郑州市水资源开发利用策略研究

胡琪坤 杨晓涵 戴鹏礼

（河南省水利勘测设计研究有限公司，河南 郑州 450016）

郑州市是河南省省会，是省域政治、经济、文化、科教中心，是我国中部地区重要的综合交通枢纽和“一带一路”核心节点城市，也是全国14个特大城市之一、人口超千万的国家中心城市。然而水资源短缺一直是郑州市经济社会发展的制约性因素[1]，全市多年平均水资源总量为12.3亿m3，人均水资源量仅128 m3，不足全国人均水平的1/16，属水资源严重匮乏地区。全市超过1/3的供水量依赖黄河、南水北调中线等水源，同时还存在地下水超采问题[2]。并且，近年来随着工业产业发展、城市人口增长，区域水资源紧缺现象不断加剧。因此，开展郑州市水资源开发利用策略研究，对有限的水资源进行优化配置和利用，显得尤为重要，也十分迫切。

1 区域概况

郑州市位于河南省中部偏北，辖6区、5市、1县，以及4个经济开发区，全市总面积为7567km2，常住人口1282万。郑州市地跨黄河、淮河两大流域，区域内大小河流共124条，流域面积100km2以上的河流有28条。气候属于北温带大陆性季风气候，全市多年平均年降水量在500～700mm之间，居河南省中等偏下水平。

2 水资源开发利用现状

2.1 水资源现状

郑州市水资源主要包括本地地表水、地下水以及外调水等。郑州市全市多年平均水资源总量为12.3亿m3，地表水资源量为7.0亿m3，地下水资源量为8.8亿m3。全市多年平均地表水资源可利用量约3.5亿m3，浅层地下水可开采量为5.6亿m3。郑州市外调水源主要为南水北调水和黄河水，南水北调年分配水量指标为5.4亿m3，黄河水年分配水量指标为6.6亿m3，包括干流指标4.2亿m3（下发取水行政许可3.9亿m3）、支流指标2.4亿m3。

2.2 水利工程建设现状

郑州市地理位置优越，南水北调中线工程总干渠自南向北纵贯郑州市，境内干渠全长129km，共设有分水口门7处，退水闸6座。目前，南水北调配套工程7座泵站已全部投入运行，向主城区及各县（市、区）11个水厂供水，同时可向常庄水库、新郑望京楼等水库充库蓄水[3]。郑州市北邻黄河，黄河水资源开发历史悠久，目前黄河郑州段共建有取水工程19处，包括花园口引黄闸等12处地表水取水工程，以及石佛水厂取水井群等地下水取水工程7处，总许可年取水量为3.9亿m3，建有邙山干渠沉沙池等引黄调蓄工程7座，总调蓄能力为0.51亿m3。同时，作为水资源紧缺地区，郑州市长期以来大力开展水利工程建设，截至2022年，境内建有水库141座，其中，中型水库14座，小型水库127座，水库总库容为5.3亿m3，兴利库容为2.6亿m3。另外还有塘坝、窖池等小型蓄水工程2万余处，也在应急供水中发挥了重要作用。

2.3 供用水现状

郑州市供水主要由地表水、地下水和其他水源组成，其中地表水包括本地地表水和外调水，其他水源主要为中水回用和雨水等非常规水源。用水主要由农业用水、工业用水、生活用水和生态环境用水组成[4]。根据2021年《郑州市水资源公报》，全市总供水量、用水量均为22.23亿m3。从供水水源来看（见图1），地表水供水量为12.02亿m3，占供水总量的54.1%；地下水供水量为5.41亿m3，占供水总量的24.3%；非常规水供水量为4.80亿m3，占供水总量的21.6%。从用水结构来看（见图2），农业用水量为3.83亿m3，占总用水量的17.2%；工业用水量为2.63亿m3，占总用水量的11.8%；生活用水量为8.71亿m3，占总用水量的39.2%；生态环境用水量为7.06亿m3，占总用水量的31.8%。

图1 2021年郑州市分水源供水量及占比

图2 2021年郑州市分用户用水量及占比

3 水资源开发利用存在的问题

3.1 本地地表水开发利用程度高，地下水超采严重

郑州市本地地表水资源匮乏，可利用的地表水资源远远不能满足供水需求，地表水开发利用已达到中高开发利用程度，区域地表水基本不具备新增大中型开发利用工程条件，同时现有水利工程的供水能力存在逐渐下降现象。南部新城区、新郑、登封等区域供水对地下水源依赖程度较高，地下水超采区仍有广泛分布[5]。

3.2 黄河引水调蓄不系统

郑州市分配黄河干流引水指标为4.2亿m3，而近几年引水量均超过国家分配指标。黄河水作为郑州市主要的供水水源，其社会效益、生态效益未得到充分发挥，主要原因是引黄能力主要在黄河干流下游段引黄口门，随着下游引黄灌溉用地的逐渐减少，引黄需求随之减少，同时该部分水源主要用于农业灌溉、河道冲污等，未得到系统利用，导致水资源的浪费，而黄河干流上游段引黄闸引水许可指标少，远不能满足经济社会发展需要[6]。同时，郑州市引黄调蓄工程建设不足，可调蓄水量小，未实现有效的丰蓄枯用。

3.3 南水北调用水需求强烈，调蓄能力不足

自2014年南水北调工程供水以来，极大地缓解了郑州市水资源紧缺问题，2019年郑州市分配水量指标5.4亿m3已基本消纳达效，随着郑州市建设国家中心城市的加快推进，登封、新密、高新区、经开区、新郑龙湖镇、白沙组团等区域南水北调用水需求强烈。另外，南水北调分配指标较为分散，不利于南水北调综合效益充分发挥；南水北调受水区水厂水源单一，供水配套工程缺少应急调蓄工程，调蓄能力不足。

3.4 再生水工程建设滞后，利用率不高

再生水回用是指污水经适当处理后，达到一定的水质标准，满足使用要求，进行再使用。城市再生水主要回用于工业、生态景观用水。郑州市主城区污水基本实现全收集、全处理，2021年郑州市34座污水处理厂稳定运行，年处理污水量11.13亿m3，再生水利用量为4.64亿m3，回用率为41.69%，再生水供水量占全市总供水量的20.88%，但与全国先进地区相比，郑州市再生水的处理和利用还有一定差距，再生水工程及配套管网建设还存在滞后现象。

4 水资源开发利用策略研究

水资源作为基础性的自然资源，是经济社会发展的基础保障，也是区域生态环境的基础载体。随着中原城市群、国家中心城市、黄河流域生态保护和高质量发展等国家重大战略的不断推进实施，未来郑州市的城市发展、产业发展和民生安全保障等均会有较大幅度的提升，这也必将对水资源的基础支撑作用提出更高的要求。为此，必须以用水总量控制指标为刚性约束，坚持高效、公平和可持续的原则，并充分考虑区域水生态环境的保护和修复需求、各种水源特点及工程建设和规划情况等多种因素，统筹进行水资源开发利用策略研究。

4.1 本地水资源开发利用策略

4.1.1 挖潜开发并举，充分利用本地地表水

郑州市降雨量年际年内变化较大，应在确保防洪安全的前提下，通过新建中小型水库，对已有水库进行清淤、扩建增容等措施，充分发挥水库调蓄作用，适时适当拦蓄洪水、截留雨水，提高水库供水能力。在西部新城区、南部新城区、巩义、新郑、新密、登封等山丘区，通过建设水库、塘坝、井窖、引水泵站等小工程、大群体、蓄引提多方位联合的供水系统，挖掘当地供水潜力，实现水资源的合理开发、高效利用。

4.1.2 减少地下水开采，加强地下水管理与保护

郑州市地下水资源可开采量匮乏，以前为满足经济社会发展用水需求，持续大量超采地下水，导致地下水位逐年下降，超采区面积越来越大，受深层地下水超采影响，市域内形成多处复合漏斗，造成地下水资源枯竭、地下水污染加剧、生态系统退化，给经济社会发展、人民群众身体健康和生态环境带来严重危害。未来应加强地下水管理与保护，逐渐减少自备井开采量，开展漏斗区回灌及补源工作，逐步恢复和保护地下水环境，从根本上解决地下水超采问题，实现地下水资源的可持续利用。

4.1.3 探索新技术手段，加大非常规水利用量

经过处理的城市中水、矿井水、雨洪水等是郑州市可利用水资源的重要组成部分，是常规水资源的有效补充。国家中心城市建设对郑州市河湖生态环境提出了更高要求，生态水量需求将大幅提高。因此，需对郑州市现有污水处理厂进行提标改造，鼓励采用新技术新工艺，提高污水处理规模和处理等级；做好再生水管网配套工程建设，扩大再生水利用范围，同时建立完善的再生水利用激励政策，提高再生水利用率；研究矿井水综合利用技术，提高矿井水综合利用率；在农村、山区因地制宜建设雨水集蓄工程，在城区结合海绵城市建设，推广雨洪利用技术，促进雨洪资源的利用。

4.2 南水北调水利用策略

4.2.1 积极争取南水北调用水指标，合理扩大供水范围

通过水权交易增加登封、新密、高新区、经开区、新郑龙湖镇等区域供水；构建多水源联调联供体系，建立符合市场导向的水价形成机制，促进受水区水资源优化配置，实现高效利用南水北调水，并根据南水北调水资源综合利用情况，积极申请南水北调取水配额，合理扩大供水范围。

4.2.2 建设调蓄工程，提高南水北调供水保证率

南水北调来水年际变化大、年内分配不均，南水北调中线水量与需水过程不完全匹配，据丹江口水库可引水量1956—1997年42年1512个旬资料统计，枯水年份连续2～3个月不供水的年份有3年，连续4个月不供水的年份有2年，为提高南水北调供水保证率，建议适当建设调蓄工程。

4.2.3 合理利用南水北调水进行生态补水

合理利用南水北调水进行生态补水，优先使用丹江口弃水，通过退水闸向河湖生态补水；利用分水口门、管网向河湖补充生态用水。通过补水改善城市水生态环境，充分发挥南水北调工程的经济、社会和生态效益。

4.3 黄河水利用策略

4.3.1 推进跨区域引黄调水

河南省黄河流域水资源分布与区域经济社会发展不相协调，位于流域上游山丘区的支流伊洛河水资源相对丰沛但用水需求不大，而下游平原区的经济发达地区的水资源相对紧缺，因此，推进跨区域引黄调水是合理利用黄河水资源的有效途径，充分利用黄河干支流上游相对丰沛的水资源补给下游城市，做到黄河水资源的合理调配利用。

4.3.2 优化配置引黄指标

郑州市沿黄河自西向东分布有12座地表取水口门，受地形、河床冲淤等因素影响，位于上游的牛口峪、邙山、花园口等口门取水条件较好，并且自上游取水便于充分利用现有工程设施，通过完善的配套工程，将市区河湖水系与下游灌区渠系连通，黄河水源经河湖生态水系利用后，其更新退水可重复回用于下游的农业灌溉，回补、涵养地下水。同时可利用循环生态水系，将补充到生态水系中的黄河水抽送至河道上游进行循环利用，进一步节约水资源，提高黄河水的利用率。因此，建议将位于下游口门的指标适当调整至上游口门，通过引黄指标的优化配置、提升口门引水量，将有效缓解郑州市生态水资源紧缺的局面，对郑州市生态水系的健康运行和良性发展意义重大。

5 结语

本文针对郑州市不同的水源特点，提出不同的开发利用策略，旨在为系统完善、丰枯调剂、循环通畅、多源互补、安全高效、清水绿岸的现代水利设施网络建设奠定基础。通过利用本地水资源、南水北调水、黄河水等，可基本解决郑州市未来的水资源短缺问题，极大地促进和保障郑州市人口、资源、环境和经济的协调发展，为郑州市国家中心城市建设提供有力的基础支撑和保障，对郑州市经济社会高质量发展和生态文明建设具有重大意义。