河湖水系連通工程與國家水網建設研究

徐宗學，龐博，冷羅生

（1.北京師范大學水科學研究院，北京 100875；2.城市水循環(huán)與海綿城市技術北京市重點實驗室，北京 100875 3.北京師范大學法學院，北京 100875）

河湖水系連通工程建設與人類改造自然、利用自然規(guī)律的歷史息息相關，是人類調節(jié)自然水循環(huán)過程、興利除害的有效手段，其生產實踐從古代就已存在［1］。河湖水系連通作為我國當前水戰(zhàn)略的重要組成部分，在新時期定義和范疇也有所拓展。河湖水系連通可定義為以維系不同水體間的水力聯系與物質循環(huán)為目標，在自然水系的基礎上通過自然和人為驅動作用，維持、重塑或構建滿足特定功能與目標的水流連接通道［2-3］。河湖水系連通是解決水資源分布與人口、生產力不匹配問題，提高水安全、實現人水和諧的重要戰(zhàn)略舉措［4-5］，對于我國生態(tài)文明建設、科學治水興水均具有十分重要的現實意義［6］。亟須通過新建與改善河湖之間的水力聯系，優(yōu)化調整河湖水系格局，實現水資源的豐枯調劑，維系河湖的生態(tài)安全，促進經濟社會和生態(tài)環(huán)境的協調和可持續(xù)發(fā)展［7］。

國家高質量發(fā)展對河湖水系連通戰(zhàn)略提出了更高的要求。2014年，習近平總書記提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的“十六字”治水思路，賦予了新時期治水的新要求與新任務［8］。2020年黨的十九屆五中全會明確提出，要實施國家水網等重大工程［9］。2021年全國水利工作會議指出，“十四五”時期，為解決我國水資源分布不均的問題，以及提升水安全保障能力，將以建設水資源統(tǒng)籌調配、水旱災害防控、水生態(tài)保護功能一體化的國家水網為重點，加速完善水利基礎設施體系［10］。南水北調工程東線、中線與西線工程將溝通長江、淮河、黃河、海河四大流域，形成“四橫三縱”的國家水網框架，以及水資源南北調劑、東西互補的配置格局。但目前來看，我國河湖水系連通工程與新時期治水方針要求尚存在差距［11］。面對新發(fā)展格局和生態(tài)文明建設新要求，我國水資源配置能力、水環(huán)境保護能力、水旱災害抵御能力還有待提高，存在水資源天然分布格局與經濟社會發(fā)展格局不匹配、部分地區(qū)江河抵御洪澇災害能力不足［12］、部分河湖水體萎縮、水生態(tài)環(huán)境破壞［13-14］等問題。因此，加快推進河湖水系連通工程建設，優(yōu)化現有水系功能，構建功能健全、體系完整的國家水網勢在必行。

河湖水系連通問題已經成為水利工程及相關學科研究的熱點領域［15-17］。國家水網建設對河湖水系連通工作提出了更高要求。如何通過河湖水系連通工程構建國家水網，成為水利工作的難點問題。本文立足國家水安全保障工作的需要，分析與探討國家水網的總體布局與河湖水系連通的戰(zhàn)略需求；結合多學科手段，從水資源、防洪、生態(tài)、環(huán)境、社會與經濟等多學科角度分析國家水網建設中需要注意的問題；通過南水北調工程的實證研究，辨識其在國家水網建設中的功能和作用，旨在通過系統(tǒng)研究與典型分析，為國家水網建設提供參考和支撐。

1 國家水網建設與河湖水系連通

國家水網建設不僅是完善水利基礎設施網絡的重要舉措，也是河湖水系連通戰(zhàn)略實施的深化與加強，即通過理順原有河湖水系連通工程脈絡，在遵循自然河流水系演變規(guī)律的基礎上，以南水北調等重大引調水工程為綱，區(qū)域河湖水系連通工程和輸配水工程為目，調蓄能力較強的水利樞紐工程為結，形成層級清晰、互聯互通、循環(huán)通暢的水網體系［18］。國家水網建設通過將原有孤立、分散的河湖水系連通工程的統(tǒng)籌和連接，形成集水資源調配、防洪減災、水生態(tài)保護等功能為一體的立體水網體系，是水利行業(yè)貫徹新發(fā)展理念的重要內容和核心工作之一。

1.1 盡快建設南水北調后續(xù)工程，構建國家水網之綱

南水北調工程既是我國河湖水系連通的標志性工程，也是國家水網構建的主骨架和大動脈。南水北調形成的“四橫三縱、南北調配、東西互濟”的基本格局為國家水網建設打下了堅實基礎。為了充分發(fā)揮南水北調工程在國家水網構建中的骨干作用，需要逐步建設貫通東、中、西三線的干線工程，加強建設覆蓋區(qū)域的配套工程、區(qū)域內其他跨流域、跨區(qū)域的調水工程和其他河湖水系連通工程，實現以重要江河干流和跨流域調水工程主干線貫通為核心、配套工程和江河水系互連互通為支干的國家水網框架，達到北方地區(qū)提高水資源承載能力、滿足經濟社會發(fā)展需要，南方地區(qū)提高防汛抗旱能力，改善生態(tài)環(huán)境的目的。

1.2 盡快建設國家骨干調水工程，織密國家水網建設之目

國家水網需要在現有區(qū)域河湖水系連通工程的基礎上，結合南水北調形成的“四橫三縱”總體格局，通過各層級水網之間的互聯互通，形成統(tǒng)籌東北、西北、東南、西南地區(qū)重點地區(qū)的水資源，綜合水資源調配、水災害防控和水生態(tài)保護的復合網絡。通過建設遼西北供水、引呼濟嫩、引額供水、艾比湖生態(tài)環(huán)境保護工程、閩江北水南調、西江調水、滇中調水及黔中調水等跨流域調水工程以及其他水資源調配工程和水生態(tài)修復工程，形成“邊水濟腹、內連外通”的分片格局，以織密國家水網建設之目。東北地區(qū)以保障哈大齊工業(yè)走廊、長吉圖經濟區(qū)、遼中南地區(qū)等重點開發(fā)區(qū)域的城市與工業(yè)供水安全，保障和改善松嫩平原、三江平原和遼河中下游平原的農業(yè)用水，改善三江平原濕地等生態(tài)功能區(qū)及遼河等水資源開發(fā)利用過度地區(qū)生態(tài)環(huán)境用水為重點，通過建設引呼濟嫩、吉林中部引水、綽爾河引水、遼西北供水、大伙房輸水等跨流域調水工程，連通黑龍江、松花江、鴨綠江、遼河等江河水系，逐步形成東北地區(qū)“北水南調、東水西引、邊水濟腹”的水系連通格局［19-20］。西北地區(qū)以保障天山北坡地區(qū)及重要能源基地、重要城市及工業(yè)區(qū)和關中-天水重點開發(fā)區(qū)城市群及工業(yè)區(qū)的供水安全，保障新疆及渭河平原等地區(qū)農產品主產區(qū)的供水安全和保護修復生態(tài)環(huán)境為重點，通過建設引漢濟渭、引額供水、艾比湖生態(tài)環(huán)境保護、引黃濟石等工程，增加區(qū)域內的可供水量，提高供水保障程度。東南地區(qū)主要以保障長江和珠江三角洲以及海峽西岸經濟區(qū)等沿海地區(qū)重要城市和工業(yè)區(qū)供水安全，保障區(qū)域內農產品主產區(qū)供水安全和保護修復生態(tài)環(huán)境為重點，通過建設引江濟太、浙東引水、閩江北水南調等跨流域調水工程，逐步形成區(qū)域內互連互通、相互調劑的網絡化水系連通格局。西南地區(qū)主要以保障成渝、黔中、滇中、北部灣等地區(qū)重要城市和工業(yè)區(qū)供水安全，保障區(qū)域內重要農產品主產區(qū)供水安全并改善當地生態(tài)環(huán)境為重點，通過建設滇中引水、黔中調水等跨流域和跨區(qū)域調水工程，連通長江、珠江、西南諸河等江河水系，為本地區(qū)提供水資源保障，并為南水北調西線建設、北方地區(qū)發(fā)展提供后續(xù)水源保障［21-22］。

1.3 以水利信息化建設為契機，實現國家水網的智慧化與智能化

國家水網不僅是現有河湖水系連通工程的整合，更是調控手段和管理方式的重大升級。智慧化是國家水網的重要特征。針對我國水資源分布不均，降雨時空變化較大的特點，為保障各地區(qū)用水需求，需要依據不同地區(qū)來水情況和國民經濟建設及生態(tài)保護需水要求，實現監(jiān)測一體化、預警自動化和調控智慧化。在監(jiān)測方面，充分利用大數據和物聯網技術的最新成果，實現“天-空-地-水”水流網絡的全過程、立體化監(jiān)管；在預警方面，實現水網各類風險的智能感知和動態(tài)分析，建立集國家宏觀、流域中觀、工程微觀為一體的系統(tǒng)化風險分析與預警；在調度方面，以水循環(huán)理論為指導，整合現有防洪指揮調度系統(tǒng)、水資源監(jiān)測調度管理系統(tǒng)等，實施防洪調度、水資源調度和生態(tài)調度智慧化，進行大尺度水資源配置、流域（區(qū)域）洪水風險管理和連通系統(tǒng)的實時智慧聯合調度。

2 國家水網與水系連通的若干問題

國家水網建設將我國河湖水系連通戰(zhàn)略推進到了一個新的階段，但是水系格局的調整改變必然對水資源分配、生態(tài)環(huán)境和經濟社會產生深遠影響。因此，在總結河湖水系連通工程經驗的基礎上提出以下需要注意的問題。

2.1 水資源合理配置與防洪減災問題

強化水資源配置能力是國家水網建設的重要目標。國家水網建設構建了一個多目標、多功能、多層次、多要素的復雜水網系統(tǒng)［23］，相對于傳統(tǒng)水資源配置結構更為復雜，配置涉及區(qū)域范圍更廣，配置目標更加合理，強調均衡發(fā)展。國家水網建設的水資源配置需要在傳統(tǒng)水資源配置要求［24］的基礎上，統(tǒng)籌連通區(qū)域生產、生活和生態(tài)各部門對水量、水質、水域和水流等不同要素的需要，聚焦各連通區(qū)域的實際問題，注重社會公平、發(fā)展可持續(xù)，通過上下級水網相互銜接，構建多層級、多用戶、多維度、多目標的水資源配置模型體系，形成上下級連動、區(qū)域協同的水資源配置方案。

開展河湖水系連通是提高防洪能力的迫切需要，隨著不同層面的河湖水系連通工程的實施，跨區(qū)域、跨流域的洪澇風險管理問題更為突出。河湖水系連通后洪澇災害風險管理的主要任務包括：制定并協商河湖水系連通后流域或不同行政區(qū)間洪澇災害防治的愿景與戰(zhàn)略，制定并協商流域或不同行政區(qū)間有關全流域、跨區(qū)域的空間規(guī)劃行動方案的施行程序，識別河湖水系連通所涉及的空間范圍，定期評估河湖水系連通狀況，制定適當的激勵機制，創(chuàng)建河湖水系連通地區(qū)間的溝通交流平臺并增強公共意識、完善河湖水系連通區(qū)域聯合應對洪澇災害的監(jiān)督體系等。同時跨流域或地區(qū)間的合作對河湖水系連通作用的發(fā)揮將起到關鍵作用，應明確河湖水系連通區(qū)域洪澇災害管理中的合作內容及要求。因此，根據河湖水系連通在洪澇災害管理過程中呈現的新特點，連通區(qū)域間需要明確合作內容，具體包括：國家層面的河湖水系連通需要制定明確的連通區(qū)間洪澇風險管理目標與行動規(guī)則；地方行政區(qū)對境內水系連通情況進行具體監(jiān)控及管理，并需要適時與連通的其他行政區(qū)間進行信息共享。

2.2 生態(tài)與環(huán)境問題

盡管河湖水系連通可以帶來較好的經濟社會和生態(tài)環(huán)境效益，但它對水資源、水生態(tài)與水環(huán)境所產生的負面影響同樣不容忽視，有些影響甚至不可逆轉［25］。國家水網建設將河湖水系連通工作推進到一個新的階段，廣泛的連通給生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)帶來了更大的壓力。如何準確評價河湖水系連通工程對生態(tài)環(huán)境的影響，成為國家水網建設亟待解決的問題。準確表征河湖水系連通的環(huán)境影響，能夠為河湖水系連通工作的開展提供理論依據［21］。綜合國內外相關文獻，提出河湖水系連通的健康評價指標體系供參考，見表1［26-28］。

表1 河湖水系連通健康評價指標Tab.1 Health assessment index of river-lake system connectivity

2.3 經濟與法律問題

河湖水系連通屬于重大公共項目，具有外部性、公共利益、公共物品的性質［29］。從公共項目的全部內容和決策與實施過程上看，必須修正、調整傳統(tǒng)的成本收益分析，建立全面、真實的成本收益分析框架。在河湖水系連通工作中需要將成本和收益擴展修正為社會成本和社會收益，分析公共項目完整、長期包含整個生命周期的成本收益，分析公共項目對經濟、社會和自然的全面影響，全面分析成本、收益問題，理解成本、收益的具體含義和價值計量，還可借鑒現代企業(yè)理論中的利益相關者的概念和工具。對河湖水系連通進行成本收益分析，必須對河湖水系連通的決策和實施過程、投入、產出及其影響，對河湖水系連通的經濟、社會和自然影響，對河湖水系連通涉及的居民、企業(yè)、政府等各種利益主體，進行全方位、全過程、系統(tǒng)性、長期性的調查、分析和評估。從經濟分析的角度看，河湖水系連通的收益或效用大致分為經濟效益、社會效益、環(huán)境效益等3種類型：直接與經濟活動有關的經濟效益，與人類經濟活動之外的繁衍、交往、政治、知識等活動有關的社會收益和由于河湖水系連通對自然資源、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)復雜多樣的影響而產生的環(huán)境效益。

為確保河湖水系連通戰(zhàn)略符合各項法律規(guī)定，符合可持續(xù)發(fā)展原則，應進一步完善河湖水系連通的規(guī)劃體系，強化其執(zhí)行和監(jiān)督檢查，加快其立法工作，為嚴格河湖水系管理提供規(guī)劃依據和法律保障。主要措施包括：嚴格環(huán)境影響評價制度，從連通的必要性和可能性、連通方式、連通措施、連通效果等方面進行分析研判，主要包括環(huán)評機構獨立、轉變環(huán)評重點、建立環(huán)評實時監(jiān)測網絡、建設共享數據和信息平臺等措施；重新建立生態(tài)用水管理制度，完善生態(tài)用水調度機制，加強生態(tài)流量管理，確保河湖水系生態(tài)流量得到充分保障［30］；建立科學合理的水權交易制度，明確用水權，確立水權的授予方式與法律程序，強化水資源統(tǒng)一管理，建立適合中國國情的水權市場［31］；突出公眾參與，制定公眾參與程序，最大程度保證公眾的參與度，增加公眾的歸屬感等；完善科學嚴密、統(tǒng)一協調的水事糾紛處理機制［32］；完善水生態(tài)保護立法，為河湖水系連通戰(zhàn)略的順利實施提供政策和法律保障。

3 南水北調工程與國家水網

南水北調工程是我國有史以來規(guī)模最大的河湖水系連通工程，涉及多個流域多個省市，管理主體多種，利益主體多樣，生態(tài)環(huán)境影響復雜。隨著東線、中線一期主體工程建成，南水北調工程已累計調水400多億m3，直接受益人口達1.2億人［33-34］。在創(chuàng)造了豐富的社會、經濟和生態(tài)環(huán)境效益的同時，南水北調工程建設和運營過程中也積累了大量管理經驗，能夠為國家水網建設提供重要參考。

在管理體制上，《南水北調工程供用水管理條例》對水量調度、用水管理、水質保障和工程設施管理與保護作出了明確規(guī)定，厘清了多方責任，對保障工程順利運行和按期達效具有重要作用。在水價制定上，南水北調東、中線工程實行兩部制水價，通過將供水價格分解為基本水價和計量水價兩部分，將管理、折舊和維護等固定成本和變動運行成本分離，實現了水價的靈活管理。在水量管理上，《南水北調工程供用水管理條例》明確了水量調度的基本依據，由國務院水行政主管部門制定年度水量調度計劃，由南水北調工程管理單位制定月水量調度方案［35］。在生態(tài)環(huán)境保護上，水利部組織編制的《南水北調東、中線地下水壓采方案》，提出了2010年、2015年和2020年等水平年受水區(qū)各?。ㄊ校┑牡叵滤畨翰赡繕艘约皩崿F壓采目標的保障措施［2］。

南水北調工程與區(qū)域水系的連通和水資源協同配置也為國家水網建設和管理提供了寶貴的經驗。目前，海河流域、山東省、蘇北地區(qū)等已將南水北調來水作為水源，調整當地的水資源配置格局，通過當地水和外調水的統(tǒng)一管理，提高了區(qū)域水資源保障水平。南水北調東、中線工程在運行過程中與包括引江濟淮、蘇北水網、引漢濟渭、山東水網、海河水網、鄂北地區(qū)水資源配置工程等區(qū)域河湖水系連通工程都存在協同關系［2］。其中，蘇北水網和山東水網與南水北調工程存在直接的水力聯系，可以理解為南水北調工程的延伸和擴展。這些協調和管理的經驗，對于把握連通工程之間的相互影響和作用、建設與規(guī)劃國家水網有著極為重要的參考價值。

4 結 語

河湖水系連通和國家水網建設是我國新時期水利發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署。本文結合河湖水系連通戰(zhàn)略的研究成果，依據國家水網建設的總體布局，系統(tǒng)分析了國家水網建設過程中的水資源、防洪、生態(tài)、環(huán)境、社會和經濟問題，針對南水北調工程在國家水網中的骨干和主動脈地位，深入分析了南水北調工程的建設與運維經驗，可為國家水網建設提供借鑒。

國家水網建設將在南水北調等重大引調水工程的基礎上，通過區(qū)域河湖水系連通工程和水利樞紐建設，逐步實現國家、流域和省市各個層面相互銜接、布局合理、調控有序的國家水網體系。國家水網建設是河湖水系連通戰(zhàn)略發(fā)展的必然結果，面臨的科學問題更具全局性、整體性和復雜性。本文從系統(tǒng)和多學科的視角出發(fā)，全面分析了國家水網建設過程中的科學問題，將為加快河湖水系連通工程建設、構建國家水網提供理論依據和技術支撐。