2001—2020年山东省水资源利用现状分析

王 倩，赵 静，曾凡超，姚付启

（1.鲁东大学水利工程学院，山东 烟台 264010；2.长江水利委员会长江科学院，湖北 武汉 430010）

2020年，全国人均水资源量为2239.8 m3，山东省人均用水量为370.3 m3，不足全国人均水资源量的1/6，仅为世界人均水资源占有量的1/24，属于联合国确定的人均占有量小于500 m3的严重缺水地区[1]。水资源短缺所造成的供需方面的不平衡，与生产力布局不相适应的矛盾十分突出。随着经济的增长和城市化的发展，整个山东省的用水结构也在不断调整，在水资源总量同比下降的情况下，政府对各行业生产和生活的用水要求不断严格。同时，工业化的急剧扩张所带来的水资源污染加剧，生态环境破坏等问题日益严重。因此，充分分析山东省的用水现状，研究水资源变化规律和污染情况，提出有针对性的发展建议，对于山东省合理开发利用水资源以及制定有关的经济和社会发展规划具有重要的意义。

目前关于用水量的研究大多集中在用水结构，用水量指标，用水效率以及驱动因子分析，用水量趋势预测等方面。陈进等[2]分析了1998—2016年近20 a 长江流域及二级流域水资源利用现状，提出未来水资源治理的重点是水污染治理和水资源保护。陈新颖等[3]以淮河流域1997—2016年的总用水量和农业、工业、生活用水量数据为基础，探析淮河流域总用水量与用水结构变动之间的响应关系。山东省在用水量以及用水结构、水资源质量方面的研究较少[4，5]，且大部分研究的年份比较久远，对新形势下水资源现状指导性不强。在此背景下，本文通过分析山东省2001—2020年近20 a 水资源总量、用水总量、用水结构、污水排放量及水资源质量情况，指出山东省在水资源利用方面面临的挑战和存在的问题并提出有针对性的对策建议，以期为山东省水资源开发利用与管理提供依据。

1 水资源特点

1.1 水资源概况及数据来源

1.1.1 水资源概况

中国的水资源总量丰富，人均占有量少。长江流域以南地区耕地面积约占全国耕地面积的40%，水资源总量却占其中的80 %以上，相比之下，淮河以北地区耕地占地面积约占全国的60%，然而水资源总量仅占20 %[6]。而山东作为中国北方的大省，更是北方地区严重缺水省份之一，尽管处于东部沿海地区，但受气候地势影响，东部沿海地区降雨多为台风雨，且海水为不可饮用水，实际可用淡水资源十分稀缺。山东省陆地总面积15.67 万km2，约占全国总面积的1.6 %。2020年，山东省水资源总量为375.3 亿m3，仅占全国水资源总量的1.18%，居全国直辖市外的省级行政区的倒数第五名[7]，总人口却有9079.31万，人口密度极大。近17a来山东省与全国人均水资源量对比情况，如图1所示。

图1 近17 a来山东省与全国人均水资源量对比

从图1 可以看出，2004—2020年全国多年人均水资源量为2040.5 m3，山东省多年人均水资源量为297.8 m3，仅占全国平均水平的14.59%。因此，人多水少地少是山东省水资源的一个基本现状。

1.1.2 数据来源

本文采用基础数据资料均来源于官方统计，权威可靠。如，年人均水资源量来源于国家统计局《中国统计年鉴》，采用2004—2020年近17 a 数据；年水资源总量、年降水量、年径流量、用水结构、地下水开采量数据采用《山东省水资源公报》2001—2020年近20 a 数据，其中用水结构数据包括农业、工业、生活、生态四部分数据；水资源质量评价数据采用《山东省水资源公报》2001—2018年数据，包括全年期河流、湖泊、水功能区和水库水质监测变化数据；废污水排放量数据来源于《山东省统计年鉴》，采用2001—2020年数据。

1.2 水资源时空分配

1.2.1 年际变化剧烈

近20 a山东省水资源量变化情况，如图2所示。

图2 2001—2020年山东省水资源量变化情况

从图2 可以看出，山东省内的降雨量与水资源量有明显的年际变化，干枯交替比较明显。在降水量最为充沛的2003年，降水达到了936.3 mm，地表水径流量349.29 亿m3，水资源总量489.69 亿m3。而在降水量最少的2002年，降水仅达到了420.2 mm，不足2003年的1/2；地表水径流量仅为50.02 亿m3，为2003年地表水径流量的1/7；水资源总量为98.14亿m3，仅占2003年水资源总量的1/5。分析近20 a降雨数据，丰水年有7 a，枯水年有8 a，平水年有5 a。虽然丰水年与枯水年数量接近，但需要强调的是经常有连丰、连枯现象出现，年际变化幅度极大，造成大量淡水浪费。且丰水年与枯水年降雨量相差较大，最大径流量与最小径流量之间差了约7倍。

1.2.2 地区分布不均

山东省内各地的年降水量、水资源总量和径流量地区差异显著，降水量总体上从西北地区向东南地区逐渐增长，东南沿海丘陵区分布了山东省大部分的湖泊河流，可供开发利用的水资源储量相对而言比较丰富[8]。以2020年山东省16 市的降雨量为例（如图3 所示），降水量最丰富的日照市年降水量达1233 mm，而滨州市仅为625.9 mm。2020年统计的省域单位流域面积上的多年平均水资源量即平均产水模数为23.95 万m3/km2，但从行政分区看，东南地区的日照市产水模数最大达到55.58万m3/km2，东营市最小仅为7.76 万m3/km2，相差7 倍以上。年径流深在东南沿海丘陵地带可高达300 mm，但在西北部分黄河冲积形成的平原区却仅有30～60 mm，非常不利于水资源的存储与利用，水资源开发利用的难度较大。

图3 2020年山东省各地级市水资源分布情况

1.2.3 近20 a水资源量变化

2001—2020年山东省各地级市水资源变化情况，详见表1。

表1 2001—2020年山东省各地级市水资源变化情况

由表1可知，山东省多年平均降水量约为1066.29亿m3，多年平均水资源总量为284.58 亿m3。相比2001—2010年时间段，山东省2011—2020年时间段年降水量平均值下降了47.08 亿m3，水资源总量平均值下降了51.17 亿m3，整体趋势是下降的。从山东省16 个地级市来看，年降水量与水资源量变化除了淄博、东营、潍坊、德州、滨州市有增加趋势以外，其余市水资源均有下降趋势，其中临沂下降最多，下降了16.69亿m3。

2 水资源利用现状

2.1 近20 a用水总量变化

2001—2020年山东省总用水量变化，如图4所示。

图4 2001—2020年山东省总用水量变化情况

从图4 可以看出，近20 a 山东省的用水量虽然经常出现小幅度的波动，但总体趋势是下降的，从2001年的最高用水量252.71 亿m3下降到2017年的209.47 亿m3，相差43.24 亿m3，下降率为17.11 %。其中，2001—2005年用水量出现了一个大幅下降的时期，下降率达到了16.5 %，2005—2007年间略有起伏，2007—2011年经历一个缓慢回升阶段，自2011年后就一直呈现平缓下降趋势，一直到2017—2019年间出现小幅度回升之后又回落。如果看近10 a 情况（2011—2020年），年均下降率为4%，用水总量基本趋于稳定。

2.2 用水结构变化

山东省用水结构及其变化大体可从农业、工业、生活、生态环境4个方面分析，2001—2020年间平均用水量为221.68 亿m3。其中，农业用水总量为133.46 亿～192.87 亿m3，占用水总量的60.24 %～78.81%，农业用水一直是用水大户，所占比例最高；工业用水总量为18.38 亿～41.92 亿m3，占用水总量的8.52 %～16.59 %；生活用水总量为14.98 亿～37.47 亿m3，占用水总量的6.12%～16.95%；生态环境用水总量为0.29 亿～19.1 亿m3，占用水总量的0.12%～8.58%，详见表2。

表2 2001—2020年山东省用水结构变化情况

由表2 可知，农业用水量近20 a 总体呈下降趋势，2002年最大为192.87 亿m3、占比78.81 %，2018年最少为133.46 亿m3、占比62.76%；2001—2020年间减少了59.41 亿m3，下降率为16.05 %，用水比例持续下降。工业用水量2001—2020年增加了23.54亿m3，上升了2.3 倍，2005年以前呈下降趋势，2005年以后趋于稳定，呈缓慢上升趋势；用水比例在2006年以前下降，之后上升。生活用水量2001—2020年增加了22.49 亿m3，上升了1.5 倍；用水比例除2001—2002年小幅下降外，总体呈上升趋势。生态环境用水量2001—2020年间增加了17.7亿m3，上升了12.8倍，用水比例均匀上升。

2.3 水污染情况

2.3.1 废污水排放

2001—2020年山东省废污水排放量显著增加，从2001年的22.53亿t到2015年的55.99亿t，上升了1.49 倍；2015—2018年略有下降，但也增加了15.11亿t，上升了0.67 倍；2018年后，继续增加，总体呈显著上升趋势，如图5所示。

图5 2001—2020年山东省废污水排放量变化情况

2.3.2 水资源质量

山东省全年期湖泊、河流、水功能区和水库水质变化情况，详见表3。

表3 2001—2018年山东省全年期河流、湖泊、水功能区和水库水质变化情况%

由表3 可知，全年期总体湖泊水质情况2001—2010年较差，2010年以后开始逐渐向好，到2018年为止，水质劣于Ⅲ类湖泊占总评价湖泊已经降到了25%。依据对2018年山东省9823.46 km 的河流水质情况的评价结果，劣于Ⅲ类河流水质与2001年相比同比下降44.7%，降到了评价河流的50.6%，整体呈明显下降的趋势，这表明山东省的河流水质得到一定程度的改善。2001—2018年全年期水功能区和水库的水质良好，尤其是水库，水质劣于Ⅲ类水库占总评价水库的百分比自2003年以后一直较小。

2.4 地下水开采情况

2001—2020年地下水总量变化情况，如图6所示。

图6 2001—2020年地下水总量变化情况

从图6 可以看出，山东省近20 a 的地下水总量整体趋势平缓，略有下降，局部地区出现了比较严重的漏斗区[9]。《2020年山东省水资源公报》显示，山东省平原区地下水位平均埋深为6.50 m，全省平原区浅层地下水开采量为56.23亿m3，全省平原区地下水漏斗区（地下水埋深大于6 m）面积为11600 km2，其中淄博-潍坊、莘县-夏津、济宁-汶上、宁津四大漏斗区面积分别为3730、3934、2140、958 km2，占全省漏斗区总面积的92.8%。

3 结论

山东省近20 a 农业用水量整体呈下降趋势，而工业、生活、生态环境用水量整体呈上升趋势，受农业用水在总用水量中占比高的影响，总用水量整体也呈下降趋势。近年来，山东省大力推广高效节水灌溉技术，高效节水灌溉面积已达到5870 万hm2，灌溉水利用系数已达到0.646，因此在保证灌溉面积的情况下农业用水量大大降低[7]。在工业与城镇用水方面，随着山东省经济的快速发展和工业化程度的提高，水资源在工业和生活中往往能带来更大的产值收益，因此生活用水和工业用水的比例也在不断上升。随着人均绿化率、公共建设和环境卫生等用水量持续增加，生态环境用水量将延续增长趋势[10]。

废污水排放量逐年增加，总体呈显著上升趋势。这说明工业化程度的提高使工业用水增加的同时也会产生大量的污水。同时，受城镇化提速影响，生活用水不断增加，各种垃圾和废弃物也不断增加，污染物质进入城镇水循环系统造成水体污染，废污水增加。且由于农村地区普遍没有健全的污水收集处理管网，污水整体呈粗放型排放，农田灌溉水流经农田后携带化肥农药等下渗，也会产生大量的污水。

在水质治理方面，水质评价整体向好，说明自2010年以后，政府大力建设废污水处理厂，提高废污水处理率，加强排污口整治与监督管理卓有成效，但值得一提的是，受大基数排污量及面源污染的影响，山东省在河流和湖泊方面的水污染治理比起全国其他地区仍有较大的进步空间。

山东省的地下水开采量在多年降雨量、水资源总量呈下降趋势的情况下还能保持总趋势平缓甚至略有下降，其原因除了近几年山东省建设节水型社会之外，还有一个重要原因就是南水北调对区域内水资源的补充。但山东省地下水漏斗区面积仍然较大，因此减少对地下水资源的开发、加强水资源的高效利用仍是山东省解决水资源问题的重心之一。

综上，山东省作为典型资源型缺水省份，水资源形势日趋紧张，随着经济的发展和城市化的加剧，水资源问题会严重制约区域的经济社会发展。因此，水资源高效利用与水资源保护将会是今后一段时期水资源管理的重点。在水资源高效利用方面，全方位贯彻“四水四定”原则，持续实施最严格水资源管理制度，持续推进农业节水增效、工业节水减排、城镇节水降损。在水资源保护方面，围绕《山东省水污染防治条例》，在工业污染防治、城镇生活污染治理、农业面源污染防治以及饮用水水源保护4 个重点工作领域发力，用科学的手段进行生态治理和修复，控制和减少水环境污染和生态破坏。