南水北调东线一期工程山东段通水效益分析与认识

汪易森，陈 斌

（1.南水北调工程专家委员会，100038，北京；2.中国南水北调集团中线有限公司，100038，北京）

一、南水北调东线一期工程

南水北调东线一期工程起点为长江下游扬州江都，从江都水利枢纽抽引长江水，沿京杭大运河及与其平行的运西河道提水北送， 利用洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖作为沿线主要调蓄湖泊， 通过总扬程65 m 的13 级泵站， 将江水提升40 m 高差至东平湖。 出东平湖后一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河自流到德州，并为向天津市应急供水创造条件；另一路向东通过胶东输水干线，经济南输水到烟台、威海，进入威海市米山水库。 东线一期工程采用无坝取水，为半扬水、半自流的输水方式，输水主干线全长1 466.6 km。

一期工程是在江苏省原江水北调工程基础上改扩建而成。 根据国务院批准的可研报告，南水北调东线一期工程多年平均抽江水量为87.66 亿m3， 比江苏省原江水北调工程增抽江水量36.01 亿m3。 新增的36.01 亿m3分配给江苏、安徽、山东分别为19.25亿m3、3.23 亿m3、13.53 亿m3。 东线 一期工程自2013 年11 月通水以来，2014—2020 年江苏江都水利枢纽实际抽江水量，即三省共用水量分别为39.2 亿m3、29.6 亿m3、29.1 亿m3、23.3亿m3、16.5 亿m3、75 亿m3、38 亿m3。

据相关统计资料，2013—2021年，东线一期工程向山东省界交水共52.98 亿m3。 因各种原因，目前未能及时统计江苏和安徽用水情况，所以本文主要根据山东省提供的南水北调东线一期工程通水以来供用水情况分析东线一期工程山东段运行效益。东线一期工程在8 个供水年度向山东省提供的分年度省界供水量、净供水量和净供水量达标率如表1。 可以看出，山东省总体规划阶段的设计配水量和通水运行后实际用水达效率最高仅为2017—2018 年度的52.1%，一般年份只有30%左右。

表1 山东省2013—2021 年南水北调东线一期工程调水年度调水量

二、南水北调山东受水区特点

南水北调一期工程山东受水区主要包括鲁南、鲁北和山东半岛三片区。

1.鲁南片区

鲁南片区包括属于淮河流域的山东南四湖及东平湖片区。 在丰、平水年份，南四湖及以南的洪泽湖和骆马湖在汛期都有不同程度的泄洪弃水。 但在枯水年份尤其是连续枯水年份，当地径流很少，如果没有长江水将出现江苏苏北和山东黄河以南的严重旱灾。

2.鲁北片区

鲁北片区为海河流域的徒骇、马颊河地区，主要包括德州市、聊城市、滨州市的绝大部分，以及济南市黄河以北和东营市的部分区域。 该区当地水资源十分缺乏，可利用水量少且保证率低，黄河水是该区重要的支撑性水源，区内有位山、潘庄、李家岸等大型引黄灌区。

3.山东半岛片区

山东半岛片区主要包括青岛市、烟台市、潍坊市、威海市的全部，淄博市、东营市的绝大部分区域，属低山丘陵区，虽然河流众多，但多为山溪性、季风雨河流，源短流急，水资源开发利用难度较大。 为解决山东半岛尤其是青岛长期缺水问题， 从1986 年起山东开工建设引黄济青工程，该工程于1989 年11 月25 日正式通水。

三、山东用水量未达设计多年平均供水能力的原因分析

东线一期工程自2013 年年底通水以来已有8 个调水年度，分析山东受水区实际使用南水北调东线水量未达到多年平均设计供水量的原因主要有以下三方面。

1.受气候条件影响，山东水资源年际丰枯变化较大

通水运行8 年来，山东省降雨量基本属于丰、平或稍偏枯年份，当来水较丰沛时， 以当地水供水为主，对于南水的需求则低于设计的多年平均需水量。

从表2 近年山东省年降雨量数据可见，2014—2021 年大部分年度属于丰水年和平水年，即使是枯水年，与山东省多年平均降雨量679.5 mm 相比较，也属于稍微偏枯年份。南水北调东线一期工程山东省需水量是通过长序列的调节计算确定的，考虑到降水、来水及其对用耗水影响等的不确定性，不能用某一个短时间段的数据作为依据进行评价。

表2 2014—2021 年山东省年降雨量及丰平枯年型

2.近年黄河水量较丰沛，优先使用价低质优的黄河水是山东受水城市的合理选择

近年黄河下游来水量情况可以从黄河花园口水文站实测年径流量进行推算，从图1 可见，从2018 年起黄河下游水量丰沛，2020 年较多年平均偏大35%， 地处下游的山东省黄河水量受益最大。 黄河水用于农业灌溉水价为0.01～0.012 元/m3，用于非农水价为0.12～0.14 元/m3，远低于南水北调东线一期工程临清邱屯闸至大屯水库2.24 元/m3口门综合水价，在保证黄河足够入海水量情况下， 多用黄河水、少用长江水是经济合理的。

图1 2014—2020 年黄河花园口实测年径流量

根据山东省水资源利用中长期规划报告，山东省外调水主要是黄河水和长江水。 而分配给山东省的黄河干流多年平均引水指标为65.03 亿m3/a，远大于南水北调东线一期工程多年平均调水指标13.53 亿m3。在山东省内，南水北调东线一期工程供水区与黄河水供水区是相互重叠的，比较山东省外调水量分配指标，大部分地区黄河水供水量大于长江水。 在黄河水丰沛的年份，多用黄河水少用长江水是合理选择，但黄河水总体呈下降趋势，从社会经济用水保证率来看，南水北调东线长江水应当是山东省外调水的重要水源之一。

3.山东省南水北调东线一期输水配套工程建设滞后，一定程度上制约了山东半岛的输水能力，影响了通水初期的受水量

东线一期配套工程山东省涉及38 个供水单元， 直到2019 年年底才建设完成；南水北调东线一期山东段向半岛输水部分借用引黄济青工程渠首输水，该段上游引江流量50 m3/s，引黄济青工程引黄流量35 m3/s，如果同时引黄、引江，则存在“卡脖子”问题，使得输送长江水受到一定限制。

四、正确看待南水北调东线一期工程山东段的综合效益

根据《南水北调工程总体规划》内容，东线一期工程通水效益包括社会效益、经济效益和生态效益。 虽然效益目标上可以分开叙述，但实际效益体现是相互交叉的，都是南水北调东线一期工程水资源综合利用的结果。与中线一期工程不同的是，东线一期工程输水河道是多功能河道，八年通水实践表明，东线一期工程在保障城市供水安全、抗旱补源、防洪除涝、服务航运、保护河湖生态、畅通南北经济循环等方面发挥了重要作用。

1.城市供水安全成绩明显

截至2021 年7 月，南水北调山东段工程累计调引长江水入鲁52.89 亿m3，山东省枣庄、济宁、济南、聊城、德州、淄博、滨州、东营、潍坊、青岛、烟台、威海、菏泽13 个市调引长江水，60 余个县（市、区）因此受益，受水区总人口达3 610.8 万人，见图2。 仅供水保障能力而言，东线一期工程建成通水以来， 在利用南水北调工程消纳52.98 亿m3长江水的同时， 累计调引配置南四湖水0.15 亿m3、 东平湖水6.97 亿m3（其中分洪3.08 亿m3）、黄河水1.18 亿m3、峡山水库水1.59 亿m3，并向河北、天津应急供水1.2 亿m3，年均调配水量8.0 亿m3，为山东、河北、天津水安全作出了贡献。 沿线省市由于水资源供给增加， 城市供水保障提升， 减少了对农业和生态用水挤占，从而达到并兼顾重点区域的工农业供水目的，每年将产生巨大经济效益。

图2 山东省各市外调水量分配

2.应急抗旱社会效益巨大

南水北调工程突破汛期不供水的运行设计要求，连续数年实施汛期应急调水，尤其2014 年以来，面对胶东四市连续遭遇干旱引发供水危机，东线一期工程不间断向胶东地区供水893 天， 累计向胶东四市净供水14.42 亿m3，其中长 江水10.79 亿m3。此外，2014 年6 月， 持续干旱导致南四湖湖区蓄水不足历年同期的两成，水位降至2003 年以来最低， 生态告急。同年8 月5 日，通过南水北调东线工程从长江向南四湖实施生态应急调水， 历时20 天， 入湖水量达到8 000万m3，湖区水位逐渐回升，湖面也逐渐扩大。 2019 年4 月至6 月20 日，还通过北延工程应急试通水7 822 万m3。

3.地区防洪除涝作用显著

2021 年汛期， 山东遭遇罕见秋汛， 黄河山东段发生1988 年以来最大流量洪水，东平湖持续超警戒水位25 天，防汛形势异常严峻。 为确保黄河防汛安全，自9 月30 日起，南水北调东线山东段济平干渠工程穿黄河工程、鲁北输水工程，柳长河、梁济运河等工程全力投入东平湖泄洪。 这是继2019 年助力抗击台风“利奇马”之后，南水北调山东段工程再次发挥泄洪排涝重要作用。 据统计，2021 年山东南水北调济南局、枣庄局、聊城局、德州局等为当地排除内涝超过1.76亿m3。环东平湖3 处渠道工程紧急泄洪超过2.85 亿m3，有效缓解了东平湖防汛压力。

4.航运条件极大改善

建设过程中将南四湖至东平湖段南水北调工程与航运相结合，打通了两湖段的水上通道，新增通航里程62 km；疏浚了南四湖；京杭运河韩庄运河段航道由Ⅲ级航道提升到Ⅱ级航道，山东段内河通航能力得到极大改善。据统计，京杭运河台儿庄段货运量由2010 年的3 590 万t 增加至如今5 146 万t，10 年间增长了43.4%。

5.生态修复成效显著

东线建设严格按照 “三先三后”原则，强力治污、打造清水廊道。 2013年通水前，COD 和氨氮入河总量比2000 年规划时减少85%以上，水质断面达标率由规划时的3%提高到100%。尤其是被称为“酱油湖”的南四湖，成为全国第一个劣Ⅴ类水体通过治污达到Ⅲ类水体的典范，变身“清水湖”并成功跻身全国水质优良湖泊行列。 东线一期工程通水后，输水干线水质优良，稳定达到Ⅲ类标准。 大量优质水源增加了沿线河湖水网的水体流动性，为淮河、海河流域河湖水系健康、 水生态系统的良性循环、地下水超采综合治理提供了保障。

南水北调东线一期工程建设过程中实施的几十项中水截蓄导用工程与防洪除涝、灌溉、生态保护等结合，在有效发挥工程水质保障功能的同时，每年可消化中水2 亿m3，使山东全省30 个县市区直接获益， 增加农田有效灌溉面积200 余万亩（1 亩=1/15 hm2）。

五、建 议

1.科学配置水资源是关键

充分发挥东线一期工程综合效益的关键是科学合理配置水资源、统筹水源水价，按照同等原则强化沿线地区工程的运行管理责任。

根据南水北调东线工程水量调配原则，在当地水资源供水仍不足时逐级从上一级湖泊调水补充。 山东受水区应优先配置南四湖、东平湖等当地水资源，不足部分再通过外调水予以补充，真正做到近水近用、经济合理；南水北调工程与当地工程联合运用，优化调度运行，科学合理利用雨洪资源和当地水库、湖泊等调蓄工程汛前弃水；根据年度水量调度计划确定的水量配置方案， 区分长江水、淮河水、当地水等不同水源情况，合理确定不同的水价，真实反映调水成本；建立合理的基本水量制度，基本水费应能保证工程正常运行，同时应保证供应相应的基本水量。

2.北延应急供水工程

完善东线一期工程北延应急供水工程及配套设施建设，是进一步提高南水北调东线一期工程综合效益的根本措施。 北延应急供水工程设计原则是在保障东线一期工程既有用水户权益的基础上， 充分考虑位山、潘庄引黄线路引调黄河水的需求，根据上游工程能力及调水量变化影响确定北延调水量，由于北延调水量存在很大的不确定性，故工程运行工况定位为应急工程是适当的。

南水北调东线一期工程生活、工业和航运供水设计保证率为97%；农业用水供水设计保证率分别为水田95%（长江—洪泽湖）、水田75%（洪泽湖—下级湖） 和旱作75%（下级湖以南）。 淮河流域丰水或平水年份，黄河以南用水达不到设计供水量是一种常态事件。

总体规划阶段曾对淮河流域和海河流域1956—1997 年降雨和径流资料进行相关分析，发现淮河流域与海河流域丰枯遭遇概率不大， 在31年长系列中并未出现连续枯水年遭遇的情况。 淮河流域枯水年份当地径流很少，从长江调水确有必要，但在丰、平水年份，充分发挥东线供水区黄河南北丰枯互补的有利条件，通过长江水和淮河水源的联合调度，加大对于海河流域的供水，可以进一步提高东线一期工程的综合效益。 基于上述丰枯调节的原则，总体规划阶段确定的南水北调东线一期工程的供水范围明确要求一期工程过黄河的北送水量要为向天津市应急供水创造条件。

南水北调东线一期北延应急供水工程于2019 年11 月开工建设，该工程主要以保障津、冀城镇供水安全和重要河湖生态安全为目标，为地下水超采治理提供补水水源，替代部分灌溉用深层地下水；为沿线重要河湖提供补水水源， 改善区域生态环境；在天津市、沧州市出现城市供水危机时向城市供水， 提高城市供水保障程度。 进一步完善后工程供水范围包括河北省邢台市、衡水市、沧州市的21 个县（市、区）以及天津市静海区。 北延应急供水工程主要利用东线一期工程过黄河后和位山引黄线路连接，向北沿潘庄引黄线路输水至天津九宣闸。 北延输水线路分为东、西两线，西线过流能力50 m3/s，东线过流能力36 m3/s。如不考虑西线引黄，北延应急工程年供水能力为5.5 亿m3。

航拍四女寺枢纽开闸放水 张 文 摄

一期穿黄河工程主要建筑物虽然按100 m3/s 建设， 但出湖闸前的疏挖疏浚段仍按一期输水规模50 m3/s流量建设， 已实施的北延应急工程仅对部分输水河段进行衬砌， 相当部分河段仍维持原局部衬砌状态， 输水损失较大。 建议按照100 m3/s 正常输水要求进一步完善一期北延应急供水工程沿线输水河渠及建筑物， 同时要及时完善配套设施建设。更主要的是，要进一步明确北延输水的供水目标、范围、 水价和受水区相关用水政策，将应急供水工况改变为正常供水工况。东线一期应与北延应急供水工程统筹核算水价，建立协调一致的水价形成机制，避免上下游水价倒挂。 ■