周 濤,楊朝翰,史福全
(水利部海河水利委員會,天津 300170)
海河流域?qū)儆谫Y源性嚴重缺水地區(qū),經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求大大超過了流域水資源承載能力,造成水資源供需矛盾突出。南水北調(diào)工程的實施,可大大改善水資源條件,從根本上緩解海河流域長期資源性缺水的問題。
海河流域地跨8個省、直轄市和自治區(qū),總面積31.8萬 km2,占全國總面積的 3.3%。 海河流域是我國政治文化中心和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),2006年總?cè)丝?.36億, 占全國的 10.3%;GDP2.54萬億元, 占全國的12.1%,人均 GDP1.87萬元、超過全國平均水平 18%。
新中國成立以來,經(jīng)過50多年的治理和建設(shè),海河流域已形成較為完善的水利工程體系,在防洪、供水等方面發(fā)揮了重要作用,有力地支撐了流域經(jīng)濟社會發(fā)展。但隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,流域水資源開發(fā)利用程度已超過了水資源承載能力。海河流域現(xiàn)狀地表水開發(fā)利用程度為67%,其中海河北系達到88%,大大超過了國際公認40%的合理上限;海河平原地下水開發(fā)利用率達187%,總體上處于嚴重超采狀態(tài),其中海河北系和南系超過200%。海河流域水資源開發(fā)利用率達106%,其中海河北系和南系超過110%。
海河流域?qū)儆谫Y源性嚴重缺水地區(qū),多年平均年水資源量370億m3,人均占有水資源量272 m3,僅為全國平均水平的1/8、世界平均水平的1/24。海河流域以不足全國1.3%的水資源量,承擔著11%的耕地面積和10.3%的人口用水任務(wù)。流域現(xiàn)狀多年平均年缺水量達到101億m3,缺水率達22%。到2020年,海河流域多年平均年缺水量36億m3,缺水率 7.5%;2030年,多年平均年缺水量 20億 m3,缺水率 3.9%。
水資源的過度開發(fā)利用,使水生態(tài)狀況嚴重惡化。流域全年水質(zhì)為Ⅰ~Ⅲ類的河長僅占總評價河長的28%;而水質(zhì)劣于Ⅲ類河長占72%;水質(zhì)劣于Ⅴ類河長占50%。河流干涸長度占調(diào)查河長的60%,平均斷流天數(shù)達268 d。
經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求大大超過了流域水資源承載能力,造成水資源供需矛盾突出、水生態(tài)惡化、水污染嚴重等一系列問題,對水資源安全保障提出了更高要求,水資源短缺已經(jīng)成為社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的制約因素。如何以有限的水資源支持流域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展,改善環(huán)境,維持生態(tài)平衡,成為海河流域面臨的迫切任務(wù)。南水北調(diào)工程的實施,可大大改善水資源條件,從根本上緩解海河流域長期資源性缺水的問題。
海河流域南水北調(diào)東線受水區(qū)面積123 626 km2,包括北四河平原、大清河淀西平原、大清河淀東平原、子牙河平原、黑龍港運東平原、漳衛(wèi)河平原、徒駭馬頰河平原7個平原三級區(qū)。
南水北調(diào)東線穿黃工程受水區(qū)位于海河?xùn)|部平原,自黃河干流向北至天津,東至渤海海濱,西至海河流域平原中部的獻縣、衡水一帶,面積5.70萬km2,占海河流域平原面積的38%。該區(qū)域為環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)的重要組成部分,區(qū)內(nèi)人口密集,經(jīng)濟發(fā)展迅速,交通發(fā)達。
南水北調(diào)東線工程分三期實施。第一期工程規(guī)劃于2010年完成,過黃河毛水量4.8億m3;二期工程規(guī)劃于2020年完成,過黃河毛水量20.8億m3,扣除總干渠輸水損失后的分水口水量16.8億m3;三期工程規(guī)劃于2030年完成,過黃河毛水量37.7億m3,扣除總干渠輸水損失后的分水口水量31.3億m3。即2010年可供海河流域配置的南水北調(diào)東線水量為4.8億 m3,2020年為 16.8 億 m3,2030年為 31.3 億 m3。
第一期工程以向黃河以南和山東半島供水為主,同時建成穿黃隧洞,向魯北供水并具備向天津和河北東部應(yīng)急輸水的條件;第二期工程向北延伸,向天津和河北東部供水,同時視需要向農(nóng)業(yè)和生態(tài)補水;第三期工程進一步擴大規(guī)模,基本滿足供水區(qū)2030年水平年的水資源配置要求。見表1。
表1 南水北調(diào)東線分配水量 億m3
南水北調(diào)工程的實施將從根本上改變海河流域的供水格局,在海河平原區(qū)將形成以南水北調(diào)輸水工程為中心的供水網(wǎng)絡(luò)體系。南水北調(diào)工程中線、東線及其配套工程,與現(xiàn)有的引黃工程、當?shù)厮Y源配置工程、新建的引黃入晉北干線以及非常規(guī)水源工程,組成了海河流域未來的供水工程格局。
南水北調(diào)東線工程的主要供水范圍是黃淮海平原東部和膠東地區(qū),主要供水目標是解決津浦鐵路沿線和膠東地區(qū)的城市缺水以及蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)缺水,補充魯西南、魯北和河北東南部部分農(nóng)業(yè)用水以及天津市的部分城市用水。
2030年南水北調(diào)東線三期建成后,東線干渠穿越徒駭馬頰河平原、黑龍港平原以及淀東平原,供水范圍為山東徒駭馬頰河平原、衡水、滄州、黑龍港平原以及天津市區(qū)。南水北調(diào)東線及中線工程通過聯(lián)合向天津市區(qū)及河北省部分地區(qū)的聯(lián)合供水也可實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度。
到2020年南水北調(diào)中線一期、東線二期通水條件下,南水北調(diào)工程中、東線受水區(qū)城市要優(yōu)先使用長江水,多年平均長江水利用量要達到71億m3;通過合理配置,海河流域現(xiàn)狀多年平均年缺水率由現(xiàn)狀的22%下降到7%。2030年,南水北調(diào)中線二期、東線三期通水條件下,南水北調(diào)工程中、東線受水區(qū)城市要優(yōu)先使用長江水,多年平均長江水利用量要達到113億m3;通過合理配置,海河流域現(xiàn)狀多年平均年缺水率由現(xiàn)狀的22%下降到2%以下。
南水北調(diào)作為未來海河流域主要供水水源,由于其屬長距離調(diào)水工程,供水成本較高,在水資源配置時需優(yōu)先向城鎮(zhèn)生活、生產(chǎn)供水,并置換出城鎮(zhèn)占用的生態(tài)及農(nóng)業(yè)用水。在長江豐水年份,利用南水北調(diào)加大調(diào)水能力,相機向海河流域多調(diào)水,補充河道內(nèi)生態(tài)用水、回補地下水,并間接向農(nóng)業(yè)供水。
由于水資源嚴重缺乏,即使在南水北調(diào)工程通水后,海河流域規(guī)劃水平年還不能在總體上達到供需平衡,主要采取增加措施來加大配置水量,包括在一定時期內(nèi)適當超采地下水和加大調(diào)水量,以達到供需平衡。其中,加大外調(diào)水量措施是利用長江豐水年份南水北調(diào)中線加大調(diào)水能力,補充河道內(nèi)生態(tài)用水、回補地下水,并間接向農(nóng)業(yè)供水;東線則加大向海河平原農(nóng)業(yè)供水。
2020年,海河流域多年平均總配置水量495億m3,缺水量36億m3,缺水率7.3%。采取的措施是超采地下水量36億m3,實現(xiàn)水資源多年平均供需平衡。
2030年,海河流域多年平均總配置水量505億m3,缺水量20億m3,缺水率3.9%。采取的措施是增加以南水北調(diào)為主的流域外調(diào)水量。一是充分利用南水北調(diào)東線三期工程調(diào)水能力,向海河流域增加農(nóng)業(yè)及生態(tài)供水量。二是利用南水北調(diào)中線總干渠加大過水能力,向海河流域生態(tài)和農(nóng)業(yè)補水。通過采取以上措施,多年平均可增加外調(diào)水量10.2億m3,使缺水率降低到2%,基本實現(xiàn)水資源供需平衡。
南水北調(diào)東線工程通水后,海河流域資源性缺水的基本狀況不會發(fā)生根本性改變,這就需要對水資源進行合理配置,同時建立科學(xué)用水模式,嚴格控制用水增長,強化節(jié)水措施,以保障流域經(jīng)濟社會的發(fā)展。