儲德義
(作者系水利部淮河水利委員會副總工程師)
紅線約束下的淮河流域水資源利用現狀與未來
儲德義
水資源是指可供利用的大氣降水、地表水和地下水的總稱。包括經人類控制并直接可供灌溉、發電、給水、航運、養殖等用途的地表水和地下水,以及江河、湖泊、井、泉、潮汐、港灣和養殖水域等。水資源是發展國民經濟不可缺少的重要自然資源。
2011年《中共中央 國務院關于加快水利改革發展的決定》明確提出要實施最嚴格的水資源管理制度,要建立用水總量控制制度,確立水資源開發利用控制紅線,抓緊制定主要江河水量分配方案,建立取用水總量控制指標體系。建立用水效率控制制度,確立用水效率控制紅線,堅決遏制用水浪費,把節水工作貫穿于經濟社會發展和群眾生產生活全過程。建立水功能區限制納污制度,確立水功能區限制納污紅線,從嚴核定水域納污容量,嚴格控制入河湖排污總量。為貫徹落實好中央水利工作會議和中共中央一號文件的要求,國務院發布的《國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》明確提出,確立水資源開發利用控制紅線,到2030年全國用水總量控制在7000億m3以內;確立用水效率控制紅線,到2030年用水效率達到或接近世界先進水平,萬元工業增加值用水量(以2000年不變價計,下同)降低到40 m3以下,農田灌溉水有效利用系數提高到0.6以上;確立水功能區限制納污紅線,到2030年主要污染物入河湖總量控制在水功能區納污能力范圍之內,水功能區水質達標率提高到95%以上。
在水利部的統一領導下,為響應黨中央、國務院號召,淮河流域在實行最嚴格水資源管理制度方面做了大量的工作,本文根據參加淮河流域水資源規劃和管理工作實踐,談談對淮河流域實施最嚴格水資源管理制度的認識和思考。
按照《全國水資源分區》的要求,考慮流域與行政區域有機結合、保持行政區域和流域分區的統分性、組合性與完整性,并充分考慮水資源管理要求的原則對流域進行分區。
一級區1個:淮河區,包括淮河流域及山東半島。二級區5個:淮河上游區(王家壩以上)、淮河中游區(王家壩至洪澤湖出口)、淮河下游區(洪澤湖出口以下)、沂沭泗河區和山東半島沿海諸河區。三級區14個:其中,淮河流域12個,山東半島2個??紤]三級區與地(市)區域交叉,又將14個三級區劃分為86個三級區分地(市)的計算單元,其中淮河流域75個區,山東半島11個區。
1.降水
采用1956~2000年同步期系列資料評價降水量,淮河區多年平均年降水839mm,降水量:2767億m3。其中:淮河流域降水875mm,降水量:2353億m3,山東半島降水678mm,降水量:414 億 m3。
2.蒸發
蒸發量評價采用1980~2000年(21年)同步期系列資料?;春訁^多年平均水面蒸發量在650~1250mm之間,地區分布呈現自南往北遞增的趨勢。南部大別山蒸發量最小,不足700mm;山東半島北部蒸發量最大,大于1200mm。
3.泥沙
本次評價所述泥沙為江河徑流中的懸移質泥沙?;春訁^各河流1956~2000年平均含沙量為0.10~3.4kg/m3,河流含沙量呈山丘區大,平原區小,自上而下遞減趨勢。1980~2000年多年平均含沙量和輸沙率較1956~1979年呈減小趨勢。從減少幅度分布上看,山區河流比平原河流減少幅度小,內陸河流比沿海河流減少程度小。
4.地表水資源量
淮河區(1956~2000年)多年平均天然年徑流量677億m3,徑流深205mm。其中:淮河流域天然年徑流量595億m3,徑流深221mm;山東半島天然年徑流量82億 m3,徑流深134mm。
淮河區本次評價成果677億m3比第一次評價1956~1979年系列成果740億m3減少63億m3,減幅8.5%。其中淮河流域減少26億m3,減幅4.2%,山東半島減少37億m3,減幅31%。
5.地下水資源量
評價時段為1980~2000年,重點評價礦化度小于等于2g/L的淺層淡水。對礦化度大于2g/L的微咸水或咸水資源量做了估算。(1)平原區地下水資源量:淮河區多年平均年地下水資源量(M≤2g/L)280億m3。其中,淮河流域257億m3,山東半島22億m3。(2)山丘區地下水資源量:淮河區多年平均地下水資源量127億m3。其中,淮河流域87億m3,山東半島為40億m3。(3)分區地下水資源量:淮河區多年平均地下水資源量397億m3。其中,淮河流域338億m3,山東半島60億m3。淮河區本次評價成果397億m3比第一次評價成果增加4億m3。
6.水資源總量
水資源總量是指當地降水形成的地表水和地下水產水量,即地表徑流量與降水入滲補給地下水量之和,為地表水資源量與地下水資源量之和扣除二者中的重復部分。淮河區多年平均水資源總量911億m3。其中:淮河流域794億m3,山東半島117億m3。
淮河區本次評價(911億m3)比第一次評價1956~1979年系列(962億 m3)減少51億m3,減幅5.3%。其中淮河流域減少35億m3,減幅4.2%,山東半島減少16億m3,減幅12.0%。
7.地表水資源可利用量
地表水資源可利用量是指在可預見的時期內,在統籌考慮河道內生態環境和其他用水的基礎上,通過經濟合理、技術可行的措施,可供河道外生活、生產、生態用水的一次性最大水量。因此,它不是一個具體的利用量,而是技術、經濟、環境等多種約束條件下的允許利用的控制量。淮河區地表水資源可利用量分水系結果詳見表1。
1.地表水水質
淮河區河流水質評價河長13706km,全年期綜合評價水質(COD和氨氮)為Ⅰ~Ⅲ類水河長占26.4%,Ⅳ類占15.8%,Ⅴ類占8.4%,劣Ⅴ類占49.4%。
淮河區參加評價的湖泊13個,面積4847km2,綜合評價達標(Ⅲ類,下同)湖面面積占40%;其中化學需氧量超標面積達51.2%,高錳酸鹽指數超標面積占17.3%,氨氮超標面積為20.0%。淮河區參加評價水庫20個,全年達標庫容86.7%,水質總體較好。
淮河區參評水功能區有475個,全年期達標136個,達標率為28.6%。其中441個河流水功能區達標率為27.4%,15個湖泊水功能區達標率為33.3%,19個水庫水功能區達標率為52.6%。
2.平原區地下水水質
礦化度:小于2g/L(淡水)的為15.7萬km2,占81.1%;大于5g/L(咸水)的為1.4萬km2,占7.3%??傆捕龋嚎傆捕却笥?50mg/L的測點有88個,占30.6%。大于550mg/L的面積有4.5萬km2,占23.3%。水質綜合評價:Ⅲ類及好于Ⅲ類水的測井占24%,Ⅳ類水和Ⅴ類水測井分別占31.2%和44.8%。影響地下水水質類別的主要指標是總硬度,其次是礦化度。地下水污染評價:無污染的占54.2%、輕污染占27.8%、重污染占18.0%。主要污染物指標為氨氮,其次是亞硝酸鹽氮。
1.供水能力
淮河區供水工程包括地表水源、地下水源和其他水源三大類型。目前,淮河區已形成了約708億m3的年供水能力,其中淮河流域606億m3,山東半島102億m3。
地表水源工程分為蓄水、引水、提水和調水工程,淮河區現狀供水能力507億m3,其中淮河流域457億m3,山東半島50億m3。蓄水工程包括大中小型水庫和塘壩,共59萬座,總庫容389.2億m3,興利庫容193.0億m3,分別占多年平均年徑流量的58%和29%;引水工程950處,總引水規模為3.1萬m3/s;提水工程18340處,提水規模0.74萬m3/s,大型提水工程規模占總提水規模的17%;跨流域調水工程43處,總調水規模0.3萬m3/s,大型調水工程占總提水規模的93%。

表1 淮河區地表水資源可利用量表
淮河區現有機電井177萬眼,配套機電井150萬眼,供水能力199億m3,其中淮河流域149億m3,山東半島50億m3。
其他水源工程包括集雨工程、污水處理回用和海水利用,共9.2萬處,供水能力約2.4億m3,主要分布在山東半島。
2.供水量及供水結構變化
淮河區總供水量590.4億m3。其中:地表水406.9億m3,占68.9%;地下水182.0億 m3,占30.9%;非常規水源1.4億 m3,占0.2%。
淮河流域總供水量512.0億m3。其中:地表水374.4億 m3,占73.1%;地下水136.8億m3,占26.7%;非常規水源0.8億 m3,占0.2%。
山東半島總供水量78.4億m3。其中:地表水32.6億m3,占41.6%地下水45.2億m3,占57.6%;非常規水源0.6億 m3,占0.8%。
淮河區供水結構總體趨勢是在當地地表水供水量基本不增加的情況下,新增供水量主要是跨流域調水和地下水。
3.用水量及用水結構變化
淮河區2006年用水量590.4億m3,其中:生活53.8億 m3,生產531.1億 m3,生態5.5億m3。淮河流域2006年用水量512.0億 m3其中:生活45.0億 m3,生產462.8億m3,生態4.1億m3。山東半島2006年用水量78.4億m3,其中:生活8.8億 m3,生產68.2 億 m3,生態1.4 億 m3。
淮河區用水結構變化的總體趨勢是在農業用水量微減少的情況下,新增用水量主要是生活和工業用水。
4.用水水平與效率
淮河區用水水平、效率與全國、世界相比,萬元GDP用水量低于全國,但與國內先進地區和國外發達國家相比還有很大差距;萬元工業增加值用水量低于全國水平;人均用水量低于全國、更低于世界平均水平;工業用水綜合重復率與全國水平相當,但低于世界發達國家的水平。
5.現狀缺水
現狀河道外缺水包括經濟社會需求缺水量和河道外生態環境缺水兩部分。主要體現在地下水超采、深層水開采、擠占河道生態用水和經濟社會客觀缺水等方面。
6.水資源形勢
(1)水資源短缺將是長期面臨的形勢?;春訁^人口稠密、耕地率高,人均畝均水資源占有量少;過渡帶水資源年際年內變化大;區域分布與土地資源和生產力布局不相匹配;資源少、利用難度大,水資源已經成為影響經濟社會可持續發展的重要因素。
(2)受氣候變化和人類活動影響水資源數量減少趨勢明顯。全球氣候變化和人類活動影響的進一步加劇,將使原已十分緊張的水資源供需形勢更加嚴峻。
(3)水資源基礎設施建設滯后,開發過度與開發不足并存。工程老化失修,供水和水源結構不合理區域間水資源開發利用程度差別大,開發過度與開發不足并存。灌溉水井完好率不足60%,蓄水工程配套不足70%。淮北平原、南四湖地區、山東半島現狀水資源開發利用程度已接近或超過其開發利用的極限,淮河以南及上游山丘區尚有一定的潛力,但進一步開發利用的難度和代價很大。
(4)用水效率和效益不高,用水結構需進一步調整。萬元GDP用水量是世界平均1.5倍,萬元工業增加值用水量是先進發達國家2倍,工業用水重復利用率比發達國家低20個百分點以上;農田灌溉水利用系數為0.5,低于發達國家40%以上;城鎮供水管網平均漏損率達16%,為國際先進水平2倍。
用水效率和效益地區差異較大。山東半島水資源利用水平和效率已接近世界先進水平。淮河以北及淮河流域引黃灌區用水水平和效率相對較低,工業還處于粗加工階段,用水浪費嚴重,沿黃部分農業灌區仍采用大水漫灌方式。
淮河區1980到2006年淮河區農業用水比重下降,工業用水和生活用水比重穩步提高,用水結構在不斷優化調整,第一產業用水比重仍偏高,第三產業用水偏低。
(5)水污染問題仍很突出已威脅供水安全。全流域186個國家重點水質監測站V類及劣V類水占51.1%,46個跨省河流省界斷面V類及劣V類水占54.4%,生活供水水質不合格率達28.5%。
(6)水生態系統安全受到威脅。水體污染和水資源短缺使水生生物資源遭受嚴重破壞。洪澤湖、南四湖、駱馬湖等湖泊水生生物種類與數量差異不明顯,僅個別湖區因長期水質污染出現水生生物銳減或藻類繁多的現象。過度用水、盲目圍墾使湖泊容積減少、萎縮消失。局部地區地下水嚴重超采出現地面沉降和大面積漏斗。
(7)省際河湖敏感地區多水資源管理難度大。
淮河區現狀國民經濟總量約占全國的13%,國內生產總值人均約1.29萬元,低于全國人均1.53萬元水平,屬于我國經濟欠發達地區?;春訁^經濟發展極不平衡,山東半島為經濟發達地區,河南、安徽兩省為經濟的低谷區。淮河區人口增長趨勢將逐年放緩,呈現“低增長率,高增長量”的發展勢態,局部地區到2020年前后總人口將停止增長?;春訁^現狀城鎮人口7861萬人,城鎮化率為38.6%。預測2030年城鎮化率將達到61.2%(略低于全國62%的平均水平)?;春訁^現狀GDP總量為2.63萬億元,人均GDP為1.29萬元,預測到2030年年均增長率約7.0%,略高于全國平均水平。

隨著人口的增長和生活水平的不斷提高,對農產品的需求將不斷增長,為保障區域糧食安全,淮河區農田有效灌溉面積將有所增加。未來淮河區國民經濟仍將呈持續、高速、穩定發展態勢,工業經濟仍然是驅動各區域經濟發展的強大動力。若采用現狀用水模式,資源消耗較高,環境污染較大,需水外延式增長,年均增長0.92%;若采用加大經濟結構調整力度,加大節水較現狀力度,適度控制需水增長,需水年均增長0.61%;若按水資源承載能力控制需求,資源環境協調,2030年用水效率達到同類地區國際先進水平,需水年均增長率控制在0.32%以內,詳見圖1。
考慮南水北調東、中線工程,引江濟淮工程,大中型水庫工程等規劃工程分期實施的情況下,預測規劃2020年多年平均供水量為709.4億m3,比現狀增加83.9億m3,退還現狀擠占生態3.1億 m3,地下水超采6.5億 m3;規劃2030年多年平均供水量為753.8億m3,比現狀增加128.2億m3,退還現狀擠占生態3.1億m3,地下水超采6.5億m3。
現狀淮河區多年平均情況下河道外需水量為692.3億m3,可供水量為625.5億m3,河道外缺水量為66.7億m3。到2030年要實現水資源供需基本平衡,若采用現狀用水模式發展,多年平均缺水達150億m3左右;即使采用一般節水模式發展,水資源供需缺口仍然很大;為此,必須采取強化節水模式發展,才能實現流域水資源可持續開發利用,支撐流域經濟社會可持續發展
(作者系水利部淮河水利委員會副總工程師)
(專欄編輯:杜紅志)