基于調(diào)入調(diào)出關(guān)系的地表水開(kāi)發(fā)利用率研究

祝曉宇 張海濤 杜富慧 張象明 郭志輝 史紅偉

摘 要：水資源可持續(xù)利用是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的保障，水資源與社會(huì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等息息相關(guān)。為協(xié)調(diào)水資源與生態(tài)、人口和社會(huì)等的關(guān)系，合理開(kāi)發(fā)利用水資源，基于水資源調(diào)入調(diào)出關(guān)系，分析2005—2019年我國(guó)水資源一級(jí)區(qū)的地表水資源開(kāi)發(fā)利用率及其變化趨勢(shì)。結(jié)果表明：自2005年以來(lái)，水資源一級(jí)區(qū)地表水資源開(kāi)發(fā)利用率總體呈緩慢增大趨勢(shì)；調(diào)水工程引水使地表水供給量增加，地表水資源開(kāi)發(fā)利用率也相應(yīng)發(fā)生改變；通過(guò)引調(diào)水工程，水資源一級(jí)區(qū)缺水區(qū)域水資源壓力減小，缺水狀態(tài)得到緩解，有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水資源；開(kāi)發(fā)利用率；調(diào)入調(diào)出關(guān)系；地表水

中圖分類號(hào)：TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.01.014

引用格式：祝曉宇，張海濤，杜富慧，等.基于調(diào)入調(diào)出關(guān)系的地表水開(kāi)發(fā)利用率研究[J].人民黃河，2022，44（1）：67-70.

AnalysisofDevelopmentandUtilizationRateofSurfaceWaterinPrimaryWaterResources AreaBasedontheRelationshipBetweenTransferinandout

ZHUXiaoyu1，ZHANGHaitao2，DUFuhui1，ZHANGXiangming2，GUOZhihui1，SHIHongwei3

（1.CollegeofWaterConservancyandHydropower，HebeiUniversityofTechnology，Handan056021，China；2.ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropoewer，Beijing100038，China；3.ChinaWaterInvestmentCo.，Ltd.，Beijing100053，China）

Abstract：Withtherapiddevelopmentofeconomyandsociety，thesustainabledevelopmentandutilizationofwaterresourceshasincreasing lybecomethefocusofsocialattention.Thesustainableutilizationofwaterresourcesistheguaranteeofsocialandeconomicsustainabledevel opment.Waterresourcesarecloselyrelatedtosocialenvironmentandecologicalenvironment.Inordertosolvetheharmoniousrelationship betweenwaterresourcesandecology，populationandsociety，scientificdevelopmentandutilizationofwaterresourceshasbecomethekey. Basedontherelationshipbetweentransferinandtransferout，thispaperanalyzedthedevelopmentandutilizationrateofwaterresourcesin China sprimarywaterresourcesareas，andobtainedthechangetrendofthedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterresourcesby comparingandanalyzingthedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterresourcesfrom2005to2019.Theresultsshowthat，since 2005，thedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterresourcesinthefirst classwaterresourceszonehasincreasedslowly.Asthewater diversionprojectdivertswaterintothebasin，thesurfacewatersupplyincreases，andthedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterre sourceschangesaccordingly.Bycitingthewatertransferproject，thewaterpressureinthewaterdeficientareaofthefirst classwaterre sourceszonehasreduced，whichalleviatesitswatershortagestateandplaysapositiveroleintheregionaleconomicandsocialdevelopment.

Keywords：waterresources；developmentandutilizationrate；relationshipbetweentransferinandout；surfacewater

水資源是社會(huì)、生產(chǎn)、自然生命活動(dòng)的基礎(chǔ)性資源，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展非常重要。我國(guó)水資源存在供需失衡、污染以及分配不均等問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境都不可避免受到水資源開(kāi)發(fā)利用的影響。長(zhǎng)期以來(lái)，水生態(tài)環(huán)境不斷遭到破壞，水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)利用加重了水危機(jī)，水資源問(wèn)題日益凸顯，合理開(kāi)發(fā)利用水資源成為當(dāng)務(wù)之急。水資源開(kāi)發(fā)利用有3個(gè)階段[1]：第一個(gè)階段是粗放型利用階段，主要以地表水開(kāi)發(fā)為主；第二個(gè)階段是轉(zhuǎn)軌階段，以地表水和地下水聯(lián)合開(kāi)發(fā)的方式進(jìn)行，這個(gè)階段水資源問(wèn)題愈加突出；第三階段是可持續(xù)利用階段，這個(gè)階段實(shí)行可持續(xù)性和與環(huán)境相協(xié)調(diào)的水資源管理模式，注重水資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)。國(guó)際上公認(rèn)的地表水資源開(kāi)發(fā)利用率的極限值為40%，根據(jù)區(qū)域自身水資源問(wèn)題及水資源開(kāi)發(fā)情況，水資源開(kāi)發(fā)利用率應(yīng)保持在合理的閾值范圍內(nèi)[2-3]。王西琴等[4]基于二元水循環(huán)，從量和質(zhì)兩個(gè)角度分析了地表水資源開(kāi)發(fā)利用率的閾值，認(rèn)為水資源允許開(kāi)發(fā)利用率應(yīng)限制在50%以下。

水資源開(kāi)發(fā)利用程度與自然環(huán)境和水土生態(tài)等息息相關(guān)[5]。由于不同時(shí)期對(duì)水資源的需求不同，當(dāng)?shù)氐乇砉┧泊嬖诓町?，因此采用某水平年流域或區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用量計(jì)算水資源開(kāi)發(fā)利用程度不具有可比性[6-8]。Alcamo等[9-10]用年均水資源量代替水資源可利用量，計(jì)算水資源開(kāi)發(fā)利用率，其結(jié)果能直觀反映區(qū)域水資源問(wèn)題。李東[11]結(jié)合中國(guó)水資源公報(bào)及其編制技術(shù)大綱等資料進(jìn)行分析，指出水資源開(kāi)發(fā)利用程度（率）只是供用耗水中的利用程度，而不是水力資源的開(kāi)發(fā)程度。水資源開(kāi)發(fā)利用可分為河川徑流（地表水）水資源開(kāi)發(fā)利用和地下水資源開(kāi)發(fā)利用。在分析地表水資源開(kāi)發(fā)利用率時(shí)，地表水資源量主要包括供水工程提供的水量以及流域調(diào)出水量，不包括調(diào)入水量[12-13]。

本文基于水資源調(diào)入調(diào)出關(guān)系，分析2005—2019年我國(guó)水資源一級(jí)區(qū)的地表水資源開(kāi)發(fā)利用率及其變化趨勢(shì)。首先分析水資源一級(jí)區(qū)的調(diào)入調(diào)出關(guān)系，然后按是否考慮調(diào)入調(diào)出關(guān)系計(jì)算地表水資源開(kāi)發(fā)利用率，對(duì)比分析地表水資源開(kāi)發(fā)利用率受調(diào)水工程的影響程度，以期為協(xié)調(diào)水資源與生態(tài)、人口和社會(huì)等的關(guān)系，合理開(kāi)發(fā)利用水資源提供參考。

1 地表水資源開(kāi)發(fā)利用率的概念和計(jì)算方法

從水資源規(guī)劃利用角度把水資源開(kāi)發(fā)利用率定義為供水能力（或保證率）為75%時(shí)可供水量與多年平均水資源總量的比值，是表征水資源開(kāi)發(fā)利用程度的一項(xiàng)指標(biāo)[11]。地表水資源開(kāi)發(fā)利用率為地表供水量與多年平均地表水資源量的比值。

1.1 不考慮調(diào)入調(diào)出關(guān)系的地表水資源開(kāi)發(fā)利用率

1.2 考慮調(diào)入調(diào)出關(guān)系的地表水資源開(kāi)發(fā)利用率

為了真實(shí)反映流域自產(chǎn)地表水的控制利用情況，在地表水供水量計(jì)算中要扣除跨流域調(diào)入的水量，調(diào)出水量計(jì)入流域總供水量。國(guó)際上公認(rèn)的地表水合理開(kāi)發(fā)利用率閾值為40%，其中我國(guó)地表水開(kāi)發(fā)利用率平均約為20%[15]。

2 水資源一級(jí)區(qū)調(diào)入調(diào)出關(guān)系

水資源調(diào)入調(diào)出是根據(jù)自然條件、區(qū)域規(guī)劃等進(jìn)行的水資源調(diào)配，有利于改善用水狀況、緩解水資源短缺?？缌饔蛘{(diào)水主要通過(guò)引黃工程和南水北調(diào)工程，其中：引黃工程于20世紀(jì)80年代開(kāi)始投入使用，南水北調(diào)東線、中線工程分別于2013年12月、2014年12月正式通水?？缌饔蛘{(diào)水使當(dāng)?shù)乜晒┧吭黾?，水資源開(kāi)發(fā)利用率也發(fā)生相應(yīng)的變化。

根據(jù)《2010年中國(guó)水資源公報(bào)》[16]可知，2010年全國(guó)水資源一級(jí)區(qū)的調(diào)水量為148.1億m3（見(jiàn)表1）。從調(diào)入?yún)^(qū)來(lái)說(shuō)，淮河區(qū)分別從黃河、長(zhǎng)江引水35.8億m3和60.2億m3，調(diào)水量排第一（96.0億m3）；海河區(qū)通過(guò)引黃工程引黃河水45.9億m3，調(diào)水量排第二。

根據(jù)《2015年中國(guó)水資源公報(bào)》[17]可知，全國(guó)水資源一級(jí)區(qū)調(diào)水量為173.1億m3（見(jiàn)表2），比2010年增加25.0億m3。

從調(diào)入?yún)^(qū)來(lái)說(shuō)，淮河區(qū)通過(guò)引黃工程和南水北調(diào)工程分別從黃河、長(zhǎng)江引水42.8億m3和54.5億m3，調(diào)水量排第一（97.3億m3）；海河區(qū)通過(guò)引黃工程和南水北調(diào)工程分別從黃河、長(zhǎng)江引水43.3億m3和13.8億m3，調(diào)水量排第二（57.1億m3）。

根據(jù)《2019年中國(guó)水資源公報(bào)》[18]可知，2019年全國(guó)水資源一級(jí)區(qū)調(diào)水量為283.8億m3（見(jiàn)表3），比2015年增加110.7億m3。從調(diào)入?yún)^(qū)來(lái)說(shuō)，淮河區(qū)通過(guò)引黃工程和南水北調(diào)工程分別從黃河、長(zhǎng)江引水46.9億m3和108.9億m3，調(diào)水量排第一（155.8億m3）；海河區(qū)通過(guò)引黃工程和南水北調(diào)工程分別從黃河、長(zhǎng)江引水67.9億m3和42.7億m3，調(diào)水量排第二（110.6億m3）

3 基于調(diào)入調(diào)出關(guān)系的水資源一級(jí)區(qū)地表水資源開(kāi)發(fā)利用率

基于是否考慮調(diào)入調(diào)出關(guān)系，對(duì)比分析2010—2015年水資源一級(jí)區(qū)地表水開(kāi)發(fā)利用率的差異，見(jiàn)圖1?？梢钥闯?，北方地區(qū)地表水開(kāi)發(fā)利用率變化明顯，而南方地區(qū)則基本無(wú)變化。海河區(qū)地表水開(kāi)發(fā)利用率變化最明顯，不考慮調(diào)入調(diào)出關(guān)系時(shí)，其地表水資源開(kāi)發(fā)利用率為90%；在考慮水資源調(diào)入調(diào)出關(guān)系時(shí)，跨流域調(diào)水使海河區(qū)地表供水量明顯增多，從而緩解了其水資源緊張程度，使地表水開(kāi)發(fā)利用率下降至60%左右。

不同時(shí)段的全國(guó)水資源一級(jí)區(qū)地表水開(kāi)發(fā)利用率見(jiàn)表4?；谌珖?guó)多年平均地表水供水量與全國(guó)多年平均地表水資源總量的比值，得出2005—2019年全國(guó)地表水資源開(kāi)發(fā)利用率為18.3%。我國(guó)北方地區(qū)地表水資源開(kāi)發(fā)利用率遠(yuǎn)超20%，原因主要是北方地區(qū)地表水相對(duì)較少，為滿足需求調(diào)入一定的水量，使其地表水供水量增加，從而使地表水開(kāi)發(fā)利用率相應(yīng)增大。海河區(qū)、黃河區(qū)、淮河區(qū)地表水資源開(kāi)發(fā)利用率遠(yuǎn)超40%的國(guó)際警戒線，其中：海河區(qū)2010—2015年地表水資源開(kāi)發(fā)利用率（61.6%）比2005—2010年（59.6%）增大2.0%，2015—2019年地表水資源開(kāi)發(fā)利用率（61.2%）比2005—2010年（59.6%）增大1.6%，2015—2019年地表水資源開(kāi)發(fā)利用率（61.2%）比2010—2015年（61.6%）減小0.4%；淮河區(qū)2010—2015年地表水資源開(kāi)發(fā)利用率（50.6%）比2005—2010年（53.0%）減小2.4%，2015—2019年地表水資源開(kāi)發(fā)利用率（50.8%）比2005—2010年減小2.2%，2015—2019年地表水資源開(kāi)發(fā)利用率比2010—2015年增大0.2%。東南諸河區(qū)、珠江區(qū)、西南諸河區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用率不到20%，與北方地區(qū)差異懸殊，表明全國(guó)水資源開(kāi)發(fā)利用程度極不均衡。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于水資源調(diào)入調(diào)出關(guān)系，對(duì)比分析了2005—2010年、2010—2015年、2015—2019年3個(gè)時(shí)段全國(guó)水資源一級(jí)區(qū)的地表水資源開(kāi)發(fā)利用程度。2005—2019年全國(guó)地表水開(kāi)發(fā)利用率為18.3%，東南諸河區(qū)、珠江區(qū)、西南諸河區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用率不到20%且總體呈緩慢減小趨勢(shì)，北方水資源一級(jí)區(qū)地表水資源開(kāi)發(fā)利用率遠(yuǎn)超20%且總體呈緩慢增大趨勢(shì)，淮河區(qū)、黃河區(qū)及海河區(qū)地表水資源開(kāi)發(fā)利用率遠(yuǎn)超40%的國(guó)際警戒線。通過(guò)調(diào)水工程引水使區(qū)域地表水供水量增加，地表水資源開(kāi)發(fā)利用率也相應(yīng)發(fā)生改變。為了實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)順利進(jìn)行，要充分考慮區(qū)域水資源狀況，將水資源開(kāi)發(fā)利用程度控制在一個(gè)合理的閾值范圍內(nèi)。

為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，必須改善南北方地區(qū)水資源空間不均衡的現(xiàn)狀。南方水多但其地表水資源開(kāi)發(fā)利用率小，建議加快建設(shè)南水北調(diào)西線調(diào)水工程，增加向北方地區(qū)的調(diào)水量；北方地區(qū)水資源量少，嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，在加大從南方地區(qū)調(diào)水量的同時(shí)，應(yīng)大力發(fā)展節(jié)水灌溉和中水回用，并實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度。

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【責(zé)任編輯 張華興】