黃河流域?qū)幭慕】岛雍Ｗo與修復探索

金泰植 呂紅波 付震 馮亞耐

1 研究背景及需求分析

寧夏是我國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局的重要組成部分，保障著黃河上中游及華北、西北地區(qū)的生態(tài)安全。由于特殊的地理位置及資源性缺水等客觀因素，區(qū)內(nèi)河湖濕地以引黃補水為主要水源，僅夠基本維持現(xiàn)狀水面。一方面，隨著生活水平提高，生態(tài)用水量需求不斷加大；另一方面，有限的黃河水資源須優(yōu)先保障生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水需求。因此，在區(qū)域范圍尺度下，如何提高水資源再生與循環(huán)利用率，節(jié)約并替代寶貴的黃河水資源，為河湖生態(tài)補水尋找可能途徑，成為亟需解決的問題。

2 區(qū)域概況

寧夏是唯一全境屬于黃河流域的省區(qū)，因黃河而生、因黃河而興。全區(qū)近90%的水資源來自黃河，近60%的耕地灌溉用黃河水、78%的人口飲用黃河水。寧夏生態(tài)環(huán)境脆弱，86%的地域年降水量在300 mm 以下，西、北、東三面被沙漠或沙地包圍，生態(tài)環(huán)境敏感復雜。南部水土流失、中部土地沙化和草地退化、沿黃濕地水體污染、引黃灌區(qū)土壤污染和次生鹽漬化、地下水位下降等生態(tài)問題，都是制約全區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。多年來，按照“節(jié)水優(yōu)先、生態(tài)立區(qū)”的發(fā)展思路，寧夏以不到40 億m3的黃河水資源量，保障了全區(qū)近700 萬人民、近60 萬hm2（900 萬畝）灌區(qū)、寧東能源基地、湖泊濕地等城鄉(xiāng)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)的用水，為自治區(qū)經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)支撐。

3 河湖濕地變化及問題

寧夏河湖濕地以北部區(qū)域為主，主要分布在黃河干流兩岸的黃河沖洪積平原，包括河流濕地和湖泊濕地兩大類。20 世紀50 年代銀川平原湖泊濕地面積約530 km2，隨著人類活動范圍的擴大，圍湖造田等現(xiàn)象時有發(fā)生，同時生產(chǎn)與生活用水成倍增加，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，各行業(yè)用水嚴重擠占了河湖生態(tài)用水，寧夏引黃灌區(qū)天然生態(tài)環(huán)境用水大量減少，加之各湖泊獨立分散缺乏水源等因素，寧夏湖泊濕地面積也隨之銳減，至20 世紀80—90年代，銀川平原區(qū)湖泊濕地面積約為240 km2，10 年間大約減少了51%。多地引水淤灌將濕地開發(fā)成農(nóng)田，導致靈武東湖、青銅峽連湖等大批湖泊逐漸萎縮和消亡，2000 年銳減至117 km2。2000 年后隨著河湖保護以及恢復工程的實施，逐漸恢復了部分湖泊濕地的生態(tài)補水，寧夏湖泊濕地面積減少的趨勢逐步得到抑制，但同時，這部分補給生態(tài)的水量，擠占了農(nóng)業(yè)用水，又帶來新的問題。目前寧夏水面面積1 km2及以上的湖泊有25 個，總水面面積205 km2。面積在1 km2以上的典型濕地有14 個，濕地面積656 km2。

寧夏主要河流有黃河干流及其支流，境內(nèi)黃河及其各級支流中，流域面積大于1 000 km2的有10條，大于10 000 km2的只有黃河與清水河2 條。黃河干流是寧夏主要的供水水源，流程397 km，占黃河全長的7%，多年平均入境水量297 億m3（1956—2016 年）。支流有清水河、苦水河等一級支流，葫蘆河、涇河等二級支流，另外還有黃河流域內(nèi)流區(qū)和內(nèi)陸河區(qū)。寧夏本地水資源總量為12.115 億 m3，平均產(chǎn)水模數(shù) 2.34 萬 m3/ km2，其中地表水資源9.056 億m3，地下水資源量計27.746 億m3，重復計算量24.687 億m3。水資源的分布極不均勻，境內(nèi)流域最大最小相差13.9 倍。其中涇河為產(chǎn)水最多的流域，地表水資源量2.12 億m3，其次為清水河流域 1.74 億 m3。

這些河流的主要特點是水少沙多，水質(zhì)差，年徑流變化大，水沙主要集中在7—9 月份，分別占全年水、沙量的60%和90%以上，枯水季節(jié)水量很少，礦化度較高，不易灌溉和人畜飲用。河流多屬季節(jié)性山洪性溝道，平時干涸，汛期則有山洪水下泄，但歷時甚短，難以利用。在平水和枯水年份，小洪水補給湖泊、濕地等，消耗于蒸發(fā)；在豐水年份，大洪水匯入排水溝，難以蓄用。隨著人口、經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，生活污水、工業(yè)廢水排放量急劇增加，處理廠排放標準偏低，且現(xiàn)有城市排水系統(tǒng)未實現(xiàn)雨污分離，導致部分水域未達到功能水體的要求，水污染形勢依舊嚴峻。

4 生態(tài)需水及缺水形勢分析

寧夏是我國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局“兩屏三帶一區(qū)多點”中“黃土高原-川滇生態(tài)屏障”、“北方防沙帶”和“其它點塊狀分布重點生態(tài)區(qū)域”的重要組成部分，是我國西部重要的生態(tài)屏障，在祖國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中具有特殊地位，生態(tài)區(qū)位十分重要，保障著黃河上中游及華北、西北地區(qū)的生態(tài)安全。

2018 年寧夏黃河流域內(nèi)各行業(yè)總用水量70.11億m3，總耗水量41.86 億m3，其中生態(tài)用水量為2.57 億m3，占總用水量的3.7%，生態(tài)耗水量為2.41億m3，占總耗水量的5.8%。農(nóng)業(yè)耗水最多，用水量59.65 億m3，耗水量34.31 億m3，分別占比85.1%和78.2%。如圖1 所示。

圖1 2001—2018年寧夏生態(tài)用、耗水變化趨勢圖

水資源短缺，掣肘生態(tài)環(huán)境建設(shè)。據(jù)寧夏相關(guān)研究，湖泊目標生態(tài)需水量合理區(qū)間為湖泊基本需水量的20%～70%，即湖泊目標生態(tài)需水量超過基本需水量20%～70%以上，才能維持基本的湖泊水體自凈能力。按40%計，現(xiàn)狀年湖泊基本補水量為2.2 億m3，則寧夏湖泊目標生態(tài)自凈缺水量0.88 億 m3。

寧夏湖泊主要由渠道補水以及農(nóng)田排水補給，其中排水溝道水質(zhì)較差，為Ⅳ類以下，湖泊水質(zhì)難以達到功能要求。銀川平原年平均降水量僅180～210 mm，蒸發(fā)量達1 000 mm 以上，目前湖泊現(xiàn)狀補水量約2.2 億m3，僅夠維持湖泊的蒸發(fā)量，使湖泊水面面積基本維持現(xiàn)狀。由于缺乏水體交換且蒸發(fā)作用強烈，各類污染物集聚在湖泊濕地之中，加重了湖泊水質(zhì)的惡化。如沙湖、閱海、星海湖等相繼出現(xiàn)了水質(zhì)不達標的情況。

近年來，自治區(qū)生態(tài)空間格局逐步形成，生態(tài)保護與建設(shè)總體形勢良好。但目前的生態(tài)保護形勢與黃河生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展要求相比，差距依然很大，區(qū)域環(huán)境承載能力低，生態(tài)依然脆弱。自2005 年寧夏實施節(jié)水型社會建設(shè)和落實最嚴格水資源管理制度以來，北部引黃灌區(qū)引黃河水量由1998 年的89.94 億m3的歷史最大值減少到2018年的59.08 億m3，減少了30.86 億m3。同時，引黃灌溉地下水埋深發(fā)生了較大變化。其中，青銅峽河西灌區(qū)地下水埋深由1998 年的1.52 m 下降到2.25 m，埋深增加了0.73 m；其他灌區(qū)地下水埋深也成下降趨勢，下降深度0.36～0.62 m。為維持寧夏引黃灌區(qū)生態(tài)綠洲安全，保障現(xiàn)有灌叢、草甸、沼澤濕地等生物多樣性，避免重蹈華北和民勤的老路，灌區(qū)地下水位埋深不能低于2.5 m。

因此，在不增加引黃分水指標的前提下，優(yōu)化現(xiàn)有水資源配置，成為寧夏地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展，建設(shè)黃河流域生態(tài)保護先行先試區(qū)的唯一途徑。

5 應(yīng)對策略

5.1 強化水資源剛性約束，促進經(jīng)濟發(fā)展與承載力相適應(yīng)

黃河水資源量相對固定，無法無限供給。需要在水資源可承載的基礎(chǔ)上，保障經(jīng)濟持續(xù)平穩(wěn)增長。強化水資源剛性約束，深入推進水資源消耗總量和強度雙控行動，對達到或超過取用水總量指標的地區(qū)，嚴格實施取水許可限批，將取水量控制在73.27 億m3以內(nèi)。制定取用水總量管控措施，強化計劃用水管理，加強用水過程控制。統(tǒng)籌協(xié)調(diào)生活、生產(chǎn)、生態(tài)各業(yè)用水，重點保障貧困地區(qū)水資源供給，維持重點河湖基本生態(tài)用水需求。強化多水源聯(lián)合配置能力，以黃河水為主，統(tǒng)籌配置當?shù)氐乇硭?、地下水和再生水、礦井水等水源。

5.2 以生態(tài)可持續(xù)發(fā)展為約束，推進水資源高效集約利用

今后一段時期，統(tǒng)籌山水林田湖草自然生態(tài)各要素，把握生態(tài)、生產(chǎn)、城鎮(zhèn)空間水資源動態(tài)平衡基礎(chǔ)上，充分挖掘社會水資源利用過程全鏈條、各環(huán)節(jié)節(jié)水潛力。

深化轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)節(jié)水模式。發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉和田間工程技術(shù)，優(yōu)化灌溉制度，實施灌區(qū)信息化管理，配套自動控制系統(tǒng)，加大輸配水管控，實現(xiàn)精準灌溉。在滿足灌區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，植被覆蓋不退化、湖泊濕地不萎縮的條件下，促進傳統(tǒng)節(jié)水農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代高效節(jié)水農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。

持續(xù)推進社會系統(tǒng)節(jié)水。堅持“全程、全面、全民”節(jié)水，深入實施“四大節(jié)水”行動，促進大型企業(yè)實施節(jié)水改造，提高工業(yè)用水效率。加快城鄉(xiāng)居民生活供水管網(wǎng)系統(tǒng)改造，強化節(jié)水器具使用。建立覆蓋主要農(nóng)作物、工業(yè)產(chǎn)品、城鄉(xiāng)生活及各地各行業(yè)用水定額體系和節(jié)水評價體系。加強節(jié)水型灌區(qū)、節(jié)水型企業(yè)、節(jié)水型社區(qū)等各類載體建設(shè)。持續(xù)深化水資源稅改革、農(nóng)業(yè)水價綜合改革，用好水資源稅、階梯水價的經(jīng)濟杠桿約束作用，遏制不合理用水需求，促進水資源向集約高效轉(zhuǎn)化。

5.3 穩(wěn)步推進非常規(guī)水利用，適度緩解用水矛盾

根據(jù)調(diào)查，現(xiàn)狀寧夏55 個污水處理廠處理水量3.7 億m3，21 個煤礦礦井疏干水0.5 億m3，而中水及礦井水利用量僅為0.4 億m3，利用率較低，還有較大的利用潛力。探索實行非常規(guī)水配額制管理，并納入最嚴格水資源管理考核，將非常規(guī)水資源作為傳統(tǒng)水資源的有效補充，在有條件的區(qū)域和行業(yè)，加大礦井疏干水和中水利用力度，彌補用水不足。

推廣中水綜合利用，減少新鮮水用量。加強城市中水回用，對于城市道路清掃、市政綠化、車輛沖洗等優(yōu)先使用中水。配套完善非常規(guī)水利用設(shè)施，配套建設(shè)再生水處理設(shè)施，在現(xiàn)有污水處理廠基礎(chǔ)上提升處理標準，將再生水納入供水管網(wǎng)體系。制定非常規(guī)水利用相關(guān)條例、辦法，對用水總量已超過紅線指標縣區(qū)內(nèi)新建工業(yè)項目，采用取水許可、計劃用水作為制約手段，促進企業(yè)積極使用中水。

5.4 建設(shè)低成本水質(zhì)凈化工程，提升水資源重復利用率

在不打破原有水網(wǎng)體系、不新增引黃水量、不改變現(xiàn)有一二三產(chǎn)業(yè)供水格局的前提下，從區(qū)域已有水資源出發(fā)，內(nèi)部挖潛，以人工濕地及其他合理、低成本的技術(shù)手段，在沿黃重要退水節(jié)點或其他集中性退水渠道，建設(shè)生態(tài)凈化工程。在成本合理、運行安全、管理可靠的前提下，以集中型凈化工程為載體，全面提升重要排水溝末端退水水質(zhì)，整體削減區(qū)域水污染物總量，重點是削減總磷、總氮等營養(yǎng)物質(zhì)，及全鹽量、礦化度等鹽漬化指標。

利用現(xiàn)有渠道或新建生態(tài)引調(diào)水工程，將凈化后水體補充至寧北引黃灌區(qū)原有引水渠道，增加區(qū)域生態(tài)水量，提高區(qū)域水資源重復利用率。遵循節(jié)約水資源、適度控制湖泊面積、保障湖泊生態(tài)需水的調(diào)配原則，以深度凈化后的農(nóng)田退水、城鎮(zhèn)污水處理廠中水為水源補充河湖生態(tài)需水，減少和替代黃河水直接補給河湖，節(jié)約黃河優(yōu)質(zhì)水資源。最終形成以人工濕地為源頭，以引調(diào)水渠道為脈絡(luò)，以重要河湖為受納水體的水循環(huán)體系。

6 結(jié) 語

按照黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的國家戰(zhàn)略要求和部署，在南水北調(diào)西線等國家重大引調(diào)水工程尚未實施以前，立足寧夏現(xiàn)有水資源，在寧夏北部、黃河以西、賀蘭山東麓范圍內(nèi)，提高水資源重復利用率，提高生態(tài)用水保障率，修復及改善重要河湖的生態(tài)功能，改善重要河湖和入黃退水水質(zhì)是十分必要的。提高水資源重復利用率的重點是穩(wěn)步推進非常規(guī)水利用，建設(shè)低成本水質(zhì)凈化工程，將有限的水源多次利用，適度緩解生態(tài)用水矛盾。同時，加強對寧夏重要河湖的生態(tài)修復，提升自凈能力，形成生態(tài)健康河湖體系，打造黃河流域上中游地區(qū)生態(tài)修復與協(xié)同發(fā)展先行先試的范例。