張愛靜，姚文鋒

(水利部南水北調(diào)規(guī)劃設(shè)計管理局，北京 100038)

南水北調(diào)工程是實現(xiàn)我國水資源優(yōu)化配置、促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展、保障和改善民生的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施[1]。東線一期工程是在江蘇省江水北調(diào)工程基礎(chǔ)上的擴展和延伸，從江蘇揚州附近的長江下游引水，利用京杭運河及其平行的河道輸水，經(jīng)洪澤湖、駱馬湖、南四湖后到達東平湖，再往北、往東分別向德州、膠東等地區(qū)供水。中線一期工程從漢江中游的丹江口水庫調(diào)水，在滎陽通過隧道穿黃河，沿京廣鐵路線西側(cè)北上，向河南、河北、北京、天津供水(圖1)。

圖1 南水北調(diào)東、中線一期工程線路圖Fig.1 Route of the first stage of the South-to-North Water Transfer Project

截至2017-2018調(diào)度年結(jié)束，東、中線一期工程累計向北方調(diào)水超220 億m3，惠及北方40多個城市的近億居民，取得了顯著的經(jīng)濟、社會、生態(tài)和環(huán)境效益，為受水區(qū)經(jīng)濟社會的快速發(fā)展提供了保障[2,3]。為了更加科學(xué)的進行工程運行管理，進一步促進工程綜合效益的發(fā)揮，有必要對南水北調(diào)工程運行初期的水量消納情況及其影響因素進行分析。

1 規(guī)劃多年平均供水量

南水北調(diào)工程總體規(guī)劃與可行性研究[4,5]確定，東線一期工程規(guī)劃多年平均供水量187.55 億m3(含江水北調(diào))，扣除輸水損失后，多年平均凈供水量162.81 億m3，其中江蘇133.70 億m3、安徽15.58 億m3、山東13.53 億m3；多年平均增供水量46.43 億m3，扣除輸水損失后，凈增供水量36.01 億m3，其中江蘇19.25 億m3、安徽3.23 億m3、山東13.53 億m3(圖2)。安徽省的分配水量是由于東線一期工程抬高洪澤湖正常蓄水位而增加的淮河水利用量，不計入東線一期工程調(diào)水量，也不征收水費。

圖2 東線一期工程受水區(qū)各省規(guī)劃多年平均供水量(單位：億m3)Fig.2 Water allocation of the east route for each water-receiving province

中線一期工程陶岔渠首規(guī)劃多年平均調(diào)水量95.0 億m3，其中河南37.7 億m3(含刁河灌區(qū)6.0 億m3)、河北34.7 億m3、天津10.2 億m3、北京12.4 億m3?？鄢斔畵p失后，受水區(qū)各地市分水口門供水量85.4億m3，其中河南35.9 億m3、河北30.4 億m3、天津8.6 億m3、北京10.5 億m3(表1)。正常情況下，陶岔年度可調(diào)水量按多年平均水量分配比例同比例分配至受水區(qū)各省(市)；枯水年份，視受水區(qū)各省(市)的缺水程度，分配水量可向缺水嚴重地區(qū)傾斜。

2 水量消納情況分析

2.1 東線一期工程

東線一期工程于2013年11月15日正式通水，水量調(diào)度年度為10月1日至次年的9月30日[6]。截至2017年9月30日，東線一期工程已經(jīng)完成了五個調(diào)水年度，分別向山東省受水區(qū)調(diào)水0.79、3.28、6.02、8.89和10.88 億m3，累計調(diào)水29.86億m3。其中，通過膠東干線向膠東地區(qū)供水17.32 億m3，通過魯北干線向聊城和德州供水2.31 億m3。5個調(diào)水年度，實際向受水城市供水16.52 億m3(表2)。通水以來，江蘇省主要利用原江水北調(diào)工程供水，未利用東線一期工程新增工程供水。

東線一期工程引江水的消納量與規(guī)劃確定的增調(diào)水規(guī)模相差甚遠。江蘇省受水區(qū)暫時沒有利用東線一期工程新增工程供水，沒有消納總體規(guī)劃確定的增調(diào)水量；山東省受水區(qū)的調(diào)水量逐年增加，但與總體規(guī)劃確定的調(diào)水規(guī)模13.53 億m3相比，仍有差距(圖3)。統(tǒng)計時段內(nèi)，調(diào)水量最大的2017-2018調(diào)水年，山東省消納了規(guī)劃調(diào)水規(guī)模的48.4%，并且主要是向膠東地區(qū)供水。若不考慮膠東地區(qū)近年來連續(xù)干旱這一特殊原因造成的供水量增加影響，正常年份下山東省受水區(qū)引江水的消納量可能會更小。

表1 中線一期工程受水區(qū)各省(市)規(guī)劃多年平均供水量Tab.1 Water allocation of the middle route for each water-receiving province

表2 山東省受水區(qū)引江水利用情況 億m3Tab.2 Water diversion volume of the Shandong province

圖3 向山東省受水區(qū)調(diào)水情況Fig.3 Water diversion volume of Shandong province at the water-diverting outlets

2.2 中線一期工程

中線一期工程于2014年12月12日正式通水，水量調(diào)度年度為11月1日至次年的10月31日[7]。目前已完成四個調(diào)水年度，受水區(qū)各省(市)分水口門正常供水情況見表3。截至2018年10月31日，中線工程累計向受水區(qū)城市供水155.4 億m3。其中，北京40.6 億m3，占供水總量的26.1%；天津32.8 億m3，占供水總量的21.1%；河北27.6 億m3，占供水總量的17.8%；河南54.4 億m3，占供水總量的35.0%。

表3 中線一期工程受水區(qū)各省市的城市供水量Tab.3 Water diversion volume of middle route for each water-receiving province

除正常的城市供水以外，中線一期工程連續(xù)兩年利用丹江口水庫汛期洪水資源向受水區(qū)了實施生態(tài)補水；為著力解決華北地下水超采問題，中線一期工程還向滹沱河、滏陽河、南拒馬河三條河流地下水回補試點河段，實施了生態(tài)補水。2016-2017年、2017-2018年兩個調(diào)水年度共向受水區(qū)生態(tài)補水14.61 億m3。其中，天津市0.47 億m3、河北省6.49 億m3、河南省7.65 億m3(表4)。

表4 中線一期工程受水區(qū)各省市生態(tài)補水量 億m3Tab.4 Ecological water diversion volume of middle route for each water-receiving province

從總體看，中線一期工程向受水區(qū)四省市分水口門的總供水量(含生態(tài)補水)逐年增加，4個調(diào)水年度總供水量分別占規(guī)劃多年平均供水規(guī)模85.4 億m3的21.9%、43.5%、52.9%和80.8%(圖4)。按省市看，反應(yīng)引江水消納能力的城市供水量總體呈上升趨勢但地區(qū)間差別較大。北京、天津的供水量已經(jīng)達到甚至超過多年平均規(guī)劃供水規(guī)模；河南、河北的實際供水量與規(guī)劃多年平均供水規(guī)模相比尚有較大差距(圖5)。統(tǒng)計時段內(nèi)，供水量最多的2017-2018年度，河南、河北省引江水消納量分別占規(guī)劃多年平均分配水量的52.4%和51.4%。

圖4 中線一期工程口門供水情況Fig.4 The difference between planned and actual water diversion volume

圖5 受水區(qū)各省市城市供水情況Fig.5 Water diversion volume of each water-receiving province at the water-diverting outlets

3 水量消納影響因素分析

3.1 工程達效需要一定時間

外調(diào)水工程的建成使受水區(qū)可供水量突然增大，而受水區(qū)需水量是隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和人口增長而逐步增加的，因此受水區(qū)外調(diào)水用水量達到設(shè)計供水規(guī)模往往需要較長時間(圖6)。南水北調(diào)工程受水區(qū)外調(diào)水的用水量變化趨勢亦是如此，不可能一步到位、短時間達效。工程規(guī)劃階段確定東線一期工程的達效期為7 a，中線一期工程的達效期為6 a。但隨著受水區(qū)經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、節(jié)水優(yōu)先、最嚴格水資源管理制度等多項措施的深化落實，社會節(jié)水意識和節(jié)水水平不斷提高，現(xiàn)階段經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求規(guī)模與工程規(guī)劃階段相比會有所減少，工程達效時間很可能比規(guī)劃的時間更長。

圖6 受水區(qū)供需水變化示意圖Fig.6 Water requirement and supply schematic diagram of the water-receiving area

3.2 配套工程建設(shè)進度

干線工程通水以后，配套工程建設(shè)進度直接影響工程運行初期供水目標(biāo)的實現(xiàn)。按照事權(quán)劃分，配套工程由受水區(qū)各省市自行建設(shè)，建設(shè)范圍包括南水北調(diào)干線分水口門至自來水廠入口工程、地表水廠工程及配水管網(wǎng)工程等。東、中線一期干線工程分別于2013年8月中旬、2014年9月底完成全線通水驗收，具備全線通水條件。受土地手續(xù)辦理、建設(shè)資金缺口等多方面因素的影響，東線山東省受水區(qū)配套工程建設(shè)相對滯后，成為制約東線工程效益盡早發(fā)揮的突出瓶頸。中線北京、天津配套工程建設(shè)進度較快，通水后迅速具備消納規(guī)劃水量的能力，而河北、河南兩省則相對滯后，較大程度影響了南水北調(diào)水的切換進度。

3.3 多水源水價差異

南水北調(diào)工程建成通水后，受水區(qū)各地形成了南水北調(diào)水、黃河水、當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤鹊亩嗨垂┙o格局，各水源原水價格差距較大，與其他水源相比，南水北調(diào)水源價格相對偏高，不具價格優(yōu)勢[8,9]。據(jù)統(tǒng)計，向青島市供水，黃河水的基本水價0.453 元/m3，計量水價0.667 元/m3，綜合水價1.12 元/m3；南水北調(diào)水基本水價1.273 元/m3，計量水價2.107 元/m3，綜合水價3.38 元/m3。河北省進水廠南水北調(diào)水實行統(tǒng)一供水價格2.76 元/m3，而目前當(dāng)?shù)厮M水廠價格基本為0.5～0.6 元/m3。河南省鄭州市黃河原水價格0.07 元/m3，南水北調(diào)水原水價格0.34 元/m3。南水北調(diào)工程規(guī)模大、投資大、運行管理難度高，現(xiàn)有水價是供水成本的客觀反映，考慮配套工程成本后，終端用水價格更高[10]。地方政府對水廠運營采取財政補貼政策，部分地區(qū)水廠政策性虧損嚴重，一定程度上影響了消納南水北調(diào)水的積極性。

3.4 水資源管理措施

受水區(qū)水資源統(tǒng)一管理、地下水壓采等系列配套措施仍不完善[11]且需要加大實施力度，一定程度影響了南水北調(diào)水量的消納。《南水北調(diào)工程供用水管理條例》[12]明確規(guī)定，南水北調(diào)工程受水區(qū)縣級以上地方人民政府應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌配置南水北調(diào)工程供水和當(dāng)?shù)厮Y源，逐步替代超采地下水，嚴格控制地下水開發(fā)利用，改善生態(tài)環(huán)境。按照國務(wù)院批復(fù)的《南水北調(diào)東中線一期工程受水區(qū)地下水壓采總體方案》要求，受水區(qū)各省市利用南水北調(diào)水等置換水源開展地下水開采工作。截至2017年底，東、中線一期工程受水區(qū)累計壓減城區(qū)地下水15.23 億m3，完成近期壓采量目標(biāo)的69.2%，河北省完成近期壓采目標(biāo)的43.9%，在一定程度上影響了南水北調(diào)水的消納。

3.5 水源區(qū)與受水區(qū)的供需不確定性

水源區(qū)可供水量與受水區(qū)需供水量都具有很大的不確定性。2013-2016年，中線一期工程水源區(qū)丹江口水庫連續(xù)遭遇4個枯水年，供水形勢嚴峻[13]。2016-2017調(diào)度年，枯水期丹江口水庫可調(diào)水量不能滿足受水區(qū)的用水需求，管理單位壓減了向受水區(qū)的供水。此外，受水區(qū)供水水源的調(diào)整在一定程度促進了南水北調(diào)工程的水量消納，作為天津市主要供水水源之一的引灤水在2015年底水質(zhì)嚴重惡化造成的供水缺口，天津市中心城區(qū)全部使用引江水，加大了南水北調(diào)水的消納量。隨著引灤水水質(zhì)的逐漸恢復(fù)，天津市將優(yōu)化配置外調(diào)水，很可能調(diào)減引江水的供水比例。

4 啟示及建議

4.1 配套工程建設(shè)進度是調(diào)水工程盡早發(fā)揮效益的基礎(chǔ)因素

配套工程是否同步建成是南水北調(diào)工程能否盡早達效的基礎(chǔ)性因素。水源—分水口門—凈水廠—用水戶的完整聯(lián)通才能確保調(diào)水工程發(fā)揮效益，一旦配套工程建設(shè)進度跟不上，外調(diào)水就難以實現(xiàn)供水，也就難以達到預(yù)定目標(biāo)。南水北調(diào)東、中線一期工程的建設(shè)經(jīng)驗表明，未來調(diào)水工程應(yīng)在規(guī)劃和建設(shè)階段，充分考慮干線和配套工程的建設(shè)進度，實現(xiàn)水廠和配水管線與干線工程同步完成，利于工程整體效益的盡早發(fā)揮。

4.2 水價是調(diào)水工程充分發(fā)揮效益的主要制約因素

合理的水價機制可以促進水資源的合理配置和有效利用，保障調(diào)水工程高效良性運行[14]。由于高建設(shè)投入與運行成本帶來的高水價，與現(xiàn)有供水價格體系的較大差距，嚴重影響了南水北調(diào)受水區(qū)的用水積極性。一是建議受水區(qū)相關(guān)部門盡早研究區(qū)域水價形成機制，統(tǒng)籌考慮外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮雀鞣N水源的供水價格，建立有利于當(dāng)?shù)厮c外調(diào)水合理配置的水價體系，充分運用價格杠桿提高外調(diào)水利用的積極性。二是建議合理界定政府與市場邊界，確保供水工程公益性和經(jīng)營性兩者兼顧。

4.3 嚴格的水資源管理是調(diào)水工程發(fā)揮效益的政策保障

落實最嚴格的水資源管理是調(diào)水工程提高水量消納能力和用水效益的政策保障。調(diào)水工程通水后，受水區(qū)應(yīng)全面調(diào)查評價區(qū)域水資源情況及開發(fā)利用水平，科學(xué)評估區(qū)域水資源和水環(huán)境的承載能力，合理制定水資源配置方案，實現(xiàn)外調(diào)水和當(dāng)?shù)氐乇硭?、地下水、再生水等各類水源的統(tǒng)一調(diào)配。同時，穩(wěn)步推進地下水壓采工作，加大受水區(qū)地下水壓采考核力度，做好本地水與外調(diào)水水源切換，使外調(diào)水調(diào)的進來，用得出去。

4.4 科學(xué)調(diào)度是調(diào)水工程發(fā)揮效益的技術(shù)保障

調(diào)水工程具有水源區(qū)來水分布極不均勻、受水區(qū)需水情況復(fù)雜多變等特點，調(diào)度運行極其復(fù)雜。科學(xué)合理調(diào)度才能保障供水安全，最大程度發(fā)揮工程綜合效益。水源區(qū)要研究水源工程的供水調(diào)度方式、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)水源區(qū)及受水區(qū)的用水需求、充分發(fā)揮控制性水利樞紐的調(diào)蓄作用，在保證防洪安全、生態(tài)安全的基礎(chǔ)上滿足各項供水目標(biāo)。受水區(qū)要做好當(dāng)?shù)厮屯庹{(diào)水的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，豐水年份盡量減少棄水，避免水資源浪費；枯水年份優(yōu)化本地水利用，滿足區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的供水安全保障要求。

5 結(jié) 語

南水北調(diào)東線一期工程通水5年多，中線一期工程連續(xù)不間斷供水超過4年，為受水區(qū)開辟了新的供水水源，在保障城市用水、改善生態(tài)環(huán)境、應(yīng)急抗旱等方面發(fā)揮了重大作用。工程運行初期，由于配套工程建設(shè)進度、水價差異、水資源管理水平以及水源區(qū)來水情況等多方面原因，水量消納尚未達到設(shè)計要求。為加快工程供水達效、充分發(fā)揮工程效益，尚需要繼續(xù)深入開展規(guī)范工程運行管理、健全供用水動態(tài)調(diào)配機制、完善水價形成機制、提升水源管理水平等多方面工作。