南水北调实施条件下海河流域水资源合理配置的构想 王志民 摘 要
在南水北调实施的条件下，将增加海河流域的供水量，这为全流域水资源的合理配置提供了前提条件。其构想是构建“二纵六横”总体格局，为水资源合理配置奠定工程基础，同时，实现多水源、多用户、多目标的合理配置，提高水的利用效率。 海河流域是南水北调东、中线的主要受水区，根据有关规划，2010年海河流域需调引长江水约70亿m3。在工程上，两条输水线路将流域内的六大河系联系起来，形成“二纵六横”的工程格局。上述两个基本条件，使全流域水资源重新合理配置成为可能。 海河流域水资源重新配置构想是以汪恕诚部长提出的“维系良好生态系统，以水资源的可持续利用，支持经济社会的可持续发展”为指导思想；以实施南水北调增加流域供水量为前提条件，以东、中线输水渠道和流域内河道、水库为工程基础；以实施水资源流域统一管理、宏观调控为保障；以市场调节为重要配置手段，构建全流域的水资源合理配置体系。协调好各种水源的供水关系和各区域、各用水目标之间的用水关系，建立新的水循环系统，从空间、时间上全方位进行水资源合理配置。 一、南水北调的实施将为流域水资源合理配置提供前提条件 1.增加了供水量，提高了水资源承载力 根据《海河流域水资源规划》，2010年，海河流域需要调引长江水70亿m3，其中东线20亿m3，中线50亿m3。将水的重复利用量计算在内，可使总供水量增加到约100亿m3。海河流域两线受水区总面积10万km2，占流域平原面积的80%。 到2010年，流域内通过加强管理、节约用水可减少需水量42亿m3。其中，城市节水器具普及率由现状的30%提高到60%，节水2.7亿m3；工业用水重复利用率由75%提高到85%，节水18.4亿m3；农业节水灌溉面积从40%增加到70%，节水21.3亿m3。 到2010年，通过进一步挖潜，全流域可净增供水量12亿m3。其中，通过地表水开发和建设集雨工程等，净增供水量5亿m3；充分利用微咸水、海水及经处理达标的污水等，可净增加供水量7亿m3。 通过以上分析，我们认为，到2010年，海河流域可增加供水量约150亿m3，人均水资源量由300m3提高到370m3。有了这些增量，才能盘活存量，为水资源的重新合理配置创造前提条件。 2.可以利用流域间来水丰枯之差，相机调水以丰补歉 南水北调东、中线连通了长江、淮河、黄河与海河4个流域。由于各流域属于不同雨区，来水丰枯差别较大，尤其是东线引水区丰枯同时遭遇概率很小。1965年海河流域特枯，而淮河流域丰水，相似的还有1972年；1976年和1988年，均是淮河流域枯水，而海河流域丰水；从连续枯水期看，海河流域出现在1980～1984年，而淮河流域出现在1976～1978年，连续枯水期也不遭遇。中线引水区与海河流域丰枯差异的年份约占39%。由此看来，流域之间存在联合调度、相机调配水量、以丰补歉的可能。东线工程沿线有调引东平湖、南四湖等弃水的潜力，可实时调引这部分水量，用于回补地下水，恢复湿地，增加河道流量，改善生态环境。中线引水区汉江流域遇丰水年也有一定的潜力。 3.利用流域南、北部来水丰枯差别，适时调配供水量 海河流域南部和北部同期降雨丰枯也有差别，但差异概率相对较小。根据43年典型水文系列分析，南部、北部丰枯不一致的时间总共有9年，占典型系列的21%。南水北调工程直接或间接沟通了海河流域南、北部，可以通过适时适量调度，适当照顾枯水地区供水，而相应减少丰水地区的供水量，从而达到合理配置水资源的目的。 4.科学调度洪水，加强洪水资源利用 利用先进的现代技术手段，科学合理地调度洪水，最大限度地实现洪水资源化，从而增加供水量。一是以供水为主要目标的大型水库，在保证水库防洪安全的前提下，充分利用现代信息技术手段，实施水库的预报调度，增加可供水量。将固定时间、固定高程的汛限水位，变为依据信息技术提高预报精度和预见期，在一定范围内可变动的汛限水位。二是对于中小型水库和部分调节作用相对较小的大型水库，即便不能实现为生活、生产提供更多水量的目标，也要让弃水有目的、按计划通过六条横向河道下泄，充斥河槽、冲刷河口，使拦蓄不住的洪水发挥其生态环境效益。三是结合防洪规划，对蓄滞洪区采取分区运用措施，开辟为长年蓄水区、常遇洪水蓄滞区、标准以上洪水蓄洪区三种区域，利用长年蓄水区以相机抢引山区水库弃水为主，辅以引蓄城市经处理后的达标污水、当地沥涝水，增加供水量，汛后用于农业灌溉或维护湿地。 二、构建“二纵六横”总体格局，为水资源合理配置奠定工程基础 南水北调东、中线纵贯南北，与海河流域的漳卫河、子牙河、大清河、永定河、北三河（北运河、潮白河、蓟运河）及滦河六条横向河系，共同组成海河流域“二纵六横”的水资源配置工程总体格局。 “二纵”是指南水北调东线与中线工程。中线穿黄后沿太行山东麓、京广铁路西侧自流至北京；东线穿黄后沿京杭运河到天津。“二纵”不仅能保障沿线城市供水，还具有调配流域南北部水资源的作用，其供水范围覆盖了海河平原最为缺水的区域，涉及京津冀鲁豫5省（直辖市）。两线各有其合理的供水范围和重点供水区域，不可替代。 “六横”是指海河流域内6大主要河系。其中，漳卫河、子牙河、大清河、永定河等均与南水北调干渠交叉；北三河、滦河分别通过京密引水渠、引滦济津工程与南水北调建立联系。这些河系上游建有31座大型山区水库，下游还有北大港、白洋淀等5处平原洼淀（水库），兴利库容约140亿m3。“六横”不但具有开发当地水资源的功能，而且具有调配流域西部与东部水源以及向农业、生态供水的作用。 “二纵六横”总体格局的构建，将为流域水资源配置提供工程基础。针对“东中两线穿南北，洼淀水库居东西”的工程布局，以“东线洼淀侧重滨海区供水，中线水库侧重山前区补源，横向河道负责东西向调剂，当地水源满足山丘区需求”的配置思路，实现境内境外水联调，地表地下水互补，山区平原水相济，多种水源有机结合，优化调度、合理配置流域水资源。 海河流域水资源配置“二纵六横”总体格局见示意图。 三、实现多水源、多用户、多目标的合理配置，提高水的利用效率 南水北调工程建成后，海河流域水资源的配置原则是：确保城乡人民生活用水，支持经济社会的可持续发展，以维系良好的生态环境为最高目标。坚持高水高用、优水优用，无论城市和农村，优先使用地表水。 1.受水区城市必须使用长江水，禁止开采地下水，归还挤占的农村水源 南水北调受水区涉及本流域16座大中城市，而这些城市缺水最严重，是南水北调的主要供水目标。这些城市要以长江水为第一水源，必须充分使用。禁止开采地下水，将地下水作为战略资源储备起来。把过去挤占的农业、农村水量退还给农村。滨海地区城市要尽量多用海水，节约淡水。具体措施如下： 山前平原的北京、保定、石家庄、邢台、邯郸、安阳、新乡、焦作、鹤壁、濮阳等10座城市，目前以浅层地下水为主要水源。南水北调通水以后，这些城市要封闭机井，严格控制开采，每年可减少24亿m3地下水开采量。这样，不但可以使地下水位不再继续下降，而且能逐步恢复地下水储量。其他以深层地下水为主要水源的城市如沧州、衡水和廊坊等，全面采取禁采措施，封闭所有机井。以上城市的机井封而不废，以备南水北调供水不足或其他特殊情况时应急之用。 20世纪五六十年代海河流域修建的大型水库，多数以农业供水为主，下游建有大型灌区。例如，密云水库的潮白河灌区，黄壁庄水库的石津灌区等。随着城市需水量的增加，大部分水库调整了供水目标，增加了为城市供水的任务，挤占了农业用水。南水北调实施以后，城市以各种方式挤占的农业水量均必须归还。河北省拟将岗南等水库约4亿m3水量归还给农业，还将衡水市利用的引黄济冀水量也还给农业。河南省也计划采取措施，把城市挤占的地下水归还农村。 滨海城市位于“六横”的末端，利用南水北调供水，难度相对较大，费用也高。因此，有必要继续开发利用海水资源。海河流域海岸线长920km，具有取用海水的便利条件，也有比较成功的经验和成熟的技术。据有关资料，淡化海水成本约为每吨5～8元，如果利用工业余热或核能等，成本还会下降；电厂直接利用海水冷却，成本更低。海河流域要结合工业结构和布局的调整，将电力工业和化工企业逐步向滨海地区转移，直接利用海水或淡化海水，替代节省淡水资源。 2.受水区农村立足于多用城市达标污水，用好当地地表水，开发利用微咸水 目前，海河流域每年排放污水60亿t，大部分未经处理。这些污水既是造成平原河道“有水皆污”，引发环境污染的主要根源，也是生产和生态环境用水的主要来源。南水北调通水以后，随着常规水源供水量的增加，城市污水量也将有所增多，必须采取分散处理与集中处理相结合的方式，加大处理力度，尽快使其达标排放。农业要积极地引用这部分水源。 开发利用当地微咸水。海河平原矿化度大于2g/L的地下咸水区面积4.29万km2，其中2～3g/L的微咸水区面积2.15万km2，资源储量17.5亿m3。南水北调通水以后，微咸水区的农业供水条件改善不大，仍有必要利用微咸水。因此，咸水区要相机调引部分淡水，采取咸淡轮灌、污咸混灌方式，带动微咸水的开发利用。 3.受水区恢复生态环境应充分利用一切可利用的水源 据《海河流域水生态环境恢复研究》报告，到2010年，海河流域生态环境需水量56亿m3，在生活、生产、生态用水相协调的情况下，可供生态用水51亿m3，供需接近平衡，但仍有少量缺口。 因此，还要抓住流域间和流域内出现丰水的机遇尽可能多地引水，以使洪水资源化，用于恢复生态环境。这些水主要用于湿地恢复，增加湿地的补给量。山区水库汛期弃水是用于湿地的较好水源，也要抓住时机引蓄利用。 华北平原是世界上地下水超采范围最大、超采水量最多的地区之一。地下水要恢复到历史较好水平，是一项长期的艰巨任务，尤其是深层地下水甚至是难以恢复的。如果以上措施能够得到落实，据有关方面分析，北京市需要15～20年的时间可恢复到较好水平，黑龙港运东地区和豫北平原约需40～65年、河北省的山前平原需要时间更长。 4.非受水区间接受益，为恢复生态环境创造了条件 非受水区大部分处在山区，平原引用长江水以后，由山区提供水源的要求明显降低。这样，可对上游灌溉回归水和城市达标排放的污水层层拦截，有秩序、有目的、按要求下泄，争取多次重复利用，增加可供水量。对于水土保持重点治理区，广泛采取生物治理措施，涵养水源，改变天然径流过程；通过修建塘坝、沟坝地等措施，拦沙蓄水；利用集雨工程，收集雨水。总之，要通过多种途径增加山区可利用水量，促进区域水资源合理配置，使有限的水资源充分发挥生态效益。 加强骨干水源工程调度，间接为滦冀平原和北三河东部平原增加可供水量。利用引滦济津、引滦入唐和引青济秦等工程，将潘家口、大黑汀等水库与南水北调联合调度，实现长江水与滦河水的合理配置；通过京密引水渠，将密云、怀柔等水库与南水北调联合调度，实现长江水与北三河水的合理配置，从而改善滦冀平原和北三河东部平原等非受水区的生态环境。 四、实现流域水资源合理配置的保障措施 实现流域水资源的合理配置，必须在体制、政策、经济、法律、工程、技术等方面给予必要的保障与支持。 一是在管理体制上，流域机构要站在全流域的高度，实行水资源统一管理。在水资源配置上，起省际宏观调控作用，协调上下游、左右岸，实行总量控制。要实行流域管理与区域管理相结合，以流域为单元进行水资源的统一调度。 二是在政策上，南水北调实施后，要建立一套促进水资源优化配置的价格体系。比如，为促进节水，实行定额水价、差别水价、累进加价，水费构成中要有污水处理费。再如，优水优价，同区同价，鼓励使用再生水、微咸水、海水等非常规水源。 三是在经济上，在明晰水权的基础上，在流域宏观调控的指导下，打破水交易壁垒，放开水市场，建立水银行，通过规范的水市场作用，使水向着用水少、效率高的产业和地区流动，如高新技术产业、服务业，促进海河流域产业结构的调整。 四是在法律上，要按照《水法》及相关水法规，依法从事水事活动。同时还要针对南水北调实施后的情况，建立相关的水利法律法规，如“流域法”“南水北调工程管理条例”等，填补法律空白。建议立法先行，应未雨绸缪，以便通水后就有法可依，有章可循，为依法进行水资源的合理配置提供依据。 五是在工程上，建议在东、中线的规划设计上，海河流域内应设立必要的出口和调蓄工程等，以充分满足水资源配置的要求。各省市的配套工程也应考虑多水源的利用，为合理配置创造工程条件。六大横向河系也要建设一些出、入口联系工程。 六是在技术上，充分利用信息技术手段，保证配置的科学性和合理性，提高用水效率。相信在不久的将来，借助信息技术手段，能够实现全流域用水“年计划、月控制、旬调整，实时监测、随机调度”的高层次的管理目标。 （作者为水利部海河水利委员会主任、教授级高级工程师） |