河湖水系连通工程与国家水网建设研究

徐宗学，庞博，冷罗生

（1.北京师范大学水科学研究院，北京 100875；2.城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室，北京 100875 3.北京师范大学法学院，北京 100875）

河湖水系连通工程建设与人类改造自然、利用自然规律的历史息息相关，是人类调节自然水循环过程、兴利除害的有效手段，其生产实践从古代就已存在［1］。河湖水系连通作为我国当前水战略的重要组成部分，在新时期定义和范畴也有所拓展。河湖水系连通可定义为以维系不同水体间的水力联系与物质循环为目标，在自然水系的基础上通过自然和人为驱动作用，维持、重塑或构建满足特定功能与目标的水流连接通道［2-3］。河湖水系连通是解决水资源分布与人口、生产力不匹配问题，提高水安全、实现人水和谐的重要战略举措［4-5］，对于我国生态文明建设、科学治水兴水均具有十分重要的现实意义［6］。亟须通过新建与改善河湖之间的水力联系，优化调整河湖水系格局，实现水资源的丰枯调剂，维系河湖的生态安全，促进经济社会和生态环境的协调和可持续发展［7］。

国家高质量发展对河湖水系连通战略提出了更高的要求。2014年，习近平总书记提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的“十六字”治水思路，赋予了新时期治水的新要求与新任务［8］。2020年党的十九届五中全会明确提出，要实施国家水网等重大工程［9］。2021年全国水利工作会议指出，“十四五”时期，为解决我国水资源分布不均的问题，以及提升水安全保障能力，将以建设水资源统筹调配、水旱灾害防控、水生态保护功能一体化的国家水网为重点，加速完善水利基础设施体系［10］。南水北调工程东线、中线与西线工程将沟通长江、淮河、黄河、海河四大流域，形成“四横三纵”的国家水网框架，以及水资源南北调剂、东西互补的配置格局。但目前来看，我国河湖水系连通工程与新时期治水方针要求尚存在差距［11］。面对新发展格局和生态文明建设新要求，我国水资源配置能力、水环境保护能力、水旱灾害抵御能力还有待提高，存在水资源天然分布格局与经济社会发展格局不匹配、部分地区江河抵御洪涝灾害能力不足［12］、部分河湖水体萎缩、水生态环境破坏［13-14］等问题。因此，加快推进河湖水系连通工程建设，优化现有水系功能，构建功能健全、体系完整的国家水网势在必行。

河湖水系连通问题已经成为水利工程及相关学科研究的热点领域［15-17］。国家水网建设对河湖水系连通工作提出了更高要求。如何通过河湖水系连通工程构建国家水网，成为水利工作的难点问题。本文立足国家水安全保障工作的需要，分析与探讨国家水网的总体布局与河湖水系连通的战略需求；结合多学科手段，从水资源、防洪、生态、环境、社会与经济等多学科角度分析国家水网建设中需要注意的问题；通过南水北调工程的实证研究，辨识其在国家水网建设中的功能和作用，旨在通过系统研究与典型分析，为国家水网建设提供参考和支撑。

1 国家水网建设与河湖水系连通

国家水网建设不仅是完善水利基础设施网络的重要举措，也是河湖水系连通战略实施的深化与加强，即通过理顺原有河湖水系连通工程脉络，在遵循自然河流水系演变规律的基础上，以南水北调等重大引调水工程为纲，区域河湖水系连通工程和输配水工程为目，调蓄能力较强的水利枢纽工程为结，形成层级清晰、互联互通、循环通畅的水网体系［18］。国家水网建设通过将原有孤立、分散的河湖水系连通工程的统筹和连接，形成集水资源调配、防洪减灾、水生态保护等功能为一体的立体水网体系，是水利行业贯彻新发展理念的重要内容和核心工作之一。

1.1 尽快建设南水北调后续工程，构建国家水网之纲

南水北调工程既是我国河湖水系连通的标志性工程，也是国家水网构建的主骨架和大动脉。南水北调形成的“四横三纵、南北调配、东西互济”的基本格局为国家水网建设打下了坚实基础。为了充分发挥南水北调工程在国家水网构建中的骨干作用，需要逐步建设贯通东、中、西三线的干线工程，加强建设覆盖区域的配套工程、区域内其他跨流域、跨区域的调水工程和其他河湖水系连通工程，实现以重要江河干流和跨流域调水工程主干线贯通为核心、配套工程和江河水系互连互通为支干的国家水网框架，达到北方地区提高水资源承载能力、满足经济社会发展需要，南方地区提高防汛抗旱能力，改善生态环境的目的。

1.2 尽快建设国家骨干调水工程，织密国家水网建设之目

国家水网需要在现有区域河湖水系连通工程的基础上，结合南水北调形成的“四横三纵”总体格局，通过各层级水网之间的互联互通，形成统筹东北、西北、东南、西南地区重点地区的水资源，综合水资源调配、水灾害防控和水生态保护的复合网络。通过建设辽西北供水、引呼济嫩、引额供水、艾比湖生态环境保护工程、闽江北水南调、西江调水、滇中调水及黔中调水等跨流域调水工程以及其他水资源调配工程和水生态修复工程，形成“边水济腹、内连外通”的分片格局，以织密国家水网建设之目。东北地区以保障哈大齐工业走廊、长吉图经济区、辽中南地区等重点开发区域的城市与工业供水安全，保障和改善松嫩平原、三江平原和辽河中下游平原的农业用水，改善三江平原湿地等生态功能区及辽河等水资源开发利用过度地区生态环境用水为重点，通过建设引呼济嫩、吉林中部引水、绰尔河引水、辽西北供水、大伙房输水等跨流域调水工程，连通黑龙江、松花江、鸭绿江、辽河等江河水系，逐步形成东北地区“北水南调、东水西引、边水济腹”的水系连通格局［19-20］。西北地区以保障天山北坡地区及重要能源基地、重要城市及工业区和关中-天水重点开发区城市群及工业区的供水安全，保障新疆及渭河平原等地区农产品主产区的供水安全和保护修复生态环境为重点，通过建设引汉济渭、引额供水、艾比湖生态环境保护、引黄济石等工程，增加区域内的可供水量，提高供水保障程度。东南地区主要以保障长江和珠江三角洲以及海峡西岸经济区等沿海地区重要城市和工业区供水安全，保障区域内农产品主产区供水安全和保护修复生态环境为重点，通过建设引江济太、浙东引水、闽江北水南调等跨流域调水工程，逐步形成区域内互连互通、相互调剂的网络化水系连通格局。西南地区主要以保障成渝、黔中、滇中、北部湾等地区重要城市和工业区供水安全，保障区域内重要农产品主产区供水安全并改善当地生态环境为重点，通过建设滇中引水、黔中调水等跨流域和跨区域调水工程，连通长江、珠江、西南诸河等江河水系，为本地区提供水资源保障，并为南水北调西线建设、北方地区发展提供后续水源保障［21-22］。

1.3 以水利信息化建设为契机，实现国家水网的智慧化与智能化

国家水网不仅是现有河湖水系连通工程的整合，更是调控手段和管理方式的重大升级。智慧化是国家水网的重要特征。针对我国水资源分布不均，降雨时空变化较大的特点，为保障各地区用水需求，需要依据不同地区来水情况和国民经济建设及生态保护需水要求，实现监测一体化、预警自动化和调控智慧化。在监测方面，充分利用大数据和物联网技术的最新成果，实现“天-空-地-水”水流网络的全过程、立体化监管；在预警方面，实现水网各类风险的智能感知和动态分析，建立集国家宏观、流域中观、工程微观为一体的系统化风险分析与预警；在调度方面，以水循环理论为指导，整合现有防洪指挥调度系统、水资源监测调度管理系统等，实施防洪调度、水资源调度和生态调度智慧化，进行大尺度水资源配置、流域（区域）洪水风险管理和连通系统的实时智慧联合调度。

2 国家水网与水系连通的若干问题

国家水网建设将我国河湖水系连通战略推进到了一个新的阶段，但是水系格局的调整改变必然对水资源分配、生态环境和经济社会产生深远影响。因此，在总结河湖水系连通工程经验的基础上提出以下需要注意的问题。

2.1 水资源合理配置与防洪减灾问题

强化水资源配置能力是国家水网建设的重要目标。国家水网建设构建了一个多目标、多功能、多层次、多要素的复杂水网系统［23］，相对于传统水资源配置结构更为复杂，配置涉及区域范围更广，配置目标更加合理，强调均衡发展。国家水网建设的水资源配置需要在传统水资源配置要求［24］的基础上，统筹连通区域生产、生活和生态各部门对水量、水质、水域和水流等不同要素的需要，聚焦各连通区域的实际问题，注重社会公平、发展可持续，通过上下级水网相互衔接，构建多层级、多用户、多维度、多目标的水资源配置模型体系，形成上下级连动、区域协同的水资源配置方案。

开展河湖水系连通是提高防洪能力的迫切需要，随着不同层面的河湖水系连通工程的实施，跨区域、跨流域的洪涝风险管理问题更为突出。河湖水系连通后洪涝灾害风险管理的主要任务包括：制定并协商河湖水系连通后流域或不同行政区间洪涝灾害防治的愿景与战略，制定并协商流域或不同行政区间有关全流域、跨区域的空间规划行动方案的施行程序，识别河湖水系连通所涉及的空间范围，定期评估河湖水系连通状况，制定适当的激励机制，创建河湖水系连通地区间的沟通交流平台并增强公共意识、完善河湖水系连通区域联合应对洪涝灾害的监督体系等。同时跨流域或地区间的合作对河湖水系连通作用的发挥将起到关键作用，应明确河湖水系连通区域洪涝灾害管理中的合作内容及要求。因此，根据河湖水系连通在洪涝灾害管理过程中呈现的新特点，连通区域间需要明确合作内容，具体包括：国家层面的河湖水系连通需要制定明确的连通区间洪涝风险管理目标与行动规则；地方行政区对境内水系连通情况进行具体监控及管理，并需要适时与连通的其他行政区间进行信息共享。

2.2 生态与环境问题

尽管河湖水系连通可以带来较好的经济社会和生态环境效益，但它对水资源、水生态与水环境所产生的负面影响同样不容忽视，有些影响甚至不可逆转［25］。国家水网建设将河湖水系连通工作推进到一个新的阶段，广泛的连通给生态环境系统带来了更大的压力。如何准确评价河湖水系连通工程对生态环境的影响，成为国家水网建设亟待解决的问题。准确表征河湖水系连通的环境影响，能够为河湖水系连通工作的开展提供理论依据［21］。综合国内外相关文献，提出河湖水系连通的健康评价指标体系供参考，见表1［26-28］。

表1 河湖水系连通健康评价指标Tab.1 Health assessment index of river-lake system connectivity

2.3 经济与法律问题

河湖水系连通属于重大公共项目，具有外部性、公共利益、公共物品的性质［29］。从公共项目的全部内容和决策与实施过程上看，必须修正、调整传统的成本收益分析，建立全面、真实的成本收益分析框架。在河湖水系连通工作中需要将成本和收益扩展修正为社会成本和社会收益，分析公共项目完整、长期包含整个生命周期的成本收益，分析公共项目对经济、社会和自然的全面影响，全面分析成本、收益问题，理解成本、收益的具体含义和价值计量，还可借鉴现代企业理论中的利益相关者的概念和工具。对河湖水系连通进行成本收益分析，必须对河湖水系连通的决策和实施过程、投入、产出及其影响，对河湖水系连通的经济、社会和自然影响，对河湖水系连通涉及的居民、企业、政府等各种利益主体，进行全方位、全过程、系统性、长期性的调查、分析和评估。从经济分析的角度看，河湖水系连通的收益或效用大致分为经济效益、社会效益、环境效益等3种类型：直接与经济活动有关的经济效益，与人类经济活动之外的繁衍、交往、政治、知识等活动有关的社会收益和由于河湖水系连通对自然资源、环境、生态系统复杂多样的影响而产生的环境效益。

为确保河湖水系连通战略符合各项法律规定，符合可持续发展原则，应进一步完善河湖水系连通的规划体系，强化其执行和监督检查，加快其立法工作，为严格河湖水系管理提供规划依据和法律保障。主要措施包括：严格环境影响评价制度，从连通的必要性和可能性、连通方式、连通措施、连通效果等方面进行分析研判，主要包括环评机构独立、转变环评重点、建立环评实时监测网络、建设共享数据和信息平台等措施；重新建立生态用水管理制度，完善生态用水调度机制，加强生态流量管理，确保河湖水系生态流量得到充分保障［30］；建立科学合理的水权交易制度，明确用水权，确立水权的授予方式与法律程序，强化水资源统一管理，建立适合中国国情的水权市场［31］；突出公众参与，制定公众参与程序，最大程度保证公众的参与度，增加公众的归属感等；完善科学严密、统一协调的水事纠纷处理机制［32］；完善水生态保护立法，为河湖水系连通战略的顺利实施提供政策和法律保障。

3 南水北调工程与国家水网

南水北调工程是我国有史以来规模最大的河湖水系连通工程，涉及多个流域多个省市，管理主体多种，利益主体多样，生态环境影响复杂。随着东线、中线一期主体工程建成，南水北调工程已累计调水400多亿m3，直接受益人口达1.2亿人［33-34］。在创造了丰富的社会、经济和生态环境效益的同时，南水北调工程建设和运营过程中也积累了大量管理经验，能够为国家水网建设提供重要参考。

在管理体制上，《南水北调工程供用水管理条例》对水量调度、用水管理、水质保障和工程设施管理与保护作出了明确规定，厘清了多方责任，对保障工程顺利运行和按期达效具有重要作用。在水价制定上，南水北调东、中线工程实行两部制水价，通过将供水价格分解为基本水价和计量水价两部分，将管理、折旧和维护等固定成本和变动运行成本分离，实现了水价的灵活管理。在水量管理上，《南水北调工程供用水管理条例》明确了水量调度的基本依据，由国务院水行政主管部门制定年度水量调度计划，由南水北调工程管理单位制定月水量调度方案［35］。在生态环境保护上，水利部组织编制的《南水北调东、中线地下水压采方案》，提出了2010年、2015年和2020年等水平年受水区各省（市）的地下水压采目标以及实现压采目标的保障措施［2］。

南水北调工程与区域水系的连通和水资源协同配置也为国家水网建设和管理提供了宝贵的经验。目前，海河流域、山东省、苏北地区等已将南水北调来水作为水源，调整当地的水资源配置格局，通过当地水和外调水的统一管理，提高了区域水资源保障水平。南水北调东、中线工程在运行过程中与包括引江济淮、苏北水网、引汉济渭、山东水网、海河水网、鄂北地区水资源配置工程等区域河湖水系连通工程都存在协同关系［2］。其中，苏北水网和山东水网与南水北调工程存在直接的水力联系，可以理解为南水北调工程的延伸和扩展。这些协调和管理的经验，对于把握连通工程之间的相互影响和作用、建设与规划国家水网有着极为重要的参考价值。

4 结 语

河湖水系连通和国家水网建设是我国新时期水利发展的重大战略部署。本文结合河湖水系连通战略的研究成果，依据国家水网建设的总体布局，系统分析了国家水网建设过程中的水资源、防洪、生态、环境、社会和经济问题，针对南水北调工程在国家水网中的骨干和主动脉地位，深入分析了南水北调工程的建设与运维经验，可为国家水网建设提供借鉴。

国家水网建设将在南水北调等重大引调水工程的基础上，通过区域河湖水系连通工程和水利枢纽建设，逐步实现国家、流域和省市各个层面相互衔接、布局合理、调控有序的国家水网体系。国家水网建设是河湖水系连通战略发展的必然结果，面临的科学问题更具全局性、整体性和复杂性。本文从系统和多学科的视角出发，全面分析了国家水网建设过程中的科学问题，将为加快河湖水系连通工程建设、构建国家水网提供理论依据和技术支撑。