2001—2020年山東省水資源利用現(xiàn)狀分析

王 倩，趙 靜，曾凡超，姚付啟

（1.魯東大學(xué)水利工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264010；2.長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院，湖北 武漢 430010）

2020年，全國(guó)人均水資源量為2239.8 m3，山東省人均用水量為370.3 m3，不足全國(guó)人均水資源量的1/6，僅為世界人均水資源占有量的1/24，屬于聯(lián)合國(guó)確定的人均占有量小于500 m3的嚴(yán)重缺水地區(qū)[1]。水資源短缺所造成的供需方面的不平衡，與生產(chǎn)力布局不相適應(yīng)的矛盾十分突出。隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和城市化的發(fā)展，整個(gè)山東省的用水結(jié)構(gòu)也在不斷調(diào)整，在水資源總量同比下降的情況下，政府對(duì)各行業(yè)生產(chǎn)和生活的用水要求不斷嚴(yán)格。同時(shí)，工業(yè)化的急劇擴(kuò)張所帶來的水資源污染加劇，生態(tài)環(huán)境破壞等問題日益嚴(yán)重。因此，充分分析山東省的用水現(xiàn)狀，研究水資源變化規(guī)律和污染情況，提出有針對(duì)性的發(fā)展建議，對(duì)于山東省合理開發(fā)利用水資源以及制定有關(guān)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃具有重要的意義。

目前關(guān)于用水量的研究大多集中在用水結(jié)構(gòu)，用水量指標(biāo)，用水效率以及驅(qū)動(dòng)因子分析，用水量趨勢(shì)預(yù)測(cè)等方面。陳進(jìn)等[2]分析了1998—2016年近20 a 長(zhǎng)江流域及二級(jí)流域水資源利用現(xiàn)狀，提出未來水資源治理的重點(diǎn)是水污染治理和水資源保護(hù)。陳新穎等[3]以淮河流域1997—2016年的總用水量和農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，探析淮河流域總用水量與用水結(jié)構(gòu)變動(dòng)之間的響應(yīng)關(guān)系。山東省在用水量以及用水結(jié)構(gòu)、水資源質(zhì)量方面的研究較少[4，5]，且大部分研究的年份比較久遠(yuǎn)，對(duì)新形勢(shì)下水資源現(xiàn)狀指導(dǎo)性不強(qiáng)。在此背景下，本文通過分析山東省2001—2020年近20 a 水資源總量、用水總量、用水結(jié)構(gòu)、污水排放量及水資源質(zhì)量情況，指出山東省在水資源利用方面面臨的挑戰(zhàn)和存在的問題并提出有針對(duì)性的對(duì)策建議，以期為山東省水資源開發(fā)利用與管理提供依據(jù)。

1 水資源特點(diǎn)

1.1 水資源概況及數(shù)據(jù)來源

1.1.1 水資源概況

中國(guó)的水資源總量豐富，人均占有量少。長(zhǎng)江流域以南地區(qū)耕地面積約占全國(guó)耕地面積的40%，水資源總量卻占其中的80 %以上，相比之下，淮河以北地區(qū)耕地占地面積約占全國(guó)的60%，然而水資源總量?jī)H占20 %[6]。而山東作為中國(guó)北方的大省，更是北方地區(qū)嚴(yán)重缺水省份之一，盡管處于東部沿海地區(qū)，但受氣候地勢(shì)影響，東部沿海地區(qū)降雨多為臺(tái)風(fēng)雨，且海水為不可飲用水，實(shí)際可用淡水資源十分稀缺。山東省陸地總面積15.67 萬km2，約占全國(guó)總面積的1.6 %。2020年，山東省水資源總量為375.3 億m3，僅占全國(guó)水資源總量的1.18%，居全國(guó)直轄市外的省級(jí)行政區(qū)的倒數(shù)第五名[7]，總?cè)丝趨s有9079.31萬，人口密度極大。近17a來山東省與全國(guó)人均水資源量對(duì)比情況，如圖1所示。

圖1 近17 a來山東省與全國(guó)人均水資源量對(duì)比

從圖1 可以看出，2004—2020年全國(guó)多年人均水資源量為2040.5 m3，山東省多年人均水資源量為297.8 m3，僅占全國(guó)平均水平的14.59%。因此，人多水少地少是山東省水資源的一個(gè)基本現(xiàn)狀。

1.1.2 數(shù)據(jù)來源

本文采用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料均來源于官方統(tǒng)計(jì)，權(quán)威可靠。如，年人均水資源量來源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，采用2004—2020年近17 a 數(shù)據(jù)；年水資源總量、年降水量、年徑流量、用水結(jié)構(gòu)、地下水開采量數(shù)據(jù)采用《山東省水資源公報(bào)》2001—2020年近20 a 數(shù)據(jù)，其中用水結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)四部分?jǐn)?shù)據(jù)；水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采用《山東省水資源公報(bào)》2001—2018年數(shù)據(jù)，包括全年期河流、湖泊、水功能區(qū)和水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)變化數(shù)據(jù)；廢污水排放量數(shù)據(jù)來源于《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》，采用2001—2020年數(shù)據(jù)。

1.2 水資源時(shí)空分配

1.2.1 年際變化劇烈

近20 a山東省水資源量變化情況，如圖2所示。

圖2 2001—2020年山東省水資源量變化情況

從圖2 可以看出，山東省內(nèi)的降雨量與水資源量有明顯的年際變化，干枯交替比較明顯。在降水量最為充沛的2003年，降水達(dá)到了936.3 mm，地表水徑流量349.29 億m3，水資源總量489.69 億m3。而在降水量最少的2002年，降水僅達(dá)到了420.2 mm，不足2003年的1/2；地表水徑流量?jī)H為50.02 億m3，為2003年地表水徑流量的1/7；水資源總量為98.14億m3，僅占2003年水資源總量的1/5。分析近20 a降雨數(shù)據(jù)，豐水年有7 a，枯水年有8 a，平水年有5 a。雖然豐水年與枯水年數(shù)量接近，但需要強(qiáng)調(diào)的是經(jīng)常有連豐、連枯現(xiàn)象出現(xiàn)，年際變化幅度極大，造成大量淡水浪費(fèi)。且豐水年與枯水年降雨量相差較大，最大徑流量與最小徑流量之間差了約7倍。

1.2.2 地區(qū)分布不均

山東省內(nèi)各地的年降水量、水資源總量和徑流量地區(qū)差異顯著，降水量總體上從西北地區(qū)向東南地區(qū)逐漸增長(zhǎng)，東南沿海丘陵區(qū)分布了山東省大部分的湖泊河流，可供開發(fā)利用的水資源儲(chǔ)量相對(duì)而言比較豐富[8]。以2020年山東省16 市的降雨量為例（如圖3 所示），降水量最豐富的日照市年降水量達(dá)1233 mm，而濱州市僅為625.9 mm。2020年統(tǒng)計(jì)的省域單位流域面積上的多年平均水資源量即平均產(chǎn)水模數(shù)為23.95 萬m3/km2，但從行政分區(qū)看，東南地區(qū)的日照市產(chǎn)水模數(shù)最大達(dá)到55.58萬m3/km2，東營(yíng)市最小僅為7.76 萬m3/km2，相差7 倍以上。年徑流深在東南沿海丘陵地帶可高達(dá)300 mm，但在西北部分黃河沖積形成的平原區(qū)卻僅有30～60 mm，非常不利于水資源的存儲(chǔ)與利用，水資源開發(fā)利用的難度較大。

圖3 2020年山東省各地級(jí)市水資源分布情況

1.2.3 近20 a水資源量變化

2001—2020年山東省各地級(jí)市水資源變化情況，詳見表1。

表1 2001—2020年山東省各地級(jí)市水資源變化情況

由表1可知，山東省多年平均降水量約為1066.29億m3，多年平均水資源總量為284.58 億m3。相比2001—2010年時(shí)間段，山東省2011—2020年時(shí)間段年降水量平均值下降了47.08 億m3，水資源總量平均值下降了51.17 億m3，整體趨勢(shì)是下降的。從山東省16 個(gè)地級(jí)市來看，年降水量與水資源量變化除了淄博、東營(yíng)、濰坊、德州、濱州市有增加趨勢(shì)以外，其余市水資源均有下降趨勢(shì)，其中臨沂下降最多，下降了16.69億m3。

2 水資源利用現(xiàn)狀

2.1 近20 a用水總量變化

2001—2020年山東省總用水量變化，如圖4所示。

圖4 2001—2020年山東省總用水量變化情況

從圖4 可以看出，近20 a 山東省的用水量雖然經(jīng)常出現(xiàn)小幅度的波動(dòng)，但總體趨勢(shì)是下降的，從2001年的最高用水量252.71 億m3下降到2017年的209.47 億m3，相差43.24 億m3，下降率為17.11 %。其中，2001—2005年用水量出現(xiàn)了一個(gè)大幅下降的時(shí)期，下降率達(dá)到了16.5 %，2005—2007年間略有起伏，2007—2011年經(jīng)歷一個(gè)緩慢回升階段，自2011年后就一直呈現(xiàn)平緩下降趨勢(shì)，一直到2017—2019年間出現(xiàn)小幅度回升之后又回落。如果看近10 a 情況（2011—2020年），年均下降率為4%，用水總量基本趨于穩(wěn)定。

2.2 用水結(jié)構(gòu)變化

山東省用水結(jié)構(gòu)及其變化大體可從農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)環(huán)境4個(gè)方面分析，2001—2020年間平均用水量為221.68 億m3。其中，農(nóng)業(yè)用水總量為133.46 億～192.87 億m3，占用水總量的60.24 %～78.81%，農(nóng)業(yè)用水一直是用水大戶，所占比例最高；工業(yè)用水總量為18.38 億～41.92 億m3，占用水總量的8.52 %～16.59 %；生活用水總量為14.98 億～37.47 億m3，占用水總量的6.12%～16.95%；生態(tài)環(huán)境用水總量為0.29 億～19.1 億m3，占用水總量的0.12%～8.58%，詳見表2。

表2 2001—2020年山東省用水結(jié)構(gòu)變化情況

由表2 可知，農(nóng)業(yè)用水量近20 a 總體呈下降趨勢(shì)，2002年最大為192.87 億m3、占比78.81 %，2018年最少為133.46 億m3、占比62.76%；2001—2020年間減少了59.41 億m3，下降率為16.05 %，用水比例持續(xù)下降。工業(yè)用水量2001—2020年增加了23.54億m3，上升了2.3 倍，2005年以前呈下降趨勢(shì)，2005年以后趨于穩(wěn)定，呈緩慢上升趨勢(shì)；用水比例在2006年以前下降，之后上升。生活用水量2001—2020年增加了22.49 億m3，上升了1.5 倍；用水比例除2001—2002年小幅下降外，總體呈上升趨勢(shì)。生態(tài)環(huán)境用水量2001—2020年間增加了17.7億m3，上升了12.8倍，用水比例均勻上升。

2.3 水污染情況

2.3.1 廢污水排放

2001—2020年山東省廢污水排放量顯著增加，從2001年的22.53億t到2015年的55.99億t，上升了1.49 倍；2015—2018年略有下降，但也增加了15.11億t，上升了0.67 倍；2018年后，繼續(xù)增加，總體呈顯著上升趨勢(shì)，如圖5所示。

圖5 2001—2020年山東省廢污水排放量變化情況

2.3.2 水資源質(zhì)量

山東省全年期湖泊、河流、水功能區(qū)和水庫(kù)水質(zhì)變化情況，詳見表3。

表3 2001—2018年山東省全年期河流、湖泊、水功能區(qū)和水庫(kù)水質(zhì)變化情況%

由表3 可知，全年期總體湖泊水質(zhì)情況2001—2010年較差，2010年以后開始逐漸向好，到2018年為止，水質(zhì)劣于Ⅲ類湖泊占總評(píng)價(jià)湖泊已經(jīng)降到了25%。依據(jù)對(duì)2018年山東省9823.46 km 的河流水質(zhì)情況的評(píng)價(jià)結(jié)果，劣于Ⅲ類河流水質(zhì)與2001年相比同比下降44.7%，降到了評(píng)價(jià)河流的50.6%，整體呈明顯下降的趨勢(shì)，這表明山東省的河流水質(zhì)得到一定程度的改善。2001—2018年全年期水功能區(qū)和水庫(kù)的水質(zhì)良好，尤其是水庫(kù)，水質(zhì)劣于Ⅲ類水庫(kù)占總評(píng)價(jià)水庫(kù)的百分比自2003年以后一直較小。

2.4 地下水開采情況

2001—2020年地下水總量變化情況，如圖6所示。

圖6 2001—2020年地下水總量變化情況

從圖6 可以看出，山東省近20 a 的地下水總量整體趨勢(shì)平緩，略有下降，局部地區(qū)出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的漏斗區(qū)[9]。《2020年山東省水資源公報(bào)》顯示，山東省平原區(qū)地下水位平均埋深為6.50 m，全省平原區(qū)淺層地下水開采量為56.23億m3，全省平原區(qū)地下水漏斗區(qū)（地下水埋深大于6 m）面積為11600 km2，其中淄博-濰坊、莘縣-夏津、濟(jì)寧-汶上、寧津四大漏斗區(qū)面積分別為3730、3934、2140、958 km2，占全省漏斗區(qū)總面積的92.8%。

3 結(jié)論

山東省近20 a 農(nóng)業(yè)用水量整體呈下降趨勢(shì)，而工業(yè)、生活、生態(tài)環(huán)境用水量整體呈上升趨勢(shì)，受農(nóng)業(yè)用水在總用水量中占比高的影響，總用水量整體也呈下降趨勢(shì)。近年來，山東省大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，高效節(jié)水灌溉面積已達(dá)到5870 萬hm2，灌溉水利用系數(shù)已達(dá)到0.646，因此在保證灌溉面積的情況下農(nóng)業(yè)用水量大大降低[7]。在工業(yè)與城鎮(zhèn)用水方面，隨著山東省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化程度的提高，水資源在工業(yè)和生活中往往能帶來更大的產(chǎn)值收益，因此生活用水和工業(yè)用水的比例也在不斷上升。隨著人均綠化率、公共建設(shè)和環(huán)境衛(wèi)生等用水量持續(xù)增加，生態(tài)環(huán)境用水量將延續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)[10]。

廢污水排放量逐年增加，總體呈顯著上升趨勢(shì)。這說明工業(yè)化程度的提高使工業(yè)用水增加的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的污水。同時(shí)，受城鎮(zhèn)化提速影響，生活用水不斷增加，各種垃圾和廢棄物也不斷增加，污染物質(zhì)進(jìn)入城鎮(zhèn)水循環(huán)系統(tǒng)造成水體污染，廢污水增加。且由于農(nóng)村地區(qū)普遍沒有健全的污水收集處理管網(wǎng)，污水整體呈粗放型排放，農(nóng)田灌溉水流經(jīng)農(nóng)田后攜帶化肥農(nóng)藥等下滲，也會(huì)產(chǎn)生大量的污水。

在水質(zhì)治理方面，水質(zhì)評(píng)價(jià)整體向好，說明自2010年以后，政府大力建設(shè)廢污水處理廠，提高廢污水處理率，加強(qiáng)排污口整治與監(jiān)督管理卓有成效，但值得一提的是，受大基數(shù)排污量及面源污染的影響，山東省在河流和湖泊方面的水污染治理比起全國(guó)其他地區(qū)仍有較大的進(jìn)步空間。

山東省的地下水開采量在多年降雨量、水資源總量呈下降趨勢(shì)的情況下還能保持總趨勢(shì)平緩甚至略有下降，其原因除了近幾年山東省建設(shè)節(jié)水型社會(huì)之外，還有一個(gè)重要原因就是南水北調(diào)對(duì)區(qū)域內(nèi)水資源的補(bǔ)充。但山東省地下水漏斗區(qū)面積仍然較大，因此減少對(duì)地下水資源的開發(fā)、加強(qiáng)水資源的高效利用仍是山東省解決水資源問題的重心之一。

綜上，山東省作為典型資源型缺水省份，水資源形勢(shì)日趨緊張，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化的加劇，水資源問題會(huì)嚴(yán)重制約區(qū)域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。因此，水資源高效利用與水資源保護(hù)將會(huì)是今后一段時(shí)期水資源管理的重點(diǎn)。在水資源高效利用方面，全方位貫徹“四水四定”原則，持續(xù)實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度，持續(xù)推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水增效、工業(yè)節(jié)水減排、城鎮(zhèn)節(jié)水降損。在水資源保護(hù)方面，圍繞《山東省水污染防治條例》，在工業(yè)污染防治、城鎮(zhèn)生活污染治理、農(nóng)業(yè)面源污染防治以及飲用水水源保護(hù)4 個(gè)重點(diǎn)工作領(lǐng)域發(fā)力，用科學(xué)的手段進(jìn)行生態(tài)治理和修復(fù)，控制和減少水環(huán)境污染和生態(tài)破壞。