張子元 張博雄 周普松

(河北省水土保持工作總站,河北 石家莊 050011)

河北省屬于嚴重的資源型缺水地區(qū)，人均水資源量不足全國人均的1/8，水資源供需矛盾極為突出[1]。過去10年是河北省水資源開發(fā)利用變化最劇烈的時期，一方面南水北調(diào)工程東、中線相繼通水，供給側(cè)區(qū)域水資源可利用量發(fā)生變化；另一方面華北地區(qū)地下水超采綜合治理行動方案全面啟動，需水側(cè)通過調(diào)整農(nóng)業(yè)種植面積和結(jié)構(gòu)、淘汰高耗水產(chǎn)業(yè)、提升各行業(yè)用水效率，減少了區(qū)域用水需求[2-3]。針對河北省水資源開發(fā)利用供需側(cè)變化的新情況，有必要系統(tǒng)梳理過去10年在水資源條件、水資源開發(fā)利用以及水資源供需結(jié)構(gòu)等方面的演變規(guī)律，分析水資源開發(fā)利用中存在的問題，并給出合理可行的措施建議。

1 研究區(qū)概況及水資源情勢

1.1 研究區(qū)概況

河北省東臨渤海，西靠太行山與山西省為鄰，南及東南與河南、山東省相連，北與內(nèi)蒙古自治區(qū)接壤，東北與遼寧省相鄰，中嵌北京、天津兩市。由于地理氣候特點，天然降水時空分布極為不均。全年降水量的80%集中在汛期，地區(qū)分布由太行山、燕山迎風(fēng)坡多雨區(qū)分別向西北和東南兩側(cè)減少。20世紀80年代以后，受氣候變化和人類活動影響，本地水資源量及入境水資源量急劇衰減，區(qū)域水資源緊缺情勢極為嚴峻[4]。

1.2 水資源情勢

根據(jù)全國第三次水資源調(diào)查評價，河北省多年平均水資源量為176.3億m3，按第七次全國人口普查數(shù)據(jù)計算，人均水資源量僅為237m3，不足全國人均水平2003m3的12%，屬于極度缺水地區(qū)。河北省作為全國十三個糧食主產(chǎn)區(qū)之一，以占全國0.62%的水資源、4.70%的耕地面積，貢獻了5.67%的糧食，在維持糧食高產(chǎn)的同時，因水資源的過度開發(fā)利用也造成了地下水超采、河湖干涸等嚴重的生態(tài)問題。破解水資源供需矛盾，保障經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境的用水協(xié)調(diào)，是貫徹新發(fā)展理念，實現(xiàn)新時期高質(zhì)量發(fā)展的必要條件。

2 水資源開發(fā)利用情況及供需分析

2010—2021年河北省水資源量及供用水結(jié)構(gòu)變化見圖1。

從水資源量上看，見圖1(a)，2010—2021年河北省多年平均地表水資源量和地下水資源量分別為84億m3和131億m3，僅2021年為罕見豐水年份，降水量達790mm，比多年平均值多269.5mm，其余年份地表水、地下水資源量均呈現(xiàn)減少趨勢,下降速率分別為1.37億m3/a和1.34億m3/a。2010—2020年河北省多年平均降雨量較2000—2009年增加了57mm，水資源總量增加25億m3(扣除2021年)，其中地表水、地下水資源量分別增加了21億m3和8億m3，對緩解水資源不足起到一定作用，但較多年平均水資源量仍然偏少，水資源總量較多年平均水平少48億m3。

從供水量上看，見圖1(b)，2010—2021年河北省多年平均供水量為188億m3，其中本地地表水、地下水供給量為182億m3，多年平均本地水資源量為157億m3，水資源開發(fā)利用率為116%。在時段內(nèi)，河北省供水量呈現(xiàn)穩(wěn)定遞減趨勢，從2010年的194億m3減少到2021年的182億m3，年均減少約1億m3。供水量逐年下降說明河北省在水資源消耗總量和強度雙控過程中，各項節(jié)水措施逐步發(fā)揮效果，節(jié)水型社會建設(shè)成效顯著，有效應(yīng)對了區(qū)域水資源供給矛盾。

從供水結(jié)構(gòu)上看，見圖1(c)，2010—2021年河北省地表水源供給量增加，從2010年的36億m3增加到2021年的96億m3，年均增長約5.0億m3，地下水源供給量減少，從2010年的156億m3減少到2021年的74億m3，年均減少約6.8億m3；同時再生水及海水淡化水等非常規(guī)水源供給量由2億m3增加到12億m3，年均增長約0.8億m3。供給水源的變化一方面說明河北省水源替代工作穩(wěn)步推進，尤其是2014年地下水超采綜合治理項目實施后，地表水源逐步替代地下水源供給，減輕了地下水開采壓力；另一方面再生水、海水淡化水等非常規(guī)水源供給持續(xù)發(fā)力，供給水量不斷增加，供水結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化[5]。

從用水結(jié)構(gòu)上看，見圖1(d)，不同行業(yè)用水量也在發(fā)生變化，2021年與2010年相比，農(nóng)業(yè)用水量由147億m3減至97億m3，工業(yè)用水量由23億m3減至18億m3，生活用水量由21億m3增至28億m3，生態(tài)環(huán)境用水量由3億m3增至39億m3。農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水量持續(xù)減少，尤其是農(nóng)業(yè)用水量壓減50億m3，減少了1/3，說明河北省通過采取控制種植面積、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、提高灌溉水利用率等措施后，節(jié)水效果明顯，說明以上措施是實現(xiàn)地下水采補平衡目標的關(guān)鍵路徑。生活和生態(tài)環(huán)境用水量不斷增加，人居生活品質(zhì)和自然生態(tài)環(huán)境均明顯提升，河北省歷史上擠占生態(tài)用水情況嚴重，近幾年通過生態(tài)補水，有效地修復(fù)了水生態(tài)環(huán)境、補充了地下水，滹沱河、大清河627km河道實現(xiàn)全線貫通。

圖1 2010—2021年河北省水資源量及供用水結(jié)構(gòu)變化

綜合以上分析，盡管近10年來河北省供水結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，用水結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，地下水超采趨勢得到遏制，河湖生態(tài)環(huán)境開始復(fù)蘇，但河北省資源型缺水的整體態(tài)勢未發(fā)生根本改變，供需水矛盾依然存在，未來仍需結(jié)合社會經(jīng)濟發(fā)展需求及水資源的分布情況制定科學(xué)合理的分配和利用策略，實現(xiàn)水資源的最優(yōu)利用。

3 水資源開發(fā)利用存在問題

3.1 水資源供給緊平衡的態(tài)勢仍將長期持續(xù)

河北省屬于典型的資源型缺水地區(qū)，人口、經(jīng)濟發(fā)展與水資源的矛盾由來已久，各行業(yè)用水需求競爭激烈，長期供給緊平衡態(tài)勢短期內(nèi)難以扭轉(zhuǎn)[6]。南水北調(diào)工程東、中線通水后，河北省人均水資源量仍僅為277m3/人，為全國平均水平的1/7，仍處在聯(lián)合國公認的500m3/人的嚴重缺水線以下。2020年全國31個省(區(qū)、市)用水效率對比見圖2。一方面河北省整體的用水效率在全國處于較為先進的水平，2020年河北省人均用水量為245m3，優(yōu)于412m3的全國平均水平，在全國31個省(區(qū)、市)中排名第9；萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量為50.5m3，在全國排名第13，領(lǐng)先57.2m3的全國平均水平；農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)為0.676，在全國排名第4，領(lǐng)先全國平均水平0.565。用水效率領(lǐng)先來源于河北省全力調(diào)整農(nóng)業(yè)灌溉面積、壓縮高耗水產(chǎn)業(yè)用水需求、建設(shè)節(jié)水型社會等措施，但未來若沒有創(chuàng)新的技術(shù)突破，現(xiàn)有各項節(jié)水措施的邊際效應(yīng)將呈遞減趨勢，節(jié)水潛力面臨“天花板”的問題。另一方面，未來隨著城市化發(fā)展、雄安新區(qū)的人口聚集效應(yīng)、居民生活水平提高、生態(tài)環(huán)境的改善等因素，預(yù)計河北省的生活用水量和生態(tài)環(huán)境用水量還會持續(xù)增長，對供水側(cè)的壓力也將增大[7]。因此，在現(xiàn)有外調(diào)水規(guī)模條件下，未來河北省水資源供給緊平衡的態(tài)勢仍將持續(xù)一段時間。

圖2 2020年全國31個省(區(qū)、市)用水效率對比

3.2 糧食生產(chǎn)與水資源稟賦不匹配

河北省既是全國的糧食主產(chǎn)區(qū)之一，承擔(dān)糧食生產(chǎn)任務(wù)，同時又是地下水嚴重超采區(qū)，水資源極度緊缺，糧食生產(chǎn)與水資源稟賦不匹配是當(dāng)前面臨的突出矛盾[8]。作為糧食大省，雖然近年來大力實施大中型灌區(qū)現(xiàn)代化改造，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達到0.676，保持全國領(lǐng)先水平，但是耗水量高的小麥主要分布在冀中南地下水超采區(qū)，傳統(tǒng)的種植結(jié)構(gòu)和灌溉方式與水資源承載能力嚴重不匹配[9]。河北省糧食生產(chǎn)與灌溉水量變化規(guī)律見圖3。由圖3(a)可知，河北省灌溉水量由2010年的135億m3減少到2020年的97億m3，在總用水量中的占比由70%下降到53%；糧食播種面積在2016年以前呈增長趨勢，2016年以后為治理地下水超采問題，糧食播種面積不斷下降，但糧食總產(chǎn)量不斷增加，從2010年的3121萬t，增長到2020年的3796萬t。截至2021年，全省無地表水可利用的純井灌區(qū)有效灌溉面積為4363萬畝，占全省有效灌溉面積的65%，其中位于超采區(qū)的有效灌溉面積為3582萬畝，灌溉用水量為35億m3，占總灌溉水量的36%，超采區(qū)糧食生產(chǎn)與地下水超采之間的矛盾仍是當(dāng)前重點需要解決的問題。

圖3 河北省糧食生產(chǎn)與灌溉水量變化規(guī)律

3.3 生態(tài)環(huán)境需水保障問題依舊突出

河北省生態(tài)環(huán)境用水歷史欠賬較多，雖然通過地下水超采綜合治理、河湖生態(tài)補水等措施取得了顯著效果，但地下水位回升、河湖生態(tài)復(fù)蘇的目標尚未實現(xiàn)，未來水資源供給需求仍有較大的缺口[10]。2018年以來，在保障城鄉(xiāng)生活和農(nóng)業(yè)灌溉用水的同時，河北省統(tǒng)籌外調(diào)水和本地水146億m3，向74條河道和白洋淀、衡水湖等重點河湖持續(xù)實施生態(tài)補水，一些多年干涸的河道實現(xiàn)復(fù)流[11]。但值得注意的是，除白洋淀、衡水湖等大型湖泊實施生態(tài)補水外，眾多小型湖泊仍存在全年或季節(jié)性萎縮干涸問題。近些年地下水位回升，截至2021年底，超采區(qū)深、淺層地下水位同比回升5.12m和1.87m，但全省淺層地下水平均埋深超過15.00m，距離5.00～6.00m的健康地下水位標準仍有相當(dāng)大的差距。

4 水資源開發(fā)利用建議

a.堅持節(jié)水優(yōu)先，持續(xù)加強節(jié)水型社會建設(shè)。堅持以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)方針，根據(jù)水資源承載能力，嚴控水資源開發(fā)利用強度，合理確定開發(fā)布局規(guī)模。提高農(nóng)業(yè)用水效率，在保障糧食安全的前提下，適度壓減高耗水作物，特別在冀中南地區(qū)增加旱作雨養(yǎng)作物種植，在超采區(qū)擴大苜蓿、高粱、谷子、花生等優(yōu)質(zhì)高耐旱作物種植比例，加強高標準農(nóng)田建設(shè)，推廣管灌、微噴灌、淺埋滴灌等節(jié)水技術(shù)。通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)布局，推進工業(yè)節(jié)水，逐步依法依規(guī)淘汰低水效、高污染落后產(chǎn)能，推廣重復(fù)利用、高效冷卻等通用節(jié)水技術(shù)和生產(chǎn)工藝。推廣節(jié)水型城市建設(shè)，改造城市老舊供水管網(wǎng)，普及節(jié)水器具。

b.統(tǒng)籌水源調(diào)度，提高外調(diào)水利用效率。引足用好外調(diào)水、充分發(fā)揮引江引黃工程效益，優(yōu)化區(qū)域和供水時段結(jié)構(gòu)，進一步擴大調(diào)水量，加大冀中南地區(qū)農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水量。提高南水北調(diào)受水區(qū)城鄉(xiāng)生活用水、工業(yè)用水水源置換，完善地表水廠和供水管網(wǎng)體系。持續(xù)開展河湖生態(tài)補水，多水源聯(lián)合調(diào)度，建立區(qū)域生態(tài)水網(wǎng)，利用無人機、衛(wèi)星、遙感、智能視頻監(jiān)控和日常巡查管護，對河湖進行全方位監(jiān)控。

c.積極拓展水源，提升非常規(guī)水利用規(guī)模。大力攔蓄雨洪水，通過空地一體化人工影響天氣作業(yè)，在冀中南地區(qū)人工增雨。科學(xué)規(guī)劃城市內(nèi)排水防澇、雨水存蓄等設(shè)施，建設(shè)海綿城市，促進雨水資源化利用。充分利用大中型水庫洪水調(diào)度和供水調(diào)度，動態(tài)調(diào)整汛限水位，增加調(diào)蓄庫容。加強再生水開發(fā)利用，新建、改建、擴建污水處理設(shè)施，提升再生水水質(zhì)，擴大生態(tài)景觀、城市綠化、城市環(huán)衛(wèi)、工業(yè)生產(chǎn)、居民生活等領(lǐng)域再生水利用比例。

d.嚴格監(jiān)督考核，優(yōu)化激勵和懲罰機制。加強最嚴格的水資源管理和績效考核管理制度。在“三條紅線”的考核目標下，進一步完善水資源管理體制，建設(shè)“天地一體化”監(jiān)測系統(tǒng)，通過高分影像、遙感技術(shù)和地面水土監(jiān)測技術(shù)，不斷提升水行政部門的執(zhí)法效能。優(yōu)化績效考核機制，將水資源的利用及保護情況與政府年度考核掛鉤，充分發(fā)揮考核“指揮棒”作用，進一步提高各地區(qū)對水資源的重視和優(yōu)化配置，確保水資源可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié) 語

河北省水資源短缺問題由來已久，尤其是長期超采地下水引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害，為實現(xiàn)綠色生態(tài)和經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展，河北省在水資源供需兩側(cè)持續(xù)發(fā)力，供水結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、用水結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整，用水效率在全國處于領(lǐng)先位置，但受限于區(qū)域內(nèi)水資源條件不足，即使有外調(diào)水輸入，水資源供需仍將長期處于緊平衡狀態(tài)。為破解水資源開發(fā)利用中存在的突出矛盾，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，必須嚴格水資源管理，加大節(jié)水社會建設(shè)，做好地下水超采綜合治理工作，實行地下水壓采和考核制度，利用水利工程設(shè)施加大引調(diào)水和水庫蓄水，同時利用好非常規(guī)水、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等措施以緩解水量饑荒，使生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)和諧發(fā)展。