天津市水资源开发利用成就与经验分析

2024-05-20张芳

海河水利 2024年3期

张芳

（天津市水务工程运行调度中心，天津 300074）

新中国成立后，海河流域进行了大规模水利工程建设。20世纪50年代，天津市兴建了海河防潮闸枢纽和南、北两大排污河，起到“咸淡分家、清浊分流”的作用，同时在蓟县修建了于桥水库，既为农业提供水源又提高了河道防洪标准[1]。1963 年，在总结抗洪经验的基础上，毛主席提出“一定要根治海河”的伟大号召，明确了“蓄泄兼顾，综合治理”的治水方针，天津市人民在党和政府的领导下兴利除害，抗御水旱灾害的能力大幅提高，促进了水资源的合理开发利用，水资源开发利用取得了举世瞩目的成就，社会、经济、生态环境效益显著。

1 天津市概况

天津市行政区划沿革变化较大，金元建寨、改镇，明初建卫，到清初撤卫、升州、置府，所辖一州五县，几经分合于1973年后形成如今天津市轮廓[2]。又经多次优化调整，至2021年天津市面积达1.2万km2，下辖16个区，其中和平区、河西区、南开区、河东区、河北区、红桥区为市内六区，东丽区、西青区、津南区、北辰区为环城四区，武清区、宝坻区、宁河区、静海区、蓟州区为新五区，滨海新区为副省级区[3、4]。

天津市社会经济快速发展，全市常住人口由1963 年的615.33 万人发展到2021 年的1 373.00 万人，全市地区生产总值由1963 年的26.65 亿元发展到2021 年的15 695.05 亿元[4]。水资源合理开发利用为天津市经济社会可持续发展提供了有利保障。

2 水资源开发利用历程

天津市依水而兴，早期居民生产生活用水均取自当地河流。1889 年，以海河为水源开始市政供水设施建设，产水量为1 363 m3/d，至1949 年市区自来水产水能力达6.33 万m3/d[5]；1922 年市区开始开采地下水，1948 年共打井51 眼，日供地下水约4 万m3，主要用于工业生产[6]。新中国成立初，百废待兴，水利工程以修复重建为主，1958 年开始在海河口修建海河防潮闸枢纽，在市区南北两侧开挖大沽排污河和北塘排污河，实现“清浊分流、咸淡分家”，市区供水排水条件有了很大改观，1959 年在蓟运河系上游修建于桥水库，提高了河道防洪标准和农业供水保证率。

1963 年海河流域大洪水后，海河流域水利工程建设迎来大发展。1964—1973 年，海河流域先后开挖疏浚30 多条骨干河道，修建桥、闸、涵6万多座，新建、扩建大中型水库35座，使全流域雨洪调控能力大幅提升，同时促进了天津社会的稳步发展[6]。随着海河流域经济社会的全面发展，上游地区水资源利用率大幅提高，天津市入境水量锐减，干旱年份水资源供需矛盾突出，多次出现水危机，在国家统筹下，先后自密云、岗南、于桥、黄壁庄等水库及黄河引水济津，1965—1982 年先后共外调入津水量94.62 亿m3[7]。为弥补水源不足，天津市大量开采地下水，机电井数量由1963 年的145 眼发展到1982 年的30 105 眼[8]。城市工业、生活污水作为水资源被开发利用，1980年污灌面积约15 万hm2，占全市有效灌溉面积的39%[2，8]。

1983年9月，引滦入津工程建成通水，为天津城市提供了一个稳定的水源，潘家口水库75%、95%保证率下向天津市分水10亿、6.6亿m3，到2021年累计向天津市调水207 亿m3（大黑汀分水闸计量），为天津市经济社会发展作出了突出贡献[8—11]。随着潘家口水库入库水量的衰减，引滦入津来水量出现不足，时隔18 a，天津市重新启用引黄济津工程，2000、2002、2003、2004、2009、2010、2011 年7 次引黄河水共向天津市输水24.38 亿m3（九宣闸收水），维持了天津市社会安全和经济发展[12]。2014 年末，南水北调中线正式通水，为天津新增水源8.63 亿m3，成为天津市又一稳定水源，到2021 年累计向天津市调水70.06 亿m3。2019 年，南水北调东线北延应急供水工程试通水，到2021年累计向天津市调水0.27亿m3。

1989 年大港电厂淡化海水装置投产以来，天津市大力发展非常规水利用，特别是21 世纪发展迅速，2021 年全市非常规水利用量达5.82 亿m3，占总供水量的18%。鉴于地下水超采导致地面沉降等危害，2003 年天津市开始实施水源转换工程，压缩地下水开采量，地下水开采量由2003年的7.13亿m3下降到2021年的2.73亿m3，其中深层地下水开采量由2003年的5.51亿m3下降到2021年的0.62亿m3。

截至2021年，天津市供水总量32.34亿m3，其中地表水23.79 亿m3（含引滦供水2.05 亿m3和引江供水11.53 亿m3）、地下水2.73 亿m3（含深层地下水0.62 亿m3）、非常规水利用5.82 亿m3（含深度处理的再生水回用量0.98亿m3）；全市总用水量32.34亿m3，其中生活用水6.95 亿m3、工业用水4.77 亿m3、农业用水9.28亿m3、人工生态环境补水11.34亿m3。

3 水资源开发利用成就和效益

3.1 水资源开发利用成就

3.1.1 水资源配置工程不断完善

（1）水利工程建设取得巨大成就。天津市开挖独流减河、子牙新河、永定新河、潮白新河、还乡新河、引泃入潮及北京排污河7条一级河道，新建北大港、团泊洼2座大型蓄水水库，同时兴建修复了一大批中小型水库、坑塘、二级河道、深渠、水闸、扬水泵站等水利工程设施，实施河道治理工程、水系连通工程、河道调蓄工程和生态补水工程，水网建设不断完善，防洪除涝、蓄供水能力有了很大提高[1，5]。天津市入海泄洪能力从1963 年的4 620 m3/s 提高到2021年的15 413 m3/s，农村国有扬水站除涝能力达到3 303.46 m3/s，1983—2021年地表水供水量10.68亿～23.79亿m3（含外调水），水利工程对地表水源的调控能力不断增强，在防汛抗旱、城乡供水中发挥了重要的作用，在战胜“96·8”大洪水、海河“23·7”流域性特大洪水、2000年特大干旱中作出了突出贡献[13]。

（2）城乡供水工程建设发展迅速。1983 年引滦通水前，天津城市供水以海河为水源，城市供水系统主要集中在市内六区，市区水厂自海河取水。1983年9 月引滦通水后，天津市有了稳定的城市供水水源，多年来陆续建成引滦入塘、引滦入港等引滦输配水工程，供水范围由市内六区逐步覆盖到全市（蓟州区只供电厂）[14]。2014 年末南水北调中线工程通水后，先后完成西干线工程、南干线工程、王庆坨水库工程、引江向尔王庄水库供水连通工程（永青渠联络线）、北塘水库维修加固工程等南水北调中线天津市配套工程，实现了引滦引江互通互济，2021 年除蓟州区、宝坻区外，其他14个行政区城区实现了引滦、引江中线双水源供水[14，15]。天津市大力发展乡村供水工程，1963 年后继续实施山丘区人畜饮水工程、陆续实施乡镇供水工程、除氟改水工程，农村人畜饮水解困工程、农村饮水安全及管网入户改造工程、农村饮水提质增效工程，2021 年除蓟州区外，其他各区初步形成城乡供水一体化，农村人畜饮水大部分已由自来水解决。全市城市自来水综合生产能力由1963年的35.40万m3/d提高到2021年的455万m3/d，用水人口达到1 174.34万人。

（3）非常规水利用工程取得突破。2002 年底纪庄子再生水厂投入使用，规模5 万m3/d，主要用于工业和城市杂用，2004年深度再生水利用量0.08亿m3；2007 年后再生水厂快速发展，为提高再生水厂产能利用率，加快了城市再生水基础建设，提高再生水管网覆盖范围和连通率，落实杨柳青电厂、陈塘庄电厂等用水大户使用深度再生水，要求工业生产、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工及城市生态景观优先使用深度再生水；2021 年全市已建成运行再生水厂16 座，规模68.4 万m3/d，深度再生水利用量0.98 亿m3。2015 年《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB 12/599-2015）发布后，天津市全面实施污水处理厂提标改造，规模以上污水处理厂出水主要污染物指标均达到地表水Ⅳ类标准，为发挥再生水资源作用，积极落实各区再生水回用农业和生态工程，开展中心城区再生水外调宁河区工程、外调静海区工程，2021 年全市已建成运行污水处理厂站46 座，规模345.9 万m3/d，污水处理回用量达到4.40 亿m3。1989 年大港电厂利用2×3 000 t 闪蒸海水淡化装置生产海水淡化水作为锅炉补给水，年利用量0.02亿m3，现将剩余的水量由海德润滋食品公司生产纯净水向社会销售；2009 年天津大港新泉一期10 万m3/d海水淡化项目试供水，现主要直供中石化天津分公司和中沙石化公司；2010 年北疆电厂海水淡化一期工程建成投产，除自身用水外，陆续向汉沽龙达水厂、开发区泰达水厂、塘沽中法水厂供水，实现了海水淡化利用形式新突破，也是我国第一个大规模向市政管网供水的海水淡化项目；截至2021 年，全市淡化海水产水能力为30.6 万m3/d，供水量达到0.44亿m3。

（4）地下水源转换工程成效显著。天津市地下水规模开采自20 世纪50 年代开始，70 年代初期和80 年代初期相继出现干旱年，促使地下水进一步被大规模开采，其中1981 年达到开采地下水的最高峰，地下水开采量为10.38 亿m3，由于长期严重超采，导致地下水位下降、地面沉降等一系列生态环境问题[16]。1983 年9 月引滦入津通水，缓解了城市用水紧张局面，为支撑全市社会经济发展，地下水仍是天津供水的主要水源，1983—2003 年地下水年均供水量7.17亿m3，自2003年天津市开展地下水水源转换工作，重点区域为历史沉降较为严重同时水源转换条件较为成熟的环城四区、滨海新区、武清区和静海区，经过10 a 的努力，地下水开采量由2003 年的7.14 亿m3下降至2013 年的5.69 亿m3。2014、2019年借南水北调中线、东线通水之机，天津市在全市范围推动《天津市地下水压采方案》《天津市地下水水源转换实施方案》《天津市地下水超采综合治理行动方案》的实施，从强化重点领域节水、严控地下水开采、多渠道增加水源供给和严格用水管控四方面落实具体措施，2021 年地下水开采量降至2.73 亿m3，沉降严重区面积大幅减少。

3.1.2 节水型社会建设成果丰硕

由于用水日趋紧张，城市方面1973 年天津市开始推动节水工作，重点在工业用水大户开展节水试点，1981 年天津市对生活用水大户实行计划用水管理，1983 年正式成立天津市城市节约用水办公室，1986 年市政府发布《天津市城市节约用水规定》，1986、1998 年分别将月用水量2 000、500 m3以上的单位纳入计划用水管理范畴，1990 年相继发布节水法规多项，逐步加大了节约用水执法检查力度，1991年开始实行节水型企业（单位）命名活动，1993年46项工业用水定额开始试行，1998 年加强城市节水工作“三同时”管理，2005 年天津被命名为国家节水型城市[9]；农村方面天津市大力发展节水灌溉工程，1964 年只有蓟县建成明渠300 m，经过大力发展，2006年全市节水灌溉面积已达296万hm2，占全市有效灌溉面积的57%，遍布全市各区县，水的利用效率由20 世纪80 年代初的0.45 提高到0.61[8]。2006 年天津市启动南水北调东中线规划区节水型社会建设试点工作，2010 年天津市完成建设任务，荣膺“全国节水型社会建设示范市”，是继获“国家节水型城市”称号后天津节水工作取得的又一重大成果。党的十八大以来，天津市加快节水型社会建设，目前市辖16 个区全部完成节水型社会建设任务。2021 年，全市人均综合用水量为236 m3，万元国内生产总值（当年价）用水量为20.6 m3，万元工业增加值（当年价）用水量为9.1m3，农田灌溉水有效利用系数为0.721，用水效率指标均位于全国先进行列。

3.1.3 水资源管理体系不断加强

根据当时水资源开发利用实际情况，20世纪70—80 年代在水源保护、水费征收、城市节水、地下水管理等方面出台了多项法规[7]。1994 年《天津市实施〈中华人民共和国水法〉办法》公布施行，天津市水资源管理建设逐步迈入正轨，2006年进行了修订，明确了水资源由水行政主管部门统一管理，陆续出台《天津市节约用水条例》《天津市城市供用水条例》《天津市建设项目用水计划管理规定》《天津市取水许可管理规定》《海河流域天津市水功能区划》，落实取水许可制度和水资源论证制度，实行计划用水和节约用水，加强了水资源统一管理和有效保护。2011 年天津市成为全国首批实行最严格水资源管理制度试点省市之一，先后印发《关于实行最严格水资源管理制度的意见》《天津市加快实施最严格水资源管理制度试点方案》《天津市实行最严格水资源管理制度考核暂行办法》，构建了最严格水资源管理制度框架。党的十八大以来，天津积极落实最严格水资源管理制度，不断深化节水型社会建设，密集修订和出台了《天津市实行最严格水资源管理制度考核办法》《天津市水资源费征收使用管理办法》《天津市水务局水资源项目管理办法》《天津市控制地面沉降管理办法》《天津市地下水压采回填机井管理办法》《天津市取水井工程管理办法》《天津市再生水利用管理办法》《天津市取水许可管理规定》《天津市超计划用水累进加价收费征收管理规定》《天津市建设项目取用水论证管理规定》《天津市地源热泵系统管理规定》等法规，印发《工业产品取水定额》《城市生活取水定额》和《农业用水定额》等标准，编制了《天津市供水规划（2020—2035年）》《天津市再生水利用规划》《天津市淡化海水配置利用规划方案》等专项规划。2021 年，为进一步强化节水制度措施和保护珍贵的水资源，对《天津市节约用水条例》《天津市城市供用水条例》和《天津市实施〈中华人民共和国水法〉办法》进行修订，水资源管理体系不断完善。同时，加强水资源监控能力建设，建成年取水20万m3以上地下水用水户、2个重要地表饮用水源地水质在线监测设备，95处河流区县界、12座大中型水库闸坝、22处农业取水工程水位监测设施，水资源管理系统平台实现了部省互联互通，水资源管理信息化水平不断提高。

3.2 水资源开发利用效益

3.2.1 保障了经济社会可持续发展

20 世纪60 年代天津市为以机电工业与海洋化学工业为主的综合性工业城市，21 世纪初天津市已发展为北方经济中心和现代化港口城市，现逐步建设成为国际港口城市、北方经济中心和生态城市[17]。天津市常住人口由1963 年的615.33 万人增长到2021 年的1 373.00 万人，全市地区生产总值由1963年的26.65 亿元增长到2021 年的15 695.05 亿元，经济社会呈快速发展趋势。天津市千方百计调引上游地表水、滦河水、黄河水、长江水保障天津市用水需求，开展节水型城市和节水型社会建设，确立水资源开发利用、用水效率和水功能区纳污“三条红线”，将用水总量、用水效率、水功能区限制纳污量控制在合理范畴，实施水资源优化配置，确保了全市生活、生产供需水平衡和水生态环境改善需求，保障了天津市经济社会可持续发展。

3.2.2 促进了水生态环境明显好转

由于水资源短缺，天津曾长期持续大规模超采地下水和引污灌溉，21 世纪初除引滦沿线的水环境和水质较好外，其他河道的水环境和水质较差，大部分河流常年干枯，河流水质及入境水体水质劣于地表水Ⅴ类标准，近年来于桥水库出现因水质恶化影响供水的问题[18]。面对更加严峻的水资源短缺形势，天津市与河北省共同建立了引滦入津上下游横向生态补偿机制，全面完成潘家口、大黑汀水库养鱼网箱清理，实施于桥水库入库河口湿地工程、黎河河道治理工程、于桥水库二级保护区内68个村污水处理工程、于桥水库污染底泥清除和截污沟一期工程等引滦水源保护工程，引滦水质逐渐呈向好趋势；实施中心城区及环城四区水系连通工程、中心城区水环境提升近期工程、中心城区水生态修复与保护工程，中心城区由定期补水换水提升为常年循环流动，中心城区水生态环境状况得到明显改善；实施海河-独流减河、海河-永定新河两大水循环系统建设，向七里海、北大港、南北运河等重要河湖湿地生态补水，实施永定河综合治理与生态修复工程；全面落实河长制，开展水环境大排查大治理大提升行动，强化截污治污，完成建成区26 条黑臭水体治理工程、独流减河橡胶坝和赤龙河治理等再生水回用工程，推进海绵城市建设等，2021 年底天津市国考断面水体优良比例达到65.7%，无劣于地表水Ⅴ类标准水体；实施地下水水源转换工程、地下水超采综合治理行动计划，2021 年末第Ⅱ承压含水组、第Ⅲ承压含水组漏斗面积分别为1 668、6 707 km2，比2007年分别减少2 145、190 km2。2021年，天津市水生态环境质量显著提升，初步遏制水生态环境恶化趋势，为经济社会可持续发展创造了有利条件。

4 水资源开发利用经验和建议

4.1 水资源开发利用经验

4.1.1 节约用水是重要的基础工作

天津市节水工作起步早，从工业节水逐步扩展到社会各个环节。至2021 年，万元GDP 用水量为20.6 m3，万元工业增加值用水量为9.1 m3，农田灌溉水有效利用系数为0.721，公共供水非居民用水计划用水率为86.9%，节水型企业（单位）覆盖率为53.6%，节水型小区覆盖率为46%，城镇节水器具普及率为100%。正因为天津市长期坚持“节水为先”的治水方针，努力推进和做好节水各方面工作，才将用水总量控制在合理范围，据统计2000—2021 年全市生活生产用水量为19.13 亿～23.16 亿m3，增长缓慢[13]。厉行全面节水是常抓不懈的重要基础工作，对维护天津市水资源供需平衡具有重要作用。

4.1.2 水源开发、保护是重要措施

天津市多次出现水危机，开源是重要措施，引滦入津、引黄济津、南水北调中线调水、南水北调东线调水、地下水开采、上游地表水引调、非常规水利用都为化解水危机作出了贡献。同时，天津市水源开发历经艰辛，为实现引调水入市投入大量的人力和物力；为充分利用雨洪水，实施了境内的北水南调工程，有计划地在一级河道上兴建了节制闸和橡胶坝，制定了雨洪水利用调度专项方案，增加有效蓄水；为保证引滦入津水质，增加了前置库等水生态处理措施，制定了天津城市饮用水水源地（于桥水库）藻类暴发应急预案；为提高非常规水利用量，在工程、制度等方面做了大量工作。水源开发、保护的齐抓共建才能更好发挥水源应有的作用。

4.1.3 水资源优化配置是重要手段

引滦通水前，天津市水源为地表水和地下水，一般就近取用，出现水危机时，应急调引上游地表水、引黄水向城市供水，供水保证率较低。引滦通水后，城市生活和工业用水基本满足，但不能完全解决天津市缺水问题，南水北调中线通水前，在充分利用引滦水和当地水资源、加大非常规水资源利用力度的基础上，通过引黄水来保障城市用水，农业和生态环境缺水严重；党的十八大以来，党中央提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，天津市加强了水资源优化配置研究，采取南水北调中线通水后，优先使用外调水，适度发展非常规水，加大地下水压采力度，加强再生水向农业和生态利用方向转换，争取引滦水、南水北调中线水向生态补水，南水北调东线通水后加大向生态补水的水资源配置方案，逐步解决长期困扰的农业和生态环境缺水问题，天津市呈全面向好发展。加强水资源供需平衡分析，不断完善水资源优化配置方案，是水资源支持经济社会可持续发展的重要手段。

4.1.4 国家、地方支持是必备条件

天津市是较早遇到水危机的城市，在解决水危机的过程中，在人力、物力上国家给予了大量支持，特别是水利部、海委在沟通协作、技术支撑等方面给予了很大帮助和指导，北京市、河北省、山东省等兄弟省份克服自身水资源紧张的事实，向天津伸出援助之手，天津市才能一次次度过难关。