河北省地表水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及優(yōu)化配置利用研究

趙 偉，張曉輝，張 文，劉 鵬，賈新穎

(1.河北省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，河北 石家莊 050021；2.河北省水文勘測(cè)研究中心，河北 石家莊 050031)

河北省水資源嚴(yán)重短缺，長(zhǎng)期超采地下水，嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。開(kāi)展河北省地表水開(kāi)發(fā)、地表水配置、地表水利用研究，引足用好引江引黃外調(diào)水，合理利用當(dāng)?shù)氐乇硭?、非常?guī)水，減少開(kāi)采地下水，是保障城鄉(xiāng)供水安全、加快改善水生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大舉措。

1 水資源及利用現(xiàn)狀

1.1 水資源狀況

河北省位于華北平原北部、內(nèi)蒙古高原東南部，國(guó)土面積18.88萬(wàn)km2，地貌類(lèi)型齊全，從西北向東南依次為壩上高原、燕山和太行山山地、河北平原，高原、山地和平原面積分別占全省總面積的13%、54%、33%?？偟牡貏?shì)為西北高、東南低，太行山、燕山環(huán)抱河北平原，對(duì)全省降水和河流分布影響顯著。

降雨量狀況。河北省屬半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降雨量521mm，降雨量呈現(xiàn)年際變化大、年內(nèi)分布不均、空間分布差別大等特點(diǎn)。從年際變化看，20世紀(jì)50年代以來(lái)，大體呈現(xiàn)震蕩式下降趨勢(shì)，且年際間分布極不均衡，1964年降水量為778.6mm，而1997年嚴(yán)重干旱降水量只有367.3mm；從年內(nèi)分配看，6—9月汛期降水量約占全年降水量的80%，且主要集中在7、8兩個(gè)月份；從區(qū)域分布看，受氣候、地形等因素影響，總的趨勢(shì)是燕山、太行山迎風(fēng)坡為多雨帶，分別向西北和東南兩側(cè)遞減；從流域分布看，海河流域中灤河水系降雨量最大，多年平均為563mm，內(nèi)陸河流域降雨量最少，多年平均為383mm。降雨量變化如圖1所示。

圖1 1956—2016年降雨量變化圖

水資源量狀況。河北省多年平均地表水資源量90.3億m3，受降雨和下墊面變化影響，地表水資源量呈現(xiàn)逐漸衰減趨勢(shì)。從時(shí)間維度看，不同年代豐枯變化大，20世紀(jì)50—60年代豐水期是本世紀(jì)初期枯水期地表水資源量的3.9倍；從空間維度看，區(qū)域分布不均，灤河及冀東沿海水資源條件較好，多年平均地表水資源量37.8億m3、占全省的42%。

1.2 現(xiàn)狀供用水分析

全省2019年供用水量均為182.2億m3。其中，按供水量分，當(dāng)?shù)氐乇硭?8.1億m3、占26.4%，引江水22.4億m3、占12.3%，引黃水8.4億m3、占4.6%，地下水95.4億m3、占52.4%，非常規(guī)水7.8億m3、占4.3%；按用水量分，城鎮(zhèn)生活17.6億m3、占9.7%，農(nóng)村生活9.3億m3、占5.1%，工業(yè)18.8億m3、占10.3%，農(nóng)業(yè)114.4億m3、占62.8%，生態(tài)22.1億m3、占12.1%。

2 需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

系統(tǒng)分析河北省地表水工程建設(shè)和開(kāi)發(fā)利用情況，目前仍存在開(kāi)發(fā)程度不平衡、資源配置不精準(zhǔn)、工程體系不完善等問(wèn)題。

(1)開(kāi)發(fā)程度不平衡。不同地區(qū)、各類(lèi)水源之間開(kāi)發(fā)程度差異較大。京津以南地區(qū)當(dāng)?shù)氐乇硭_(kāi)發(fā)程度高，地下水嚴(yán)重超采；灤河和冀東沿海地區(qū)水資源相對(duì)豐沛，尚有一定的開(kāi)發(fā)潛力；張家口地區(qū)降雨量偏少但人均水資源量偏多，當(dāng)?shù)氐乇硭_(kāi)發(fā)體系不完善。非常規(guī)水開(kāi)發(fā)普遍較低，淡化海水和微咸水利用量比較少，空中水開(kāi)發(fā)措施尚不完善，仍有較大開(kāi)發(fā)潛力。

(2)資源配置不精準(zhǔn)。現(xiàn)有水資源配置未能充分體現(xiàn)優(yōu)先利用外調(diào)水、用足用好當(dāng)?shù)氐乇硭?、鼓?lì)使用非常規(guī)水、嚴(yán)格限制地下水。京津以南地區(qū)供水量中地表水配置不足，引江水消納結(jié)構(gòu)有待完善，未能實(shí)現(xiàn)外調(diào)水的優(yōu)先利用；承德、張家口、秦皇島、唐山4個(gè)市生活和工農(nóng)業(yè)配置工程存在短板，未能實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐乇硭某浞掷?。全省工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水中非常規(guī)水配置不足、占比不高，激勵(lì)措施不夠有力，未能實(shí)現(xiàn)非常規(guī)水的高效利用。

(3)工程體系不完善。現(xiàn)有地表水開(kāi)發(fā)利用工程體系尚未達(dá)到優(yōu)水優(yōu)用、豐枯互濟(jì)、多源互補(bǔ)的高標(biāo)準(zhǔn)保障能力。南水北調(diào)配套工程江水消納能力不足，不能滿(mǎn)足城鄉(xiāng)生活水源江水置換需求，亟需建設(shè)地表水廠、配水管網(wǎng)以及農(nóng)村生活水源置換和企業(yè)直供工程。豐水年與枯水年水資源相互調(diào)劑能力不強(qiáng)，亟需建設(shè)一批水庫(kù)、坑塘等調(diào)蓄工程。不同水源之間連通互補(bǔ)能力較弱，亟需建設(shè)山前水庫(kù)至引江干渠連通工程、引黃線(xiàn)路間互通工程。

3 研究思路與原則

3.1 研究思路

遵循“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時(shí)期治水方針，立足當(dāng)前，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，把水資源作為最大的剛性約束，以用足用好地表水、減少開(kāi)采地下水為目標(biāo)，以開(kāi)源增供、合理配置、高效利用為主線(xiàn)，統(tǒng)籌當(dāng)?shù)厮c外調(diào)水，統(tǒng)籌常規(guī)水與非常規(guī)水，統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)，通過(guò)挖掘潛力、增加供給，科學(xué)配置、保障重點(diǎn)，補(bǔ)齊短板、高效利用，優(yōu)化全省地表水開(kāi)發(fā)利用，保障城鄉(xiāng)供水安全，加快水生態(tài)環(huán)境改善，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，為建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省、美麗河北提供水資源保障。

3.2 基本原則

(1)挖掘潛力，增加供給。建設(shè)蓄水引水設(shè)施，優(yōu)化水利工程調(diào)度，最大程度增供當(dāng)?shù)氐乇硭?；加大引水調(diào)水力度，用足調(diào)水工程能力，最大程度引調(diào)長(zhǎng)江水黃河水；大力實(shí)施再生水回用，增加微咸水、海水、空中水利用量，最大程度開(kāi)發(fā)非常規(guī)水。

(2)科學(xué)配置，保障重點(diǎn)。統(tǒng)籌各類(lèi)水資源供給和各行各業(yè)用水需求，充分利用當(dāng)?shù)氐乇硭?、引江水、引黃水、非常規(guī)水，嚴(yán)格限制開(kāi)采地下水，優(yōu)先滿(mǎn)足城鄉(xiāng)生活和基本生態(tài)用水，兼顧工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，確保重點(diǎn)區(qū)域和重大戰(zhàn)略用水。

(3)補(bǔ)齊短板，高效利用。根據(jù)不同區(qū)域水源條件和用水需求，補(bǔ)齊地表水利用工程短板，擴(kuò)大地表水使用范圍，增加地表水供水目標(biāo)，構(gòu)建“多源互補(bǔ)、河渠互通、豐枯互濟(jì)”的地表水利用工程體系，實(shí)現(xiàn)地表水資源高效利用。

4 地表水優(yōu)化開(kāi)發(fā)

通過(guò)水庫(kù)增蓄、河道攔蓄、坑塘存蓄、河庫(kù)引水，增供當(dāng)?shù)氐乇硭?；通過(guò)建設(shè)南水北調(diào)中、東線(xiàn)后續(xù)工程，完善引黃工程體系，增引外調(diào)水；通過(guò)加大污水處理回用、海水淡化、微咸水利用等措施，增加非常規(guī)水。

4.1 增供當(dāng)?shù)氐乇硭?/h3>

(1)水庫(kù)增蓄。在具有開(kāi)發(fā)潛力的地區(qū)，謀劃推進(jìn)張家口烏拉哈達(dá)、邯鄲茅嶺底、承德老亮子等大中型水庫(kù)建設(shè)，科學(xué)實(shí)施水庫(kù)清淤，優(yōu)化水庫(kù)工程調(diào)度，增加當(dāng)?shù)氐乇硭昧俊?/p>

(2)河道攔蓄。結(jié)合防洪生態(tài)綜合治理工程建設(shè)，充分利用現(xiàn)有河道，實(shí)施主槽疏浚、采砂取土坑整理，建設(shè)蓄水增滲設(shè)施，形成一定的生態(tài)水面，攔蓄地表水，回補(bǔ)地下水，有效改善河流水生態(tài)環(huán)境。結(jié)合首都水源涵養(yǎng)功能區(qū)和生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)建設(shè)，提升改造桑干河、洋河、清水河、白河蓄水設(shè)施；結(jié)合大運(yùn)河文化帶建設(shè)，實(shí)施南運(yùn)河綜合整治；結(jié)合華北地區(qū)地下水超采綜合治理，重點(diǎn)在滹沱河、滏陽(yáng)河、南拒馬河、沙河、唐河等生態(tài)補(bǔ)水河道上，新建蓄水增滲堰、橡膠壩等工程；結(jié)合唐山市“全域治水、清水潤(rùn)城”項(xiàng)目實(shí)施，重點(diǎn)對(duì)灤河、陡河、還鄉(xiāng)河等進(jìn)行清淤；在石河、戴河等冀東地區(qū)入海河流上，在子牙新河、南排河、宣惠河等運(yùn)東地區(qū)入海河流上，實(shí)施河道河槽規(guī)整、清淤疏浚，建設(shè)橡膠壩、蓄水閘和濕地，增加地表水供水量。

(3)坑塘存蓄。結(jié)合地下水超采綜合治理，重點(diǎn)在黑龍港運(yùn)東等平原地區(qū)，利用低洼地、廢棄磚窯和取土坑，改建擴(kuò)建坑塘，增加坑塘調(diào)蓄庫(kù)容，實(shí)施河塘連通，存蓄雨洪水。

4.2 增引外調(diào)水

(1)實(shí)施東線(xiàn)一期北延應(yīng)急供水工程。南水北調(diào)東線(xiàn)一期工程北延應(yīng)急供水工程，主要利用現(xiàn)有工程供水潛力，從山東省東平湖引長(zhǎng)江水，經(jīng)河北省潘莊和位山引黃渠道進(jìn)入南運(yùn)河，向北輸水至天津市，同步增加沿線(xiàn)地區(qū)應(yīng)急引江水量，為邢臺(tái)、衡水、滄州地下水超采區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉提供替代水源，用于置換地下水超采區(qū)農(nóng)業(yè)用水，并相機(jī)為衡水湖、南大港等河湖生態(tài)補(bǔ)水。

(2)實(shí)施東線(xiàn)二期工程。積極配合國(guó)家開(kāi)展東線(xiàn)二期工程規(guī)劃，同步優(yōu)化我省配套工程規(guī)劃，適時(shí)完成東線(xiàn)二期配套工程建設(shè)任務(wù)，增引南水北調(diào)東線(xiàn)水，用于沿線(xiàn)城鄉(xiāng)生活、工業(yè)供水，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)補(bǔ)水以及航運(yùn)用水。

(3)增加中線(xiàn)引江水量。充分發(fā)揮南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程作用，完善南水北調(diào)配套工程，引足用好南水北調(diào)中線(xiàn)水，加快江水置換地下水步伐，引江水全部用于城鄉(xiāng)生活和工業(yè)。

(4)相機(jī)增加引黃水量。根據(jù)《華北地區(qū)地下水超采綜合治理行動(dòng)方案》，引黃入冀補(bǔ)淀工程主要用于白洋淀生態(tài)和沿線(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉，引水時(shí)間一般為冬四月。當(dāng)黃河水量豐沛時(shí)，通過(guò)位山、潘莊、李家岸等引黃工程，可相機(jī)增加引黃水量。

4.3 增加非常規(guī)水

(1)開(kāi)發(fā)再生水。改建擴(kuò)建現(xiàn)有污水處理設(shè)施，通過(guò)控源截污、提標(biāo)改造，活水循環(huán)、清水補(bǔ)給，水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)等措施，逐步提升再生水水質(zhì)，提高再生水回用率。規(guī)劃實(shí)施再生水利用工程，新增再生水供水量，主要用于工業(yè)、生態(tài)和農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)一水多用、循環(huán)利用，緩解水資源供需矛盾。

(2)開(kāi)發(fā)微咸水。結(jié)合引黃、引衛(wèi)等灌溉工程建設(shè)，采用經(jīng)濟(jì)合理的取水方式開(kāi)采淺層咸水，推廣微咸水與地表水混澆輪澆，加大微咸水利用量。

(3)開(kāi)發(fā)淡化海水。在秦皇島海港區(qū)、唐山曹妃甸區(qū)、滄州渤海新區(qū)等沿海工業(yè)區(qū)大力發(fā)展海水淡化利用工程，增加淡化海水利用量。

(4)開(kāi)發(fā)空中水。圍繞地下水超采治理、農(nóng)業(yè)抗旱、防雹減災(zāi)、水庫(kù)蓄水、森林滅火等方面，實(shí)施空中水資源開(kāi)發(fā)利用工程，開(kāi)展太行山東麓人工增雨防雹作用技術(shù)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人工增雨防雹高密度、立體化聯(lián)合作業(yè)，增雨效果力爭(zhēng)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

5 地表水科學(xué)配置

水資源是基礎(chǔ)性的自然資源，是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是一種公共資源。資源配置的核心就是在有限的資源供給條件下和高漲的需求狀態(tài)下對(duì)資源的供給和需求進(jìn)行合理的調(diào)控以追求資源利用利益的最大化。

5.1 總體配置思路

按照“增量擴(kuò)面、保障重點(diǎn)、分區(qū)施策”的原則，進(jìn)一步優(yōu)化配置當(dāng)?shù)氐乇硭⒁⒁S水和非常規(guī)水。增量擴(kuò)面，用足用好地表水，增加地表水供水總量，擴(kuò)大地表水供水覆蓋面，從嚴(yán)控制地下水開(kāi)采，確保實(shí)現(xiàn)地下水采補(bǔ)平衡。保障重點(diǎn)，保障全省生活生產(chǎn)和基本生態(tài)用水，保障雄安新區(qū)等京津冀協(xié)同發(fā)展重大戰(zhàn)略用水，保障地下水超采區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域發(fā)展用水。分區(qū)施策，京津以南地區(qū)，以引足用好外調(diào)水為主，減少地下水開(kāi)采；秦皇島和唐山地區(qū)，以加大灤河水利用為主，減少入海水量；承德和張家口地區(qū)，以加大當(dāng)?shù)氐乇硭疄橹?，增加水源涵養(yǎng)能力。

5.2 分水源配置方案

當(dāng)?shù)氐乇硭?，?yōu)先保障城鄉(xiāng)生活用水，統(tǒng)籌工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水，承德、張家口、秦皇島、唐山四市主城區(qū)生產(chǎn)生活用水置換為當(dāng)?shù)氐乇硭灰?，主要用于城鄉(xiāng)生活和工業(yè)用水，兼顧農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水，受水區(qū)城鄉(xiāng)生活和工業(yè)用水置換為引江水；引黃水，主要用于白洋淀等重要生態(tài)和引黃工程沿線(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉；非常規(guī)水，主要用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)；地下水，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉、城鄉(xiāng)生活和工業(yè)生產(chǎn)，為保障各市縣地下水采補(bǔ)平衡，實(shí)現(xiàn)地下水位穩(wěn)步回升，根據(jù)地表水開(kāi)發(fā)利用進(jìn)程，不斷增加地表水對(duì)地下水的置換量，逐步減少各水平年地下水實(shí)際配置量。

6 地表水高效利用

為實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置和集約高效利用，聚焦生活、生產(chǎn)、生態(tài)行業(yè)用水工程短板，健全地表水資源利用體系。完善城鎮(zhèn)供水工程建設(shè)，保障城鎮(zhèn)生活和工業(yè)用水；實(shí)施農(nóng)村供水水源置換工程，保障農(nóng)村生活用水；擴(kuò)建當(dāng)?shù)氐乇硭?、引黃水灌溉工程，保障農(nóng)林牧漁行業(yè)用水；持續(xù)開(kāi)展河湖補(bǔ)水，保障重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)用水。

6.1 完善城鎮(zhèn)生活工業(yè)供水體系

(1)南水北調(diào)受水區(qū)城鎮(zhèn)供水工程。在現(xiàn)有南水北調(diào)中線(xiàn)配套工程基礎(chǔ)上，新建雄安新區(qū)、廊坊北三縣等區(qū)域供水工程，新建擴(kuò)建地表水廠，實(shí)施石津干渠等輸水管道擴(kuò)建提升工程，在城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)和農(nóng)村生活水源江水置換工程不能覆蓋的區(qū)域，建設(shè)江水直供工程，實(shí)施雄安調(diào)蓄水庫(kù)、廊坊廣陽(yáng)水庫(kù)等引江調(diào)蓄水庫(kù)，實(shí)施朱莊水庫(kù)-邢清干渠連通工程等庫(kù)渠連通工程，進(jìn)一步完善南水北調(diào)配置工程體系。

(2)南水北調(diào)非受水區(qū)城鎮(zhèn)供水工程。張家口市依托建成后的烏拉哈達(dá)水庫(kù)、云州水庫(kù)調(diào)水二期工程等地表水開(kāi)發(fā)工程，完善城鎮(zhèn)供水工程體系；承德市利用伊遜河、武烈河和瀑河，新建雙峰寺、平泉黑山口、平泉北水源、圍場(chǎng)釣魚(yú)臺(tái)等地表水廠和城鎮(zhèn)供水工程；唐山市利用灤河地表水，建設(shè)唐山市區(qū)、曹妃甸區(qū)等城鎮(zhèn)供水工程；秦皇島市利用青龍河、石河等地表水，完善海港區(qū)、北戴河區(qū)等城鎮(zhèn)供水工程。

6.2 完善農(nóng)村生活供水體系

按照南水北調(diào)受水區(qū)農(nóng)村居民生活實(shí)現(xiàn)江水全覆蓋的目標(biāo)，建設(shè)地表水廠以上引水管道，新建擴(kuò)建地表水廠，鋪設(shè)地表水廠至村莊管網(wǎng)，大力實(shí)施農(nóng)村生活水源置換工程。

6.3 完善農(nóng)業(yè)灌溉供水體系

(1)完善當(dāng)?shù)氐乇硭喔裙こ獭＠眯略龅漠?dāng)?shù)氐乇硭┧?，建設(shè)灤下灌區(qū)、唐河灌區(qū)、石津灌區(qū)等大中型灌區(qū)續(xù)建配套工程，實(shí)施農(nóng)村灌溉水源地表水置換工程，恢復(fù)改善地表水灌區(qū)。

(2)完善引黃水灌溉工程。優(yōu)化不同引黃線(xiàn)路調(diào)度，謀劃建設(shè)引黃調(diào)蓄水庫(kù)、河渠連通工程，引蓄黃河水和雨洪水，實(shí)現(xiàn)多水源調(diào)度，做到“冬蓄春用、豐蓄枯用”。

6.4 完善河湖生態(tài)補(bǔ)水體系

按照“清出河道、把水補(bǔ)上、滲到地下”的原則，持續(xù)實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水；深入開(kāi)展河湖“清四亂”工作，徹底清除河湖管理范圍內(nèi)的垃圾、樹(shù)障，拆除圍堰、圍埝和違章建筑，實(shí)施主槽疏浚、砂坑整理，建設(shè)暢通、連貫、清潔的輸水通道；統(tǒng)籌調(diào)度引江水、引黃水、水庫(kù)水，向滹沱河、南拒馬河、滏陽(yáng)河等河道和白洋淀、衡水湖、南大港等重點(diǎn)河湖實(shí)施補(bǔ)水；修建必要壅水增滲等設(shè)施，形成一定的生態(tài)水面，增加地下水回補(bǔ)入滲量。

7 結(jié)語(yǔ)

從地表水開(kāi)發(fā)-配置-利用3個(gè)維度，系統(tǒng)分析河北省地表水開(kāi)發(fā)利用存在問(wèn)題，提出了挖掘潛力、增加供給的地表水開(kāi)發(fā)總體思路，在協(xié)同考慮水資源承載能力、生態(tài)文明建設(shè)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求等因素的基礎(chǔ)上，提出了水資源配置方案，以水資源、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展理念為指導(dǎo)，考慮未來(lái)水源結(jié)構(gòu)的根本性變化，提出了構(gòu)建“多源互補(bǔ)、河渠互通、豐枯互濟(jì)”的地表水利用工程體系。但地表水資源年際變化大，且地表水資源量衰減嚴(yán)重，下一步需對(duì)地表水優(yōu)化開(kāi)發(fā)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整及研究。