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黃河水量統一調度的階段性成效與展望

2024-03-31 05:34張迪王煜鄭小康王瑩
人民黃河 2024年3期
關鍵詞:成效展望黃河

張迪 王煜 鄭小康 王瑩

摘 要:通過對黃河水量統一調度24 a 年工作的全面回顧和系統分析,結合調度執行情況、水文測驗數據、統計年鑒數據、科研成果,采用定性與定量統計分析方法,客觀全面評價統一調度所帶來的河道水力連通、生態環境改善、用水保障均衡、產業結構優化等方面的階段性成效;結果發現水量調度存在難度加大、節水發力不足、供需矛盾突出等問題,從分水、節水和調水3 個方面展望提出現階段黃河流域水資源可持續利用建議和對策。

關鍵詞:水量調度;成效;展望;黃河

中圖分類號:TV213.4;TV882.1 文獻標志碼:A doi:10.3969/ j.issn.1000-1379.2024.03.010

引用格式:張迪,王煜,鄭小康,等.黃河水量統一調度的階段性成效與展望[J].人民黃河,2024,46(3):52-57.

黃河在中國經濟社會發展中具有重要的戰略地位,但自20 世紀70 年代以來,黃河水資源短缺的形勢越發嚴峻,特別是1997 年,黃河下游的利津水文站斷流226 d,斷流河段延伸至河南開封,長達704 km。頻繁的斷流給黃河兩岸帶來嚴重的水危機,破壞了生態系統平衡,造成了巨額經濟損失。為應對嚴峻的黃河斷流態勢,國家發展計劃委員會、水利部于1998 年12月發布《黃河水量調度管理辦法》,授權黃河水利委員會實施黃河水量統一調度[1] 。

黃河水量統一調度實施24 a 來,國內學者在實施效果[2] 、宏觀經濟效果[3] 、水資源配置效果[4] 、下游生態環境效果[5] 等方面開展了大量評估工作,但多局限于單個系統層面的客觀定性描述,很少有針對水資源-生態環境-社會經濟復合系統進行定性與定量相結合的評價。

1 黃河干流水量統一調度的階段性成效

1) 遏制了黃河斷流惡化趨勢,實現了黃河連續24 a不斷流。根據《黃河水資源公報》可知,1999—2021 年花園口多年平均天然徑流量為520.19 億m3,較1956—2016 年多年平均值484. 22 億m3 偏多7.43%,較1987—2016 年多年平均值442.77 億m3 偏多17.49%。2007—2021 年流域主要來水區合計來水量年均值為431.90 億m3,較1950—2000 年年均值偏少11.68%,個別年份天然來水量偏枯。以花園口斷面為例,2000—2002 年年均天然徑流量明顯少于斷流最為嚴重的1997 年,上游頭道拐站6 月最小流量降至15 m3 / s;2003 年上半年來水量達到有實測數據以來的最低值,1—7 月來水量比歷年同期均值偏少約50%,龍羊峽和劉家峽水庫蓄水位逼近死水位。通過精準預測、精細調度、嚴格監督、精心協調,加強重要取水口現場監管,緊急減少引水量,最終頭道拐站流量不再降低,有力保障了干流不斷流。實測數據顯示,1991 年、1995 年、1997 年水文年利津水文站斷流時間分別為56、118、129 d,而通過黃河水量統一調度,2007—2021年頭道拐站最小日均流量為107 m3 / s,下游利津站最小日均流量為40.3 m3 / s,保證了干流主要斷面的基流量[6] 。

2)顯著增加了入海水量,河口三角洲生態環境得到持續改善。黃河水量統一調度前,1998 年利津站入海水量為106 億m3,統一調度期間的1999—2021 年,利津年均入海水量為178.93 億m3,入海水量從1999年的61.69 億m3增大到2021 年的434.1 億m3,非汛期入海水量從1999 年的20.76 億m3 增大至2021 年的207.3 億m3,最小流量由2000 年的3.11 m3 / s 逐漸增大,2015—2016 年在來水偏少的情況下,利津斷面最小流量達到58.68 m3 / s,保證了河道生態基流。隨著黃河入海水量的增加,河口濕地面積在連續干旱的條件下保持穩定,河口三角洲的生態環境功能得到維持,生物多樣性增強。黃河水量統一調度24 a 來,三角洲自然保護區濕地面積增加了45%, 鳥類增加到近400 種[7] 。

3)有效抑制了部分?。▍^)超計劃用水的趨勢,兼顧了其他?。▍^)的用水需求。根據“八七”分水方案,允許沒有超出分配指標的?。▍^)繼續增加用水量,壓減超出分配指標的?。▍^)的用水量。通過統一調度、依法管水,平衡各?。▍^)、上下游、左右岸的供水量,供水保障度趨于全面均衡。黃河水量統一調度后干流各?。▍^)超額用水量見表1。青海、陜西、山西、河南多年超額用水量為負,表明年均耗水量小于分配指標,用水量有結余;甘肅、寧夏、內蒙古、山東雖多年超額用水量為正,但近年來開始由正轉負,表明超額用水情況得到根本緩解。黃河水量統一調度后山東年均耗水量為60.34 億m3,是分配指標可消耗水量70 億m3 的86.20%,2018 年之后除個別年份外山東耗水量大都在分配指標之內;自《黃河水量調度條例》頒布后,內蒙古超額用水指標1999 年為16.75 億m3,2021 年則為-4.43億m3,表明超額用水的趨勢得到有效遏制。

4)水資源的利用從低效益產業向高效益產業和重要行業轉移。黃河水量統一調度使水資源得到優化配置,產業結構得到進一步優化,黃河流域九?。▍^)生產總值逐年提升、萬元GDP 用水量逐年減少(見表2)。黃河流域九?。▍^)生產總值從2011 年的127 081億元增加到2021 年的286 851 億元,年均增長率12.55%,其中:第一產業產值占比從2011 年的10.95%降到2021 年的8.83%,第二產業產值占比從2011 年的51.15%降到2021 年的41.35%,第三產業產值占比從2011 年的37.90%提升到2021 年的49.82%。九?。▍^)萬元GDP 用水量從2011 年的147.67 m3 降低到2021 年的70.34 m3,年降幅4.76%;與水量統一調度前的1997 年(560 m3 ) 相比,萬元GDP 用水量減少了489.66 m3,降幅達87.44%,年降幅3.64%。在“八七”分水方案提出的總量控制原則下,黃河水量實行統一調度,各?。▍^)大力節約用水,提高了用水效率;此外,從2003 年開始,通過水權轉讓加大農業節水力度和將節約的水用于工業生產,在提高灌區水資源利用效率方面發揮了重要作用。

2 黃河水量統一調度面臨的主要問題

1)水資源調度難度越來越高。雖然黃河水量統一調度取得了階段性成效,但黃河水資源匱乏的自然稟賦沒有變,隨著經濟社會的發展,水資源供需矛盾將更加凸顯,水資源調度任務要求和難度也將越來越高。由表3 可以看出:上游下河沿—頭道拐斷面非汛期下泄水量差呈波動增大趨勢,表明非汛期寧蒙河段農業灌溉用水量呈增大趨勢,有效灌溉面積逐年增大,農業種植結構亟須優化調整;下游高村—利津斷面非汛期下泄水量差呈波動減小趨勢,表明下游部分年份下泄水量仍低于《黃河流域綜合規劃(2012—2030 年)》中提出的河流生態環境用水控制指標,距離維持功能性不斷流和河道適宜生態環境目標尚有差距[8] 。

2)地下水壓采成效顯著,但地表取耗水量增加,城市節水力度不足。根據《黃河水資源公報》統計,1988—1998 年黃河供水區多年平均地表水耗水量為290.27 億m3。統一調度后黃河供水區地表水與地下水取耗水量見表4,可知地表水取水量從1999 年的383.97 億m3 增加至2021 年的395.78 億m3 (增幅3.08%),年均地表水取水量為378.28 億m3,地表水取水量占比相應從74.29%增加至78.93%;地表水耗水量從1999 年的298.74 億m3 增加至2021 年的327.03億m3(增幅9.47%),年均地表水耗水量為308.06 億m3。地下水取水量從1999 年的132.85 億m3 減少至2021 年的105.67 億m3(降幅20.46%),年均地下水取水量為126. 65 億m3, 地下水取水量占比相應從25.71%減少至21.07%;地下水耗水量從1999 年的94.00 億m3 減少至2021 年的78. 22 億m3 ( 降幅16.79%),年均地下水耗水量為90.44 億m3。

水量統一調度后,根據表5 數據統計分析可知,地表水分行業取水量占比中:農業從1999 年的90.91%降到2021 年的62.33%,工業從1999 年的6.3%增加至2021 年的8.22%,生活從1999 年的1.73%增加至2021 年的12.40%,生態則從1999 年的1.07%增加至2021 年的17.05%;地表水分行業耗水量占比中:農業從1999 年的91.47%減少至2021 年的59.6%,工業從1999 年的5.4%增加至2021 年的8.26%,生活從1999年的1.76%增加至2021 年的12.96%,生態則從1999年的1.37%增加至2021 年的19.18%。黃河生態供水量的增加產生了良好的生態環境效益,但工業和生活用水量占比明顯增加,需進一步加大節水力度,提高水資源利用效率,同時充分發揮水價的杠桿作用,促進節水。

3)黃河流域水資源農業供需缺口仍很大。近年鍵制約因素[9] 。由表6 可知:黃河流域九?。▍^)每公頃耕地平均灌溉用水量總體呈下降趨勢,各?。▍^)差異較大,上游?。▍^)每公頃耕地平均灌溉用水量與全流域平均值4 230 m3相比明顯偏高。

由表7 可知,黃河流域九?。▍^)中,除青海耕地灌溉面積從2011 年的25.17 萬hm2 降到2021 年的22.20萬hm2外,其他?。▍^) 耕地灌溉面積均有所增大。黃河流域涉及全國7 大農產品主產區中的3 個主產區,預測黃河流域2030 年農業需水量約為340 億m3。根據有關研究[10] ,未來黃河天然徑流量將進一步減少到460 億m3以下,水資源將無法保障河道外的用水需要,缺水形勢嚴峻,有67 萬hm2 的有效灌溉面積無法保障,266 萬hm2耕地無法完全灌溉,流域糧食產量因灌溉用水短缺而每年減少約300 萬t。

3 水資源可持續利用建議和對策

1)優化調整“八七”分水方案?!鞍似摺狈炙桨甘且罁S河1919—1975 年徑流系列以及當時工程條件確定的,與流域現狀供需態勢存在一定的偏差,降低了?。▍^)用水的指導作用,不利于有效控制全河總取水量。南水北調東線和中線一期工程通水后,大大改善了山東、河南、河北和天津等?。ㄊ校┑墓┧唇Y構。此外,永定河引黃生態補水工程、引漢濟渭工程等跨流域調水,對山西、陜西等省的供用水格局也產生了一定影響。因此,應對“八七”分水方案的應用進行綜合研判,研究分水方案對流域高質量發展和環境變化的適應性評估;考慮流域經濟社會發展和生態保護的需要,細化干支流分水指標,合理配置河道外三生用水,逐步將可利用水量分配到不同行政區域,明確各區域用水權益[11-13] 。

2)推進全流域深度節水控水,提升水資源節約集約利用能力。隨著工業化和城鎮化進程加快,特別是能源化工行業的發展,黃河流域水資源緊缺形勢將進一步加劇。即使采取集約節水措施,2035 年黃河流域也將缺水153.2 億m3,干旱年份將缺水200 億m3 以上[9] 。應全面實施農業節水增效、工業節水減排、城市節水降損,挖掘水資源利用全過程節水潛力,增加非常規用水,促進水資源的高效利用;完善節約用水制度,將節約用水作為強制性目標,完善用水定價機制,推進水權市場化交易和水資源稅改革[14] 。

3)提高調控手段,優化水資源配置格局,健全黃河流域水資源管理體系。在全球氣候變化和人類活動的共同影響下,跨越多個空間尺度的復合型極端水文事件愈發頻繁,枯水年份黃河流域水資源供需矛盾更為突出。應考慮黃河流域未來水沙變化、經濟社會發展、生態環境、重大工程等多目標需求,研發流域水資源系統韌性優化調配模型,提出極端枯水條件下黃河流域水資源系統韌性優化調控對策。

4 結論

黃河水量統一調度實現了干流連續24 a 不斷流,顯著增加了入海水量,流域生態環境持續改善;抑制了部分?。▍^)超計劃用水趨勢,水資源利用從低效益產業向高效益產業和重要行業轉移。然而,現階段水量調度任務難度加大,非汛期河套地區農業灌溉用水量呈增大趨勢,下游河道部分年份仍低于《黃河流域綜合規劃(2012—2030 年)》中提出的河流生態環境用水控制指標,距離維持功能性不斷流和河道適宜生態環境目標尚有差距;黃河生態用水量增加產生了良好的生態環境效益,但工業和生活耗水量占比增幅明顯,需進一步加大節水力度,提高水資源利用效率;此外,黃河流域除青海外的其他?。▍^)耕地灌溉面積均有所增大,未來黃河天然徑流量將進一步減少到460 億m3左右,水資源無法完全滿足河道外的用水需求,缺水形勢依然十分嚴峻。建議優化調整“八七”分水方案,推進全流域深度節水控水,提升水資源節約集約利用能力;提高水資源調控手段,優化水資源配置格局,健全黃河流域水資源管理體系。

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【責任編輯 張華興】.

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