河南省黄河供水区水资源节约集约利用初探

杜青辉, 刘晓琴, 郝阳玲

(河南省水利勘测设计研究有限公司,河南 郑州 450016)

2019年9月18日,习近平总书记在河南郑州主持召开的黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上关于黄河水资源高效节约集约利用指出:“要坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产,把水资源作为最大的刚性约束,合理规划人口、城市和产业发展,坚决抑制不合理用水需求,大力发展节水产业和技术,大力推进农业节水,实施全社会节水行动,推动用水方式由粗放向节约集约转变。”[1]了解节约集约利用理念至关重要。向往等[2]认为水资源节约集约利用包括节约用水和集约用水,节约用水的内涵是维持水资源的总量稳定、提高水资源的利用效率、保障水资源的公平使用;集约用水的内涵为集中利用有限的水资源来实现效益最大化,水资源应当作为一种整体而非分散式的投入利用。随着经济社会的发展,黄河流域工农业生产、生活及生态用水的需求旺盛,对黄河水资源的开发利用已经超出了其承载能力[3]。黄河流域生态保护和高质量发展被确定为重大国家战略后,如何科学利用黄河水引起了专家、学者的广泛关注,形成了一系列成果[4-6]。同时,这一重大国家战略的提出也为河南省黄河供水区高效、科学利用黄河水,实现黄河供水安全提供了重大历史性机遇。有关研究表明[7-9], 2001—2016年黄河多年平均天然径流量与“87分水方案”时的相比减少了23.2%。黄河多年平均天然径流量显著减少,再加上河南省黄河供水区自然资源禀赋不足,水网工程体系不完善,造成水资源供需矛盾日益严峻。

本文在分析研究河南省黄河水利用情况和有关成果[10]的基础上,深入贯彻习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会、中央财经委员会第六次会议上的重要讲话精神,从落实重大国家战略的高度,总结、提出实现黄河水资源高效节约集约利用、保障河南省黄河供水区供水安全和水资源优化利用的建议,对进一步做好黄河流域生态保护和高质量发展工作具有较强的现实指导意义。

1 研究区概况

黄河出陕西潼关后进入河南省,西起灵宝市,东至台前县,在河南省境内的干流总长为711 km,是河南省最重要的过境水源,在河南省内的流域面积为3.62 万km2,承载着境内沿黄13个省辖市及济源示范区的供水任务(表1)。供水区位于河南省中北部,呈“蝶形”分布于黄河两岸,地理坐标介于北纬33°85′～36°10′,东经110°21′～116°39′，总面积为10.23 万km2。截止到2018年,河南省黄河供水区内的总人口为6 987万人,其中,城镇人口3 782 万人,农村人口3 205 万人,城镇化率为54%;供水区内有效灌溉面积5 360 万亩,实际灌溉面积4 780 万亩,分别占全省有效灌溉面积和实际灌溉面积的65.5%、70.1%,粮食总产量4 705 万t,占全省粮食总产量的72.0%;GDP合计38 497 亿元,占全省的80%。同时,国家中心城市、郑州航空港经济综合实验区、中国(河南)自贸区、郑洛新国家自主创新示范区及正在实施的大运河文化保护利用传承河南段等国家战略均布局其中。近年来,河南省积极挖掘本地水利用潜力,先后在黄河供水区建成水库1 120座、总库容329.25 亿m3,建设引黄调蓄工程37处、调蓄库容1.63 亿m3,建成黄河干支流取水口门88处、大中型引黄灌区52处,供水区内年均供水总量达173.25 亿m3,有力地促进了沿黄地区的经济社会发展和生态环境改善。

表1 河南省黄河流域及其供水区范围

续表

2 面临的形势与问题

2.1 水资源短缺,节约集约利用程度低

河南省黄河供水区1956—2000年的多年平均水资源总量为191.98 亿m3,人均水资源占有量仅有275 m3,耕地亩均水资源占有量为279 m3,仅为全国平均水平的13.7%,水资源总量不足问题突出。这些问题主要表现为:供用水结构不优、效率不高；缺水形势加剧；黄河供水区的农业用水仍然是黄河水资源的耗用大户,占比为55%,农田灌溉水利用系数约为0.624,优于全国平均水平,但与0.7～0.8的国际先进水平仍有一定的差距；52处大中型引黄灌区还未全部实现现代化配套改造,效益得不到充分发挥,节水改造工作还任重道远;高效节水灌溉面积为1 574 万亩,仅占有效灌溉面积的29.4%,占比偏低;规模以上工业用水重复利用率为85%,万元工业增加值用水量为20 m3,效率低于同地区平均水平(15.5 m3)和先进水平(8 m3);再生水利用少,仅占供水量的3.2%,远低于华北地区的先进水平(27.5%),城市再生水回用率为24.4%,低于华北地区的平均水平(31.7%);公共供水管网漏损率为11.0%,高于全国的先进水平(9.2%),尚有节水潜力；水资源利用效率与效益偏低,万元工业增加值用水量等主要用水指标与华北地区的相比有一定差距,供用水结构不够合理进一步加剧了水资源短缺的形势。

2.2 工程体系不完善,水源工程不足

纳入到国务院部署的172项节水供水重大水利工程项目的四大灌区工程(小浪底北岸灌区工程、小浪底南岸灌区工程、赵口引黄灌区二期工程、西霞院水利输水及灌区工程)尚未建成,工程连通性差,引黄骨干水网尚未形成,黄河水资源综合效益发挥受限;受黄河河床下切,闸前水位下降等因素的影响,河南段引黄涵闸的实际引水能力只有206 m3/s,仅为原设计引黄能力的15.2%[11],现状引黄口门的引水能力严重降低;重大水源工程不足,2009年河南省启动了引黄调蓄工程建设,规划至2020年建设167处引黄调蓄工程,但截至目前仅建成引黄调蓄工程37处,引黄调蓄能力不足,供水保障程度低。

2.3 水治理机制体制尚不健全,节水体系不完善

最严格水资源管理能力有待进一步提高,跨行政区域引黄工程管理体制尚不健全,黄河水权转换等市场水管理机制有待提升,水资源统筹调度机制不完善,与中央简政放权、放管结合、优化服务的要求仍存在差距,距离构建系统完备、科学规范、运行有效的智慧水利管理仍有一定的空间；供水区内节水设施有待完善,节水法规制度有待健全,节水宣传还有待加强。

3 总体布局

针对上述问题,结合黄河两岸供水区地形地貌和水资源节约集约利用工程的布局特点,按照节水优先、空间均衡的要求,统筹黄河安澜和水资源保障,以黄河干流为主轴,以伊洛河、卫河、贾鲁河等骨干工程为脉络,通过建设小浪底南北岸灌区渠系、西霞院输水干渠和西水东引等跨区域工程,打造“一轴两翼三水”的现代水网体系[12-13],实现黄河流域生态保护和高质量发展。河南省黄河供水区的总体布局如图1所示。“一轴”指以黄河干流为主轴,以小浪底、西霞院、桃花峪等水库为战略水源,以各引黄口门为重要节点,打造贯穿河南省东西、润泽中原大地的黄河水资源保障轴和生态轴。“两翼”指以西霞院输水工程、卫河共产主义渠、金堤河、文然文岩渠、京杭大运河会通河段为骨干,以小浪底北岸、引沁、广利、人民胜利渠、韩董庄、祥符朱、大功、渠村、南小堤等灌区渠系为脉络,以引黄调蓄工程为有力补充,嵌接南水北调中线工程供水网络,形成“北翼”;以伊洛河、贾鲁河、涡河、惠济河、明清黄河故道、周商永运河、引江济淮工程为骨干,以陆浑、小浪底南岸、杨桥、赵口、柳园口、三义寨等灌区渠系为脉络,以引黄调蓄工程为有力补充,嵌接南水北调中线工程和引江济淮工程供水网络,形成“南翼”,构建“多源互补、区域互调、丰枯相济、调控自如”的现代供水网络。“北翼”近期从小浪底、西霞院水库引水,远期新增桃花峪水库引水,自西向东依次连通小浪底北岸灌区、西霞院输水总干渠、人民胜利渠灌区、卫河共产主义渠、金堤河、天然文岩渠、韩董庄、祥符朱、大功灌区、引黄入冀总干渠、马颊河及渠村、南小堤灌区等,形成黄河北岸水网;“南翼”近期从小浪底、陆浑等水库引水,远期从桃花峪等水库引水,自西向东依次连通陆浑灌区、小浪底南岸灌区、伊洛河、西水东引、贾鲁河、郑汴运河、杨桥灌区、赵口灌区、涡河、惠济河、明清黄河故道、三义寨灌区、周商永运河及引江济淮工程,形成黄河南岸水网。“三水”指当地水、引黄水、南水北调水。“一轴两翼三水”的现代水网格局打通了河南省黄河南北两岸供水通道的“任督二脉”。其中,“北翼”构建了豫北水网,实现黄河水、海河水、长江水三水联动;“南翼”构建了豫中、豫东水网,实现黄河水、淮河水、长江水三水汇流。“一轴两翼三水”的总体布局逐步形成了能统筹左右岸、干支流、丰枯水、城乡供水、地表水和地下水的黄河流域水资源节约集约利用体系,对改善区域水生态环境,支撑黄河两岸供水区高质量发展和中原更加出彩提供坚实的水安全保障。

图1 河南省黄河供水区总体布局图

4 措施建议

一是推进农业节水增效。加快四大灌区建设,切实提高用水效率;大力发展节水产业和先进节水技术,严控和压缩水资源短缺地区高耗水作物的种植面积,推广耐旱、高产、优质的农作物品种,优化农业种植结构;继续推进大功、三义寨等大中型灌区续建配套设施和现代化改造,推广应用喷灌、微灌、滴灌高效灌溉技术,在对许昌高效节水灌溉示范区进行升级改造的基础上,再建设一批规模化节水灌溉增效示范区。

二是促进工业节水减排。优化产业布局和结构,压减煤炭、钢铁等行业过剩产能,加快高耗水工业节水改造,推进工业绿色发展;推动焦作、鹤壁等城市由资源城市向山水城市、旅游城市转型,加快开封、洛阳等城市旅游升级,将“绿水青山”变为“金山银山”;鼓励对水质要求不高的工业企业生产用水和河湖生态补水积极使用再生水等非常规水源,促进重点工业园区基本实现“近零排放”,以促进节水减污。

三是强化生活节水降损。加强郑州、洛阳等城市老旧小区供水管网改造,全面推广节水型器具;加强生活废水收集处理和回收利用,城市生态景观绿化、道路清扫等优先使用再生水;强化公共用水节水管理,城市园林绿化宜选用适合本地区的节水耐旱型植被,采用喷灌、微灌等节水灌溉方式进行灌溉;结合海绵城市建设和百城提质工程建设,提高雨水资源利用水平。

四是建设水资源节约集约利用工程。按照“尊重历史、防洪安全、因地制宜、自流优先”的原则,对焦作、郑州、新乡、开封、濮阳5个沿黄省辖市和长垣、兰考2个直管县内29处引黄灌区中因黄河主槽下切引起的引黄能力不足的39个引黄涵闸、20个渠首防沙闸进行改造,从源头上解决用水浪费问题;按照“上中下全面调蓄、大中小长藤结瓜”的原则,分别在黄河滩区、引黄干渠沿线及灌区末端新建大、中、小、微相结合的调蓄工程,提高黄河水资源的承载能力,实现引黄调蓄系统化,推进黄河水资源节约集约利用;加快推进九渡、西坪等一批中型水源工程建设,因地制宜地加强山丘区“五小水利”工程建设,大中小微并举、蓄引提调结合,提高本地水资源集约利用及供水保障能力;建设西水东引、引黄入焦、引伊入汝、周商永运河连通工程等水系连通工程,提高黄河水资源集约利用调配能力;实施桃花峪水库工程,提高下游水资源调配能力,统筹调配黄河干流水量。桃花峪水库是纳入到2013 年国务院批复的《黄河流域综合规划(2012—2030年)》的重大水利项目,是黄河流域防洪减淤体系建设和保障黄河长治久安的重要控制性工程。桃花峪水库的兴建,一方面能够有效防控下游洪水,减轻下游的防洪压力;另一方面从桃花峪水库集中引水,通过连通延伸赵口等引黄灌区干渠,统筹调配黄河干流水量,为下游沿黄城市经济社会发展提供水资源支撑和保障。

五是加强节水管控。建立取水许可水量动态调整机制,鼓励节余水指标有偿转让与市场交易,优化存量用水指标[4],探索“农业综合节水-水权有偿转换-工业高效用水”的水利用新模式,促进有限水资源向高效益产业流动;提升黄河调度系统、水量水质监测系统等信息化管理水平,加强引黄水量统一调度,落实水资源最大刚性约束,依靠智慧管理、科学调度实现节水;合理落实用水计划,抑制不合理的用水需求,严格用水定额管理,切实提高用水效率;做好流域管理和行政区域管理统筹协调,理顺大功、赵口、三义寨等跨行政区域引黄工程管理体制,统筹上下游、左右岸用水,协同推进保护治理,实现蓄水、引水、供水、用水、节水、排水一体化管理;组织全方位、多视角等节水宣传活动,深入开展节水宣传教育,大力宣传节水政策法规,充分调动广大用水户的节水积极性,实施全社会节水行动。

5 结语

1)粮食生产是河南省的政治责任,尤其是河南省夏粮产量在全国的占比高达29%,黄河供水区是我国重要的粮食生产核心区，未来保持并提升粮食产量,必须要有水利基础作为保障。继续开展灌区节水改造,不断提高灌溉水利用系数,以水资源的可持续利用支撑供水区的高质量发展,确保国家粮食安全。

2)黄河供水区是河南省人口最稠密、经济最活跃、要素最集中的重要区域,供水区的高质量发展离不开黄河供水安全的保障。供水区内水资源总量不足,人多水少,生产力布局与水资源分布不匹配,水资源供需矛盾突出,在水资源配置工程方面,重大水源工程不足,引黄口门和渠系引水能力下降,水网工程体系尚不完善,水资源的互连互通、丰枯调剂尚未实现。在黄河流域水资源量总体减少的趋势下,实施全社会节水行动和水资源消耗总量和强度双控行动,强化水资源作为最大的刚性约束,全面推进水资源节约集约利用,优化水资源调配格局,对维护供水区生态安全、保障高质量发展具有十分重要的全局性、战略性和稳定性作用。

3)立足河南省黄河两岸宏观发展战略,结合黄河两岸供水区地形地貌和水资源节约集约利用特点,以用好用足黄河水,保障区域生产、生活、生态用水安全,保障经济社会高质量永续发展为目标,打造 “一轴两翼三水”的现代水网体系,形成“多源互补、区域互调、丰枯相济、调控自如”的水资源供水格局,为决胜全面小康、建设美丽河南、谱写中原更加出彩作出新贡献。