構建黃河流域水網的思考

張金良

(1.黃河勘測規劃設計研究院有限公司，河南 鄭州 450003；2.水利部黃河流域水治理與水安全重點實驗室(籌)，河南 鄭州 450003)

黃河流域水土資源極不匹配，流域面積占全國國土面積的8.3%，水資源量僅占全國的2%，承載了全國15%的耕地面積、12%的人口和14%的經濟總量[1]。水土資源配置失衡嚴重制約黃河流域經濟社會高質量發展[2]，跨流域調水工程已成為解決區域水資源時空分布不均、發展經濟社會及改善生態環境的重要手段[3-6]。目前，全球調水工程年調水規模已達到6 000億 m3，在促進水資源空間均衡配置方面發揮了積極作用，取得了良好的經濟社會和生態效益[7-9]。國際上，美國利用中央河谷調水、加利福尼亞州水道、全美灌溉系統等長距離調水工程，給缺水地區的經濟發展注入了新的生機，使素有荒漠之稱的南加利福尼亞州成為美國最大的農業州，其肉類罐頭、蔬菜和水果產量占美國的1/3[10-11]。以色列60%國土為沙漠、旱地，是真正意義上的不毛之地，通過北水南調工程把大片荒漠變為綠洲，把原本貧瘠的土地變成了沃野良田，使之成為中東農業最發達的國家[12]。我國自古就有修建調水工程以解決水資源分配不均問題的做法[13-14]，春秋末期，吳國開鑿的邗溝，自山陽至江都，貫通淮河與長江，于公元前486年開通；戰國初期，魏國修筑鴻溝，溝通黃河與淮河，于公元前360年開通；西漢時期，修建漕渠，于公元前129年開通；而在春秋時代(公元前456年)挖掘，經南北朝、隋朝至元朝(公元1239年)全線貫通的京杭大運河(全長 1 873 km) 更是世界調水工程中的瑰寶[15]。1949年之后，我國為解決缺水城市和地區水資源緊張的問題，各種規模的跨流域調水工程得到了快速的發展，修建了多座大型跨流域調水工程，如天津引灤入津、甘肅引大入秦、山西引黃入晉、遼寧引碧入連、青海引大入湟、陜西引漢濟渭等，為受水區提供了穩定可靠的水源，有力支撐了我國經濟社會發展和生態環境保護[16]。為有效解決北部地區干旱缺水問題，改善缺水地區的工農業生產及生活供水條件，于2002年、2003年開始興建南水北調中線工程和東線工程，一期主體工程建成通水以來，截至2021年已累計調水400多億m3，直接受益人口達1.2億人，在構建我國國土空間發展新格局方面發揮著重要作用[17-18]。

水是黃河流域社會經濟發展的命脈[19]，要實現黃河流域的生態保護和高質量發展，關鍵在于水資源合理調配。破解水資源短缺、生態環境脆弱、高質量發展不足三大制約，需要堅持全國一盤棋，從黃河流域高質量發展的大局出發，在國家水網的框架下，規劃大型調水工程，將水調入黃河流域，一舉解決水土失衡問題，實現黃河流域的空間均衡發展。

1 構建黃河流域水網的背景與內涵

2019年9月18日，習近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態保護和高質量發展座談會上強調黃河流域最大的矛盾是水資源短缺。2021年5月14日，習近平總書記主持召開了推進南水北調后續工程高質量發展座談會，強調“要加快構建國家水網，加快構建國家水網主骨架和大動脈，為全面建設社會主義現代化國家提供有力的水安全保障”。國家重大戰略實施對國家水網體系建設提出了新的要求，當下國家水網建設既面臨難得的機會，也面臨嚴峻挑戰。

國家水網是在節水優先的前提下，以資源環境承載能力為約束，以保障經濟社會合理用水需求和生態環境健康穩定為目標，以水功能的有序發揮為表征，以自然河湖水系為基礎，以蓄引提調連通工程為框架，形成在空間上具有顯著網絡形態、在功能上具有“四水統籌”(水資源、水環境、水生態、水災害)作用的國家水資源配置網絡體系[20]。按照國家水網建設的目標要求，國家骨干網主要解決國家水資源宏觀調配問題，圍繞國家發展重大戰略，構建國家及重要區域水網主骨架、大動脈。省、市、縣水網依托國家骨干網及上一級水網的調控作用，形成城鄉一體、互聯互通的水網體系，提供高質量的水利公共服務。

南水北調西線工程既是“四橫三縱”國家水網的主骨架，更是黃河流域水網的核心工程。因此，在國家水網構建框架下，以南水北調西線工程為綱，以引黃濟寧、白龍江引水調水等區域配置工程為目，以龍羊峽、古賢等節點控制工程為結，打造黃河流域水網，實現流域水資源空間均衡配置。

2 構建黃河流域水網面臨的問題

由于黃河流域水資源總量不足，流域水資源分布與人口土地分布不相匹配，山區水資源利用條件差，生態建設和國民經濟發展仍面臨資源型缺水、工程型缺水和水質型缺水問題，一些城市備用水源不足，部分地區“守著黃河喝不到黃河水”。

2.1 本地水資源不足以支撐流域生態保護和高質量發展

黃河流域是極度缺水地區，資源型缺水問題突出。黃河流域年均降水量低于400 mm的面積占流域面積的40%，是典型的干旱半干旱區域。流域多年平均水資源量僅647億 m3，人均水資源量473 m3，為全國平均值的23%，畝均水資源量220 m3，不足全國平均值的15%，有限的水資源還要承擔輸沙和向流域外供水的任務。黃河流域水資源開發利用率高達80%，遠超一般流域40%的生態警戒線。由于過度開發，與20世紀80年代相比，黃河干流寧蒙、小北干流、下游等河段河流濕地面積減少了30%～40%，河口天然濕地面積萎縮約50%，魚類種類減少約30%。石川河、漆水河、汾河、大黑河等支流斷流情況嚴重，河流生態功能受損。同時，由于水資源短缺，現有67萬 hm2有效灌溉面積得不到灌溉，甘肅、寧夏、內蒙古、陜西等省份大量國家重點能源工業項目難以落地，嚴重制約了流域生態保護和高質量發展。

2.2 區域水資源配置工程和城鄉供水工程不完善

黃河流域水資源存在時空分布不均、連續枯水段時間長等特點，由于流域不同區域供需情況與水資源豐枯不相匹配，工程型缺水問題突出，主要表現在區域水資源配置工程不足和城鄉水源工程存在突出短板等方面。中游地區發展主要依靠黃河水，但黃河干流水低地高，引黃供水工程大多數揚程在200～300 m，有的高達400～500 m，單方水耗能高，導致供水成本高、開發利用難度大。此外，榆林、延安、慶陽等地以及黃河下游兩岸等地區也存在因為水資源配置工程不足，喝不上黃河水的情況。受區域經濟社會發展水平差異的影響，部分地區供水基礎設施建設滯后，與保障區域高質量發展的供水安全要求不適應。流域內約60%的城市沒有應急備用水源，飲用水水源地單一，難以應對干旱、污染等突發事件。部分農村地區水源點分散，集中供水率低，供水保障程度有待進一步提高。隨著蘭州—西寧城市群、關中—天水經濟區、呼包鄂榆經濟區和太原城市群、中原城市群等重點地區發展，人口和產業將進一步向城市群和大城市集聚，生活和工業用水需求剛性增長，對供水時段、供水水質和供水保證率要求更高，現有的區域供水工程將難以保障未來經濟社會快速發展的需求，需要進一步完善區域供水工程，提高區域水資源配置能力。

2.3 黃河干流骨干水庫調蓄能力不足

黃河天然徑流量年際變化大，干流斷面最大年徑流量一般為最小值的3.1～3.9倍，支流一般達5～12倍。最大月徑流量發生在8月(占16.1%)，最小月徑流量發生在1月(占2.4%)，連續最大4個月徑流量發生在7—10月(汛期，占57.9%)。黃河流域徑流時空分布不均，汛期徑流量雖大，但農業灌溉用水主要集中在非汛期；蘭州以下徑流量占黃河流域的33.5%，但人口和GDP分別占92%和95%，用水量占93%，水資源時空分布與經濟社會布局不相匹配，來水與用水在地區和時間上不相適應。

黃河干流現狀僅有龍羊峽一座多年調節水庫，距龍羊峽水庫以下2 877.5 km的上中游河段有劉家峽、小浪底兩座不完全年調節水庫，調節庫容為86億m3，年內和年際蓄豐補枯能力有限。規劃的古賢、黑山峽、磧口等大型水庫仍未開工建設，大大限制了黃河水資源的時空調配能力。表1為黃河干流各省份水庫調節能力情況，四川省因數據無法獲取未列出。可見黃河干流大多數省份水庫調節能力不足0.8。在豐水年會大大降低干流水資調蓄能力，如2018年、2019年黃河來水較豐，但由于水庫調蓄能力不足，造成大量水資源無法有效利用。

表1 黃河干流各省份水庫調節能力

3 黃河流域水網總體思路和格局

3.1 總體思路

在分析水資源環境狀況、調水工程與水網布局現狀基礎上，按照節水優先要求，以水資源、水生態、水環境承載能力為約束，重點圍繞需求的動態變化，分析需求的次序和等級，保證合理剛性需求，遏制不合理需求。結合水資源供需分析的結果，提出跨區域流域水資源配置格局。以自然河湖水系為基礎，按照“確有需要、可以持續、生態安全”的原則，謀劃必要的蓄引提調工程網絡，有序發揮水資源的自然演變、社會服務、生態服務功能，強化水網布局與其他空間規劃相關布局方案的協調與銜接，構建黃河流域水網格局，實現水資源空間均衡配置。

3.2 總體格局

統籌黃河流域水資源特點和經濟社會發展要求，結合流域水利工程布局體系，在國家“四橫三縱、南北調配、東西互濟”的水資源配置戰略格局下，逐步構成黃河流域“一干七支、一線七庫、節點控制、連通互濟”的水網格局。“一干七支”包括黃河干流上、中、下游及湟水、洮河、無定河、汾河、渭河、伊洛河、沁河等主要支流，形成黃河水網的核心基礎；“一線七庫”包括南水北調西線工程、黃河干流上擬建設的古賢、黑山峽、磧口等3座骨干調蓄工程和已經建成的龍羊峽、劉家峽、三門峽、小浪底等4座骨干調蓄工程，形成黃河水網的一級骨干脈絡與核心節點；引漢濟渭二期工程、白龍江調水工程等區域配置工程，支流上已建的李家峽、萬家寨、九甸峽、陸渾、故縣、河口村等水庫和擬建的水庫，形成黃河水網的二級脈絡和節點。

4 構建黃河流域水網的舉措

4.1 構建黃河流域水網的綱

隨著流域生態保護和高質量發展戰略的推進，未來對水資源剛性需求強烈，水資源保障形勢更加嚴峻，對國家糧食安全、能源工業安全、生態安全和社會穩定埋下重大隱患[21]。根據水利部審查通過的《新形勢下黃河流域水資源供需形勢深化研究》規劃成果，2035年黃河流域各行業用水水平達到國內領先的情況下，流域節水潛力約為33億m3，其中農業能轉讓給工業和生活用水節水潛力為16億m3，屆時流域國民經濟缺水仍高達133億m3，其中生活和工業剛性缺水84億m3，僅依靠節水解決不了黃河流域的缺水問題。

目前已建和規劃向黃河流域調水的工程主要有引漢濟渭工程和白龍江調水工程，其中，引漢濟渭工程一期調水10億m3已經通水，二期調水5億m3尚未通水；尚在規劃階段的白龍江調水規模為7.9億m3。因此，目前調水規模遠不能緩解黃河流域缺水現狀。南水北調西線工程是國務院批復的《南水北調工程總體規劃》的重要組成部分，是國家“四橫三縱”水資源配置格局的戰略性水利工程，研究歷時已近70年，取得了大量成果，已基本具備了開展可行性研究工作的條件。通過統籌存量和增量，加強互聯互通，推進南水北調西線工程建設，加快構建國家水網主骨架和大動脈，可以從根本上扭轉黃河流域水資源嚴重短缺的局面，最終在完善國家水資源配置總體格局基礎上，形成黃河流域水網的綱。

4.2 完善黃河流域水網的目

區域水資源配置工程是黃河流域水網的目。在黃河流域“一軸兩區五極”的發展動力格局下，有必要科學合理布置區域水資源配置工程。“一軸”是指依托新亞歐大陸橋國際大通道，串聯上中下游和新型城市群，以先進制造業為主導，以創新為主要動能的現代化經濟廊道，是黃河流域參與全國及國際經濟分工的主體；“兩區”是指以黃淮海平原、汾渭平原、河套平原為主要載體的糧食主產區和以山西、鄂爾多斯盆地為主的能源富集區，加快農業、能源現代化發展；“五極”是指山東半島城市群、中原城市群、關中平原城市群、黃河“幾”字彎都市圈和蘭州—西寧城市群，是區域經濟發展增長極和黃河流域人口、生產力布局的主要載體。

圍繞“一軸兩區五極”高質量發展對水資源的需求，建設一批重點水源工程，加強國家重大水資源配置工程與區域重要水資源配置工程的互聯互通，提升重點區域水資源調配保障能力。圍繞蘭州—西寧城市群及輻射地區，加快實施引黃濟寧、白龍江引水調水工程，完善提升引大入秦、引洮二期等工程供水能力。圍繞黃河“幾”字彎城市帶，加快實施陜甘寧地區供水、烏梁素海生態補水等工程。盡快建成榆林抽黃供水、延安抽黃供水、古賢陜西山西供水等工程。支撐河套灌區糧食主產區和“幾”字彎能源富集區發展。圍繞西安—咸陽一體化，加快引漢濟渭二期等工程建設，形成渭汾平原水系，支撐關中城市群發展。圍繞鄭汴同城化，結合南水北調中線后續工程，實施陸渾、故縣水庫向鄭州、洛陽城鎮供水工程，支撐中原城市群發展。圍繞濟南核心城市和山東半島城市群，實施南水北調東線后續工程，完善重點區域水資源調配保障能力。

4.3 補充黃河流域水網的結

黃河徑流年內、年際變化大，水資源與人口、資源分布不相匹配，工程調控能力不足。現有龍羊峽、劉家峽水利樞紐位于蘭州以上，可聯合對蘭州以上水量進行多年調節，但中下游三門峽、小浪底水利樞紐調節庫容有限，對上游和區間來水調節能力不足。因此，在黃河蘭州以下干流要盡快建設必要的樞紐工程，增強水量蓄豐補枯調控能力。盡早開工建設古賢水利樞紐工程，同時改建三門峽水庫，實施黃河下游引黃涵閘改建，與支流骨干水庫聯合運用，構建中下游水資源配置工程子體系。積極籌建黑山峽、磧口等水利樞紐，與南水北調西線工程聯合調度，增強上中下游水量聯合調控能力，構成黃河流域完善的水資源配置工程體系，優化水資源配置和保障供水安全。

5 結 語

黃河流域水資源匱乏與水土資源不匹配使得該區域的生態地理處于極度劣勢，也成了區域長期難以快速發展的瓶頸阻礙。要突破黃河流域水資源短缺、生態環境脆弱、高質量發展不足三大制約，推動黃河流域高質量發展，需要與國家水網構建結合，加快實施南水北調西線工程，構建“一干七支、一線七庫、節點控制、連通互濟”的黃河流域水網格局，在保障水安全的前提下，實現黃河流域水資源空間均衡優化配置。