河北省供用水現狀及水資源平衡分析

孫素艷，李云玲，郭東陽，于麗麗，李 慧

(水利部水利水電規劃設計總院，北京 100120)

水資源是城市經濟社會發展和生態環境建設的重要保障和前提。對于水資源緊缺地區，進行合理的水資源配置和供需平衡分析是提高區域整體用水效率和效益，促進水資源持續利用和經濟社會持續發展的有效途徑和方法[1]。

河北省作為京津冀發展相對滯后區域，在今后一個時期面臨諸多問題和挑戰，建設雄安新區要求進一步擴大環境容量生態空間，對接京津疏解任務、承辦2022年冬奧會要求加快提高水資源保障能力等。因此，開展河北省水資源供需現狀分析與優化配置研究，對于河北省經濟社會可持續發展、水資源可持續利用、水生態文明建設具有重要意義。

1 發展定位及水資源概況

1.1 發展定位

河北省為我國北方大省，是國家13個糧食主產區之一，其中沿海地區屬國家京津冀優化開發區，冀中南城市群位于國家重點開發區。河北省在京津冀協同發展中的定位是新型工業化的重要基地、新型城鎮化與城鄉統籌的示范區、北方重要的航運和物流基地以及京津冀生態環境的支撐區，承擔非首都功能疏解和京津產業轉移的重要任務。

1.2 降水資源

本文選擇1956—2000年全省600多個雨量站的降雨量資料，采用泰森多邊形法計算得出河北省多年平均降水量為532mm，其中山區年降水量為528mm，平原為538mm。

河北省降水量年內分配極不均勻，6—9月汛期降水量約占全年降水量的80%，且主要集中在7、8兩個月。受氣候、地形等因素影響，降水的空間分布存在明顯的地帶性差異，總的趨勢是多雨的燕山、太行山迎風坡分別向西北和東南兩側遞減。

在年際變化方面，大體呈現震蕩式下降趨勢，且逐年分布極不均衡，如圖1所示。1964年降水量為778.6mm，而1997年嚴重干旱期降水只有367.3mm。特別是近些年，2001—2016年全省平均降水量為496.7mm，為1956—2000年長系列多年平均值的93%，屬于偏枯時段，雖然中間出現了降雨量增長的年份，但增長幅度較小，絕大部分低于多年平均水平，而降雨量的減少直接導致了水資源總量的下降。

圖1 河北省1956—2016降水量變化趨勢圖

1.3 水資源總量

水資源總量是在我國進行水資源調查評價時提出的概念[2]，本文根據1956—2000年水文系列，在統計河川徑流、淺層地下水資源的基礎上，扣除重復水量，匯總出河北省多年平均水資源總量為205億m3，其中地表水資源量120億m3，地下水資源量為123億m3，重復量38億m3。全省人均水資源量為307m3，僅為全國人均水資源量的1/7，遠低于國際公認的人均500m3的“極度缺水標準”，為典型的資源性缺水地區。

圖2反映河北省水資源總量年際變化情況，由圖2可見，20世紀50年代平均水資源總量比長系列多33%，60年代偏多10%，70年代偏多6%，80年代偏少26%，90年代偏少7%，21世紀初偏少29%。總體來看，80年代以來河北省水資源總量下降明顯，雖90年代較80年代有所增加，但仍低于多年平均204.7億m3。特別是2001年以來，水資源總量減少的幅度遠大于降水量減少的幅度，這主要是海河南系地表徑流衰減幅度較大所致，地下水資源與降水量的關系比較一致，同時由于近年來引黃水量的加大，補給地下水量有所增加?？傮w來說，河北省水資源總量呈減少態勢，水資源供給日益趨緊。

圖2 河北省各年代水資源總量變化

2 供用水現狀分析

2.1 供水基礎設施

河北省水資源緊缺，長期依靠超采地下水保障城鄉生活及工農業生產用水需求。近年來河北省加大了水源工程建設力度，建設了一批蓄引提調供水工程，實施了地下水超采綜合治理試點工作。全省共建成10萬m3及以上的水庫1075座、規模以上引(進)水閘3063座、泵站工程1345座、全省跨流域引調水工程6條，規模以上機電井90.1萬眼，其中農業灌溉機電井84.5萬眼。全省現狀總供水能力達到221.5億m3，基本保障了河北省經濟社會的快速發展和城鄉用水需求，初步建成了當地地表水、地下水、引黃水、引江水和非常規水源組成的水資源調配與供水保障基礎設施體系。

2.2 供水現狀

經統計，2016年河北省現狀總供水量182.6億m3，其中地表水供水量51.5億m3，占總供水量的28%，地下水供水量125.0億m3，占69%。地下水供水量中，淺層地下水開采量91.9億m3，深層承壓水超采量33.1億m3。從供水結構上看，河北省主要水源為地下水，如圖3所示。

圖3 2016年河北省供水結構圖

20世紀80年代以來河北省降雨量的減少，導致地表水的供水量下降，而地下水的超采總體上在加劇。1990年以來，全省地下水開采量經歷了從低到高又從高到低的過程，其中1990—2002年隨著農業生產對水的需求的增加，加之開采技術的提高，全省地下水開采量呈逐年增加趨勢；2002年后，缺水問題逐漸顯現的同時，各行業節水意識增強，特別是近年來實施了一系列的地下水壓采措施，使得地下水開采量逐步呈現下降趨勢，如圖4所示。

圖4 1990—2016年地下水開采量

2016年河北省各地市供水結構圖顯示，供水主要集中于經濟較發達的區域，如圖5所示。石家莊市供水總量29.04億m3，占全省總供水量的15.9%；保定市供水總量28.02億m3，占15.4%。從供水結構上看，唐山市地表水資源相對豐富，全市總供水量為24.83億m3，其中地表水供水量占35.4%；全省大部分地市都存在地下水超采問題，衡水市、滄州市深層地下水超采尤為嚴重。

圖5 2016年河北省各地市供水結構圖

2.3 用水現狀

2016年全省總用水量182.6億m3，其中生活用水量25.9億m3，占總用水量的14%；工業用水量21.9億m3，占12%；農業用水量128.0億m3，占70%；隨著近年來對于生態環境保護的重視，用于保護和改善生態環境的用水量在增加，2016年生態環境用水量6.7億m3，占4%。2016年河北省現狀用水結構，如圖6所示。

圖6 2016年河北省用水結構圖

用水量區域分布情況與供水量基本相同，主要用水集中在石家莊、保定、唐山等地市，如圖7所示。從用水結構上看，河北是農業大省，各地市農業用水量仍占主導地位，其中衡水、保定、邢臺、張家口等地市農業用水量占比均超70%；唐山、承德、滄州等地市工業用水量占比較大，均超15%；廊坊、秦皇島、唐山等地市生活用水量占比較大，其中廊坊市生活用水量占比24%；石家莊市生態環境用水量占比最大，為7%。

圖7 2016年河北省各地市用水結構圖

綜上所述，隨著河北省經濟社會快速發展，全省用水需求還將不斷增長，水資源供需矛盾將更為突出，未來供水安全保障和推進水生態文明建設的形勢將尤為嚴峻，必須進一步優化水資源配置格局，提升供水保障能力。

3 水資源需求及供需平衡分析

3.1 遠景可供水量分析

區域的可供水量是水源工程可為國民經濟各部門提供的水量[3]。通過南水北調工程、引黃工程、污水處理回用工程、微咸水利用及海水淡化等措施，考慮逐步退還擠占的生態環境用水量，2020年河北省多年平均可供水量為220億m3，2030年為234億m3。

3.1.1 當地水資源可供水量

根據河北省水資源條件及當地水資源承載能力，2020年河北省當地水資源可配置水量為161.7億m3，2030年為157.57億m3。

(1)地表水可供水量。根據河北省水中長期供求規劃，按照地表供水總消耗量不大于地表水可利用量的原則，2020年河北省當地地表水可供水量為57.0億m3，2030年為58.6億m3。

(2)地下水可供水量。河北省地下水可開采量計99億m3，包括平原區地下水可開采量81億m3和山丘區地下水可開采量18億m3。根據河北省水中長期供求規劃，考慮逐步退減地下水超采量的要求，2020年河北省地下水可配置水量為104.65億m3；2030全省地下水超采量全部得到退減，地下水可供水量為99億m3。

3.1.2 外調水可供水量

根據南水北調、引黃入冀補淀、京津冀協同發展水利專項規劃等有關規劃安排，到2020年河北省外調水可供水量為37.1億m3，2030年為45.7億m3。

(1)引江水。南水北調中線一期工程分配給河北省分水口門水量30.4億m3，參與配置的可供水量為27.9億m3；2020年后東線二、三期工程合并實施，分配給河北省分水口門水量18億m3，參與配置的可供水量為14.4億m3，其中一部分置換東線實施前河北省引黃水量。考慮到南水北調中線二期工程目前仍處于開展前期工作階段，2030年河北省可供水量未考慮南水北調中線二期以及優化調度可增加的調水量，為42.3億m3。

(2)引黃水。根據河北省引黃工程規劃，到2020年河北省引黃包括山東位山引黃，入省境水量5.0億m3；引黃入冀補淀，入省境水量6.2億m3；山東李家岸引黃，入省境水量1.0億m3；小開河引黃，入省境水量0.79億m3，合計引黃入境水量可達12.99億m3，通過延長引水時間，優化引黃調度，力爭使河北省引黃渠首水量達到18.44億m3，參與配置的水量為9.21億m3。2020年后，南水北調東線二、三期工程實施，保留6.2億m3引黃水量，參與配置水量3.41億m3。

3.1.3 其他水源可供水量

針對河北省資源性缺水的嚴峻形勢，根據需要與可能，規劃充分利用污水處理回用、微咸水、海水淡化等其他水源，規劃到2020年其他水源可供水量為21.2億m3，到2030年為30.7億m3。

(1)再生水。根據河北省水中長期供求規劃，未來城市再生水利用率不低于污水處理量的60%，中小城鎮再生水利用率不低于40%。到2020年河北省再生水可利用量可達到15.1億m3，到2030年可達到18.8億m3。

(2)微咸水利用。在引黃、引衛等地表水灌溉的區域，根據微咸水分布情況，加強微咸水利用。到2020年河北省微咸水利用量可達到4.1億m3，到2030年可達到6.9億m3。

(3)海水淡化。河北沿海地區是水資源最為貧乏的地區，隨著海岸帶經濟社會的發展，海水淡化成本將進一步降低，海水利用量將進一步加大。規劃到2020年河北省可供配置的海水淡化量為2億m3，到2030年為5億m3。

河北省規劃水平年可供水量分析見表1。

3.2 用水總量控制指標

根據《河北省最嚴格水資源管理制度實施方案》，到2020年全省用水總量控制指標為221億m3，其中地下水119億m3；到2030年用水總量控制指標為246億m3，其中地下水99億m3。河北省2030年用水總量控制指標考慮了南水北調中線一期、二期和東線二期、三期以及南水北調優化調度可增加調水量的情況。河北省用水總量控制目標見表2。

3.3 水資源需求預測

預計到2030年城鎮化率將由現狀的48%提高到65%，城鎮人口增加1390萬人[4]。現狀河北省工業用水效率總體處于全國先進水平，城鎮生活用水水平較低，農田灌溉有部分節水潛力。未來隨著城鎮人口增長及用水水平的提高，城鎮生活需水將會增長較快；工業用水在加大用水重復利用和節水工藝改造的前提下，仍將保持一定增長；隨著京津冀生態文明建設的推進，河北省生態用水將持續增長；農業方面，在維持現有農田有效灌溉面積規模，考慮現有大中型灌區續建配套與節水改造等節水措施的前提下，農業需水將維持現狀水平。

表1 河北省規劃水平年可供水量分析 單位：億m3

表2 河北省用水總量控制目標 單位：億m3

在調研歷史數據規律的基礎上，結合河北省水資源綜合規劃和河北省水資源中長期供求規劃，到2020年、2030年河北省需水總量將分別達到248.6億m3和258.3億m3。河北省規劃水平年需水預測見表3。

3.4 供需平衡分析

針對河北現狀水資源供需分析，在充分挖掘節水、當地水、外調水等水資源潛力的條件下，結合各類水利設施的供水能力和供水量，以及水資源的開發利用程度，按照以水定城、以水定地、以水定人、以水定產的要求，確定合理的農業灌溉面積；根據《中華人民共和國水法》，在滿足城鄉居民生活用水，保證工業、農業用水后，將富余水量供給生態環境用水，提升城市發展環境。

統籌生活、生產、生態用水，將目標年社會發展的需水量和規劃水平年的可供水量作比較，在規劃節水、水工程建設、水源保護等各項措施落實情況下，對河北省各區域水資源進行供需平衡分析。到2020年，河北省可供水量220.0億m3，與需水量相比缺水28.6億m3；到2030年，全省可供水量234億m3，缺水24.3億m3。在考慮各行業節水潛力的基礎上，按照優先重點保障生活、工業以及基本生態用水需求的原則，配置各行業用水量[5- 6]。

河北省規劃水平年分行業配置水量見表4。

2020年河北省工業配置水量為36.5億m3，比需水量少5.8億m3，未來通過優化產業結構以及工業節水解決工業需水與供水缺口。2030年工業配置水量為44.7億m3，比需水量少0.7億m3，未來通過推進工業節水解決工業需水與供水缺口。

2020年河北省農業配置水量為135.0億m3，比需水量少22.9億m3；2030年農業配置水量為130.0億m3，比需水量少23.7億m3，未來需在現有大中型灌區節水基礎上，進一步大力推進節水灌溉，并結合調整種植結構等措施解決農業需水與供水缺口。同時為治理地下水超采，大幅度減少用于農業的地下水供水量，采用當地地表水、外調水以及其他水源替代。

表3 河北省規劃水平年需水預測表 單位：億m3

表4 河北省規劃水平年分行業配置水量 單位：億m3

4 結論與建議

在充分審視河北省發展定位及水資源現狀的基礎上，對河北省未來的需水形勢、可供水量進行分析，結合用水總量控制及地區水資源承載力[7- 8]，對未來水資源的供需平衡進行分析，為當地水資源管理部門合理開發利用水資源提供科學依據[9]。

研究認為在現狀供用水條件下，即使充分考慮已規劃節水改造、新建水源等措施，未來2020、2030年河北省水資源供需形勢仍較為嚴峻。為進一步提高河北省經濟社會發展及生態環境用水保障程度，提出對策建議[10]：

(1)科學供水、高效節水。全面實施華北節水壓采區域規模化高效節水灌溉行動，推進再生水回用及雨水利用，增加水資源重復利用率，緩解水污染及水資源短缺壓力;積極推廣噴灌、微灌、管道輸水灌溉以及水肥一體化等先進適用節水灌溉技術，逐步建立節水型產業體系；繼續加大節水型社會建設，建立城市生態用水循環系統。

(2)因地制宜、適當開源。要確保城市可持續發展，河北省還應加快引黃入冀補淀等跨流域調水工程的建設，謀劃平原調蓄工程，加快推進廊坊“北三縣”、滄州渤海新區等南水北調中線延伸供水工程建設，實施重點區域水資源配置工程，使得供水能力與河北省用水需求同步增長。

(3)創新制度、加強管理。我國在水資源管理的廣度和深度上都要落后于世界先進水平[11]，要深入貫徹落實最嚴格水資源管理制度，落實《河北省地下水管理條例》；突出體制機制創新，強力推進農業水價、水權、水管體制改革；積極培育水權水市場、推進水流產權確權試點和擴大水資源稅改革；加快推進重點領域立法進程，大力推進水利綜合執法，對非法取用地下水的行為進行嚴厲打擊。