个,占30.6%。大于550mg/L的面积有4.5万km2,占23.3%。水质综合评价:Ⅲ类及好于Ⅲ类水的测井占24%,Ⅳ类水和Ⅴ类水测井分别占31.2%和44.8%。影响地下水水质类别的主要指标是总硬度,其次是矿化度。地下水污染评价:无污染的占54.2%、轻污染占27.8%、重污染占18.0%。主要污染物指标为氨氮,其次是亚硝酸盐氮。
(四)水资源利用现状
1.供水能力
淮河区供水工程包括地表水源、地下水源和其他水源三大类型。目前,淮河区已形成了约708亿m3的年供水能力,其中淮河流域606亿m3,山东半岛102亿m3。
地表水源工程分为蓄水、引水、提水和调水工程,淮河区现状供水能力507亿m3,其中淮河流域457亿m3,山东半岛50亿m3。蓄水工程包括大中小型水库和塘坝,共59万座,总库容389.2亿m3,兴利库容193.0亿m3,分别占多年平均年径流量的58%和29%;引水工程950处,总引水规模为3.1万m3/s;提水工程18340处,提水规模0.74万m3/s,大型提水工程规模占总提水规模的17%;跨流域调水工程43处,总调水规模0.3万m3/s,大型调水工程占总提水规模的93%。
表1 淮河区地表水资源可利用量表
淮河区现有机电井177万眼,配套机电井150万眼,供水能力199亿m3,其中淮河流域149亿m3,山东半岛50亿m3。
其他水源工程包括集雨工程、污水处理回用和海水利用,共9.2万处,供水能力约2.4亿m3,主要分布在山东半岛。
2.供水量及供水结构变化
淮河区总供水量590.4亿m3。其中:地表水406.9亿m3,占68.9%;地下水182.0亿 m3,占30.9%;非常规水源1.4亿 m3,占0.2%。
淮河流域总供水量512.0亿m3。其中:地表水374.4亿 m3,占73.1%;地下水136.8亿m3,占26.7%;非常规水源0.8亿 m3,占0.2%。
山东半岛总供水量78.4亿m3。其中:地表水32.6亿m3,占41.6%地下水45.2亿m3,占57.6%;非常规水源0.6亿 m3,占0.8%。
淮河区供水结构总体趋势是在当地地表水供水量基本不增加的情况下,新增供水量主要是跨流域调水和地下水。
3.用水量及用水结构变化
淮河区2006年用水量590.4亿m3,其中:生活53.8亿 m3,生产531.1亿 m3,生态5.5亿m3。淮河流域2006年用水量512.0亿 m3其中:生活45.0亿 m3,生产462.8亿m3,生态4.1亿m3。山东半岛2006年用水量78.4亿m3,其中:生活8.8亿 m3,生产68.2 亿 m3,生态1.4 亿 m3。
淮河区用水结构变化的总体趋势是在农业用水量微减少的情况下,新增用水量主要是生活和工业用水。
4.用水水平与效率
淮河区用水水平、效率与全国、世界相比,万元GDP用水量低于全国,但与国内先进地区和国外发达国家相比还有很大差距;万元工业增加值用水量低于全国水平;人均用水量低于全国、更低于世界平均水平;工业用水综合重复率与全国水平相当,但低于世界发达国家的水平。
5.现状缺水
现状河道外缺水包括经济社会需求缺水量和河道外生态环境缺水两部分。主要体现在地下水超采、深层水开采、挤占河道生态用水和经济社会客观缺水等方面。
6.水资源形势
(1)水资源短缺将是长期面临的形势。淮河区人口稠密、耕地率高,人均亩均水资源占有量少;过渡带水资源年际年内变化大;区域分布与土地资源和生产力布局不相匹配;资源少、利用难度大,水资源已经成为影响经济社会可持续发展的重要因素。
(2)受气候变化和人类活动影响水资源数量减少趋势明显。全球气候变化和人类活动影响的进一步加剧,将使原已十分紧张的水资源供需形势更加严峻。
(3)水资源基础设施建设滞后,开发过度与开发不足并存。工程老化失修,供水和水源结构不合理区域间水资源开发利用程度差别大,开发过度与开发不足并存。灌溉水井完好率不足60%,蓄水工程配套不足70%。淮北平原、南四湖地区、山东半岛现状水资源开发利用程度已接近或超过其开发利用的极限,淮河以南及上游山丘区尚有一定的潜力,但进一步开发利用的难度和代价很大。
(4)用水效率和效益不高,用水结构需进一步调整。万元GDP用水量是世界平均1.5倍,万元工业增加值用水量是先进发达国家2倍,工业用水重复利用率比发达国家低20个百分点以上;农田灌溉水利用系数为0.5,低于发达国家40%以上;城镇供水管网平均漏损率达16%,为国际先进水平2倍。
用水效率和效益地区差异较大。山东半岛水资源利用水平和效率已接近世界先进水平。淮河以北及淮河流域引黄灌区用水水平和效率相对较低,工业还处于粗加工阶段,用水浪费严重,沿黄部分农业灌区仍采用大水漫灌方式。
淮河区1980到2006年淮河区农业用水比重下降,工业用水和生活用水比重稳步提高,用水结构在不断优化调整,第一产业用水比重仍偏高,第三产业用水偏低。
(5)水污染问题仍很突出已威胁供水安全。全流域186个国家重点水质监测站V类及劣V类水占51.1%,46个跨省河流省界断面V类及劣V类水占54.4%,生活供水水质不合格率达28.5%。
(6)水生态系统安全受到威胁。水体污染和水资源短缺使水生生物资源遭受严重破坏。洪泽湖、南四湖、骆马湖等湖泊水生生物种类与数量差异不明显,仅个别湖区因长期水质污染出现水生生物锐减或藻类繁多的现象。过度用水、盲目围垦使湖泊容积减少、萎缩消失。局部地区地下水严重超采出现地面沉降和大面积漏斗。
(7)省际河湖敏感地区多水资源管理难度大。
三、淮河流域水资源开发利用未来展望
(一)水资源需求预测
淮河区现状国民经济总量约占全国的13%,国内生产总值人均约1.29万元,低于全国人均1.53万元水平,属于我国经济欠发达地区。淮河区经济发展极不平衡,山东半岛为经济发达地区,河南、安徽两省为经济的低谷区。淮河区人口增长趋势将逐年放缓,呈现“低增长率,高增长量”的发展势态,局部地区到2020年前后总人口将停止增长。淮河区现状城镇人口7861万人,城镇化率为38.6%。预测2030年城镇化率将达到61.2%(略低于全国62%的平均水平)。淮河区现状GDP总量为2.63万亿元,人均GDP为1.29万元,预测到2030年年均增长率约7.0%,略高于全国平均水平。
随着人口的增长和生活水平的不断提高,对农产品的需求将不断增长,为保障区域粮食安全,淮河区农田有效灌溉面积将有所增加。未来淮河区国民经济仍将呈持续、高速、稳定发展态势,工业经济仍然是驱动各区域经济发展的强大动力。若采用现状用水模式,资源消耗较高,环境污染较大,需水外延式增长,年均增长0.92%;若采用加大经济结构调整力度,加大节水较现状力度,适度控制需水增长,需水年均增长0.61%;若按水资源承载能力控制需求,资源环境协调,2030年用水效率达到同类地区国际先进水平,需水年均增长率控制在0.32%以内,详见图1。
(二)供水预测
考虑南水北调东、中线工程,引江济淮工程,大中型水库工程等规划工程分期实施的情况下,预测规划2020年多年平均供水量为709.4亿m3,比现状增加83.9亿m3,退还现状挤占生态3.1亿 m3,地下水超采6.5亿 m3;规划2030年多年平均供水量为753.8亿m3,比现状增加128.2亿m3,退还现状挤占生态3.1亿m3,地下水超采6.5亿m3。
(三)供需平衡分析
现状淮河区多年平均情况下河道外需水量为692.3亿m3,可供水量为625.5亿m3,河道外缺水量为66.7亿m3。到2030年要实现水资源供需基本平衡,若采用现状用水模式发展,多年平均缺水达150亿m3左右;即使采用一般节水模式发展,水资源供需缺口仍然很大;为此,必须采取强化节水模式发展,才能实现流域水资源可持续开发利用,支撑流域经济社会可持续发展
(作者系水利部淮河水利委员会副总工程师)
(专栏编辑:杜红志)