白洋淀流域水资源演变特征与水安全保障对策

李传哲，崔英杰，叶许春，刘 佳

（1.中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京；2.西南大学地理科学学院，400719，重庆）

白洋淀流域隶属海河流域的大清河水系，地跨河北省、山西省和北京市，流域面积约 3.1 万 km2。 流域地势西北高、东南低，西北部主要为山区，中部属平原地区，东部为白洋淀淀区。 白洋淀从北、西、南三面接纳瀑河、唐河、漕河、潴龙河等8 条较大的河流入淀，通过淀东北泄洪闸及溢流堰经赵王新河，汇入大清河。 白洋淀由143 个相互联系的大小淀泊组成，总面积 366 km2， 蓄水量 10.7 亿 m3（大沽高程10.58 m）， 是华北平原最大的淡水湖泊，具有蓄滞洪水、调节气候、降解污染、补充地下水等重要作用，对维持京津冀大城市群的区域生态系统平衡和保持生物多样性具有重要的生态安全屏障作用。 2017年4 月雄安新区设立，作为新区规划的核心区域，白洋淀本身的水资源和水安全问题受到广泛关注。 然而，受华北地区气候暖干化和高强度人类活动影响，白洋淀流域水资源、水环境、水生态形势不容乐观，流域水安全与经济发展的矛盾日益突出。随着京津冀协同发展和雄安新区建设的全面推进， 如何构建和谐的河湖关系、 有效保护和合理利用流域水资源、恢复河湖湿地生态功能已是当务之急。

一、白洋淀流域水资源演变特征

白洋淀各入淀河流的年际、年内变化基本与降水一致。 流域多年平均降水量为495 mm，多年平均潜在蒸发量为1 210 mm。 流域水资源量变化受气候和人类活动影响较大，经历了四个阶段（见图 1）：

图1 白洋淀入淀水量演变过程

①1965 年以前，流域内人类活动影响相对较小， 此时流域产流量整体较高，与降水量基本同步，白洋淀水位维持在8 m 左右。

②20 世纪60 年代中后期开始至20 世纪末期， 社会经济快速发展，需水量激增，白洋淀流域相继兴建了大量水利工程， 流域天然径流开始受到明显的人为干扰， 入淀水量明显减少， 特别是 1983—1987 年白洋淀经历了长达5 年的干淀期， 生态环境遭到严重破坏。

③2000 年以来， 随着流域内人口增加和社会经济快速发展， 用水量不断增加，导致径流急剧减少，平原区主要入淀河道几乎常年干涸。

④2012 年至今，引黄入冀补淀的引黄水、南水北调中线工程的引江水、上游水库水的多源补水， 使入淀水量逐渐增加，白洋淀水位逐步恢复。

构建白洋淀湖泊-流域分布式水文模型， 模拟还原 1990—2015 年间天然条件下的流域地表径流入淀流量多年平均值为 20.86 亿 m3（见图2）。同期“八河”尾闾水文站实测入淀流量多年平均值为2.22 亿m3。 由此推算，近30 年来，白洋淀流域多年平均人类活动耗水量为18.64 亿m3， 占天然径流量的89.4%， 表明流域内水资源开发利用程度很高，地表水过度使用的现象十分严重。

图2 1990—2015 年间白洋淀流域天然和人类活动影响下的流量变化

为缓解入淀流量减少、改善白洋淀湿地生态系统的缺水状况， 近20年来，先后多次从上游王快、西大洋、安各庄等水库调水补淀，以及引岳济淀、引黄济淀、南水北调等补水工程陆续实施，白洋淀水位逐步恢复。 其中，2004 年完成的引岳济淀补水工程，从海河岳城水库累计引水1.6 亿 m3；2006—2011 年间，通过引黄济淀工程先后 5 次引水入淀 5.1 亿 m3；2018 年以来， 南水北调中线工程通过瀑河、北易水两个退水闸向白洋淀年均补水约1 亿m3。这些措施一定程度上避免了白洋淀水位降低甚至干淀风险，缓解了白洋淀的生态危机。

二、白洋淀流域水安全形势

白洋淀流域地处温带半干旱大陆性季风气候区，降水量少，蒸发强烈，水资源总量并不丰富，加之流域人口众多，农业发达，流域水资源供需矛盾突出。 白洋淀流域人均水资源量不足300 m3，远低于国际公认的人均500 m3的极度缺水线标准。有研究表明，气候变化和人类活动对白洋淀流域径流量的影响贡献率分别为40%和60%， 人类活动的过度干扰是造成白洋淀流域水资源量匮乏的主要因素。 统计表明， 白洋淀流域2001—2015 年间水资源开发利用率高达128%， 入淀地表径流较1980—2000 年间减少45%， 主要入淀河流中，除白沟引河、府河和孝义河外，其他河流基本长年断流。流域严重缺水，直接导致白洋淀山前平原浅层地下水埋深从20 世纪80 年代初期的6 m 下降到目前的25 m 左右， 累计超采地下水资源量约230 亿m3。

研究表明，当人类活动用水量超过河流总流量40%时，生态环境将受到破坏。 白洋淀流域人类活动用水量已达地表径流量的89%，严重危及河流水质和生态安全。 20 世纪70 年代初以来， 白洋淀水质总体呈恶化趋势， 水质条件受入淀水量影响大。2000 年以前，水质总体维持在Ⅲ类水以上。 进入21 世纪，受入淀流量急剧下降的影响， 水体恶化趋势加剧，水质等级多处于Ⅳ类、 Ⅴ类， 甚至在2005 年 、2006 年 、2014 年 和 2015 年达到劣Ⅴ类。 近年，白洋淀淀外污染源尚未彻底切断，污染物总量居高不下， 对淀区污染负荷的贡献率达到50%。其中，上游地区主要污染物化学需氧量和氨氮年入河量分别超出现状限排总量的3.3 倍和13.1 倍，水功能区水质达标率仅27.7%； 淀区内居民生活、农业生产以及大规模粗放式养殖等造成严重的内源污染问题，对淀区污染的贡献超过30%。

受气候、 水文等自然因素变化，叠加工农业及城镇生活用水、非法围埝、无序开发、上游水利工程蓄水、地下水开采等人为因素变化影响，近40 年来白洋淀湿地面积呈现减少和干化趋势，湿地景观趋于破碎，生态功能下降。 20 世纪六七十年代是白洋淀生物资源最为丰富的时期，之后受干旱、水体污染影响，生物资源（包括水生植被、 浮游植物、 浮游动物、大型底栖动物和鱼类）呈逐渐减少趋势；溯河鱼类和顺河入淀鱼类基本消失或绝迹； 淀内芦苇产量也由60 年前每年 8 000 万 t 下降到目前不足 4 500 万 t。 近年，随着雄安新区建设稳步推进，白洋淀流域的生态环境治理工作受到各级政府的高度重视，入淀水量和水质得到大幅度提升，淀区生态功能和物种的多样性正在逐步恢复。

三、创新水安全保障策略

白洋淀是雄安新区的核心区域，为促进区域社会经济的健康持续发展，保障雄安新区水城共融的城市建设， 需要着眼可持续水资源管理，从流域尺度上创新水安全保障策略。

1.积极推广节水措施，逐步推进产业升级

白洋淀流域属水资源严重短缺地区。 流域内几乎所有的地表水资源都被利用，进一步的开发利用将不可避免加剧供需矛盾。 农业灌溉是白洋淀流域最大的水资源用户，流域内河北省万亩以上灌区20 余处， 农业灌溉用水量巨大是导致地表径流大幅度减少的重要原因。 当前情况下，严格执行用水总量、用水效率和水功能区限制纳污“三条红线”，大力推进地下水压采工作，以水而定、量水而行，把水资源作为最大的刚性约束，积极发展节水技术、 逐步推进产业升级。农业方面，大力调整种植结构，大力推广管灌和喷灌技术，减少高耗水作物的种植面积、扩大休耕面积，将节水技术和休耕模式相结合，休耕期可采取黑膜覆盖等措施。 工业和城市发展方面，应紧密结合产业布局和城市规划，逐步推进产业转型升级，淘汰高耗水和重污染企业，提高工业用水重复利用率。 此外，应大力宣传节约用水全民行动，推广实施城市居民生活节水措施等。

2.严格污染控制目标，加强流域综合治理

作为流域汇水洼地，白洋淀面临的水环境水生态问题，是整个流域乃至华北平原长期人类活动作用累积的结果。 必须以流域为单元，以系统思路推进流域水环境综合整治，切实做到内外结合、水陆统筹、上下游联动。 在流域上游山区，加大水土保持治理力度，实施退耕还林、植树造林等措施， 提高山区水资源涵养效果，实现清水产流；在流域下游平原地区，大力发展生态绿色农业和循环经济，加强城镇地区生产生活污水的截流处理以及农村“三废”集中处理，严格实施污染源治理，提高污水处理能力，确保各类用水达标排放，利用河岸带、湿地等多层生态格局，提升入淀水质。 对白洋淀淀区，应实施严格的水功能区纳污红线管理，彻底取缔淀区水产养殖，整体搬迁淀区内零散居民村落。 对部分阻水区域，通过清淤疏浚以及生态修复工程，恢复湿地自然景观和水体生态功能。

3.着力推进污水资源化，实现再生水循环利用

严格执行大清河重点流域污染物排放标准，加快完成相关城市污水处理厂提标改造，同步加强再生水利用设施建设， 结合白洋淀上游各地非常规水资源配置情况， 鼓励将再生水优先用于河道补水、 生态景观等。 提高再生水处理标准，加快推进上游城市雨污管网分流、 老旧排水管网更新改造， 加快污水处理和再生水利用设施建设， 逐步建设村级污水处理设施。 将再生水纳入水资源统一调配，实现多水源联合调度，优化配置，循环利用，全面提高再生水利用比例。

4.增强流域河库联动，实现水源科学调控

当前，白洋淀入淀水量很大程度上受上游水库控制，出淀水量由枣林庄闸和赵北口溢流堰控制。 受高强度人类活动影响， 流域内天然河道损坏、 被开发占用的现象仍较严重，水体连通性大幅度降低，不仅妨碍了河道的输水功能，影响行洪，而且增加了河道水质污染风险。 针对这一现状， 应充分做好病险水库除险加固，清理修复被侵占损坏的河道，提高流域内河库湿地连通性，形成纵横交织的大水网。 依托流域水网，积极开展河渠互济调蓄洪水资源，最大程度地把洪水蓄留在河道中，增加水流的滞留时间。 与此同时，科学制定上游水库联合调度方案， 加强水库汛期蓄水、枯期抗旱与生态调度分析，挖掘水库防洪调度与兴利潜力，保障河道和淀区常年维持稳定的生态基流。 通过河库联动和水资源科学调控，让整个流域的水活起来，达到空间均衡和良性循环的目的，从而改变流域“有河皆干”的现状。

5.拓展流域外调水通道，保障水源多源补给

白洋淀流域引调水工程实施多年，在保护淀区水环境、发展区域经济等方面取得一定的效益。 随着流域社会发展和人口增长，水资源紧缺形势依旧严峻，跨流域调水将是实现区域社会、经济、生态健康持续发展的关键。 当前流域的外调水工程主要是引黄入冀补淀和南水北调中线工程。尤其南水北调中线水源水量较为稳定，水质好，后期可统筹分配一定水量指标供给白洋淀，建立长效补水机制， 保证特殊干旱年份下的稳定补给。 此外，可考虑南水北调东线向白洋淀及雄安新区补水，再加上流域节水深入开展和地下水压采修复，有望从根本上缓解白洋淀流域水资源紧缺的局面。

6.加强气候变化研究，科学防范水旱灾害

白洋淀地处大清河水系的蓄滞洪区低洼地带，流域中游骨干河道尚未进行彻底治理，目前白沟河、新盖房分洪道防洪标准还较低。 白洋淀流域气候年际波动大，多雨年和少雨年的年降水量相差在450 mm 以上，并且近几十年，白洋淀流域气候呈现暖干化发展趋势，这些都将加剧流域水安全风险。 针对这一问题，一要转变流域重抗旱轻防洪观念，高度重视气候变化可能导致的水旱灾害；二要加强对土壤墒情、降水、流量、水位、地下水、 水库蓄水等在内的全方位气象、水文监测，及时掌握水、旱情势，为防汛抗旱决策提供基本依据；三要科学编制新形势下流域防洪规划，利用气象水文预报模型等先进手段，科学评估不同气候条件下流域水文水资源动态变化特征，提高应对流域气候变化的能力。

7.加快制度改革创新，强化政府管理职能

白洋淀流域水安全形势严峻，流域水安全保障必须加快制度创新，深入探索白洋淀流域生态系统保护修复的生态文明制度体系，让制度成为刚性约束和不可触碰的红线。 在治理过程中，必须加强党的领导，充分发挥政府作用，合理划分各级政府事权职责。 全面推行河湖长制，统筹协调各部门力量，运用法律、经济、技术等手段保护水环境。 同时，还要注重市场引导，理顺水价形成机制，充分发挥价格杠杆作用和市场配置资源的优势。

四、结 语

白洋淀流域水资源开发利用程度高，水资源供需矛盾突出，水环境污染及水生态退化严重， 历史欠账多，地下水修复难度大，水安全整体形势严峻。 为推进雄安新区水城共融的城市建设， 需要着眼可持续水资源管理， 从流域尺度上创新水安全保障策略。 解决白洋淀流域水资源与生态安全突出问题， 必须综合采用节约用水、 污染控制、 中水回用、水系连通、域外调水，以及加强气候变化研究、 强化制度保障等措施， 促进流域水资源健康可持续利用和生态环境改善。