黃河流域水資源開(kāi)發(fā)利用分析與評(píng)價(jià)

黨麗娟

(1.國(guó)家發(fā)改委國(guó)土開(kāi)發(fā)與地區(qū)經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100038；2.中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院國(guó)土開(kāi)發(fā)與地區(qū)經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100038)

黃河流域作為我國(guó)重要的生態(tài)屏障和重要的經(jīng)濟(jì)地帶，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)安全方面具有十分重要的地位。2019年9月18日，習(xí)近平總書記作出了加強(qiáng)黃河治理保護(hù)、推動(dòng)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的重大部署。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，與京津冀協(xié)同發(fā)展、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展、粵港澳大灣區(qū)建設(shè)、長(zhǎng)三角一體化發(fā)展一樣，是重大國(guó)家戰(zhàn)略。然而，黃河流域水資源嚴(yán)重短缺限制了流域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明安全。2018年黃河流域水資源總量?jī)H占全國(guó)的2.6%，承擔(dān)了全國(guó)12.0%的人口和17.0%的耕地以及50多座大中城市的供水任務(wù)，流域水資源開(kāi)發(fā)利用率高達(dá)80.0%，遠(yuǎn)超一般流域40.0%生態(tài)警戒線，這使本就短缺的水資源更加捉襟見(jiàn)肘。因此，摸清現(xiàn)狀流域水資源開(kāi)發(fā)利用情況，對(duì)比分析各地市用水水平，對(duì)提高各地市用水效率和節(jié)水水平，合理規(guī)劃人口、城市和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)流域綠色高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)與評(píng)價(jià)指標(biāo)

黃河流域流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、山東9個(gè)省區(qū)，涉及69個(gè)地區(qū)(州、盟、市)。2018年流域省份總?cè)丝?.2億，占全國(guó)30.3%；地區(qū)生產(chǎn)總值23.9萬(wàn)億元，占全國(guó)26.5%。由于黃河流域流經(jīng)范圍較大，各地自然條件、資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的空間分異特征顯著，本研究采用省級(jí)、地區(qū)(州、盟、市)兩個(gè)尺度進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)范圍以行政界線為準(zhǔn)。

本研究所采用的用水指標(biāo)為人均綜合用水量、畝均灌溉用水量、萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量和居民生活用水量共5項(xiàng)指標(biāo)，表征各個(gè)評(píng)價(jià)單元的用水水平。數(shù)據(jù)來(lái)源于1998—2018年《黃河水資源公報(bào)》以及各省相應(yīng)年份的《水資源公報(bào)》，部分缺失的數(shù)據(jù)通過(guò)各地統(tǒng)計(jì)年鑒、《中國(guó)水利統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)補(bǔ)齊。本研究在時(shí)間序列層面選取了黃河流域各省1998—2018年的數(shù)據(jù)，以期評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)，空間分析層面選取了流域69個(gè)地區(qū)(州、盟、市)2010—2018年的數(shù)據(jù)，可為各地區(qū)提出因地制宜的水資源開(kāi)發(fā)利用方式與節(jié)水策略。

2 黃河流域用水結(jié)構(gòu)的時(shí)空分異特征

2.1 黃河流域水資源現(xiàn)狀分析

2.1.1 水資源總量及時(shí)間變化趨勢(shì)

從水資源稟賦來(lái)看，黃河流域水資源較為貧乏，且以地表水資源為主。2017年黃河流域水資源總量為659.30億m3，占全國(guó)水資源量的2.60%，在全國(guó)七大江河中居第5位。1998—2018年間黃河流域水資源總量整體呈現(xiàn)出振蕩增加的趨勢(shì)。流域水資源總量從1998年的549.48億m3增至2018年的774.17億m3，年均增長(zhǎng)率為1.15%。地表水資源量變化趨勢(shì)與之相一致，年均增長(zhǎng)率為1.43%；相比地表水而言，地下水資源量保持較為穩(wěn)定的趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)率僅為0.51%。

2.1.2 水資源量的空間分布特征

黃河流域水資源總量的空間分布極不均勻，水資源總量在空間上呈現(xiàn)出由西向東遞減的趨勢(shì)。空間分布上，黃河流域地表水的空間分布與水資源總量的分布特征較一致，也表現(xiàn)出由西向東、上游至下游水量遞減的趨勢(shì)；而地下水的空間分布呈現(xiàn)出上游高、下游次高、中游低的分布特征。地下水資源量比較豐富的地區(qū)主要是沿河地區(qū)，包括流域上游的青海，四川阿壩、甘孜；中游的西安、寶雞、商洛，鄂爾多斯，山西省呂梁、晉中、臨汾、運(yùn)城，以及河南省洛陽(yáng)、三門峽等；下游的洛陽(yáng)、新鄉(xiāng)，菏澤至濟(jì)南、德州等地區(qū)。

2.2 水資源利用的結(jié)構(gòu)分析

2.2.1 供用水量與供用水結(jié)構(gòu)

黃河流域以地表供水為主。2018年黃河流域的供水總量為395.60億m3，其中地表水、地下水、其他供水量分別占全流域總供水量的比重為66.63%、30.06%、3.31%。與其他流域相比，黃河流域地下水和其他水源的供水量占比相對(duì)較高。從時(shí)間變化趨勢(shì)上看，黃河流域供水量總體呈穩(wěn)定狀態(tài)，地表供水量變化趨勢(shì)與之一致，地下供水量基本維持穩(wěn)定，其他水源供水量保持小幅度增長(zhǎng)的趨勢(shì)。具體來(lái)看，流域供水總量從1998年的497.12億m3增加至2018年的516.22億m3，年均增長(zhǎng)0.19%，其中地表水供水量的比重從74.40%增至77.30%，地下水供水量的比重從25.60%降至22.70%。

黃河流域以農(nóng)業(yè)用水為主，工業(yè)、城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村人畜用水量的比重相對(duì)較小。具體來(lái)看，2018年黃河流域農(nóng)業(yè)用水量為273.20億m3，占流域總用水量的69.06%，遠(yuǎn)高于世界發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)用水占全社會(huì)用水比重40%的水平，也高于發(fā)展中國(guó)家60%～65%的水平。工業(yè)用水量為56.80億m3，生活用水量為48.30億m3，生態(tài)環(huán)境用水量為17.30億m3，分別占用水總量的14.36%、12.21%、4.37%；相對(duì)于其他流域而言，黃河流域農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境用水量分別占全國(guó)的比重為7.25%、4.44%、5.76%和10.69%，遠(yuǎn)低于長(zhǎng)江流域26.39%、56.69%、37.98%、14.76%的用水水平。

從1998—2018年用水結(jié)構(gòu)的變化來(lái)看(見(jiàn)表1)，農(nóng)業(yè)用水的比例總體下降了11.44%，主要減少的是地表水的利用量，比例下降了16.43%，地下水利用量增加了1.13%；工業(yè)用水、生活用水的比例均有所增加，增幅分別為0.41%和5.34%。其中，工業(yè)用水主要增加的是地表水，地下水利用量減少了8.53%。生活用水占地表水和地下水的比重均增加，增幅分別為5.90%、4.80%。

表1 1998—2018年黃河流域各部門用水量的變化情況 單位：億m3

總體來(lái)看，流域用水表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)用水減少、工業(yè)用水基本穩(wěn)定、居民生活用水和生態(tài)用水增加，其中農(nóng)業(yè)用水主要削減了地表水取水量。由于黃河流域水資源量有限，大部分地區(qū)水資源供給已近極限，且受到水資源分配方案的限制，無(wú)論地區(qū)的水資源需求多大，用水總量也無(wú)法繼續(xù)增長(zhǎng)，這也是黃河流域用水量保持穩(wěn)定趨勢(shì)的原因。

2.2.2 各地用水量的時(shí)空變化特征

山東、內(nèi)蒙古、河南和寧夏是用水量相對(duì)較多的地區(qū)。從各地用水量的時(shí)間變化趨勢(shì)來(lái)看，黃河流域各省區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度、速度以及用水水平、水利工程及設(shè)施水平各異，導(dǎo)致各地用水結(jié)構(gòu)的變化。自“八七”分水方案實(shí)施以來(lái)，甘肅、寧夏實(shí)際耗水量年年超分配指標(biāo)，內(nèi)蒙古、山東近10年來(lái)每年均超出年度分水指標(biāo)10.00億m3以上。1998—2018年，山東、山西、河南等省份用水總量占比降低，寧夏、陜西、內(nèi)蒙古3省區(qū)用水總量占比增加。

從黃河流域各省份用水結(jié)構(gòu)的時(shí)間變化趨勢(shì)來(lái)看(見(jiàn)圖1)，農(nóng)業(yè)用水方面：大部分省份農(nóng)業(yè)用水占比均減少，其中山東、河南、內(nèi)蒙古降幅均高于20.00%，僅四川、甘肅農(nóng)業(yè)用水占比顯著增加，增幅分別為40.25%、16.28%。工業(yè)用水方面：工業(yè)用水占比減少的有甘肅、山西、青海、陜西等，甘肅減幅最大，為21.49%，其余3省份減幅均在4.00%以下；山東、內(nèi)蒙古、河南、四川的工業(yè)用水占比均小幅增加。生活用水方面：僅四川省比重減少，降低了44.08%，其余省份均增加，增幅較大的有河南、山東，增幅分別為19.51%、10.22%。

圖1 1998—2018年黃河流域各省份用水結(jié)構(gòu)比重的變化情況

國(guó)家將黃河流域高質(zhì)量發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略，在國(guó)家主體水功能區(qū)格局變動(dòng)以及建設(shè)水生態(tài)文明的背景下，流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)在快速發(fā)展，即使目前的用水量保持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定狀態(tài)，由于區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)面臨高速、高質(zhì)量發(fā)展的背景，未來(lái)水資源的需求將進(jìn)一步加大，經(jīng)濟(jì)社會(huì)、環(huán)境和生態(tài)之間的用水競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，水資源短缺的壓力還會(huì)有所增大，流域性整體水資源缺乏將是常態(tài)，這種并非均衡的水資源開(kāi)發(fā)狀態(tài)將不可持續(xù)。

從用水量的現(xiàn)狀空間分布上看，流域用水量相對(duì)集中，主要分布在寧夏、內(nèi)蒙古、甘肅河套地區(qū)，如巴彥淖爾、鄂爾多斯、石嘴山、銀川、吳忠以及威武市等，以及下游沿黃地區(qū)。這兩個(gè)區(qū)域的用水量約占總用水量的68.00%；渭河、汾河流經(jīng)的西安、咸陽(yáng)、渭南、運(yùn)城、臨汾、太原等地用水量也相對(duì)較大。

由于黃河流域農(nóng)業(yè)灌溉方式以非充分灌溉為主，枯水年一般多采用地下水和水庫(kù)蓄水來(lái)滿足農(nóng)業(yè)用水。從地下水利用情況的空間分布看，黃河流域上游青海、寧夏、四川等地，寧蒙平原灌區(qū)及下游流域沿黃平原灌區(qū)，地下水資源量豐富，利用率較低，尚有較大開(kāi)發(fā)潛力。而流域內(nèi)地下水利用率超過(guò)40%的城市共28個(gè)，占流域內(nèi)城市總數(shù)的40%，分布在黃河流域的中下游地區(qū)，如內(nèi)蒙古的烏蘭察布、鄂爾多斯，河南省的安陽(yáng)、開(kāi)封、鶴壁，山東淄博等城市。經(jīng)過(guò)地下水資源的長(zhǎng)期過(guò)量開(kāi)采，部分區(qū)域地下水水位持續(xù)下降，有的城市附近出現(xiàn)地下水漏斗和地面沉降現(xiàn)象。

根據(jù)2018年《黃河水資源公報(bào)》，山西、河南共有5個(gè)淺層地下水降落漏斗區(qū)，甘肅、寧夏和陜西共計(jì)有36個(gè)地下水超采區(qū)，均屬于中小型超采。西安、太原、洛陽(yáng)、呼和浩特等市，地下水位逐年降低，形成了較大范圍的地下水漏斗。地下水超采嚴(yán)重的地區(qū)，一方面形成了大范圍地下水降落漏斗，產(chǎn)生一系列地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害；另一方面也在一定程度上襲奪地表水，對(duì)河川徑流產(chǎn)生很大影響，進(jìn)一步加大了水資源安全保障的壓力。

從部門用水用途的空間差異來(lái)看，黃河流域用水主要以農(nóng)業(yè)灌溉為主，農(nóng)業(yè)用水地區(qū)差異較大成為流域上中下游用水量差異較大的主要原因。總體來(lái)看，黃河流域各地市(州)農(nóng)業(yè)用水比例為17.20%～93.95%。受到流域氣候條件、水資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、作物種植結(jié)構(gòu)等因素的影響，農(nóng)業(yè)用水占地區(qū)總用水量60%以上的地區(qū)(全國(guó)平均水平)主要有巴彥淖爾、吳忠、海南州、海北州、中衛(wèi)、武威、德州、石嘴山、黃南州、運(yùn)城、白銀、臨夏州等地。根據(jù)《中國(guó)水利統(tǒng)計(jì)年鑒》，這些地區(qū)的農(nóng)田灌溉面積總計(jì)11314.94萬(wàn)畝，占全流域灌溉面積的72.06%，灌溉用水量占全流域的78.05%；農(nóng)業(yè)用水占比低于40%的地區(qū)主要有榆林、銅川、晉城、萊蕪、西安、洛陽(yáng)、三門峽、烏海、太原、鄭州、阿拉善盟、陽(yáng)泉等地，其主要分布在中游地區(qū)，灌溉面積占全流域灌溉面積的7.00%，灌溉用水量?jī)H占5.35%。

黃河流域工業(yè)用水量總體上較小。與全國(guó)平均水平相比，2018年黃河流域工業(yè)用水占流域用水總量的比重高于全國(guó)平均值的地級(jí)市數(shù)量共21個(gè)，占流域地級(jí)市總數(shù)的1/3，主要分布在黃河流域中下游地區(qū)，如陽(yáng)泉、晉城、洛陽(yáng)、太原、淄博、三門峽、烏海、包頭、榆林等資源型城市和全國(guó)老工業(yè)基地，分布了大量煤化工、電力、鋼鐵等高耗水產(chǎn)業(yè)，是造成工業(yè)用水較為集中的重要原因。以內(nèi)蒙古為例，2001—2018年用水總量增長(zhǎng)了8.00%，但工業(yè)用水量增長(zhǎng)了89.00%。

黃河流域生活用水量總體上高于全國(guó)平均水平。2018年黃河流域生活用水占流域用水總量的比重高于全國(guó)平均值的地級(jí)市數(shù)量共39個(gè)，占流域地級(jí)市總數(shù)的55.70%，主要分布在黃河流域中下游地區(qū)，如鄭州、太原、洛陽(yáng)、西安等，這些地區(qū)大致可分為兩類，一類是省會(huì)或重要的經(jīng)濟(jì)城市，集聚人口數(shù)量較多，生活用水量較大；另一類是以農(nóng)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)的地區(qū)，如阿壩州、甘孜州、果洛州以及玉樹(shù)等地。這些地區(qū)農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)，第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值占當(dāng)?shù)谿DP的22.50%以上，工業(yè)需水量不大，因此生活用水量相對(duì)寬松。

2018年黃河流域生態(tài)需水占流域用水總量的比重高于全國(guó)平均值的地級(jí)市數(shù)量共35個(gè)，占流域地級(jí)市總數(shù)的1/2，主要分布在黃河流域中上游地區(qū)，如阿拉善盟、烏海、忻州、鄂爾多斯等，這些地區(qū)是我國(guó)主要的生態(tài)功能區(qū)所在地。

3 用水指標(biāo)分析

從全流域的角度看，黃河流域各項(xiàng)用水指標(biāo)中，除萬(wàn)元GDP用水量85.69m3較全國(guó)66.80m3的平均水平偏多外，其余指標(biāo)均優(yōu)于全國(guó)平均水平。具體而言，2018年黃河流域人均綜合用水量為419.24m3/人，略低于全國(guó)432.00m3/人的平均水平，但高于同屬資源型缺水的淮河流域和海河流域用水水平；實(shí)際灌溉畝均用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量顯著低于全國(guó)平均水平，相當(dāng)于全國(guó)平均水平的63.00%。此外，黃河流域農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅0.490，低于全國(guó)0.554的平均水平，與發(fā)達(dá)國(guó)家0.700～0.800的系數(shù)差距很大，流域半數(shù)以上的水資源損失于渠道輸送過(guò)程中，也意味著黃河流域灌溉用水理論上仍有較大的節(jié)水空間。

從各項(xiàng)用水指標(biāo)的時(shí)間變化趨勢(shì)來(lái)看，與2000年相比，黃河流域人均綜合用水量年均增長(zhǎng)率為0.50%，高于全國(guó)0.03%的平均水平。萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量的年降低率分別高于全國(guó)11.56%、3.47%的平均水平，在各項(xiàng)指標(biāo)中減少幅度和速率最為顯著。農(nóng)業(yè)實(shí)際灌溉畝均用水量減少了28.15%。城鎮(zhèn)人均生活日用水量年降低率為1.26%，表明了在人口不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)下，城鎮(zhèn)居民節(jié)水水平有了一定程度地提升。

3.1 人均綜合用水量

人均綜合用水量的空間差異顯著，各地人均綜合用水量最高值為阿拉善盟的4558.94m3/人，最低值為陜西省榆林市的80.34m3/人，前者約為后者的57倍。人均綜合用水量是用水總量與總?cè)丝诘谋戎?，因受人口密度、?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、作物組成、節(jié)水水平、氣候因素和水資源條件等多種因素的影響，各省級(jí)行政區(qū)的人均用水量差別很大。

3.2 畝均灌溉用水量

黃河流域畝均灌溉用水量水平為322.6m3/畝，低于全國(guó)449.0m3/畝的平均水平。從時(shí)間變化趨勢(shì)上來(lái)看，2000—2018年黃河流域畝均灌溉用水量的減少幅度差異較大，其中寧夏、山東、內(nèi)蒙古等省區(qū)的降幅介于34.00%～40.00%之間，年降低率均在2.30%左右，陜西、青海和四川省的年降低率僅為0.60%以下，與其他幾項(xiàng)用水指標(biāo)相比，畝均灌溉用水量的變化率相對(duì)較小。

流域內(nèi)畝均灌溉用水量指標(biāo)的空間差異顯著，總體表現(xiàn)出上游明顯高于下游地區(qū)。從省區(qū)來(lái)看，寧夏、青海的指標(biāo)值較高，河南、山東、山西的指標(biāo)值較低，2018年指標(biāo)值最高的是寧夏722.2m3/畝，最低的是河南151.1m3/畝，兩者相差近5倍。各地畝均灌溉用水量最高值為海西州的730.0m3/畝，最低值為呂梁的51.0m3/畝，前者約為后者的14倍，低于全國(guó)平均水平365.0m3/畝的地市數(shù)量占流域的62.90%。這些明顯的地域差異主要源于各地區(qū)氣候、土壤、主要耕種作物需水量的不同，同時(shí)水利設(shè)施建設(shè)、灌溉技術(shù)及用水水平不同也是引起農(nóng)田灌溉畝均用水量差異的重要原因。

具體來(lái)看，寧夏灌區(qū)和河套灌區(qū)作為黃河流域兩個(gè)大的灌區(qū)，均地處干旱地區(qū)，降水量小，作物蒸散發(fā)能力大，耗水量也遠(yuǎn)大于下游平原地區(qū)[1]。以灌溉農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)，如海西州、巴彥淖爾、石嘴山、吳忠、中衛(wèi)等在上游地區(qū)，土地平整度較差，引水方便，大部分均采用大水漫灌、串灌等粗放的灌溉方式，尤其是寧夏、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)和下游引黃灌區(qū)更為嚴(yán)重，漫灌用水量占總灌溉用水量的80.00%左右。此外，流域內(nèi)節(jié)水灌溉的空間分布也不均衡，節(jié)水灌溉面積比例最高的是山西省，占51.52%，最少的是內(nèi)蒙古，占3.45%，因此畝均灌溉用水量明顯高于下游非引黃灌區(qū)。

此外，作物種植結(jié)構(gòu)的差異也影響用水量。寧夏、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)典型種植結(jié)構(gòu)是一年一熟，其中水稻需水定額較高，關(guān)中地區(qū)一年兩熟，水稻種植面積較少，所種植的夏玉米基本上不需要灌溉[2]。由此可見(jiàn)，氣候和蒸散發(fā)條件造成的灌溉定額高低不一是不可避免的，但種植結(jié)構(gòu)和用水水平、灌溉方式是可以選擇改變的，這也為黃河流域未來(lái)農(nóng)業(yè)節(jié)水提供了方向。

3.3 萬(wàn)元GDP用水量

黃河流域萬(wàn)元GDP用水量水平總體平均為85.69m3，用水量較全國(guó)萬(wàn)元GDP用水量66.80m3的平均水平要大。流域內(nèi)萬(wàn)元GDP用水量指標(biāo)的空間差異顯著，從省域來(lái)看，山東、陜西和河南省指標(biāo)值低于50.00m3，寧夏、甘肅和內(nèi)蒙古指標(biāo)值均在100.00m3以上。2018年萬(wàn)元GDP用水量最多的是甘肅136.19m3，最低的是山東27.81m3。流域內(nèi)各地市指標(biāo)值的巨大差異同樣存在，萬(wàn)元GDP用水量最少的是榆林市7.12m3，用水量最多的是巴彥淖爾627.97m3，兩者相差88倍。高于發(fā)達(dá)國(guó)家用水水平的地市數(shù)量占流域的41.40%，高于全國(guó)平均水平的地區(qū)占64.29%，低于流域平均水平的地區(qū)數(shù)量占比24.29%。

從變化趨勢(shì)來(lái)看，各省份年降低率均在10.00%以上，其中寧夏的年降低率最大，為14.94%，山西的年降低率最小，為10.72%。由此可見(jiàn)，流域內(nèi)萬(wàn)元GDP用水水平較低的地市數(shù)量少，但指標(biāo)值極低，拉低了流域整體水平?？臻g分布格局總體表現(xiàn)出中下游地區(qū)明顯高于上游地區(qū)，這種差異主要受自然資源條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響[3]，黃河流域大部分地市農(nóng)業(yè)占比較高，工業(yè)用水較為粗放，同時(shí)也反映部分地方節(jié)水工作存在較大差距，節(jié)水還有很大潛力。

黃河流域萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量水平為25.96m3，優(yōu)于全國(guó)41.3m30的平均水平，已達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的用水水平。流域內(nèi)各地市指標(biāo)值差異巨大，各地萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量少的為榆林、呂梁市，分別為3.23m3、2.29m3，多的為玉樹(shù)208.00m3、威武94.60m3。近68.60%的地市萬(wàn)元GDP用水量少于流域平均水平，主要分布在太原城市群、呼包鄂榆地區(qū)、中原經(jīng)濟(jì)區(qū)、關(guān)中—天水地區(qū)、蘭州—西寧地區(qū)、寧夏沿黃地區(qū)等，這些地市是我國(guó)重要的資源和能源基地，工業(yè)結(jié)構(gòu)以高耗水工業(yè)比重偏大為主要特征，而工業(yè)用水水平較高，用水相對(duì)節(jié)約。

從時(shí)間變化趨勢(shì)上來(lái)看，2000—2018年黃河流域萬(wàn)元工業(yè)增加值減少幅度均在90.00%左右，其中青海、山西、寧夏、甘肅等省份的年降低率均在15.00%左右，其余省份年降低率也在10.00%以上，可見(jiàn)萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量減少幅度巨大，這與我國(guó)實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度關(guān)系密切[4]，通過(guò)合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局和結(jié)構(gòu)，推廣先進(jìn)節(jié)水技術(shù)工藝，流域內(nèi)工業(yè)用水水平得到了極大的提高，未來(lái)工業(yè)節(jié)水的方向應(yīng)是提高工業(yè)重復(fù)水利用率、減少工業(yè)廢水排放等。

3.4 居民生活用水量

黃河流域城鎮(zhèn)居民生活用水量水平為126.53m3/人，遠(yuǎn)低于全國(guó)225.00m3/人的平均水平。2000—2018年居民生活日用水量的年均增長(zhǎng)率為0.15%。分省區(qū)來(lái)看，除內(nèi)蒙古有所減少外，其他省份均表現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中陜西、山西的年均增長(zhǎng)率最高，青海、甘肅最低。從地市的水平來(lái)看，流域內(nèi)各地城鎮(zhèn)居民生活用水量較高的有濟(jì)源、鄭州、吳忠、西安、石嘴山，均在200.00m3/人以上，主要以流域中下游地區(qū)省會(huì)城市為主；較低的有沂州、玉樹(shù)、果洛、甘孜、晉中等，主要分布在流域上游青海、四川、內(nèi)蒙古和山西等地，用水量均在70.00m3/人以下，極值相差約3倍，城鎮(zhèn)化建設(shè)和居民生活水平的地域差異造成了居民生活用水量的區(qū)域差異[5]。

總體來(lái)看，除農(nóng)村居民日生活用水量是在穩(wěn)定增加以外，其余用水指標(biāo)均在減少。萬(wàn)元GDP用水量和萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量減少的幅度最大，其次是畝均灌溉用水量和人均綜合用水量。究其原因，萬(wàn)元GDP用水量減少主要是第二、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速的原因；萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量顯著減少，除剝離農(nóng)業(yè)用水影響外，也得益于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的升級(jí)換代，以及工業(yè)節(jié)水力度不斷加強(qiáng)等因素；畝均灌溉用水量雖有所減少，但幅度不大，也說(shuō)明目前流域農(nóng)業(yè)節(jié)水空間有限[6]；城鎮(zhèn)生活水平提高而人均生活用水量基本穩(wěn)定，反映出生活節(jié)水取得成效，農(nóng)村人均生活用水量不斷上升，與農(nóng)村的生活水平與收入水平的增加有關(guān)。

4 水資源的開(kāi)發(fā)利用

本研究采用“水資源利用率”(the utilization ratio of water resources)概念[7]來(lái)表征一個(gè)流域或區(qū)域內(nèi)水資源開(kāi)發(fā)利用程度的總體情況，表示為流域內(nèi)地表水和地下水總供水量占該范圍內(nèi)總水資源量的百分比，該指標(biāo)計(jì)算過(guò)程中不包含調(diào)入該范圍內(nèi)的供水量和水資源量。以黃河流域?yàn)檎w來(lái)計(jì)算，2017年黃河流域地表水開(kāi)發(fā)利用率高達(dá)71.60%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際公認(rèn)的40.00%的水資源開(kāi)發(fā)生態(tài)警戒線，與國(guó)內(nèi)外大江大河相比，水資源利用程度屬較高水平。

從流域內(nèi)部分省區(qū)來(lái)看，2017年青海、四川、陜西的水資源利用率分別為3.27%、10.80%和20.22%，低于國(guó)際上公認(rèn)的地表水合理開(kāi)發(fā)利用程度30.00%；甘肅、河南、山西、內(nèi)蒙古4省區(qū)的水資源利用率分別為46.97%、54.03%、54.30%和59.54%，均低于70.00%的開(kāi)發(fā)利用水平；而山東省水資源利用率為89.01%，已面臨水資源嚴(yán)重短缺和生態(tài)惡化等問(wèn)題；寧夏水資源利用率遠(yuǎn)超過(guò)100%，為極限利用區(qū)，需要通過(guò)超采地下水或從黃河引水來(lái)滿足用水需求。據(jù)2018年《寧夏水資源公報(bào)》，黃河水占地區(qū)總供水量的88.05%，同時(shí)全區(qū)用水管理較為粗放，用水效率較低，導(dǎo)致全區(qū)大部分地區(qū)都面臨著非常高的供水壓力。

分地級(jí)市來(lái)看，流域內(nèi)部水資源利用率的空間差異特征顯著。水資源處于極限利用的城市最多，此類城市數(shù)量占全流域地市的比重為37.14%，水資源處于低度利用的地區(qū)數(shù)量位居第二，占比30.00%，大部分位于黃河上游地區(qū)；具體來(lái)看，水資源利用率低于30.00%的地區(qū)，包括青海、四川、甘肅固原以南地區(qū)、陜西榆林、山西晉城以及河南商洛，這些地區(qū)河流健康程度較高，主要是黃河流域上游地區(qū)；水資源的開(kāi)發(fā)利用處于合理范圍內(nèi)的地區(qū)，即水資源利用率低于40.00%，包括西寧、銅川、三門峽、沂州、長(zhǎng)治；而利用率超過(guò)70.00%的地區(qū)，主要分布在中下游地區(qū)，包括鄂爾多斯、烏蘭察布、臨汾、晉中、陽(yáng)泉，以及山東泰安以北地區(qū)；水資源利用率超過(guò)100%的地區(qū)，處于極限短缺狀態(tài)，包括寧夏銀川、吳忠、烏海、巴彥淖爾、包頭、大同、太原、咸陽(yáng)、以及河南大部分地區(qū)以及山東德州、聊城、菏澤等地，見(jiàn)圖2。

圖2 黃河流域水資源利用率的空間分布此圖根據(jù)國(guó)家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖(審圖號(hào)：GS(2019)1827號(hào))繪制

5 結(jié)論與啟示

5.1 結(jié)論

a.黃河流域水資源較為貧乏，且以地表水資源量為主，在空間上呈現(xiàn)出由西向東、上游至下游水量遞減的趨勢(shì)。流域以地表供水為主，農(nóng)業(yè)用水是大戶，占流域總用水量的69.06%。1998—2018年用水趨勢(shì)表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)用水減少、工業(yè)用水基本穩(wěn)定、居民生活用水和生態(tài)用水增加的特征。其中，農(nóng)業(yè)用水主要減少的是地表水的利用量，工業(yè)用水以增加地表水利用量、削減地下水利用量為主要特征。分省來(lái)看，山東、山西、河南、四川、甘肅、青海等省份用水總量比重有所降低，寧夏、陜西、內(nèi)蒙古有所增加。

b.流域的用水量集中分布在寧夏、內(nèi)蒙古河套地區(qū)。上游青海、寧夏、四川等地，地下水資源利用率較低，尚有較大開(kāi)發(fā)潛力。農(nóng)業(yè)用水占比較高的地區(qū)主要有巴彥淖爾、吳忠、海南州、武威、德州等地，占比低于40.00%的地區(qū)主要有榆林、銅川、晉城、西安、洛陽(yáng)、三門峽、太原、鄭州等地，主要分布在中游地區(qū)；工業(yè)用水占比較高的地區(qū)主要分布在陽(yáng)泉、晉城、太原、烏海、包頭、榆林等資源型城市和全國(guó)老工業(yè)基地；生活用水占比較高的地區(qū)主要分布在黃河流域中下游地區(qū)，主要以省會(huì)或重要的經(jīng)濟(jì)城市或農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)的城市為主；生態(tài)需水占比較高的地區(qū)主要分布在黃河流域中上游地區(qū)，如阿拉善盟、烏海、鄂爾多斯等，是我國(guó)主要的生態(tài)功能區(qū)所在地。

c.用水指標(biāo)方面，黃河流域各地市萬(wàn)元GDP用水量平均水平為85.69m3，較全國(guó)平均水平偏大。除農(nóng)村居民日生活用水量穩(wěn)定增加以外，其余用水指標(biāo)均在減少，流域萬(wàn)元GDP用水量和萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量減少的幅度最大。水資源利用率方面，黃河流域地表水開(kāi)發(fā)利用率高達(dá)71.60%，屬較高水平。水資源低度利用區(qū)主要包括青海、四川省大部分地區(qū)、固原以南地區(qū)、榆林、晉城以及商洛等地；適度和飽和利用區(qū)包括西寧、銅川、三門峽、沂州、長(zhǎng)治；重度利用區(qū)主要分布在中下游地區(qū)，包括鄂爾多斯、烏蘭察布、臨汾、晉中、陽(yáng)泉，以及山東泰安以北地區(qū)；極限利用區(qū)占比最高，包括銀川、吳忠、烏海、巴彥淖爾、包頭、大同、太原、咸陽(yáng)、以及河南大部分地區(qū)以及山東德州、聊城、菏澤等地。

5.2 啟示

考慮到未來(lái)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展、重要城市群和經(jīng)濟(jì)區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，在各類功能區(qū)的保護(hù)與發(fā)展的前提下，未來(lái)流域各部門的需水量必將處于長(zhǎng)期增長(zhǎng)的趨勢(shì)。而受到自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等條件的限制，流域的供水量也將繼續(xù)維持在現(xiàn)有的穩(wěn)定水平，那么流域的水資源供需矛盾將進(jìn)一步激化。

從流域的水資源開(kāi)發(fā)利用分析結(jié)果中可知，在國(guó)家最嚴(yán)格的水資源管理制度下，得益于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的升級(jí)換代，以及工業(yè)節(jié)水力度不斷加強(qiáng)等因素，流域萬(wàn)元GDP用水量和萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量大幅度降低，已經(jīng)低于全國(guó)的平均用水水平，有的地區(qū)甚至低于發(fā)達(dá)國(guó)家的用水水平，表明通過(guò)合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局和結(jié)構(gòu)，推廣先進(jìn)節(jié)水技術(shù)工藝，流域內(nèi)工業(yè)用水水平能夠得到極大的提高，未來(lái)工業(yè)節(jié)水的方向應(yīng)是提高工業(yè)重復(fù)水利用率、減少工業(yè)廢水排放等。農(nóng)業(yè)方面，畝均灌溉用水量雖有所減少，但幅度不大，說(shuō)明目前流域農(nóng)業(yè)節(jié)水空間有限，流域未來(lái)農(nóng)業(yè)節(jié)水方向則應(yīng)將改變種植結(jié)構(gòu)和灌溉方式，提升灌溉設(shè)施與用水水平等作為重點(diǎn)。